Способ изготовления сепаратора Советский патент 1992 года по МПК H01M2/14 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве щелочных аккумуляторов.

Известен способ получения сепаратора, по которому волокнистый полимерный материал обрабатывают в течение двух часов поверхностно-активными веществами (ПАВ) ОП-7, ОП-10 или контактом Петрова КПК-2 и сушат до постоянного веса,

Сепараторы, полученные таким способом, характеризуются недостаточной гидро- фильностью по отношению к щелочным электролитам. Кроме того, эффект обработки является временным, который исчезает в процессе хранения сепаратора, а также в процессе эксплуатации в аккумуляторе, т.к. нанесенное ПАВ растворяется в электролите и уносится с поверхности волокна под воздействием выделяющегося на поверхности электродов газа.

Это обстоятельство в конечном итоге приводит к неравномерному заполнению сепаратора электролитом и, как следствие, снижению характеристик аккумулятора.

Известен также способ изготовления сепаратора, включающий предварительную обработку поверхности волокнистого полимерного материала коронным разрядом, пропитку раствором фенилглицина, компрессионное воздействие и термообработку пропитанных листов.

Этот способ является наиболее близким по технической сущности и принят за прототип.

Обработка волокнистого полимерного материала коронным разрядом позволяет повысить пористость поверхности, что обеспечивает проникновение пропитывающего раствора во внутрь листа и максимальное заполнение промежутков между волокнами

Х4

О

„„А

XI

Сл

Для пропитки используют раствор фе- илгтгицина, который заполняя поры матеиала, образует связь между вЪлок ном и енилглицином, предохраняя волокно от разрушающего действия электролита.

Однако данный способ изготовления ложен, он состоит из нескольких стадий.

Одной из наиболее важных стадий спооба является обработка поверхности коронным разрядом (200 В, 15 А), для чего необходим мощный источни1 1н1|п ря жен11Я и, как следствие, соответствующие средства ехники безопасности.

Далее, для удаления излишков пропи- очного раствора из пропитанного листа ма- ериала используют компрессионное воздействие. Эти две операции существенно усложняют процесс, повышают в целом его энергоемкость, что приводит к повышению себестоимости сепаратора.

Кроме того, сепаратор, полученный данным способом, характеризуется относительно высоким удельным электрическим сопротивлением, которое приводит к снижению электрической емкости аккумулятора.

С целью повышения технологичности и электрических характеристик, в качестве волокнистого полимерного материала взят нетканый материал, выбираемый Тлз группы, содержащей полипропилен или полисуль- фон, а пропиточная композиция дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, выбираемое из группы, содержащей ОП-7 и ОП-10, при следующем соотношении компонентов, мае % Поверхностно-активное вещество0,2-1,0

Фенилглицин0,5-1,5

Растворитель97,5-99,3

При этом проведение обработки данной пропиточной композицией при температуре 60-70°С в течение 3-20 мин. способствует ускорению процесса и полноте пропитки сепаратора.

Использование предложенной пропиточной композиции исключав предварительное воздействие на нетканныйполимерный материал коронным разрядом, т.к данная композиция обладает способностью проникать вглубь материала, обволакивая все его элементарные волокна При этом матерйалу придаются гидрофильные свойства и стойкость в агрессивном электролите

Кроме того, резко снижается удельное электрическое сопротивление сепаратора, смоченного элокгролитомиа/та кже значительно снижается эавигимКстТ этого сопро- тивленич от толщины сепаратора в предала/ от 100 до 500 мкм

Использование предложенной композиции позволяет ввести в нетканный материал заданное количество исходных веществ методом пропитки, в связи с чем

отпадает надобность в компрессионном прессовании.

П р и м е р 1. Лист волокнистого полимерного материала типа ФП (Фильтр Петря нова), полученного из полисульфоната

0 марки ПСН (ТУ6-05-1969-84) погружают в

раствор , содержащий 0,2 мас.% ОП-10, 0,5

мас.% фенйлгл ицина при температуре 60°С

и выдерживают 20 мин. После извлечения

из растбОра лист в течение нескольких ми5 нут выдерживают в вертикальном положении и затем сушат на воздухе в течение 6 часов.

П р и м е р 2. Пропитку листа материала ведут раствором с содержании 1,0 мас.%

0 01-10, 1,5 мас.% фенилглицина при температуре 70°С в течение 10 мин, а затем сушат на воздухе.

П р и м е р 3. Для пропитки используют раствор с 0,5 мас.% ОП-10,1,0 мас.% фенил5 глицина, обработку осуществляют при температуре 70°С в течение 15 мин., затем сушат.

П р и м е р 4. Пропитку листа материала ведут раствором с содержанием 0,2 мас.%

0 ОП-10, 1,5 мас.% фенилглицина при температуре 60°С в течение 10 мин., затем сушат на воздухе.

П р и м е р 5. Для пропитки материала используют раствор 1,0 мас.% ОП-10, 0,5

5 мас.% фенилглицина. Обработку осуществляют при температуре 70°С в течение 20 мин, затем сушат на воздухе.

Время пропитки и сушки листов волокнистого материала зависит от его толщины

0 и может изменяться в пределах от 3 до 20 мин. и от 3 до 8 часов соответственно.

Свойства сепараторов, полученных по известному и предлагаемому способам, приведены в табл.1.

5 В табл.2 приведена зависимость удельного электрического сопротивления сепаратора от его толщины.

Формула изобретения

1. Способ изготовления сепаратора для

0 щелочного аккумулятора путем обработки волокнистого полимерного материала пропиточной композицией на основе фенилглицина и термообработки, отличающий с- я тем, что, с целью повышения технологич5 ности и электрических характеристик, в качестве волокнистого полимерного материала взят нетканный материал, выбираемый из группы, содержащей полипропилен или полисульфон а пропиточная композиция допопнительно содержиi поверхностно-активное вещество, выбираемое из группы, содержащей ОП-7 и ОП-10, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поверхностно-активное вещество0,2-1,0

Фенилглицин0,5-1,5

Растворитель97,5-99,3

2. Способ по п.1,отличающийся

тем, что обработку пропиточной компози- цией проводят при 60-70°С в течение 3-20

мин.

Сущность изобретения: волокнистый листовой полимерный материал из группы, содержащей полипропилен или полисуль- фон, обрабатывают в течение 3-20 мин при температуре 60-70°С пропиточной композицией, содержащей ПАВ (ОП-7 или ОП10)- 0,2-1,0 мас.%, фенилглицин 0,5-1,5 мас.%, растворитель 97,5-99,3. Повышается гидро- фильность и стойкость в щелочном электролите. Полученные сепараторы отличает пониженное электрическое сопротивление, а также малая зависимая величина этого сопротивления от толщины сепаратора. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2