Способ изготовления сепаратора для щелочного химического источника тока

 

Соеоз Советскик

Соцналистмческнк

Респубанк

ОПЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к евт. свмд-ву (22) Заяелено19.12.78 (21) 2697799/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Прмормтет—

Опубликовано 301080, Бюллетень Но 40

Дате опубликования описания 03. 11. 80 (51)М. Кл.

Н 01 М 2/14

Государственный комитет

СССР ио дмам изобретений и открытий (53) УДК 821.3. .035.3 (088.8) T. H. Торпцева, С. H. Канаева, И. В. Спорыхина,;

И. А. Пуринсон, С. Н. Никитина н Н. Д. Сизова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕПАРАТОРА

ДЛЯ ЩЕЛОЧНОГО ХИИИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА

ТОКА

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве сепараторов для щелочных химических источников тока. 5

Сепараторы должны надежно разделять анод и катод и предотвращать короткое замыкание между ними, возможное в результате образования при электрохимическом процессе мостиков с 10 электронной проводимостью. В то же время сами саператоры должны иметь вы сокую ионную проводимость при набухании в электролите. Так как анод и катод химического источника тока .состоят из различных веществ, и со стороны каждого из них образуются мостики разного типа, то трудно обеспечить сепарацию с обеих сторон одним материалом.

Поэтому целесообразно иметь два раз- зО личных сепаратора, каждый из которых прилегает к соответствующему электроду. Еще лучше объединить свойства двух материалов в, одном сепараторе.

Это может быть осуществлено в слоис- 25 том сепараторе, в котором два(или более) слоя с различными свойствами совмещены друг с другом.

Известен способ изготовления сепаратора для щелочного химического ис- З() точника тока путем нанесения водного раствора полнвинилового спирта на целлюлозную пленку (1), Этот способ не позволяет получить сапаратор с необходимой сепарирующей способностью, так как сепарирующие свойства -поливннилового спирта по отношению к ионам электродных металлов не высоки.

Наиболее близким по технической сущности н достигаемым результатам является способ изготовления сепаратора для щелочного химического источника тока путем нанесения спирто-водно-щелочного раствора сополимера 2-метил-5-винилпиридина с метакриловой кислотой на натянутую гидратцеллюлозную пленку j21.

Однако при нане=енин раствора сополимера на сухую гидратцеллюлозную пленку происходит ее неравномерное набухание по всей толщине и вытекающее отсюда короблеиие пленки. В результате эффект натянутости пленки исчезает, наносимый слой получается неравномерным по толщине, а двухслой ный материал .покоробленным и гоФрированным. Нет вЬЪможности точно регулировать толщину наносимого сополимера, а значит и сепарнрующие свойства

775793

Параметр

30

40+30

1,10 3

2,40 4

1,10 3

2,50+5

Адгезионная прочность между слоями в щелочном злектролите,гс/см 180-250

180-250

30-40 полученного двухслойного сепаратора.

Этот способ сложен, его невозможно испольэовать для непрерывного производства сепаратора, например, в виде рулонного материала, Кроме того, прочность адгезионного соединения двух слоев сепаратора в щелочном электролите при этом способе получения весьма низкая и составляет всего 3040 кг/см. При низкой адгезии происходит расслаивание сепаратора, что приводит к появлению воздушных слоев и соответственно к повышению электросопротивления сепаратора в щелочном электролите и снижению надежности работы химического источника тока.

Настоящим изобретением с целью уменьшения брака и упрощения технологии предложено гидратцеллюлозную пленку предварительно обрабатывать водой при температуре 20-40 С в течение 3-15 мин, и после нанесения раствора сополимера сушить в натянутом состоянии в течение 5-20 мин при температуре 40-70ОC.

Берут гидратцеллюлозную пленку требуемой толщины в сухом состоянии, погружают в расправленном состоянии для активации в воду при температуре

20-40 С на 3-15 мин, вынимают, натягивают и затем наносят с помощью фильеры спирто-водно-щелочной раствор сополимера, сушат в натянутом состоянии в течение 5-20 мин при температуре 40-70 С.

Предварительная обработка водой способствует равномерному проникно;вению спирто-водно-щелочного раствора сополимера в структуру гидратцеллюлозной пленки, обеспечивает тем самым увеличение адгезионной прочности между слоями до 180-250 гс/см (в 5 раз), При этом исключается и коробление пленки, что дает возможность на всех операциях способа сохранить гидратцеллюлозную пленку в натянутом состоянии, а следовательно, четко регулировать толщину наносимого слоя сополимера и получить после сушки ,сепаратор рулонного типа. Пределы по

;.времени активации водой 3-15 мин связаны с завершением процесса наТолщина слоя гидратцеллюлозы (сухого), мкм

Толщина слоя ПК сополимера (сухого),мкм бухания и выравнивания поверхности гидратцеллюлозной пленки разных толщин (от 20 до 10 мкм), ускорить этот процесс можно при повышенной температуре, однако поддерживать температуру выше 40 С нецелесообразно, так

О как происходит усадка гидратцеллюлозной пленки, в последующем приводящая к значительному изменению ее исходной толщины.

Пределы по времени сушки определяются температурой сушки и толщиной получаемого двухслойного сепаратор— ного материала. Температура сушки не должна превышать 70 С, так как снижается качество покрытия. В то же время температуру не следует снижать ни>хе 40СС, так как при этом значительно увеличивается время сушки.

Пример 1. Берут гидратцеллюлозную пленку толщиной 80 мкм в сухом состоянии, погружают для активации в воду в расплавленном состоянии при температуре воды ЗООС на 10 мин.

После этого набухшую гидратцеллюлоз— ную пленку, вынимают, натягивают: известными способами и наносят одно временно с помощью 4>ильеры раствор сополимера. Затем сушат в натянутом состоянии. При нанесении слоя сополимсра толщиной 10 мкм + 1 мкм — в те30 чение 5 мин при температуре 40ОС, при толщине слоя сополимера 50 мкм+

+ 5 мкм — в течение 20 мин при температуре 70"C.

П р е р 2. Берут гидратцеллю35 лозную пленку толщиной 30 мкм в сухом состоянии, погружают для активации в воду в расплавленном состоянии при температуре воды 20оC на 3 мин.

После этого набухшую гидратцеллюлозуну>о пленку вынимают, натягивают и одновременно наносят с помощью фильеры раствор сополимера. Затем сушат в натянутом состоянии при нанесении слоя сополимера толщиной 10 мкм «+

3 мкм — в течение 3 мин при темпера"5 туре 40 С, при толщине 40 мкм+4 мкмв течение 10 мин при температуре

70О С. В таблице даны свойства сепарато---ров, изготовленных по предлагаемому у способу и по прототипу.

775793

Формула изобретения

Составитель Ю. Драгомирова

Редактор Н. Коляда Техред Н.Граб Корректор Р. Макаренко

Заказ 7776 6 Тираж 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ изготовления сепаратора для щелочного химического источника тока путем нанесения спирто-водно-щелочного раствора сополимера 2-метил-5-ви- нилпиридина с метакриловой кислотой" 3 на натянутую гидратцеллюлозную пленку, отличающийся тем,что, с целью уменьшения брака и упрощения технологии, гидратцеллюлозную пленку предварительно обрабатывают водой при температуре 20-40еС в течение 3-15мин и после нанесения раствора сополимера сушат в натянутом состоянии в течение 5-20 мин при температуре 4070ос.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1154536, кл. 21 K., 3/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

9 250237, кл. Н 01 M 2/16, 1968.