Формовочная смесь для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов и способ ее приготовления

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2562258:

Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" (RU)

Заявляемое изобретение относится к формовочной смеси для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов, содержащей белую сажу, сверхмолекулярный полиэтилен, антиоксиданты RICHNOX 1010 и RICHFOS 168, стеарат кальция, краситель и индустриальное масло. Смесь характеризуется тем, что дополнительно содержит антиоксидант Агидол-1, смесь антиоксидантов преимущественно распределена в объеме индустриального масла и матрицы полимера, при следующих содержаниях компонентов, мас.%: сверхмолекулярный полиэтилен 22,0-30,0; антиоксидант RICHNOX 1010 0,2-0,35; антиоксидант RICHFOS 168 0,2-0,35; антиоксидант Агидол-1 0,2-0,4; стеарат кальция 0,7-1,0; краситель 1,4-1,7; индустриальное масло 13,0-20,0; белая сажа 49,0-60,0. Также изобретение относится к способу получения смеси. Изобретение обладает повышенным сопротивлением окислению сепаратора в среде электролита свинцово-кислотного аккумулятора за счет увеличения степени поглощения антиоксидантов индустриальным маслом и полиэтиленовой матрицей и эффективности защиты от окисления пленки индустриального масла. 2 н.п. ф-лы, 19 пр., 2 табл.

Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве сепараторов свинцовых аккумуляторов.

Из предшествующего уровня техники (Патент WO 9967831, опубл. 29.12.1999) известна формовочная смесь для микропористых сепараторов свинцовой аккумуляторной батареи, изготовленная на основе однородной вещественной смеси термопластического полимера, инертного наполнителя и размягчающей добавки. Смесь содержит не менее 20% (об.) пирогенного диоксида кремния и не более 62% (об.) других инертных наполнителей, в том числе осажденного кремнезема, при этом общее содержание компонентов не превышает 82% (об.), а доля термопластичного полимера составляет от 18 до 40% (об.). Размягчающую добавку (пластификатор) дозируют в пределах от 0 до 20% (мас.) от суммы смеси наполнителей и полимера.

Сепараторы, приготовленные из указанной смеси, предназначены для изготовления газонепроницаемых аккумуляторов и непригодны для производства обслуживаемых бесклапанных аккумуляторов с жидким электролитом.

Известна также формовочная смесь для изготовления сепараторов свинцово-кислотного аккумулятора, содержащая 49,0-60,0% (мас.) белой сажи марки БС-120 (по ГОСТ 18307-78) в качестве порообразующего инертного наполнителя, 22,0-30,0% (мас.) сверхвысокомолекулярного полиэтилена марки 30-2 (по ТУ 2211-068-7035362-2006), 0,3-0,55% (мас.) антиоксиданта марки RICHNOX 1010 (отечественный аналог Агидол-110 по ТУ 2492-447-05742686-2006), 0,3-0,55% (мас.) антиоксиданта RICHFOS 168, 0,7-1,0% (мас.) стеарата кальция (по ТУ 2432-005-10269039-05), 1,4-1,7% (мас.) красителя и 13,0-20,0% (мас.) индустриального масла общего назначения в качестве технологического пластификатора полиэтилена, частично заполняющего поры сепаратора (Выписка из инструкции ОАО «ТАЗ» по изготовлению сепараторов (НАКИ 25200.00154), утвержденной гл. инженером С.С. Еникеевым 15.01.2014 - ближайший аналог).

Сепараторы, изготовленные из этой смеси, характеризуются недостаточным сопротивлением к окислению в среде электролита при эксплуатации аккумулятора, несмотря на то, что в порах сепараторов находится от 13,0 до 20,0% (мас.) индустриального масла для защиты полиэтилена от окисления атомарным кислородом. Это обусловлено низким содержанием антиоксидантов в объеме матрицы полимера и в его пленке на границах с поверхностью частиц порообразующего наполнителя (белой сажи) сепараторов, а также - низкой эффективностью защиты антиоксидантами пленки индустриального масла внутри пор сепараторов, выполняющего функцию протектора при защите полиэтиленовой матрицы от окисления в электролите аккумулятора. Таким образом, низкая эффективность применения антиоксиданта обусловлена действиями двух факторов, снижающих срок службы сепаратора: закатыванием значительной части антиоксидантов между частицами белой сажи в процессе перемешивания сухих компонентов формовочной смеси и недостаточной эффективностью защиты пленки индустриального масла от окисления.

Из предшествующего уровня техники (Патент RU 2286620, 27.10.2006, Бюл. №30) известен также способ приготовления формовочной смеси для сепараторов аккумуляторной батареи, включающий приготовление порошковой смеси из термопластичной смолы и, по меньшей мере, одного сухого инертного порообразующего наполнителя; добавление первого растворителя, адсорбирующегося в порах инертного наполнителя; добавление к смеси второй жидкости, которая частично вытесняет первый растворитель из пор наполнителя.

Формовочная смесь, приготовленная описанным способом, предназначена для изготовления сепараторов, характеризующихся объемной пористостью более 75% с размером экстракционных пор не менее 2 мкм и применяемых при изготовлении аккумуляторов с рекомбинацией газов.

Недостатком способа приготовления формовочной смеси является значительное количество в сепараторе, изготовленном из известной смеси, крупных (более 2 мкм) и мелких (менее 1 мкм) пор при недостаточном количестве в сепараторе средних пор размером 1-2 мкм, что затрудняет использование способа приготовления формовочной смеси при изготовлении сепаратора для производства обслуживаемых бесклапанных аккумуляторов с жидким электролитом.

Известен способ изготовления формовочной смеси сепараторов свинцово-кислотного аккумулятора, включающий приготовление формовочной смеси из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, порообразующего наполнителя белой сажи, антиоксидантов RICHNOX 1010, RICHFOS 168, стеарата кальция, красителя и индустриального масла (Выписка из проектной документации: «ОАО «Тюменский аккумуляторный завод». Производство сепараторной ленты. Техническое перевооружение», 000.1137-ИОС7, 2013 - ближайший аналог).

Формовочную смесь «сухих» исходных материалов и индустриального масла готовят путем смешивания заданного количества содержащихся в сепараторах компонентов и - дополнительно, сверх 100% (мас.) содержания этих ко индустриального масла в количестве от 80,0 до 90,0% (мас.), избыток которого необходим для выполнения технологических требований, предъявляемых на стадиях экструзии и каландрирования сепараторной ленты. Полученную смесь перемешивают до получения равномерного распределения по объему всех компонентов и готовую формовочную смесь подают на изготовление полуфабриката сепараторной ленты экструзией и каландрированием, удаляют из ленты экстракцией часть индустриального масла и подвергают ее сушке с получением адсорбирующей сепараторной ленты.

Недостатком известного способа является существенная сорбция порошков антиоксидантов частицами инертного наполнителя и закатывание значительной части антиоксидантов в зерна (хлопья) белой сажи в процессе перемешивания компонентов формовочной смеси и, как следствие, уменьшение абсорбции антиоксидантов индустриальным маслом и снижение содержания антиоксидантов в полиэтиленовой матрице. Вследствие этого эффективность использования антиоксидантов для непосредственной защиты полимерной матрицы сепаратора в среде электролита аккумулятора и протекторной защиты пор сепаратора пленкой индустриального масла уменьшается, особенно при существенных содержаниях инертного наполнителя в смеси с полиэтиленом.

Задача настоящего изобретения состоит в создании формовочной смеси для изготовления сепараторов и способа ее изготовления, которые предусматривают повышение сопротивления окислению полиэтиленовой матрицы сепараторов в среде электролита свинцово-кислотного аккумулятора за счет увеличения степени поглощения антиоксидантов индустриальным маслом и полиэтиленовой матрицей и эффективности защиты от окисления пленки индустриального масла.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной формовочной смеси, содержащей белую сажу, антиоксиданты марок RICHNOX 1010 и RICHFOS 168, порошки стеарата кальция и красителя, сверхмолекулярный полиэтилен и индустриальное масло, согласно предлагаемому изобретению дополнительно содержится антиоксидант Агидол-1, смесь антиоксидантов преимущественно распределена в объеме индустриального масла и частиц полимера при следующих содержаниях компонентов, мас. %: сверхмолекулярный полиэтилен 22,0-30,0; антиоксидант RICHNOX 1010 0,2-0,35; антиоксидант RICHFOS 168 0,2-0,35; антиоксидант Агидол-1 0,2-0,4; стеарат кальция 0,7-1,0; краситель 1,4-1,7; индустриальное масло 13,0-20,0; белая сажа 49,0-60,0.

Заявляемое изобретение обеспечивает при изготовлении сепараторной ленты, благодаря добавке антиоксиданта Агидол-1 вместо части антиоксидантов RICHNOX 1010 и RICHFOS 168, повышение кислотостойкости полиэтиленовой матрицы в электролите за счет увеличения сопротивления окислению пленки индустриального масла в порах сепараторов при разряде стартерных аккумуляторов большими токами. Кроме того, смесь антиоксидантов повышает степень протекторной защиты полиэтиленовой матрицы индустриальным маслом за счет увеличения стойкости пленки масла к атомарному кислороду в порах сепаратора при зарядке аккумулятора.

Кроме того, предлагаемое изобретение, благодаря увеличению содержания смеси антиоксидантов в индустриальном масле и в материале сепараторов (при одновременном уменьшении сорбции порошков антиоксидантов частицами порообразующего наполнителя и степени закатывания антиоксидантов в зерна (хлопья) белой сажи в процессе перемешивания компонентов формовочной смеси) повышает сопротивление окислению полиэтиленовой матрицы в среде электролита свинцово-кислотного аккумулятора.

Уменьшение содержания сверхвысокомолекулярного полиэтилена в сепараторах менее 22,0% (мас.) и увеличение концентрации в них белой сажи более 60,0% (мас.) приводит к снижению относительного удлинения при разрыве сепаратора ниже допустимого уровня. Увеличение концентрации полиэтилена в сепараторах более 30,0% (мас.) и снижение содержания в них белой сажи менее 49,0% (мас.) сопровождается снижением пористости сепараторов и увеличением удельного электрического сопротивления в электролите.

Снижение содержаний в сепараторах антиоксидантов RICHNOX 1010, RICHFOS 168 и Агидол-1 менее 0,2% (мас.) приводит к увеличению скорости окисления полиэтилена и индустриального масла. Увеличение содержаний в сепараторах антиоксидантов RICHNOX 1010 и RICHFOS 168 более 0,35% (мас.), а антиоксиданта Агидол-1 более 0,4% (мас.) практически не повышает химическую стойкость сепараторов в электролите аккумулятора, но сопровождается ростом затрат пропорционально расходу добавок.

Увеличение содержания индустриального масла в порах сепараторов более 20,0% (мас.) сопровождается снижением объема свободных пор в сепараторах и увеличением их удельного электрического сопротивления в электролите. При концентрации индустриального масла в порах сепараторов менее 13,0% (мас.) уменьшается толщина протекторной пленки масла, что приводит к росту скорости окисления полиэтиленовой матрицы в среде электролита в процессах, протекающих при разряде аккумулятора.

Стеарат кальция способствует стабилизации качества внешней поверхности сепараторной ленты в процессе экструзии и каландрирования, причем уменьшение содержания стеарата менее 0,7% (мас.) приводит к образованию на поверхности сепаратора визуально наблюдаемых не гладких (шершавых) локальных участков. При содержании стеарата кальция в сепараторе более 1,0% (мас.) визуально наблюдаемое качество внешней поверхности практически не улучшается, а расход компонента увеличивается.

Снижение содержания в сепараторе красителя менее 1,4% (мас.) приводит к образованию неравномерной цветовой окраски локальных участков поверхности сепаратора. Увеличение концентрации красителя в сепараторе более 1,7% (мас.) практически не улучшает равномерность и насыщенность цвета поверхности, но сопровождается ростом затрат пропорционально расходу красителя.

Технические решения, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении сопротивления окислению пленки индустриального масла в порах сепаратора при разряде стартерных аккумуляторов, то можно сделать вывод, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Поставленная задача решается также предлагаемым способом приготовления заявляемой формовочной смеси для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов, позволяющим реализовать описанную выше формовочную смесь и представляющим неотъемлемую составную часть общего изобретательского замысла.

Указанный технический результат достигается способом изготовления заявляемой формовочной смеси для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов, включающим, как и известный способ, приготовление формовочной смеси из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, белой сажи, антиоксидантов, стеарата кальция, красителя и индустриального масла, согласно изобретения приготавливают первую часть формовочной смеси, включающую сверхвысокомолекулярный полиэтилен, смесь антиаксидантов, стеарат кальция, краситель и индустриальное масло, перемешивают ее до равномерного распределения материалов по объему, добавляют в нее вторую часть смеси, содержащую белую сажу, и перемешивают обе части до равномерного распределения всех компонентов в объеме формовочной смеси. Из формовочной смеси изготавливают экструзией и каландрированием полуфабрикат сепараторной ленты, удаляют из ленты экстракцией часть индустриального масла и подвергают ее сушке с получением адсорбирующей сепараторной ленты.

Предлагаемый способ позволяет при подготовке первой части формовочной смеси, включающей полиэтилен, антиоксиданты, стеарат кальция, краситель и индустриальное масло полностью абсорбировать исходные материалы индустриальным маслом, равномерно распределить их по объему масла и поверхности гранул сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Вследствие этого при подаче в полученную часть формовочной смеси второй ее части, включающей белую сажу, и перемешивании всех компонентов значительно сокращается поглощение антиоксидантов, стеарата кальция и красителя частицами инертного наполнителя и их закатывание в зерна (хлопья) белой сажи.

В процессе перемешивания компонентов формовочной смеси, индустриальное масло с абсорбированными антиоксидантами, стеаратом кальция и красителем равномерно покрывает внешнюю поверхность частиц порообразующего наполнителя полиэтилена, что положительно сказывается в процессах экструзии и каландрирования сепараторной ленты. При повышении температуры формовочной смеси происходит размягчение полиэтилена индустриальным маслом с образованием геля, в объем которого равномерно вдавливаются частицы белой сажи, внешняя поверхность которых предварительно покрыта маслом, содержащим антиоксиданты, стеарат кальция и краситель. Поэтому в пластичной матрице сепаратора на границах с внешней поверхностью частиц белой сажи образуется пленка геля, содержащая антиоксиданты, стеарат кальция и краситель, что сопровождается при каландрировании сепараторной ленты ее охлаждением, выдавливанием масла в поры и затвердеванием полиэтиленовой матрицы, частично насыщенной антиоксидантами, стеаратом кальция и красителем.

Индустриальное масло, полностью заполняющее поры сепараторной ленты и содержащее абсорбированные антиоксиданты, стеарат кальция и краситель, частично удаляется из пор в процессе экстракции растворителем, а оставшаяся часть его распределяется в виде пленки и по внешней поверхности ленты, и по внутренней поверхности каналов сепараторной ленты, образованных в полиэтиленовой матрице частицами (зернами) белой сажи.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить Эффективность защиты антиоксидантами пленки индустриального масла от окисления атомарным кислородом на лицевой и тыльной поверхностях и внутри каналов изготовленных сепараторов, благодаря чему улучшить протекторную защиту полиэтилена пленкой масла и усилить сопротивление окислению непосредственно полиэтиленовой матрицы в среде электролита свинцово-кислотного аккумулятора за счет увеличения степени поглощения антиоксидантов индустриальным маслом и полиэтиленом.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получить сопутствующий положительный эффект повышения содержаний стеарата кальция и красителя в поверхностных слоях лицевой и тыльной частей сепараторов. Этот эффект выражается в улучшении качества обработки поверхностей сепаратора и его цветовой насыщенности при каландрировании полуфабриката сепараторной ленты. Вместе с тем, влияние изменений содержаний стеарата кальция и красителя в сепараторе на его стойкость к окислению атомарным кислородом в среде электролита не выявлено.

Подтверждение возможности осуществления заявляемого изобретения изложены в нижеследующем подробном описании примеров получения образцов формовочной смеси и оценке свойств изготовленных из нее сепараторов.

Пример 1. Формовочную смесь изготавливают следующим образом.

1. Заданное количество, например, 26,0 кг полиэтилена сверхвысокомолекулярного (СВМПЭ) марки 30-2 по ТУ 2211-068-7035362-2006 дозируют в смеситель.

2. В эту же емкость засыпают порошки антиоксидантов марки RICHNOX 1010, RICHFOS 168 и Агидол-1 (по ТУ 38.5901237-90 с изм. 4, 5, 6, 7) в количестве 0,3, 0,35 и 0,3 кг соответственно.

3. Далее в смеситель дозируют заданное количество стеарата кальция и красителя, например, 0,8 и 1,5 кг соответственно.

4. Затем в смеситель заливают 16,0 кг индустриального масла общего назначения, например, И-30А ГОСТ 20799-88.

5. После этого рассчитывают массу порошка белой сажи, исходя из обеспечения суммы компонентов сепаратора, равной 100%, например, 54,75 кг, но не дозируют ее в формовочную смесь.

6. Сверх 100% массы компонентов смеси, например, 83,0 кг, в смеситель дозируют индустриальное масло, которое необходимо добавить в формовочную смесь для нормального протекания технологических операций на стадиях экструзии и каландрирования сепараторной ленты.

При этом необходимо дополнительно добавить в первую часть формовочной смеси антиоксиданты RICHNOX 1010, RICHFOS 168 и Агидол-1 в количестве 0,25, 0,3 и 0,25 кг соответственно, а также стеарат кальция и краситель - 0,65 и 1,25 кг соответственно. Поправка обеспечивает содержание компонентов в дополнительном количестве индустриального масла соответствующим заданным концентрациям в конечной формовочной смеси. Следует иметь в виду, что в процессах экструзии, каландрирования и экстракции масла растворителем из пор сепаратора вместе с избыточным маслом покидают и содержащиеся в нем антиоксиданты, стеарат кальция и краситель. После регенерации индустриального масла его возврат (рециркуляция) в технологию для подачи в формовочную смесь не требует корректировки содержаний в нем антиоксидантов, стеарата кальция и красителя. В этом случае компоненты дозируют из расчета их заданного содержания в формовочной смеси, исходя из количества твердых компонентов и свежего индустриального масла, подаваемого на компенсацию его потерь.

7. Далее первую часть формовочной смеси в количестве 130,95 кг перемешивают в смесителе до образования равномерного распределения твердых компонентов в индустриальном масле.

8. После этого рассчитанное в соответствии с п. 4 количество белой сажи, равное 54,75 кг, подают в первую часть формовочной смеси, перемешивают обе части и формируют равномерное распределение компонентов в объеме конечной смеси в количестве 185,7 кг.

9. Подготовленную формовочную смесь подают в экструдер, где при температурах от 85 до 180°С осуществляют размягчение полиэтилена маслом, формирование геля и его перемешивание с белой сажей с образованием пластичной матрицы сепаратора.

10. Из экструдера резиноподобную смесь выдавливают через плоскощелевую головку в виде листа на валки трехвалкового каландра.

11. В процессе каландрирования сепараторной ленты под действием давления происходит вытеснение масла в поры и охлаждение ленты с затвердеванием полиэтиленовой матрицы, частично насыщенной антиоксидантами, стеаратом кальция и красителем.

12. С выхода последнего валка каландра ребристая полуфабрикатная лента последовательно проходит экстракцию индустриального масла трихлорэтиленом, сушку и намотку на катушки.

Для определения свойств сепараторов из сепараторной ленты вырезали образцы заданных размеров, подвергали исследованиям с целью оценки их пористости, содержания в них масла, а также стойкости образцов в среде окислительного раствора, косвенно характеризуемой величиной относительной потери массы в течение заданного отрезка времени.

Примеры 2-18. Формовочную смесь и сепараторы свинцово-кислотных аккумуляторов изготавливают аналогично примеру 1, но при других соотношениях компонентов, как указанных в формуле изобретения, так и выходящих за ее пределы.

В первой группе примеров 2-11, приведенных в табл. 1, определены свойства исследованных сепараторов, подтверждающих рациональные значения содержаний в них антиоксидантов и индустриального масла исходя из условий химической стойкости образцов сепараторов в электролите в течение заданного времени, при этом доли сверхмолекулярного полиэтилена, стеарата кальция, красителя и белой сажи в сепараторах поддерживали на уровне средних содержаний этих компонентов. В примерах 1-5 приведены содержания компонентов, соответствующие формуле изобретения, а в примерах 6-10 - выходящими за ее пределы для соответствующего антиоксиданта или индустриального масла. В примере 11 также приведен состав сепаратора-прототипа, примерно соответствующий средним значениям компонентов, и его свойства.

Таблица 1
№ примера	Наименование показателя
№ примера	Содержание компонентов*	Потеря массы за счет окисления, %
антиоксидант RICHNOX 1010, % (мас.)	антиоксидант RICHFOS 168, % (мас.)	антиоксидант Агидол-1, % (мас.)	индустриальное масло, % (мас.)
1	0,35	0,3	0,3	16,0	0,73
2	0,2	0,25	0,4	13,0	0,77
3	0,25	0,35	0,3	18,0	0.72
4	0,35	0,35	0,2	20,0	0,63
5	0,3	0,3	0,4	17,0	0,61
6	0,3	0,35	0,3	21,0	0,62
7	0,15	0,25	0,35	11,0	0,99
8	0,25	0,15	0,25	18,0	0,95
9	0,4	0,4	0,45	16,0	0,60
10	0,3	0,35	0,15	15,0	1,01
11 прототип	0,4	0,4	-	16,0	1,19

* - содержание компонентов, % (мас): полиэтилен 25,0-27,0; стеарат кальция 0,8-0,9; краситель 1,3-1,4; остальное - белая сажа.

Во второй группе примеров 12-18, приведенных в табл. 2, определены свойства исследованных сепараторов, подтверждающих рациональные содержания в них сверхмолекулярного полиэтилена и белой сажи по условиям прочности, пористости и удельного электрического сопротивления образцов в электролите, при этом доли антиоксидантов, стеарата кальция, красителя и масла в материале сепараторов поддерживали на уровне средних содержаний. В примерах 12-15 приведены содержания компонентов, соответствующие формуле изобретения, а в примерах 16-18 - выходящими за ее пределы. В примере 19 также приведен состав сепаратора-прототипа, примерно соответствующий средним значениям компонентов, и его свойства.

На основании данных, приведенных в табл. 1, можно утверждать, что, по сравнению с известным техническим решением, предлагаемый сепаратор обладает значительно большей величиной сопротивления окислению сепаратора в среде электролита свинцово-кислотного аккумулятора за счет увеличения степени поглощения антиоксиданта индустриальным маслом и полиэтиленовой матрицей и эффективности защиты от окисления пленки индустриального масла.

Таблица 2
№ примера	Наименование показателя*
Содержание белой сажи, % (мас.)	Содержание СВМПЭ, % (мас.)	Относительное удлинение, %	Объем пор, %	Удельное электрическое сопротивление, Ом*см
12	53,0	26,5	155	58,3	0,084
13	48,9	29,0	168	55,0	0,097
14	54,5	24,5	161	57,4	0,095
15	56,0	22,0	150	59,2	0,085
16	61,1	20,9	146	60,2	0,081
17	47,8	30,0	169	52,8	0,12
18	50,1	31,2	175	53,1	0,114
19 прототип	54,1	26,0	158	54,8	0,1
* - содержание компонентов, % (мас.): антиоксидант RICHNOX 1010 0,25-0,3; антиоксидант RICHFOS 186 0,25-0,3; антиоксидант Агидол-1 0,30-0.35; стеарат кальция 0,8-0,9; краситель 1,3-1,4; остальное - индустриальное масло.

На основании приведенных в табл. 2 данных можно утверждать, что предлагаемая формовочная смесь и изготовленные из нее сепараторы соответствует прочностным характеристикам известного технического решения и обладает несколько большей величиной пористости и меньшим удельным электрическим сопротивлением в электролите.

1. Формовочная смесь для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов, содержащая белую сажу, сверхмолекулярный полиэтилен, антиоксиданты RICHNOX 1010 и RICHFOS 168, стеарат кальция, краситель и индустриальное масло, отличается тем, что дополнительно содержит антиоксидант Агидол-1, смесь антиоксидантов преимущественно распределена в объеме индустриального масла и матрицы полимера, при следующих содержаниях компонентов, мас.%: сверхмолекулярный полиэтилен 22,0-30,0; антиоксидант RICHNOX 1010 0,2-0,35; антиоксидант RICHFOS 168 0,2-0,35; антиоксидант Агидол-1 0,2-0,4; стеарат кальция 0,7-1,0; краситель 1,4-1,7; индустриальное масло 13,0-20,0; белая сажа 49,0-60,0.

2. Способ изготовления формовочной смеси для сепараторов по п. 1, включающий приготовление формовочной смеси из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, белой сажи, антиоксидантов, стеарата кальция, красителя и индустриального масла, отличающийся тем, что сначала приготавливают первую часть формовочной смеси, включающую сверхвысокомолекулярный полиэтилен, смесь антиаксидантов, стеарат кальция, краситель и индустриальное масло, перемешивают ее до равномерного распределения материалов по объему, затем добавляют в нее вторую часть смеси, содержащую белую сажу, и перемешивают обе части до равномерного распределения всех компонентов в объеме формовочной смеси.

Изобретение относится к сепаратору. Сепаратор имеет основную часть из нетканого материала, при этом основная часть снабжена покрытием, причем покрытие содержит частицы наполнителя и целлюлозу, где покрытие содержит гибкие частицы связующего средства из органических полимеров, где частицы наполнителя представляют собой частицы неорганического наполнителя, и где частицы наполнителя и гибкие частицы органического связующего средства связаны между собой целлюлозой, сепаратор отличается тем, что целлюлоза представляет собой производные целлюлозы, которые имеют длину цепи по меньшей мере из 200 повторяющихся звеньев, и тем, что покрытие содержит неионные поверхностно-активные вещества в количестве вплоть до 5% в расчете на твердое вещество покрытия.

Пористая мембрана и способ ее получения // 2542267

Изобретение относится к получению пористой мембраны, подходящей для использования в электрохимических устройствах, таких как батареи различного типа, конденсаторы и т.п.

Пористая мембрана и способ ее получения // 2538207

Изобретение относится к пористой мембране, содержащей целлюлозные волокна, где определяемая окрашиванием красителем «конго красный» площадь поверхности редиспергированного целлюлозного волокна, после того как целлюлозные волокна пористой мембраны повторно диспергированы в соответствии с методом повторного диспергирования образцов нормальной бумаги по JIS P 8120, составляет от 100 до 300 м2/г.

Сепаратор для электрохимического устройства и способ его получения // 2535205

Изобретение относится к способу получения сепаратора для электрохимического устройства, который включает в себя стадии нанесения на подложку суспензии, содержащей по меньшей мере целлюлозные волокна и гидрофильный агент порообразования с температурой кипения 180°C или выше; сушки указанной суспензии с получением листового материала на указанной подложке и отделения указанного листового материала от указанной подложки с получением сепаратора, где указанный сепаратор имеет объемное удельное сопротивление 1500 Ом·см или меньше, как определяют с использованием переменного тока с частотой 20 кГц и пропитанного 1-молярным раствором LiPF6 в пропиленкарбонате сепаратора.

Пористая мембрана и способ ее получения // 2532548

Группа изобретений относится к пористой мембране, сепаратору для электрохимического устройства, содержащему вышеуказанную пористую мембрану, электрохимическому устройству, содержащему вышеуказанный сепаратор и способу получения пористой мембраны.

Металлическая сепараторная пластина для топливного элемента, имеющая покровную пленку на поверхности, и способ изготовления такой пластины // 2521077

Изобретение относится к способу изготовления металлического стального сепаратора для топливных элементов, который обладает коррозионной стойкостью и контактным сопротивлением не только в начальной стадии, но также и после влияния условий высокой температуры и/или высокой влажности в топливном элементе в течение длительного периода времени.

Литиевый аккумулятор и способ его изготовления // 2519935

Изобретение относится к области электротехники. Предложен литиевый аккумулятор, включающий, по крайней мере, два объемных электрода, разделенных сепаратором и помещенных вместе с электролитом, содержащим безводный раствор литиевой соли в органическом полярном растворителе, в корпус аккумулятора, каждый электрод имеет минимальную толщину 0,5 мм, и хотя бы один из этих электродов содержит гомогенный спрессованный раствор электропроводного компонента и активного материала, способного поглощать и выделять литий в присутствии электролита, при этом пористость спрессованных электродов составляет от 25% до 90%, активный материал имеет структуру полых сфер с максимальной толщиной стенки 10 микрометров или структуру агрегатов или агломератов с максимальным размером 30 микрометров, при этом сепаратор содержит высокопористый электроизоляционный керамический материал с открытыми порами и пористостью от 30% до 95%.

Пористый сепаратор из ультратонких волокон, обладающий теплостойкостью и высокой прочностью, и способ его изготовления, а также аккумуляторная батарея с применением такого сепаратора // 2516851

Изобретение относится к изготовлению сепараторов аккумуляторных батарей. Предложены пористый сепаратор из ультратонких волокон, обладающий теплостойкостью и высокой прочностью, и способ его изготовления, который предоставляет возможность массового производства теплостойкого и высокопрочного сепаратора из ультратонких волокон посредством применения метода воздушного электропрядения (AES), и аккумуляторная батарея с применением такого сепаратора.

Материал для электрохимического устройства // 2516309

Настоящее изобретение относится к материалу для изготовления протонообменной мембраны для электрохимического устройства, в частности топливного элемента, электролизера или аккумулятора.

Нетканый материал, содержащий сшивающий материал // 2485634

Сепаратор, имеющий термоустойчивый изолирующий слой, и электрическое устройство, содержащее такой сепаратор // 2562967

Предложен сепаратор, имеющий термоустойчивый изолирующий слой, который включает в себя пористый базовый слой на основе полимера и термоустойчивый изолирующий слой, который формируется на одной или на обеих сторонах пористого базового слоя на основе полимера и содержит неорганические частицы и связующее вещество. Пористый базовый слой на основе полимера содержит полимер, имеющий температуру плавления 120-200°C. Сепаратор имеет такую конфигурацию, в которой отношение основного веса термоустойчивого изолирующего слоя к основному весу пористого базового слоя на основе полимера составляет не менее 0,5. Повышение сопротивлению к термической усадке и вибрации является техническим результатом изобретения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Сепаратор, имеющий теплоустойчивые изоляционные слои // 2562970

Предложен сепаратор (1), имеющий теплоустойчивые изоляционные слои для электрического устройства, который включает в себя пористую подложку (2) на основе полимера и теплоустойчивые изоляционные слои (3), сформированные на обеих поверхностях пористой подложки (2) на основе полимера и теплоустойчивые частицы, имеющие точку плавления или точку термического размягчения в 150°C или выше. Предложенный сепаратор характеризуется оптимальным параметром, в соответствии с которым выбирается общая толщина теплоустойчивых изоляционных слоев, которая обеспечивает оптимальное сопротивление жидкого электролита. Предложенный сепаратор также обладает достаточной механической прочностью и предотвращает короткое замыкание. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.,1 табл., 12 пр.

Аккумуляторная батарея с неводным электролитом // 2569670

Аккумуляторная батарея с неводным электролитом по изобретению имеет энергогенерирующий элемент (21) со слоем (19) аккумулятора, который включает в себя положительный электрод, включающий слой (15) активного материала положительного электрода, сформированный на поверхности токоотвода (12) положительного электрода, отрицательный электрод, включающий слой (13) активного материала отрицательного электрода, сформированный на поверхности токоотвода (11) отрицательного электрода, и сепаратор (1), размещенный между положительным электродом и отрицательным электродом и содержащий неводный электролит. Значение RA (=Rzjis(2)/Rzjis(1)) отношения между поверхностной шероховатостью (Rzjis(1)) поверхности слоя активного материала отрицательного электрода на стороне в контакте с сепаратором и поверхностной шероховатостью (Rzjis(2)) поверхности сепаратора на стороне в контакте со слоем активного материала отрицательного электрода составляет от 0,15 до 0,85. Получается высокий динамический коэффициент трения, и тем самым может быть предотвращено возникновение несоосности наслоения на стадии наслаивания во время изготовления аккумуляторной батареи с неводным электролитом, что является техническим результатом изобретения. 4 з.п. ф-лы., 2 ил., 1 табл.

Способ снижения проницаемости мембраны по отношению к ионам ванадия и мембрана, полученная данным способом // 2573836

Изобретение относится к способу снижения проницаемости мембраны по отношению к ионам ванадия. Способ включает введение катионного поверхностно-активного вещества, по меньшей мере, в часть поверхности мембраны и внутреннюю часть мембраны инкубацией мембраны в водный или водно-солевой раствор, содержащий катионное поверхностно-активное вещество или смесь катионных поверхностно-активных веществ. Также предложена ванадиевая редокс-батарея (варианты). Изобретение позволяет значительно снизить проницаемость катионообменных мембран по отношению к ионам ванадия, в особенности к Нафиону, для применения модифицированных мембран в ванадиевых редокс-батареях. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 19 пр.

Аккумуляторная батарея с неводным электролитом // 2574592

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аккумуляторной батарее с неводным электролитом, которая содержит положительный электрод с активным материалом положительного электрода, способного на введение и отделение анионов, отрицательный электрод с активным материалом отрицательного электрода, способного на накопление и высвобождение металлического лития, или ионов лития, или их обоих; и неводный электролит, образованный растворением соли лития в неводном растворителе, при этом аккумуляторная батарея с неводным электролитом содержит твердую соль лития при 25°C и разрядном напряжении 4,0 В. Повышение разрядной емкости аккумуляторной батареи и удельной энергии на единицу массы, является техническим результатом изобретения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Удерживатель электролита для литиевой аккумуляторной батареи и литиевая аккумуляторная батарея // 2593596

Изобретение предлагает удерживатель электролита для литиевой аккумуляторной батареи, способный удерживать электролитический раствор внутри электродов или на границе раздела между удерживателем (сепаратором) и каждым из электродов, предотвращать нехватку электролита внутри электродов и ограничивать осаждение и рост дендритов в литиевой аккумуляторной батарее. Повышение циклического ресурса литиевой аккумуляторной батареи является техническим результатом изобретения. Удерживатель (3) электролита выполнен из многослойной структуры, имеющей по меньшей мере два гидрофильных волокнистых слоя (A, B) с различными пористостями. Удерживатель (3) расположен между катодом (2) и анодом (1) и обеспечивает проникновение органического электролитического раствора в группу электродов, или группа электродов погружается в органический электролитический раствор. Пористость (40%-80%) волокнистого слоя (A), расположенного на границе раздела между волокнистым слоем (A) и анодом (1), задана меньшей, чем пористость (60%-90%) волокнистого слоя (B), расположенного на границе раздела между волокнистым слоем (B) и катодом (2). Средняя пористость волокнистого слоя в целом задана не меньшей чем 50%. Волокнистые слои образованы с использованием целлюлозных волокон в качестве их основного материала. Активное вещество для использования в аноде (1) представляет собой углеродный материал. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Литиевый аккумулятор // 2594010

Изобретение относится к литиевым аккумуляторам. Безрамный литиевый аккумулятор с корпусом содержит по меньшей мере одну ячейку, включающую в себя два электрода, не имеющих органических связывающих веществ, токосъемники, разделенные сепараторами, и жидкий электролит, состоящий из раствора соли лития в органическом растворителе. Токосъемники представляют собой перфорированные металлические ленты в виде металлической сетки, тянутого металла или перфорированной металлической фольги. При этом каждый электрод выполнен путем запрессовки смеси активных материалов и компонентов с электронной проводимостью, не имеющей органических связывающих веществ, непосредственно в отверстия перфорированных металлических лент по обеим сторонам токосъемников. Причем минимальная толщина электродов в три раза превышает толщину токосъемника, а толщина токосъемника составляет 30-500 мкм. Изобретение позволяет создать литиевый аккумулятор с электродами с уменьшенным временем заряда и разряда, при этом сохранив высокую емкость ячейки аккумулятора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Мат из стеклянных волокон или полиолефиновых волокон, используемый в качестве сепаратора в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее // 2598357

Изобретение относится к сепаратору свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, имеющему проводящий слой или поверхность, а также к способу его изготовления. В одном варианте реализации сепаратор батареи может включать проводящую поверхность или проводящий слой, по которым могут протекать электроны. Сепаратор батареи может быть выполнен в виде волокнистого мата, который включает в себя множество электроизолирующих волокон, и может содержать проводящий материал, размещенный на по меньшей мере одной поверхности волокнистого мата. Проводящий материал контактирует с электродом батареи и может иметь электрическую проводимость, которая обеспечивает течение электронов на поверхности волокнистого мата. Повышение циклического ресурса батареи является техническим результатом изобретения. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее // 2609891

Изобретение относится к бумаге для пастирования для применения в свинцово-кислотной батарее, для поддержки свинцовой пасты, содержащей природные волокна, термосвариваемые волокна и влагоудерживающий агент, в состав которого входит смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрид. Предложена также свинцовая пластина, содержащая металлическую решетку, покрытую пастой, контактирующей с указанной бумагой для пастирования, а также способ изготовления свинцовой пластины и блока свинцово-кислотной аккумуляторной батареи с бумагой для пастирования. Повышение циклического ресурса свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, а также предотвращение возможности короткого замыкания между свинцовыми пластинами является техническим результатом изобретения. 6 н. и 7 з.п. ф-лы,3 ил., 1 табл.

Связующие, электролиты и сепараторные пленки для устройств для хранения и накопления энергии, содержащие дискретные углеродные нанотрубки // 2625910

Изобретение относится к устройствам для хранения энергии, таким как аккумуляторы. Композиция для применения в качестве связующего материала, электролитического материала или материала сепараторной пленки в устройстве для хранения или накопления энергии, содержащая множество волокон на основе дискретных углеродных нанотрубок, при этом аспектное отношение указанных волокон составляет от примерно 10 до примерно 500, и при этом по меньшей мере часть волокон на основе дискретных углеродных нанотрубок имеет открытый конец, причем часть волокон на основе углеродных нанотрубок с открытым концом содержит электролит. Изобретение позволяет улучшить свойства связующего, электролиты и сепараторные пленки для применения в устройствах для хранения и накопления энергии, улучшить перенос ионов в устройствах для хранения и накопления энергии. 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 16 пр.