[go: up one dir, main page]

RU2074457C1 - Method of manufacture of separator for storage batteries - Google Patents

Method of manufacture of separator for storage batteries Download PDF

Info

Publication number
RU2074457C1
RU2074457C1 RU9494044056A RU94044056A RU2074457C1 RU 2074457 C1 RU2074457 C1 RU 2074457C1 RU 9494044056 A RU9494044056 A RU 9494044056A RU 94044056 A RU94044056 A RU 94044056A RU 2074457 C1 RU2074457 C1 RU 2074457C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separator
web
polyethylene
calender rolls
impregnated
Prior art date
Application number
RU9494044056A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94044056A (en
Inventor
В.Н. Моисеев
И.И. Мокрецов
С.Н. Сечин
Original Assignee
Акционерное общество "Обисма"
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 Акционерное общество "Обисма" filed Critical Акционерное общество "Обисма"
Priority to RU9494044056A priority Critical patent/RU2074457C1/en
Publication of RU94044056A publication Critical patent/RU94044056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2074457C1 publication Critical patent/RU2074457C1/en

Links

Classifications

    • 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

  • Cell Separators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; manufacture of storage cells and batteries. SUBSTANCE: plate of polymeric fiber material is impregnated with solution of polyethylene containing 5-40 mass % of polyethylene and 60-95 mass % of solvent, is dried at 110-160 C and rolled at the same temperature through rolls of calender which be provided with pressed out pattern or ring recesses. EFFECT: reduced electric resistance, provision of possibility of welding and required profile of separators. 3 cl

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве аккумуляторов. The invention relates to the electrical industry and can be used in the manufacture of batteries.

Известный способ изготовления сепаратора заключается в обработке волокнистого полимерного материала пропиточной композицией на основе фенилглицина и термообработки, при этом в качестве волокнистого полимерного материала взят нетканый материал, выбираемый из группы, содержащей полипропилен или полисульфон, а пропиточная композиция дополнительно содержит поверхностно активное вещество, выбираемое из группы, содержащей ОП 7 и ОП 10, при следующем соотношении компонентов, мас. поверхностно-активное вещество 0,2 1,0; фенилглицин 0,5 1,5; растворитель 97,5 99,3, причем обработку пропиточной композицией проводят при 60 70oС в течение 3 20 мин [1]
Данный способ малопроизводителен из-за длительной обработки, в течение 3 20 мин, дорог, а также велико электрическое сопротивление сепаратора.
A known method of manufacturing a separator consists in treating a fibrous polymeric material with an impregnating composition based on phenylglycine and heat treatment, while the non-woven material selected from the group consisting of polypropylene or polysulfone is taken as the fibrous polymer material, and the impregnating composition additionally contains a surfactant selected from the group containing OP 7 and OP 10, in the following ratio of components, wt. surfactant 0.2 1.0; phenyl glycine 0.5 1.5; solvent 97.5 99.3, and the treatment with the impregnating composition is carried out at 60 70 o C for 3 20 minutes [1]
This method is inefficient due to the long processing, for 3 to 20 minutes, roads, and also the electrical resistance of the separator is high.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в том, что волокнистое полимерное полотно пропитывают раствором полимера, сушат и прокатывают через валки каландра при повышенных температурах [2]
Недостатком способа-прототипа является высокое электрическое сопротивление сепаратора. Кроме того, данный вид сепаратора не профилируется и не обладает свариваемостью.
Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method in which the fibrous polymer web is impregnated with a polymer solution, dried and rolled through calender rolls at elevated temperatures [2]
The disadvantage of the prototype method is the high electrical resistance of the separator. In addition, this type of separator is not profiled and does not have weldability.

Цель изобретения уменьшение электрического сопротивления сепаратора, обеспечение свариваемости сепараторных листов для изготовления конвертов, достижение возможности профилирования поверхности. The purpose of the invention is the reduction of the electrical resistance of the separator, ensuring the weldability of the separator sheets for the manufacture of envelopes, achieving the possibility of profiling the surface.

Цель достигается тем, что способ изготовления сепаратора для аккумулятора из волокнистого полимерного полотна заключается в том, что полотно пропитывается раствором полимера, в качестве которого используют раствор полиэтилена, а после пропитки полотно сушат и прокатывают через валки каландра при 110 160oС, при этом все компоненты взяты в соотношение, мас. полиэтилен 5 40; растворитель 60 95, при этом для формирования необходимого профиля на поверхности сепаратора на рабочую поверхность цилиндрической поверхности валков каландра наносятрисунок тиснением, а цилиндрическую рабочую поверхность валков каландpа выполняют с кольцевыми впадинами, в которые при каландрировании подают ленты из полиэтилена.The goal is achieved in that the method of manufacturing a separator for the battery from a fibrous polymer web is that the web is impregnated with a polymer solution, which is used as a solution of polyethylene, and after impregnation, the web is dried and rolled through calender rolls at 110 160 o C, while all the components are taken in the ratio, wt. polyethylene 5 40; solvent 60 95, in order to form the necessary profile on the surface of the separator, the figure is embossed on the working surface of the cylindrical surface of the calender rolls, and the cylindrical working surface of the calender rolls is made with annular depressions into which polyethylene tapes are fed.

Предлагаемый способ изготовления сепаратора состоит в следующем. The proposed method of manufacturing a separator is as follows.

Волокнистый полимерный материал, например нетканое полиэфирное полотно, пропитывают раствором полиэтилена, например, в уайт-спирите при температуре раствора 70 120oС, при соотношении компонентов, мас. полиэтилен 5 - 40; растворитель 60 95.A fibrous polymeric material, for example a non-woven polyester fabric, is impregnated with a solution of polyethylene, for example, in white spirit at a solution temperature of 70 120 o With a ratio of components, wt. polyethylene 5 - 40; solvent 60 95.

Температурный диапазон 70 120oС подобран экспериментально из условия технологических характеристик процесса пропитки и обусловлен следующим: при температуре ниже 70oС резко повышается вязкость раствора; полиэтилен частично выпадает в осадок, затрудняется проникновение раствора полиэтилена внутрь пропитываемого пористого полотна. При температуре выше 120oС наблюдается повышенное испарение растворителя из пропиточной емкости, а также неравномерное распределение раствора полиэтилена из-за понижения его вязкости внутри пропитанного полотна. Границы соотношения компонентов также подобраны экспериментально из следующих условий. При массовом процентном соотношении полиэтилена и растворителя 5 95 внутрь полотна попадает мало полиэтилена, на волокнах полотна остаются непокрытые участки, что приводит к тому, что сепараторное полотно не обладает способностью к свариванию, а также не обладает необходимыми термопластическими свойствами для последующего профилирования его поверхности. При массовом процентном соотношении полиэтилена и растворителя более 40 60 на поверхности полотна образуется сплошная полиэтиленовая пленка, вследствие чего резко повышается электросопротивление сепаратора.The temperature range of 70 120 o With selected experimentally from the conditions of the technological characteristics of the impregnation process and is due to the following: at a temperature below 70 o With sharply increases the viscosity of the solution; polyethylene partially precipitates; the penetration of a polyethylene solution into the impregnated porous web is impeded. At temperatures above 120 o With there is an increased evaporation of the solvent from the impregnation tank, as well as uneven distribution of the polyethylene solution due to a decrease in its viscosity inside the impregnated fabric. The boundaries of the ratio of the components are also selected experimentally from the following conditions. With a mass percentage of polyethylene and solvent of 5 95, little polyethylene gets into the fabric, uncovered areas remain on the fabric fibers, which leads to the fact that the separator fabric does not have the ability to weld, and also does not have the necessary thermoplastic properties for subsequent profiling of its surface. When the mass percentage of polyethylene and solvent is more than 40 60, a continuous polyethylene film is formed on the surface of the web, as a result of which the electrical resistance of the separator increases sharply.

После пропитки полиэтиленовым раствором сепараторное полотно сушат при 110 160oС для удаления растворителя из полотна, а также для оплавления и закрепления полиэтилена на волокнах. Температурный диапазон сушки подобран экспериментально.After impregnation with a polyethylene solution, the separator web is dried at 110 160 ° C. to remove solvent from the web, as well as to melt and fix the polyethylene on the fibers. The temperature range of drying is selected experimentally.

Нижний предел сушки 110oС обусловлен тем, что при более низкой температуре резко замедляется удаление растворителя и не происходит оплавление и закрепление полиэтилена на волокнах внутри полотна. При температуре сушки выше 160oС расплавленный полиэтилен стекает с волокон внутри полотна на его поверхность и образует на поверхности сплошную пленку. Время сушки зависит от толщины полотна, температурных режимов сушки, от концентрации раствора полиэтилена, от типа сушильной камеры и может находиться в пределах 10 200 с.The lower limit of drying of 110 o With due to the fact that at a lower temperature, the removal of solvent drastically slows down and there is no fusion and fixing of polyethylene on the fibers inside the fabric. At a drying temperature above 160 o With the molten polyethylene flows from the fibers inside the fabric to its surface and forms a continuous film on the surface. Drying time depends on the thickness of the web, drying temperature, on the concentration of the polyethylene solution, on the type of drying chamber and can be in the range of 10,200 s.

Однако при непрерывной технологии пропитки время сушки отражается на производительности изготовления сепараторного полотна, так как современные пропиточные (клеепромазочные) машины, например,клеепромазочная машина КМ 1, комплектуется сушильными камерами, обеспечивающими нахождение в них полотна в течение времени до 300 секунд при скорости движения полотна до 20 м в минуту. При необходимости уплотнения структуры сепаратора (если в качестве протипываемого материала используется очень рыхлое волокнистое полотно), сепараторное полотно дополнительно прокатывают через валки каландра при 110 - 160oС. При этом уменьшается пористость, а также поверхность полотна становится более плотной, повышаются и механические характеристики полотна.However, with continuous impregnation technology, the drying time is reflected in the performance of the separator web, since modern impregnation (glue) machines, for example, KM 1 glue and spreader, are equipped with drying chambers that ensure that the cloth remains in them for up to 300 seconds at a speed of the web to 20 m per minute. If it is necessary to seal the separator structure (if a very loose fibrous web is used as the material to be pierced), the separator web is additionally rolled through calender rolls at 110-160 ° C. This reduces porosity and also makes the web surface denser, and the mechanical characteristics of the web increase .

Температурный диапазон каландрования подобран экспериментально и обусловлен следующим. При температуре ниже 110o не происходит уплотнения полотна. При температуре каландрования выше 160oС расплавленный полиэтилен стекает в волокон внутри полотна на поверхность и образует пленку, что способствует резкому повышению электросопротивления сепаратора.The temperature range of calendaring is selected experimentally and is due to the following. At temperatures below 110 o does not compact the canvas. When the calendering temperature is above 160 o With the molten polyethylene flows into the fibers inside the fabric to the surface and forms a film, which contributes to a sharp increase in the electrical resistance of the separator.

При необходимости профилирования поверхности сепаратора, сепараторное полотно прокатывают через валки каландра, имеющие на рабочей цилиндрической поверхности рисунок для тиснения комбинацию выпуклостей и впадин. Сепаратор, полученный таким способом, при размещении между электродами аккумулятора гарантирует между электродами необходимый зазор, заполненный электролитом. Выпуклости на поверхности сепаратора, изготовленного каландрованием с тиснением, представляют собой неуплотненные участки сепараторного полотна и обеспечивают мягкий контакт между сепаратором и электродом аккумулятора. If necessary, profiling the surface of the separator, the separator web is rolled through calender rolls having a combination of bulges and depressions on the working cylindrical surface for embossing. The separator obtained in this way, when placed between the electrodes of the battery, guarantees between the electrodes the necessary gap filled with electrolyte. The bulges on the surface of the embossed calendaring separator are unsealed portions of the separator web and provide soft contact between the separator and the battery electrode.

В случае, если необходимо более жесткое фиксирование зазора между электродами путем профилирования поверхности сепаратора, при каландрировании используют валки, имеющие на рабочей цилиндрической поверхности кольцевые проточки или впадины. В процессе каландрования во впадины попадают ленты из термопластичного материала, например, из полиэтилена. При каландровании эти ленты привариваются к поверхности полотна и образуют на поверхности сепаратора продольные возвышения (ребра). При промышленном производстве весь процесс изготовления сепараторного полотна пропитка, сушка, каландрование - производится за один технологический цикл, что обеспечивает высокую производительность, и, как следствие, низкую стоимость сепаратора. If it is necessary to more rigidly fix the gap between the electrodes by profiling the surface of the separator, when calendering, rolls are used that have annular grooves or depressions on the working cylindrical surface. During the calendering process, tapes of thermoplastic material, for example, polyethylene, fall into the depressions. When calendering, these tapes are welded to the surface of the web and form longitudinal elevations (ribs) on the surface of the separator. In industrial production, the entire process of manufacturing a separator web, impregnation, drying, calendering, is carried out in one technological cycle, which ensures high productivity and, as a result, low cost of the separator.

Пример 1. Нетканое полотно из смеси сополиэфирных и вискозных волокон поверхностной плотностью 160 г/м2 пропитывали 20-ным раствором полиэтилена в уайт-спирите при температуре раствора 95oС на клеепромазочноймашине КМ 1 во взрывоопасном исполнении со скоростью подачи полотна 16 метров в секунду. Использовалось полотно шириной 160 см. Сушка полотна производилась при 135o в сушильной камере этой машины под принудительной вентиляцией с последующим охлаждением и конденсацией пара уайт-спирита и возвращением уайт-спирита в специальный накопитель для повторного использования. Пористость полученного сепараторного полотна составила 90 электросопротивление 0,07 0,08 Ом/см2; капиллярность 80 мм.Example 1. A non-woven fabric of a mixture of copolyester and viscose fibers with a surface density of 160 g / m 2 was impregnated with a 20% white spirit solution of polyethylene at a solution temperature of 95 o C on an adhesive machine KM 1 in an explosive design with a web feed speed of 16 meters per second. A cloth 160 cm wide was used. The cloth was dried at 135 o in the drying chamber of this machine under forced ventilation, followed by cooling and condensation of the white spirit vapor and the return of the white spirit to a special storage device for reuse. The porosity of the obtained separator web was 90 electrical resistance of 0.07 0.08 Ohm / cm 2 ; capillarity of 80 mm.

Пример 2. Сепараторное полотно по примеру 1 прокатали через валки каландра при температуре валков 150oС. В результате получили сепараторное полотно с пористостью 80% электросопротивления полотна не изменилось и составило 0,07 -0,08 Ом/см2 капиллярность полотна 84 мм.Example 2. The separator web according to example 1 was rolled through calender rolls at a roll temperature of 150 ° C. As a result, a separator web with a porosity of 80% electrical resistance of the web was obtained and amounted to 0.07-0.08 Ohm / cm 2, the capillarity of the web was 84 mm.

Пример 3. Сепараторное полотно по примеру 1 прокатали через валки каландра, имеющие рисунок тиснения (валки с рисунком тиснения для изготовления сепаратора по этому примеру были заимствованы с технологической линии изготовления искусственной кожи на Пермском заводе им. Кирова) при температуре на валках 145oС. В результате получили сепараторное полотно с пористостью 78 при этом электросопротивление полотна составило 0,09 Ом/см2, а капиллярность 85 мм.Example 3. The separator web of example 1 was rolled through calender rolls having an embossing pattern (rolls with an embossing pattern for the manufacture of the separator in this example were borrowed from the artificial leather manufacturing line at the Kirov Perm Plant) at a roll temperature of 145 o C. As a result, a separator web with a porosity of 78 was obtained, while the electrical resistance of the web was 0.09 Ohm / cm 2 and the capillarity was 85 mm.

Пример 4. Сепараторное полотно по примеру 1 прокатали через валки каландра, причем на рабочей поверхности одного из валков имелись 4 кольцевые проточки шириной по 1, 2 мм и глубиной 0,7 мм. Температура на валках каландра составляла 150oС. При каландровании в проточки подавались полиэтиленовые шнуры квадратного сечения 1 х 1 мм. В результате получили сепараторное полотно с приваренными продольными полосами (ребрами) из полиэтилена. Пористость полученного сепаратора составила 83 электросопротивление полотна 0,07
0,080 м/см2; капиллярность 86 мм.
Example 4. The separator web according to example 1 was rolled through calender rolls, and on the working surface of one of the rolls there were 4 ring grooves with a width of 1, 2 mm and a depth of 0.7 mm. The temperature on the calender rolls was 150 ° C. During calendering, polyethylene cords with a square section of 1 x 1 mm were fed into the grooves. The result was a separator web with welded longitudinal strips (ribs) of polyethylene. The porosity of the obtained separator was 83 electrical resistance of the canvas of 0.07
0.080 m / cm 2 ; capillarity 86 mm.

Claims (2)

1. Способ изготовления сепаратора для аккумулятора из волокнистого полимерного полотна, заключающийся в том, что полотно пропитывают раствором полимера, сушат и прокатывают через валки каландра при повышенной температуре, отличающийся тем, что волокнистое полимерное полотно пропитывают раствором полиэтилена, а повышенные температуры, при которых пропитанное волокнистое полотно сушат и прокатывают через валки каландра, выбирают в диапазоне 110 160oС, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.1. A method of manufacturing a separator for a battery from a fibrous polymer web, which consists in the fact that the web is impregnated with a polymer solution, dried and rolled through calender rolls at an elevated temperature, characterized in that the fibrous polymeric web is impregnated with a polyethylene solution, and elevated temperatures at which the impregnated the fibrous web is dried and rolled through calender rolls, selected in the range of 110 160 o With, the components are taken in the following ratio, wt. Полиэтилен 5 40
Растворитель 60 95
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для формирования необходимого профиля на поверхности сепаратора для аккумулятора на рабочую поверхность цилиндрической поверхности валков каландра наносят рисунок тиснением.
Polyethylene 5 40
Thinner 60 95
2. The method according to p. 1, characterized in that for the formation of the necessary profile on the surface of the separator for the battery on the working surface of the cylindrical surface of the calender rolls, an embossed pattern is applied.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для формирования необходимого профиля на поверхности сепаратора цилиндрическую рабочую поверхность валков каландра выполняют с кольцевыми впадинами, в которые при каландрировании подают ленты из полиэтилена. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that for the formation of the required profile on the surface of the separator, the cylindrical working surface of the calender rolls is made with annular cavities into which polyethylene tapes are fed during calendering.
RU9494044056A 1994-12-26 1994-12-26 Method of manufacture of separator for storage batteries RU2074457C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494044056A RU2074457C1 (en) 1994-12-26 1994-12-26 Method of manufacture of separator for storage batteries

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9494044056A RU2074457C1 (en) 1994-12-26 1994-12-26 Method of manufacture of separator for storage batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94044056A RU94044056A (en) 1996-06-10
RU2074457C1 true RU2074457C1 (en) 1997-02-27

Family

ID=20163173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9494044056A RU2074457C1 (en) 1994-12-26 1994-12-26 Method of manufacture of separator for storage batteries

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2074457C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356130C1 (en) * 2008-01-24 2009-05-20 Юрий Михайлович Демидов Method for porous material saturation
WO2011028149A1 (en) * 2009-08-11 2011-03-10 Rogachev Igor Vasil Evich Device for manufacturing souvenirs with a convexo-concave drawing surface
RU2449425C2 (en) * 2007-09-07 2012-04-27 Карл Фройденберг Кг Non-woven material with filling with particles
RU2523019C1 (en) * 2013-03-15 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" Method of semi-finished separation band processing
US9159979B2 (en) 2008-02-20 2015-10-13 Carl Freudenberg Kg Nonwoven fabric having cross-linking material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1781737, кл. H 01 M 2/14, 1992. 2. Авторское свидетельство СССР N 143848, кл. H 01 M 2/16, 1962. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449425C2 (en) * 2007-09-07 2012-04-27 Карл Фройденберг Кг Non-woven material with filling with particles
US9172074B2 (en) 2007-09-07 2015-10-27 Carl Freudenberg Kg Nonwoven material with particle filler
RU2356130C1 (en) * 2008-01-24 2009-05-20 Юрий Михайлович Демидов Method for porous material saturation
US9159979B2 (en) 2008-02-20 2015-10-13 Carl Freudenberg Kg Nonwoven fabric having cross-linking material
WO2011028149A1 (en) * 2009-08-11 2011-03-10 Rogachev Igor Vasil Evich Device for manufacturing souvenirs with a convexo-concave drawing surface
RU2523019C1 (en) * 2013-03-15 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" Method of semi-finished separation band processing

Also Published As

Publication number Publication date
RU94044056A (en) 1996-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4245013A (en) Battery separators
KR101256968B1 (en) Pet non-woven fabric for separator of secondary battery and separator of secondary battery having the same
US5492781A (en) Battery separators
JP5924540B2 (en) Heat resistance, high-strength ultrafine fiber separation membrane, method for producing the same, and secondary battery using the same
US3918995A (en) Battery separator and manufacturing process
US2476282A (en) Textile products and production thereof
US6051335A (en) Noncircular fiber battery separator and method
US4363856A (en) Battery separator material
RU2609891C2 (en) Multifunctional cloth for use in lead-acid battery
JP2013510389A5 (en)
US5204197A (en) Separator material for storage batteries and method for making the same
KR20190004833A (en) Improved separators for lead-acid batteries, improved batteries and related methods
US4165352A (en) Method of producing self-bonded, melt-blown battery separators, and resulting product
RU2074457C1 (en) Method of manufacture of separator for storage batteries
US4387144A (en) Battery separator material
US3915750A (en) Separator for a battery
JPH06215750A (en) Hydrophilic separator material composed of nonwoven fabric and its manufacture
US4359511A (en) Battery separator material
CA2119398A1 (en) Bulky synthetic pulp sheet useful as a separator for sealed-type lead batteries and process for preparing the same
US2626429A (en) Method of making storage battery separators
EP0015970B2 (en) Battery separator material
CA1039349A (en) Spot-welded fibrous separator for battery
JP2003268662A (en) Nonwoven fabric and method for producing the same
JP2011210680A (en) Separator for battery
GB2078769A (en) Battery Separator Material and Method of Forming the Same