Brevet FR2263609A1 — publié le 19751003

La présente invention se rapporte à un séparateur pour une batterie au plomb, et plus particulièrement, à un séparateur pour une batterie au plomb, qui est fait en fibre de verre, en fibre synthétique thermoplastique et en substance siliceuse poreuse particulaire. Divers séparateurs pour une batterie au plomb ont été proposés, et les mieux appropriés sont ceux faits d'une feuille de papier interposée entre deux matelas de fibre de verre, cette feuille de papier étant imprégnée d'une résine phénolique. Cependant, un tel séparateur avec une feuille de papier, a des inconvénients inhérents tels que (1) une dimension de pores relativement importante, qui n'empêche pas suffisamment le passage des particules de plomb déposées dans le séparateur, cette difficulté n'étant résolue qu'en augmentant l'épaisseur de la feuille de papier et (2) la substance cellulosique dont ce papier est fait, a une faible résistance à l'acide sulfurique. Ainsi, un séparateur en papier classique possède une dimension moyenne de pores de l'ordre de 30 p et une épaisseur située entre 0,6 et 0,8 mm. Par conséquent, la présente invention a pour objet de créer un séparateur pour une batterie au plomb, comprenant de la fibre de verre, de la fibre synthétique thermoplastique, et une matière siliceuse poreuse particulaire. Un autre objet est de créer un séparateur comprenant de la fibre de verre ayant un diamètre inférieur à 4 Wu, de la fibre synthétique thermoplastique ayant un diamètre inférieur à 30 p et de la matière siliceuse particulaire poreuse ayant une dimension de particule inférieure à 10 P, lequel séparateur possédant une dimension moyenne de pores de l'ordre de 3 et une épaisseur inférieure å 0,2 mm. Les fibres de verre apprópriées pour le séparateur selon la présente invention sont des ifibres fines de verre ayant un diamètre situé entre 0,2 et 4 ,u. Ces fibres sont obtenues à l'état fibreux, ou à l'état de soies, mais pas à l'état d'un brin ou d'une mèche.Cette fibre de verre sous forme de soies est soumise à une opération de coupage, par exemple, en faisant passer les fibres dans un moyen pour les couper et les détacher, qui se compose de deux paires d'emprises, le coté d'alimentation étant entraîné plus lentement que l'autre côté, pour obtenir diverses longueurs de fibres courtes situées, pa#--exemple, entre 0,1 et 4,0 mm, la longueur moyenne étant de 0,6 mm, Les fibres synthétiques thermoplastiques que l'on peut employer pour la production du séparateur selon la présente invention comprennent un polyamide, comme le nylon 6,6 et le nylon 6, un polyester, comme le téréphtalate de polyéthylène, une résine de polyvinyle comme l'acétate de polyvinyle, un alcool polyvinylique et du polystyrène, et en particulier une polyoléfine comme un polymère et un copolymère d'éthylène et de propylène. Cependant, il faudra prendre soin d'exclure toutes les fibres synthétiques contenant un groupe polaire, par exemple, des fibres synthétiques contenant du Cl, étant donné leur faible résistance électrique. Les fibres synthé tiques ont habituellement de 5 à 30 p de diamètre, et de 1 à 2 mm de longueur. La fibre synthétique la mieux appropriée, ayant les caractéristiques ci-dessus mentionnées est appelée pulpe synthétique", et est utile pour la production de feuilles de résine synthétique ressemblant à du papier, par un procédé au mouillé.- On peut citer, à titre d'exemples de la pulpe synthétique le "SWAP" de Mitsui Zellaback Co.; Ltd. Tokyo, Japon. La matière siliceuse, qui est de façon pratique employée selon la présente invention, est une matière siliceuse poreuse particulaire, comme la diatomite ayant une dimension de particules inférieure à 10 p. Selon la présente invention, un mélange de la fibre de verre, de la fibre synthétique thermoplastique et de la matière siliceuse poreuse particulaire, est traité par un procédé de dépôt à l'eau ou à l'air, pour obtenir une matière ressemblant à une feuille, qui est alors comprimée à haute température, pour effectuer une liaison des trois constituants en-fondant partiellement la fibre synthétique. La proportion de la fibre de verre, de la fibre synthétique et de la matière siliceuse détermine les proprietés mécaniques et électriques du séparateur selon la présente invention. En général, plus la quantité de fibre synthétique est importante, plus la résistance électrique est élevée mais plus la quantité de fibre synthétique est faible, plus la résistance mécanique est faible. Par conséquent, il est préférable d'employer une proportion en poids de fibre de verre et de fibre synthétique située entre 1 : 1,5 et 1 : 2, en particulier 1 : 1,75, la proportion de la somme des fibres et de la matière siliceuse étant située entre l : 0,5 et 1 : 1, en particulier 1 :0,65 à 0,7. Les conditions dans lesquelles la feuille ressemblant à du papier est pressée et chauffée, varient selon les propriétés de la fibre synthétique employée, mais en général, une tepperature de 110 à 180oC et une pression de 5 à 10 kg/cm2, de préférence de 5 à 7 kg/cm2 et mieux de 5 kg/cm2 sont satisfaisantes. En particulier, quand la fibre synthétique est du polyéthylène,- la température préférée est située entre 2 110 et 1300C et la pression est de 5 à 10 kg/cm2 et de préfé- rence de 5 kg/cm2. De façon pratique, ce traitement est effectué en faisant passer la feuille ressemblant à du papier à travers une emprise de rouleaux maintenus à la température et à la pression requises. Le séparateur pour une batterie au plomb ainsi préparé possède, en général, une dimension moyenne de pores inférieure à 3 p, un incrément de résistance de 0,0009 à 0,0019Ydm2, qui est bien inférieur à celui d'un séparateur classique qui est de o,oo3d/am2, et un rapport de vides supérieur à 60%, comparable à celui d'un séparateur classique qui a une dimension de pores plus importante. Ainsi, on a trouvé que la performance satisfaisante du séparateur selon la présente invention est obtenue avec une épaisseur de 0,1 à 0,2 mm. Par conséquent, on a réalisé, en utilisant le séparateur selon la présente invention, que l'on peut obtenir une batterie au plomb compacte, et que la perte de puissance lors de la charge et de la décharge est abaissée. Par ailleurs, lorsqu'uns batterie au plomb employant le séparateur selon la présente invention est prévue sur un véhicule, le moteur démarrera facilement. Une autre caractéristique importante selon la présente invention est que la performance de la batterie au plomb employant le séparateur selon la présente invention n'est pas gênée à une température assez basse, par exemple pouvant atteindre - 300C. La présente invention sera expliquée en se reportant à l'exemple suivant, sans en limiter le cadre. De la fibre de verre (30 parties en poids), ayant un diamètre de 1 u, une longueur située entre 0,1 et 4,0 mm et une longueur moyenne de 0,6 mm, de la pulpe synthétique de polyéthylène de SWP (70 parties) et de la diatomite (80 parties), ayant une dimension de particules inférieure à 10 NL furent mises en suspension dans de l'eau, dont la quantité était suffisante pour donner une bouillie ayant une consistance de 0,5% ; ensuite, la bouillie fût traitée par une machine classique de fabrication du papier, et séchée à une température de l'ordre de 1000C pour obtenir un matériau en forme de feuille, qui passa alors dans une emprise entre des rouleaux maintenus à une température de l100C et sous une 2 pression de 5 kg/cm2. Le produit ainsi obtenu était bien pour un séparateur pour une batterie au plomb, et avait un poids de base de 100 g/m2, une épaisseur de 0,2 mm, une dimension maximale des 2 pores de 3,5 p et une résistance électrique de 0,000711/dm Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Séparateur pour une batterie au plomb, caractérisé en ce qu'il se compose de fibre de verre, de fibre synthétique thermoplastique et dune matière siliceuse poreuse particulaire, et en ce qu'il possède un rapport de vides supérieur à 60%, une dimension de pores inférieure à 3 p et une épaisseur inférieure à 0,2 mm. 2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre de verre précitée a un diamètre situé entre 0,2 et 4 p, une longueur de fibre située entre 0,1 et 4,0 mm, la longueur moyenne étant de 0,6 mm. 3. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre synthétique thermoplastique précitée a un diamètre situé entre 5 et 30 r et une longueur située entre 1 et 2 mm. 4. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière siliceuse poreuse précitée a une dimension de particules inférieure à 10 u. 5. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion en poids de la fibre de verre précitée et de la fibre synthétique précitée est de I : 1,5 à 1 : 2, et en ce que la proportion de la somme desdites fibres et de la matière siliceuse précitée est de 1 : 0,5 à 1 : 1. 6. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre synthétique précitée est choisie parmi le polyamide, le polyester, la résine de polyvinyle et une polyoléfine. 7. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre synthétique précitée est choisie parmi le polyéthylène et le polypropylène. 8. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière siliceuse poreuse précitée est de la diatomite ayant une dimension de particules inférieure à 10 p. 9. Procédé de production d'un séparateur pour une batterie au plomb, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de former une matière en forme de feuille, à partir d'un mélange de fibre de verre ayant de 0,2 à 4 p de diamètre, de 0,1 à 4 mm de longueur et 0,6 mm de longueur moyenne, de fibre synthétique thermoplastique ayant de 5 à 30 p de diamètre et de 1 à 2 mm de longueur, et de matière siliceuse particulaire poreuse ayant moins de 10 p de dimension de particules, la proportion en poids de ladite fibre de verre et de ladite fibre synthétique étant située entre 1 : 1,5 et 1 : 2, et la proportion en poids de la somme desdites fibres et de ladite matière siliceuse étant située entre 1 : 0,5 et 1 : 1 ; et presser et chauffer ladite matière en forme de feuille à une température située entre 110 et 1800C sous une pression 2 de 5 à 10 kg/cm2.