JP2001185114A - 密閉形鉛蓄電池用セパレータ - Google Patents
密閉形鉛蓄電池用セパレータInfo
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Abstract
かも平均孔径が小さく耐短絡性にも優れた密閉形鉛蓄電
池用セパレータを提供する。 【解決手段】 BET法に基づく平均直径が0.5μm
〜1μmの範囲の微細ガラス繊維と無機質粉体を含有し
た無機材料を主体として湿式混抄される密閉形鉛蓄電池
用セパレータにおいて、分子量100万以上のイオン性
高分子凝集剤を用いて、前記無機材料間を結合するとと
もに、前記結合により形成される繊維構造の平均孔径を
5μm以下としたことを特徴とする。
Description
極板との密着性に優れ、しかも平均孔径が小さく耐短絡
性にも優れた密閉形鉛蓄電池用セパレータに関する。
用セパレータとして、ガラス繊維と無機粉体で構成した
ものや、ガラス繊維、合成繊維及び無機粉体で構成した
ものが知られている。例えば、特開昭58−20604
6号公報には、SiO2粒子を保持したガラス繊維もし
くは合成繊維からなるセパレータが開示されている。ま
た、特開昭61−269852号公報には、平均直径
1.0〜5.0μmの含アルカリ珪酸塩ガラスを主体と
する繊維と、比表面積が100m2/g以上のシリカ粉末
を主体とする粉末を、このシリカ粉末量がセパレータ重
量の40wt%になるように湿式混抄し、ガラス繊維の
間隙に粉末粒子を介在させて孔径を微細化するととも
に、繊維同士又は繊維と粉末粒子とを、主として抄造の
際に生じる水ガラス状物質によって相互に結合するよう
にした密閉形蓄電池用セパレータが開示されている。さ
らに、特開平6−176749号公報には、ポリオレフ
ィン系合成パルプ、ガラス繊維、合成繊維及び無機粉体
を配合し、混合抄造した鉛電池用セパレータが開示され
ている。
いて、結合剤を使用しないものは、電池組立時に無機粉
体が脱落することにより、組立作業に支障を来すことが
ある。また、水ガラス状物質によって繊維同士又は繊維
と無機粉末とを結合するようにしたセパレータでは、p
Hを2.5〜3.5に保った水の中で一定時間分散させ
る必要があり、しかも、無機質からなる水ガラス状物質
を結合剤としていることからセパレータが硬くなるた
め、電池組立作業に支障を来すことがある。また、合成
パルプ及び合成繊維からなる合成樹脂をバインダーとし
たセパレータでは、材料相互間を強く結合するため、前
記のセパレータと同様にセパレータが硬くなり、電池組
立作業に支障を来すことがある。
セパレータは、上記の問題点を解決するために、請求項
1記載の通り、BET法に基づく平均直径が0.5μm
〜1μmの範囲の微細ガラス繊維と無機質粉体を含有し
た無機材料を主体として湿式混抄される密閉形鉛蓄電池
用セパレータにおいて、分子量100万以上のイオン性
高分子凝集剤を用いて、前記無機材料間を結合するとと
もに、前記結合により形成される繊維構造の平均孔径を
5μm以下としたことを特徴とする。また、請求項2記
載の密閉形鉛蓄電池用セパレータは、請求項1記載の密
閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、前記無機質粉体
は、比表面積が150m2/g〜300m2/gの二酸
化珪素であり、該無機質粉体を15〜40wt%含有さ
せることで、BET法に基づく比表面積を20m2/g
〜130m2/g未満としたことを特徴とする。また、
請求項3記載の密閉形鉛蓄電池用セパレータは、請求項
1または2記載密閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、
前記イオン性高分子凝集剤を抄紙スラリーの全固体重量
を基準として0.05wt%〜0.5wt%含有させる
ことを特徴とする。
が0.5μm〜1μmの範囲の微細ガラス繊維と無機質
粉体を含有した無機材料を主体として湿式混抄される密
閉形鉛蓄電池用セパレータにおいて、分子量100万以
上のイオン性高分子凝集剤を用いて無機材料間を結合す
るようにしたことにより、材料相互間を適度な結合力で
結合でき、柔軟な抄紙シートとすることができる。
の平均直径を前記のように0.5μm〜1μmの範囲と
したことで、基本繊維構造自体の細孔径分布が小さくな
り、しかも、繊維同士が構成する細孔に無機粉体が充満
するため、前記繊維構造の細孔径分布はさらに小さくな
り、結果的に平均孔径が5μm以下の耐短絡性の優れた
柔軟な密閉形鉛電池用セパレータを得ることができる。
5μm〜1μmの範囲としたことにより、ガラス繊維重
量当たりの繊維本数を多くすることができ、BET法に
基づくセパレータの比表面積にして130m2/gまで
の多量の無機質粉体を湿式混抄した密閉形鉛電池用セパ
レータとすることができる。
のCガラスを、溶融、紡糸して得られるBET法に基づ
く平均繊維直径が0.5〜1μmの範囲から選択した微
細なガラス繊維を使用する。
るタルク、珪藻土、二酸化珪素等が使用可能であるが、
無機質粉体の混抄による微孔の縮小効果が大きく、純度
の高い材料が得られる点から、比表面積が150m2/
g〜300m2/gの二酸化珪素の使用が好ましい。
0wt%が好ましい。これは、15wt%未満では、微
孔の縮小効果が小さいため、耐短絡性の優れたセパレー
タを得ることができず、また、40wt%を超えるとセ
パレータが硬くなり電池組立作業に支障を来すだけでな
く、セパレータから無機質粉体が脱落するからである。
子量100万以上のアクリルアミドを含有する水溶性の
カチオン性共重合体やエチレンイミン等のカチオン性高
分子凝集剤を使用できるが、アニオン性、あるいはノニ
オン性高分子凝集剤との併用も可能である。このような
イオン性高分子凝集剤は、微細ガラス繊維と無機質粉体
を含有した無機材料を主体とする抄紙全材料に対してフ
ロック形成を促し、そのフロック形成により無機質粉体
の繊維材料への定着効率を著しく高めるとともに、無機
材料を主体とした材料を相互に緩く結合するため、軟ら
かい密閉形鉛電池セパレータが得られる。
量は、100万以上が必要であり、100万未満では、
無機質粉体の繊維材料への定着効率が低下し、多量の無
機質粉体を混抄することが困難となるため好ましくな
い。また、イオン性高分子凝集剤の添加量は、抄紙スラ
リーの全固体重量を基準として0.05wt%〜0.5
wt%の範囲が好ましい。これは、0.05wt%未満
では、無機質粉体の繊維材料への定着効率が著しく低下
するとともに、材料間の結合効果が期待できず、また、
0.5wt%を超えると強いフロックを形成し、シート
均質度の低下、即ち、地合の低下をもたらすからであ
る。
従来例とともに説明する。 〔実施例1〕平均繊維径0.7μm、比表面積2.3m
2/gの耐酸性ガラス繊維75部と比表面積230m2
/gの二酸化珪素25部を水流型分散機を用いて混合分
散させた後、分子量150万のカチオン性アクリルアミ
ド0.2部を含む水溶液を添加し、10分間混合して抄
紙用スラリーを得た。次いで、該スラリーを用いて抄造
・乾燥を行い、厚さ1.0mmの密閉形鉛電池用セパレ
ータを得た。なお、本実施例以下、その配合量を表す部
は、重量部を示すものとする。
面積1.5m2/gの耐酸性ガラス繊維75部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素25部を水流型分散機を
用いて混合分散させた後、分子量150万のカチオン性
アクリルアミド0.2部を含む水溶液を添加し、10分
間混合して抄紙用スラリーを得た。次いで、該スラリー
を用いて抄造・乾燥を行い、厚さ1.0mmの密閉形鉛
電池用セパレータを得た。
面積1.0m2/gの耐酸性ガラス繊維75部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素25部を水流型分散機を
用いて混合分散させた後、分子量150万のカチオン性
アクリルアミド0.2部を含む水溶液を添加し、10分
間混合して抄紙用スラリーを得た。次いで、該スラリー
を用いて抄造・乾燥を行い、厚さ1.0mmの密閉形鉛
電池用セパレータを得た。
面積1.5m2/gの耐酸性ガラス繊維90部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素10部を水流型分散機を
用いて混合分散させた後、分子量150万のカチオン性
アクリルアミド0.2部を含む水溶液を添加し、10分
間混合して抄紙用スラリーを得た。次いで、該スラリー
を用いて抄造・乾燥を行い、厚さ1.0mmの密閉形鉛
電池用セパレータを得た。
面積2.3m2/gの耐酸性ガラス繊維75部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素25部を水流型分散機を
用いて混合分散させた後、分子量50万のカチオン性ア
クリルアミド0.2部を含む水溶液を添加し、10分間
混合して抄紙用スラリーを得た。次いで、該スラリーを
用いて抄造を行ったが、二酸化珪素のガラス繊維に対す
る定着効率が悪いため、所望のセパレータを得ることが
できなかった。
面積2.3m2/gの耐酸性ガラス繊維50部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素25部及びポリエチレン
合成パルプ25部を水流型分散機を用いて混合分散させ
た後、分子量50万のカチオン性アクリルアミド0.2
部を含む水溶液を添加し、10分間混合して抄紙用スラ
リーを得た。次いで、該スラリーを用いて抄造・乾燥を
行い、厚さ1.0mmの密閉形鉛電池用セパレータを得
た。
面積1.5m2/gの耐酸性ガラス繊維75部と比表面
積230m2/gの二酸化珪素25部を水流型分散機を
用いて混合分散させた後、硫酸を添加して水のpHを3
とし、10分間混合して抄紙用スラリーを得た。次い
で、該スラリーを用いて抄造・乾燥を行い、厚さ1.0
mmの密閉形鉛電池用セパレータを得た。
1、2によって得た密閉形鉛電池用セパレータの特性測
定を行い、その結果を表1に示した。
密閉形鉛電池用セパレータのみが、比表面積が大きく、
平均孔径が小さく、しかも圧縮時相対厚さが小さいもの
となり、その結果、電解液の保持性と極板との密着性に
優れ、しかも平均孔径が小さく耐短絡性にも優れた密閉
形鉛蓄電池用セパレータが得られることが確認できた。
また、従来例1のセパレータでは、ポリエチレン合成パ
ルプと分子量50万のカチオン性アクリルアミドを併用
したことにより、二酸化珪素の繊維材料に対する定着効
率は良好であったが、圧縮時の相対厚さが厚く、従って
セパレータの風合いが硬くなったことから、電池組立作
業性が低下する結果であった。また、従来例2のセパレ
ータは、分子量100万以上のカチオン性アクリルアミ
ドを使用していないことから、実施例のセパレータに対
してガラス繊維の定着率が悪いことが予想されたが、酸
性処理の効果により使用水がやや白濁する程度で、ほぼ
所望のセパレータを得ることができた。しかし、このセ
パレータは、従来例1と同様に圧縮時の相対厚さが厚
く、従ってセパレータの風合いが硬くなったことから、
電池組立作業性が低下する結果であった。
ラス繊維と無機質粉体を含有した無機材料を主体として
湿式混抄される密閉形鉛電池用セパレータにおいて、分
子量100万以上のイオン性高分子凝集剤を用いて無機
材料間を結合したことにより、材料相互間を適度な結合
力で結合できるため、柔軟な抄紙シートとすることがで
きる。また、紙層構造を決定する微細ガラス繊維の平均
直径を0.5μm〜1μmの範囲としたことで、基本繊
維構造自体の細孔径分布が小さくなり、しかも繊維同士
が構成する細孔に無機質粉末が充満するため、細孔の径
分布はさらに小さくなり、結果的に平均孔径が5μm以
下の耐短絡性の優れた柔軟な密閉形鉛電池用セパレータ
を得ることができる。さらに、本発明の密閉形鉛電池用
セパレータを使用すれば、電池組立てが容易となり、ま
た、電池使用時において短絡を生じにくいことから電池
寿命の延長効果を有する。
Claims (3)
- 【請求項1】 BET法に基づく平均直径が0.5μm
〜1μmの範囲の微細ガラス繊維と無機質粉体を含有し
た無機材料を主体として湿式混抄される密閉形鉛蓄電池
用セパレータにおいて、分子量100万以上のイオン性
高分子凝集剤を用いて、前記無機材料間を結合するとと
もに、前記結合により形成される繊維構造の平均孔径を
5μm以下としたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池用セ
パレータ。 - 【請求項2】 前記無機質粉体は、比表面積が150m
2/g〜300m2/gの二酸化珪素であり、該無機質
粉体を15〜40wt%含有させることで、BET法に
基づく比表面積を20m2/g〜130m2/g未満と
したことを特徴とする請求項1記載の密閉形鉛蓄電池用
セパレータ。 - 【請求項3】 前記イオン性高分子凝集剤を抄紙スラリ
ーの全固体重量を基準として0.05wt%〜0.5w
t%含有させることを特徴とする請求項1または2記載
の密閉形鉛蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP36487099A JP4563537B2 (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 密閉形鉛蓄電池用セパレータ |
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1999
- 1999-12-22 JP JP36487099A patent/JP4563537B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4563537B2 (ja) | 2010-10-13 |
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