JP2001307708A

JP2001307708A - 電池用セパレータの製造方法

Info

Publication number: JP2001307708A
Application number: JP2000118659A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kawabe; 雅章川部; Kazuya Sato; 和哉佐藤
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP4454782B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池容量が高く、デンドライドによるショー
トを防止できる、取り扱い性に優れる電池用セパレータ
の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の電池用セパレータの製造方法
は、（１）粉体を気体中に分散させる工程、（２）分散
させた粉体を繊維シートを含むセパレータ基材に付着さ
せる工程、（３）前記付着させた粉体をセパレータ基材
に固定する工程、とを含む方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用セパレータの
製造方法、より具体的には粉体が繊維シートを含むセパ
レータ基材に固定された電池用セパレータの製造方法に
関する。

【0002】

【従来の技術】従来、電池用セパレータとして、不織布
からなるものが知られている。不織布は空隙割合が高
く、強度もあり、電池用セパレータとして用いた時に、
電解液の保持量が多く、電解液の電気抵抗が低いため、
電池の初期容量及びサイクル容量が高く好ましいもので
ある。

【0003】一方、電池においては電池容量もさることなが
ら、デンドライドの発生等による電極間の短絡防止も重
要な問題である。この解決策の１つとして、不織布に微
孔膜を貼り合わせる技術もあるが、微孔膜の空隙が小さ
く、電解液の電気抵抗の増加を招いてしまい好ましくな
かった。また、微孔膜が不織布から剥離することがある
為、電池作成工程において取り扱いずらい場合もあっ
た。

【0004】また、デンドライドを防止するための、セパレ
ータの表面等に適当な孔径を形成する手段として、特開
昭５３−１３６６３１号公報に示されているように、多
孔性セパレータの少なくとも片面に、セパレータ表面が
部分的に露出するよう比較的粗な分布密度に熱可塑性合
成樹脂粉末を付着させ加熱溶着する方法、或いは特開昭
５７−９５０７１号公報に示されているように、１０μ
ｍ以下の平均粒子径をもつポリオレフィン粉末または、
これに同じ粒子径をもつシリカ系粉末を５〜７０重量％
添加した混合粉末を、低沸点液体で分散またはスラリー
化したものをウエブに含浸、塗布、乾燥する方法、など
が知られている。

【0005】しかしながら、このような方法により製造した
電池用セパレータは、図１にセパレータの模式的断面図
を示すように、粉末同士が緻密に充填され、セパレータ
のもつ空隙が小さく、電解液の電気抵抗の増加を招く結
果、電池容量の減少などを招き、満足の行くものではな
かった。

【0006】このように、セパレータの空隙を小さくすると
保液性が落ちたり、電解液の電気抵抗が高くなるため電
池容量の低下を招き、逆にセパレータの空隙を大きくす
るとデンドライドの発生により電池がショートするなど
の問題があったため、電池容量とデンドライド防止性と
の両方を満足するセパレータが待望されていた。

【0007】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するためになされたものであり、電池容量が高
く、デンドライドによるショートを防止できる、取り扱
い性に優れる電池用セパレータの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【0008】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、気体中に粉体を分散させ、繊維シートを含むセパ
レータ基材に前記粉体を付着させ、固定することによ
り、耐ショート性に優れた均質かつ小さな孔径であるに
もかかわらず、電解液の保液性が高く、電解液の電気抵
抗が低いため電池容量の優れるセパレータを製造できる
ことを見い出した。つまり、本発明の電池用セパレータ
の製造方法は、（１）粉体を気体中に分散させる工程、
（２）分散させた粉体を繊維シートを含むセパレータ基
材に付着させる工程、（３）前記付着させた粉体をセパ
レータ基材に固定する工程、とを含む方法である。

【0009】また、前記（２）の付着工程において、気体中
に分散させた粉体を、セパレータ基材を基準として、そ
の粉体の分散側の反対側から吸引してセパレータ基材に
付着させると、粉体のセパレータ基材への集積速度が上
がり生産性に優れるため、より好都合である。

【0010】更に、セパレータ基材に粉体を付着させる前
に、粉体を単極性に帯電させると、粉体同士の集積をよ
り疎な状態にすることができ、セパレータの保液性を損
なわないためより好ましいものである。

【0011】

【発明の実施の形態】本発明の１つの製造方法（以下、
「製造方法１」と称することがある）は、（１）粉体を
気体中に分散させる工程、（２）分散させた粉体を繊維
シートを含むセパレータ基材に付着させる工程、（３）
前記付着させた粉体をセパレータ基材に固定する工程、
とを含んでいる。

【0012】（１）粉体を気体中に分散させる工程は、粉体
を気体中（例えば、空気中）に連続的或いは不連続的に
供給して分散させることを意味し、例えば、ノズルから
気体と共に噴霧する方法や、小さな目開きのメッシュを
通して粉体を振るい落とす方法、などを利用できる。特
に、ノズルから気体と共に噴霧する方法は凝集状態にあ
る粉体を分散させやすいため好適である。この場合、ノ
ズルの先端から吹き出す気体の流速が速いほどより分散
しやすいため好適である。この流速は特に限定されるも
のではないが、１０メートル／秒から音速までが適当で
ある。このようにノズルの先端から流速の速い気体を噴
霧する方法としては、例えば、エジェクターによる方
法、先端の孔径が５ｍｍ以下の小さなノズルから噴霧す
る方法、などが利用できる。

【0013】なお、この粉体の気体中への分散は、粉体を構
成する成分及び／又は粒子径分布の点で一種類の粉体を
分散させても良いし、二種類以上の粉体を分散させても
良い。二種類以上の粉体を分散させる場合、混合して同
時に分散させても良いし、個々の粉体毎に分散させても
良い。特に、粒子径が徐々に大きくなるように、又は徐
々に小さくなるように分散させると、粉体の付着方向
（セパレータ基材の厚さ方向）において、孔径や空隙に
分布のあるセパレータを製造できるので、粒子径の小さ
い粉体の固定層によりデンドライドを防止し、粒子径の
大きい粉体の固定層により保液性を高くすることができ
る、という効果を奏する。

【0014】続く（２）分散させた粉体を繊維シートを含む
セパレータ基材に付着させる工程としては、例えば、分
散させた粉体を自然落下させてセパレータ基材に付着さ
せたり、ノズルから粉体を噴霧した場合においては、噴
霧した気体と共にセパレータ基材に衝突させる方法など
を利用できる。これらの中でも、分散させた粉体を自然
落下させると、粉体の分散度が高く、均一かつ低密度に
付着させることができるため好適である。

【0015】続く（３）付着させた粉体をセパレータ基材に
固定する方法としては、粉体の種類によって異なるが、
例えば、粉体を粉体の融点近傍まで加熱して焼結させる
方法が利用できる。この粉体の焼結は、例えば、加熱炉
により、或いは赤外線により実施することができる。な
お、粉体の融点をはるかに上回る温度や、長い時間の加
熱による焼結は、粉体を過剰に溶かしたり焼結しすぎる
ことになり、焼結後の粉体層を緻密にしすぎることにな
るので、粉体の特性に応じて適宜調整するのが好まし
い。なお、このセパレータ基材に付着させた粉体を固定
する場合、セパレータ基材の振動や揺れにより付着して
集積された粉体層が飛散しないように、セパレータ基材
を何らかの支持体により支持するのが好ましい。この支
持体としては、例えば、平板、エンドレスベルト、回転
ドラムなどを用いることができる。

【0016】本発明において用いることのできる粉体として
は、電池の電解液に対して耐性の高いものであれば任意
のものが利用できる。なお、焼結により粉体をセパレー
タ基材に固定する場合には、セパレータ基材の溶融を防
止するため、セパレータ基材を構成する樹脂の融点未満
の温度で焼結可能な粉体を少なくとも１種類含んでいな
ければならない。本発明における「融点」は、示差熱量
計を用い、昇温速度１０℃／分で室温から昇温して得ら
れる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。

【0017】より具体的には、粉体の種類として、例えば、
熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリエステルなど）、ガラス、セラミ
ックスなどが利用できる。なお、粉体としてガラスを用
いた場合、軟化点の低いガラス（例えば、軟化点が５０
０℃以下のガラス）は焼結しやすいので有利である。

【0018】これらの粉体は単一成分から構成されていても
良いし、二種類以上の成分から構成されていても良い。
例えば、粉体表面の一部又は全部が粉体の内部を構成す
る成分よりも融点の低い成分により構成されていると、
焼結時に粉体表面のみを融解して接着できるので、セパ
レータ基材に堆積した粉体層の構造を緻密にしすぎるこ
となく、電解液の保液性を高められるので有益である。

【0019】また、粉体を構成する成分及び／又は粒子径分
布の点で１種類の粉体を使用しても良いし、２種類以上
を混合して使用しても良い。例えば、或る粉体と、この
粉体の融点よりも融点または軟化点の低い粉体（接着性
粉体）を混合して用いることもできるし、或る粉体と、
この粉体の軟化点よりも融点または軟化点の低い粉体
（接着性粉体）を混合して用いることもできる。この場
合、接着性粉体のみを溶融あるいは軟化させ、粉体層を
焼結させることによって、焼結後における粉体層の空隙
を高く保てるので好ましい。特に、ガラスやセラミック
スなどのように焼結温度の高い粉体を用いる場合には、
接着性粉体を混合するのが好ましい。この接着性粉体と
しては、例えば、有機高分子（例えば、ポリアミド樹脂
粉体、ポリエステル樹脂粉体、ポリエチレン樹脂粉体、
ポリプロピレン樹脂粉体、ポリスチレン樹脂粉体な
ど）、有機固体（例えば、パラフィンなど）などを使用
することができる。なお、接着性粉体が２種類以上の成
分からなり、接着作用を奏する成分が接着性粉体表面の
一部又は全部を構成し、この接着作用を奏する成分が接
着する時に接着作用を発揮しない成分が接着性粉体の内
部を構成していてもよい。

【0020】このような粉体の形状は球形、棒状等任意のも
のが使用でき、その平均粒径も任意であるが、本発明の
目的からして、セパレータ基材の平均孔径よりも小さい
のが好ましい。具体的には０．０１〜１００μｍ程度で
あるのが好ましい。なお、粉体の形状が非球形である場
合は、粉体の最も長く採ることのできる長さを粒径とす
る。また、粉体の「平均粒径」はレーザー回折・散乱法
などにより測定することができる。

【0021】本発明のセパレータ基材を構成する繊維シート
としては、例えば、不織布、織物、不織布と織物との複
合品を挙げることができ、セパレータ基材としては、例
えば、前記のような繊維シート単独、或いは前記のよう
な繊維シートと任意の貫通孔を有するシートとを複合し
たものを挙げることができる。

【0022】この繊維シートを形成する素材としては各種樹
脂繊維、ガラス繊維など耐電解液性のものであれば任意
のものが利用できるが、特に、ポリエチレン繊維やポリ
プロピレン繊維などのポリオレフィン系繊維からなる繊
維シートを好適に利用できる。

【0023】このセパレータ基材の繊維シートを構成する繊
維として、繊維径が０．１〜１,０００μｍ程度の繊維
を使用できるが、粉体の平均粒径の１倍以上であるのが
好ましく、２倍以上であるのがより好ましい。また、セ
パレータ基材の平均孔径は１〜１００μmであるのが好
ましい。なお、「繊維径」は繊維の断面形状が円形であ
る場合にはその直径をいい、繊維の断面形状が非円形で
ある場合には、繊維の断面積と同じ面積を有する円の直
径を繊維径とみなす。また、セパレータ基材の孔径は孔
径分布測定機（例えば、コールター社製、コールターポ
ロメーター）により測定することができる。

【0024】本発明における第２の製造方法(以下、「製造
方法２」と称することがある)は、（１）粉体を気体中
に分散させる工程、（２）気体中に分散させた粉体を、
セパレータ基材を基準として、その粉体の分散側の反対
側から吸引してセパレータ基材に付着させる工程、
（３）前記付着させた粉体をセパレータ基材に固定する
工程、とを含んでいる。（１）粉体を気体中に分散させる工程、及び（３）付着
させた粉体をセパレータ基材に固定する工程は、先に記
載の製造方法１において説明した方法をそのまま利用で
きるので、ここでは、（２）気体中に分散させた粉体
を、セパレータ基材を基準として、その粉体の分散側の
反対側から吸引してセパレータ基材に付着させる工程に
ついてのみ説明する。

【0025】粉体をセパレータ基材に付着させる工程におい
て、気体中に分散させた粉体を、セパレータ基材を基準
として、その粉体の分散側の反対側から吸引すると、気
体中に分散された粉体は気流の作用によりセパレータ基
材の表面に効果的に堆積するため、粉体の堆積速度を速
くすることができ、工業生産上、有利である。このよう
に気体を吸引することによって粉体を堆積させるには、
セパレータ基材を支持体で支持し、粉体の分散側の反対
側からブロワーや吸引ポンプ等の吸引手段を用い、セパ
レータ基材を気体が通過するように吸引して実施するこ
とができる。このセパレータ基材の支持体による支持方
法としては、例えば、セパレータ基材を金属あるいは非
金属などの搾孔シート（例えば、メッシュシート、織
布、不織布、穴あきの金属プレートなど）に載せる方法
などを利用できる。なお、この搾孔シートがエンドレス
ベルト状あるいは回転ドラム状であれば、連続的にセパ
レータ基材を支持することができる。また、気体の吸引
強さはセパレータ基材、粉体の粒径、或いはセパレータ
基材の緻密さなどによって変化するため特に限定するも
のではないが、０．０５〜１０ｍ／ｓ程度が好適であ
る。

【0026】本発明の第３の製造方法(以下、「製造方法
３」と称することがある)は、前述のような製造方法１
又は製造方法２において、セパレータ基材に粉体を付着
させる前に、粉体を単極性に帯電させる方法である。
（１）気体中に粉体を分散させる工程、（２）粉体をセ
パレータ基材に付着させる工程、及び（３）粉体をセパ
レータ基材に固定する工程の各工程は、製造方法１ある
いは製造方法２と全く同様であるため、粉体を単極性に
帯電させる方法についてのみ説明する。

【0027】粉体を単極性に帯電させると、セパレータ基材
に供給された粉体はその単極性電荷により互いに反発作
用を生じ、粉体同士がより疎な状態で堆積する。そのた
め、粉体として粒径の小さなものを用いて電池用セパレ
ータを製造しても、空隙が小さくなりすぎず、電解液の
保液性が高く、電解液の電気抵抗を低く保つことができ
るため電池容量の高い電池とすることができる。

【0028】このセパレータ基材に粉体を付着させる前に、
粉体を単極性に帯電させるとは、気体中に分散した状態
の粉体を単極性に帯電させたり、粉体を気体中に分散さ
せる前に粉体を単極性に帯電させることをいう。前者の
気体中に分散した状態の粉体を単極性に帯電させる手段
としては、例えば、直流コロナ放電による方法、交流コ
ロナ放電などにより発生させた電荷を直流電界によりイ
オンを引き抜いて作用させる方法、Ｘ線等の電離放射線
により電離させたイオンに電界を作用させて帯電する方
法、等が利用できる。後者の粉体を気体中に分散させる
前に粉体を単極性に帯電させる手段としては、例えば、
静電粉体塗装機のように、粉体を噴霧するノズル自体を
高電圧状態に保ち、ノズルから粉体を噴霧する過程にお
いて帯電する方法や、ノズル部分での摩擦帯電などを利
用できる。

【0029】なお、極性は特に限定されるものではなく、正
極性に帯電させても、負極性に帯電させても良い。ま
た、正極性と負極性とを交互に帯電させても良い。正極
性と負極性とに交互に帯電させると、セパレータ基材上
に付着した粉体同士の静電気的な反発力が過剰に大きく
ならず、粉体付着量および／または付着速度を高めるこ
とができる場合がある。

【0030】なお、セパレータ基材へ粉体を付着させる際
に、帯電した粉体に対して、更に電界を作用させること
により、静電気力により効果的にセパレータ基材へ粉体
を付着させることができる。このように、単極性に帯電
させた粉体に対して更に電界を作用させると、粉体のセ
パレータ基材への付着速度及び付着量を向上させること
ができる。この電界は、セパレータ基材の粉体付着面側
上方に位置する電極（セパレータ基材とは離間）と、セ
パレータ基材の粉体付着面とは反対側下方に位置する電
極（セパレータ基材と離間していることもできるし、接
触していることもできる）との間に、電圧を印加するこ
とにより実施できる。この際の印加電圧は、帯電した粉
体の極性に応じて、帯電した粉体が泳動できるような電
界をかけるようにする。なお、この帯電した粉体に作用
させる電界強度は、セパレータ基材の種類、粉体の堆積
度合いなどによって変化するため限定することはできな
いが、１００〜５，０００Ｖ／ｃｍ程度であるのが好ま
しい。

【0031】本発明の電池用セパレータの製造方法に使用す
ることのできる製造装置の模式的断面図を図３に示す。
この図３の製造装置は製造方法３を実施することができ
る。図３においては、気流発生装置５により発生させた
気流と共に、粉体供給装置６を用いて粉体を予備分散機
７へ供給し、予備分散機７を通してオリフィスノズル８
より、適当な容積を持つ容器１０の気体中に供給して粉
体を分散させる。この製造装置においては、オリフィス
ノズル８を用いることで粉体の分散性を更に上げられる
ようになっている。なお、図３においては、粉体の供給
は１個所のみからであるが、２個所以上から供給しても
よい。また、容器１０は密閉された容器であっても開放
された容器であっても良いが、後述の吸引装置１４によ
り気体を吸引する場合には、開放された容器であるのが
好ましい。この開放された容器である場合、開放された
部分９は容器のどの部分にあっても良いが、ノズルの貫
通部周辺など、粉体がセパレータ基材に向かって滑らか
に流れるようになる位置に配置するのが好ましい。

【0032】図３においては、気体中に分散された粉体は、
セパレータ基材１６を基準として、粉体の分散側とは反
対側に設置された吸引装置１４により吸引される。な
お、セパレータ基材１６はエンドレスベルト１３によっ
て連続的に供給されているため、粉体を含む気体が吸引
装置１４によって吸引される際に、セパレータ基材上に
粉体が連続的に付着する。

【0033】このセパレータ基材１６に粉体を付着させる方
法としては、上記のような吸引する方法の他に、自然落
下による方法、自然落下に静電気力を更に作用させる方
法、上記吸引方法に静電気力を更に作用させる方法、な
どが利用できる。

【0034】粉体のセパレータ基材への付着量は、堆積時
間、粉体供給量、或いは静電気の作用のさせ方等で自由
に制御することができる。静電気の作用のさせ方として
は、例えば、（１）図３に示したように、コロナ放電装
置１１と、セパレータ基材１６における粉体付着面側と
は反対側に設置した対極（図３の場合、設地１７したエ
ンドレスベルト１３、なお、セパレータ基材１６と離間
して設置することもできる）との間に直流電界等を作用
させ、イオンを流して帯電させたり、（２）粉体がオリ
フィスノズル８から噴霧された位置でコロナ荷電した
り、（３）オリフィスノズル８との摩擦で粉体を荷電さ
せても良く、任意である。これらの中でも、（１）コロ
ナ放電装置１１と、セパレータ基材１６における粉体付
着面側とは反対側に設置した対極との間に直流電界等を
作用させると、粉体の帯電と、帯電させた粉体のセパレ
ータ基材への静電泳動の作用の２つの操作を同時に行う
ことができるため非常に効果的である。

【0035】粉体を付着させたセパレータ基材は、例えば、
焼成機１５へ送られ、ここで粉体が加熱焼結、あるいは
融着せしめられる。なお、図３の装置はセパレータ基材
の片面のみに粉体を付着させ、固定するものであるが、
セパレータ基材の粉体を固定した側とは反対側に、同じ
方法により又は異なる方法により、粉体を付着させ、固
定することができる。また、セパレータ基材の片面に粉
体を固定した後に、粉体を固定した側に、同じ又は異な
る方法により再度粉体を付着させ、固定することもでき
る。

【0036】図３は本発明の製造方法に用いることのできる
装置の一例を示したものであり、製造方法１、２或いは
３において説明した製造方法を実施できるのであれば、
いかなる配置あるいは組み合わせの装置も利用可能であ
る。

【0037】本発明の製造方法によれば、粉体をセパレータ
基材上に任意の厚さで付着させ、固定させることができ
る。このようにして製造した粉体層を有するセパレータ
は、図２に模式的断面図を示すように、粉体を含むスラ
リーからセパレータ基材に塗布して製造したセパレータ
とは異なり、固定された粉体が緻密化しすぎることがな
く、電解液の保持性に優れ、電解液の電気抵抗の増加を
防止できるため、電池容量を向上させることができ、し
かも電池寿命の向上など電池性能の向上をもたらすもの
である。また、デンドライドによる電池内部ショートの
発生の防止などの点において好ましい特性を発揮するも
のである。更に、微孔膜を貼り合わせたセパレータと比
べて、電極とセパレータとを巻き込んで電極群を形成す
る際に、剥離等がなく取り扱い性に優れるものである。

【0038】以下、本発明の実施例を記述するが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。

【0039】

【実施例】（実施例１）セパレータ基材として、ポリエ
チレン（鞘成分、融点：約１３５℃）とポリプロピレン
（芯成分）からなる芯鞘型複合繊維(断面形状：円形、
繊維径：約１３μｍ）の鞘成分が熱融着した熱融着不織
布（面密度：６２ｇ／ｍ²、厚さ：０．１２ｍｍ、平均
孔径：約３０μｍ）を用意し、図３に示すように、容器
１０内のエンドレスベルト上にセパレータ基材を載置し
た。

【0040】他方、粉体として、平均粒径３μｍで球形状の
低密度ポリエチレン粉体（融点：１０５℃）を用意し
た。次いで、図３に示すように、粉体供給装置６（三協
パイオテク（株）製、マイクロフィーダーＭＦＨＶ−Ｉ
ＶＯ）により、コンプレッサーを用いて発生させた圧縮
空気と共に、前記粉体を０．５ｇ／ｍｉｎにて予備分散
機７（三協パイオテク（株）製、粉体分散機、型式ＰＢ
−１）に送り、続いて孔径１．５ｍｍのオリフィスノズ
ル８を通して容器（オリフィスノズル８の貫通部周辺に
開放された部分を有する）の空気中に、連続的に前記粉
体を約４５ｍ／秒にて噴霧して、空気中に粉体を分散さ
せた。

【0041】次いで、空気中に分散させた粉体を、セパレー
タ基材を基準として、粉体の分散側とは反対側に設置し
た吸引装置１４により空気を吸引して、セパレータ基材
上に粉体を３０秒間付着させた。なお、空気の吸引速度
は粉体をセパレータ基材に付着させる前において測定し
たところ、０．２ｍ／ｓであった。

【0042】次いで、粉体の付着したセパレータ基材を焼成
炉により、温度１０３℃で３０分間熱処理を行ない、粉
体を焼結して、電池用セパレータを製造した。なお、こ
の電池用セパレータに焼結固定された粉体量は１ｍ²あ
たり１０ｇで、粉体層の厚さは電子顕微鏡観察の結果、
約２０〜２５μｍであった。また、粉体層における孔径
はセパレータ基材と比較して均一かつ小さいため、デン
ドライドの発生によるショートを十分抑制可能なもので
あった。更に、この電池用セパレータは粉体の剥がれや
脱落がなく、取り扱いやすいものであった。

【0043】（実施例２）粉体を付着させる前に粉体を帯電
させたこと、及び粉体の予備分散機７への供給量を０．
４ｇ／秒としたこと以外は、実施例１と全く同様にして
電池用セパレータを製造した。この電池用セパレータに
焼結固定された粉体量は１ｍ²あたり８ｇで、粉体層の
厚さは電子顕微鏡観察の結果、２０〜２５μｍであっ
た。また、粉体層における孔径はセパレータ基材と比較
して均一かつ小さいため、デンドライドの発生によるシ
ョートを十分抑制可能なものであった。更に、この電池
用セパレータは粉体の剥がれや脱落がなく、取り扱いや
すいものであった。

【0044】なお、粉体の帯電は次のように実施した。つま
り、コロナ放電装置１１としては、コロナ放電電極とし
て、厚さ１ｍｍのアルミナ板の一方の表面に太さ５０μ
ｍのワイヤーを備えており、他方の表面に金属平板を備
えたものを用いた。そして、これら両電極間に約３０Ｋ
Ｈｚの交流高電圧を印加して、前記ワイヤー周辺に沿面
コロナ放電を発生させた。なお、コロナ放電装置１１は
図３に示すように、セパレータ基材の上方に配置した。
また、エンドレスベルト１３（接地１７されている）を
対極として利用し、前記コロナ放電装置側が正極となる
ように、これら電極間に電界強度が４５０Ｖ／ｃｍの直
流高電圧を印加して、コロナ放電電極から正イオンを引
き出し、空気中に分散させた粉体を帯電させると同時
に、この直流高電圧による電界により、帯電させた粉体
をセパレータ基材上に静電気力により泳動させた。

【0045】（比較例１）実施例１で用いたセパレータ基材
に、ポリプロピレン製微孔膜（平均孔径：約０．２μ
ｍ、厚さ：３０μｍ、空隙率：約４０％）を積層した
後、温度１５０℃、圧力１９６ｋＰａで１５秒間加熱プ
レスして貼り合わせ、電池用セパレータを製造した。

【0046】（比較例２）実施例１と同じセパレータ基材及
び粉体を用意した。次いで、低密度ポリエチレン粉体を
エタノールと混合してペーストを調整し、このペースト
をナイフコーターにより前記セパレータ基材にコーティ
ングした。室温にて乾燥した後、温度１０３℃で３０分
間焼結固定して、電池用セパレータを製造した。この電
池用セパレータに焼結固定された粉体量は１ｍ²あたり
１５ｇで、粉体層の厚さは電子顕微鏡観察の結果、２０
〜２５μｍであった。

【0047】（電池性能試験）まず、(１)電極の集電体とし
て、発泡ニッケル基材を用いたペースト式ニッケル正極
(幅３０ｍｍ、長さ１９０ｍｍ)と、発泡ニッケル基材を
用いたペースト式水素吸蔵合金負極(メッシュメタル系
合金、３０ｍｍ幅、２１０ｍｍ長)とを作成した。次い
で、（２）幅３５ｍｍ、長さ４５０ｍｍに裁断した実施
例１〜２及び比較例１〜２のセパレータを、上記(１)の
正極と負極との間にそれぞれ挟み込み、渦巻き状に巻回
して、ＳＣ型対応の電極群を作成した。次いで、（３）
このＳＣ型対応の電極群を外装缶に収納し、電解液とし
て７．２Ｎ−水酸化カリウムおよび１．０Ｎ−水酸化リ
チウムを外装缶に注入した後、封緘して円筒型ニッケル
−水素電池を作成した。次いで、１Ｃにて１．５時間充
電後、１Ｃで放電して０．８Ｖにて終止することを繰り
返し、１サイクル後、２００サイクル後、４００サイク
ル後、６００サイクル後、及び８００サイクル後におけ
る電池容量を測定した。この結果は表１に示す通りであ
った。また、１サイクル後の容量に対して容量が７０％
以下になった時のサイクル数も表１に示す。

【0048】

【表1】

【0049】この表１から明らかなように、本発明の方法に
より製造したセパレータは、空隙が小さいにもかかわら
ず電解液の電気抵抗が小さいため電池容量が大きく、し
かもデンドライドも発生しにくいため電池容量が低下し
にくく、電池寿命が長く電池性能の優れる電池を製造で
きるものであることがわかった。

【0050】

【発明の効果】本発明の電池用セパレータの製造方法
は、耐ショート性に優れた均質かつ小さな孔径であるに
もかかわらず、電解液の保液性が高く、電解液の電気抵
抗が低いため電池容量の優れるセパレータを製造できる
方法である。

【図面の簡単な説明】

【図1】従来の製造方法により得られる電池用セパレ
ータの模式的断面図

【図2】本発明の製造方法により得られる電池用セパ
レータの模式的断面図

【図3】本発明の製造方法に用いることのできる製造
装置の模式的断面図

【符号の説明】

１固定された粉体層２固定された粉体３繊維シートを含むセパレータ基材４繊維シートを構成する繊維５気流発生装置６粉体供給装置７予備分散機８オリフィスノズル９開放された部分１０容器１１コロナ放電装置１２粉体１３エンドレスベルト１４吸引装置１５焼成機１６セパレータ基材１７接地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】（１）粉体を気体中に分散させる工程、
（２）分散させた粉体を繊維シートを含むセパレータ基
材に付着させる工程、（３）前記付着させた粉体をセパ
レータ基材に固定する工程、とを含む、電池用セパレー
タの製造方法。
【請求項2】前記（２）の付着工程において、気体中
に分散させた粉体を、セパレータ基材を基準として、そ
の粉体の分散側の反対側から吸引してセパレータ基材に
付着させることを特徴とする、請求項１記載の電池用セ
パレータの製造方法。
【請求項3】セパレータ基材に粉体を付着させる前
に、粉体を単極性に帯電させることを特徴とする、請求
項１又は請求項２に記載の電池用セパレータの製造方
法。