[go: up one dir, main page]

DE1960753A1 - Separatoren fuer Sekundaerbatterien bzw. Saeurebatterien - Google Patents

Separatoren fuer Sekundaerbatterien bzw. Saeurebatterien

Info

Publication number
DE1960753A1
DE1960753A1 DE19691960753 DE1960753A DE1960753A1 DE 1960753 A1 DE1960753 A1 DE 1960753A1 DE 19691960753 DE19691960753 DE 19691960753 DE 1960753 A DE1960753 A DE 1960753A DE 1960753 A1 DE1960753 A1 DE 1960753A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
separator
polyelectrolyte
acid
electrodes
sulfuric acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691960753
Other languages
English (en)
Inventor
auf Nichtnennung. R HOIm 13-06 Antrag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gould Inc
Original Assignee
Gould Inc
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 Gould Inc filed Critical Gould Inc
Publication of DE1960753A1 publication Critical patent/DE1960753A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • H01M10/08Selection of materials as electrolytes
    • H01M10/10Immobilising of electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

First National Bank Building,
St. Paul, Minnesota / V.St.A.
Pa t ent anme1dung
Separatoren für Sekundärbatterien bzw. Säurebatterien
Die Erfindung betrifft Separatoren für Sekundärbatterien oder Sammler, insbesondere vom Blei-Säuretyp. Vornehmlich betrifft die Erfindung Separatoren für trockengeladene Säurebatterien, die durch Zugabe von Wasser aktiviert werden.
Blei-ijäurebatterien mit positiven Elektroden aus Bleiperoxid, negativen Elektroden aus Bleisehwamm und einem Elektrolyt in Form einer wässrigen Lösung von Schwefelsäure sind die gebräuchlichsten Sammlerbatterien. Gewöhnlich worden iJäurebntterien vor dem Einbau und Verwendung im "n'tssgolf-denon" oder "trockengeladenen" Zustand gelagert. Früher wurde der Schwefelsäureelektrolyt im Zellenraum und nnmit in Kontakt mit den Platten gehalten, während troeken-Battorion trockene aber aktive Platten sowie einen Schwofolnäurebehältor haben. Im letzteren Falle
009829/1374
aktiviert der Benutzer die Batterie durch Zugabe von Säure.
Obwohl sowohl nass als auch feucht geladene Batterien eine weite Verwendung haben, sind jeder Art Grenzen gesetzt. Nassgeladene Batterien verlieren beim Lagern an Kapazität und müssen daher unter Dauerladung gehalten oder periodisch wieder aufgeladen werden. Dabei tritt eine Korrosion und Sulfatierung der Akkumulatorplatte auf, die die Lebensdauer der Batterie bei Benutzung begrenzt. Anderseits erfordern trockengeleadene Batterien keine Wiederaufladung, besitzen jedoch die Unannehmlichkeit der Lagerung und Handhabung der Schwefelsäure zusammen mit der wahrscheinlichen permanenten Beschädigung der Platten durch unsachgemässe Säurezugabe.
Das US-Patent . ... ... (581 749 vom 26.9.1966) betrifft eine trockengeladene Säurebatterie, die lediglich durch Zugabe von Wasser aktiviert wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die konzentrierte Schwefelsäure in eine© gelartigen Polyelektrolytkomplss von icmisela. gefundenen polylcaiionischen und polyanionisehen or-g&aiseheii Harzen gelagert bzw» gebunden ist. Die EoäiplexverMndmiget!. halten die konzentrierte Schwefelsäure fest und geben sie erst durch Zugabe von Wasser frei. Das zurückbleibende Gel ist eine zähe mikroporöse Membran, die bei Be- ; nutzung als Separator für die negativen und positiven Platten oder Elektroden eine hohe Ionen-Leitfähigkeit besitzt, einen physikalischen Kontakt zwischen den Platten verhindert, die Bildung von Bleidentriten verringert, die Platten gegen mechanischen Stoss und Vibration schützt, ein verdichtbares Medium zum Zurückhalten von Bleiperoxid und Sulfat auf den Platten darstellt j, die Auswanderung von Antimon aus den positiven Gitterplatten verhindert und die Batterie beständig gegen ein Verschütten macht.
Bei Verwendung von Polyelektrolyt-Komplexen zum Festhalten von Schwefelsäure in mit Wasser aktivierbaren trockengeladenen Batterien ist es im allgemeinen erwünscht, die ganze oder im we-
öö 9 8 29/1374 Säd original
sentlichen die ganze erforderliche Säuremenge in dem Zwischenraum zwischen den üblich angeordneten Separatoren unterzubringen. Dieser Raum ist stark "begrenzt, insbesondere in Autobatterien, bei denen jeder der etwa 22 Separatoren in jeder Zelle nur etwa 0,17 cm dick ist. Infolgedessen muss die Schwefelsäure in Polyelektrolytkomplexen hoch konzentriert sein.
Diese hohe Konzentration führt zu verschiedenen Problemen. Bei derzeitigen Polyelektrolytkomplexen kann dies erforderliche Mengenverhältnis Säure zu Polyelektrolyt zu hoch für die optimalen physikalischen Eigenschaften des Gels sein. Dabei wird das Gel in physikalischer Beziehung schwach sowohl vor eis " auch nach der Aktivierung mit "Wasser unter Verlust verschiedener erwünschter Eigenschaften*. Weiterhin können Gele mit zu hohem Gehalt an Schwefelsäure zu einer Synärese unter Austritt von flüssiger Säure aus dem Gel führen, wobei die Säure zu den Platten wandert und die Batterie vor dem eigentlichen Gebrauch entlädt. Demgemäss ist ein Ziel der Erfindung ein verbesserter Batterie separator vom Polyelektrolytkomplextyp, dr-r grosse Mengen Schwefelsäure aufzunehmen vermag, aber gleichzeiig eine genügende physikalische Festigkeit für eine wirksame Verwendung als Separator besitct. Ein diesbezügliches Ziel besteht im Aufbau von Separatoren des im vorhergehenden beschriebenen Typs, die eine genügende Festigkeit für den Einbau in Zellen und Batterien haben.
Auch ist cc "bei Verwendung von Schv.-efelsäure-Polyelektrolytkomplexen für eine längere Legerzeit der Batterien im troclzengeladenrn Zustr-nd erwünscht, weiterhin sicher zu stellen, d?ss von der Säure in Separator nichts in Kontakt mit den Zellenelektroden kommt. Dies ist insbesondere wichtig bezüglich der positiven Bleiperoxid-Elektroden, bei denen ein vorzeitiger Kontakt mit konzentrierter Schwefelsäure eine längere Lebensdauer herabsetzt. Ein Ziel der Erfindung ist daher ein verbesserter Separator, der wirksam das Säurepolyelektrolyt-Gel von den Batterioplatten während der Lagerung und vor der Aktivierung isoliert.
0 0 9829/1374
Ein weiteres. Ziel der Erfindung ist ein Schwefelsaurep'olyelektrolytkomplex-Separator, der eine Zirkulation von flüssigem Elektrolyt innerhalb der Zelle während des Gebrauchs der
Batterie ermöglicht. Ausserdem soll die Einrichtung so ange-
I ordnet sein, dass eine Ablagerung auf den negativen Elektroden
jklar von den Elektroden und Separator fällt,
jAusserdem soll der Separator eine unempfindliche und einfache
'Ausführungsform haben, die völlig die Vorteile des Schwefel-,säure-Polyelektrolytseparators ermöglicht, gleichzeitig schnell
kontinuierlich und automatisch hergestellt werden kann, die bil-j lig ist und eine maximale Ausnutzung der Säurepolyelektrolyten
ermöglicht.
Der erfindungsgemässe Separator zur Verwendung in trockengeladenen mit Wasser aktivierbaren Blei-Säure-Sekundärbatterien ist ; dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei Komponenten und zwar : einen Hauptseparator und einem zusätzlichen Separator besteht.
Der Hauptseparator ist eine Scheibe aus einem Polyelektrolyt- ; komplex, der konzentrierte Schwefelsäure zur Bildung eines Schwe-f feisäureelektrolyten bei Zugabe von Wasser zwecks Aktivierung j der Zelle enthält. Der Zusatzseparator ist zwischen dem PoIy-.elektrolytseparator und den positiven Elektroden angeordnet. . Dieser Separator trennt physikalisch (körperlich) den Säure- | Polyelektrolyt von den positiven Elektroden, um einen direkten j Kontakt zwischen der Säure und dem Bleiperoxid während der Lagerung der Batterie und vor der Aktivierung zu verhindern. Ausserdem ermöglicht er eine Zirkulation des Elektrolyten innerhalb ■ der Zelle und erleichtert die Bildung einer hohen Zellenkapazi- * tat unter schweren Arbeitsbedingungen. ·
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Zusatzseparator jaus einer Reihe von Strängen oder Rippen, die zu einer Fläche aus j nicht gewebtem Stoff vereinigt sind, der in oder auf dem Hauptseparator aufgebracht ist.
CTÖ3 8 2T/ 137
Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung •ergeben sich bei der folgenden Erläuterung in Verbindung mit der Zeichnung:
Fig. 1 stellt einen typischen Separator gemäss der Erfindung dar,
Fig. 2 ist ein -\ergrosserter Querschnitt durch den Separator, Fig. 3 stellt schematisch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Separatoren nach Fig. 2 dar.
Die erfindungsgemäss verwendeten Polyelektrolytkomplexe sind in Science, 110, 552, 1949 (Fuoss, K.M., Sadek, H.) sowie in Ind. and Eng. Chem., 57, Nr. 10, 32 - 40, 1965 (Michaelis, Alan S., "Polyelectrolyte Complexes"·) beschrieben. Diese Komplexe sind im wesentlichen ionisch gebundene Netzwerke aus zwei organischen Harzen, von denen das eine anionische Gruppen (Polyanion) und das andere kAionische Gruppen (Polykation) besitzt. Bei geeigneter Formulierung»reagieren die einzelnen Harze augenscheinlich ionisch unter Bildung eines Netzwerks, das unter anderen ungewöhnlichen Eigenschaften die Fähigkeit besitzt, reversibel grosse Mengen an Schwefelsäure aufzusaugen oder zu absorbieren. !Tatsächlich sind Mischungen von 49 Teilen einer 100$igen Schwefelsäure mit 1 Teil bestimmter Polyelektrolyte hergestellt, obwohl das übliche Verhältnis bei unter etwa 12 : 1 liegt. Das gebräuchlichere Verhältnis liegt bei unter etwa 6:1, das heisst bei 4 bis etwa 5:1.
Eine grosse Anzahl von Polyelektrolytkomplexen ist hergestellt worden. Das gegenwärtige Hauptinteresse liegt bei den durch Umsetzung eines stark sauren Polyanions, z. B. eines Sulfonats, mit einem stark basischen Polykation, z. B. quaternären Ammoniumgruppen, gebildeten Komplexen. So sind beispielsweise Polymere von Natriumstyrolsulfonai; ("NASS") und von Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid ("VBTAC") besonders brauchbar. Jedes Polymerisat für sich besitzt eine synthetische organische polymere Struktur, die ohne die betreffenden Ionengruppen ein Ma-
terial darstellt, das einen wasserunlöslichen Mim bildet. Jedes Polymerisat oder Harz besitzt ein ausreichend hohes Molekulargewicht, um fest zu sein, und zwar über etwa 50 000, und hat für sich genügend dissozUerbare Ionengruppen, die mit der polymeren Struktur verbunden sind, um das Polymerisat wasserlöslich oder dispergierbar zu machen. Andere Polyelektrolytkomplexe zusammen mit Verfahren zur Formung derselben zu geeigneten Gebilden sind in der US-Patentschrift . ... ... (Anmeldung No. 581 749) beschrieben.
Pig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines Separators 10. Der Se-) parator besteht aus einer im allgemeinen rechteckigen dünnen Scheibe, die im allgemeinen etwa 0,12 bis 0,15 cm dick ist, zusammen mit einer Reihe von in Abständen parallelen Strängen oder Rippen 12, die damit verbunden sind und die auf einer Seite des Separators liegen, und zwar auf der Seite, die der positiven Bleioxidelektrode oder Platte zugekehrt ist.
Gewöhnlich ist ein Separator zwischen jeder Platte in einer Zelle angeordnet, in manchen Fällen ist ein Separator an der Aussenseite der Zellenpackung entlang der flachen Oberfläche der äusseren Elektroden angeordnet* Eine typische Zelle hat gewöhnlich eine negative Platte mehr als eine positive Platte. Wenn z. B. eine Zelle elf positive Platten und 12 negative ,Platten hat, hat sie 22 Separatoren, jedoch 24 Separatoren, iwenn 2 Separatoren an der Aussenseite der Zellenpackung angeordnet sind.
Andere Dimensionen des Separators· 10 sind vom Elektrodensitz abhängig. In z. B. einer Mlitär-6 TN-Batterie, bei der die Elektroden frontal 13,6 χ 14,4 cm (5 3/8 χ 5 11/16 Zoll) gross^ sind, ist ein geeigneter Separator 10 Hi3 x 14,8 cm (5 5/8 χ 5 27/32 Zoll) gross.
Der Querschnitt eines Separators nach Fig. 2 stellt eine bevorzugte Ausbildung gemäss der Erfindung dar. Der Separator 10
umfasst 4 Elemente, nämlich ein Gel 14» bestehend aus dem · Polyelektrolytkomplex von ionisch gebundenen ρolykationischen i und polyanionisehen organischen Harzen, eine der positiven Platte zugekehrte Otferflache 11 aus einem Polyolefinstoff, ; einem zusätzlichen Separator 12 auf der Oberfläche 11 in Form von Streifen oder Rippen 12, sowie eine der negativen Platte zugekehrte Oberfläche 15 aus nicht gewebtem Polyolefinstoff.
Das Säure-Polyelektrolytgel 14, wie im folgenden näher beschrieben, dient sowohl als Schwofelsäurequelle, um bei Zugabe von Wasser zur Aktivierung der Batterie einen flüssigen Elektrolyt zu liefern, als auch als ein permanentes Batterieseparatormediiim von besonderen Eigenschaften für die elektrische Leitfähigkeit, Verhinderung von·schädlichen Nebenreaktionen und desgleichen mehr. Wenn jedoch Gel 14 eine grosse· Menge Schwefelsäure enthält, verhindert bzw. verringert der Zusatzseparator 12 einen Kontakt zwischen der Säure, die entweder im Polyelektrolytgel vorliegt oder durch Synärese ausgetreten ist", und den negativen Platten.
Ein typisches Säure-Polyelektrolytgel bestellt aus 13,2 Gew«£ eines stöehiometrischen Polyelektrolyten von "NASS" und "YBTAC", 60,2 Gew.?S 1OO?Siger Schwefelsäuro, 24,6 Gew.JO Wasser und 2,0 Gew.$> eines fein verteilten säurebeständigen Dickungsmittels wie kurze Glasfaserstränge, kurze Stränge aus säurebeständigen synthetischen Harzen, z. B. "Dylene", Russ-,oder kolloidaler , pyrogener Kieselsäure, ζ. B. "Cab-O-Sil,". Dickungsmittel ermöglichen einen höheren Anteil an Schwefelsäure im Polyelektro-
t lyt.
Diese Mengenverhältnisse sind typisch und bezeichnend, können J jeden in weiten Grenzen verändert werden. Im obigen Beispiel ist : das Gewichtsverhältnis Säure : PolyelektrolyiJomplex 4,56, bei
einer gewichtsmässigen Konzentration der Säure von 71,1 $. !Wesentlich höhere Gewichtsverhältnisse bis zu etwa 12 : 1, und Aziditäten bis zu 105 $ können zweckmässig angewandt werden,
ÖÜS8TS7T3
.jedoch ergeben sich keine Vorteile bei Mengenverhältnissen wesentlich über 6:1, bei Aziditäten von 65 bis etwa 100. $.
Die Dicke des Separators 14 ist so ausgewählt, dass genügend Säure vorhanden ist, um im wesentlichen allen Anforderungen . bezüglich Säure in der Sammlerbatterie zu genügen, wenn die trockengeladene Batterie durch Zugabe von Wasser aktiviert
: wird. Je höher demgemäss die Säurekonzentration ist, umso niedriger kann das notwendige Volumen des Säure-Polyelektrolytgels j 14 sein. Bei 100$iger Säurelieferung des SäurerPolyelektrolytkomplexes kann die Dicke des Gels 14 genau berechnet werden. Bei der beispielsweise betriebenen Batterie beträgt die Dicke des Gels etwa 0,11 cm.
IJm ausserdem eine physikalische feste und widerstandsfähige Struktur des Separators zu erreichen, ist ein Paar poröser
! Scheiben 11 und 15 auf jeder Seite des Gels 14 angeordnet. Sie sind vorzugsweise aus nichtgewebtem Material hergestellt, z, B. aus einem Polypropylen- oder Polyäthylenflie's, das durch Auspressen, Verkitten und Kalandrieren des entsprechenden Polyolefins hergestellt ist. Derartiges Material ist im Handel (Du Pont's Typar-polypropylen und Tyvek-polyäthylen, Kendall's SM 96,3, usw.) in verschiedener Dicke erhältlich. Vorzugsweise wird das nichtgewebte Material auf der Seite, auf der es eine
w eiche und rauhe Oberfläche hat, auf dem Gel 14 aufgebracht. ;
I Bei dem erläuterten Aufbau des Separators ist die der negativen i
Platte zugekehrte Fläche 15 spinngebundener (spun bonded) Poly*- ■ propylen mit einer Dicke von etwa 0,012 cm (0,005 Zoll). Die der positiven Platte zugekehrte Fläche 11 besteht aus spinngebundenem Polypropylen mit einer Dicke von 0,0279 cm (0,011 Zoll)»
Beide Schichten sind vorzugsweise mit einer kleinen Menge eines ■
säurebeständigen Oberflächenbehandlungsmittels, z. B-. Natrium- j
. laurylsulfat, imprägniert, um die Durchdringung des Wassers j
bei Zugabe desselben zur Aktivierung dor Batterie zu erleichtern*
ι ■ - r
' Die beiden Schichten 11 und 1 5 können Gewichte von 30 bis etwa : j 60 g pro Quadratyard (0,836 τη ) haben, eine Garnzahl von 0,5 bis
0098 2 97 Γ3 7 U
etwa 5 Denier und vorteilhaft einen Widerstand unter etwa , 8 - 10 Ohm/Quadratzoll (6, 45 cm ) in 35$iger Schwefelsäure.
Um den Säur-e-Polyelektrolyt H von der positiven Platte ge- | trennt zu halten und eine elektrolytische Zirkulation zu er- ' möglichen, sind die Zusatzseparatoren 12 vorgesehen. In der
"bevorzugten Ausführungsform sind sie ursprünglich oval geform- ' te Stränge aus linear orientiertem Polystyrol und 0,0025 cm
(0,001 Zoll) dick· , die in einem Lösungsmittel (Methylenchlorid) auf der der positiven Platte zugekehrten Seite der Fläche 11
aufgebracht sind. Die Strenge 12 sind vorzugsweise parallel
in einem Abstand von etwa 1,9 cm angeordnet. :
Wie schon bemerkt,ist ein Vorteil der form 12 nach fig. 2, j dass sie schnell kontinuierlich hergestellt werden kann. ·
! Zunächst wird ein im wesentlichen stöchiometrisches Poly- ; ! eloktrolytgel hergestellt. Hierzu werden 11,79 kg liatrium-' polystyrolsulfonat (Dow, HASS), ein 36 fo aktives Pulver mit
: einem Molekulargewicht von 2,39 x 10 , mit 37»65 kg Wasser ge- ,
mischt, Nach, der Dispergierung der Mischung werden 17,69 kg :
; einer wässrigen lösung von Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid ·: (DOW, YBAC), erhalten als ein 33 aktives Material in wässriger^
Lösung mit einem Molekulargewicht von 20 000, zugegeben. ;
Wenn die Lösungen des Polyanions und Polykations zugegeben j ! sind, bildet sich ziemlich schnell ein halbfestes Gel, das sich ! ! von der Hauptmasse der Mutterflüssigkeit trennt. Vorteilhaft · jedoch wird die Trennung durch Vermählen der Mischung bei über ( 80° 0 verhindert. In jedem Fall muss das Gel aushärten, bevor
es weiter verarbeitet wird.
Das gehärtete Gel wird dann entweder chargenweise oder kontinuierlich gewaschen mit einer Gesamtmenge von 770 kg heissen
Wassers, um Nebenproduktsalze und unverbrauchte Ausgangsstoffe
zu entfernen. Das Gel wird sodann in einer Dornpresse gepresst,
10 0198 2 97137
j um die Masse von Wasser zu trennen, und im Vakuumofen-getrock^- net. Ee besteht jetzt aus 5,3 kg eines stöchiometrischen PoJLy-e elektrolyt komplexes und etwa 0,045 kg nicht entfernten Sjalzea.
Das Produkt wird dann innig in einem Schaufel-Mixer mit 28,5 kg einer 100$igen Schwefelsäure, 8,16 kg Wasser und 3,17 kg eines Glasfaserfüllstoffs gemischt. Das entstandene viskose und teigartige Produkt wird im Extruder 16 (Fig. 3) als kontinuierlicher Streifen eines Säure-Polyelektrolgrfckomplexes 14 ausgepresst.
Zur Befestigung der Polystyrolstränge des Zusatzseparators 12 auf Fläche 11 werden die Polystyrolstränge von Rolle 20 abgezogen, durch Hindurchleiten durch kochendes Wasser im Erhitzer 24 zwecks Entfernung einer Kräuselung erhitzt, und dann mit j Methylenchlorid aus Docht 25 behandelt. Der gleiche Docht 25 ; behandelt die aufeinanderarbeitende obere Fläche von Streifen '■ 11. Die beiden Flächen werden dann durch Rollen 21 aufeinander- j gepresst, wobei die obere Rolle eine Reihe von Führungsspuren '■; hat, um die 7 Stränge des Separators 12 parallel zueinander auszurichten. Das Material wird anschli.essend durch einen zwei- \ ten Erhitzer 26 und dann zu den Fertigungsrollen 22 geführt. !
Gleichzeitig presst Extruder 16 das Säure-Polyelektrolytgel auf ! Fläche 15. Das Material läuft entlang eines Transportbandes 28 zu den Fertigungsrollen 22, wo Gel 14 und Streifen 15 mit | Fläche 12 und Streifen 11 vereinigt v/erden. i
Der Vierkomponenten-Separator läuft entlang dem Transportband, dann durch die Ziehrollen 30 und durch das Schneideisen 31, wo die Separatoren auf die richtige Grosse und Form gebracht werden. Sie werden dann auf automatische Stapel 32 zur endgültigen Versendung für die Batterieeinrichtung gebracht.
Die Erfindung ist im obigen in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Sie ist jedoch in weiteren Ab-
änderungen für den Fachmann ausführbar. So kann ein aweiter j Satz von Zueatzseparatoren 12 angewandt werden, um die Säure- Polyelektrolytschicht 14 von den negativen Platten einer Säure- ι batterie zu trennen. Auch kann anstelle von nichtporösen Strän- j gen 12 eine dickere Schicht eines nicht gewebten Materials 11 als poröser Zusatzseparator verwendet werden oder anderes poröses Material wie perforierte thermoplastische Streifen, offenporige thermoplastische Schäume und dergleichen. Γη jedem Falle muss der Zusatzseparator 12 widerstandsfähig gegen Schwefelsäure und inert gegen die Elektrode, mit der er in Berührung kommt, sein.
Gleichermassen sind andere Ausführungsform und Anwendungen möglich. Bin "bemerkenswertes Merkmal der Erfindung "besteht darin, dass sie eine Ausbildung vorsieht, die sehr vielseitig ist, um sich veränderten Anforderungen anzupassen.
Ansprüche: ÖÖW29/1374

Claims (9)

  1. Ansprüche
    Separator für die Elektroden einer wasseraktivierbaren, trockengeladenen Säurebatterie mit positiven Bleiperoxidelektroden und negativen Bleischwammelektroden, gekenn- zeichnet durch einen Polyelektrolytkomplex von ionisch gebundenen polykationischen und polyanionischen organischen Harzen zur Einlage zwischen aufeinanderfolgenden positiven [ und negativen Elektroden, der Schwefelsäure zwecks Bildung ; eines Schwefelsäureelektrolyt nach Zugabe von Wasser zur Aktivierung der Zelle enthält, ferner gekennzeichnet durch I m einen zusätzlich zwischen dem Säure-Polyelektrolyt und den positiven Elektroden angeordneten Zusatzseparator, der be- J ständig gegen Schwefelsäure und inert gegen die Bleiperoxid-' elektrode ist, um einen direkten Kontakt 'zwischen dem Schwe-j felsäurepolyelektrolywnd den positiven Elektroden während j der Lagerung der Batterie und vor ihrer Aktivierung zu j verhindern und eine Zirkulation des Elektrolyt in der Zelle zu ermöglichen.
  2. 2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Säurepolyelektrolytkomplex aus einer Scheibe von Polyelektro*- lytg»?l mit Schwefelsäure besteht, die zwischen Schichten aus nichtgewebtem Polyolofinm°terial gelagert ist.
  3. 3. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzseperator aus einer Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Strengen odor Rippen besteht, die auf dem PoIyolektrolytkonplex aufgebracht aind.
  4. 4. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzseparntor an eine der Schichten aus nichtgewebtem Polyolefinnaterial gebunden ist.
  5. 5. Separator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge oder Rippen parallel zueinander und vertikal verlaufen.
    009829/1374 BADOR.G.NAL
  6. 6. Separator nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Säurepolyelektrolyt ein feinverteiltes Dickungsmittel enthält.
  7. 7. Batterieseparator, gekennzeichnet durch eine dünne Schicht eines Polyelektrolytkomplexes von ionisch gebundenen polykationischen und polyanionischen organischen Harzen zur Einlagerung zwischen abwechselnd aufeinanderfolgenden positiven und negativen Elektroden, ferner gekennzeichnet j durch einen Zusatzseparator zwischen dem Polyelektrolyt und j ν/enigstens einer der Elektroden, der gegen Schwefelsäure
    widerstandsfähig und inert gegen negative Bleimetallelek- . : troden ist, um einen direkten Kontakt zwischen dem Polyelektrolyt und den negativen Elektroden zu verhindern und eine Zirkulation des Elektrolyten in der Zelle zu ermög- ; liehen.
  8. 8. Separator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzseparator aus einer Reihe von parallelen vertikalen Strängen oder Rippen besteht, die von dem Polyelektrolytkomplex getragen werden.
  9. 9. Separator nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass der Polyelektrolytkomplex aus einer Schicht von Polyelektrolytgel besteht, die zwischen Schichten aus nicht gewebtem Polyolefinmaterial gelagert ist.
    ,10. Separator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefinmaterial eine kleine Menge eines säurebeständigen Netzmittels enthält.
    Der Patentanwalt
    00 982 97 137 A BADORIGINAL
    AH
    Leerseite
DE19691960753 1968-12-12 1969-12-03 Separatoren fuer Sekundaerbatterien bzw. Saeurebatterien Pending DE1960753A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78326468A 1968-12-12 1968-12-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1960753A1 true DE1960753A1 (de) 1970-07-16

Family

ID=25128684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691960753 Pending DE1960753A1 (de) 1968-12-12 1969-12-03 Separatoren fuer Sekundaerbatterien bzw. Saeurebatterien

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3556851A (de)
BE (1) BE743017A (de)
DE (1) DE1960753A1 (de)
FR (1) FR2025954A1 (de)
LU (1) LU59989A1 (de)
NL (1) NL6918722A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1911976B2 (de) * 1969-03-10 1974-06-27 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren zur Herstellung eines Gels, das konzentrierte Schwefelsäure enthält
US4113927A (en) * 1975-08-13 1978-09-12 Evans Products Company Battery separator having coated ribs
US4477403A (en) * 1983-05-26 1984-10-16 Teledyne Industries, Inc. Method of making an electrochemical sensor

Also Published As

Publication number Publication date
FR2025954A1 (de) 1970-09-11
LU59989A1 (de) 1970-02-10
US3556851A (en) 1971-01-19
NL6918722A (de) 1970-06-16
BE743017A (de) 1970-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69404602T2 (de) Herstellungsverfahren eines Separators für eine Lithium-Sekundärbatterie und eine Lithium-Sekundärbatterie mit organischem Elektrolyt, die einen solchen Separator verwendet
DE69637084T2 (de) Lithium-zelle und verfahren zu deren herstellung
DE69706783T2 (de) Gasdichte Bleisäurebatterie
DE60308856T2 (de) Trennglied für elektrische sekundärakkumulatoren mit gasrekombination
DE2839845B2 (de) Separator fur galvanische Elemente, insbesondere gasdichte Bleiakkumulatoren
DE3026246C2 (de)
DE2415076A1 (de) Als elektrodenseparator brauchbare harzfolie oder -bahn mit poroeser schichtstruktur, verfahren zur herstellung derselben und damit gebildete elektrodenplatten
DE2129470A1 (de) Gemisch aus Polytetrafluoraethylen und feinteiligen anorganischen Feststoffen
DE2902645A1 (de) Batteriepaste und verfahren zu ihrer herstellung
CH645209A5 (de) Elektrochemische zelle und verfahren zu deren herstellung.
DE2733691C3 (de) Wiederaufladbare galvanische Zelle
DE3323333A1 (de) Glasfaserseparatoren fuer zellen mit fluessigen positiven elektroden
DE3788671T2 (de) Kathodische Elektrode.
DE69503561T2 (de) Nickelwasserstoff Sekundärbatterie
DE1949958C3 (de) Separator für wartungsfreie Akkumulatoren
EP0409363B1 (de) Blei/Schwefelsäure-Akkumulator, Separator für Blei/Schwefelsäure-Akkumulator und Verfahren zur Verringerung der Bildung von dunklen Ablagerungen in einem Blei/Schwefelsäure-Akkumulator
DE1671688A1 (de) Elektroenergieerzeuger
DE2232153A1 (de) Mehrschichtiger separator fuer elektrochemische zellen
DE3026048A1 (de) Batterieseparator fuer alkali- batteriezellen
DE1960753A1 (de) Separatoren fuer Sekundaerbatterien bzw. Saeurebatterien
DE1144357B (de) Verfahren zur Herstellung von Separatoren fuer elektrische Akkumulatoren
DE2104587B2 (de) Aufladbares alkalisches Element mit einer positiven Elektrode aus Mangandioxid und einer negativen Zinkelektrode
DE3153271C2 (de)
DE2262935A1 (de) Elektrode
DE68922342T2 (de) Dünne bandartige biegsame wiederaufladbare Zink/Halogenid-Zelle.