ES2824780T3 - Separador de material textil no tejido para batería de almacenamiento de plomo y batería de almacenamiento de plomo que usa el mismo - Google Patents

Separador de material textil no tejido para batería de almacenamiento de plomo y batería de almacenamiento de plomo que usa el mismo Download PDF

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Abstract

Separador de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo, caracterizado por comprender un material textil no tejido compuesto por una fibra reciclada o fibra sintética, en el que una relación entre el diámetro de poro promedio (D) del separador de material textil no tejido y el número de poros (N) satisface la siguiente ecuación: 1,0 x 102 < D*N < 1,0 x 104 en el que el diámetro de poro promedio (D) y el número de poros (N) se miden tal como se describe en la descripción, en el que el material textil no tejido incluye una fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 μm hasta 5 μm, y el separador de material textil no tejido incluye al menos dos capas que incluyen una capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por la fibra ultrafina y una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por una fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 μm hasta 30 μm, y en el que el diámetro de fibra se mide tal como se describe en la descripción.

Description

DESCRIPCIÓN
Separador de material textil no tejido para batería de almacenamiento de plomo y batería de almacenamiento de plomo que usa el mismo
Campo
La presente invención se refiere a un separador de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo y a una batería de almacenamiento de plomo que usa el mismo.
Antecedentes
Actualmente, entre las baterías secundarias, se usan ampliamente baterías de almacenamiento de plomo, que se han producido muy ampliamente a nivel mundial, con fines tales como arranque de motores de automóviles, potencia motriz de montacargas y similares, y aplicación para fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS) en equipos de comunicación.
Con necesidades del comercio diversificadas, en los últimos años se ha observado un desarrollo de baterías de almacenamiento de plomo que tienen funciones mejoradas, tales como alta durabilidad, alta capacidad y vida útil prolongada.
En particular, se requiere un rendimiento de batería de larga duración para aplicaciones de parada inactiva que repiten la carga y descarga en un estado parcial de carga (PSOC) o para aplicaciones de DC (ciclo profundo) en las que la profundidad de carga es extremadamente profunda.
Con respecto al rendimiento de batería de larga duración, puede mencionarse un fenómeno de estratificación como factor que conduce al deterioro del rendimiento de batería durante el uso a largo plazo.
La estratificación significa que la concentración de ácido sulfúrico usado como disolución electrolítica en una celda de batería es diferente entre capas superior e inferior. Habitualmente, se precipitan iones sulfato altamente concentrados generados durante la reacción en el electrodo. En baterías de almacenamiento de plomo convencionales que se han usado para arrancar motores de automóviles, se genera gas a partir de una superficie de electrodo debido a una reacción en el electrodo en un estado sobrecargado. Por tanto, se ha agitado la disolución electrolítica mediante un efecto de burbujeo del gas, mediante lo cual se ha eliminado el fenómeno de estratificación y no ha sido una preocupación grave. Por otro lado, en las aplicaciones de parada inactiva que requieren el uso en el estado parcial de carga o aplicaciones de DC, no se produce ninguna reacción en el estado sobrecargado. Por tanto, dado que no se agita la disolución electrolítica mediante gas, no se elimina la diferencia de concentración entre las capas superior e inferior. Cerca de un electrodo de capa inferior que tiene una alta concentración de ácido sulfúrico, se deposita sulfato de plomo, lo cual deteriora el rendimiento de vida útil.
Como medio para eliminar la estratificación, se conocen baterías de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control que incluyen un separador que contiene fibra (véanse el documento de patente 1, documento de patente 2). El documento de patente 1 da a conocer una batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control que usa un separador compuesto por fibra de vidrio, una fibra orgánica resistente a ácido tal como material acrílico o poliolefina, y sílice. El documento de patente ha notificado que el efecto de sílice sobre la adsorción de iones sulfato suprime la estratificación, pero ni ha mostrado ningún efecto claro de la fibra orgánica ni ha descrito detalles de la estructura de separador. Además, el separador dado a conocer en el documento de patente incluye la fibra de vidrio, lo cual puede ser desventajoso ya que el separador tiene una escasa flexibilidad y es propenso a choque.
El documento de patente 2 da a conocer una batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control que usa una combinación de un primer separador formado por una estera de vidrio ultrafina y un segundo separador formado por un material textil no tejido de fibra sintética. Aunque se ha notificado que la batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control dada a conocer en el documento de patente tiene características de vida útil por ciclo mejoradas, no se han dado a conocer ni detalles de estructura de la fibra sintética ni el material de la misma.
Por consiguiente, todavía existe una necesidad de mejora en las baterías de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control dadas a conocer en el documento de patente 1 y el documento de patente 2, desde el punto de vista de prolongar la vida útil por ciclo de la batería al tiempo que se garantice una alta capacidad, alta producción y baja resistencia.
El documento US 2015/171397 da a conocer un separador compuesto por tres capas de material textil no tejido laminado que comprende una capa de material textil no tejido (capa I), compuesta por fibras sintéticas que tienen un diámetro de fibra de 0,1 pm a menos de 4,0 pm, y una capa de material textil no tejido (capa II), compuesta por fibras de resina termoplástica que tienen un diámetro de fibra de 40 pm a 30 pm, en el que el peso base del mismo es de 3,0 g/m2 a menos de 20,0 g/m2 y en el que la capa I está presente como capa intermedia entre dos de las capas II, en el que las fibras de resina termoplástica en la capa de material textil no tejido (capa II) son fibras largas continuas sintéticas termoplásticas, en el que el grosor del material textil no tejido laminado es de 50 micrómetros, en el que el material textil no tejido laminado se forma mediante integración mediante unión química y/o térmica y en el que el material textil no tejido laminado se hidrofiliza. El material textil puede incluir un recubrimiento que comprende partículas inorgánicas y un aglutinante. El diámetro de poro del material textil es de 1,5 a 20 micrómetros.
El documento US 2012/154985 describe un separador que comprende un material textil no tejido, en el que dicho material textil no tejido es un material textil no tejido laminado, comprendiendo dicho material textil no tejido laminado una capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de 0,1 a 4 pm, y una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica que tiene un diámetro de fibra de 6 a 30 pm, en el que dicha fibra de resina termoplástica en dicha capa de material textil no tejido (capa II) es un filamento sintético termoplástico, en el que dicho material textil no tejido laminado se forma mediante integración mediante unión térmica, en el que dicho material textil no tejido laminado tiene un grosor de 10 a 80 pm, y un peso de 7 a 50 g/m2 y en el que dicho material textil no tejido laminado se ha sometido a procesamiento de hidrofilización.
El documento JP S61--2814-54 se refiere a un separador para una batería de almacenamiento de plomo. Se obtiene una lámina de material textil no tejido laminando láminas individuales o múltiples de una banda compuesta por fibras sintéticas microfinas que tienen un diámetro de 0,1 a 2 pm y un material de tipo tela que consiste en fibras que tienen un diámetro de fibra individual de 5 pm o más. La banda que comprende la fibra sintética ultrafina es una banda de fibras largas de poliéster.
El documento US 2003/087982 da a conocer un separador para una batería de almacenamiento de plomo que tiene un grosor de 500 a 1200 micrómetros, un tamaño de poro de 1-200 micrómetros, una razón de vacantes del 30-80% v/v, un diámetro de fibra de 1-100 micrómetros y un peso unitario de 100 a 300 g/m2. Otras aplicaciones son baterías de litio. Pueden laminarse varias capas tejidas y pueden incluir fibras finas, por ejemplo de poliolefina, que tienen un diámetro de fibra de 0,1 a 15 micrómetros.
[Lista de referencias]
[Documento de patente]
Documento de patente 1: publicación de patente japonesa sin examinar (Kokai) n.° 2002-260714
Documento de patente 2: publicación de patente japonesa sin examinar (Kokai) n.° 2014-160588
Sumario
[Problema técnico]
A la vista de los problemas anteriormente descritos, un objetivo de la presente invención es proporcionar un separador de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo y una batería de almacenamiento de plomo en la que se prolongue la vida útil por ciclo al tiempo que se garantiza una alta capacidad, alta producción y baja resistencia.
[Solución al problema]
Los presentes inventores han llevado a cabo estudios intensivos y extensos al tiempo que han repetido experimentos y por consiguiente han encontrado inesperadamente que los problemas anteriormente mencionados pueden resolverse mediante la siguiente estructura, habiendo completado de ese modo la presente invención. Específicamente, la presente invención es de la siguiente manera:
[1] Un separador de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo, caracterizado por comprender un material textil no tejido compuesto por una fibra reciclada o fibra sintética, en el que una relación entre el diámetro de poro promedio (D) del separador de material textil no tejido y el número de poros (N) satisface la siguiente ecuación:
1,0 x 102 < D*N < 1,0 x 104
en el que el diámetro de poro promedio (D) y el número de poros (N) se miden tal como se describe en la descripción,
en el que el material textil no tejido incluye una fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 pm hasta 5 pm, y el separador de material textil no tejido incluye al menos dos capas que incluyen una capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por la fibra ultrafina y una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por una fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 |im hasta 30 |im, y
en el que el diámetro de fibra se mide tal como se describe en la descripción.
[2] El separador según el punto [1], en el que el separador de material textil no tejido tiene un diámetro de poro promedio de desde 0,1 |im hasta 50 |im y el diámetro de poro promedio se mide tal como se describe en la descripción.
[3] El separador según el punto [1] o [2], en el que el separador de material textil no tejido tiene un grosor de desde 30 |im hasta 1000 |im y un peso por unidad de área de desde 5 g/m2 hasta 300 g/m2.
[4] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [3], en el que el separador de material textil no tejido tiene una porosidad de desde el 30% hasta el 95% y la porosidad se mide tal como se describe en la descripción.
[5] El separador según el punto [1], en el que el separador de material textil no tejido incluye tres capas en las que la capa I está dispuesta como capa intermedia entre la capa II y la capa II.
[6] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [5], en el que el separador de material textil no tejido está compuesto por la fibra sintética.
[7] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [6], en el que el separador de material textil no tejido está compuesto por una fibra de poliéster.
[8] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [7], en el que el separador de material textil no tejido está compuesto por una fibra de poliolefina.
[9] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [8], en el que el separador de material textil no tejido tiene una permeabilidad a los gases de desde 0,01 segundos/100 cm3 hasta 10 segundos/100 cm3 y la permeabilidad a los gases se mide tal como se describe en la descripción.
[10] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [9], en el que el separador de material textil no tejido tiene una resistencia a la tracción de desde 15 N/15 mm hasta 300 N/15 mm y la resistencia a la tracción se mide tal como se describe en la descripción.
[11] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [10], en el que el separador de material textil no tejido tiene un área de superficie específica de desde 0,1 m2/g hasta 50 m2/g.
[12] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [11], en el que el separador de material textil no tejido es un material textil no tejido hidrofilizado.
[13] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [12], en el que el separador de material textil no tejido incluye un sustrato de material textil no tejido que tiene una estructura de espacios vacíos y partículas inorgánicas presentes en una porción de superficie del sustrato de material textil no tejido o en una superficie de fibra dentro del sustrato de material textil no tejido.
[14] El separador según el punto [13], en el que las partículas inorgánicas incluyen un componente de silicio.
[15] El separador según el punto [13] o [14], en el que las partículas inorgánicas tienen un diámetro de partícula promedio de desde 1 nm hasta 5000 nm y el diámetro de partícula promedio se mide tal como se describe en la descripción.
[16] El separador según uno cualquiera de los puntos [13] a [15], en el que las partículas inorgánicas tienen un área de superficie específica de desde 0,1 m2/g hasta 1000 m2/g.
[17] El separador según uno cualquiera de los puntos [13] a [16], en el que el separador de material textil no tejido incluye un aglutinante presente dentro del sustrato de material textil no tejido en una cantidad de desde 1 hasta 500 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de las partículas inorgánicas.
[18] El separador según uno cualquiera de los puntos [1] a [17], en el que el separador de material textil no tejido es termosellable.
[19] Una batería de almacenamiento de plomo que comprende el separador de material textil no tejido según cualquiera de los puntos [1] a [18].
[Efectos ventajosos de la invención]
El separador de material textil no tejido obtenido mediante la presente invención incluye el material óptimo y tiene la estructura altamente controlada y por tanto es excelente en cuanto a la permeabilidad iónica, propiedades de retención de líquidos, propiedades de aislamiento eléctrico y estabilidad química. Además, la batería de almacenamiento de plomo de la presente invención es excelente en cuanto a idoneidad de procesamiento como batería e incluye una estera de material textil no tejido usada en realizaciones de la presente invención, mediante lo cual la batería de almacenamiento de plomo puede producirse en un procedimiento de producción estable, con buen rendimiento y a bajo coste. Además, la batería de almacenamiento de plomo de la presente invención muestra una alta producción y baja resistencia y tiene una vida útil por ciclo muy larga. Obsérvese que la descripción anterior no da a conocer todas las realizaciones de la presente invención y todas las ventajas relacionadas con la presente invención.
Descripción de realizaciones
A continuación en el presente documento, se describirá la presente invención en más detalle a modo de ejemplo. (Separador de material textil no tejido)
Un separador de material textil no tejido está compuesto por fibra reciclada fabricada a partir de fibra natural (polímero natural) como materia prima o fibra sintética fabricada de manera sintética y pura a partir de un compuesto de polímero orgánico.
Los ejemplos de la fibra reciclada incluyen rayón, cupro, polinósica, nanofibra de celulosa, material a base de acetato de celulosa y material a base de promezcla de proteína.
Los ejemplos de la fibra sintética incluyen resinas a base de poliéster, resinas a base de poliolefina, resinas a base de poliamida, resinas a base de poli(sulfuro de fenileno), poli(cloruro de vinilo), poliimida, copolímeros de etileno/acetato de vinilo, poliacrilonitrilo, policarbonato, poliestireno, ionómeros y mezclas de los mismos.
Los ejemplos de las resinas a base de poliéster incluyen poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(tereftalato de butileno) y poli(naftalato de etileno).
Los ejemplos de las resinas a base de poliolefina incluyen homopolímeros o copolímeros de alfaolefinas, tales como etileno, propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno y 1-octeno; polietileno de baja densidad y alta presión, polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de alta densidad, polipropileno (homopolímero de propileno), copolímero al azar de polipropileno, poli(1-buteno), poli(4-metil-1-penteno), copolímero al azar de etileno/propileno, copolímero al azar de etileno/1-buteno y copolímero al azar de propileno/1-buteno.
Los ejemplos de las resinas a base de poliamida incluyen nailon 6 (Ny), nailon 66 y polimetaxilen-adipamida.
En general, como separador de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo, se usa un material textil no tejido compuesto por fibra de vidrio. El material textil no tejido que incluye fibra de vidrio es propenso a la penetración o curvaturas de huesos desde el punto de vista de la resistencia mecánica (tal como la resistencia a la perforación), provoca cortocircuito, aumenta muchos defectos de procedimiento y tiene bajas características de ciclo. Por otro lado, una estera de material textil no tejido compuesta por fibra reciclada o fibra sintética tiene una alta resistencia mecánica y también es excelente en cuanto a la capacidad de procesamiento para dar bolsas o similares, de modo que es óptima. Desde los puntos de vista de la resistencia mecánica y la capacidad de procesamiento, se prefiere un separador de material textil no tejido compuesto por fibra sintética. La fibra sintética es estable aunque se humedezca con disolución electrolítica, permitiendo por tanto conservar la estructura porosa del separador. El material textil no tejido que tiene un diámetro de poro altamente controlado inhibe físicamente la precipitación de iones sulfato debido a la densidad relativa, y los iones sulfato en la capa inferior se homogenizan en toda la capa a través del material textil no tejido, mediante lo cual el efecto de suprimir la estratificación se vuelve más notable.
El separador de material textil no tejido está compuesto preferiblemente por fibra de poliéster. La fibra de poliéster se orienta por estiramiento más fácilmente que otros materiales, de modo que puede obtenerse una alta resistencia de fibra individual. Por tanto, la fibra de poliéster es muy adecuada para un separador para una batería de almacenamiento de plomo usado en una forma de bolsa, una forma cilíndrica o similares. Adicionalmente, la fibra de poliéster es químicamente estable con respecto a una disolución electrolítica de ácido sulfúrico que tiene una acidez muy alta y además no tiene una humectabilidad baja. Por tanto, un separador que incluye un material textil no tejido compuesto por fibra de poliéster puede mantener una alta conductividad iónica al tiempo que mantiene la estructura porosa única del material textil no tejido durante mucho tiempo, de modo que puede lograrse una vida útil prolongada o baja resistencia de la batería de almacenamiento de plomo. En este sentido, una fibra de poliéster más preferible es fibra compuesta por poli(tereftalato de etileno).
El separador de material textil no tejido también está compuesto preferiblemente por fibra de poliolefina. La fibra de poliolefina tiene una resistencia ácida mucho mayor que otros materiales y muestra una estabilidad química muy alta en ácido sulfúrico. Por tanto, un separador compuesto por fibra de poliolefina apenas fomenta la reacción de descomposición aunque se use en condiciones de temperatura relativamente alta, tales como en una batería de almacenamiento de plomo montada en vehículo, de modo que no se produce ningún deterioro de resistencia en el material textil no tejido. Con respecto a esto, la batería de almacenamiento de plomo puede mantener la estructura de separador durante mucho tiempo y por tanto puede tener una vida útil prolongada. En este sentido, fibras de poliolefina más preferibles son polipropileno y polietileno.
El separador de material textil no tejido también está compuesto preferiblemente por fibra de celulosa. La fibra de celulosa, que es excelente en cuanto a la absorbencia de agua, tiene afinidad con una disolución electrolítica, y es excelente en cuanto a la retención de iones sulfato en una superficie de contacto de electrodo. Por tanto, dentro de una batería que incluye un separador compuesto por fibra de celulosa, puede suprimirse la precipitación de iones sulfato debida a la densidad relativa mediante propiedades de quimisorción, de modo que la concentración dentro del sistema se mantiene de manera uniforme, la estratificación apenas avanza y puede lograrse una vida útil prolongada. Además, el separador compuesto por fibra de celulosa también es excelente en cuanto a la permeabilidad iónica, y por tanto puede mostrarse un rendimiento de batería de alta capacidad. En este sentido, las fibras de celulosa más preferibles son cupro, rayón, acetato y nanofibra de celulosa.
El separador de material textil no tejido incluye un material textil no tejido que tiene un diámetro de fibra de desde 5 hasta 30 pm. Cuando el diámetro de fibra es de 0,1 pm o más, el separador de material textil no tejido tiene una baja resistencia y alta capacidad sin inhibir la conductividad iónica. Estableciendo el diámetro de fibra a 30 pm o menos, el diámetro de fibra no es demasiado grande y la propia fibra tiene una masa de resina que no inhibe la conductividad iónica debido al separador entre los electrodos, y se vuelve poco resistente. Además, cuando una capa de material textil no tejido que tiene un diámetro de fibra de 30 pm o menos está presente en una superficie del separador en contacto con los electrodos, no se inhibe la reacción en el electrodo.
El separador de material textil no tejido incluye de manera particularmente preferible un material textil no tejido que incluye fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm. Esto permite la supresión de la estratificación y permite obtener un separador que tiene baja resistencia. Cuando el diámetro de fibra es de 5 pm o menos, el hueco entre las fibras no es demasiado grande, de modo que pueden retenerse eficazmente iones sulfato, mediante lo cual puede suprimirse el fenómeno de precipitación de ácido sulfúrico, conduciendo a la supresión de la estratificación. En este sentido, el diámetro de fibra de la fibra ultrafina es más preferiblemente de desde 0,2 pm hasta 4,0 pm, y todavía más preferiblemente desde 0,3 pm hasta 3,0 pm.
El separador de material textil no tejido incluye al menos dos capas que incluyen una capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm y una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 hasta 30 pm. En este caso, la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm desempeña el papel de una capa de función, y la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 hasta 30 pm desempeña el papel de una capa de refuerzo. Con el material textil no tejido laminado de dos capas que incluye la combinación de la capa de material textil no tejido (capa I) y la capa de material textil no tejido (capa II), puede formarse una estructura de material textil no tejido más densa e interconectada en comparación con cuando cada una de las capas se usa independientemente como separador, como resultado de lo cual puede obtenerse un espacio en el que se retiene de manera más uniforme un gran número de iones sulfato. En particular, dado que la capa de material textil no tejido (capa I) está dispuesta en el hueco entre las fibras que forman la capa de material textil no tejido (capa II), las fibras pueden disponerse de manera más uniforme. Por tanto, los iones sulfato retenidos se suministran de nuevo a los electrodos, mediante lo cual puede llevarse a cabo una reacción eficaz en el electrodo, lo cual conduce a una vida útil prolongada. Adicionalmente, el separador que incluye al menos las dos capas anteriormente mencionadas tiene la capa de refuerzo, que proporciona una alta resistencia de separador, de modo que no sólo se facilita el procesamiento posterior, sino que también se aumenta significativamente la productividad del material textil no tejido. En este sentido, son posibles una estructura de dos capas de capa I-capa II, una estructura de tres capas de capa I-capa II-capa I, una estructura de tres capas de capa II-capa I-capa II (es decir, la estructura de tres capas en la que la capa I está dispuesta como capa intermedia entre las dos capas II) y una estructura de cuatro capas de capa I-capa II-capa II-capa I.
El método para fabricar cada material textil no tejido no está limitado. Sin embargo, el método para fabricar la capa de material textil no tejido (capa II) es preferiblemente un método no tejido de filamentos, un método en seco, un método en húmedo o similares. La fibra para la capa de material textil no tejido (capa II) puede ser fibra de resina termoplástica o similares. Además, el método para fabricar la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina puede ser preferiblemente un método en seco, un método en húmedo o similares que usa la fibra ultrafina, un método de electrohilado, un método de ablandado por soplado, un método de hilado por fuerza o similares. Desde el punto de vista de que la capa de material textil no tejido compuesta por fibra ultrafina puede formarse de manera fácil y densa, la capa de material textil no tejido (capa I) se forma de manera particularmente preferible mediante el método de ablandado por soplado. Adicionalmente, la fibra puede dividirse o fibrilarse mediante batido, fundido parcial o similares antes de usarse para fabricar el material textil no tejido.
Los ejemplos del método para formar un material textil no tejido laminado laminando una pluralidad de capas que incluye la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina y la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica incluyen un método de integración mediante unión térmica, un método de cohesión tridimensional mediante aplicación de chorros de una corriente de agua a alta velocidad, y un método de integración mediante un agente adhesivo particulado o fibroso. Entre los mismos, la integración mediante unión térmica es preferible para formar el material textil no tejido laminado. Los ejemplos del método de integración mediante unión térmica incluyen integración mediante gofrado en caliente (un método de laminación por gofrado en caliente) y la integración mediante aire caliente a alta temperatura (un método de paso de aire). La integración mediante unión térmica es preferible desde el punto de vista de que se mantienen la resistencia a la tracción y la flexibilidad de doblado del material textil no tejido y puede mantenerse la estabilidad de resistencia térmica.
La integración mediante unión térmica también es preferible ya que puede formarse un material textil no tejido laminado que incluye una pluralidad de capas de material textil no tejido sin usar ningún aglutinante. En la formación de un material textil no tejido laminado mediante integración de fibras entre sí, usar un aglutinante provoca la elución del aglutinante en la disolución electrolítica. No hay ningún problema siempre que el aglutinante no afecte al rendimiento de batería sin participar en la reacción en el electrodo. Sin embargo, dependiendo del aglutinante, la reacción en el electrodo puede verse afectada, y puede que no pueda obtenerse una capacidad o tensión deseada, lo cual supone entonces un problema. Además, cuando la estructura de poros única del material textil no tejido se bloquea por el aglutinante, no puede obtenerse el efecto de retener ácido sulfúrico, y la estratificación avanza, lo cual no es preferible. Debido a los motivos anteriores, se prefiere un material textil no tejido integrado únicamente mediante calor, sin usar ningún aglutinante. Además, también desde el punto de vista de la coherencia de las etapas de formación del material textil no tejido laminado, la integración únicamente mediante calor puede conducir a una reducción del coste adicional, lo cual es por tanto preferible.
La integración mediante unión térmica puede lograrse adhiriendo térmicamente dos o más capas de material textil no tejido. La etapa de adhesión térmica puede realizarse, por ejemplo, mediante unión usando un rodillo plano a una temperatura desde 50 hasta 120°C inferior al punto de fusión de una resina sintética y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. Cuando la presión de línea en la etapa de adhesión térmica es de menos de 100 N/cm, puede ser difícil obtener una unión suficiente y mostrar una resistencia suficiente. Adicionalmente, cuando la presión de línea es de más de 1000 N/cm, la deformación de fibra se vuelve grande, lo cual aumenta la densidad aparente y reduce la porosidad, de modo que no pueden obtenerse los efectos ventajosos de la presente invención.
El método más preferible para formar el material textil no tejido laminado según la presente invención es un método en el que una capa de material textil no tejido de filamentos, una capa de material textil no tejido ablandada por soplado y/o una capa de material textil no tejido de filamentos se fabrican en orden, se laminan y después se unen por presión mediante un rodillo de gofrado o un rodillo de presión en caliente. El método puede formar un material textil no tejido laminado mediante el mismo material y permite la producción en una línea de producción integrada de manera continua, de modo que el método es preferible para obtener un material textil no tejido uniforme que tiene un bajo peso por unidad de área. Específicamente, se prefiere un método en el que, usando una resina termoplástica, se hilan una o más capas de material textil no tejido de filamentos sobre un transportador; sobre el mismo, usando una resina termoplástica, se soplan una o más capas de material textil no tejido compuestas por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm mediante un método de ablandado por soplado; después, usando una resina termoplástica, se laminan una o más capas de material textil no tejido compuestas por fibra de resina termoplástica; y posteriormente se unen estas capas por presión y se integran usando un rodillo de gofrado o un rodillo plano.
Con el uso del método de fabricación, la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) obtenida mediante el método de ablandado por soplado se sopla directamente sobre la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica, lo cual permite introducir la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) obtenida mediante el método de ablandado por soplado en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica. De esta manera, la fibra ultrafina obtenida mediante el método de ablandado por soplado se introduce y se fija en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica, mediante lo cual se mejora la resistencia de la propia estructura del material textil no tejido laminado, así como apenas se produce movimiento de la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) debido a fuerza externa, de modo que puede hacerse que los espacios vacíos en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica sean uniformes mediante la capa de fibra ultrafina. Esto facilita garantizar una distancia entre fibras apropiada y la formación de un material textil no tejido laminado que tiene una distribución de diámetro de poro apropiada. Dicho de otro modo, según el método anterior, mientras que una parte de la capa I en el material textil no tejido laminado entra en la capa II, puede mantenerse la capa I continua, lo cual permite un intercambio iónico suave incluyendo la retención de iones sulfato en el plano del material textil no tejido o el suministro de los mismos sobre la superficie de electrodo.
Un método para fabricar un separador de material textil no tejido que incluye la etapa de formar la capa I mediante un método de ablandado por soplado usando la fibra ultrafina descrita anteriormente también es una realización de la presente invención. El método de fabricación de separador de material textil no tejido puede incluir una etapa de integrar la capa I y la capa II mediante el método anteriormente descrito después de formar la capa I.
El grado de cristalinidad de la fibra formada mediante un método de ablandado por soplado (es decir, una fibra ablandada por soplado) puede ajustarse hasta un intervalo de desde el 5 hasta el 40% en las condiciones de hilado de ablandado por soplado generales. Obsérvese que el grado de cristalinidad puede evaluarse, por ejemplo, mediante un método que usa calorimetría diferencial de barrido (DSC). Específicamente, con respecto a un polímero que forma un material textil no tejido laminado, el grado de cristalinidad mencionado anteriormente puede lograrse usando una resina que, cuando se usa o-clorofenol (OCP) como disolvente, tiene una viscosidad de disolución (psp/c) preferiblemente de desde 0,2 hasta 0,8, y más preferiblemente desde 0,2 hasta 0,6, según se mide usando un tubo de viscosidad en un baño de agua termostático a una concentración de 0,01 g/ml y una temperatura de 35°C. En el material textil no tejido usado en la presente realización, desde el punto de vista de que es preferible tener una alta estabilidad dimensional en estado húmedo, se usa preferiblemente una resina seleccionada de resina de PET y resina de poli(sulfuro de fenileno) (PPS) para formar una fibra ablandada por soplado. Adicionalmente, la viscosidad de disolución (psp/c) anteriormente mencionada de estas resinas es preferiblemente de desde 0,2 hasta 0,8. La cristalinidad de la fibra ablandada por soplado es más preferiblemente de desde el 10 hasta el 40%.
El material textil no tejido laminado es preferiblemente uno calandrado. En este caso, el material textil no tejido laminado puede tener una estructura más uniforme. Específicamente, después de llevar a cabo una unión de fibras usando la etapa de adhesión térmica anteriormente descrita, se lleva a cabo el calandrado, como procesamiento de calandrado, a una temperatura 10°C o más superior a la temperatura de adhesión térmica anterior y desde 10 hasta 100°C inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. El procesamiento de calandrado anterior proporciona una resistencia favorable al material textil no tejido laminado, y la densidad aparente del mismo puede establecerse dentro de un intervalo particularmente preferible (por ejemplo, dentro de un intervalo descrito en los ejemplos de la presente memoria descriptiva).
Cuando la temperatura del procesamiento de calandrado es inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y la diferencia de temperatura entre los mismos es de menos de 10°C, la densidad aparente tiende a ser demasiado alta. Cuando la temperatura del mismo es inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y la diferencia de temperatura entre los mismos es de más de 100°C, apenas se obtiene una resistencia suficiente, y, además, se produce formación de copos en la superficie, mediante lo cual se pierde la suavidad de superficie. Por tanto, tiende a ser difícil obtener una estructura uniforme como elemento de condensador.
Cuando la presión de línea en el procesamiento de calandrado es de menos de 100 N/cm, es difícil obtener una adhesión suficiente, y por tanto tiende a apenas mostrarse una resistencia suficiente. Cuando la presión de línea es de más de 1000 N/cm, la deformación de fibra se vuelve grande, lo cual aumenta la densidad aparente, de modo que no pueden obtenerse los efectos ventajosos de la presente invención.
El separador de material textil no tejido está compuesto preferiblemente por fibra larga continua. En la presente memoria descriptiva, la fibra larga continua se refiere a una fibra definida por la norma JIS-L0222. Un material textil no tejido compuesto por fibra corta, en el que cada fibra individual no es continua, y la resistencia de fibras individuales es baja, tiene una resistencia débil. Adicionalmente, se produce desprendimiento de fibra en una etapa de procesamiento tal como corte en tiras, provocando defectos. En cambio, el material textil no tejido compuesto por fibra larga continua tiene una resistencia muy alta, resistencia que puede conservarse incluso en disolución electrolítica, de modo que un material textil no tejido de este tipo es óptimo como separador para una batería de almacenamiento de plomo en la que los electrodos están envueltos en una forma de bolsa o una forma cilíndrica. El separador de material textil no tejido tiene un diámetro de poro promedio preferiblemente de desde 0,1 hasta 50 pm. Cuando el diámetro de poro promedio es mayor de 50 pm, se produce el fenómeno de precipitación de iones sulfato, y el gradiente de ácido sulfúrico concentración se vuelve grande, mediante lo cual, finalmente, no sólo se produce estratificación, sino que además se produce cortocircuito interno, y por tanto se pierden las características de la batería. Cuando el diámetro de poro promedio es menor de 0,1 pm, se reduce la conductividad iónica entre los electrodos, y se aumenta la resistencia del separador. En este sentido, el diámetro de poro promedio del separador de material textil no tejido es más preferiblemente de desde 0,3 hasta 40 pm, y todavía más preferiblemente desde 0,5 pm hasta 30 pm.
El producto del diámetro de poro promedio (D) y el número de poros (N) del separador de material textil no tejido de la presente realización es de desde 1,0 x 102 hasta 1,0 x 104. La relación entre el diámetro de poro promedio y el número de poros que representan el tamaño de un espacio formado por la estructura entre fibras y el número de los mismos se correlaciona con una capacidad de retención de iones sulfato. Dicho de otro modo, de manera convencional, se ha producido el fenómeno de estratificación en el que iones sulfato generados cerca de la superficie de contacto de electrodo precipitan a la parte inferior del sistema debido a la alta densidad relativa de los mismos. Sin embargo, disponiendo el material textil no tejido en el que el diámetro de poro promedio (D) y el número de poros (N) se han controlado cerca de la superficie de contacto de electrodo, pueden retenerse iones sulfato en la estructura de poros del material textil no tejido, previniendo de ese modo el fenómeno de estratificación (no uniformidad de la concentración de ácido sulfúrico). En este sentido, D x N está en un intervalo preferiblemente de desde 2,5 x 102 hasta 7,5 x 103, y más preferiblemente desde 5,0 x 102 hasta 5,0 x 103.
El separador de material textil no tejido tiene un grosor preferiblemente de desde 30 hasta 1000 pm y un peso por unidad de área de desde 5 hasta 300 g/m2. Cuando el grosor es de más de 1000 pm, la distancia entre los electrodos se vuelve grande, aumentando la resistencia. En el caso de un grosor mayor de 1000 pm, el grosor por celda aumenta, como resultado de lo cual el número de celdas que pueden incorporarse en toda la batería se reduce, conduciendo a una capacidad pequeña. Cuando el grosor es de menos de 30 pm, el material textil no puede resistir el movimiento de un material activo durante la reacción en el electrodo, provocando cortocircuito. En este sentido, el grosor es más preferiblemente de desde 40 hasta 900 pm, y todavía más preferiblemente desde 50 hasta 800 pm. Además, cuando el peso por unidad de área es igual a o menor de 300 g/m2, el grosor de todo el material textil no tejido se establece fácilmente dentro de un intervalo preferible. Por otro lado, cuando el peso por unidad de área es igual a o mayor de 5 g/m2, es posible tener una resistencia que permite que el material textil no tejido retenga los electrodos en una forma de bolsa. En este sentido, el peso por unidad de área es más preferiblemente de desde 10 hasta 280 g/m2, y todavía más preferiblemente desde 20 hasta 250 g/m2.
El separador de material textil no tejido tiene una porosidad preferiblemente de desde el 30 hasta el 95%. Cuando la porosidad del material textil no tejido está dentro del intervalo, es preferible desde los puntos de vista de la permeabilidad de disolución electrolítica, permeabilidad iónica, cantidad de retención de líquido, vida útil por ciclo y prevención de cortocircuitos. La porosidad del material textil no tejido puede ser, por ejemplo, de desde el 40 hasta el 90%, desde el 45 hasta el 85% o desde el 50 hasta el 80%.
El separador de material textil no tejido tiene una permeabilidad a los gases preferiblemente de desde 0,01 hasta 10 s/100 cm3 (desde 0,01 hasta 10 segundos/100 cm3). Cuando la permeabilidad a los gases es igual a o menor de 10 s/100 cm3 puede mantenerse una baja resistencia sin inhibir la conductividad iónica. Cuando la permeabilidad a los gases es igual a o mayor de 0,01 s/100 cm3, puede suprimirse el efecto de precipitación de ácido sulfúrico. El separador de material textil no tejido tiene una resistencia a la tracción del material textil no tejido de desde 15 hasta 300 N/15 mm desde el punto de vista de la capacidad de manipulación, reducción de tasa de defectos y similares. Cuando la resistencia a la tracción es igual a o mayor de 300 N, la manipulación es favorable y puede realizarse el procesamiento para dar una forma de bolsa. Cuando la resistencia a la tracción es igual a o menor de 15 N, no se produce ninguna rotura aunque se inserten electrodos y el separador puede retenerse en una forma de bolsa.
El separador de material textil no tejido tiene un área de superficie específica preferiblemente de desde 0,1 hasta 50 m2/g. Con respecto a los iones sulfato generados a partir de la superficie de electrodo, los iones sulfato una vez precipitados en el sistema vuelven a aspirarse sobre una superficie de contacto continua (tal como una superficie de fibra o partículas) presente en el separador, mediante lo cual puede controlarse la concentración de la disolución electrolítica en la batería. Además, puede mejorarse la movilidad de iones en una dirección de grosor, de modo que puede suprimirse la estratificación al tiempo que se mantiene un diseño de batería con menos resistencia eléctrica y alta capacidad. En este sentido, el área de superficie específica es más preferiblemente de desde 0,15 hasta 48 m2/g, y todavía más preferiblemente desde 0,2 hasta 45 m2/g.
El separador de material textil no tejido es preferiblemente un material textil no tejido hidrofilizado. Cuando el material textil no tejido es uno hidrofilizado, ácido sulfúrico como disolución electrolítica se retiene fácilmente en los espacios vacíos del material textil no tejido, de modo que puede suprimirse el fenómeno de precipitación de ácido sulfúrico. El material textil no tejido hidrofilizado puede proporcionar un separador para una batería de almacenamiento de plomo excelente en cuanto a la permeabilidad iónica y capacidad de retención de disolución electrolítica, lo cual es preferible.
Los ejemplos de método de procesamiento de hidrofilización que puede emplearse incluyen métodos de procesamiento físico tales como hidrofilización mediante tratamiento por efecto corona o tratamiento por plasma; métodos de procesamiento químico tales como introducción de un grupo funcional en superficie, que es, por ejemplo, introducción de un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido carboxílico o similares mediante tratamiento de oxidación o similares; procesamiento mediante agente(s) de tratamiento, tal(es) como un polímero soluble en agua, que es, por ejemplo, poli(alcohol vinílico) (PVA), poli(ácido estirenosulfónico) o poli(ácido glutámico) y/o un tensioactivo tal como un tensioactivo no iónico, un tensioactivo aniónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero. Los expertos en la técnica podrán seleccionar un método de hidrofilización apropiado y condiciones apropiadas, por ejemplo, tales como la cantidad de un agente de tratamiento que va a usarse y la cantidad de un grupo funcional que va a introducirse, teniendo en cuenta la afinidad con la disolución electrolítica.
El separador de material textil no tejido es preferiblemente un material textil no tejido integrado mediante unión térmica. El material textil no tejido puede formarse favorablemente mediante adhesión térmica de las fibras entre sí en la capa de material textil no tejido mediante procesamiento de calandrado. Como procesamiento de calandrado, puede mencionarse un método de unión por presión de la capa de material textil no tejido mediante un rodillo caliente. Este método puede llevarse a cabo en una línea de producción integrada de manera continua y por tanto es adecuado para obtener un material textil no tejido uniforme que tiene un bajo peso por unidad de área. La etapa de adhesión térmica puede llevarse a cabo, por ejemplo, a una temperatura desde 50°C hasta 120°C inferior al punto de fusión de una resina termoplástica como referencia y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. Cuando la presión de línea en el procesamiento de calandrado está dentro de intervalo anterior, es preferible desde los puntos de vista de la resistencia del material textil no tejido, reducción de deformación de fibra, reducción de densidad aparente y similares, lo cual facilita la obtención de una distribución de poros altamente controlada en la estera de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo de la presente realización. El rodillo caliente usado en el procesamiento de calandrado puede ser un rodillo que tiene una superficie no uniforme, tal como un patrón con gofrado o raso, o puede ser un rodillo plano suave. El patrón de superficie del rodillo que tiene la superficie no uniforme no está limitado siempre que sea un patrón que permite que las fibras se unan térmicamente entre sí, tal como un patrón con gofrado, un patrón raso, un patrón rectangular o un patrón de líneas.
El separador de material textil no tejido incluye preferiblemente un óxido inorgánico. El material textil no tejido que incluye un óxido inorgánico tiene una gran área de superficie específica, en la que hay muchas superficies de contacto que pueden retener iones sulfato, de modo que el material textil muestra el efecto de absorción. Por tanto, puede prevenirse el fenómeno de precipitación de ácido sulfúrico y la estratificación. Los óxidos inorgánicos preferibles son dióxido de silicio, dióxido de titanio y dióxido de circonio. Un óxido inorgánico más preferido es óxido de silicio. El método para disponer un óxido inorgánico en la estructura del material textil no tejido no está limitado. Por ejemplo, el separador de material textil no tejido se impregna con un líquido de recubrimiento (incluyendo un óxido inorgánico, un disolvente, un aglutinante y similares) mediante procesamiento posterior, mediante lo cual el óxido inorgánico puede llenarse en el separador. En este caso, el disolvente puede ser cualquier disolvente siempre que pueda dispersar de manera uniforme partículas finas inorgánicas, partículas finas fundidas en caliente o similares, y pueda disolver o dispersar de manera uniforme el aglutinante. Los ejemplos del disolvente que pueden usarse incluyen disolventes orgánicos tales como hidrocarburos aromáticos tales como tolueno y cetonas tales como metil etil cetona y metil isobutil cetona. Cuando el aglutinante es soluble en agua y se usa, por ejemplo, como emulsión, puede usarse agua como disolvente. Obsérvese que pueden añadirse alcohol, éter de glicol a base de óxido de propileno y/o similares a estos disolventes para controlar la tensión en la superficie de contacto.
El separador de material textil no tejido es preferiblemente termosellable. Cuando se procesa el separador para dar una forma de bolsa, emplear un material textil no tejido termosellable puede proporcionar alta adhesión y rendimiento de sellado con una resistencia extremadamente alta. El método para proporcionar propiedades termosellables no está limitado. Por ejemplo, pueden proporcionarse propiedades termosellables disponiendo un hilo de funda-núcleo de dos componentes sobre la superficie del material textil no tejido de modo que la superficie de fibra está compuesta por un material de bajo punto de fusión.
(Separador de material textil no tejido recubierto)
Un separador de material textil no tejido recubierto incluye preferiblemente un sustrato de material textil no tejido que tiene una estructura de espacios vacíos y partículas inorgánicas presentes en la porción de superficie del sustrato o la superficie de fibra dentro del sustrato. Las partículas inorgánicas pueden formar una capa en la que las partículas inorgánicas están presentes de manera continua o pueden formar un volumen (una masa) discontinuo en la superficie externa del material textil no tejido, en la porción de superficie del sustrato, o en la superficie de fibra dentro del sustrato.
El separador de material textil no tejido recubierto puede producirse usando, por ejemplo, la siguiente suspensión dispersada de partículas inorgánicas, como una de las materias primas. La suspensión dispersada de partículas inorgánicas incluye partículas inorgánicas, un medio de dispersión y un aglutinante.
Las partículas inorgánicas que van a dispersarse en la suspensión no están particularmente limitadas, pero son preferiblemente no conductoras, y más preferiblemente son química y electroquímicamente estables con respecto a un material que forma un elemento electroquímico.
Tales partículas inorgánicas pueden ser o bien un producto sintético o bien un producto natural, y pueden usarse sin ninguna limitación particular. Los ejemplos de las partículas inorgánicas incluyen materiales cerámicos a base de óxido tales como alúminas tales como gibbsita, bayerita, boehmita y corindón, sílice, titania, circonia, magnesia, ceria, itria, óxido de cinc y óxido de hierro, materiales cerámicos a base de nitruro tales como nitruro de silicio, nitruro de titanio y nitruro de boro, carburo de silicio, carbonato de calcio, sulfato de aluminio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, talco, caolinita sintética, arcilla de caolín, caolinita, fraipontita, stevensita, dickita, nacrita, halloysita, pirofilita, odinita, montmorillonita, beidelita, nontronita, volkonskoita, saponita, hectorita, fluorohectorita, suconita, swinfordita, vermiculita, fluorovermiculita, berthierina, sericita, amesita, kellyita, fraiponita, brindleyita, bentonita, zeolita, biotita, flogopita, fluoroflogopita, annita, eastonita, tainiolita, siderofilita tetra-ferri-annita, lepidolita, fluoromica tetrasilícica, polilitionita, muscovita, celadonita, ferroceladonita, ferro-aluminoceladonita, aluminoceladonita, tobelita, paragonita, clintonita, kinoshitalita, bityita, anandita, margarita, clinoclora, chamosita, pennantita, nimita, baileycloro, donbassita, cookeita, sudoita, hidrotalcita, silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, diatomita y arena de cuarzo. Estas partículas inorgánicas pueden usarse de manera individual o en combinación de dos o más de las mismas. Con el fin de suprimir la estratificación de batería, es necesario homogenizar iones sulfato en la disolución electrolítica. La homogenización de los iones sulfato requiere una acción de suprimir la precipitación de iones sulfato descargados sobre la superficie de electrodo debido a la reacción de batería por el separador en contacto con la superficie de electrodo o una acción de difusión de los iones sulfato a través del separador. Por consiguiente, preferiblemente se usa un óxido inorgánico tal como alúmina o sílice con el fin de adsorber/retener los iones sulfato en las superficies de contacto de las partículas inorgánicas presentes en el sustrato de material textil no tejido. Además, dado que la superficie del sustrato de material textil no tejido se hidrofiliza mediante las partículas inorgánicas, puede esperarse la acción de difundir iones sulfato. Además, la sílice es preferible desde los puntos de vista de que es posible la segmentación de tamaño de partícula, y puede potenciarse adicionalmente la acción de supresión de precipitación y la acción de difusión usando numerosas superficies de contacto de las partículas segmentadas.
Las partículas inorgánicas tienen un diámetro de partícula promedio de desde 1 hasta 5000 nm. Estableciendo el diámetro de partícula de las partículas inorgánicas en la suspensión a 1 nm o más, las superficies de contacto de las partículas inorgánicas combinadas con el aglutinante en la capa recubierta sobre el sustrato aparecen en la superficie (de la capa de recubrimiento) y puede proporcionarse eficazmente la acción de adsorber o difundir iones sulfato por las superficies de contacto. Cuando el diámetro de partícula es de 5000 nm o menos, el número y área de las superficies de contacto en las que está expuesta la sílice en la superficie de fibra se mantienen a un determinado nivel o más, de modo que puede esperarse el efecto de homogenización de ácido sulfúrico. En este sentido, el diámetro de partícula promedio es más preferiblemente de desde 2 hasta 3000 nm, y todavía más preferiblemente desde 5 hasta 1000 nm.
El porcentaje de contenido de las partículas inorgánicas en la suspensión es preferiblemente de desde el 1 hasta el 80% en peso, y más preferiblemente desde el 5 hasta el 70% en peso desde los puntos de vista de la viscosidad de la suspensión, capacidad de recubrimiento y acortamiento de una etapa de secado de suspensión.
Las partículas inorgánicas tienen un área de superficie específica preferiblemente de desde 0,1 hasta 1000 m2/g. Estableciendo el área de superficie específica de las partículas inorgánicas a 0,1 m2/g o más, es posible usar eficazmente las superficies de contacto de partículas que sobresalen en la superficie del sustrato de material textil no tejido, mediante lo cual puede llevarse a cabo la adsorción o difusión de iones sulfato. Adicionalmente, estableciendo el área de superficie específica a 1000 m2/g o menos, puede equilibrarse la adsorción y difusión de iones sulfato, permitiendo de ese modo tanto la supresión de precipitación como el suministro a la superficie de electrodo.
El medio de dispersión de las partículas inorgánicas es preferiblemente uno que puede dispersar de manera uniforme y estable las partículas inorgánicas. Los ejemplos del mismo incluyen N-metilpirrolidona, N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, agua, etanol, tolueno, xileno caliente, cloruro de metileno y hexano. Entre los mismos, es preferible agua desde el punto de vista de la protección del medio ambiente.
La suspensión dispersada de partículas inorgánicas puede incluir un aglutinante con el fin de unir partículas inorgánicas entre sí y fijar las partículas inorgánicas al sustrato de material textil no tejido. La clase del aglutinante no está particularmente limitada, pero es preferible usar un aglutinante que sea estable con respecto a ácido sulfúrico que es la disolución electrolítica y que sea electroquímicamente estable. Por ejemplo, es preferible una resina aglutinante. Los ejemplos específicos del mismo incluyen resinas a base de poliolefina tales como polietileno, polipropileno, polibuteno y copolímeros de los mismos y resinas de poliolefina modificadas obtenidas clorando o modificando con ácido las resinas a base de poliolefina; resinas que contienen flúor tales como poli(fluoruro de vinilideno) y politetrafluoroetileno; cauchos que contienen flúor tales como un copolímero de fluoruro de vinilidenohexafluoropropileno-tetrafluoroetileno y un copolímero de etileno-tetrafluoroetileno; cauchos tales como un copolímero de ácido (met)acrílico-estireno-butadieno, un copolímero de acrilonitrilo hidrogenado-butadieno y un producto hidrogenado del mismo, un copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno y un producto hidrogenado del mismo, un copolímero de metacrilato-acrilato, un copolímero de estireno-acrilato, un copolímero de acrilonitriloacrilato, caucho de etileno-propileno, poli(alcohol vinílico) y poli(acetato de vinilo); derivados de celulosa tales como etilcelulosa, metilcelulosa, hidroxietilcelulosa y carboximetilcelulosa; y resinas que tienen un punto de fusión y/o una temperatura de transición vítrea de 18°C o superior, tales como poli(éter de fenileno), polisulfona, poliéter-sulfona, poli(sulfuro de fenileno), poliéter-imida, poliamida-imida, poliamida y poliéster. Estos aglutinantes de resina pueden usarse de manera individual o en combinación de dos o más de los mismos. Entre los mismos, son más preferibles los aglutinantes acrílicos desde el punto de vista de la adhesión del aglutinante de resina al sustrato y las partículas inorgánicas. Pueden usarse en combinación una pluralidad de clases de aglutinantes.
El porcentaje de contenido de aglutinante en la suspensión dispersada de partículas inorgánicas es preferiblemente de 1 parte en peso o más, más preferiblemente 4 partes en peso o más, y todavía más preferiblemente 6 partes en peso o más con respecto a 100 partes en peso de las partículas inorgánicas, desde el punto de vista de permitir que el aglutinante se una y fije más eficazmente. Además, desde el punto de vista de permitir que las superficies de contacto diminutas de las partículas inorgánicas aparezcan en la superficie para llevar a cabo eficazmente la adsorción y difusión de iones sulfato y desde el punto de vista de usar espacios vacíos únicos del sustrato de material textil no tejido para conservar la permeabilidad iónica, el porcentaje del contenido de aglutinante es preferiblemente de 500 partes en peso o menos, y más preferiblemente 300 partes en peso o menos, con respecto a 100 partes en peso de las partículas inorgánicas.
Con el fin de estabilizar la dispersión de las partículas inorgánicas y mejorar la capacidad de recubrimiento, pueden añadirse a la suspensión diversos aditivos tales como un dispersante tal como un tensioactivo, un espesante, un agente humectante, un agente desespumante, un conservante, un bactericida y un agente de ajuste del pH que contiene ácido o álcali. Estos aditivos son preferiblemente los que pueden eliminarse junto con disolvente. Sin embargo, los aditivos pueden permanecer en el separador siempre que sean electroquímicamente estables en el intervalo de uso de un elemento electroquímico y no inhiban la reacción de batería.
Los ejemplos del dispersante tal como un tensioactivo que pueden usarse incluyen diversas clases de tensioactivos tales como tensioactivo aniónicos tales como tensioactivos de tipo sulfato, de tipo fosfato, de tipo ácido carboxílico y de tipo ácido sulfónico, activadores catiónicos tales como de tipo sal de amonio cuaternario y de tipo amida-amina, tensioactivos anfóteros tales como tensioactivos de tipo alquil-betaína, de tipo amida-betaína y de tipo óxido de amina, tensioactivos no iónicos tales como tensioactivos de tipo éter, de tipo éster de ácido graso y de tipo alquilglucósido, y tensioactivos de tipo polimérico tales como tensioactivos de tipo poli(ácido acrílico), sal de poli(ácido acrílico), sal de poli(ácido sulfónico), sal de poli(ácido naftaleno-sulfónico), polialquileno-poliamina-óxido de alquileno, polialquileno-poliimina-óxido de alquileno, polivinilpirrolidona y celulosa. Con el fin de prevenir la agregación entre cargas, estas pueden usarse de manera individual o en combinación de dos o más de las mismas. El dispersante no está limitado a los mismos siempre que puedan obtenerse los mismos efectos ventajosos que los descritos anteriormente.
Además, con el fin de controlar la tensión interfacial, puede añadirse a la suspensión un alcohol tal como alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol isopropílico, etilenglicol o propilenglicol y un éter tal como acetato de monometilo. Estos pueden usarse de manera individual o en combinación de dos o más de los mismos. Los aditivos para controlar la tensión interfacial no están limitados a los mismos siempre que puedan obtenerse los mismos efectos ventajosos.
Los ejemplos del espesante incluyen polímeros sintéticos tales como polietilenglicol, poiliéter modificado con uretano, poli(ácido acrílico), poli(alcohol vinílico) y un copolímero de vinil metil éter-anhídrido maleico, derivados de celulosa tales como carbometoxicelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, polisacáridos naturales tales como goma xantana, goma diután, goma welan, goma gellan, goma guar, goma de carragenanos y almidones tales como dextrina y almidón pregelatinizado. El espesante se selecciona de manera apropiada desde los puntos de vista de la viscosidad, vida útil de almacenamiento y distribución de tamaño de partícula de la suspensión. Se usan de manera individual o en combinación de dos o más de los mismos. El espesante no está limitado a los mismos siempre que puedan obtenerse los mismos efectos ventajosos que los descritos anteriormente.
En el separador de material textil no tejido recubierto, cuando el sustrato es un material textil no tejido, puede añadirse un agente humectante a la suspensión con el fin de mejorar la humectabilidad con respecto a la fibra (por ejemplo, fibra sintética) del material textil no tejido para suprimir la formación de picaduras. Los ejemplos del agente humectante que pueden usarse incluyen tensioactivos de tipo ácido sulfosuccínico, tensioactivos no iónicos de tipo poliéter alifático, tensioactivos no iónicos de tipo polioxialquileno, silicona modificada, poliéter modificado y un copolímero de dimetilsiloxano-polioxialquileno. Estos se usan de manera individual o en combinación de dos o más de los mismos. El agente humectante no está limitado a los mismos siempre que puedan obtenerse los mismos efectos ventajosos que los descritos anteriormente.
Los ejemplos del agente desespumante que pueden usarse incluyen diversos agentes desespumantes tales como agente desespumante a base de aceite mineral, a base de silicona, a base de compuesto acrílico y a base de poliéter. Estos se usan de manera individual o en combinación de dos o más de los mismos. El agente desespumante no está limitado a los mismos siempre que puedan obtenerse los mismos efectos ventajosos que los descritos anteriormente.
La suspensión puede prepararse dispersando partículas inorgánicas en un disolvente como dispersante. El método para disolver o dispersar partículas inorgánicas y un aglutinante en el disolvente de la suspensión no está particularmente limitado siempre que sea un método que puede lograr las características de disolución o dispersión de la suspensión requerida cuando se recubre la suspensión sobre un sustrato o similares. Como método para la disolución o dispersión, puede mencionarse una agitación con maquinaria mediante un molino de bolas, un molino de perlas, un molino de bolas planetario, un molino de bolas vibratorio, un molino de arena, un molino coloidal, una moledora, un molino de rodillos, una dispersión con impulsor a alta velocidad, un dispersador, un homogeneizador, un homogeneizador por ultrasonidos, un homogeneizador de tipo a presión, un homogeneizador a presión ultraalta, homogeneizador a alta velocidad, un molino de impacto a alta velocidad, una mezcladora a alta velocidad de tipo de rotación de película delgada, una dispersión por ultrasonidos o una aleta de agitación.
El separador de material textil no tejido recubierto incluye el sustrato de material textil no tejido que tiene la estructura con numerosos espacios vacíos. El sustrato de material textil no tejido es un sustrato que tiene espacios (poros y espacios vacíos) en su interior.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido está compuesto preferiblemente por fibra orgánica. Como fibra orgánica, puede mencionarse una fibra natural y una fibra reciclada fabricada a partir de la fibra natural usada como materia prima, una fibra sintética fabricada de manera puramente sintética a partir de un compuesto de polímero orgánico o similares.
La fibra natural no está particularmente limitada y los ejemplos de la misma incluyen fibras vegetales, algodón, cáñamo, cáñamo de Manila, palma, junco, fibra animal, lana, lana de oveja y seda.
La fibra reciclada no está particularmente limitada y los ejemplos de la misma incluyen rayón, cupro, polinósica, nanofibra de celulosa, material a base de acetato de celulosa y material a base de promezcla de proteína.
La fibra sintética no está particularmente limitada y pueden mencionarse resinas a base de poliéster, resinas a base de poliolefina, resinas a base de poliamida, resinas a base de poli(sulfuro de fenileno), poli(cloruro de vinilo), poliimida, un copolímero de etileno-acetato de vinilo, poliacrilonitrilo, policarbonato, poliestireno, ionómeros y mezclas de los mismos. Los ejemplos de las resinas a base de poliéster incluyen poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(tereftalato de butileno) y poli(naftalato de etileno). Los ejemplos de las resinas a base de poliolefina incluyen homopolímeros o copolímeros de a -olefinas, tales como etileno, propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno y 1-octeno, polietileno de baja densidad y alta presión, polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de alta densidad, polipropileno (homopolímero de propileno), un copolímero al azar de polipropileno, poli(1-buteno), poli(4-metil-1-penteno), un copolímero al azar de etileno-propileno, un copolímero al azar de etileno/1-buteno y un copolímero al azar de propileno/1-buteno. Los ejemplos de las resinas a base de poliamida incluyen nailon 6 (Ny), nailon 66 y polimetaxileno-adipamida. Puede usarse un único material (por ejemplo, a base de poliéster) que usa estas resinas o puede usarse una resina combinada como mezcla de dos o más resinas de las mismas.
En general, como separador para una batería de almacenamiento de plomo, se usa un material textil no tejido compuesto por fibra de vidrio. El material textil no tejido que incluye fibra de vidrio es propenso a la penetración o curvaturas de huesos desde el punto de vista de la resistencia mecánica (tal como resistencia a la perforación), provoca cortocircuito, aumenta muchos defectos del procedimiento y tiene bajas características de ciclo. En cambio, un material textil no tejido compuesto por fibra orgánica tiene alta resistencia mecánica y también es excelente en cuanto a la capacidad de procesamiento para dar bolsas o similares y flexibilidad, de modo que es óptimo. Particularmente, desde el punto de vista de la estabilidad de disolución electrolítica, se prefiere un sustrato de material textil no tejido compuesto por fibra sintética. La fibra sintética tiene pocos comportamientos tales como hinchamiento y es estable aunque se humedezca con disolución electrolítica, permitiendo por tanto conservar una estructura porosa única del material textil no tejido. Por consiguiente, el propio sustrato de material textil no tejido que sirve como base para partículas inorgánicas tiene estabilidad de forma y por tanto el separador tiene estabilidad de forma en disolución electrolítica, permitiendo de ese modo conservar de manera sucesiva una superficie de contacto continua mediante las partículas inorgánicas.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido está compuesto preferiblemente por fibra de poliéster. La fibra de poliéster se orienta por estiramiento más fácilmente que otros materiales, de modo que puede obtenerse una alta resistencia de fibra individual. Por tanto, la fibra de poliéster es muy adecuada para un separador para una batería de almacenamiento de plomo usado en una forma de bolsa, una forma cilíndrica o similares. Adicionalmente, la fibra de poliéster es químicamente estable con respecto a una disolución electrolítica de ácido sulfúrico que tiene acidez muy alta, y además no tiene una humectabilidad baja. Por tanto, un separador que incluye un material textil no tejido compuesto por fibra de poliéster puede mantener una alta conductividad iónica al tiempo que mantiene la estructura porosa única del material textil no tejido durante mucho tiempo, de modo que puede lograrse una vida útil prolongada o baja resistencia de baterías de almacenamiento de plomo. Adicionalmente, la suspensión que contiene las partículas inorgánicas dispersadas en la misma tiene una capacidad de recubrimiento favorable, permitiendo por tanto la fabricación de un separador fácil y altamente controlado. En este sentido, entre las fibras de poliéster, es más preferible fibra de poli(tereftalato de etileno).
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido también está compuesto preferiblemente por fibra de poliolefina. La fibra de poliolefina tiene una resistencia ácida mucho mayor que otros materiales y muestra una estabilidad química muy alta en ácido sulfúrico. Por tanto, un separador compuesto por fibra de poliolefina apenas fomenta la reacción de descomposición aunque se use en condiciones de temperatura relativamente alta, tales como en una batería de almacenamiento de plomo montada en vehículo, de modo que no se produce ningún deterioro de resistencia en el material textil no tejido. Con respecto a esto, la batería de almacenamiento de plomo puede mantener la estructura de separador durante mucho tiempo y por tanto puede tener una vida útil prolongada. En este sentido, las fibras de poliolefina más preferibles son polipropileno y polietileno.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido también está compuesto preferiblemente por fibra de celulosa. La fibra de celulosa, que es excelente en cuanto a la absorbencia de agua, tiene afinidad con la disolución electrolítica, y es excelente en cuanto a la retención de iones sulfato en una superficie de contacto de electrodo. Por tanto, dentro de una batería que incluye un separador compuesto por fibra de celulosa, puede suprimirse la precipitación de iones sulfato debida a la densidad relativa mediante propiedades de quimisorción, de modo que la concentración dentro del sistema se mantiene de manera uniforme, la estratificación apenas avanza y puede lograrse una vida útil prolongada. Además, el separador compuesto por fibra de celulosa también es excelente en cuanto a la permeabilidad iónica y por tanto puede mostrarse una alta capacidad rendimiento de batería. En este sentido, las fibras de celulosa más preferibles son cupro, rayón, acetato y nanofibra de celulosa.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido está compuesto preferiblemente por fibra larga continua. En la presente memoria descriptiva, la fibra larga continua se refiere a una fibra definida por la norma JIS-L0222. En el sustrato de material textil no tejido compuesto por fibra larga continua, las fibras están conectadas de manera continua, lo cual es muy eficaz para disponer las superficies de contacto de las partículas inorgánicas continuas sobre la superficie de las mismas. Esto influye en la capacidad de difusión de iones sulfato, y cuantas más partículas inorgánicas continuas se disponen, mayor se vuelve el efecto de homogenización de ácido sulfúrico. Además, el separador tiene una alta resistencia de material textil no tejido, es suficientemente resistente a la tensión incluso en la etapa de recubrimiento y es óptimo como separador para una batería de almacenamiento de plomo en la que los electrodos están envueltos en una forma de bolsa o una forma cilíndrica. Por otro lado, en un material textil no tejido compuesto por fibra corta, cada fibra individual no es continua, y la resistencia de fibras individuales es baja, de modo que el material textil no tejido tiene una resistencia débil, y, adicionalmente, se produce desprendimiento de fibra en una etapa de procesamiento tal como corte en tiras, provocando defectos.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido tiene una porosidad preferiblemente de desde el 35 hasta el 95%. Cuando la porosidad del material textil no tejido está dentro del intervalo, es preferible desde los puntos de vista de permeabilidad de disolución electrolítica, permeabilidad iónica, cantidad de retención de líquido, vida útil por ciclo y prevención de cortocircuitos. Cuando partículas inorgánicas están recubiertas, las partículas pueden llenarse suficientemente en los espacios vacíos. La porosidad del material textil no tejido puede establecerse en un intervalo más preferiblemente de desde el 40 hasta el 90%, y todavía más preferiblemente desde el 45 hasta el 85%.
En el separador no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido tiene un diámetro de poro promedio preferiblemente de desde 0,1 hasta 200 pm. Cuando el diámetro de poro promedio es mayor de 200 pm, hay poros grandes (poros formados por espacios vacíos entre fibra y fibra) y por tanto los espacios vacíos no pueden llenarse ni siquiera recubriendo partículas inorgánicas, dando como resultado picaduras, lo cual induce cortocircuito que resulta fatal para el separador. Adicionalmente, cuando se recubren las partículas inorgánicas, la penetración es significativa, y por tanto no puede llevarse a cabo una fabricación de separador estable en producción continua. Además, cuando el diámetro de poro promedio es menor de 0,1 pm, la conductividad iónica entre los electrodos se vuelve baja y la resistencia del separador aumenta. En este sentido, el diámetro de poro promedio del separador de material textil no tejido es más preferiblemente de desde 0,2 hasta 150 pm, y todavía más preferiblemente desde 0,5 pm hasta 100 pm.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido tiene un grosor preferiblemente de desde 10 hasta 5000 pm y un peso por unidad de área de desde 5 hasta 500 g/m2. Cuando el grosor es de más de 5000 pm, la distancia entre los electrodos se vuelve grande, aumentando la resistencia. Además, el grosor por celda aumenta, como resultado de lo cual se reduce el número de celdas que pueden incorporarse en toda la batería, conduciendo a una capacidad pequeña. Cuando el grosor es de menos de 10 pm, el material textil no puede resistir el movimiento de un material activo durante la reacción en el electrodo, provocando cortocircuito. Adicionalmente, cuando el peso por unidad de área es igual a o menor de 500 g/m2, el grosor de todo el material textil no tejido puede establecerse fácilmente a un intervalo preferible. Por otro lado, cuando el peso por unidad de área es igual a o mayor de 5 g/m2, es posible tener una resistencia que permite que el material textil no tejido retenga los electrodos en una forma de bolsa. En este sentido, el peso por unidad de área es más preferiblemente de desde 7 hasta 480 g/m2, y todavía más preferiblemente desde 10 hasta 450 g/m2.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido incluye preferiblemente un material textil no tejido que incluye fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm. Cuando el diámetro de fibra es de 5 pm o menos, el hueco entre las fibras no es demasiado grande, de modo que puede suprimirse el cortocircuito. Además, se garantiza un área de superficie de fibra no menor de un tamaño dado. Por tanto, cuando se forman partículas inorgánicas sobre las mismas, es posible aumentar significativamente el número de las superficies de contacto. Además, cuando se hace que el número de las superficies de contacto sea constante, puede reducirse el peso por unidad de área del sustrato de material textil no tejido en comparación con cuando el diámetro de fibra es grande, mediante lo cual puede obtenerse un separador de película delgada. En cuanto al diseño de batería, puede incorporarse un gran número de celdas, de modo que puede lograrse una alta capacidad y alta producción. Adicionalmente, recubriendo una pequeña cantidad de partículas inorgánicas, es posible aumentar el número de las superficies de contacto incluso sin llenado para llenar los espacios vacíos en el sustrato de material textil no tejido, se reduce en gran medida la resistencia eléctrica del separador y también puede suprimirse el coste de producción de separador completo. Cuando el diámetro de fibra es de 0,1 pm o más, el hueco entre las fibras no es demasiado pequeño, de modo que es posible suprimir el aumento de la resistencia eléctrica del separador. En este sentido, el diámetro de fibra de la fibra ultrafina es más preferiblemente de desde 0,15 pm hasta 4,0 pm, y todavía más preferiblemente desde 0,2 pm hasta 3,0 pm.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido incluye al menos dos capas que incluyen una capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm y una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 hasta 30 pm. En este caso, la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm desempeña el papel de una capa de función, y la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra que tiene un diámetro de fibra de desde 5 hasta 30 pm desempeña el papel de una capa de refuerzo. El material textil no tejido laminado de dos capas que incluye la combinación de la capa de material textil no tejido (capa I) y la capa de material textil no tejido (capa II) permite la formación de una estructura de material textil no tejido más densa e interconectada en comparación con cuando cada una de las capas se usa independientemente como separador. En el separador recubierto con las partículas inorgánicas, dado que los iones sulfato se difunden en las superficies de contacto del mismo, la acción de difusión funciona de manera más uniforme y rápida, como resultado de lo cual puede lograrse siempre la uniformidad de la concentración de ácido sulfúrico. Adicionalmente, dado que la capa de material textil no tejido (capa II) tiene un gran volumen y número de espacios vacíos en el separador, puede haber un gran número de espacios para la adsorción de iones sulfato, lo cual conduce al efecto de suprimir la estratificación. Además, dado que el separador que incluye al menos las dos capas anteriormente mencionadas tiene la capa de refuerzo, la resistencia de separador es alta, de modo que no sólo se facilita el procesamiento posterior, sino que también se aumenta significativamente la productividad del material textil no tejido. En este sentido, son posibles una estructura de dos capas de capa I-capa II, una estructura de tres capas de capa I-capa II-capa I, una estructura de tres capas de capa II-capa I-capa II (es decir, la estructura de tres capas en la que la capa I está dispuesta como capa intermedia entre las dos capas II) y una estructura de cuatro capas de capa I-capa II-capa II-capa I.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el método para fabricar cada capa de material textil no tejido no está limitado. Sin embargo, el método para fabricar la capa de material textil no tejido (capa II) es preferiblemente un método no tejido de filamentos, un método en seco, un método en húmedo o similares. La fibra para la capa de material textil no tejido (capa II) puede ser fibra de resina termoplástica o similares. Adicionalmente, como método para fabricar la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina, puede usarse preferiblemente un método de fabricación tal como un método en seco o un método en húmedo que usa fibra ultrafina, un método de electrohilado, un método de ablandado por soplado (ablandado por soplado), un método de hilado por fuerza o similares. Desde el punto de vista de que la capa de material textil no tejido compuesta por fibra ultrafina pueda formarse de manera fácil y densa, la capa de material textil no tejido (capa I) se forma de manera particularmente preferible mediante un método de ablandado por soplado. La fibra puede dividirse o fibrilarse mediante batido, fundido parcial o similares antes de usarse para fabricar el material textil no tejido.
Los ejemplos del método para formar un material textil no tejido laminado laminando una pluralidad de capas que incluye la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina y la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica incluyen un método de integración mediante unión térmica, un método de cohesión tridimensional mediante aplicación de chorros de una corriente de agua a alta velocidad y un método de integración mediante un agente adhesivo particulado o fibroso. Entre los mismos, la integración mediante unión térmica es preferible para formar el material textil no tejido laminado. Los ejemplos del método de integración mediante unión térmica incluyen la integración mediante gofrado en caliente (un método de laminación por gofrado en caliente) y la integración mediante aire caliente a alta temperatura (un método de paso de aire). La integración mediante unión térmica es preferible desde el punto de vista de que se mantienen la resistencia a la tracción y flexibilidad de doblado del material textil no tejido, y puede mantenerse la estabilidad de resistencia térmica.
La integración mediante unión térmica también es preferible ya que puede formarse un material textil no tejido laminado que incluye una pluralidad de capas de material textil no tejido sin usar ningún aglutinante. Cuando se forma un material textil no tejido laminado mediante integración de fibras entre sí, usar un aglutinante provoca la elución del aglutinante en la disolución electrolítica. No hay ningún problema siempre que el aglutinante no afecte al rendimiento de batería sin participar en la reacción en el electrodo. Sin embargo, dependiendo del aglutinante, la reacción en el electrodo puede verse afectada, y puede que no pueda obtenerse una capacidad o tensión deseada, lo cual supone entonces un problema. Además, cuando la estructura de poros única del material textil no tejido se bloquea por el aglutinante, el área de superficie para disponer las partículas inorgánicas se reduce significativamente, y no puede obtenerse un efecto de adsorción y difusión de iones sulfato ideal, mediante lo cual la estratificación avanza, lo cual no es preferible. Debido a los motivos anteriores, se prefiere un material textil no tejido integrado únicamente mediante calor, sin usar ningún aglutinante. Además, también desde el punto de vista de la coherencia de las etapas de formación del material textil no tejido laminado, la integración únicamente mediante calor puede conducir a una reducción de coste adicional, lo cual es por tanto preferible.
La integración mediante unión térmica puede lograrse adhiriendo térmicamente dos o más capas de material textil no tejido. La etapa de adhesión térmica puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante unión usando un rodillo plano a una temperatura desde 50 hasta 120°C inferior al punto de fusión de una resina sintética y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. Cuando la presión de línea en la etapa de adhesión térmica es de menos de 100 N/cm, puede ser difícil obtener una unión suficiente y entonces mostrar una resistencia suficiente. Adicionalmente, cuando la presión de línea es de más de 1000 N/cm, la deformación de fibra se vuelve grande, lo cual aumenta la densidad aparente y reduce la porosidad, de modo que no pueden obtenerse los efectos ventajosos de la presente invención.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el método más preferible para formar el sustrato de material textil no tejido laminado es un método en el que una capa de material textil no tejido de filamentos, una capa de material textil no tejido ablandada por soplado y/o una capa de material textil no tejido de filamentos se fabrican en orden, se laminan y después se unen por presión mediante un rodillo de gofrado o un rodillo de presión en caliente. El método puede formar un material textil no tejido laminado mediante el mismo material y permite la producción en una línea de producción integrada de manera continua, de modo que el método es preferible para obtener un material textil no tejido uniforme que tiene un bajo peso por unidad de área. Específicamente, se prefiere un método en el que, usando una resina termoplástica, se hilan una o más capas de material textil no tejido de filamentos sobre un transportador; sobre el mismo, usando una resina termoplástica, se soplan una o más capas de material textil no tejido compuestas por fibra ultrafina que tiene un diámetro de fibra de desde 0,1 hasta 5 pm mediante un método de ablandado por soplado; después, usando una resina termoplástica, se laminan una o más capas de material textil no tejido compuestas por la fibra de resina termoplástica; y posteriormente se unen estas capas por presión y se integran usando un rodillo de gofrado o un rodillo plano.
Con el uso del método de fabricación, la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) obtenida mediante el método de ablandado por soplado se sopla directamente sobre la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica, lo cual permite introducir la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) obtenida mediante el método de ablandado por soplado en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica. De esta manera, la fibra ultrafina obtenida mediante el método de ablandado por soplado se introduce y se fija en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica, mediante lo cual se mejora la resistencia de la propia estructura del material textil no tejido laminado, así como apenas se produce movimiento de la capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I) debido a fuerza externa, de modo que puede hacerse que los espacios vacíos en la capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por la fibra de resina termoplástica sean uniformes mediante la capa de fibra ultrafina. Esto facilita garantizar una distancia entre fibras apropiada y la formación de un material textil no tejido laminado que tiene una distribución de diámetro de poro apropiada. Dicho de otro modo, según el método anterior, mientras que una parte de la capa I en el material textil no tejido laminado entra en la capa II, puede mantenerse la capa I continua, lo cual permite suavizar el intercambio iónico incluyendo la retención de iones sulfato en el plano del material textil no tejido o el suministro de los mismos sobre la superficie de electrodo.
Un método para fabricar un separador de material textil no tejido que incluye la etapa de formar la capa I mediante un método de ablandado por soplado usando la fibra ultrafina descrita anteriormente también es una realización de la presente invención. El método de fabricación de separador de material textil no tejido puede incluir una etapa de integrar la capa I y la capa II mediante el método anteriormente descrito después de formar la capa I.
El grado de cristalinidad de la fibra formada mediante un método de ablandado por soplado (es decir, una fibra ablandada por soplado) puede ajustarse hasta un intervalo de desde el 5 hasta el 40% en las condiciones de hilado de ablandado por soplado generales. Obsérvese que el grado de cristalinidad puede evaluarse, por ejemplo, mediante un método que usa calorimetría diferencial de barrido (DSC). Específicamente, con respecto a un polímero que forma un material textil no tejido laminado, el grado de cristalinidad mencionado anteriormente puede lograrse usando una resina que, cuando se usa o-clorofenol (OCP) como disolvente, tiene una viscosidad de disolución (psp/c) preferiblemente de desde 0,2 hasta 0,8, y más preferiblemente desde 0,2 hasta 0,6, según se mide usando un tubo de viscosidad en un baño de agua termostático a una concentración de 0,01 g/ml y una temperatura de 35°C. En el material textil no tejido usado en la presente realización, desde el punto de vista de que es preferible tener una alta estabilidad dimensional en estado húmedo, se usa preferiblemente una resina seleccionada de resina de PET y resina de poli(sulfuro de fenileno) (PPS) para formar una fibra ablandada por soplado. Adicionalmente, la viscosidad de disolución (psp/c) anteriormente mencionada de estas resinas es preferiblemente de desde 0,2 hasta 0,8. La cristalinidad de la fibra ablandada por soplado es más preferiblemente de desde el 10 hasta el 40%.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el material textil no tejido laminado como sustrato de material textil no tejido es preferiblemente un material textil no tejido calandrado. En este caso, el material textil no tejido laminado puede tener una estructura más uniforme. Específicamente, después de llevar a cabo una unión de fibras usando la etapa de adhesión térmica anteriormente descrita, se lleva a cabo el calandrado, como procesamiento de calandrado, a una temperatura 10°C o más superior a la temperatura de adhesión térmica anterior y desde 10 hasta 100°C inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. El procesamiento de calandrado anterior proporciona una resistencia favorable al material textil no tejido laminado, y la densidad aparente del mismo puede establecerse dentro de un intervalo particularmente preferible (por ejemplo, dentro de un intervalo descrito en los ejemplos de la presente memoria descriptiva).
Cuando la temperatura del procesamiento de calandrado es inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y la diferencia de temperatura entre los mismos es de menos de 10°C, la densidad aparente tiende a ser demasiado alta. Cuando la temperatura del mismo es inferior al punto de fusión de la fibra de resina termoplástica y la diferencia de temperatura entre los mismos es de más de 100°C, es difícil obtener una resistencia suficiente, y, además, se produce formación de copos en la superficie, mediante lo cual se pierde la suavidad de superficie. Por tanto, tiende a ser difícil obtener una estructura uniforme como elemento de condensador.
Cuando la presión de línea en el procesamiento de calandrado es de menos de 100 N/cm, es difícil obtener una adhesión suficiente, y por tanto tiende a apenas mostrarse una resistencia suficiente. Cuando la presión de línea es de más de 1000 N/cm, la deformación de fibra se vuelve grande, lo cual aumenta la densidad aparente, de modo que no pueden obtenerse los efectos ventajosos de la presente invención.
En el separador de material textil no tejido recubierto, el sustrato de material textil no tejido es preferiblemente un material textil no tejido hidrofilizado. En el material textil no tejido hidrofilizado, se retiene fácilmente ácido sulfúrico como disolución electrolítica en los espacios vacíos del material textil no tejido, permitiendo la supresión del fenómeno de precipitación de ácido sulfúrico. El material textil no tejido hidrofilizado puede proporcionar un separador para una batería de almacenamiento de plomo excelente en cuanto a la permeabilidad iónica y capacidad de retención de disolución electrolítica, lo cual es preferible.
Los ejemplos de método de procesamiento de hidrofilización que puede emplearse incluyen métodos de procesamiento físico, tales como hidrofilización mediante tratamiento por efecto corona o tratamiento por plasma; métodos de procesamiento químico tales como introducción de un grupo funcional en superficie, que es, por ejemplo, introducción de un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido carboxílico o similares mediante tratamiento de oxidación o similares; procesamiento mediante agente(s) de tratamiento, tal(es) como un polímero soluble en agua, que es, por ejemplo, poli(alcohol vinílico) (PVA), poli(ácido estirenosulfónico) o poli(ácido glutámico) y/o un tensioactivo tal como un tensioactivo no iónico, un tensioactivo aniónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero. Los expertos en la técnica podrán seleccionar un método de hidrofilización apropiado y condiciones apropiadas, por ejemplo, tales como la cantidad de un agente de tratamiento que va a usarse y la cantidad de un grupo funcional que va a introducirse, teniendo en cuenta la afinidad con la disolución electrolítica.
El separador de material textil no tejido recubierto es preferiblemente un sustrato de material textil no tejido integrado mediante unión térmica. El material textil no tejido puede formarse de manera favorable adhiriendo térmicamente las fibras entre sí en la capa de material textil no tejido mediante procesamiento de calandrado. Como procesamiento de calandrado, puede mencionarse un método de unión por presión de la capa de material textil no tejido mediante un rodillo caliente. Este método puede llevarse a cabo en una línea de producción integrada de manera continua, y por tanto es adecuado para obtener un material textil no tejido uniforme que tiene un bajo peso por unidad de área. La etapa de adhesión térmica puede llevarse a cabo, por ejemplo, a una temperatura desde 50°C hasta 120°C inferior al punto de fusión de una resina termoplástica como referencia y a una presión de línea de desde 100 hasta 1000 N/cm. Cuando la presión de línea en el procesamiento de calandrado está dentro de intervalo anterior, es preferible desde los puntos de vista de la resistencia del material textil no tejido, reducción de deformación de fibra, reducción de densidad aparente y similares, lo cual facilita la obtención de una distribución de poros altamente controlada en la estera de material textil no tejido para una batería de almacenamiento de plomo de la presente realización. El rodillo caliente usado en el procesamiento de calandrado puede ser un rodillo que tiene una superficie no uniforme, tal como un patrón con gofrado o raso, o puede ser un rodillo plano liso. El patrón de superficie del rodillo que tiene la superficie no uniforme no está limitado siempre que sea un patrón que permite que las fibras se unan térmicamente entre sí, tal como un patrón con gofrado, un patrón raso, un patrón rectangular o un patrón de líneas.
El separador de material textil no tejido puede usarse solo como separador o puede usarse mediante laminación junto con otro material textil no tejido o una membrana microporosa. El método para laminación no está particularmente limitado. Es particularmente preferible usar mediante laminación del separador de material textil no tejido y una membrana microporosa o el separador de material textil no tejido y un material textil no tejido de fibra de vidrio.
La laminación del separador de material textil no tejido y una membrana microporosa proporciona una estructura en la que la membrana microporosa que tiene una densidad y uniformidad de diámetro de poro mucho mayores está dispuesta entre electrodos en comparación con el material textil no tejido solo, de modo que apenas se producen cortocircuitos. Adicionalmente, debido a la laminación del separador de material textil no tejido y la membrana microporosa, la fibra está dispuesta en la superficie de contacto de electrodo, mediante lo cual se logra una uniformidad de la concentración de ácido sulfúrico y por tanto se suprime el fenómeno de estratificación, permitiendo una vida útil prolongada.
Cuando se laminan el separador de material textil no tejido y un material textil no tejido de fibra de vidrio, es posible seguir una lámina de electrodo que repite el hinchamiento y la contracción dado que el material textil no tejido de fibra de vidrio es rico en cuanto a elasticidad de compresión, mediante lo cual puede obtenerse eficazmente la uniformidad de concentración de ácido sulfúrico mediante el material textil no tejido.
Una batería de almacenamiento de plomo incluye una estructura de electrodo de plomo - separador - electrodo de plomo, y usa ácido sulfúrico como disolución electrolítica. Unas formas de batería particularmente preferibles son de tipo líquido o de tipo de válvula de control. Específicamente, la batería de almacenamiento de plomo incluye un grupo de placa de electrodo que incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador de material textil no tejido dispuesto entre los mismos y ácido sulfúrico como disolución electrolítica.
Ejemplos
A continuación en el presente documento, se describirá la presente invención más específicamente con referencia a los ejemplos. A continuación en el presente documento, a menos que se especifique lo contrario, la dirección longitudinal del material textil no tejido es una dirección MD (una dirección de máquina) y la dirección de anchura del mismo es una dirección perpendicular a la dirección longitudinal.
(1) Peso por unidad de área (g/m2)
Según el método especificado por la norma JIS L-1906, se tomaron muestras de una pieza de prueba con 20 cm de longitud x 25 cm de anchura en 3 posiciones por metro en la dirección de anchura de la muestra y 3 posiciones por metro en la dirección longitudinal de la misma, es decir, en 9 posiciones por 1 m x 1 m en total y se midieron para determinar los pesos. Después, se convirtió el valor promedio de los pesos en un peso por unidad de área para obtener un peso por unidad de área.
(2) Grosor (p,m)
Según el método especificado por la norma JIS L-1906, se midió el grosor de la pieza de prueba en 10 posiciones por metro en la dirección de anchura de la misma y se obtuvo el valor promedio de los grosores. Se midieron los grosores bajo una carga de 9,8 kPa.
(3) Densidad aparente (g/cm3)
Usando el peso por unidad de área (g/m2) medido en el punto (1) y el grosor (p,m) medido en el punto (2), se calculó la densidad aparente, después de un ajuste de unidades, mediante la siguiente ecuación:
Densidad aparente = (peso por unidad de área) / (grosor)
(4) Porosidad (%)
Usando la densidad aparente (g/cm3) calculada en el punto (3), se calculó la porosidad mediante la siguiente ecuación:
Porosidad = {1 -(densidad aparente) / (densidad de resina)} / 100
(5) Diámetro de fibra (p,m)
Se cortó un material textil no tejido en 10 cm x 10 cm y se prensó contra placas de hierro superior e inferior mantenidas a 60°C a una presión de 0,30 MPa durante 90 segundos. Después, se depositó en fase de vapor platino en el material textil no tejido. Usando un aparato de SEM (JSM-6510, fabricado por JEOL Ltd.), se fotografió el material textil no tejido sometido a deposición en fase de vapor en condiciones de una tensión de aceleración de 15 kV y una distancia de trabajo de 21 mm. Se estableció el aumento de fotografía a 10.000 veces para hilos que tenían un diámetro de fibra promedio de menos de 0,5 p,m, 6000 veces para hilos que tenían un diámetro de fibra promedio de desde 0,5 p,m hasta menos de 1,5 p,m, y 4000 veces para fibras que tenían un diámetro de fibra promedio de 1,5 p,m o más. El campo de visión fotográfico a cada aumento de fotografía se estableció a 12,7 p,m x 9,3 p,m a 10.000 veces, 21,1 p,m x 15,9 p,m a 6000 veces, y 31,7 p,m x 23,9 p,m a 4000 veces. Se fotografiaron aleatoriamente al menos 100 fibras para medir todas las longitudes de diámetro de fibra. Sin embargo, las fibras fusionadas entre sí en una dirección longitudinal de hilo se excluyeron de los objetos para medición. Un diámetro de fibra promedio en peso (Dw) obtenido mediante la siguiente ecuación:
Figure imgf000018_0001
{donde Wi = fracción en peso del diámetro de fibra Di = Ni • Di/^Ni • Di} se definió como diámetro de fibra promedio (M-m).
(6) Distribución de tamaño de poro abierto (diámetro de poro de velocidad de flujo promedio y diámetro de poro máximo)
Se usó el porómetro de permeabilidad de PMI (modelo: CFP-1200 AEX). En la medición, se usó SILWICK fabricado por PMI Co., Ltd., como inmersión y se llevó a cabo la medición después de sumergir una muestra en la inmersión y desgasificar exhaustivamente.
En el aparato de medición, se sumerge un filtro como muestra en un líquido cuya tensión superficial se conoce previamente, se aplica presión al filtro con todos los poros del filtro cubiertos con la película del líquido y se mide el diámetro de poro de los poros calculado a partir de una presión a la cual se rompe la película de líquido y la tensión de superficie del líquido. El cálculo usa la siguiente ecuación matemática:
d = C ■ r/P
(donde d (unidad: pm) representa el diámetro de poro del filtro; r (unidad: N/m) representa la tensión superficial del líquido; P (unidad: Pa) representa una presión a la que se rompe la película de líquido que tiene el diámetro de poro; y c representa una constante).
A partir de la ecuación matemática anterior, se mide una velocidad de flujo (una velocidad de flujo en húmedo) cuando una presión P que se aplica al filtro sumergido en el líquido se cambia de manera continua desde baja presión hasta alta presión. A la presión inicial, la velocidad de flujo es de 0 dado que ni siquiera se rompe la película de líquido del poro más grande. A medida que se aumenta la presión, se rompe la película de líquido del poro más grande, y se produce una velocidad de flujo (un punto de burbuja). A medida que se aumenta adicionalmente la presión, la velocidad de flujo aumenta según cada presión. Una velocidad de flujo a una presión a la que se rompe la película de líquido del poro más pequeño coincide con una velocidad de flujo en un estado seco (una velocidad de flujo en seco).
En el método de medición que usa el aparato de medición, un valor obtenido dividiendo una velocidad de flujo en húmedo a una determinada presión entre una velocidad de flujo en seco a la misma presión se denomina velocidad de flujo de filtro acumulativa (unidad: %). El diámetro de poro de la película de líquido rota mediante una presión a la que la velocidad de flujo de filtro acumulativa es del 50% se denomina diámetro de poro de velocidad de flujo promedio. El diámetro de poro de velocidad de flujo promedio se definió como el diámetro de poro promedio (D) de la presente invención. Adicionalmente, el número de poros obtenido en ese momento se definió como el número de poros (N).
El diámetro de poro máximo de la presente invención se midió usando material textil no tejido como la muestra de filtro anteriormente mencionada y se definió para ser el diámetro de poro de una película de líquido rota a una presión a la que la velocidad de flujo de filtro acumulativa está en un intervalo del 50% de -2o, es decir, una presión a la que la velocidad de flujo de filtro acumulativa es del 2,3%. Para cada muestra, se llevó a cabo una medición de tres puntos mediante el método de medición anterior y se calcularon un diámetro de poro de velocidad de flujo promedio como el valor promedio, un diámetro de poro mínimo y un diámetro de poro máximo.
(7) Permeabilidad a los gases (s/100 cc)
Se midió la permeabilidad a los gases basándose en la norma JIS-P8117 (método de dispositivo de prueba Gurley). (8) Resistencia a la tracción (N/15 mm)
De cada porción de extremo de una muestra (material textil no tejido) se retiraron 10 cm y se cortó una pieza de prueba con 3 cm de anchura y 20 cm de longitud en 5 posiciones por metro en anchura. Se aplicó carga hasta que se rompió la pieza de prueba para obtener un valor de resistencia promedio de la pieza de prueba en la dirección de MD a carga máxima.
(9) Resistencia a la perforación (N)
De cada porción de extremo de una muestra (material textil no tejido) se retiraron 10 cm y se cortó una pieza de prueba con 1,5 cm de anchura y 20 cm de longitud en 5 posiciones por metro en anchura. Se aplicó carga a la pieza de prueba mediante una celda de compresión de 100 kg a 50 m/min y se obtuvo una carga a la que un dispositivo de sujeción perforó la pieza de prueba como resistencia a la perforación.
(10) Área de superficie específica
Se usó un aparato modelo: Gemini 2360, fabricado por Shimadzu Corporation.
Se enrolló material textil no tejido para dar una forma cilíndrica y se empaquetó en una celda de medición de área de superficie específica. En este caso, preferiblemente el peso de la muestra que va a cargarse es aproximadamente de desde 0,20 hasta 0,60 g. La celda cargada con la muestra se secó durante 30 minutos en las condiciones de 60°C y después se enfrió durante 10 minutos. Después de eso, se instaló la celda en el aparato de medición de área de superficie específica anterior y se adsorbió gas nitrógeno a la superficie de muestra para obtener un valor de área de superficie específica aplicando la siguiente ecuación de BET:
P/(V(P0 - P)) = l/(Vm x C) ((C - l)/(Vm x C))(P/P0)
{donde los parámetros (-) relacionados con P0: presión de vapor de agua de saturación (Pa), Vm: cantidad de adsorción de capa monomolecular (mg/g), C: calor de adsorción, etc., son de menos de 0 (< 0), y la presente ecuación de relación es válida, particularmente, en un intervalo de P/P0 = 0,05 a 0,35}. La ecuación de BET es una ecuación que representa la relación entre presión en equilibrio de adsorción P y cantidad de adsorción V a la presión en un estado de equilibrio de adsorción a temperatura constante.
(11) Medición de la resistividad en volumen (Q/a)
Como aparatos de medición, se usaron un dispositivo DIGITAL SUPER MEGOHMMETER fabricado por HIOKI y un electrodo de muestra de placa plana SME-8311 fabricado por HIOKI. Se preparó una pieza de prueba de 100 mm x 100 mm (material textil no tejido) y se midió para determinar un valor de resistividad en volumen (Q/a) en condiciones de medición de una tensión de 10 V y un tiempo de medición de 60 segundos.
(12) Medición de la impedancia
Se sumerge un material textil no tejido tomado como muestra para tener un diámetro de 40 mm en una disolución acuosa de ácido sulfúrico al 40% como disolución electrolítica y después se desgasifica durante 1 hora a presión reducida. Se insertó la muestra después de la desgasificación entre electrodos de plomo (se adhieren plomo y óxido de plomo sobre un disco de plomo que tiene un diámetro de 20 mm). Se aplicó una carga de 12 cN entre los electrodos y se fijaron los electrodos y el material textil no tejido. A continuación, una resistencia eléctrica entre los electrodos que aumentó debido a la inserción se definió como la resistencia eléctrica del material textil no tejido y se midió (unidad: Q) usando un elemento de medición de LCR a 20°C y una frecuencia de 100 kHz.
(13) Medición de propiedades de retención de líquidos (%)
Se preparó una pieza de prueba (150 mm x 150 mm) de material textil no tejido y se midió el peso en seco (Wa) de la misma. Se extendió la pieza de prueba y se sumergió en ácido sulfúrico (densidad relativa: 1,28 g/cm3) y después de 1 hora se sacó de la disolución acuosa. Después, se midió el peso de pieza de prueba (Wb) después de haberse dejado durante 10 minutos en una sala sin corrientes de aire con una humedad relativa del 65% y se calculó la tasa de retención de disolución electrolítica (%) mediante la siguiente ecuación:
Tasa de retención de disolución electrolítica (%) = (Wa - Wb) / Wa x 100
<Método de medición del rendimiento de batería>
(14) Idoneidad de procesamiento
Al encerrar una placa de electrodo positivo en un separador, los separadores que se distorsionaron y deformaron para dar un estado lo suficientemente hinchado como para poder reconocerse visualmente o que se sellaron de manera insuficiente se consideraron productos defectuosos y se midió una tasa de productos defectuosos cuando se procesaron 1000 separadores. Los índices para la idoneidad de procesamiento fueron los siguientes: A: menos del 0,5%; B: desde el 0,5 hasta menos del 1%; C: desde el 1% hasta el 5%; y D: más del 5%.
(15) Características iniciales y características de ciclo
Se colocó una placa de electrodo negativo (plomo) a cada lado de una única placa de electrodo positivo (óxido de plomo) mediante un separador en una carcasa de batería y después se vertió una disolución electrolítica (ácido sulfúrico diluido que tenía una densidad relativa de 1,28) para formar una batería de almacenamiento de plomo de tipo líquido. Se cargó y descargó de manera repetida la batería de almacenamiento de plomo de tipo líquido formada en las siguientes condiciones de descarga y condiciones de carga:
Condiciones de descarga: 10 A (0,5 CA), tensión de límite inferior de 10,5 V
Condiciones de carga (método de tensión constante): corriente de carga máxima de 10 A, tensión de carga máxima de 14,7 V, tiempo de carga máximo de 12 horas
Se aplicó vibración a la batería en una atmósfera a 25°C para empezar la reacción en el electrodo, en la que un ciclo desde descarga hasta carga se definió como un ciclo. En ese caso, se midió la capacidad inicial para confirmar la presencia o ausencia de cortocircuito. Adicionalmente, el número de ciclos en el momento en el que la capacidad inicial era de menos del 80% se definió como características de ciclo.
(16) Diferencia de densidades relativas de ácido sulfúrico
Desde las partes superior e inferior en la carcasa de batería, se tomaron como muestra 10 ml de cada disolución y se midieron para determinar la densidad relativa de la muestra, y la diferencia entre las densidades relativas de la partes superior e inferior se definió como diferencia de densidades relativas.
[Ejemplo 1] (no según la invención)
Se formó una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica. Específicamente, usando una disolución de PET de uso general (como resina termoplástica) (usando o-clorofenol (OCP) como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en ^sp/c de 0,67 según se mide a una temperatura de 35°C) (en la que la viscosidad de disolución se midió usando un tubo de viscosidad en un baño de agua termostático mantenido a 35°C; lo mismo a continuación en el presente documento), se extruyó un grupo de filamentos hacia una superficie de red de recogida en movimiento mediante un método no tejido de filamentos a una temperatura de hilado de 300°C y se hiló a una velocidad de hilado de 4500 m/min. A continuación, se abrió suficientemente el grupo de filamentos cargando aproximadamente 3 |iC/g mediante carga por efecto corona, mediante lo cual se formó una banda de fibras largas de resina termoplástica en la red de recogida. Se realizó un ajuste del diámetro de fibra cambiando las condiciones de tracción para obtener un separador de material textil no tejido.
[Ejemplo 2] (no según la invención)
Como capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I), se hiló una disolución de PET (usando OCP como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en ^sp/c de 0,50 según se mide a una temperatura de 35°C) mediante un método de ablandado por soplado en condiciones de una temperatura de hilado de 300°C y un aire calentado de 1000 Nm3/h/m, y se sopló sobre la banda de fibras largas de resina termoplástica anterior. En este caso, la distancia desde una boquilla de ablandado por soplado hasta la banda de fibras largas de resina termoplástica se estableció a 100 mm, la fuerza de succión en una superficie de recogida inmediatamente por debajo de la boquilla de ablandado por soplado se estableció a 0,2 kPa y la velocidad del aire se estableció a 7 m/s. Se ajustaron el diámetro de fibra y el grado de cristalinidad ajustando la cantidad de aire calentado para obtener un separador de material textil no tejido formado por la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina.
[Ejemplo 3]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SM. Adicionalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo un separador de material textil no tejido.
[Ejemplos 4 y 5 a 13]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos, y además se laminó sobre el mismo un material textil no tejido de fibra larga continua (diámetro de fibra: 15 |im) producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SMS. Adicionalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo cada separador de material textil no tejido.
[Ejemplo 14]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SM. Además, se laminaron secuencialmente bandas sobre el mismo mediante un método de ablandado por soplado y un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SMMS. Finalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo un separador de material textil no tejido.
[Ejemplos 15, 23 y 24]
Usando resina de polipropileno (PP), se obtuvo un separador de material textil no tejido de la misma manera que en el [Ejemplo 4].
[Ejemplos 25 y 26]
Usando resina de polietileno (PE), se obtuvo un separador de material textil no tejido de la misma manera que en el [Ejemplo 4].
[Ejemplo 16]
Se usó un material textil no tejido de cupro “BEMLIESE (TM)” fabricado por Asahi Kasei Corporation como separador de material textil no tejido. El separador de material textil no tejido estaba compuesto por fibra de celulosa (Cel). [Ejemplo 17]
Sobre un material textil no tejido obtenido mediante método no tejido de filamentos como en el [Ejemplo 1] se laminaron 3 g/m2 de fibra de poliéster ultrafina (diámetro de fibra: 0,01 pm) obtenida mediante hilado electrostático (ELSP) y después se integró el material laminado mediante un rodillo de calandrado para obtener un material textil no tejido laminado.
[Ejemplo 18]
Se recogió una funda-núcleo de co-PET/PET que tenía un diámetro de fibra de 16 pm mediante un método no tejido de filamentos para obtener 20 g/m2 de la misma sobre una red, se eliminó el agua y se secó, seguido por unión por presión mediante un rodillo plano tan sólo hasta un punto en el que la fibra no se separaba, mediante lo cual se obtuvo una banda de fibras cortas. A continuación, se sopló sobre la misma una fibra ablandada por soplado para una capa de material textil no tejido (capa I) de la misma manera que en el [Ejemplo 4] para formar una capa intermedia, y además se laminó sobre la capa intermedia una banda de fibras largas de resina termoplástica que tenían la misma estructura que la del [Ejemplo 4], como capa de material textil no tejido (capa II). Se adhirió térmicamente la banda laminada obtenida mediante un rodillo plano y un rodillo de calandrado para obtener un material textil no tejido laminado.
[Ejemplos 19 y 44]
Fuera del separador de material textil no tejido obtenido en cada uno del [Ejemplo 4] y el [Ejemplo 31] se dispuso adicionalmente un separador de membrana microporosa de polietileno.
[Ejemplos 20 y 45]
Fuera del separador de material textil no tejido obtenido en cada uno del [Ejemplo 4] y el [Ejemplo 31] se dispuso adicionalmente un material textil no tejido de fibra de vidrio.
[Ejemplos 21 y 46]
Se recubrió el separador de material textil no tejido obtenido en cada uno del [Ejemplo 4] y el [Ejemplo 31] con una disolución acuosa que contenía sílice coloidal (diámetro de partícula promedio: 20 nm) y un aglutinante (a base de estireno acrílico) (sílice coloidal:aglutinante:agua = 40%:10%:50%) mediante método de inmersión.
[Ejemplos 22 y 47] (no según la invención)
Se incorporó el separador de material textil no tejido obtenido en cada uno del [Ejemplo 2] y el [Ejemplo 29] en una batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control.
[Ejemplos 27 y 28]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos, y además se laminó sobre el mismo un material textil no tejido de fibra larga continua (diámetro de fibra: 15 pm) producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SMS. En la capa ablandada por soplado, desde el punto de vista de controlar un diámetro de poro, se ajustaron de manera apropiada el peso por unidad de área y el diámetro de fibra. Además, desde el punto de vista de controlar el número de poros, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado que tenía una dureza apropiada y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para obtener cada separador de material textil no tejido.
[Ejemplo 29] (no según la invención)
Como capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I), se hiló una disolución de PET (usando OCP como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en psp/c de 0,50 según se mide a una temperatura de 35°C) mediante un método de ablandado por soplado en condiciones de una temperatura de hilado de 300°C y un aire calentado de 1000 Nm3/h/m y se sopló sobre la banda de fibras largas de resina termoplástica anterior. En este caso, la distancia desde una boquilla de ablandado por soplado hasta la banda de fibras largas de resina termoplástica se estableció a 100 mm, la fuerza de succión en una superficie de recogida inmediatamente por debajo de la boquilla de ablandado por soplado se estableció a 0,2 kPa y la velocidad del aire se estableció a 7 m/s. La temperatura de fusión de la resina, la temperatura del gas de hilado, la cantidad de la resina fundida descargada por boquilla y similares se seleccionaron de manera apropiada para llevar a cabo el estiramiento y reducción de grosor de la resina termoplástica. Se establecieron respectivamente diversas condiciones relacionadas con la descarga, enfriamiento y recogida desde el punto de vista de suprimir la fusión. Se ajustaron el diámetro de fibra y el grado de cristalinidad ajustando la cantidad de aire calentado para obtener un separador de material textil no tejido formado por la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina.
[Ejemplo 30]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SM. Sin embargo, la temperatura de fusión de la resina sometida a flujo de fundido, la temperatura del gas de hilado y la cantidad de la resina fundida descargada por boquilla, así como diversas condiciones relacionadas con la descarga, enfriamiento y recogida se establecieron respectivamente desde el punto de vista de suprimir la fusión. Además, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado para obtener un separador de material textil no tejido.
[Ejemplos 31 a 40]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido un mediante método no tejido de filamentos, y además se laminó sobre el mismo un material textil no tejido de fibra larga continua (diámetro de fibra: 15 pm) producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SMS. Sin embargo, la temperatura de fusión de la resina sometida a flujo de fundido, la temperatura del gas de hilado y la cantidad de la resina fundida descargada por boquilla, así como diversas condiciones relacionadas con la descarga, enfriamiento y recogida se establecieron respectivamente desde el punto de vista de suprimir la fusión. Finalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo cada separador de material textil no tejido.
[Ejemplo 41]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SM. Además, se laminaron secuencialmente bandas sobre el mismo mediante un método de ablandado por soplado y un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SMMS. Sin embargo, la temperatura de fusión de la resina sometida a flujo de fundido, la temperatura del gas de hilado y la cantidad de la resina fundida descargada por boquilla, así como diversas condiciones relacionadas con la descarga, enfriamiento y recogida se establecieron respectivamente desde el punto de vista de suprimir la fusión. Finalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo un separador de material textil no tejido.
[Ejemplo 42]
Usando resina de polipropileno (PP), se obtuvo un separador de material textil no tejido de la misma manera que en el [Ejemplo 31].
[Ejemplo 43]
Se recogió una funda-núcleo de co-PET/PET que tenía un diámetro de fibra de 16 pm mediante método no tejido de filamentos para obtener 20 g/m2 de la misma sobre una red, se eliminó el agua y se secó, seguido por unión por presión mediante un rodillo plano tan sólo hasta un punto en el que la fibra no se separaba, mediante lo cual se obtuvo una banda de fibras cortas. A continuación, se sopló sobre la misma una fibra ablandada por soplado para una capa de material textil no tejido (capa I) de la misma manera que en el [Ejemplo 31] para formar una capa intermedia, y además se laminó sobre la capa intermedia una banda de fibras largas de resina termoplástica que tenían la misma estructura que la del [Ejemplo 4], como capa de material textil no tejido (capa II). Se adhirió térmicamente la banda laminada obtenida mediante un rodillo plano y un rodillo de calandrado para obtener un material textil no tejido laminado.
[Ejemplos 48 a 56, 58 a 63 y 66 a 70]
Se formó una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica. Específicamente, usando una disolución de PET de uso general (como resina termoplástica) (usando o-clorofenol (OCP) como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en psp/c de 0,67 según se mide a una temperatura de 35°C) (en la que la viscosidad de disolución se midió usando un tubo de viscosidad en un baño de agua termostático mantenido a 35°C; lo mismo a continuación en el presente documento), se extruyó un grupo de filamentos hacia una superficie de red de recogida en movimiento mediante método no tejido de filamentos a una temperatura de hilado de 300°C y se hiló a una velocidad de hilado de 4500 m/min. A continuación, se abrió suficientemente el grupo de filamentos cargando aproximadamente 3 pC/g mediante carga por efecto corona para formar una banda de fibras largas de resina termoplástica en la red de recogida. Sobre la banda recogida se laminó una capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I). Específicamente, se hiló una disolución de PET (usando OCP como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en psp/c de 0,50 según se mide a una temperatura de 35°C) mediante un método de ablandado por soplado en condiciones de una temperatura de hilado de 300°C y un aire calentado de 1000 Nm3/h/m y se sopló sobre la banda de fibras largas de resina termoplástica anterior. En este caso, la distancia desde una boquilla de ablandado por soplado hasta la banda de fibras largas de resina termoplástica se estableció a 100 mm, la fuerza de succión en una superficie de recogida inmediatamente por debajo de la boquilla de ablandado por soplado se estableció a 0,2 kPa y la velocidad del aire se estableció a 7 m/s. Se ajustaron el diámetro de fibra y el grado de cristalinidad ajustando la cantidad de aire calentado para obtener un material textil no tejido que tenía la estructura de SM formada por la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina sobre la capa de material textil no tejido (capa II). Después, sobre la banda obtenida se laminó adicionalmente una banda mediante el mismo método no tejido de filamentos que el descrito anteriormente para producir finalmente un material textil no tejido que tenía una estructura de SMS. Finalmente, se integró el material textil no tejido mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo un sustrato de material textil no tejido. Se obtuvo una suspensión de partículas inorgánicas mediante el siguiente método: se colocaron 10 partes en peso de sílice coloidal (conocida habitualmente como sílice, diámetro de partícula promedio: 12 nm), 1 parte en peso de carboximetilcelulosa, 2,2 partes en peso de un aglutinante de estireno acrílico (concentración de contenido en sólidos: el 45%), 1 parte en peso de un tensioactivo a base de ácido sulfosuccínico (concentración de contenido en sólidos: el 50%) y 85,8 partes en peso de agua en un recipiente de una amasadora sin burbujeo NBK-1 (nombre comercial, fabricada por Nihonseiki Kaisha Ltd.) y se dispersaron en condiciones de una velocidad de rotación de 1500 rpm y un tiempo de dispersión de 5 minutos para obtener una suspensión uniforme.
Después, se recubrió la suspensión sobre el sustrato de material textil no tejido obtenido mediante un método de recubrimiento de coma (velocidad lineal: 10 m/min, hueco: 10 pm). Adicionalmente, se eliminó el disolvente mediante secado en un horno a 80°C para obtener un separador. Se ajustó de manera apropiada la cantidad de la suspensión que iba a recubrirse mediante el contenido en sílice.
[Ejemplo 57]
Para partículas inorgánicas en la suspensión recubierta, se usó hidróxido de aluminio (habitualmente conocido como alúmina).
[Ejemplo 64]
Para un sustrato de material textil no tejido, un material textil no tejido de fibra corta a base de pasta obtenido mediante un método de elaboración de papel.
[Ejemplo 65]
Usando polipropileno (PP), se obtuvo un separador de material textil no tejido de la misma manera que en el [Ejemplo 48].
[Ejemplo 71] (no según la invención)
Se formó una capa de material textil no tejido (capa II) compuesta por fibra de resina termoplástica. Específicamente, usando una disolución de PET de uso general (como resina termoplástica) (usando o-clorofenol (OCP) como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en psp/c de 0,67 según se mide a una temperatura de 35°C) (en la que la viscosidad de disolución se midió usando un tubo de viscosidad en un baño de agua termostático mantenido a 35°C; lo mismo a continuación en el presente documento), se extruyó un grupo de filamentos hacia una superficie de red de recogida en movimiento mediante un método no tejido de filamentos a una temperatura de hilado de 300°C y se hiló a una velocidad de hilado de 4500 m/min. A continuación, se abrió suficientemente el grupo de filamentos cargando aproximadamente 3 pC/g mediante carga por efecto corona para formar una banda de fibras largas de resina termoplástica en la red de recogida, mediante lo cual se obtuvo un sustrato de material textil no tejido.
[Ejemplo 72] (no según la invención)
Como capa de material textil no tejido de fibra ultrafina (capa I), se hiló una disolución de PET (usando OCP como disolvente y que tiene una viscosidad de disolución en psp/c de 0,50 según se mide a una temperatura de 35°C) mediante un método de ablandado por soplado en condiciones de una temperatura de hilado de 300°C y un aire calentado de 1000 Nm3/h/m y se sopló sobre la banda de fibras largas de resina termoplástica anterior. En este caso, la distancia desde una boquilla de ablandado por soplado hasta la banda de fibras largas de resina termoplástica se estableció a 100 mm, la fuerza de succión en una superficie de recogida inmediatamente por debajo de la boquilla de ablandado por soplado se estableció a 0,2 kPa y la velocidad del aire se estableció a 7 m/s. Se ajustaron el diámetro de fibra y el grado de cristalinidad ajustando la cantidad de aire calentado para obtener un sustrato de material textil no tejido formado por la capa de material textil no tejido (capa I) compuesta por fibra ultrafina.
[Ejemplo 73]
Se laminó directamente una banda mediante el mismo método de ablandado por soplado que el descrito anteriormente sobre un material textil no tejido de fibra larga continua producido mediante un método no tejido de filamentos para formar una estructura de PET-SM. Finalmente, se integró la estructura mediante un rodillo de calandrado y se ajustaron el grosor y la densidad aparente del mismo para proporcionar un grosor deseado, mediante lo cual se obtuvo un sustrato de material textil no tejido.
[Ejemplo 74]
Se usó el material textil no tejido de cupro “BEMLIESE (TM)” fabricado por Asahi Kasei Corporation como sustrato de material textil no tejido. El material textil no tejido estaba compuesto por fibra de celulosa (Cel).
[Ejemplo 75]
Se recogió una funda-núcleo de co-PET/PET que tenía un diámetro de fibra de 16 pm mediante método no tejido de filamentos para obtener 20 g/m2 de la misma sobre una red, se eliminó el agua y se secó, seguido por unión por presión mediante un rodillo plano tan sólo hasta un punto en el que la fibra no se separaba, mediante lo cual se obtuvo una banda de fibras cortas. A continuación, se sopló sobre la misma una fibra ablandada por soplado para una capa de material textil no tejido (capa I) de la misma manera que en el [Ejemplo 4] para formar una capa intermedia, y además se laminó sobre la capa intermedia una banda de fibras largas de resina termoplástica que tenían la misma estructura que la del [Ejemplo 51], como capa de material textil no tejido (capa II). Se adhirió térmicamente la banda laminada obtenida mediante un rodillo plano y un rodillo de calandrado para obtener un sustrato de material textil no tejido.
[Ejemplo 76]
Fuera del separador obtenido en el [Ejemplo 48] se dispuso adicionalmente un separador de membrana microporosa de polietileno.
[Ejemplo 77]
Fuera del separador obtenido en el [Ejemplo 48] se dispuso adicionalmente un material textil no tejido de fibra de vidrio.
[Ejemplo 78] (no según la invención)
Se incorporó el separador obtenido en el [Ejemplo 72] en una batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control.
[Ejemplo comparativo 1]
Como separador, se usó una membrana microporosa de polietileno comercialmente disponible para una batería de almacenamiento de plomo.
[Ejemplo comparativo 2]
Como separador, se usó una estera de vidrio (GM) unida con una membrana microporosa de polietileno comercialmente disponible para una batería de almacenamiento de plomo.
[Ejemplo comparativo 3]
Como separador, se incorporó un separador de AGM (estera de vidrio absorbido) comercialmente disponible para una batería de almacenamiento de plomo en una batería de almacenamiento de plomo de tipo válvula de control.
[Ejemplo comparativo 4]
Como separador, se usó un material textil de poliéster comercialmente disponible.
Las siguientes tablas 1 a 13 representan propiedades y resultados de evaluación referentes a los separadores de los ejemplos 1 a 78 y los ejemplos comparativos 1 a 4.
[Tabla 1]
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[Tabla 2]
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[Tabla 3]
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[Tabla 4]
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[Tabla 5]
Figure imgf000028_0003
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[Tabla 6]
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[Tabla 11]
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[Tabla 12]
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[Tabla 13]
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Aplicabilidad industrial
El separador de material textil no tejido obtenido mediante la presente invención tiene el material óptimo y la estructura altamente controlada, y por tanto es excelente en cuanto a la permeabilidad iónica, propiedades de retención de líquidos, propiedades de aislamiento eléctrico y estabilidad química. Adicionalmente, la idoneidad de procesamiento como batería también es excelente, y la batería de almacenamiento de plomo de la presente invención incluye la estera de material textil no tejido de la presente invención, mediante lo cual la batería de almacenamiento de plomo puede producirse en un procedimiento de producción estable, con buen rendimiento y a bajo coste. Además, la batería de almacenamiento de plomo de la presente invención muestra una alta producción y baja resistencia, y tiene un ciclo de vida muy prolongado, de modo que la batería de almacenamiento de plomo se usa de manera adecuada.

Claims (19)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Separador de m aterial textil no te jido para una batería de alm acenam iento de plomo, caracterizado por com prender un material textil no te jido com puesto por una fibra reciclada o fibra sintética, en el que una relación entre el diám etro de poro prom edio (D ) del separador de m aterial textil no tejido y el número de poros (N ) satisface la siguiente ecuación:
    1,0 x 102 < D*N < 1,0 x 104
    en el que el diám etro de poro prom edio (D ) y el número de poros (N ) se miden tal com o se describe en la descripción,
    en el que el m aterial textil no te jido incluye una fibra ultrafina que tiene un diám etro de fibra de desde 0,1 pm hasta 5 pm, y el separador de m aterial textil no tejido incluye al m enos dos capas que incluyen una capa de m aterial textil no tejido (capa I) com puesta por la fibra ultrafina y una capa de m aterial textil no te jido (capa II) com puesta por una fibra que tiene un diám etro de fibra de desde 5 pm hasta 30 pm, y en el que el diám etro de fibra se mide tal com o se describe en la descripción.
  2. 2. Separador según la reivindicación 1, en el que el separador de material textil no te jido tiene un diám etro de poro prom edio de desde 0,1 pm hasta 50 pm, y el diám etro de poro prom edio se mide tal com o se describe en la descripción.
  3. 3. Separador según la reivindicación 1 ó 2, en el que el separador de m aterial textil no te jido tiene un grosor de desde 30 pm hasta 1000 pm y un peso por unidad de área de desde 5 g/m 2 hasta 300 g/m 2.
  4. 4. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el separador de material textil no te jido tiene una porosidad de desde el 30% hasta el 95% y la porosidad se mide tal com o se describe en la descripción.
  5. 5. Separador según la reivindicación 1, en el que el separador de m aterial textil no te jido incluye tres capas en las que la capa I está dispuesta com o capa interm edia entre la capa II y la capa II.
  6. 6. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el separador de material textil no te jido está com puesto por la fibra sintética.
  7. 7. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el separador de material textil no te jido está com puesto por una fibra de poliéster.
  8. 8. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el separador de material textil no te jido está com puesto por una fibra de poliolefina.
  9. 9. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el separador de material textil no te jido tiene una perm eabilidad a los gases de desde 0,01 segundos/100 cm 3 hasta 10 segundos/100 cm 3 y la perm eabilidad a los gases se mide tal como se describe en la descripción.
  10. 10. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el separador de material textil no te jido tiene una resistencia a la tracción de desde 15 N/15 mm hasta 300 N/15 mm y la resistencia a la tracción se mide tal com o se describe en la descripción.
  11. 11. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el separador de material textil no te jido tiene un área de superficie específica de desde 0,1 m2/g hasta 50 m2/g.
  12. 12. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el separador de material textil no te jido es un material textil no tejido hidrofilizado.
  13. 13. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el separador de material textil no te jido incluye un sustrato de material textil no tejido que tiene una estructura de espacios vacíos y partículas inorgánicas presentes en una porción de superfic ie del sustrato de material textil no te jido o en una superfic ie de fibra dentro del sustrato de m aterial textil no tejido.
  14. 14. Separador según la reivindicación 13, en el que las partículas inorgánicas incluyen un com ponente de silicio.
  15. 15. Separador según la reivindicación 13 ó 14, en el que las partículas inorgánicas tienen un diám etro de partícula prom edio de desde 1 nm hasta 5000 nm y el diám etro de partícula prom edio se m ide tal com o se describe en la descripción.
  16. 16. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que las partículas inorgánicas tienen un área de superficie específica de desde 0,1 m2/g hasta 1000 m2/g.
  17. 17. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el separador de material textil no tejido incluye un aglutinante presente dentro del sustrato de material textil no tejido en una cantidad de desde 1 hasta 500 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de las partículas inorgánicas.
  18. 18. Separador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que el separador de material textil no tejido es termosellable.
  19. 19. Batería de almacenamiento de plomo que comprende el separador de material textil no tejido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.
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