Separadores de baterías
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¿Qué son los separadores de PVC?

Los separadores de PVC son diafragmas microporosos que se colocan entre las placas negativas y positivas de las baterías de plomo-ácido para impedir cualquier contacto entre ellas y evitar el cortocircuito interno, pero al mismo tiempo permitir la libre circulación del electrolito. Este tipo de separadores para baterías tiene un tamaño de poro máximo inferior a 50 micras y una resistencia eléctrica inferior a 0,16 ohm/cm2. Los separadores de PVC son de calidad uniforme, sin agujeros, esquinas rotas, grietas, material extraño incrustado, rotura de la superficie, defectos físicos, etc. Los separadores de PVC tienen una resistencia eléctrica muy baja, lo que reduce las pérdidas internas, ahorrando energía eléctrica y mejorando el rendimiento de la batería. Se trata de una materia prima esencial para las baterías de plomo-ácido

Características de la batería de pvc separadora

La alta porosidad del separador de PVC asegura la fácil difusión del electrolito y el movimiento de los iones, garantizando el rendimiento de la batería incluso a altas tasas de descarga. Al ser completamente no reactivo a los ácidos, metales activos y gases emitidos, aumenta la vida activa de la batería de plomo-ácido y es una opción ideal para las baterías de gel tubulares con una vida útil diseñada de 15 años – el separador de PVC no se desintegra a diferencia de otros tipos de separadores de baterías.
Debido a estas enormes ventajas, el separador de PVC se utiliza exclusivamente cuando la vida útil de la batería es muy larga, como en las baterías Plantè, las baterías de gel tubulares, las células OPzS inundadas y las células de níquel-cadmio inundadas.

Las células estacionarias OPzS se presentan en contenedores SAN transparentes y se utilizan para telecomunicaciones, aparamenta y controles y aplicaciones solares, centrales eléctricas y subestaciones, energía eólica, hidroeléctrica y solar fotovoltaica, sistemas de alimentación de emergencia y señalización ferroviaria.

Separadores de baterías de PVC - una revisión

Microtex es un proveedor de piezas de baterías y es el principal fabricante de separadores de PVC en la India y los separadores de baterías se someten a pruebas periódicas y se comprueba que superan las especificaciones IS: 6071:1986. El separador de PVC se desarrolló por primera vez para el mercado de los separadores de baterías de plomo-ácido en la India bajo la marca MICROTEX con los propios conocimientos técnicos de la empresa y con maquinaria de diseño autóctono hace 50 años. La planta y la maquinaria comprenden máquinas de sinterización y otras instalaciones eléctricas, con generadores de energía propios, para la producción fluida y automática de más de cien millones de separadores al año, los mayores y más reconocidos fabricantes de separadores de PVC de la India.

Los separadores de PVC microporoso MICROTEX se fabrican en tamaños estándar y personalizados para aplicaciones de baterías de plomo-ácido de automoción e industriales. Cada separador de PVC producido se inspecciona visualmente antes de ser embalado. Las pruebas físicas y químicas se realizan por lotes en nuestro moderno laboratorio. el material del separador de la batería es de PVC, químicamente limpio y puro. Se realizan controles rutinarios en las fases clave del proceso de fabricación para mantener una alta calidad constante. El precio del separador de la batería constituye una parte muy pequeña del coste de toda la batería.

El separador de PVC MICROTEX, que combina las extraordinarias características de baja resistencia eléctrica, limpieza química, mayor porosidad, bajo tamaño de poro, resistencia superior a la corrosión y con un nivel mínimo de sustancias orgánicas oxidables, se hace extremadamente utilizable para automóviles, baterías de tracción, baterías de inversores, SAI y estacionarias, iluminación de trenes y todas las demás baterías de plomo-ácido, incluidas las baterías de gel tubulares de alta gama con una vida útil diseñada de más de 15 años.

Perfiles separadores de PVC
Separadores de batería de PVC con diferentes perfiles

Proceso de fabricación del separador de baterías de PVC

El separador de PVC MICROTEX ha demostrado su eficacia durante más de 50 años con clientes fieles que repiten. Cinco décadas de experiencia y modernos métodos de producción e instalaciones han convertido a MICROTEX en el principal proveedor de separadores de PVC de la India. La clave de su posición de liderazgo en el sector de los separadores es la innovación tecnológica, la calidad y el servicio. El separador de PVC MICROTEX, combinando las características sobresalientes de baja resistencia eléctrica, limpieza química, mayor porosidad, bajo tamaño de poro, resistencia superior a la corrosión y con un nivel mínimo de orgánicos oxidables, se hace extremadamente utilizable para aplicaciones de automóviles, tracción, estacionarias, iluminación de trenes, arranque de locomotoras y todas las demás baterías de plomo-ácido.

¿De qué están hechos los separadores de baterías de PVC?

Materias primas:
1.Polvo de PVC (importado- grado electroquímico)
2. Ingredientes para el proceso de mezcla de polvos (grado interno especial)
El polvo de PVC mezclado se tamiza y se hace pasar por la cinta sin costura y la matriz. El polvo de PVC toma el perfil de la matriz y pasa por varias zonas de temperatura de la máquina y se sinteriza. El separador de PVC terminado se corta a las medidas requeridas por el cliente. Cada separador se comprueba físicamente para ver si hay agujeros de clavijas, zonas no formadas y perfiles no uniformes. Los separadores inspeccionados y aprobados se embalan y las cajas se marcan para su envío.

3.Tipos y tamaños de separadores de PVC fabricados por nosotros: Sinterizado -Liso por un lado con nervios rectos por el otro y liso por ambos lados con un espesor mínimo de banda de 0,5mm y un espesor total de hasta 3,6mm. Longitud cortada a las dimensiones requeridas.

Controles de calidad y registro:
1) Materia prima: Aceptada según el informe de los resultados de las pruebas del proveedor que están dentro de nuestros estándares.
2) Los separadores de baterías de PVC terminados se prueban según los parámetros de las especificaciones IS que se indican a continuación:

Métodos de prueba para la batería de separadores de PVC

A. Determinación del porcentaje de porosidad volumétrica
A-1: Reactivos: Agua destilada.
A-2: Procedimiento: Corte exacto de 127 mm de largo x 19 mm de ancho con tijera. Apila 5 tiras y sujétalas juntas enrollando un trozo de alambre de cobre alrededor de un extremo. Llenar la probeta graduada con aprox. 85ml de agua D.M., registre este volumen

(A). Sumergir las tiras en el líquido, agitar las tiras dentro del cilindro varias veces para eliminar el aire atrapado, colocar el tapón sin apretar en la parte superior del cilindro y dejar reposar durante 10 minutos. Después de los 10 minutos de reposo, registre el aumento del volumen de líquido

(B). El volumen del material sólido es el aumento del volumen del líquido, es decir, B-A. Retire el tapón y saque las tiras del líquido. Agite ligeramente las tiras en la parte superior del cilindro para permitir que el exceso de agua que se adhiere a la superficie de la muestra escurra de nuevo al cilindro. Registra el volumen del líquido que queda en el cilindro C.
Este volumen será menor que el del volumen inicial original. Ya que hemos extraído con la muestra cantidad del líquido retenido en el material microporoso.
Esta disminución del volumen (A-C) representa el volumen de los poros.

A-3. Cálculo: % de porosidad del volumen = A – C X 100
B-C

B. Determinación de la resistencia eléctrica en el separador de PVC

B-1: Reactivos: Ácido sulfúrico de Sp. Gr. 1.280
B-2: Procedimiento:
Prepara el instrumento de resistencia eléctrica. Mida el grosor de los separadores. Ajuste el mismo grosor en el dial. Insertar la muestra del separador en la parte de la celda (antes de hacerlo, asegurarse de que los separadores estén empapados durante al menos 24 horas en ácido sulfúrico de Sp.gr.1.280).
B-3: Cálculo: La pantalla del instrumento de resistencia eléctrica dará directamente la resistencia eléctrica de los separadores en ohmios/Sq .cm/mm de espesor.

C. Determinación del contenido de hierro del separador de la batería de PVC

C-1. Reactivos:
Ácido sulfúrico (1.250 Sp gr.), soln. de KMno4 al 1%, solución de tiocianato de amonio al 10%, soln. de hierro std. (disolver 1,404 gm de sulfato amónico ferroso en 100 ml de agua. Añadir 25 ml de ácido sulfúrico de 1,2 Sp gr. seguido gota a gota de permanganato potásico hasta un ligero exceso. Transferir la solución. a un matraz de 2 lt. Frasco de 2 lt. y diluir hasta la marca. La soln. contiene 0,10 mg de hierro/ml de solución).

  • C-2: Procedimiento:
    Romper o desmenuzar 10 gm de Separator en una tira pequeña adecuada e introducirla en un matraz cónico de 250 ml limpio. Añadir 250 ml de ácido sulfúrico y dejar reposar durante 18 horas. a temperatura ambiente. Pasar el ácido a un matraz aforado de 500 ml y completar la solución con agua destilada hasta 500 ml y mezclar bien. Pipetear de 25 a 30 ml de la solución anterior en un vaso de precipitados y calentar hasta casi el punto de ebullición y añadir la solución de KMnO4 gota a gota hasta que el ligero color rosa no desaparezca después de 3 o 4 minutos.
  • Cuando el color permanente esté asegurado, transfiera el soln. a un tubo de Nessler de 100 ml y enfriar bajo el grifo. Cuando se enfría se añaden 5ml de soln de tiocianato de amonio. y diluir hasta la marca. Cary la prueba de control si con los 60ml de std. Soln de hierro. utilizando las mismas cantidades de reactivo sin la muestra del separador. Compara el color desarrollado en los dos tubos de Nessler.

  • C-3: Cálculo:
    Se considerará que el hierro en los separadores está dentro del límite si la intensidad del color producido en la prueba con los separadores no es más profunda que la producida en la prueba sin separador que contenga la cantidad admisible de hierro añadido a partir de la solución estándar.

D. Determinación del contenido de cloruro en el separador de PVC

D-1: Reactivos:
Dil. Ácido nítrico, sulfato de amonio férrico soln, Std. Sol de tiocianato de amonio. Std. Nitrato de plata soln. Agua desmineralizada, Nitrobenceno.

  • D-2: Procedimiento:
  • Pesar 10 gm de un separador finamente desmenuzado, transferirlo a un matraz cónico de 250 ml y cubrirlo con 100 ml de agua D.M. hirviendo, tapar y agitar ocasionalmente mientras se deja enfriar el contenido durante 1 hora. Decantar el extracto en un matraz aforado de 500 ml. Completar hasta 500 ml con agua destilada. Transferir 100 ml de la alícuota a un matraz cónico de 600 ml. Enfriar y añadir exactamente 10ml de Std. Nitrato de plata soln. Añadir algunos ml de Nitrobenceno y agitar para coagular el precipitado de cloruro de plata.
  • Valorar el exceso de nitrato de plata con Std. Amm. Tiocianato utilizando FAS como indicador. El punto final de la valoración es una tenue coloración marrón permanente que es difícil de ver sin una experiencia considerable. Si se tiene alguna duda sobre el punto final, debe compararse con una solución similar que contenga ácido sulfúrico diluido, nitrobenceno, FAS y 1 gota de Std. Tiocianato de amonio que da el color del punto final.
    D-3: Cálculo: Wt. de cloro = (Vol. de AgNO3 – Vol. de NH4CNS) x 500 x 100
    Vol. de alícuota x peso. de separadores

E. Determinación del contenido de manganeso del separador de PVC

  • E-1: Reactivos:

    1,84 Sp. Gr. con. H2SO4, ácido ortofosfórico (85%), periodato de potasio sólido, std. Sulfato de manganeso soln. (Disolver 0,406gm de cristales de MnSO4 en unos 20ml de agua). Añadir 20 ml de conc. Ácido sulfúrico seguido de 5 ml de ácido ortofosfórico. Añadir 3gm de periodato de potasio y hervir el soln. durante 2 minutos. enfriar, diluir a 1 lt. (1ml=0,01 mg de Manganeso). La solución. se almacena en un lugar fresco y oscuro). Std. KMnO4 soln. (Disolver 0,2873 gm de Kmno4 en 1 lt. De agua a la que se ha añadido 1 ml de H2SO4 concentrado. Diluir 100 ml de esta solución. en un litro de manera que 1 ml=0,01mg de manganeso).

  • E-2: Procedimiento:

    Selecciona al menos 8 separadores al azar y rómpelos en trozos pequeños. Pesar con precisión 10gm de la pieza y colocarla en un plato de sílice. Secar la muestra durante 16 horas. a 105 ± 20C. Encender el material en un horno de mufla a un calor rojo apagado durante aprox. 1 hr. Remover la ceniza para que la combustión sea completa. Enfriar la ceniza en desecadores, humedecer con agua, añadir 2 a 3 ml de conc. H2SO4, seguido de 0,5 ml de H2SO4 conc. H3PO4. Añadir 10 ml de agua y calentar el plato y su contenido en un baño de agua hirviendo hasta que se disuelva todo el material.

Enfriar y filtrar en un vaso de precipitados de 100ml, añadir 0,3gm de periodato de potasio, hervir el soln. durante 2 minutos. Y después de enfriar, hacer hasta 50 ml dependiendo del color desarrollado. Comparar mediante un comparador adecuado con la norma. Sulfato de manganeso soln. Realizar la determinación de control de los reactivos.

E-3: Cálculo: Expresar la cantidad de manganeso presente en mg/100gm de la muestra secada al horno.

F. Determinación del Max. Tamaño de poro predominante en el separador de PVC

F-1: Reactivos: n-propanol.
F-2: Procedimiento:

El tamaño máximo de los poros se determina midiendo la presión de aire necesaria para forzar la primera burbuja de aire a través de un separador humedecido por abs. El alcohol. El separador se fija en el soporte y se deja reposar el alcohol sobre el separador hasta una profundidad de unos pocos mm. La presión del aire se aplica desde debajo de la superficie. Se aumenta gradualmente hasta que aparecen burbujas de aire en la superficie del separador de PVC. A veces un poro individual puede ser bastante grande para desarrollar una burbuja de aire a una presión bastante baja.

Esta presión se desprecia y se anota la presión a la que aparecen las burbujas en toda la superficie en número suficiente. Esto se toma como una indicación del máximo predominante. El tamaño de los poros.

F-3: Cálculo:
El tamaño de los poros se calcula a partir de la siguiente fórmula.
D = 30g X 103
P
Donde D = diámetro del poro en micrómetros,
g = Tensión superficial del líquido en Newton por metro (0,0223 para el alcohol absoluto) a 27oC
P = Presión observada en mm Hg

G: Prueba de mojabilidad en el separador de PVC

G-1: Reactivos: Ácido sulfúrico de Sp.gr.1.280
G-2: Procedimiento:

Colocar una gota de ácido sulfúrico 1.280(270C) soln. con una pipeta (10cc) en la superficie de los separadores a temperatura ambiente. La gota deberá ser absorbida por los separadores en 60 segundos. La prueba se realizará en ambas superficies de los separadores.
G-3: Cálculo:
Se considerará que la prueba ha sido superada si el separador ha absorbido la gota de ácido en 60 segundos.

H: Prueba de resistencia mecánica en el separador de PVC
H-1: Reactivos: No hay.
H-2: Procedimiento:

El separador de muestras se sujetará en la plantilla con las costillas, si las hay, en la parte inferior. Una bola de acero de 12,7 mm de diámetro. Con un peso de 8,357 ± 0,2gm se deja caer verticalmente desde una altura de 200mm. El balón deberá caer entre las costillas.

H-3: Cálculo:
Se considerará que la prueba ha sido superada si el separador no se rompe ni se fractura por el impacto de la bola de acero.

I Prueba de vida del separador de PVC

I-1: Reactivos: 1.280 Sp. Gr. Ácido sulfúrico.
I-2: Procedimiento:

El separador sometido a prueba (50×50 mm) se interpone entre dos bloques de plomo mantenidos en ácido sulfúrico (Sp. Gr. 1.280) y se conecta a los terminales positivo y negativo de una fuente de corriente continua. Si el separador es acanalado, el lado acanalado debe estar orientado hacia el positivo de la fuente de corriente continua. Los bloques de plomo deben taparse con laca, excepto la parte que está en contacto directo con el separador.

Al bloque se le añaden algunos bloques de plomo más para hacer un peso total de 1 Kg, con el fin de imprimir una presión de 4 Kg/dm2 del separador se conecta un amperímetro-hora en serie en el circuito para registrar la corriente total pasada y calcular el número de horas de vida en condiciones de corriente constante.
Se hace pasar una corriente constante de 5 amperios (densidad de corriente de 20 amperios por dm2) entre los dos bloques de cables. Cuando el separador falla, los bloques de plomo entran en cortocircuito y la tensión a través del separador cae casi a cero. Esta diferencia de tensión es tenida en cuenta por un relé electrónico que corta la fuente de corriente continua.

I-3: Cálculo:
A partir de la lectura del contador de amperios-hora se calcula la vida útil del separador en horas dividiendo la lectura del contador AH por 5.

RESULTADOS DE LAS PRUEBAS: Todos los resultados de las pruebas pertinentes se registrarán en el informe estándar del laboratorio.

¿Qué carga tienen los separadores en una batería?

¿Cómo funcionan los separadores de baterías? Los separadores de PVC desempeñan un papel muy importante dentro de la batería. Aunque garantizan que los electrodos positivo y negativo no se cortocircuiten físicamente, aseguran la transferencia electrónica de iones entre ellos. El separador no contiene ninguna carga por sí mismo.

Tipos de separadores de baterías

Los primeros separadores eran de madera. Sin embargo, estos no duraron mucho tiempo debido a su contenido orgánico, que fue fácilmente atacado. Luego llegaron los separadores de PVC fabricados con policloruro de vinilo. Estos separadores ofrecen un rendimiento muy elevado. Los separadores de PVC ofrecen las mejores propiedades requeridas para el mejor rendimiento dentro de la batería de plomo-ácido.

En las últimas décadas, los separadores de PE han supuesto una mejora significativa en la producción de baterías para automóviles. Los separadores de polietileno permitieron mejorar el aprovechamiento del volumen en aproximadamente un 7-8%, aumentando así la densidad energética. Estos separadores son ideales para las baterías de automóviles.

  • Separadores de baterías de iones de litio de polietileno injertados con metacrilato de glicidilo
  • Membrana de polietileno modificada por plasma como separador para una batería de polímero de iones de litio
  • Tratamiento con plasma de nitrógeno a baja presión sobre las propiedades superficiales de los separadores de pe utilizados en las baterías de iones de litio
  • Película de pe reticulado que contiene poli (acrilato de potasio) injertado (PKA)

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