НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕПАРАТОРОВ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Советский патент 1994 года по МПК H01M2/16 

Изобретение относится к производству нетканых материалов, предназначенных для изготовления сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Известен нетканый сепарационный материал, выбранный в качестве прототипа, состоящий по крайней мере из трех слоев. Каждый слой сформирован из извитых волокон с низкой точкой плавления, химически стойких к воздействию электролита, и синтетического волокна на основе органических соединений с высокой точкой плавления. Наружные слои сформированы из извитых волокон, которые полностью или частично имеют величину Денье больше, чем волокна внутренних слоев. Разность величины Денье между волокнистыми слоями составляет 0,5-3 денье. Сепаратор, выполненный как одно целое, имеет однообразную пористую структуру. Скрепление волокнистых слоев осуществляется под воздействием температуры и давления.

Недостатком описанного материала является его плотная структура, т.е. волокна упакованы в двухмерном беспорядке. Пористость достигается только за счет использования извитых волокон, отличающихся между собой линейной плотностью. Скрепление волокнистых холстов в одно целое ведет к снижению объемной пористости материала и повышению его электросопротивления, т.к. под воздействием температуры и давления происходит уплотнение структуры.

Целью изобретения является разработка нетканого материала для высокопористых сепараторов с низким электросопротивлением, производство которого должно быть экологически чистым.

Сущность изобретения состоит в том, что нетканый материал состоит из трех слоев, каждый из которых представляет собой волокнистую смесь двух видов извитых волокон, один из которых - синтетические гидрофобные, в качестве второго вида взято гидрофильное волокно при соотношении гидрофобных волокон по массе 0,8-0,2, при этом указанные волокна имеют линейную плотность 0,17-0,33 текс, и способность к усадке при 190-220^оС. За счет использования для закрепления волокон и волокнистых слоев метода иглопрокалывания получается трехмерная структура.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
П р и м е р 1. На волокнистый слой, сформированный механическим способом из смеси сополиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс, длиной резки 65-74 мм - 80% и вискозных волокон линейной плотностью 0,31 текс., длиной резки 65-70 мм 20% (поверхностная плотность верхнего холста составляет 80-90 г/м², укладывали волокнистый холст, сформированный механическим способом из смеси сополиэфирных волокон линейной плотностью 0,17 текс, длиной резки 38 мм 80% и вискозных волокон линейной плотностью 0,31 текс, длиной резки 65-70 мм 20%. Поверхностная плотность промежуточного волокнистого холста составляла 50 г/м². На промежуточный волокнистый холст укладывали волокнистый холст, сформированный механическим способом, из смеси сополиэфирных волокон линейной плотностью 0,33 текс, длиной резки 65-70 мм 80% и вискозных волокон линейной плотностью 0,31 текс, длиной резки 65-70 мм 20%. Поверхностная плотность верхнего волокнистого холста составляла 80-90 г/м². Волокнистые холсты скрепляли между собой методом иглопрокалывания на иглопробивной машине ИМ-1800М.

Иглопрокалывание осуществляли сначала сверху вниз, а затем снизу вверх при глубине прокалывания 6 мм, плотности прокалывания 100 см². Затем полученный нетканый материал подвергали термообработке в две стадии: на агрегате термоусадки АТУ 1800М при 190^оС, без воздействия давления и при скорости выпуска полотна 1,5 м/мин. на каландре типа фирмы "Ропике" (Франция) при 190^оС, давлении 50 Па, скорости выпуска 2 м/мин с гравировочным валом линейной конструкции, обеспечивающей уплотнение тела полотна по сравнению с выступами в три раза. В результате получали нетканое сепарационное полотно, обладающее электросопротивлением 0,8-0,9 Ом/см², объемной пористостью 90%, капиллярностью 85 мм.

П р и м е р 2. Волокнистые слои изготавливали, скрепляя как описано в примере 1. Первая стадия термообработки нетканого полотна проводилась по принципу и при тех же технологических параметрах, которые описаны в примере 1. Заключительная термообработка полотна проводилась на каландре фирмы "Ропике" (Франция) при 215^оС, давлении 50 Па с гравировочным валом линейной конструкции, обеспечивающей уплотнение тела полотна по сравнению с выступами в 2,5-3 раза. В результате получали нетканое сепарированное полотно, обладающее электросопротивлением 0,1 Ом/см², объемной пористостью 85-87%, капиллярностью 90 мм.

П р и м е р 3. Волокнистые слои изготавливали и скрепляли как описано в примере 1. Первую стадию термообработки проводили так же, как описано в примере 1. Заключительная термообработка полотна проводилась на каландре типа фирмы "Ропике" (Франция) при 240^оС, давлении 50 Па с гравировочным валом линейной конструкции, обеспечивающей уплотнение тела полотна по сравнению с выступами в 2,5-3 раза. В результате получали нетканое сепарационное полотно, обладающее электросопротивлением 0,17-0,2 Ом/см², объемной пористостью 80%, капиллярностью 65 мм, воздухопроницаемостью 11 дм³/м²с.

Запредельная величина температуры воздействия сказывается на ухудшении эксплуатационных свойств нетканого сепарационного волокна.

При высокой температуре происходит оплавление волокон, структура полотна изменяется, резко снижается объемная пористость полотна и возрастает электросопротивление.

Использование: в производстве сепарационного материала для свинцовых молекулярных батарей с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Сущность изобретения: нетканый сепарационный материал состоит из трех слоев, каждый из которых представляет собой лишь смесь двух видов извитых волокон, одно из которых - синтетическое гидрофобное. В качестве волокна второго вида взято гидрофильное волокно при соотношении гидрофобных и гидрофильных волокон по массе 0,8 - 0,2. При этом указанные волокна имеют линейную плотность 0,17 - 0,33 и способность к термоусадке при 190 - 220°С.

НЕТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕПАРАТОРОВ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, состоящий из трех слоев, каждый из которых представляет собой волокнистую смесь двух видов извитых волокон, один из которых - синтетические гидрофобные, отличающийся тем, что, с целью снижения электросопротивления и улучшения эксплуатационных характеристик, в качестве второго вида взято гидрофильное волокно при соотношении гидрофобных и гидрофильных волокон по массе 0,8 - 0,2, при этом указанные волокна имеют линейную плотность 0,17 - 0,33 текс. и способность к усадке при 190 - 220^oС.