Separador para acumuladores de electrólitos de gel.

Uso de un separador (1) para placas de electrodo (2) en acumuladores de gel con dos capas (3,

3')sustancialmente rectangulares, que llegan a yacer una encima de otra, de un material separador plano, en el quelas dos capas de material separador en la región de sus bordes están conectadas al menos parcialmente una a otraformando un manguito o bolsa son para la inserción de una placa de electrodo, caracterizado porque el materialseparador presenta una lámina de separador (6) con nervaduras (5, 5') en la dos superficies opuestas de la láminade separador (6) y el curso de las nervaduras (5) en la superficie de la lámina de separador tiene una pluralidad depuntos de intersección (5'') con el curso de las nervaduras (5') en la superficie opuesta de la lámina de separador.

Separador para acumuladores de electrólitos de gel

La invención se refiere a nuevos separadores para acumuladores y el uso de separadores en acumuladores de gel.

En acumuladores con alternancia de placas de electrodos positivos y negativos para la separación de las placas de electrodo se utilizan los separadores para evitar el contacto directo de las placas y por lo tanto un cortocircuito.

Esencialmente, se distingues entre dos tipos de acumuladores: acumuladores de gel (acumuladores sellados) que contienen de forma integrada el electrolito, normalmente ácido sulfúrico, en un gel, típicamente un gel de sílice tixotrópico, y acumuladores líquidos (acumuladores cerradas) , en los que el electrolito está presente como un líquido.

En los acumuladores cerrados para separar las placas de electrodos, además de separadores simples en forma de capas también se utilizan separadores de bolsillo, en los que las placas de electrodos se encuentran en una caja o bolsa de material de separador. Esto, en particular, tiene una ventaja con respecto a las placas de electrodo con carga positiva tiene la ventaja de que se recoge el lodo de electrodos formado allí y no entra en contacto con las placas de electrodo negativo adyacentes. Además, separadores de bolsillo también brindan mejor protección contra cortocircuitos, ya que envuelven las placas de electrodos en los bordes y periferias. Un deslizamiento del separador por lo tanto no lleva a exponer áreas de placas de electrodos, con el riesgo de cortocircuitos.

En acumuladores de gel (baterías selladas) , por ejemplo, con las rejillas positivas se utilizan generalmente separadores de placas a partir de resinas fenólicas, PVC, PE, látex o fibras de vidrio gruesas. Para un llenado óptimo del acumulador con gel los separadores de placas pueden tener estructuras superficiales específicas y en el lado que apunta hacia la placa de electrodo positiva a menudo tienen a una estera de fibra de vidrio laminada, que produce un refuerzo, que estabiliza la masa positiva desfangada mecánicamente y por lo tanto mejora la durabilidad de los ciclos de carga y descarga frecuentes.

La desventaja de estos separadores de placa es que son muy caros debido a los materiales utilizados y para obtener una rigidez suficiente hay que utilizar los materiales en grandes cantidades. Los separadores de placa son difíciles de manejar y causan un gran esfuerzo en el embalaje y desembalaje, así como altos costos de los materiales de embalaje. Además, en este tipo de los separadores existe la necesidad de protección adicional de las placas de electrodo en las superficies periféricos y los bordes, y tienen una resistencia relativamente alta.

Separadores de bolsillo, tal como se conocen por ejemplo del documento EP 1720210, sólo se han utilizado hasta el momento para los acumuladores de líquidos (acumuladores sellados) . El uso de separadores de bolsillo conocidos para este propósito para acumuladores de gel (acumuladores sellados) no era posible hasta el momento ya que en estos separadores de bolsillo conocidos se habría evitado una distribución homogénea del electrolito de gel por los bolsillos y por esto se habría afectado seriamente la vida útil y la calidad del acumulador.

La invención se basa por tanto en el objeto de proporcionar separadores más baratos para la separación de electrodos de placa en acumuladores de gel que tienen una resistencia eléctrica más baja y proporcionan una protección adicional de los bordes y superficies laterales mientras que posibilitan un llenado homogéneo del acumulador de gel.

Esta tarea se consigue según la invención mediante el uso de un separador de placas de electrodo en acumuladores de gel con dos capas de un material de separador plano, sustancialmente rectangulares, que llegan a apoyarse una encima de otra, en el que las dos capas de material de separador en la región de sus bordes están unidas entre si al menos parcialmente formando un manguito o bolsillo para la inserción de una placa de electrodo, en donde el material de separador presenta una hoja de separador con nervaduras en la dos superficies opuestas de la hoja de separador y el curso de las nervaduras en la superficie de la hoja de separador tiene una multitud de puntos de intersección con el curso de las nervaduras en la superficie opuesta de la hoja de separador.

Por supuesto, el separador está dimensionado de tal manera que, en términos de anchura y la altura tiene una extensión más grande que las placas de electrodo para las que se utiliza el separador.

Es ventajoso si las dos capas del separador en la región de los bordes superiores por secciones no estén unidas entre sí para proporcionar una abertura para el llenado de gel y la desgasificación del conjunto de placas y una abertura de inserción para una placa de electrodo. La abertura de inserción también se puede proporcionar en uno de ambos lados del separador. Una abertura de inserción en la parte inferior del separador es posible, pero menos conveniente, ya que la placa de electrodo a continuación durante el funcionamiento se deslizaría fuera del separador, cuando no está fijada de otra manera o se cierra posteriormente la abertura de inserción.

Por la unión solamente por secciones de las dos capas de material de separador formando un manguito o bolsillo, es posible que durante el llenado del acumulador de electrolito de gel se rellena tanto dentro como por fuera del bolsillo y también puede fluir nuevamente fuera del bolsillo, de manera que se produce un relleno de gel homogéneo que, en consecuencia, conduce carga de manera uniforme.

Para el llenado de acumuladores de gel habitualmente se utilizan geles tixotrópicos, que puede ser licuado por las fuerzas de cizallamiento, típicamente mediante agitación vigorosa, y se introducen en esta forma de baja viscosidad en el acumulador. Puesto que la licuefacción es reversible, el electrolito se solidificó al reposar después del llenado el acumulador a un gel de alta viscosidad. Puesto que en acumuladores no es deseada una licuefacción del electrolito de gel durante el funcionamiento a baja carga, tal como por ejemplo agitación o vibración leve, el gel tixotrópico se selecciona de forma que sólo se licua a alta carga de cizalla y recupera rápidamente su alta viscosidad. Llenado de los acumuladores de gel por lo tanto, debe tener lugar muy rápidamente a fin de evitar la solidificación prematura del gel y para obtener un relleno homogéneo. Esto sólo es posible si el gel licuado puede fluir tan libremente como sea posible en todas las áreas del acumulador a ser llenado y no tiene que fluir en zonas muy estrechas y separadas.

El material de separador plano consiste de una hoja de separador que en ambos lados, es decir en sus superficies opuestas, presenta las nervaduras, en el que el curso de las nervaduras en una superficie de la hoja de separador tiene una pluralidad de puntos de intersección con el curso de las nervaduras en la superficie opuesta de la hoja de separador.

Las nervaduras dispuestas en los lados o superficies opuestos de la hoja de separador y que se crucen en su curso no se tocan directamente entre sí porque entre ellas en los puntos de intersección está dispuesta la hoja de separador, que es la lámina de base del material separador.

Sin embargo, el material del separador incluidas las nervaduras en los puntos de intersección presenta el espesor más grande de material consistente, ya que en estos puntos de intersección al espesor de la hoja de separador plano se añade aún en cada caso la altura de las dos nervaduras dispuestas en las superficies opuestas de la hoja de separador y que se cruzan. De esta manera la multitud de puntos de intersección representa espaciadores que previenen un acercamiento excesivamente apretado de la hoja de separador plana a la placa de electrodo y también de los separadores entre sí. La función de distanciamiento puede ser cumplida por nervaduras que transcurren en gran medida coincidentes en ambos lados o superficies de la hoja de separador. La ventaja de muchos puntos de intersección distribuidos en lo posible, sin embargo, es proporcionarles a las nervaduras que se cruzan, y al material en conjunto una mayor estabilidad que si las nervaduras se extendiesen de forma coincidente en las superficies opuestas de la hoja de separador. La función de distanciamiento también puede cumplir engrosamientos dispuestos puntualmente a ambos lados del separador, sin embargo, contribuirían a la estabilización del material. Las nervaduras que se cruzan en su curso, dispuestas en las superficies opuestas de la hoja de separador por lo tanto cumplen dos funciones útiles al mismo tiempo.

Teniendo en cuenta las funciones antes mencionadas de las nervaduras... [Seguir leyendo]

1. Uso de un separador (1) para placas de electrodo (2) en acumuladores de gel con dos capas (3, 3') sustancialmente rectangulares, que llegan a yacer una encima de otra, de un material separador plano, en el que las dos capas de material separador en la región de sus bordes están conectadas al menos parcialmente una a otra formando un manguito o bolsa son para la inserción de una placa de electrodo, caracterizado porque el material separador presenta una lámina de separador (6) con nervaduras (5, 5’) en la dos superficies opuestas de la lámina de separador (6) y el curso de las nervaduras (5) en la superficie de la lámina de separador tiene una pluralidad de puntos de intersección (5’’) con el curso de las nervaduras (5’) en la superficie opuesta de la lámina de separador.

2. Uso según la reivindicación 1, en el que las nervaduras (5, 5’) al menos en una superficie de la lámina de separador (6) transcurren esencialmente paralelas entre sí.

3. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que las nervaduras (5, 5') sobresales de la superficie la lámina del separador (6) y presentan una altura de 0, 3 mm a 2 mm, preferiblemente 0, 5 mm a 1, 5 mm, y/o en el que la distancia central de nervaduras adyacentes (5, 5’) en la misma superficie de la lámina de separador

(6) alcanza en cada caso desde 1 mm hasta 12mm, preferentemente 2 mm hasta 10mm.

4. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las dos capas (3, 3') están hechos en una sola pieza y llegan a sobreponerse una encima de otra mediante plegado o doblado y/o en el que las capas (3, 3’) al menos parcialmente están unidas entre sí mediante soldadura o moleteado.

5. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichas dos capas (3, 3') rectangulares, que llegan a yacer una encima de otra en un borde exterior del separador (1) están conectadas entre sí integralmente sobre toda la longitud del borde lateral y en el borde opuesto exterior del separador y/o en el borde exterior contiguo a éste del separador están conectadas entre sí al menos por secciones.

6. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material de separador es poroso y preferentemente consiste de PE o de PVC y/o en el que la lámina de separador (6) tiene una espesor desde 0, 1 mm hasta 0, 6 mm, preferentemente de 0, 15 mm hasta 0, 4 mm.

7. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que entre las capas está prevista al menos una capa adicional de separador, preferentemente al menos una estera de fibra de vidrio, que durante la inserción de una placa de electrodo (2) en el separador (1) está dispuesto entre el material de separador y la placa de electrodo.

8. Separador (1) para placas de electrodo (2) de acumuladores con dos capas (3, 3') sustancialmente rectangulares, que llegan a yacer una encima de otra de un material separador plano, en el que las dos capas de material de separador en la región de sus bordes están conectadas a menos por secciones entre sí formando un manguito o bolsa para la inserción de una placa de electrodo y el material de separador presenta una lámina de separador (6) provisto de nervaduras (5, 5') en sus superficies opuestas, caracterizado porque el curso de las nervaduras (5) en una superficie de la lámina de separador tiene una pluralidad de los puntos de intersección (5'’) con el curso de las nervaduras (5') en la superficie opuesta de la lámina de separador.

9. Separador según la reivindicación 8, caracterizado por que las nervaduras (5, 5') sobresalen de la superficie de la lámina de separador (6) y presentan una altura de 0, 3 mm a 2 mm, preferentemente 0, 5 mm, hasta 1, 5 mm, y/o la distancia central de nervaduras contiguas (5, 5’) en la misma superficie de la lámina de separador (6) en cada caso alcanza de 1 mm a 12mm, preferentemente de 2 mm a 10 mm.

10. Separador según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que las nervaduras (5, 5') que se extienden al menos en una superficie de la lámina de separador (6) sustancialmente paralelas entre sí.

11. Separador según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que las dos capas (3, 3') están hechos en una sola pieza y llegan a yacer una encima de otra por plegado o doblado y/o las capas (3, 3’) están conectadas entre sí al menos parcialmente mediante soldadura o moleteado.

12. Separador según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por que las dos capas (3, 3’) rectangulares que llega a yacer una encima de otra están conectadas completamente entre sí en un borde exterior del separador (1) sobre toda la longitud del borde lateral y el borde exterior opuesto del separador están conectadas al menos parcialmente entre sí.

13. Separador según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado por que el material separador es poroso y preferiblemente es de PE o PVC y/o la lámina de separador (6) tiene un espesor de 0, 1 mm a 0, 6 mm, preferentemente de 0, 15 mm a 0, 4 mm.

14. Separador según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado por que entre las capas (3, 3') está prevista al menos una capa adicional de separación, preferiblemente al menos una estera de fibra de vidrio, que

durante la inserción de una placa de electrodo (2) en el separador (1) está dispuesta entre el material de separador y la placa de electrodo.

15. Acumulador con un separador (1) según una de las reivindicaciones 8 a 14.