JP2000113871A

JP2000113871A - アルカリ二次電池

Info

Publication number: JP2000113871A
Application number: JP10284471A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tsukiashi; 雅彦月脚; Hirohito Teraoka; 浩仁寺岡; Katsuyuki Hata; 勝幸秦
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】自己放電特性に優れたアルカリ二次電池を提
供する。【解決手段】正極２、負極４、及び正極２と負極４の
間に介装されたセパレータ３とから成る電極群５がアル
カリ電解液と共に容器１に封入され、セパレータ３は、
純水に対する接触角が０〜１００°である親水性ポリオ
レフィン系合成樹脂繊維の不織布から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ二次電池に
関し、さらに詳しくはニッケル水素二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や携帯型ノートパソコン
に代表される電子機器のコードレス化、高性能化、小型
化、さらには軽量化には目覚しいものがある。そして、
これらの電子機器の電源となる二次電池としてはアルカ
リ二次電池が用いられており、例えばニッケルカドミウ
ム二次電池が従来から使用されている。さらに、電池の
高容量化の強まりとの関係から、ニッケルカドミウム二
次電池と電池電圧に互換性があり、ニッケルカドミウム
二次電池より高容量であるニッケル水素二次電池も使用
され始めている。

【０００３】このようなアルカリ二次電池は、一般的に
は活物質と結着剤から成るペーストを導電性基板に塗布
して正極及び負極を作製し、正極、負極、及び正極と負
極の間に介装されたセパレータとから成る電極群をアル
カリ電解液と共に容器に封入することによって製造され
ている。そして、上記アルカリ二次電池は種々の機器に
用いられて多様な使用環境下で使用されるようになって
きているため、電池の自己放電特性の向上や充放電サイ
クルの長寿命化が要望されている。

【０００４】ところで、アルカリ二次電池の自己放電現
象は、高温下において電池を充電状態で保管した場合に
顕著に発現することが知られている。この自己放電現象
は、電解液中の不純物（例えば、硝酸イオン、亜硝酸イ
オンや、アンモニア）がいわゆるシャトル反応を引き起
こして正極の充電生成物であるＮｉＯＯＨを還元するこ
とや、ＮｉＯＯＨの自己分解反応がその原因と考えられ
ている。この場合、後者の反応速度は前者に比べて遅
く、結果として高温下での自己放電の主な原因は、電解
液中の不純物によるものと考えられている。

【０００５】そして、これらの不純物は、セパレータの
材料としてポリアミド系合成樹脂繊維を用いた場合に、
アルカリ電解液中でこの樹脂が酸化分解することによっ
て発生するものであるため、最近では、ポリアミド系合
成樹脂に比べて耐酸化性に優れるポリオレフィン系合成
樹脂繊維をセパレータに用いるようになっている。しか
しながら、ポリオレフィン系合成樹脂は疎水性であり、
この繊維を用いたセパレータは電解液の保液性が良好で
ないため、各種の方法により上記ポリオレフィン系合成
樹脂繊維を親水化処理することが行われている。

【０００６】このようなことに加えて、ニッケル水素二
次電池の場合、負極に用いる水素吸蔵合金から水素が脱
離することによっても自己放電が促進されることが知ら
れている。その機構は以下に述べるとおりである。高温
下でニッケル水素二次電池を充電状態で保管した場合、
温度上昇に伴って負極の水素吸蔵合金の平衡圧が上昇す
る。その結果、負極に吸蔵可能な水素量が減少するの
で、蓄えきれなくなった水素ガスは電池内に放出され
る。そして、この水素がセパレータを透過して正極表面
に到達し、正極の充電生成物であるＮｉＯＯＨを還元し
て自己放電を引き起こすのである。従って自己放電を抑
制するためには、何らかの方法で負極から発生した水素
が正極に到達しないようにすることが必要になってく
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セパレ
ータの材料としてポリオレフィン系合成樹脂繊維を用
い、これに対して従来から行われている界面活性剤によ
る親水化処理を施した場合には、繊維表面に親水基が化
学的に固定されていないため、充放電を繰り返すと上記
界面活性剤が電解液中に溶出して親水性が低下する可能
性がある。そして、このような場合には、上述の機構に
よって生じる自己放電を抑制することは困難であるとい
わざるを得ない。

【０００８】本発明は、従来のアルカリ二次電池におけ
る上記した問題を解決し、自己放電特性が優れたアルカ
リ二次電池、特にニッケル水素二次電池の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の本発明においては、正極、負
極、及び前記正極と前記負極の間に介装されたセパレー
タとから成る電極群がアルカリ電解液と共に容器の中に
封入され、前記セパレータは、純水に対する接触角が０
〜１００°である親水性ポリオレフィン系合成樹脂繊維
の不織布から成ることを特徴とするアルカリ二次電池が
提供される。

【００１０】好ましくは、前記セパレータは前記不織布
をプラズマ処理することにより形成され、該セパレータ
を前記電池に組み込むことを特徴とするアルカリ二次電
池が提供される（請求項２）。より好ましくは、前記プ
ラズマ処理は酸素ガスを含有した雰囲気中で施されてい
ることを特徴とするアルカリ二次電池が提供される（請
求項３）。

【００１１】特に、前記不織布の比表面積が０．５〜
５．０ｍ²／ｇとなっていることを特徴とするアルカリ
二次電池が提供される（請求項４）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のニッケル水素二
次電池（円筒形ニッケル水素二次電池）を示す例を図１
を参照して説明する。図１において、本発明のニッケル
水素二次電池は、正極２、負極４、及び正極２と負極４
の間に介装されたセパレータ３とから成る電極群５をス
パイラル状に巻回し、図示しないアルカリ電解液と共に
有底円筒状の容器１内に収容することにより製造されて
いる。ここで負極４は電極群５の最外周に配置されてい
て、容器１と電気的に接触している。

【００１３】容器１の上部開口部には、中央に穴６を有
する円形封口板７が配置され、さらに封口板７の周縁と
容器１の上端１ａ内面の間に、リング状の絶縁性ガスケ
ット８が介装され、上端１ａを内側に縮径するカシメ加
工により、封口板７はガスケット８を介して容器１に気
密に固定されている。正極リード９は一端が正極２と、
他端が封口板７の下面と接続している。

【００１４】帽子形状をなす正極端子１０は、穴６を覆
うようにして封口板７上に取付けられ、さらに正極端子
１０と封口板７で囲まれた空間にゴム製の安全弁１１が
充填され、通常は穴６を閉塞するようになっている。中
央に穴を有する絶縁材料から成る円形押え板１２は、そ
の穴から正極端子１０の突起部が突出するように正極端
子１０の上に配置され、外装チューブ１３が押え板１２
の周縁、並びに容器１の側面及び底部周縁を被覆してい
る。

【００１５】次に、本発明のニッケル水素二次電池に用
いるセパレータ３について詳細に説明する。このセパレ
ータ３は、純水に対する接触角が０〜１００°である親
水性ポリオレフィン系合成樹脂繊維の不織布から成って
いる。ここで接触角は、不織布(大きさ２．５×１０ｃ
ｍ程度)を水平に配置し、不織布に純水（約１０μｌ）
を滴下して１分間放置し、不織布の空隙へ純水を吸収さ
せた後、不織布表面の水滴の接触角を光学顕微鏡（例え
ば、ゴニオメータ式接触角測定器）で測定したときの値
を示す。すなわち、この値が小さい場合は不織布の親水
性が良好であり、不織布それ自体が電解液の保液性に優
れていることを意味し、逆にこの値が大きくなると、不
織布は撥水性を示して電解液の保液性が悪くなることを
意味する。なお、親水化処理を施していないポリオレフ
ィン系合成樹脂繊維の不織布の接触角はおよそ１２０〜
１３０°の値となっている。

【００１６】上記不織布の接触角が１００°を超えた場
合には、不織布内部への電解液の浸透が不十分となり、
セパレータの保液性に劣るため電池の内部抵抗が上昇す
る。また、不織布を構成する繊維のネットワークの中に
十分に電解液が確保されていないため、電池内全体（正
極、負極）に電解液が行き渡らずに初期の容量が低下し
たり、正極や負極の結着剤や正極の膨張によってセパレ
ータに保持された電解液は正極や負極に吸収されてしま
う。そして、ニッケル水素二次電池を高温保管した場合
には、負極から脱離した水素ガスがセパレータを透過し
て正極表面に到達し、正極のＮｉＯＯＨを還元するの
で、自己放電特性が低下する。

【００１７】一方、上記接触角が０〜１００°になって
いる場合には、不織布を構成する繊維が十分に親水化さ
れているので、不織布内部の微少な空間に電解液が浸透
・保持される。この電解液は、不織布を構成する繊維の
ネットワークの中に確保されて移動を妨げられているた
め、セパレータ中の電解液を吸収しようとする正極や負
極からの作用に対して抵抗することとなる。さらに、ニ
ッケル水素二次電池の場合、不織布の繊維のネットワー
クに保持された電解液によって、当該不織布と密着して
配置されている正極の表面に水膜が強固に形成されるた
め、負極から脱離した水素ガスはセパレータを透過して
直接正極の表面に到達することが抑制されることにな
り、その結果として自己放電が抑制される。

【００１８】上記不織布の材料であるポリオレフィン系
合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等を使用することができる。そして、上記ポリオレ
フィン系合成樹脂から成る繊維の形態としては、１種類
のポリオレフィン系合成樹脂から成る繊維、所定のポリ
オレフィン系合成樹脂から成る繊維の芯材表面に別のポ
リオレフィン系合成樹脂繊維を被覆した芯鞘構造を有す
る複合繊維の他、互いに異なるポリオレフィン系合成樹
脂繊維から成る分割構造の複合繊維などを使用すること
ができる。

【００１９】ここで、上記不織布の比表面積は、０．５
〜５．０ｍ²／ｇの範囲にあることが好ましい。ここ
で、不織布の比表面積とは、窒素ガスを用いたＢＥＴ法
（ＢＥＴ１点法）により、求めた値をいう。不織布の比
表面積が０．５ｍ²／ｇ未満である場合には、セパレー
タの保液性が不十分となる可能性があるからであり、
５．０ｍ²／ｇを超えた場合には、セパレータの保形性
が低下して引張強度の低下を招くおそれがあるからであ
る。

【００２０】一方、上記比表面積が０．５〜５．０ｍ²
／ｇの範囲にある場合には、適度の比表面積を有するた
め多量の電解液をセパレータに保持することができると
ともに、不織布を構成する繊維のネットワークと正極や
負極表面との間に水膜を形成し、親水性処理による効果
を大にすることが可能となる。このようなことから、比
表面積は、１．０〜４．０ｍ²／ｇの範囲にあることが
さらに好ましい。

【００２１】なお、不織布の目付量は３０〜７０ｇ／ｍ
²の範囲にあることが好ましい。目付量が３０ｇ／ｍ²未
満である場合にはセパレータの強度が低下し、目付量が
７０ｇ／ｍ²を超えると電池容量が低下する可能性があ
るからである。不織布の厚さは、目付量によって異なる
が、例えば、０．１〜０．２５ｍｍの範囲とすることが
好ましい。

【００２２】上記不織布を製造する方法については特に
制限されることはなく、例えば、乾式抄造法や湿式抄造
法によって上記繊維をウェブにし、次いでウェブを加熱
して繊維を融着させればよいが、繊維径を細くして比表
面積の大きな不織布を得るためには、溶融紡糸された繊
維に流体を噴射して延伸するスパンボンド法や、溶融し
た繊維を紡糸口金から噴射させるメルトブロー法を行う
のがより好ましい。

【００２３】次に、上記不織布に施す親水化処理につい
て詳細に説明する。親水化処理としては、アクリル酸グ
ラフト処理、スルホン化処理、フッ素化処理等を行うこ
ともできるが、プラズマ処理を行うことが好ましい。プ
ラズマ処理は気相中で行われるため、不織布の繊維のネ
ットワーク全体に親水基を導入することができ、接触角
の低減効果を大きくすることができるからである。ま
た、スルホン化処理等に比べて、親水化処理の際の不純
物の生成が少なくなるからである。

【００２４】プラズマ処理は、例えば以下のような条件
で行えばよい。まず、一対の電極板が平行配置された減
圧容器の上記各電極の間に不織布を配置する。そして、
容器を減圧した後雰囲気ガス（酸素ガス、窒素ガス、ア
ルゴン等の不活性ガス、またこれらのガスの混合ガスを
含む雰囲気）を容器に導入し、容器内の圧力を０．０５
〜１Ｔｏｒｒに保持する。

【００２５】次に、電極間に例えばラジオ周波数１３．
５６ＭＨｚの高周波や２．５４ＧＨｚのマイクロ波を印
加して放電させる。この際の出力は例えば５〜１００Ｗ
に、放電時間は６秒〜３０分程度とすればよい。上記の
処理条件と異なる条件でプラズマ処理を行った場合に
は、親水化処理が不十分となって電池反応に必要なイオ
ンや水の移動が困難になったり、逆にプラズマ反応が進
み過ぎて不織布を構成する繊維が切断されたり、不織布
が熱収縮等の変形を生じて電池への組み込みが困難にな
る可能性がある。

【００２６】なお、上記処理条件におけるプラズマパラ
メータは、例えば、電子温度２００００〜４００００
Ｋ、電子密度１０⁹〜１０¹³個／ｃｍ³、イオン温度２０
０〜４００Ｋ、イオン密度１０⁹〜１０¹³個／ｃｍ³、プ
ラズマ空間電位１０〜９０Ｖとなっている。上記親水化
処理によって、不織布を構成する繊維の表面に、水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ
基などの親水基が化学的に導入・固定される。特に、水
酸基、カルボニル基、カルボキシル基は、極性が大きく
親水性に優れるとともに、アミノ基やイミノ基のように
窒素原子を含んでいないのでシャトル反応による自己放
電のおそれがないので、これらの基を導入するのが望ま
しい。

【００２７】このようなことから、酸素ガスを含有した
雰囲気中で上記処理を施すのがより好ましい。この場合
には雰囲気中の酸素によって、水酸基、カルボニル基や
カルボキシル基のみが繊維に導入・固定され、アミノ基
の存在に起因するシャトル反応を生じる可能性がさらに
少なくなるからである。特に、上記雰囲気が実質的に酸
素ガスのみから成ることがより好ましい。雰囲気中の酸
素ガスの割合が低い場合には、上記水酸基等が形成され
にくくなるとともに、雰囲気中に混在する窒素ガスに起
因してアミノ基等が形成される可能性があるからであ
る。また、プラズマ処理によって繊維中にラジカルが形
成されている場合には、装置内の減圧を解除した際に空
気中の窒素等が繊維と反応するおそれがあるからであ
る。

【００２８】本発明のニッケル水素二次電池の正極２に
用いる正極材料としては、水酸化ニッケル等のニッケル
化合物が好適に使用できる。水酸化ニッケルを使用する
場合は、導電性を確保し電極の膨潤を抑止するため、Ｃ
ｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉ
などの元素を添加するのが望ましい。これらの元素は、
水酸化ニッケル粉末を共沈法により製造する際に共沈さ
せてもよく、また、水酸化ニッケル粉末の表面にコーテ
ィングすることもできる。

【００２９】そして、上記正極材料を、導電剤、結着
剤、及び水と混練してペーストとし、導電性基板に塗布
して乾燥後、成形して任意の形状に加工して正極とすれ
ばよい。また、上記正極材料に導電剤をコーティングし
たものを結着剤、及び水と混練してペーストとしてもよ
い。導電剤としては、例えば、金属コバルト、コバルト
酸化物、コバルト水酸化物などが使用できる。

【００３０】結着剤としては、例えば、カルボキシメチ
ルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリテ
トラフルオロエチレンなどが使用できる。また、導電性
基板としては、例えばニッケル、ステンレスやニッケル
メッキ鋼板から成る金属多孔体であって、スポンジ状、
繊維状、フェルト状の３次元構造を有する基板（例え
ば、発泡ニッケル多孔体）や、パンチドメタル、エキス
パンデッドメタル、穿孔鋼板、ニッケルネット等の２次
元構造の基板、さらにパンチドメタルの開口部周縁に突
起状バリが形成された２．５次元構造の基板を使用する
ことができる。

【００３１】そして、負極４に用いる負極材料として
は、水素吸蔵合金粉末が好適に使用できる。水素吸蔵合
金は、電解液中で水素の吸蔵と放出が行えるものであれ
ば特に制限はなく、例えば、ＡＢ₅系、ＴｉＮｉ系、Ｔ
ｉＦｅ系やＭｇ₂Ｎｉ系の合金を使用することができ
る。ここで、ＡはＬａ、Ｍｍ（ミッシュメタル）、また
はＬｍ（Ｌａ富化したミッシュメタル）である。そして
ＢはＮｉ、または、ＮｉとＡｌ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＢの群から選ばれる元素との
合金である。

【００３２】特に、一般式：ＬｍＮｉ_xＭｎ_yＣ_zで表さ
れる化合物を使用することが好ましい。ここで、ＣはＡ
ｌ、Ｃｏ、またはＡｌとＣｏの合金であり、４．８≦ｘ
＋ｙ＋ｚ≦５．４である。このような負極材料を、導電
剤、結着剤、及び水と混練してペーストとし、導電性基
板に塗布して乾燥後、成形して任意の形状に加工して負
極とすればよい。導電剤としては、例えば、カーボンブ
ラックなどが使用できる。結着剤は、例えば、正極の製
造に用いたのと同じものとすればよい。また、導電性基
板としては、例えばニッケル、ステンレスやニッケルメ
ッキ鋼板から成る、パンチドメタル、エキスパンデッド
メタル、メッキした穿孔鋼板、ニッケルネットなどの２
次元構造を有する基板や、フェルト状金属多孔体やスポ
ンジ状金属基板などの３次元構造を有する基板を使用す
ることができる。

【００３３】本発明のニッケル水素二次電池に用いるア
ルカリ電解液としては、例えば、ＮａＯＨとＬｉＯＨの
混合溶液、ＫＯＨとＬｉＯＨの混合溶液の他、ＫＯＨ、
ＬｉＯＨ、及びＮａＯＨから成る混合溶液を使用するこ
とができる。

【００３４】

【実施例】実施例１〜１２，比較例１〜４１．セパレータの製造平均直径１０μｍの長繊維または連続する繊維から成る
ポリプロピレン樹脂繊維から、スパンボンド法によって
目付量５０ｇ／ｍ²、厚み０．１６ｍｍ、大きさ１０×
１０ｃｍの不織布を作製した。この不織布に８０℃で３
０分間の前処理を施して不織布に付着した水分等を除去
した後、室温で測定寸法２×５ｃｍに対して、窒素ＢＥ
Ｔ１点法により比表面積を測定したところ、比表面積は
１．７ｍ ²／ｇであった。

【００３５】そして、プラズマ処理装置（外径９０ｍｍ
の円板状電極が平行配置され、極間距離は４０ｍｍとな
っている）の上下電極の間に上記不織布を平行に配置
し、処理装置を約１０^-6Ｔｏｒｒに減圧した。この装置
に純度９９．９％の酸素ガスを流量３０ｃｃ／ｍｉｎで
供給し、装置内の圧力を１３．３Ｐａに調整した。他の
サンプルでは、酸素ガスの代わりに純度９９．９％の窒
素ガス、または純度９９．９％のアルゴンガスを同様な
条件で導入した。

【００３６】次に、周波数１３．５６Ｈｚで、表１に示
す電力（Ｗ）及び処理時間でプラズマ処理を行い、装置
を大気圧に戻してから不織布を取り出し、直径１００×
４０ｍｍに切り出してセパレータとした。なお、実施例
１１ではポリプロピレン樹脂繊維からメルトブロー法に
よって、実施例１２ではポリプロピレン樹脂とポリエチ
レン樹脂の複合繊維から乾式法によって、表１に示す所
定の形態のセパレータを製造した。２．正極の製造水酸化ニッケル粉末９０重量部と酸化コバルト粉末５．
５重量部から成る粉末を混合した。そして、水酸化ニッ
ケル粉末に対して、ポリアクリル酸ナトリウム０．１４
重量部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．０５
重量部、カルボキシメチルセルロース０．１重量部、ポ
リテトラフルオロエチレンの懸濁液（比重１．５、固形
分６０重量％）０．６重量部（固形分換算）、及び純水
２７重量部となるように、これらを上記混合物に添加し
て混練し、ペーストとした。

【００３７】そして、このペーストを、まずニッケルメ
ッキ発泡基板の空隙に塗布充填し、さらに基板表面にも
ペーストを塗布して乾燥させた。次いでこの基板をロー
ラープレスして圧延し、正極とした。３．負極の製造市販のＬｍ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、及びＡｌを混合して高
周波炉で加熱溶解し、組成：ＬｍＮｉ_4.0Ｃｏ_0.4Ｍｎ
_0.3Ａｌ_0.3の水素吸蔵合金インゴットを作製した。この
インゴットを機械的に粉砕し、２００メッシュのふるい
を通過させて、２００メッシュ下の粉末を分取した。

【００３８】この粉末１００重量部に対して、ポリアク
リル酸ナトリウム０．３重量部、カルボキシメチルセル
ロース０．０５重量部、ポリテトラフルオロエチレン懸
濁液（比重１．５、固形分６０重量％）１．０重量部
（固形分換算）、カーボン粉末（導電剤）１．０重量
部、及び純水４４重量部を添加して混練し、ペーストと
した。

【００３９】そして、このペーストをニッケルメッキ鋼
板製のパンチドメタルに塗布してペーストを乾燥させ
た。次いで基板をローラープレスして圧延し、負極とし
た。４．電池の組立てプラズマ処理したセパレータを上記負極と正極の間に介
装し、負極を外側にして渦巻状に巻回して電極群とし、
これを容器に収容した。そして７ＮのＫＯＨ水溶液と１
ＮのＬｉＯＨ水溶液から成る電解液を容器に注液して封
口し、ＡＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組
み立てた。５．接触角の測定約２．５×５ｃｍのセパレータを水平に置き、純水１０
μＬを１ｃｍ間隔で５ヶ所に滴下し、１分経過後の接触
角の平均値を求めた。測定装置はゴニオメータ式接触角
測定器を用いた。各実施例における接触角を表１に示し
た。

【００４０】この値が小さいほど、親水性が優れている
ことを示す。６．自己放電特性の評価上記の電池について、２０℃において所定の公称容量に
対して０．２Ｃで１５０％の満充電を行った後、１Ｃで
電池電圧が１．０Ｖに達するまで放電を行うことを１サ
イクルとする充放電を３サイクル繰り返した。このとき
の放電時の電流値と放電に要する時間から求めた放電容
量（残存容量）をＣ₀とする。

【００４１】そして、０．２Ｃで１５０％の満充電を行
った状態で、電池を４５℃の恒温槽に１４日間保管し
た。次いで、１Ｃで電池電圧が１．０Ｖに達するまで放
電を行った。このときの放電容量（残存容量）をＣ_Rと
する。容量残存率（％）を、（Ｃ_R／Ｃ₀）×１００とし
て算出した。

【００４２】各実施例について、プラズマ処理の雰囲気
ガスをそれぞれ酸素、窒素、アルゴンに変えた場合にお
けるセパレータの接触角に対する容量残存率（％）を図
２に示した。図中白丸はプラズマ処理を施さなかった場
合のセパレータの接触角と容量残存率（％）の関係を示
す。図２において、図の上側に位置するほど、自己放電
特性が優れていることを示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１、図２から次のことが明らかである。 (1)本発明に係る電池は、いずれも所定の容量残存率を
維持している。 (2)セパレータにプラズマ処理を施していない比較例
１、及びプラズマ処理が不十分な比較例２〜４の場合
は、容量残存率が実施例に比べて大幅に低下している。
このようなことから、セパレータの接触角を、純水に対
して０〜１００°とすることが有効であり、セパレータ
にプラズマ処理を施す本発明の優位性が明らかである。 (2)同一の処理条件でプラズマ処理を施した実施例１、
実施例６及び実施例９を比較して明らかなように、実施
例１は、実施例６及び９に比べてセパレータの接触角が
小さく、容量残存率が優れている。このことは、酸素ガ
スを含有した雰囲気中でプラズマ処理を行うことの優位
性を示している。これは、酸素ガスを含有した雰囲気中
では、親水性の高い酸素原子を有する親水基が繊維に導
入される一方、窒素やアルゴンガスの雰囲気では、窒素
原子を有する親水基が繊維に導入されてシャトル反応を
引き起こす可能性が高くなるものと考えられる。 (3)セパレータを構成する不織布の比表面積が０．５ｍ²
／ｇ未満の実施例１２の場合は、同一の処理条件でプラ
ズマ処理を施した実施例６に比べると、セパレータの接
触角が増大している。一方で、比表面積が５ｍ²／ｇを
超える実施例１１の場合は、電極群に巻回する際に一部
のセパレータでわずかに破損が生じた。このようなこと
から、セパレータを構成する不織布の比表面積を０．５
〜５．０ｍ ²／ｇとすることがより好ましいことがわか
る。

【００４５】なお、上記実施例においては、プラズマ処
理を施した場合についてのみ説明したが、セパレータの
接触角が上記の範囲内にあれば、アクリル酸グラフト処
理、スルホン化処理、フッ素化処理を施した場合も同様
の効果が生じることが確認されている。さらに、上記の
実施例においては、円筒型のニッケル水素二次電池につ
いて説明したが、角型ニッケル水素二次電池についても
同様に本発明を適用することが可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば従来のアルカリ二次電池、特にニッケル水素二次
電池に比べて、アルカリ二次電池の自己放電特性を大幅
に向上させることができ、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のニッケル水素二次電池の基本構成例を
示す部分断面斜視図である。

【図２】本発明及び比較に用いたニッケル水素二次電池
におけるセパレータの接触角に対する容量残存率（％）
を示すグラフである。

【符号の説明】

１容器２正極３セパレータ４負極５電極群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秦勝幸東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内Ｆターム(参考） 4F073 AA01 BA07 BA08 BB01 CA01 CA62 5H021 BB15 CC02 EE04 HH00 HH04 5H028 AA01 BB01 BB10 BB15 EE06 HH00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極、負極、及び前記正極と前記負極の
間に介装されたセパレータとから成る電極群がアルカリ
電解液と共に容器に封入され、前記セパレータは、純水に対する接触角が０〜１００°
である親水性ポリオレフィン系合成樹脂繊維の不織布か
ら成ることを特徴とするアルカリ二次電池。
【請求項２】前記セパレータは前記不織布をプラズマ
処理することにより形成されていることを特徴とする請
求項１記載のアルカリ二次電池。
【請求項３】前記プラズマ処理は酸素ガスを含有した
雰囲気中で施されていることを特徴とする請求項２記載
のアルカリ二次電池。
【請求項４】前記不織布の比表面積が０．５〜５．０
ｍ²／ｇとなっていることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載のアルカリ二次電池。
【請求項５】前記アルカリ二次電池はニッケル水素二
次電池であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載のアルカリ二次電池。