JP2001155707A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JP2001155707A JP2001155707A JP33295199A JP33295199A JP2001155707A JP 2001155707 A JP2001155707 A JP 2001155707A JP 33295199 A JP33295199 A JP 33295199A JP 33295199 A JP33295199 A JP 33295199A JP 2001155707 A JP2001155707 A JP 2001155707A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alkaline battery
- nonwoven fabric
- positive electrode
- air permeability
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】放電特性が高く、正極と負極との隔離機能も高
いセパレータを作成し、安全で高性能なアルカリ電池を
提供する。 【解決手段】アルカリ電池において正極合剤と負極ゲル
とを隔離しているセパレータとして、（Ａ）通気度が６
×１０3 〜１．０×１０4 ［ｍｌ／（ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）］である不織布を２層以上にしたもの、または
（Ｂ）水銀圧入法により測定した全細孔体積が０．８〜
２．０ｃｍ2 ／ｇである不織布を２層以上としたものを
用いる。ここで通気度とは、差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの時
に通過する２０±２℃，湿度６５±２％の空気の量のこ
とである。かかるセパレータを用いれば、放電特性を向
上させ、正極と負極との隔離機能も高いので短寿命発生
を阻止することができる。
いセパレータを作成し、安全で高性能なアルカリ電池を
提供する。 【解決手段】アルカリ電池において正極合剤と負極ゲル
とを隔離しているセパレータとして、（Ａ）通気度が６
×１０3 〜１．０×１０4 ［ｍｌ／（ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）］である不織布を２層以上にしたもの、または
（Ｂ）水銀圧入法により測定した全細孔体積が０．８〜
２．０ｃｍ2 ／ｇである不織布を２層以上としたものを
用いる。ここで通気度とは、差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの時
に通過する２０±２℃，湿度６５±２％の空気の量のこ
とである。かかるセパレータを用いれば、放電特性を向
上させ、正極と負極との隔離機能も高いので短寿命発生
を阻止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ電池に関
し、さらに詳しくはセパレータを改良して放電特性と安
定性，信頼性を向上させたアルカリ電池に関する。
し、さらに詳しくはセパレータを改良して放電特性と安
定性，信頼性を向上させたアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ電池、例えばアルカリ乾
電池のセパレータとしては、セルロース系繊維（マーセ
ル化パルプ，レーヨン等）やポリビニルアルコール系繊
維（ＰＶＡ，ビニロン等）を主材料とした不織布が用い
られてきた。この不織布を管理、評価する主な物性値と
しては、坪量（ｇ／ｍ2 ）と厚さ（μｍ）がある。坪量
と厚さからその不織布の平均密度が計算でき、平均密度
から電池に組み込まれた時のおよその特性が推測され
る。つまり、不織布の密度が高ければ電池の正極と負極
の隔離の機能は良好になるが、電解液を保持する能力が
劣り、イオンの移動が妨害されるために放電特性は悪く
なる。
電池のセパレータとしては、セルロース系繊維（マーセ
ル化パルプ，レーヨン等）やポリビニルアルコール系繊
維（ＰＶＡ，ビニロン等）を主材料とした不織布が用い
られてきた。この不織布を管理、評価する主な物性値と
しては、坪量（ｇ／ｍ2 ）と厚さ（μｍ）がある。坪量
と厚さからその不織布の平均密度が計算でき、平均密度
から電池に組み込まれた時のおよその特性が推測され
る。つまり、不織布の密度が高ければ電池の正極と負極
の隔離の機能は良好になるが、電解液を保持する能力が
劣り、イオンの移動が妨害されるために放電特性は悪く
なる。
【０００３】一方、不織布の密度が低くなると電解液の
保持能力が上がり、また、イオン等も移動し易くなるた
めに放電特性が良くなるが、正極と負極の隔離機能が低
下するために軽負荷放電や間欠放電の途中で、放電生成
物の針状結晶（デンドライト）が成長して内部短絡を起
こし、短寿命になってしまう。そこで、一般的には不織
布の密度は０．２８〜０．３８（ｇ／ｃｍ3 ）に規制・
管理して使用してきた。
保持能力が上がり、また、イオン等も移動し易くなるた
めに放電特性が良くなるが、正極と負極の隔離機能が低
下するために軽負荷放電や間欠放電の途中で、放電生成
物の針状結晶（デンドライト）が成長して内部短絡を起
こし、短寿命になってしまう。そこで、一般的には不織
布の密度は０．２８〜０．３８（ｇ／ｃｍ3 ）に規制・
管理して使用してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、密度を
０．２８〜０．３８（ｇ／ｃｍ3 ）に規制・管理して使
用した場合に、放電特性にはそれほどばらつきがない
が、短寿命の発生では不織布の製造ロット毎にばらつく
という現象が見られた。したがって、セパレータについ
ては不織布の密度を管理するだけでは、短寿命発生に対
しての対策、言い換えると正極と負極の隔離機能の基準
にはならないと考えられる。
０．２８〜０．３８（ｇ／ｃｍ3 ）に規制・管理して使
用した場合に、放電特性にはそれほどばらつきがない
が、短寿命の発生では不織布の製造ロット毎にばらつく
という現象が見られた。したがって、セパレータについ
ては不織布の密度を管理するだけでは、短寿命発生に対
しての対策、言い換えると正極と負極の隔離機能の基準
にはならないと考えられる。
【０００５】本発明は、上記状況に鑑みてなされたもの
で、その目的はアルカリ電池のセパレータを改良して放
電特性も隔離機能も高いセパレータとし、安全で高性能
なアルカリ電池を提供することにある。
で、その目的はアルカリ電池のセパレータを改良して放
電特性も隔離機能も高いセパレータとし、安全で高性能
なアルカリ電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者は、アルカリ電池のセパレータとして、従
来のように不織布の密度ではなく通気度に着目し、その
適性値を検討することによって請求項１に記載した本発
明に至った。またさらに本発明者は、水銀圧入法による
全細孔体積に着目し、その適性値を検討することによっ
て請求項２に記載した本発明に至った。
め、本発明者は、アルカリ電池のセパレータとして、従
来のように不織布の密度ではなく通気度に着目し、その
適性値を検討することによって請求項１に記載した本発
明に至った。またさらに本発明者は、水銀圧入法による
全細孔体積に着目し、その適性値を検討することによっ
て請求項２に記載した本発明に至った。
【０００７】すなわち本発明は、正極端子を兼ねる金属
缶の中に円筒状の正極合剤が充填され、円筒状の正極合
剤の内側にセパレータを介して負極ゲルが充填されてい
るアルカリ電池において、セパレータとして、下記に規
定する通気度、 通気度＝差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの時に通過する２０±２
℃，湿度６５±２％の空気の量 が６×１０3 〜１．０×１０4 （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）である不織布を２層以上として用いたことを特徴
とする。
缶の中に円筒状の正極合剤が充填され、円筒状の正極合
剤の内側にセパレータを介して負極ゲルが充填されてい
るアルカリ電池において、セパレータとして、下記に規
定する通気度、 通気度＝差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの時に通過する２０±２
℃，湿度６５±２％の空気の量 が６×１０3 〜１．０×１０4 （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）である不織布を２層以上として用いたことを特徴
とする。
【０００８】またさらに本発明は、正極端子を兼ねる金
属缶の中に円筒状の正極合剤が充填され、円筒状の正極
合剤の内側にセパレータを介して負極ゲルが充填されて
いるアルカリ電池において、セパレータとして、水銀圧
入法により測定した全細孔体積が０．８〜２．０ｃｍ3
／ｇである不織布を２層以上として用いたことを特徴と
する。
属缶の中に円筒状の正極合剤が充填され、円筒状の正極
合剤の内側にセパレータを介して負極ゲルが充填されて
いるアルカリ電池において、セパレータとして、水銀圧
入法により測定した全細孔体積が０．８〜２．０ｃｍ3
／ｇである不織布を２層以上として用いたことを特徴と
する。
【０００９】上記したように、差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの
時に単位時間、単位面積を通過する２０±２℃，湿度６
５±２％の空気の量（ＪＩＳ Ｐ８１１１）を、以下
「通気度」と表現する。通気度の測定は、２つの筒状の
器具の間に空気が漏れないように測定対象となる不織布
をセットし、両筒間の差圧は圧力計で、また空気の流量
は流量計で測定するようにして、圧力計で１００ｍｍＨ
2 Ｏの差圧になるように流量計を調節してその時の流量
を測定することにより行う。測定値を単位時間、単位面
積の値に換算して、通気度を求める。
時に単位時間、単位面積を通過する２０±２℃，湿度６
５±２％の空気の量（ＪＩＳ Ｐ８１１１）を、以下
「通気度」と表現する。通気度の測定は、２つの筒状の
器具の間に空気が漏れないように測定対象となる不織布
をセットし、両筒間の差圧は圧力計で、また空気の流量
は流量計で測定するようにして、圧力計で１００ｍｍＨ
2 Ｏの差圧になるように流量計を調節してその時の流量
を測定することにより行う。測定値を単位時間、単位面
積の値に換算して、通気度を求める。
【００１０】前記したように従来の不織布からなるセパ
レータは密度により製品管理が行われていた。不織布の
密度からは、その構成繊維の材質や配合から空隙率が推
測される。空隙率は文字通り隙間、空間の割合であり、
空気の通過し易さの目安となりそうであるが、実際には
空隙率と通気度の相関が低い場合がある。これは、空隙
には大別して表面に開口していない塞がれた空隙と、不
織布表面に対して開かれた空隙があるためと考えられ
る。構成繊維に囲まれて塞がれた空隙は空気が通過でき
ないため有効に働かず、開かれた空隙のみが有効に働
き、空気が通過することになる。これが、密度と通気度
との相関が低い場合の理由と考えられる。
レータは密度により製品管理が行われていた。不織布の
密度からは、その構成繊維の材質や配合から空隙率が推
測される。空隙率は文字通り隙間、空間の割合であり、
空気の通過し易さの目安となりそうであるが、実際には
空隙率と通気度の相関が低い場合がある。これは、空隙
には大別して表面に開口していない塞がれた空隙と、不
織布表面に対して開かれた空隙があるためと考えられ
る。構成繊維に囲まれて塞がれた空隙は空気が通過でき
ないため有効に働かず、開かれた空隙のみが有効に働
き、空気が通過することになる。これが、密度と通気度
との相関が低い場合の理由と考えられる。
【００１１】空気が通過するのに有効な空隙は、電池に
組み込まれた場合にはイオン等が通過するのにも有効に
働くと考えられるので、放電に対しても有効な指標とな
る。つまり、通気度が高い方がイオン等は移動し易く、
放電特性は良くなる。一方、有効な空隙はデンドライト
の生成・成長する場所でもあり、空隙が多すぎる場合に
は短寿命が発生し易くなる。したがって、短寿命の発生
という点では通気度は低い方が好ましい。放電特性と短
寿命発生との両者を勘案して定めた通気度の範囲が、上
記の値６×１０3 〜１．０×１０4 （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）である。
組み込まれた場合にはイオン等が通過するのにも有効に
働くと考えられるので、放電に対しても有効な指標とな
る。つまり、通気度が高い方がイオン等は移動し易く、
放電特性は良くなる。一方、有効な空隙はデンドライト
の生成・成長する場所でもあり、空隙が多すぎる場合に
は短寿命が発生し易くなる。したがって、短寿命の発生
という点では通気度は低い方が好ましい。放電特性と短
寿命発生との両者を勘案して定めた通気度の範囲が、上
記の値６×１０3 〜１．０×１０4 （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）である。
【００１２】一方、水銀圧入法による全細孔体積の測定
は、２０±２℃、湿度６５±２％に充分放置して安定し
た不織布を、水銀ポロシメーターにセットして行う。測
定器としては、例えば島津製作所製ポロシメーター「ポ
アサイザ９３２０」などが使用できる。
は、２０±２℃、湿度６５±２％に充分放置して安定し
た不織布を、水銀ポロシメーターにセットして行う。測
定器としては、例えば島津製作所製ポロシメーター「ポ
アサイザ９３２０」などが使用できる。
【００１３】水銀が侵入できる空隙は、電池に組み込ま
れた場合には電解液やイオン等が通過するのにも有効に
働くと考えられるので、放電に対しても有効な指標とな
る。つまり、水銀圧入法により測定した全細孔体積が多
い方がイオン等は移動し易く、放電特性は良くなる。一
方、有効な空隙はデンドライトの生成・成長する場所で
もあり、空隙が多すぎる場合には短寿命が発生し易くな
る。したがって、短寿命の発生という点では全細孔体積
は少ない方が好ましい。放電特性と短寿命発生との両者
を勘案して定めた全細孔体積の範囲が、０．８〜２．０
ｃｍ3 ／ｇである。
れた場合には電解液やイオン等が通過するのにも有効に
働くと考えられるので、放電に対しても有効な指標とな
る。つまり、水銀圧入法により測定した全細孔体積が多
い方がイオン等は移動し易く、放電特性は良くなる。一
方、有効な空隙はデンドライトの生成・成長する場所で
もあり、空隙が多すぎる場合には短寿命が発生し易くな
る。したがって、短寿命の発生という点では全細孔体積
は少ない方が好ましい。放電特性と短寿命発生との両者
を勘案して定めた全細孔体積の範囲が、０．８〜２．０
ｃｍ3 ／ｇである。
【００１４】また、本発明ではセパレータの層数を２層
以上としたが、それは次のような理由による。不織布の
厚さと層数は様々な組み合せが考えられるが、不織布の
製造上、ピンホールを無くすことは困難であり、層数が
１層ではピンホールを通して内部短絡を起こす可能性が
非常に高くなる。そこで本発明ではセパレータの層数を
２層以上にして用いる。
以上としたが、それは次のような理由による。不織布の
厚さと層数は様々な組み合せが考えられるが、不織布の
製造上、ピンホールを無くすことは困難であり、層数が
１層ではピンホールを通して内部短絡を起こす可能性が
非常に高くなる。そこで本発明ではセパレータの層数を
２層以上にして用いる。
【００１５】なお、不織布の厚さは、７０μｍより薄い
不織布では円筒状に作製する時にテンションをかけるの
で切れる可能性が高くなり、２００μｍより厚い不織布
では巻き込む時の反発力が強くなりすぎて巻き込みにく
くなる。したがって作業性を考えると不織布の厚さは７
０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。
不織布では円筒状に作製する時にテンションをかけるの
で切れる可能性が高くなり、２００μｍより厚い不織布
では巻き込む時の反発力が強くなりすぎて巻き込みにく
くなる。したがって作業性を考えると不織布の厚さは７
０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、アルカリ乾電池についての
本発明の実施の形態を説明する。 （Ａ）通気度によるもの まず、表１に記載した、マーセル化パルプ，レーヨン，
ビニロンおよびバインダーとしてのポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）の各繊維を、表１記載の割合で配合して抄
紙機にて不織布を作製した。表２に示すように、これら
の不織布の密度は同程度であり、通気度を変えている。
通気度を低くする方法は、マーセル化パルプの叩解を進
めて目を詰めること、細繊維径のビニロン繊維を使用す
ることおよびＰＶＡ繊維配合量を増やすことで行ない、
表１に示すようにこれらを併用して、実施例１Ａ〜３Ａ
および比較例１Ａ〜２Ａの不織布を作製した。得られた
不織布の物性を表２に示す。保液率（ｇ電解液／ｇ不織
布の比率）は通気度とほぼ相関しており、通気度が低く
なると保液率は低下する傾向にあるが、これらの例では
電池作製に必要な量は保液できるレベルとなっている。
本発明の実施の形態を説明する。 （Ａ）通気度によるもの まず、表１に記載した、マーセル化パルプ，レーヨン，
ビニロンおよびバインダーとしてのポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）の各繊維を、表１記載の割合で配合して抄
紙機にて不織布を作製した。表２に示すように、これら
の不織布の密度は同程度であり、通気度を変えている。
通気度を低くする方法は、マーセル化パルプの叩解を進
めて目を詰めること、細繊維径のビニロン繊維を使用す
ることおよびＰＶＡ繊維配合量を増やすことで行ない、
表１に示すようにこれらを併用して、実施例１Ａ〜３Ａ
および比較例１Ａ〜２Ａの不織布を作製した。得られた
不織布の物性を表２に示す。保液率（ｇ電解液／ｇ不織
布の比率）は通気度とほぼ相関しており、通気度が低く
なると保液率は低下する傾向にあるが、これらの例では
電池作製に必要な量は保液できるレベルとなっている。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】これらの不織布を、所定の大きさに裁断し
て円筒状に３層に巻き、更に円形の底紙を熱融着するこ
とにより有底円筒状のセパレータを作製した。こうして
得られたセパレータを用いて、図１に示すＪＩＳ規格Ｌ
Ｒ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
て円筒状に３層に巻き、更に円形の底紙を熱融着するこ
とにより有底円筒状のセパレータを作製した。こうして
得られたセパレータを用いて、図１に示すＪＩＳ規格Ｌ
Ｒ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
【００２０】この図において、１は正極端子を兼ねる有
底円筒形の金属缶であり、この金属缶１内には円筒状に
加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２
は、二酸化マンガン粉末とカーボン粉末を混合し、これ
を金属缶１内に収納し所定の圧力で中空円筒状に加圧成
形したものである。また、正極合剤２の中空部には、前
記の有底円筒状のセパレータ３を介して、無汞化亜鉛合
金粉末，アルカリ電解液およびゲル化剤としてのポリア
クリル酸ソーダからなるゲル状亜鉛負極４が充填されて
いる。ゲル状亜鉛負極４内には真鍮製の負極集電棒５
が、その上端部をゲル状負極４より突出するように挿着
されている。負極集電棒５の突出部外周面および金属缶
１の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂からなる
絶縁ガスケット６が配設されている。また、ガスケット
６の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配設さ
れ、かつ金属板７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封
口板８が集電棒５の頭部に当接するように配設されてい
る。そして、金属缶１の開口縁を内方に屈曲させること
によりガスケット６および金属封口板８で金属缶１内を
密封口している。
底円筒形の金属缶であり、この金属缶１内には円筒状に
加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２
は、二酸化マンガン粉末とカーボン粉末を混合し、これ
を金属缶１内に収納し所定の圧力で中空円筒状に加圧成
形したものである。また、正極合剤２の中空部には、前
記の有底円筒状のセパレータ３を介して、無汞化亜鉛合
金粉末，アルカリ電解液およびゲル化剤としてのポリア
クリル酸ソーダからなるゲル状亜鉛負極４が充填されて
いる。ゲル状亜鉛負極４内には真鍮製の負極集電棒５
が、その上端部をゲル状負極４より突出するように挿着
されている。負極集電棒５の突出部外周面および金属缶
１の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂からなる
絶縁ガスケット６が配設されている。また、ガスケット
６の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配設さ
れ、かつ金属板７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封
口板８が集電棒５の頭部に当接するように配設されてい
る。そして、金属缶１の開口縁を内方に屈曲させること
によりガスケット６および金属封口板８で金属缶１内を
密封口している。
【００２１】以上のようにして組み立てた各ＬＲ６形電
池について、２Ω連続放電の放電持続時間（調査数ｎ＝
２０個の平均値）および１．２ｋΩ連続放電での短寿命
発生率（調査数ｎ＝５０個）を調査した。結果を表３に
示す。
池について、２Ω連続放電の放電持続時間（調査数ｎ＝
２０個の平均値）および１．２ｋΩ連続放電での短寿命
発生率（調査数ｎ＝５０個）を調査した。結果を表３に
示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】２Ω連続放電の放電持続時間は通気度が高
い方が優勢であることがわかる。通気度が低いと電池の
内部抵抗（インピーダンス）が高くなり、重負荷放電で
はより電圧降下（ＩＲドロップ）が大きく、放電中の作
動電圧が低くなるために持続時間は短くなると考えられ
る。特に比較例１Ａは実施例１Ａと比較しても約７％劣
勢で、明らかに悪い。
い方が優勢であることがわかる。通気度が低いと電池の
内部抵抗（インピーダンス）が高くなり、重負荷放電で
はより電圧降下（ＩＲドロップ）が大きく、放電中の作
動電圧が低くなるために持続時間は短くなると考えられ
る。特に比較例１Ａは実施例１Ａと比較しても約７％劣
勢で、明らかに悪い。
【００２４】１．２ｋΩ連続放電での短寿命発生率を見
ると、通気度が最も高い比較例２Ａで短寿命が発生して
いる。不織布はフィルム等と比較して目が粗い、つまり
細孔径が明らかに大きく、また、細孔径のばらつきも大
きいために、不織布の部分によって厳密には通気度が異
なる。したがって、短寿命が発生するのは確率の問題で
あり、比較例２Ａの通気度レベルになると発生する確率
が急激に高くなるものと考えられる。
ると、通気度が最も高い比較例２Ａで短寿命が発生して
いる。不織布はフィルム等と比較して目が粗い、つまり
細孔径が明らかに大きく、また、細孔径のばらつきも大
きいために、不織布の部分によって厳密には通気度が異
なる。したがって、短寿命が発生するのは確率の問題で
あり、比較例２Ａの通気度レベルになると発生する確率
が急激に高くなるものと考えられる。
【００２５】（Ｂ）水銀圧入法により測定した全細孔体
積によるもの 表４に記載した、マーセル化パルプ，レーヨン，ビニロ
ン，アラミドおよびバインダーとしてのポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）の各繊維を、表４記載の割合で配合し
て湿式抄紙機にて不織布を作製した。表５に示すよう
に、これらの不織布は密度が同程度で、全細孔体積に変
化がある。全細孔体積を多くする方法は、繊維の叩解度
を上げること、叩解できるアラミド繊維（ポリｐ−フェ
ニレンテレフタルアミド）を使用すること、より細繊維
径のビニロン繊維を使用することおよびＰＶＡ繊維配合
量を減らすことで行ない、表４に示すようにこれらを併
用して、実施例１Ｂ〜３Ｂおよび比較例１Ｂ〜２Ｂの不
織布を作製した。得られた不織布の物性を表５に示す。
保液率（ｇ電解液／ｇ不織布の比率）は全細孔体積とほ
ぼ相関しており、全細孔体積が少なくなると保液率は低
下する傾向にあるが、これらの例では電池作製に必要な
量は保液できるレベルとなっている。
積によるもの 表４に記載した、マーセル化パルプ，レーヨン，ビニロ
ン，アラミドおよびバインダーとしてのポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）の各繊維を、表４記載の割合で配合し
て湿式抄紙機にて不織布を作製した。表５に示すよう
に、これらの不織布は密度が同程度で、全細孔体積に変
化がある。全細孔体積を多くする方法は、繊維の叩解度
を上げること、叩解できるアラミド繊維（ポリｐ−フェ
ニレンテレフタルアミド）を使用すること、より細繊維
径のビニロン繊維を使用することおよびＰＶＡ繊維配合
量を減らすことで行ない、表４に示すようにこれらを併
用して、実施例１Ｂ〜３Ｂおよび比較例１Ｂ〜２Ｂの不
織布を作製した。得られた不織布の物性を表５に示す。
保液率（ｇ電解液／ｇ不織布の比率）は全細孔体積とほ
ぼ相関しており、全細孔体積が少なくなると保液率は低
下する傾向にあるが、これらの例では電池作製に必要な
量は保液できるレベルとなっている。
【００２６】また、不織布の厚さは、３層に巻くことを
想定して約１１０μｍに調整した。なお、厚さと層数は
様々な組み合わせが考えられるが、７０μｍより薄い不
織布では円筒状に作成する時にテンションをかけるので
切れる可能性が高くなり、２００μｍより厚い不織布で
は巻き込む時の反発力が強くなりすぎて巻き込みにくく
なる。したがって作業性を考えると不織布の厚さは７０
〜２００μｍの範囲が好ましい。
想定して約１１０μｍに調整した。なお、厚さと層数は
様々な組み合わせが考えられるが、７０μｍより薄い不
織布では円筒状に作成する時にテンションをかけるので
切れる可能性が高くなり、２００μｍより厚い不織布で
は巻き込む時の反発力が強くなりすぎて巻き込みにくく
なる。したがって作業性を考えると不織布の厚さは７０
〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】上記の各不織布を３層に巻き、さらに円形
の底紙を熱融着して、有底円筒状のセパレータを作成し
た。これらのセパレータを用いて、図１に示すＪＩＳ規
格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
の底紙を熱融着して、有底円筒状のセパレータを作成し
た。これらのセパレータを用いて、図１に示すＪＩＳ規
格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
【００３０】以上のようにして組み立てた各ＬＲ６形電
池について、２Ω連続放電の放電持続時間（調査数ｎ＝
２０個の平均値）および１．２ｋΩ連続放電での短寿命
発生率（調査数ｎ＝５０個）を調査した。結果を表６に
示す。
池について、２Ω連続放電の放電持続時間（調査数ｎ＝
２０個の平均値）および１．２ｋΩ連続放電での短寿命
発生率（調査数ｎ＝５０個）を調査した。結果を表６に
示す。
【００３１】
【表６】
【００３２】２Ω連続放電の放電持続時間は全細孔体積
が多い方が優勢であることが分かる。全細孔体積が少な
いと電池の内部抵抗（インピーダンス）が高くなり、重
負荷放電ではより電圧降下（ＩＲドロップ）が大きく、
放電中の作動電圧が低くなるために持続時間は短くなる
と考えられる。特に比較例１Ｂは実施例１Ｂと比較して
も約８％劣勢で、明らかに悪い。
が多い方が優勢であることが分かる。全細孔体積が少な
いと電池の内部抵抗（インピーダンス）が高くなり、重
負荷放電ではより電圧降下（ＩＲドロップ）が大きく、
放電中の作動電圧が低くなるために持続時間は短くなる
と考えられる。特に比較例１Ｂは実施例１Ｂと比較して
も約８％劣勢で、明らかに悪い。
【００３３】１．２ｋΩ連続放電での短寿命発生率を見
ると、全細孔体積が最も多い比較例２Ｂで短寿命が発生
している。不織布はフィルム等と比較して細孔径が明ら
かに大きく、また部分によって厳密には細孔の分布が異
なっている。したがって、短寿命が発生するのは確率の
問題であり、比較例２程度の全細孔体積レベルになる
と、発生する確率が急激に高くなるものと考えられる。
ると、全細孔体積が最も多い比較例２Ｂで短寿命が発生
している。不織布はフィルム等と比較して細孔径が明ら
かに大きく、また部分によって厳密には細孔の分布が異
なっている。したがって、短寿命が発生するのは確率の
問題であり、比較例２程度の全細孔体積レベルになる
と、発生する確率が急激に高くなるものと考えられる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明で用いるセ
パレータは、いずれも電解液保持力が高いので放電特性
を良好にし、しかも正極と負極の隔離機能もよいので電
池の短寿命発生を防ぐことができる。したがって本発明
によれば、安定性、信頼性を向上させた安全で高性能な
アルカリ電池を提供することができる。
パレータは、いずれも電解液保持力が高いので放電特性
を良好にし、しかも正極と負極の隔離機能もよいので電
池の短寿命発生を防ぐことができる。したがって本発明
によれば、安定性、信頼性を向上させた安全で高性能な
アルカリ電池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例であるアルカリ電池の断面
図。
図。
１…金属缶、２…正極合剤、３…セパレータ、４…ゲル
状負極、５…負極集電棒、６…絶縁ガスケット、７…リ
ング状金属板、８…金属封口板。
状負極、５…負極集電棒、６…絶縁ガスケット、７…リ
ング状金属板、８…金属封口板。
Claims (4)
- 【請求項１】 正極端子を兼ねる金属缶の中に円筒状の
正極合剤が充填され、円筒状の正極合剤の内側にセパレ
ータを介して負極ゲルが充填されているアルカリ電池に
おいて、セパレータとして、下記に規定する通気度、 通気度＝差圧１００ｍｍＨ2 Ｏの時に通過する２０±２
℃，湿度６５±２％の空気の量 が６×１０3 〜１．０×１０4 （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃ
ｍ2 ）である不織布を２層以上にしたものを用いたこと
を特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】 正極端子を兼ねる金属缶の中に円筒状の
正極合剤が充填され、円筒状の正極合剤の内側にセパレ
ータを介して負極ゲルが充填されているアルカリ電池に
おいて、セパレータとして、水銀圧入法により測定した
全細孔体積が０．８〜２．０ｃｍ3 ／ｇである不織布を
２層以上にしたものを用いたことを特徴とするアルカリ
電池。 - 【請求項３】 不織布の厚さが７０〜２００μｍである
請求項１または２記載のアルカリ電池。 - 【請求項４】 不織布がポリビニルアルコール系繊維、
セルロース系繊維および芳香族ポリアミド系繊維のうち
の少なくとも１種の繊維を含む請求項１または２記載の
アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33295199A JP2001155707A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33295199A JP2001155707A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155707A true JP2001155707A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18260643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33295199A Pending JP2001155707A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155707A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003009406A1 (en) * | 2001-07-19 | 2003-01-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline dry battery |
| EP1959023A1 (en) | 2007-01-15 | 2008-08-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline dry battery |
| JP2020167006A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Fdk株式会社 | 電気化学素子及び電気化学素子の製造方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01139355U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 | ||
| JPH01309256A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11102684A (ja) * | 1998-08-18 | 1999-04-13 | Nippon Kodoshi Corp | アルカリ電池用セパレータ紙 |
| JPH11111256A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-04-23 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JPH11144699A (ja) * | 1997-11-12 | 1999-05-28 | Oji Paper Co Ltd | アルカリ電池用セパレーター |
| JPH11185722A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Oji Paper Co Ltd | アルカリ電池セパレータ |
| JPH11219693A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-08-10 | Oji Paper Co Ltd | 電池用セパレータ |
| JPH11260339A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Kurashiki Seni Kako Kk | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11288702A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Japan Vilene Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11297293A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-29 | Toyobo Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33295199A patent/JP2001155707A/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01139355U (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 | ||
| JPH01309256A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11111256A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-04-23 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JPH11144699A (ja) * | 1997-11-12 | 1999-05-28 | Oji Paper Co Ltd | アルカリ電池用セパレーター |
| JPH11219693A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-08-10 | Oji Paper Co Ltd | 電池用セパレータ |
| JPH11185722A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Oji Paper Co Ltd | アルカリ電池セパレータ |
| JPH11260339A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Kurashiki Seni Kako Kk | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11288702A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Japan Vilene Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH11297293A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-29 | Toyobo Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JPH11102684A (ja) * | 1998-08-18 | 1999-04-13 | Nippon Kodoshi Corp | アルカリ電池用セパレータ紙 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003009406A1 (en) * | 2001-07-19 | 2003-01-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline dry battery |
| US7244529B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-07-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline dry battery |
| EP1959023A1 (en) | 2007-01-15 | 2008-08-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline dry battery |
| JP2020167006A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Fdk株式会社 | 電気化学素子及び電気化学素子の製造方法 |
| JP7170576B2 (ja) | 2019-03-29 | 2022-11-14 | Fdk株式会社 | 電気化学素子及び電気化学素子の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2710652B1 (en) | Single-layer lithium ion battery separator | |
| JP6099328B2 (ja) | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池 | |
| RU2737961C9 (ru) | Разделитель для щелочной батареи и щелочная батарея | |
| US10003057B2 (en) | Separator paper for electrochemical cells | |
| CA2466754C (en) | Nonwoven separator for electrochemical cell | |
| JP2000003834A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP4354349B2 (ja) | アルカリ乾電池用セパレータの評価方法 | |
| JPH0927311A (ja) | 電池セパレーター用不織布 | |
| EP0228603B1 (en) | Separators for alkaline dry batteries | |
| CN109952681A (zh) | 非对称的二次电化学电池 | |
| JP6739946B2 (ja) | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池 | |
| JP6739947B2 (ja) | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池 | |
| KR19990022682A (ko) | 알칼라인 전기 화학적 셀용 격리판 | |
| EP2345098B1 (en) | Alkaline cell with improved separator | |
| JP2001155707A (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH1186907A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JPH11144699A (ja) | アルカリ電池用セパレーター | |
| JP2002279957A (ja) | アルカリ電池用セパレータ紙 | |
| JPH11233093A (ja) | アルカリ乾電池 | |
| JP2005085603A (ja) | 亜鉛一次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061005 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20081210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100817 |