DE1068777B - - Google Patents
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- 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
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für die Elektroden elektrischer Zellen bzw. Akkumulatoren,
insbesondere alkalische Akkumulatoren (z. B. Silber-Zink-Akkumulatoren), in welchen die Elektroden
in dichter Aufeinanderfolge in dem Batteriegehäuse unter Druck halbdurchlässigen Membranen
anliegen.
Als Abstandshalter für die Elektroden alkalischer Sammler gelten bisher Folien aus Polyvinylalkohol
allein oder in Kombination mit einer oder mehreren Lagen aus Papier oder Cellulosehydratfolie als besonders
geeignet.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Abstandshalters,
der bessere mechanische und elektrische Eigenschaften und längere Gebrauchsfähigkeit hat,
ferner besser das Durchdringen von aktivem Elektrodenmaterial (ζ. Β. Zink) verhindert und widerstandsfähiger
gegen stark oxydierende Substanzen ist, die bei den elektrochemischen Reaktionen entstehen (z. B.
Silberperoxyd), dabei aber geringen Widerstand gegen den Durchtritt des Elektrolyten hat, was für
Batterien hoher Kapazität wichtig ist.
Es sind nun schon Abstandshalter aus einer gegegebenenfalls auf einem durchlässigen Träger aufgebrachten,
eine Polyvinylverbindung enthaltenden Membran bekannt. Diese Abstandshalter haben zwar
eine hohe Durchlässigkeit, gleichzeitig aber nur geringe chemische Widerstandsfähigkeit und geringe
mechanische Festigkeit. Schließlich sind als Abstandshalter auch Folien bekannt, die aus Polymerisäten
aus Vinylchlorid, Styrol oder Acryl- bzw. Methacrylnitril oder aus Mischpolymerisaten dieser
Monomeren untereinander oder mit anderen polymerisierbaren Verbindungen bestehen. Derartige Folien
haben zwar höhere mechanische Festigkeit und Säurefestigkeit, aber einen ihre Anwendung als Abstandshalter
nahezu ausschließenden viel zu hohen elektrolytischen Widerstand.
Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für die Elektroden elektrischer Zellen bzw. Akkumulatoren
ebenfalls aus einer gegebenenfalls auf einem durchlässigen Träger aufgebrachten, eine Polyvinylverbindung
enthaltenden Membran und besteht darin, daß der Polyvinylverbindung eine die Festigkeit der
Membran erhöhende, ihre Durchlässigkeit jedoch nur wenig verringernde filmbildende, wasserunlösliche
Substanz, nämlich ein Polyacrylate ein Polyamid oder Methylcelluloee beigemengt ist. Am vorteilhaftesten
ist dabei die Beimengung von Methylcellulose. Gegenüber den bisher bekannten Abstandshaltern aus Polyvinylverbindungen
wird hierdurch der Vorteil erzielt, daß sowohl die mechanische Festigkeit als auch die
chemische Widerstandsfähigkeit des Abstandshalters wesentlich erhöht wird, ohne die elektrolytische
Abstandshalter für die Elektroden
elektrischer Zellen bzw. Akkumulatoren
elektrischer Zellen bzw. Akkumulatoren
Anmelder:
Ions Exchange & Chemical Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. P. Haertel, Patentanwalt,
Duisburg, Zieglerstr. 32
Duisburg, Zieglerstr. 32
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1954
V. St. v. Amerika vom 16. November 1954
Meyer Mendelsohn, New York, N. Y.,
und Carl Horowitz, Brooklyn, N. Y. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
Durchlässigkeit nennenswert zu verringern, und außerdem auch die Sicherheit des Abstandshalters
gegen das Durchdringen aktiven Elektrodenmaterials und/oder gegen Oxydation verbessert wird.
Als Träger kann z. B. ein Gewebe synthetischer Fasern, vorzugsweise Polyamidfasern, verwendet
werden, welches elektrochemisch neutral ist und gegen den Durchtritt des Elektrolyten praktisch
keinen Widerstand bietet.
Wenn hohe Zugfestigkeit nicht besonders wesentlich ist, können die Polyvinylverbindungen mit der
zusätzlichen Substanz auch als selbsttragende Filme verwendet werden, indem sie flüssig auf eine glatte
Unterlage, z. B. eine Glasplatte, gegossen und getrocknet werden.
Es können auch besondere Weichmacher, z. B. GIyzeride
oder Glykole, zugesetzt werden. Um die filmbildende zusätzliche Substanz besonders widerstandsfähig
gegen Oxydation zu machen, kann eine geringe Menge eines Antioxydationsmittels zugesetzt werden,
z. B. N-i(p-Hydroxydphenyl)-morpholin, das unter dem Warenzeichen »Solux« bekannt ist.
B e i s ρ i e 1 1
Eine zähe Flüssigkeit wird durch Mischen folgender Stoffe hergestellt:
100 g einer wässerigen Lösung von 5 bis 10 Gewichtsprozent Methylcellulose, 100 g einer wässerigen
Lösung von 8 bis 12 Gewichtsprozent PVM/MA, 30 bis 50 g einer lOprozentigen wässerigen PVA-Lösung,
bis zu 6 g Diäthylen-Glykol, 0,1g »Solux«.
909 648/82
Diese Mischung wird auf ein Kunstfasergewebe durch Tauchen, Walzen, Spritzen, Gießen oder sonstiger
Weise aufgebracht und dann an der Luft oder in einem Ofen getrocknet oder auch zur Herstellung
eines selbsttragenden Films auf eine Glasplatte od. dgl. gegossen und nach dem Trocknen abgezogen.
Das Verhältnis von fester Methylcellulose zu festen Polyvinylen (PVA + PVM/MA) kann etwa zwischen
den Grenzen 1 : 3 und 1 :1 liegen, in manchen Fällen aber auch anders gewählt werden. Es hat sich herausgestellt,
daß bei einem Verhältnis kleiner als 1 : 3 eine gewisse Durchdringung von Zink eintreten kann,
während bei einem Verhältnis größer als 1:1 der Widerstand des Films gegen Durchdringen des Elektrolyten
ziemlich schnell über einen Wert von etwa 0,3 Qhm/cm2/mm ansteigt. Auch die Menge des Antioxydationsmittels
(»Solux«) soll die in dem Beispiel angegebene Menge nicht mehr als um das Doppelte
übersteigen, da sonst die Kapazität der Zelle durch Reduktion des aktiven Materials (z. B. Silberoxyd)
der positiven Elektroden leiden kann.
Folgende Stoffe werden gemischt:
2.0 g eines Akrylharzes, in 100 g Wasser als Emulsion suspendiert, 100 bis 200 g einer lOprozentigen
Avässerigen PVA-Löeung.
Diese Mischung kann als Überzug oder als selbsttragender Film wie im Beispiel 1 verwendet werden.
Die angegebenen Gewichtsverhältnisse können in gewissen Fällen geändert werden, obwohl gewöhnlich beobachtet
wird, daß über der oberen Grenze (2:1) des Akrylat-PVA-Verhältnisses der elektrolytische Widerstand
schnell über den Wert von 0,25 Ohm/cm2/mm
ansteigt, der in der Nähe des Verhältnisses 2 : 1 liegt, während bei Verhältnissen der im Beispiel angegebenen
Grenze von 1 : 1 der Widerstand gegen Oxydation absinkt.
' Aus folgenden Stoffen wird eine Mischung hergestellt
:
100 g einer lOprozentigen Äthyl- oder Isopropyl-Alkohol-Lösung
von wasserunlöslichem Polyamid, 100 bis 150 g einer lOprozentigen PVM/MArLösung in Äthyl- oder Isopropylalkohol.
In diesem Beispiel liegt die untere Grenze des Mengenverhältnisses von Polyamiden-PVM/MA bei
2 : 3 und die obere Grenze bei 1 : 1 aus den gleichen Gründen wie im Beispiel 2. Die Verhältnisse können
geändert werden. Es ist ferner zu beachten, daß brauchbare Mischungen für den angegebenen Verwendungszweck
auch bei Austausch der in den drei Beispielen angegebenen Schutzmittel und Polyvinylverbindungen
erzielt werden können und daß ein
ίο Wert von 1 : 1 für das Verhältnis Schutzmittel zu
Polyvinylverbindung in den meisten Fällen für die so hergestellten Filme ausreicht und gute Ergebnisse
liefert.
Die erfindungsgemäß hergestellten Schichten brau-
chen nur eine Dicke von etwa 0,01 mm zu haben und sind doch luftundurchlässig. Da Kunstfasergewebe
ebenfalls sehr dünn, beispielsweise in einer Dicke von etwa 0,05 mm herstellbar sind, ist es durch die Erfindung
möglich, Abstandshalter mit einer Dicke unterhalb 0,1 mm herzustellen, welche neben großer
mechanischer Festigkeit porenfrei sind, großen Widerstand gegen Oxydation haben und für aktive Elektrodenmasse
undurchdringlich sind.
Claims (3)
1. Abstandshalter für die Elektroden elektrischer Zellen bzw. Akkumulatoren, der aus einer
gegebenenfalls auf einem durchlässigen Träger aufgebrachten, eine Polyvinylverbindung enthaltenden
Membran besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylverbindung eine die Festigkeit
der Membran erhöhende, ihre Durchlässigkeit jedoch nur wenig verringernde filmbildende, wasserunlösliche
Substanz, nämlich ein Polyacrylat, ein Polyamid oder Methylcellulose beigemengt ist.
2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Polyvinylverbindung
zur beigemengten Substanz etwa 1 : 1 ißt.
3. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Träger
gestützte Membran zusammen mit dem Träger eine Dicke von nicht mehr als 0,1 mm hat.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 902 398, 838 822;
französische Patentschrift Nr. 1 027 561.
Deutsche Patentschriften Nr. 902 398, 838 822;
französische Patentschrift Nr. 1 027 561.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US820487XA | 1954-11-16 | 1954-11-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1068777B true DE1068777B (de) | 1959-11-12 |
Family
ID=22168711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1068777D Pending DE1068777B (de) | 1954-11-16 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1068777B (de) |
FR (1) | FR1146578A (de) |
GB (1) | GB820487A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20040229116A1 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-18 | Malinski James Andrew | Perforated separator for an electrochemical cell |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE838822C (de) * | 1944-08-25 | 1952-05-12 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung feinporiger Formkoerper |
FR1027561A (fr) * | 1950-11-10 | 1953-05-13 | Séparateurs pour accumulateurs alcalins, en particulier pour accumulateurs à cathode soluble | |
DE902398C (de) * | 1951-05-05 | 1955-09-15 | Yardney International Corp | Scheider fuer die Elektroden elektrischer Sammler |
-
0
- DE DENDAT1068777D patent/DE1068777B/de active Pending
-
1955
- 1955-11-07 FR FR1146578D patent/FR1146578A/fr not_active Expired
- 1955-11-16 GB GB32850/55A patent/GB820487A/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB820487A (en) | 1959-09-23 |
FR1146578A (fr) | 1957-11-13 |
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