[发明专利]用于布置在蓄电池中的隔片和蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于布置在蓄电池中的隔片，它包括至少一个第一层和至少一个第二层，其中，所述层作为无纺布构成。此外，本发明还涉及一种包含一隔片的蓄电池。

背景技术

在可充电的、采用含水电解液的蓄电池系统中，电解液在蓄电池充电或放电时参与化学反应。在已知的蓄电池系统中，必须有足够大的电解液储存器，该储存器通常由无纺布隔片提供。为此，无纺布隔片需要有足够大的容积。因此，减少隔片的厚度只有在某些条件下可以实现。

在锂蓄电池中，由于其高的电化学电位，不采用含水电解液，这是因为这种电解液会电解分解。在这种类型的蓄电池中，采用氧化稳定的有机液体如碳酸丙烯，这种液体在充电/负载(Laden)或放电时不参与化学反应。所述液体只担任运输离子的功能，从而在这种蓄电池系统中，隔片可以非常薄。  隔片的厚度只受到机械强度尤其是抗穿刺性(Durchstoβfestigkeit)的限制。

耐大电流的蓄电池，即所谓的“高能蓄电池”优选用在电动工具中。这种类型的蓄电池要求有高孔隙度的隔片。提高隔片的孔隙度提高了蓄电池的功率，因而提高了其中采用这种蓄电池的工具的功率。

从现有技术已知的隔片在其孔隙度及其机械强度上都有明显的缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是，即提供一种蓄电池，在没有问题的制造之后，这种蓄电池在大功率的同时确保有长的使用寿命。

本发明通过权利要求1的特征来实现所述目的。据此，隔片的特征为，第一层有平均直径大于第二层的纤维的平均直径的纤维。

按照本发明，在第一步中获知，从现有技术已知的隔片常常没有足够的稳定性。在第二步中获知，可以这样来提高隔片的稳定性，即至少一个层起支承层的作用。按照本发明，支承层具有直径比第二层的大的纤维。按照本发明，第二层具有这样的纤维结构，该结构可在具有小的小孔隙尺寸的同时保证非常高的孔隙度。只要能够实现一种具有稳定的隔片的蓄电池，则就可以毫无问题地制造蓄电池。由于隔片的稳定性，不仅可以实现毫无问题地制造蓄电池，还可以实现蓄电池长的使用寿命。最后，可通过按照本发明的隔片形成高的孔隙度，从而能实现高功率的蓄电池。

因此，可以实现所述目的。

第一层可以包括具有大于2μm的平均直径的纤维。第二层可以包括具有小于900nm的平均直径的纤维。这种具体的构形一方面允许形成足够稳定的支承层，该支承层使第二层稳定。因此，第二层几乎不必满足任何力学要求，并可以与第一层无关地在孔隙度和纤维结构上对第二层调节。已知过大的孔隙尺寸会导致蓄电池的沉淀/故障。由于过大的孔隙可产生导电的连晶/共生(Durchwachsung)，即所谓的树枝状晶体(Dendrite)，并导致短路。采用纳米纤维，允许在形成很小的孔隙直径的情况下，形成有很高的孔隙度的无纺布，从而可以有效地避免连晶。

隔片可以具有三层的结构，其中，两个第一层在其之间包夹第二层。这种具体的构形允许隔片有特别稳定的结构，因为，包括纳米纤维的层夹层式地位于两个稳定的支承层之间。这种具体的构形实现了隔片特别高的抗穿刺性。

隔片可以具有三层的结构，其中，两个第二层在其之间包夹第一层。这种具体构形的隔片在有足够的稳定性的同时具有很高的孔隙度。第二层夹层式地在其之间包夹第一层，第一层起稳定的支承层的作用。

在前面所述的构形中，可以设想，各个层彼此粘合。粘合是一种廉价的连接。

此外可以设想，所述层通过化学反应如交联彼此连接。由此，实现各层之间特别稳定并且是几乎是不能分开的连接。

此外可以设想，所述层通过焊接例如通过电子束、激光或超声彼此焊在一起。这种连接形式可有选择地在整个面上或点状地进行。根据各层彼此的连接在整个面上还是点状地进行，可以调节复合层(Lagenverbund)的弹性和弯曲强度。

最后可以设想，所述层通过机械方法如喷水加固彼此连接。喷水加固允许无端纤维或短纤维扭结/交织(Verschlingung)，而不必使用附加的连接材料。由此，可以实现制造单纯品种的隔片，这种隔片可以毫无问题地回收处理。可以有效地放弃使用会损伤蓄电池的粘合材料或其它连接材料。