JP2000331665A - アルカリマンガン電池用セパレーター - Google Patents
アルカリマンガン電池用セパレーターInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】セパレーター負極側の孔径安定性が良好で亜鉛
反応生成物の内部短絡がなく、電池寿命を向上させたア
ルカリマンガン電池用セパレーターを得ること。 【解決手段】少なくとも一層の下記構成の耐アルカリ層
と、少なくとも一層の下記構成の電解液保液層が積層さ
れた電池用セパレーターであって、負極活物質と接する
最表層は耐アルカリ層であるアルカリマンガン電池用セ
パレーター。 （１）耐アルカリ層は合成繊維とバインダーを主成分と
し、バブルポイント法による平均孔径が3〜12μｍ、ア
ルカリ電解液に対する溶解率が0.5％未満の不織布であ
る （２）電解液保液層はセルロース系繊維とバインダーを
主成分とする不織布である
反応生成物の内部短絡がなく、電池寿命を向上させたア
ルカリマンガン電池用セパレーターを得ること。 【解決手段】少なくとも一層の下記構成の耐アルカリ層
と、少なくとも一層の下記構成の電解液保液層が積層さ
れた電池用セパレーターであって、負極活物質と接する
最表層は耐アルカリ層であるアルカリマンガン電池用セ
パレーター。 （１）耐アルカリ層は合成繊維とバインダーを主成分と
し、バブルポイント法による平均孔径が3〜12μｍ、ア
ルカリ電解液に対する溶解率が0.5％未満の不織布であ
る （２）電解液保液層はセルロース系繊維とバインダーを
主成分とする不織布である
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリマンガン電
池などアルカリ電解液を用いる一次電池用セパレーター
に関するものである。
池などアルカリ電解液を用いる一次電池用セパレーター
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種アルカリ電池に使用されるセパレー
ターに要求される機能は正極活物質と負極活物質を隔離
して接触による内部短絡を防止すること、水酸化カリウ
ム等のアルカリ電解液や二酸化マンガン等の酸化性を持
つ物質中に長期に接触しても変質せず、十分な耐久性を
備えていること、起電力を瞬時に発生するために電解液
の吸液性に優れ保持できるとともに、電池の内部容積が
限られることより上記機能を維持しつつもできるだけセ
パレーターの厚みを押さえて電池容量を増やせることで
ある。
ターに要求される機能は正極活物質と負極活物質を隔離
して接触による内部短絡を防止すること、水酸化カリウ
ム等のアルカリ電解液や二酸化マンガン等の酸化性を持
つ物質中に長期に接触しても変質せず、十分な耐久性を
備えていること、起電力を瞬時に発生するために電解液
の吸液性に優れ保持できるとともに、電池の内部容積が
限られることより上記機能を維持しつつもできるだけセ
パレーターの厚みを押さえて電池容量を増やせることで
ある。
【０００３】従来のセパレーターの構成材料としては、
耐薬品性を持ち、セパレーターの孔径を制御する機能を
担う合成繊維と、電解液の吸液性保液性に優れるセルロ
ース繊維を混抄したものが使用されるのが一般的であ
る。合成繊維としてはビニロン繊維、オレフィン繊維
が、セルロース繊維としてはマーセル化パルプ、レーヨ
ン繊維、コットンリンター繊維等が使用され、ポリビニ
ルアルコール繊維等のバインダーの使用によりシート化
される。
耐薬品性を持ち、セパレーターの孔径を制御する機能を
担う合成繊維と、電解液の吸液性保液性に優れるセルロ
ース繊維を混抄したものが使用されるのが一般的であ
る。合成繊維としてはビニロン繊維、オレフィン繊維
が、セルロース繊維としてはマーセル化パルプ、レーヨ
ン繊維、コットンリンター繊維等が使用され、ポリビニ
ルアルコール繊維等のバインダーの使用によりシート化
される。
【０００４】亜鉛を負極活物質として使用するアルカリ
電池では、近年環境問題から水銀不使用化が一般的にな
ってきており、その場合、放電中あるいは未放電時にお
いて負極反応物の針状結晶が発生しやすく、この針状結
晶がセパレーターを通過して内部短絡を起こし、電池寿
命が著しく劣ることとなる。また最近のデジタル機器の
普及により、小型アルカリ電池を二次電池との併用で使
用するケースが増えている。これらのデジタル機器で
は、従来の低負荷小電流で使用される場合とは異なり、
高負荷およびパルスにて大電流を使用する頻度が高ま
り、針状結晶の生成、セパレーター近傍への拡散および
未放電時での結晶成長が高まり、短絡による寿命低下が
発生する原因となっている。
電池では、近年環境問題から水銀不使用化が一般的にな
ってきており、その場合、放電中あるいは未放電時にお
いて負極反応物の針状結晶が発生しやすく、この針状結
晶がセパレーターを通過して内部短絡を起こし、電池寿
命が著しく劣ることとなる。また最近のデジタル機器の
普及により、小型アルカリ電池を二次電池との併用で使
用するケースが増えている。これらのデジタル機器で
は、従来の低負荷小電流で使用される場合とは異なり、
高負荷およびパルスにて大電流を使用する頻度が高ま
り、針状結晶の生成、セパレーター近傍への拡散および
未放電時での結晶成長が高まり、短絡による寿命低下が
発生する原因となっている。
【０００５】しかしながら従来のセパレーターでは合成
繊維とセルロース繊維の混合系で抄造されるため、アル
カリ電解液中でのセルロース繊維の膨潤あるいは一部の
溶解に伴い、孔径が拡大し負極側の亜鉛反応生成物がセ
パレーターを通過し、電池寿命を短くするという問題を
生じていた。この解決手段としてアルカリ電解液に強い
合成繊維の配合率を多くする手段が考えられるものの、
合成繊維はセルロース繊維と比べ電解液保液量が少ない
ため、電池内の内部抵抗を上げイオン通過性が阻害さ
れ、本来電池が持っている能力を引き出せない問題を生
じていた。また、負極亜鉛生成物の短絡防止のために本
来使用されているセパレーターと共に、負極側にセロフ
ァン等のセルロース系フィルムをもう一枚重ねて使用す
る場合もあるが、この場合も内部抵抗が高くなり、大電
流放電には適さない問題を生じる。
繊維とセルロース繊維の混合系で抄造されるため、アル
カリ電解液中でのセルロース繊維の膨潤あるいは一部の
溶解に伴い、孔径が拡大し負極側の亜鉛反応生成物がセ
パレーターを通過し、電池寿命を短くするという問題を
生じていた。この解決手段としてアルカリ電解液に強い
合成繊維の配合率を多くする手段が考えられるものの、
合成繊維はセルロース繊維と比べ電解液保液量が少ない
ため、電池内の内部抵抗を上げイオン通過性が阻害さ
れ、本来電池が持っている能力を引き出せない問題を生
じていた。また、負極亜鉛生成物の短絡防止のために本
来使用されているセパレーターと共に、負極側にセロフ
ァン等のセルロース系フィルムをもう一枚重ねて使用す
る場合もあるが、この場合も内部抵抗が高くなり、大電
流放電には適さない問題を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記問
題点を解決すること、セパレーター負極側の孔径安定性
が良好で亜鉛反応生成物の内部短絡がなく、電池寿命を
向上させることである。
題点を解決すること、セパレーター負極側の孔径安定性
が良好で亜鉛反応生成物の内部短絡がなく、電池寿命を
向上させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、電解液中で
の孔径安定性と電池寿命を鋭意検討した結果、本発明を
なすに至った。本発明の第１の発明は、少なくとも一層
の下記構成の耐アルカリ層と、少なくとも一層の下記構
成の電解液保液層が積層された電池用セパレーターであ
って、負極活物質と接する最表層は耐アルカリ層である
アルカリマンガン電池用セパレーターに関するものであ
る。 （１）耐アルカリ層は合成繊維とバインダーを主成分と
し、バブルポイント法による平均孔径が3〜12μｍ、ア
ルカリ電解液に対する溶解率が0.5％未満の不織布であ
る （２）電解液保液層はセルロース系繊維とバインダーを
主成分とする不織布である本発明の第２の発明は、上記
第１の発明においてセパレーター全体の電解液保液量が
セパレーター1ｇあたり5ｇ以上であることを特徴とする
アルカリ電池用セパレーターに関するものである。本発
明の第３の発明は、上記第１又は第２の発明において耐
アルカリ層はオレフィン繊維、アラミド繊維、ビニロン
繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ＰＢＯ繊維のいずれ
かの繊維あるいはこれらの併用系からなり、自己融着繊
維あるいはバインダーにより固着されていることを特徴
とするアルカリ電池用セパレーターに関するものであ
る。
の孔径安定性と電池寿命を鋭意検討した結果、本発明を
なすに至った。本発明の第１の発明は、少なくとも一層
の下記構成の耐アルカリ層と、少なくとも一層の下記構
成の電解液保液層が積層された電池用セパレーターであ
って、負極活物質と接する最表層は耐アルカリ層である
アルカリマンガン電池用セパレーターに関するものであ
る。 （１）耐アルカリ層は合成繊維とバインダーを主成分と
し、バブルポイント法による平均孔径が3〜12μｍ、ア
ルカリ電解液に対する溶解率が0.5％未満の不織布であ
る （２）電解液保液層はセルロース系繊維とバインダーを
主成分とする不織布である本発明の第２の発明は、上記
第１の発明においてセパレーター全体の電解液保液量が
セパレーター1ｇあたり5ｇ以上であることを特徴とする
アルカリ電池用セパレーターに関するものである。本発
明の第３の発明は、上記第１又は第２の発明において耐
アルカリ層はオレフィン繊維、アラミド繊維、ビニロン
繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ＰＢＯ繊維のいずれ
かの繊維あるいはこれらの併用系からなり、自己融着繊
維あるいはバインダーにより固着されていることを特徴
とするアルカリ電池用セパレーターに関するものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明のアルカリ電池用セ
パレーターの詳細な説明を行う。本発明においては上記
した構成のセパレーターとすることによって、内部短絡
が発生せず、電池寿命が向上するセパレーターを得るこ
とができる。また、耐アルカリ層以外の少なくとも一層
をセルロース系繊維を含む電解液保液層とすることによ
り、セパレーター全体の電解液保液量をセパレーター1
ｇあたり5ｇ以上とすることができ、内部抵抗を下げ、
大電流放電においても安定した電池寿命を維持すること
が可能となった。なお、多層構造をとることでセパレー
ターの厚み方向の貫通孔が減少し、最大孔径を減少させ
る効果もある。
パレーターの詳細な説明を行う。本発明においては上記
した構成のセパレーターとすることによって、内部短絡
が発生せず、電池寿命が向上するセパレーターを得るこ
とができる。また、耐アルカリ層以外の少なくとも一層
をセルロース系繊維を含む電解液保液層とすることによ
り、セパレーター全体の電解液保液量をセパレーター1
ｇあたり5ｇ以上とすることができ、内部抵抗を下げ、
大電流放電においても安定した電池寿命を維持すること
が可能となった。なお、多層構造をとることでセパレー
ターの厚み方向の貫通孔が減少し、最大孔径を減少させ
る効果もある。
【０００９】本発明のセパレーターを使用するにあたっ
ては、負極活物質と接する最表層が耐アルカリ層であれ
ばよく、それ以上複数の耐アルカリ層があることを妨げ
ない。同様に電解液保液層は負極活物質と接する最表層
以外の層として最小限一層あればよく、それ以上複数の
電解液保液層があることを妨げない。例えば耐アルカリ
層（Ａ）、電解液保液層（Ｂ）としてＡ／Ｂ、Ａ／Ｂ／
Ｂ、Ａ／Ａ／Ｂ／Ｂ等の構成をとることができる。
ては、負極活物質と接する最表層が耐アルカリ層であれ
ばよく、それ以上複数の耐アルカリ層があることを妨げ
ない。同様に電解液保液層は負極活物質と接する最表層
以外の層として最小限一層あればよく、それ以上複数の
電解液保液層があることを妨げない。例えば耐アルカリ
層（Ａ）、電解液保液層（Ｂ）としてＡ／Ｂ、Ａ／Ｂ／
Ｂ、Ａ／Ａ／Ｂ／Ｂ等の構成をとることができる。
【００１０】本発明では、負極での反応生成物の対極へ
の通過防止と良好なイオン透過性を両立するために、電
解液保液層と耐アルカリ層からなる多層構造をとり、少
なくとも負極活物質と接する最表層はバブルポイント法
による平均孔径が3〜12μｍで、電解液溶解率が0.5％未
満の耐アルカリ層とすることが望ましい。平均孔径が12
μｍを超えると反応生成物の遮断が不完全となる場合が
あり、3μｍ未満では内部抵抗が上昇し、イオン透過性
が阻害される。また電解液溶解率が0.5％以上のものは
局部的に孔径が拡大する場合が想定され、内部短絡防止
の上で好ましくない。
の通過防止と良好なイオン透過性を両立するために、電
解液保液層と耐アルカリ層からなる多層構造をとり、少
なくとも負極活物質と接する最表層はバブルポイント法
による平均孔径が3〜12μｍで、電解液溶解率が0.5％未
満の耐アルカリ層とすることが望ましい。平均孔径が12
μｍを超えると反応生成物の遮断が不完全となる場合が
あり、3μｍ未満では内部抵抗が上昇し、イオン透過性
が阻害される。また電解液溶解率が0.5％以上のものは
局部的に孔径が拡大する場合が想定され、内部短絡防止
の上で好ましくない。
【００１１】耐アルカリ層に用いる合成繊維としては特
に限定されるものではないが、中でもオレフィン繊維、
アラミド繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリエステル繊
維、ＰＢＯ繊維が好ましい。これらの繊維は通常の繊維
形態で使用しても良いが、より微細構造をとるためにデ
イスクレファイナーやビーターあるいはサンドミル等の
装置により、フィブリルもしくは微細化した後での使用
も可能である。
に限定されるものではないが、中でもオレフィン繊維、
アラミド繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリエステル繊
維、ＰＢＯ繊維が好ましい。これらの繊維は通常の繊維
形態で使用しても良いが、より微細構造をとるためにデ
イスクレファイナーやビーターあるいはサンドミル等の
装置により、フィブリルもしくは微細化した後での使用
も可能である。
【００１２】これらの耐アルカリ層に用いる合成繊維は
個々に結合力を持たない場合が多いため、通常バインダ
ーにより固着する。バインダーは特に限定はなく、ＰＶ
Ａ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル系樹脂、
あるいはオレフィンの熱融着繊維等が使用できる。なお
バインダーの形態としては粉末、液状物および繊維状物
のいずれでも良く、内添、スプレー等公知の方法によっ
て添加する。
個々に結合力を持たない場合が多いため、通常バインダ
ーにより固着する。バインダーは特に限定はなく、ＰＶ
Ａ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル系樹脂、
あるいはオレフィンの熱融着繊維等が使用できる。なお
バインダーの形態としては粉末、液状物および繊維状物
のいずれでも良く、内添、スプレー等公知の方法によっ
て添加する。
【００１３】本発明の電解液保液層に用いるセルロース
系繊維としては低密度化が可能なセルロース繊維、レー
ヨン繊維、マーセル化パルプ、コットンリンター等が使
用できる。また、電解液保液層には空隙および孔径均一
化のために骨格繊維としてビニロン繊維を併用すること
も可能である。これらの繊維がバインダーにより固着さ
れる場合には、耐アルカリ層と同様のバインダーを用い
ることが好ましい。
系繊維としては低密度化が可能なセルロース繊維、レー
ヨン繊維、マーセル化パルプ、コットンリンター等が使
用できる。また、電解液保液層には空隙および孔径均一
化のために骨格繊維としてビニロン繊維を併用すること
も可能である。これらの繊維がバインダーにより固着さ
れる場合には、耐アルカリ層と同様のバインダーを用い
ることが好ましい。
【００１４】なお、放電時の内部抵抗を低めに維持し、
イオン透過性を良好に保つために、セパレーター全体の
電解液保液量がセパレーター重量1ｇあたり5ｇ以上であ
ることが望ましい。
イオン透過性を良好に保つために、セパレーター全体の
電解液保液量がセパレーター重量1ｇあたり5ｇ以上であ
ることが望ましい。
【００１５】本発明において耐アルカリ層、電解液保液
層には不織布を用いるが、均一性、薄物化の点で、湿式
の不織布が好ましい。湿式の不織布を用いて耐アルカリ
層と電解液保液層を積層し、多層構造とするには、円網
抄紙機等でウエット状態のまま積層し、その後乾燥工程
を経てシート化する方法、あるいはそれぞれ個別に抄紙
シート化を行ったものを、ラミネート方式で積層する方
法等が考えられるが、これに限定されるものではない。
また本発明では、セパレーターに濡れ性、吸液性を十分
に付与するために、抄紙後にオンマシンあるいはオフマ
シンにおいて界面活性剤等の薬品塗布、あるいはコロナ
放電、プラズマ処理等の物理的方法を行うことができ
る。また、シートの厚み調整や表面性向上による活物質
との接触性をよくするため、オンマシンあるいはオフマ
シンにおいてキャレンダー処理を行うことができる。
層には不織布を用いるが、均一性、薄物化の点で、湿式
の不織布が好ましい。湿式の不織布を用いて耐アルカリ
層と電解液保液層を積層し、多層構造とするには、円網
抄紙機等でウエット状態のまま積層し、その後乾燥工程
を経てシート化する方法、あるいはそれぞれ個別に抄紙
シート化を行ったものを、ラミネート方式で積層する方
法等が考えられるが、これに限定されるものではない。
また本発明では、セパレーターに濡れ性、吸液性を十分
に付与するために、抄紙後にオンマシンあるいはオフマ
シンにおいて界面活性剤等の薬品塗布、あるいはコロナ
放電、プラズマ処理等の物理的方法を行うことができ
る。また、シートの厚み調整や表面性向上による活物質
との接触性をよくするため、オンマシンあるいはオフマ
シンにおいてキャレンダー処理を行うことができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明のアルカリ電池用セパレーター
の実施例を説明する。なお本実施例で部は重量部を意味
する。
の実施例を説明する。なお本実施例で部は重量部を意味
する。
【００１７】＜実施例１＞ダブルデイスクレファイナー
でフリーネスを２００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を４０部、０.５デニールのビニロン繊維４５部、バ
インダーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコー
ル１５部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、
ダブルデイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌ
に叩解したＬ材マーセル化パルプ３０部、０.７ｄのレ
ーヨン繊維２８部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バイ
ンダーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコール
１2部を混合し電解液保液層の原料とした。この原料を
円網抄紙機２台で各１８ｇ／ｍ2の米坪で積層した後乾
燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍのセパレータ
ーを得た。
でフリーネスを２００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を４０部、０.５デニールのビニロン繊維４５部、バ
インダーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコー
ル１５部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、
ダブルデイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌ
に叩解したＬ材マーセル化パルプ３０部、０.７ｄのレ
ーヨン繊維２８部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バイ
ンダーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコール
１2部を混合し電解液保液層の原料とした。この原料を
円網抄紙機２台で各１８ｇ／ｍ2の米坪で積層した後乾
燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍのセパレータ
ーを得た。
【００１８】＜実施例２＞０.７ｄの熱融着性ＰＰ／Ｐ
Ｅ芯鞘繊維７０部、ダブルデイスクリファイナーでフリ
ーネスを５０ｍｌに叩解した全芳香族ポリエステル繊維
３０部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、ダ
ブルデイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌに
叩解したＬ材マーセル化パルプ４０部、０.７ｄのレー
ヨン繊維４８部、バインダーとして１デニールの繊維状
ポリビニルアルコール１2部を混合し、電解液保液層の
原料とした。この原料を円網抄紙機２台で各１８ｇ／ｍ
2の米坪で積層した後乾燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１
１０μｍのセパレーターを得た。
Ｅ芯鞘繊維７０部、ダブルデイスクリファイナーでフリ
ーネスを５０ｍｌに叩解した全芳香族ポリエステル繊維
３０部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、ダ
ブルデイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌに
叩解したＬ材マーセル化パルプ４０部、０.７ｄのレー
ヨン繊維４８部、バインダーとして１デニールの繊維状
ポリビニルアルコール１2部を混合し、電解液保液層の
原料とした。この原料を円網抄紙機２台で各１８ｇ／ｍ
2の米坪で積層した後乾燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１
１０μｍのセパレーターを得た。
【００１９】＜実施例３＞ダブルデイスクレファイナー
でフリーネスを２００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を４５部、１．５ｄのＰＢＯ繊維を４０部、バインダ
ーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコール１５
部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、ダブル
デイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌに叩解
したＬ材マーセル化パルプ３０部、０.７ｄのレーヨン
繊維２８部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バインダー
として１デニールの繊維状ポリビニルアルコール１2部
を混合し、電解液保液層の原料とした。この原料を円網
抄紙機３台で耐アルカリ原料、電解液保液原料、電解液
保液原料の順に各層米坪１２ｇ／ｍ2で抄紙して積層し
た後乾燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍのセパ
レーターを得た。
でフリーネスを２００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を４５部、１．５ｄのＰＢＯ繊維を４０部、バインダ
ーとして１デニールの繊維状ポリビニルアルコール１５
部を混合し、耐アルカリ層の原料とした。一方、ダブル
デイスクリファイナーでフリーネスを５００ｍｌに叩解
したＬ材マーセル化パルプ３０部、０.７ｄのレーヨン
繊維２８部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バインダー
として１デニールの繊維状ポリビニルアルコール１2部
を混合し、電解液保液層の原料とした。この原料を円網
抄紙機３台で耐アルカリ原料、電解液保液原料、電解液
保液原料の順に各層米坪１２ｇ／ｍ2で抄紙して積層し
た後乾燥し、米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍのセパ
レーターを得た。
【００２０】＜比較例１＞マーセル化した広葉樹パルプ
２０部をパルパーで離解後、ダブルデイスクリファイナ
ーでフリーネス５００ｍｌに叩解した後、０.７デニー
ルのレーヨン繊維２０部、０.５デニールビニロン繊維
４５部、バインダーとして１デニールの繊維状ポリビニ
ルアルコール１５部を使用し原料とした。この原料を円
網抄紙機で抄紙して米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍ
のセパレーターを得た。
２０部をパルパーで離解後、ダブルデイスクリファイナ
ーでフリーネス５００ｍｌに叩解した後、０.７デニー
ルのレーヨン繊維２０部、０.５デニールビニロン繊維
４５部、バインダーとして１デニールの繊維状ポリビニ
ルアルコール１５部を使用し原料とした。この原料を円
網抄紙機で抄紙して米坪３６ｇ／ｍ2、厚さ１１０μｍ
のセパレーターを得た。
【００２１】＜比較例２＞ダブルデイスクレファイナー
でフリーネスを１００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を１５部、フリーネスを５００ｍｌに叩解したＬ材マ
ーセル化パルプ２０部、０.７ｄのレーヨン繊維２０
部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バインダーとして１
デニールの繊維状ポリビニルアルコール１５部を混合し
原料とした。この原料を円網抄紙機１台で米坪３６ｇ／
ｍ2、厚さ１１０μｍのセパレーターを得た。
でフリーネスを１００ｍｌに叩解したパラ系アラミド繊
維を１５部、フリーネスを５００ｍｌに叩解したＬ材マ
ーセル化パルプ２０部、０.７ｄのレーヨン繊維２０
部、０．５ｄビニロン繊維３０部、バインダーとして１
デニールの繊維状ポリビニルアルコール１５部を混合し
原料とした。この原料を円網抄紙機１台で米坪３６ｇ／
ｍ2、厚さ１１０μｍのセパレーターを得た。
【００２２】以上のセパレーターについて、下記の方法
で紙物性および電解液溶解率を測定した。結果を表１に
示す。 （１）孔径 負極活物質と接触する層の平均孔径をバブルポイント法
（パームポロメーター、POROUS MATERIALS社）により測
定した。 （２）電解液溶解率 負極活物質と接触する層を２０℃で４０％のＫＯＨ液に
一ヶ月浸漬した後、水で洗浄乾燥後の重量を浸漬前の重
量と比較し減少率％を求めた。
で紙物性および電解液溶解率を測定した。結果を表１に
示す。 （１）孔径 負極活物質と接触する層の平均孔径をバブルポイント法
（パームポロメーター、POROUS MATERIALS社）により測
定した。 （２）電解液溶解率 負極活物質と接触する層を２０℃で４０％のＫＯＨ液に
一ヶ月浸漬した後、水で洗浄乾燥後の重量を浸漬前の重
量と比較し減少率％を求めた。
【００２３】
【表１】
【００２４】電気特性は以下の方法で電池を作成したも
のについて評価を行った。結果を表２に示す。正極活物
質として電解二酸化マンガン（EMD）を用いカーボン、
４０％KOH液と混合成形し筒状の正極電極を作成した。
次にセパレーターを筒状に巻き、底部を接着剤を用いて
封印した後、正極内部に挿入、４０％KOH液で２０分間
保液させた後余分の電解液を除去した。更にセパレータ
ー内部に上部より負極活物質として亜鉛粉末合金を用い
たものに４０％KOH液、ゲル化剤と混合したゲル化亜鉛
を添加して電池を作成した。なお、下記評価は作成した
電池について測定した。 （３）定抵抗放電特性 作成した電池について低負荷１０Ωおよび高負荷２Ωに
て連続放電を行い、初期電圧より終止電圧０. ９Vにな
るまでの時間を対比した。 （４）間欠放電内部短絡発生率 作成した電池について高負荷３.９Ωで１日あたり２
回、５分の放電を１２時間おきに行い、２カ月間の放電
曲線（電圧−時間）において急激な電圧低下（内部短
絡）の有無を電池個々の発生率で対比した。
のについて評価を行った。結果を表２に示す。正極活物
質として電解二酸化マンガン（EMD）を用いカーボン、
４０％KOH液と混合成形し筒状の正極電極を作成した。
次にセパレーターを筒状に巻き、底部を接着剤を用いて
封印した後、正極内部に挿入、４０％KOH液で２０分間
保液させた後余分の電解液を除去した。更にセパレータ
ー内部に上部より負極活物質として亜鉛粉末合金を用い
たものに４０％KOH液、ゲル化剤と混合したゲル化亜鉛
を添加して電池を作成した。なお、下記評価は作成した
電池について測定した。 （３）定抵抗放電特性 作成した電池について低負荷１０Ωおよび高負荷２Ωに
て連続放電を行い、初期電圧より終止電圧０. ９Vにな
るまでの時間を対比した。 （４）間欠放電内部短絡発生率 作成した電池について高負荷３.９Ωで１日あたり２
回、５分の放電を１２時間おきに行い、２カ月間の放電
曲線（電圧−時間）において急激な電圧低下（内部短
絡）の有無を電池個々の発生率で対比した。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明の電池用セパレーターを用いた電
池は、大電流でのイオン透過性が安定化すると共に、内
部抵抗の増加なく内部短絡を防止することができ、電池
寿命の向上が可能である。
池は、大電流でのイオン透過性が安定化すると共に、内
部抵抗の増加なく内部短絡を防止することができ、電池
寿命の向上が可能である。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも一層の下記構成の耐アルカリ層
と、少なくとも一層の下記構成の電解液保液層が積層さ
れた電池用セパレーターであって、負極活物質と接する
最表層は耐アルカリ層であるアルカリマンガン電池用セ
パレーター。 （１）耐アルカリ層は合成繊維とバインダーを主成分と
し、バブルポイント法による平均孔径が3〜12μｍ、ア
ルカリ電解液に対する溶解率が0.5％未満の不織布であ
る （２）電解液保液層はセルロース系繊維とバインダーを
主成分とする不織布である - 【請求項２】セパレーター全体の電解液保液量がセパレ
ーター1ｇあたり5ｇ以上であることを特徴とする請求項
1記載のアルカリ電池用セパレーター。 - 【請求項３】耐アルカリ層はオレフィン繊維、アラミド
繊維、ビニロン繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ＰＢ
Ｏ繊維のいずれかの繊維あるいはこれらの併用系からな
り、自己融着繊維あるいはバインダーにより固着してい
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルカリ電
池用セパレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141524A JP2000331665A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | アルカリマンガン電池用セパレーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11141524A JP2000331665A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | アルカリマンガン電池用セパレーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331665A true JP2000331665A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15293982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11141524A Pending JP2000331665A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | アルカリマンガン電池用セパレーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000331665A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059766A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 電気化学素子用セパレーターおよびその製造方法 |
| WO2006090790A1 (ja) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Kuraray Co., Ltd. | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ一次電池 |
| JP2014026877A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Nippon Kodoshi Corp | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池 |
| CN115117555A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-09-27 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | 一种碱锰电池用复合隔膜材料及其制备方法 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11141524A patent/JP2000331665A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059766A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-28 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 電気化学素子用セパレーターおよびその製造方法 |
| WO2006090790A1 (ja) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Kuraray Co., Ltd. | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ一次電池 |
| JP2006236808A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Kuraray Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ一次電池 |
| US8097366B2 (en) | 2005-02-25 | 2012-01-17 | Kuraray Co., Ltd. | Alkaline battery separator comprising alkali-resistance synthetic fiber, fibrillated organic solvent-spun cellulose fiber and mercerized pulp, and alkaline primary battery |
| JP2014026877A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Nippon Kodoshi Corp | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池 |
| CN115117555A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-09-27 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | 一种碱锰电池用复合隔膜材料及其制备方法 |
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