ESTRUCTURAS SEPARADORAS DE BATERÍA.

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud provisional estadounidense n.º 61/007.082, presentada el 11 de diciembre de 2007 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las baterías de plomo-ácido contienen placas de plomo que pueden prepararse aplicando una pasta acuosa de óxido de plomo (PbO) a una rejilla de plomo y luego secando la rejilla. En algunos métodos, por ejemplo métodos de colada continua, el óxido de plomo se mantiene en su sitio mediante un papel electroaislante mientras que la placa se seca. En otros métodos, tales como métodos de colada en cintas, no se necesita papel electroaislante. Una vez secas, las placas se forman aplicando una carga eléctrica a las placas mientras que se sumergen en una disolución de ácido sulfúrico 6 molar, dando como resultado la creación de placas positivas y negativas. Los métodos de producción más recientes implican la adición de materiales expansores (sulfatos en polvo) a la pasta para producir placas negativas, eliminando de ese modo la necesidad de formar las placas. En cualquier caso, se inserta luego un separador entre placas de polaridad opuesta, separándolas de manera física. El fin principal del separador es impedir un cortocircuito debido a la conexión en puente de partículas entre placas de carga opuesta. Una vez que se aplica el separador, se colocan placas emparejadas de manera opuesta en una célula del alojamiento de batería, se añade el electrolito (ácido sulfúrico diluido), y se une la cubierta. El papel electroaislante (si está presente) normalmente se degrada con el tiempo debido al contacto con el electrolito. Un separador típico es una estera de fibra de vidrio. Aunque la estera debe actuar como una barrera en el sentido de impedir una conexión en puente de partículas entre las placas, no debe interferir excesivamente con la transferencia de iones en la disolución entre las placas o dará como resultado un rendimiento reducido. Esta última propiedad fomenta el uso de una estera relativamente abierta, porosa, pero esto puede requerir que la estera sea más gruesa para impedir la conexión en puente de partículas. Los separadores convencionales tienen un grosor global de 4-6 mm (0,157-0,236 pulgadas). Esto consume un volumen adicional en la batería y desplaza el electrolito. Esto limita el rendimiento de la batería en cuanto a capacidad y tasa de descarga, debido a la cantidad inferior de ácido sulfúrico disponible para el intercambio de iones. Además, la tendencia hacia tamaños físicos de baterías más pequeños hace que estos separadores convencionales voluminosos no sean ideales. En algunas baterías, el separador de estera de vidrio puede ser una denominada estera de vidrio absorbente que rellena esencialmente todo el espacio entre las placas, pero que absorbe el electrolito de ácido sulfúrico de manera que no hay esencialmente ácido líquido libre. Puede usarse una batería de este tipo de forma invertida o sobre su lado sin temor de derramamiento de ácido. Muchas de las mismas cuestiones se aplican a esteras de vidrio absorbentees tal como se aplican a separadores tradicionales, es decir, que el deseo de minimizar el grosor e impedir aún la conexión en puente de partículas tienden a ser fines cruzados. Por tanto, los métodos y dispositivos para separar las placas de batería que abordan estas u otras limitaciones actuales de baterías de plomo-ácido serían comercialmente beneficiosos. SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la invención proporciona una lámina de material compuesto de múltiples capas para su uso en una batería de plomo-ácido. La lámina incluye a) una capa de base que incluye papel o una estera de fibra de vidrio; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base. En otro aspecto, la invención proporciona un conjunto de placa para una batería de plomo-ácido. El conjunto de placas incluye una placa de plomo que tiene superficies opuestas primera y segunda respectivamente recubiertas con capas primera y segunda que incluyen óxido de plomo, entrando en contacto las capas primera y segunda con las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente, incluyendo cada una de las láminas de material compuesto: 2   a) una capa de base de papel; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base de papel; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base de papel; en el que cada una de las capas primera y segunda de la placa es adyacente y está unida a la capa de base de papel de las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente en una segunda superficie de la misma opuesta a la primera superficie, y en el que las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda se adhieren entre sí de modo que encierran la placa de plomo por tres lados. Aún en otro aspecto, la invención proporciona un conjunto de placa para una batería de plomo-ácido. El conjunto de placa incluye una placa de plomo que tiene superficies opuestas primera y segunda respectivamente recubiertas con las capas primera y segunda que incluyen óxido de plomo, entrando en contacto al menos una de las capas primera y segunda con una lámina de material compuesto de múltiples capas que incluye: a) una capa de base de estera de fibra de vidrio; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base de estera de fibra de vidrio; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base de estera de fibra de vidrio; en el que la al menos una de las capas primera y segunda de la placa es adyacente a la capa de base de estera de fibra de vidrio de la lámina de material compuesto de múltiples capas en una segunda superficie de la misma opuesta a la primera superficie. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1a es un diagrama esquemático de una lámina de material compuesto de múltiples capas adecuada para su uso como separador de batería según la invención. La figura 1b es un diagrama esquemático de un equipo adecuado para fabricar una lámina de material compuesto de múltiples capas según la invención. La figura 2 es una fotomicrografía de papel adecuado para producir una lámina de material compuesto de múltiples capas según la invención. La figura 3 es una fotomicrografía de una banda de capa de nanofibras adecuada para producir una lámina de material compuesto de múltiples capas según la invención. La figura 4 es una fotomicrografía de la banda de capa de nanofibras de la figura 3 a más aumentos. La figura 5 es un diagrama esquemático en sección transversal de una placa de batería que emplea una lámina de material compuesto de múltiples capas según la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención se describirá ahora con referencia a las figuras, en las que números similares indican características similares. Las figuras representan determinadas realizaciones no limitativas de la invención. Las figuras 1a, 1b y 5 no son a escala, y no se pretenden servir como dibujos de ingeniería. La invención proporciona una lámina de material compuesto de múltiples capas adecuada para su uso como separador de batería, mostrada esquemática en la figura 1a. En algunas realizaciones, la lámina puede usarse como papel electroaislante/separador de batería combinados, tal como se comentará ahora. La lámina, mostrada generalmente en 10, incluye una capa 12 fibrosa sobre la que se encuentra una capa 14 de nanofibras poliméricas eléctricamente no conductora, sobre la que a su vez se encuentra una capa 16 de gasa polimérica. En el presente caso, la capa 12 fibrosa es un papel electroaislante. Las partículas diferenciadas de adhesivo 18 adhieren la capa de nanofibras tanto a la capa de papel como a la capa de gasa, integrando de ese modo las tres capas para formar la lámina de material compuesto. En esta realización particular, el adhesivo permea en la capa de nanofibras de manera que una partícula de adhesivo dada puede entrar en contacto directamente con las tres capas simultáneamente. Sin embargo, también es adecuado 3   para algunas partículas adhesivas adherir el papel y las capas de nanofibras entre sí mientras que otras adhieren la capa de nanofibras a la capa de gasa. La capa 12 fibrosa puede ser de cualquier grado de papel habitualmente usado para fines de electroaislamiento de baterías. Los fabricantes de papeles adecuados incluyen Glatfelter,... [Seguir leyendo]

1. Lámina de material compuesto de múltiples capas para su uso en una batería de plomo-ácido, que comprende a) una capa de base que comprende papel o una estera de fibra de vidrio; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base. 2. Lámina de material compuesto según la reivindicación 1, en la que el diámetro de las nanofibras está en un intervalo de desde 40 nm hasta 1000 nm. 3. Lámina de material compuesto según la reivindicación 1 ó 2, en la que el diámetro de las nanofibras está en un intervalo de desde 100 nm hasta 400 nm. 4. Lámina de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en la que la capa de nanofibras poliméricas tiene un grosor promedio en un intervalo de desde 200 nm hasta 2000 nm. 5. Lámina de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en la que la capa de nanofibras poliméricas tiene un grosor promedio en un intervalo de desde 800 nm hasta 2000 nm. 6. Lámina de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en la que la capa de nanofibras poliméricas tiene un diámetro de poro promedio en un intervalo de desde 100 nm hasta 500 nm. 7. Lámina de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en la que la capa de base comprende papel. 8. Lámina de material compuesto según cualquier reivindicación anterior, en la que cada una de las partículas adhesivas en b) y c) son partículas adhesivas de fusión en caliente. 9. Lámina de material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 y 8, en la que la capa de base comprende una estera de fibra de vidrio. 10. Lámina de material compuesto según la reivindicación 9, en la que la estera de fibra de vidrio comprende fibras de vidrio de borosilicato. 11. Lámina de material compuesto según la reivindicación 9 ó 10, en la que la estera de fibra de vidrio comprende una sal de sulfato y sílice coloidal dispersadas en la misma. 12. Lámina de material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en la que la estera de fibra de vidrio es una estera comprimida que puede expandirse en grosor tras su inmersión en electrolito de batería. 13. Conjunto de placa para una batería de plomo-ácido, que comprende una placa de plomo que tiene superficies opuestas primera y segunda respectivamente recubiertas con las capas primera y segunda que comprenden óxido de plomo, entrando en contacto dichas capas primera y segunda con láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente, comprendiendo cada una de dichas láminas de material compuesto: a) una capa de base de papel; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base de papel; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base de papel; en el que cada una de las capas primera y segunda de la placa es adyacente y está unida a la capa de base de papel de las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente en una segunda superficie de la misma opuesta a la primera superficie, y en el que las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda se adhieren entre sí de modo que encierran la placa de plomo por tres lados. 14. Conjunto de placa para una batería de plomo-ácido, que comprende una placa de plomo que tiene superficies opuestas primera y segunda respectivamente recubiertas con las capas primera y segunda que comprenden óxido de 6   plomo, entrando en contacto al menos una de dichas capas primera y segunda con una lámina de material compuesto de múltiples capas que comprende: a) una capa de base de estera de fibra de vidrio; b) una capa de nanofibras poliméricas unida con partículas adhesivas diferenciadas a una primera superficie de la capa de base de estera de fibra de vidrio; y c) una capa de gasa unida con partículas adhesivas diferenciadas a una superficie de la capa de nanofibras opuesta a la capa de base de estera de fibra de vidrio; en el que dicha al menos una de las capas primera y segunda de la placa es adyacente a la capa de base de estera de fibra de vidrio de la lámina de material compuesto de múltiples capas en una segunda superficie de la misma opuesta a la primera superficie. 15. Conjunto de placa según la reivindicación 14, en el que dichas capas primera y segunda entran en contacto con las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente; en el que cada una de las capas primera y segunda de la placa es adyacente a la capa de base de estera de fibra de vidrio de las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda respectivamente en una segunda superficie de la misma opuesta a la primera superficie, y en el que las láminas de material compuesto de múltiples capas primera y segunda se adhieren entre sí de modo que encierran la placa de plomo por tres lados. 7   Electrohilado Papel Electroaislante 8 Adhesivo Gasa   9     11   12