Способы производства сепараторов

Во всех базовых типах сепараторов, описанных ниже, за исключением сепараторов на основе феноловых смол, используется мелкоячеистый кремнезем, образующий в материале пористую структуру.  Кремнезем вводится в структуру сепаратора на основе полиэтилена, каучука и др. с помощью посредствам масел или воды. Затем жидкость из структуры сепаратора  удаляется с помощью специального растворителя и путем просушивания материала. Оставшаяся структура из кремнезема кварца определяет пористую структуру сепаратора – размер пор, пористость (%), извилистость.  Во всех производственных процессах, за исключением одного, профиль ребер сепаратора формируется с помощью каландра. Исключением являются сепараторы на основе феноловых смол, в которых для производства профилей ребер используется гофрированный ремень. Схемы, представленные ниже, демонстрируют способы производства описанных видов сепараторов.

Способы производства различных типов сепараторов

В России из современных типов сепараторов распространено производство сепараторов на основе ПВХ типа «Мипласт» и сепараторов на основе каучука типа «Мипор». Для производства сепаратора «Мипласт» используются специальные марки ПВХ. Подобную марку производит ООО «Усольехимпром» (ООО «Группа НИТОЛ»). Эмульсионный ПВХ Е-6642Ж применяется для получения сепараторов типа «Мипласт», характеризующихся низким электросопротивлением, небольшим диаметром пор и высокой объемной пористостью.

Среди производителей сепараторов подобного типа можно отметить крупнейшего российского производителя аккумуляторов ОАО  «Тюменский аккумуляторный завод». На предприятии установлена производственная линия, позволяющая изготавливать сепараторы «Мипласт»  из поливинилхлоридной смолы путём засыпки, формовки, спекания на металлической ленте конвейера.

Среди предприятий СНГ собственным производством сепараторов располагает ОАО «Кайнар», являющийся крупнейшим производителем аккумуляторов в Республике Казахстан. Сепаратор «Миплас»  производится на предприятии из поливинилхлоридной смолы на собственных линиях немецкой фирмы «Thyssen Henschel». В свою очередь, полиэтиленовый сепаратор закупается у западной компании «Daramic».

Производство наиболее современных и самых востребованных типов сепараторов на основе полиэтилена и полиэтилена/каучука в России отсутствует. Один из московских институтов пытался запустить производство подобного материала, но по качеству не вышел - был косой, тянулся.

Исходными материалами для производства полиэтиленовых сепараторов являются:

1.  Кремнезем

Кремнезем является важной частью полиэтиленового сепаратора для аккумулятора. Он образует "становой хребет" или скелет, позволяющий сепаратору приобрести гидрофильные свойства, поглощать H2SO4 и обеспечивать электрохимический перенос ионов между отрицательной и положительной пластинами свинцово-кислотной батареи.

2.  «UHMWPE»

Когда речь заходит о полиэтиленовых сепараторах, то следовало бы говорить о сепараторах "UHMWPE", то есть о сепараторах из полиэтилена сверхвысокого молекулярного веса. UHMWPE придает продукту уникальность:

·           UHMWPE не поддается обработке плавлением вследствие сильного переплетения цепочек;

·           UHMWPE должен пластифицироваться с использованием углеводородных технологических масел и переработки в гель;

·           UHMWPE способен связывать большие количества наполнителя (например, кремнезема);

·           Поэтому UHMWPE образует плотные, свободностоящие пленки.

UHMWPE стоек к истиранию. Он часто применяется в качестве полимера, предпочтительного в современных деталях для замены костных фрагментов. Другое, хорошо известное применение UHMWPE находит в конструкции пуленепробиваемой брони для личной защиты.

3) Технологические масла

Технологическое масло, используемое в полиэтиленовых сепараторах аккумуляторов, играет тройную роль:

·           Оно позволяет превращать UHMWPE в гель, и, благодаря плотному переплетению цепочек, миновать процесс плавления;

·        Извлечение технологического масла из сепаратора UHMWPE с кремнеземным заполнителем создает пористую пленку со средним диаметром пор 26 и 27 нанометров;

·           Масло, остающееся в сепараторе, служит начальной защитой UHMWPE от высокотемпературного электрохимического окисления.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка сепараторов для аккумуляторных батарей можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Анализ спроса на стеклохолст в производстве сепараторов для аккумуляторных батарей».