JP2003051302A

JP2003051302A - アルカリ二次電池用セパレータ

Info

Publication number: JP2003051302A
Application number: JP2001238272A
Authority: JP
Inventors: Masao Abe; 正男阿部; Akira Otani; 彰大谷; Masakatsu Urairi; 正勝浦入; Satoshi Uda; 敏宇田; Nobuyasu Morishita; 展安森下; Munehisa Ikoma; 宗久生駒
Original assignee: Nitto Denko Corp; Toyota Motor Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp; Toyota Motor Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: JP5137165B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐アルカリ性、耐酸化性および自己放電特性
に優れ、薄膜化が可能なアルカリ二次電池用セパレータ
を提供する。【解決手段】超高分子量ポリエチレン多孔性シートを
用いたアルカリ二次電池用セパレータにおいて、前記超
高分子量ポリエチレン多孔性シートに対し、エチレンモ
ノマー単位数２０〜１１００個当たりにつき１個のスル
ホン酸基を有するようにスルホン化処理を行う。スルホ
ン化処理は、無水硫酸を用いた気相法により実施でき、
スルホン酸基の導入量は、超高分子量ポリエチレン多孔
性シートと無水硫酸ガスとの接触時間を調整することに
より調整できる。

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
用セパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ニッケルカドミウム電池やニッケル水素
電池などのアルカリ二次電池は、電気・電子機器等に汎
用されている。特に、ニッケル水素電池は、カドミウム
を使用せず、しかも体積エネルギー密度が高くて高容量
であることから、最近では、電気自動車用電池や電力貯
蔵用二次電池としての用途が期待されている。

【０００３】アルカリ二次電池において、正負両極の短
絡を防止するために、電池用セパレータが使用されてい
る。アルカリ二次電池用セパレータとしては、従来か
ら、ポリアミド製不織布や親水化処理したポリオレフィ
ン製不織布（特開平４−１６７３５５号公報等）が使用
されている。しかしながら、従来の不織布を用いた電池
用セパレータは、電気自動車用電池等の大型電池に用い
る場合に、以下の問題が指摘されていた。

【０００４】まず、ニッケル水素電池においては、高濃
度アルカリ水溶液が使用されるため、耐アルカリ性およ
び耐酸化性が要求されるが、ポリアミド製不織布は、こ
の特性が不十分であった。また、高容量化が要求される
電気自動車用電池などでは、電池活物質を多く担持させ
る必要があるが、これに伴い、それに使用される電池用
セパレータに対し薄膜化が要求される。しかし、従来の
不織布を用いた電池用セパレータは、厚みを１５０μｍ
以下にすると、厚みのばらつきが大きくなり、また強度
も著しく低下するおそれがある。そして、電池の高容量
化を達成するためには、優れた自己放電特性が求められ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、耐アルカリ性、耐酸化性および自己放電特性に優
れ、しかも薄膜化が可能なアルカリ二次電池用セパレー
タを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のアルカリ二次電池用セパレータは、超高分
子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）多孔性シートを用いたア
ルカリ二次電池用セパレータであって、前記ＵＨＰＥ多
孔性シートが、エチレンモノマー単位数２０〜１１００
個当たりにつき１個のスルホン酸基を有する。このアル
カリ二次電池用セパレータを開発した経緯は、以下のと
おりである。

【０００７】本発明者らは、まず、薄膜化が可能な材料
の検討を行ったところ、ポリオレフィン多孔性シート
が、この目的に適していることを見出した。しかし、ポ
リオレフィンは疎水性であるため、アルカリ二次電池用
セパレータとして用いるためには、親水化処理をする必
要がある。親水化処理には、界面活性剤処理、アクリル
酸等の親水性モノマーのグラフト重合処理、プラズマ処
理、スルホン化処理がある。そこで、ポリオレフィン多
孔性シートについて、これらの親水化処理をそれぞれ検
討したところ、つぎのような問題があった。

【０００８】まず、界面活性剤処理では、初期の濡れ性
に関しては有効であるが、自己放電特性に関して問題が
あった。また、親水性モノマーのグラフト重合処理の場
合は、親水化に関しては問題がないが、耐酸化性および
自己放電特性に問題があった。プラズマ処理は、親水性
が経時的に低下するという問題があり、また耐酸化性お
よび自己放電特性にも問題がある。そして、スルホン化
処理は、種々の親水化処理のなかで、最も自己放電特性
に優れていたが、スルホン化処理によりポリオレフィン
多孔性シートが劣化し、強度が低下するという問題があ
った。強度が低下すれば、電池に組み込む際に電池用セ
パレータの破損が生じるおそれがあり、短絡の可能性も
ある。この劣化の問題を解決するためには、スルホン酸
基の導入量を少なくすればよいが、このようにすると親
水性が低下し、出力特性が劣るようになる。また、スル
ホン酸基の導入量が少ないと、自己放電特性も悪くな
り、電池の初期容量を大幅に割ってしまい、容量保持す
ることができなくなる。

【０００９】そこで、これらの問題を解決するために、
スルホン化処理の条件とポリオレフィンの種類との関係
を重点的に検討した。その結果、ポリオレフィンとして
ＵＨＰＥを使用し、またスルホン酸基の導入量を前記所
定の範囲に限定すれば、スルホン酸基導入に伴う劣化の
問題が解決されるとともに、親水性、耐アルカリ性、耐
酸化性および自己放電特性に優れ、しかも薄膜化が可能
であることを見出し、本発明をするに至ったのである。
さらに、本発明のアルカリ二次電池用セパレータは、強
度が強く、アルカリ二次電池の電極膨張による圧縮に対
しつぶれ難いという特性も有する。このため、アルカリ
二次電池の充放電サイクルを重ねても、セパレーターが
電極により押しつぶされて中の電解液が絞り出されるこ
とによって起きる、いわゆる「液枯れ」現象による容量
低下を起こすこともなく、優れた充放電サイクル特性を
示す。このような高性能の本発明のアルカリ二次電池用
セパレータは、通常のアルカリ二次電池に好ましく使用
できることはもちろん、特にニッケル水素電池に好まし
く使用でき、高容量化が必要な電気自動車用電池や電力
貯蔵用二次電池等に最適である。

【００１０】本発明において、前記スルホン酸基の導入
割合は、ＵＨＰＥ多孔性シートのエチレンモノマー単位
数２０〜１１００個当たりにスルホン酸基１個が存在す
る割合が好ましく、特に好ましくは、ＵＨＰＥ多孔性シ
ートのエチレンモノマー単位数１００〜１１００個当た
りにスルホン酸基１個が存在する割合である。また、Ｕ
ＨＰＥの粘度平均分子量は、５０万〜１６００万の範囲
が好ましく、特に好ましくは２００万〜１０００万の範
囲である。

【００１１】本発明のアルカリ二次電池用セパレータ
は、ＵＨＰＥ多孔性シート１００重量部に対し０を超え
１重量部以下の範囲で界面活性剤を有することが好まし
い。この割合で界面活性剤を有していれば、自己放電特
性の低下なしに親水性をさらに向上させることができ
る。前記界面活性剤の好ましい含有割合は、０．０１〜
０．８重量部の範囲である。なお、界面活性剤の含有量
は、界面活性剤処理前後のアルカリ二次電池用セパレー
タの重量を測定し、その差を取れば求めることができ
る。

【００１２】本発明において、スルホン酸基の含有量
は、例えば、以下の方法により測定できる。

【００１３】まず、スルホン化処理されたＵＨＰＥ多孔
性シートを下記の方法により、十分洗浄して、スルホン
化処理で付着した不純物を除去する。前記洗浄方法とし
ては、その孔内部まで濡らすことができる水混和性溶媒
（メタノール、エタノール等）を用いて十分に洗浄し、
前記溶媒を含浸させた状態で、ＵＨＰＥ多孔性シートを
イオン交換水に浸漬する方法がある。その他の洗浄方法
としては、０．１N程度の弱アルカリ水溶液に、ＵＨＰ
Ｅ多孔性シートを浸漬した後、イオン交換水に浸漬する
方法等がある。

【００１４】つぎに、前記ＵＨＰＥ多孔性シートを約８
０℃で１５分間程度乾燥させた後、全反射吸収法（ＡＴ
Ｒ法）により、フーリエ変換赤外線スペクトル（ＦＴ−
ＩＲスペクトル）を測定することにより、スルホン酸基
を同定する。つづいて、蛍光Ｘ線分析により、硫黄
（Ｓ）元素の含有率を求める。スルホン化ポリエチレン
は下記の示性式（化１）で表されるから、この示性式に
したがって、スルホン化ポリエチレン全体に対する硫黄
元素の含有率を重量％で表す式は、以下の（数１）とな
る。なお、下記式（数１）は、Ｃ＝１２．０１１，Ｈ＝
１．００８，Ｏ＝１６．００，Ｓ＝３２．０６として、
導いた式である。また、下記式（数１）において、Ｓ含
有率とは、スルホン化ポリエチレン全体における硫黄
（Ｓ）の含有率（重量％）を示す。また、下記示性式
（化１）および下記式（数１）において、ｘは、スルホ
ン化ポリエチレン中のスルホン酸基を有するエチレンモ
ノマー単位のモル分率を示す。

【００１５】

【化１】

【００１６】（数１）Ｓ含有率（重量％）＝３２０６ｘ／（８０．０６ｘ＋２
８．０５）

【００１７】そして、Ｓ含有率（重量％）は、蛍光Ｘ線
分析から直接得られるので、この値を前記示性式（数
１）に代入すれば、スルホン酸基を有するエチレンモノ
マー単位のモル分率ｘが得られ、このモル分率ｘの逆数
が、スルホン酸基１個当たりのエチレンモノマー単位数
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明のアルカリ二次電
池用セパレータは、例えば、以下の方法により製造でき
る。

【００１９】まず、ＵＨＰＥ多孔性シートを準備する。
例えば、ＵＨＰＥ粉末を保形具に充填し、その融点以上
に加熱された水蒸気により焼結し、この焼結体を所定の
厚みに切削することにより、ＵＨＰＥ多孔性シートが得
られる。このＵＨＰＥ多孔性シートは、複数のＵＨＰＥ
粒子が相互に連結し、前記粒子間の空隙により多孔構造
が形成されたものである。前記焼結温度は、通常、１３
０〜１９０℃であり、またＵＨＰＥ粒子の平均粒径は、
通常、１０〜３００μｍの範囲であり、好ましくは２０
〜２００μｍの範囲である。この平均粒径を変化させる
ことにより、得られるＵＨＰＥ多孔性シートの平均孔径
を調整できる。

【００２０】つぎに、前記ＵＨＰＥ多孔性シートに対
し、スルホン化処理を行う。このスルホン化処理は、前
記所定の割合でスルホン酸基を導入できれば、特に制限
されず、発煙硫酸の濃硫酸溶液を用いる湿式法、無水硫
酸のジクロルエタン溶液を用いた有機溶剤系湿式法、気
体状の無水硫酸を乾燥空気若しくは不活性ガス等で希釈
して処理する気相法等の従来公知の方法により実施でき
る。このスルホン化処理において、前記所定の割合のス
ルホン酸基導入率を達成するためには、発煙硫酸、無水
硫酸等のスルホン化剤の濃度や反応温度、これとＵＨＰ
Ｅ多孔性シートとの接触時間を調整すればよい。

【００２１】このようにして得られる本発明のアルカリ
二次電池用セパレータにおいて、その厚みは、通常、２
０〜２５０μｍの範囲、好ましくは５０〜２００μｍの
範囲であり、その空孔率は、通常、３０〜７０体積％の
範囲、好ましくは５０〜７０体積％の範囲であり、石鹸
膜流量法による通気性は、通常、１×１０^-4〜１×１０
^-2ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・Ｐａ・ｓｅｃの範囲、好ましく
は５×１０^-4〜１×１０^-2ｃｍ³・ｃｍ／ｃｍ²・Ｐａ・
ｓｅｃの範囲であり、ＫＣｌ透過性は、通常、１×１０
^-7〜１×１０^-5ｃｍ²／ｓｅｃの範囲、好ましくは５×
１０^-7〜１×１０^-5ｃｍ²／ｓｅｃの範囲である。前記
空孔率は、電池用セパレータの片面の面積Ｓ（ｃ
ｍ²）、厚みｄ（ｃｍ）および重量ｍ（ｇ）と、その形
成材料の比重ｒ（ｇ／ｃｍ³）とから、下記の数式（数
２）により算出できる。また、前記石鹸膜流量法による
通気性は、１２．７ｍｍＨ₂Ｏの圧力条件下で、電池用
セパレータを透過した酸素の透過量を、膜の有効面積
１．２３ｃｍ²で測定したものである。そして、前記Ｋ
Ｃｌ透過性は、セパレーターのイオン透過性を表すパラ
メータであり、下記の方法により測定される。

【００２２】（数２）空孔率（体積％）＝［１−（（ｍ／ｒ）／（Ｓ×
ｄ））］×１００

【００２３】（ＫＣｌ透過性の測定方法）電池用セパレ
ータを隔膜として用いてガラスセル内を仕切り、二つの
セル部を形成する。前記両セル部に、水面が同じ高さに
なるように蒸留水を入れ、前記両セル部とも攪拌子で攪
拌する。片側（供給側）のセル部に１．０ｍｏｌ／リッ
トルＫＣｌ水溶液を１ｍｌ添加し、その反対側（透過
側）のセル部にイオン伝導度計を設置して、溶液の伝導
度変化を測定する。そして、得られた伝導度をイオン濃
度に換算してＫＣｌイオン（Ｋ⁺，Ｃｌ^-）の透過係数を
求める。

【００２４】前述のように、本発明のアルカリ二次電池
用セパレータは、界面活性剤を前記範囲で有することが
できる。用いる界面活性剤の種類は、特に制限されず、
アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオ
ン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれもが使用でき
る。但し、水酸基やアミノ基等の酸化還元反応を受ける
可能性がある官能基を有するものは、スルホン化により
付与された優れた自己放電特性を損なうおそれがあるか
ら、使用を避けた方がよい。本発明において、好ましく
使用できる界面活性剤としては、例えば、ブチルナフタ
レンスルホン酸ナトリウムなどがある。界面活性剤を担
持させるには、例えば、界面活性剤溶液に本発明のアル
カリ二次電池用セパレータを浸漬し、これを引き上げ乾
燥させればよい。

【００２５】

【実施例】つぎに、実施例について比較例と併せて説明
する。

【００２６】（実施例１および比較例１）ＵＨＰＥ粉末
（粘度平均分子量５００万、融点１３５℃、平均粒径約
３０μｍ、メッシュ分級品）を保形具に充填した。この
保形具は、多数の孔を有する円筒状金型の内周面にポリ
テトラフルオロエチレン多孔性フィルムを貼ってなる外
型と、この外型の底部に配置され、前記外型を固定する
固定型とから構成される。前記保形具を、金属製耐熱耐
圧容器（水蒸気の導入管およびその開閉バルブを備え
る）に入れ、真空ポンプにより雰囲気圧を１０ｔｏｒｒ
とした。この時に要した時間は、３０分間であった。そ
して、真空ポンプを停止後、バルブを開き、水蒸気（温
度１６０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ²）を導入し、このまま
１時間加熱焼結した後、冷却し、円柱状の多孔質体を得
た。この多孔質体を切削旋盤により厚み２００μｍに切
削して、ロール状に捲いた多孔性シートを作製した。こ
の多孔性シートの空孔率は、５５体積％であった。

【００２７】つぎに、この多孔性シートに対し、以下に
示すようにして、スルホン化処理を行った。まず、密閉
式ステンレス反応容器を準備した。この反応容器は、ロ
ール状シートの繰り出し機構および引き取り機構と、シ
ート導入窓および導出窓と、無水硫酸ガスと乾燥空気と
を混合して導入するための導入口とを備える。また、こ
の反応容器は、無水硫酸ガスを反応容器から回収する装
置も有し、ブロワーにより、無水硫酸ガスが前記反応容
器と配管との間を循環できるような構成になっている。
そして、無水硫酸の貯蔵タンクを４０℃に加熱してγ型
無水硫酸ガスを発生させ、これと乾燥空気とを混合し
（無水硫酸ガス濃度：２０体積％）、ブロワーにより、
前記反応容器内に送り込んだ。そして、前記繰り出し機
構等により、ＵＨＰＥ多孔性シートを７段階の速度
（０．０５ｍ／分、０．１ｍ／分、０．２５ｍ／分、
０．５ｍ／分、１．０ｍ／分、１．５ｍ／分、２．０ｍ
／分）で前記容器内を通過させた。前記通過速度を変え
ることにより、無水硫酸ガスとＵＨＰＥ多孔性シートと
の接触時間を調整することができ、スルホン酸基の導入
量を所定の範囲にすることができる。スルホン化処理前
のＵＨＰＥ多孔性シートは、白色であったが、スルホン
化処理により褐色になった。また、このスルホン化処理
により、ＵＨＰＥ多孔性シートの切断は起こらなかっ
た。このようにして得られたＵＨＰＥ多孔性シートにお
いて、厚みは２００μｍであり、空孔率は５５体積％で
あり、石鹸膜流量法による通気性は２．６×１０^-3ｃｍ
³・ｃｍ／ｃｍ²・Ｐａ・ｓｅｃであり、ＫＣｌ透過性は
３．０×１０^-6ｃｍ²／ｓｅｃであり、長手方向引張り
強度は１４０ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００２８】前記スルホン化処理した多孔性シートにお
いて、前記７種類の通過速度に対応する部分から、それ
ぞれ１０×１０ｃｍの大きさに切り出したものをサンプ
ルとした。このサンプルを、１リットルビーカー中のメ
タノールに浸漬して１７時間放置した。その後、メタノ
ールが含浸した状態で、前記サンプルをガラスビーカー
中のイオン交換水中に入れ、マグネットスターラーで攪
拌しながら５時間放置した。なお、この放置において、
イオン交換水は、１時間おきに新しいものに交換した。
そして、このサンプルをろ紙（Ｎｏ．２、アドバンテッ
ク東洋社製）で挟んだ状態で８０℃の乾燥器に２時間入
れて乾燥させた。乾燥したサンプルについて、前述の方
法により、スルホン酸基１個当たりのエチレンモノマー
単位数を求めた。この結果を、下記の表１に示す。な
お、同表において、サンプル１から６までが実施例１で
あり、サンプル７が比較例１である。

【００２９】また、前述と同様にして洗浄した７種類の
サンプル（１〜７）から、それぞれ短冊状に切り出した
ものをアルカリ二次電池用セパレータとした。そして、
これをニッケル水素電池に組み込み、自己放電特性を調
べた。自己放電特性は、初期充放電を５回繰り返した後
の電池容量（Ａ）に対する、満充電状態の電池を４５℃
で１週間放置後の電池容量（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）で評価
し、それをパーセント（％）で表した。この結果を下記
の表１に示す。なお、アルカリ二次電池の分野におい
て、前記電池容量比が７０％以上の場合、自己放電特性
が実用レベルであると評価される。

【００３０】（表１）サンプル繰出速度スルホン酸基１個当たりの自己放電特性Ｎｏ．（ｍ／分）エチレンモノマー単位数（％）１０．０５３２８２．０２０．１０１０７７６．２３０．２５３５７７４．８４０．５０５００７４．５５１．００７１４７４．６６１．５０１１００７０．１７２．００１５７８６２．２

【００３１】前記表１から分かるように、本発明の所定
割合でスルホン酸基を有する実施例１（サンプル１〜
６）では、自己放電特性が全て７０％以上であった。こ
れに対し、スルホン酸基１個当たりのエチレンモノマー
単位数が１１００を超えた比較例１（サンプル７）で
は、自己放電特性が６２．２％であり、実用レベルの自
己放電特性ではなかった。

【００３２】また、実施例１（サンプル１〜６）および
比較例１（サンプル７）について、以下の方法により耐
アルカリ性および耐酸化性を評価した。

【００３３】（耐アルカリ性の評価方法）サンプルを３
０重量％ＫＯＨ水溶液中に浸漬して８０℃の熱風循環式
恒温槽中に一週間放置した後、前記サンプルを取り出し
てイオン交換水により３回洗浄した。これを８０℃で１
５分間乾燥した後、その重量（Ｙ₁）を秤量下限０．０
１ｍｇの電子天秤（以下、同じ）により測定した。そし
て、アルカリ水溶液に浸漬する前のサンプル重量
（Ｙ₀）に対する浸漬後の重量（Ｙ₁）の割合［（Ｙ₁／
Ｙ₀）×１００］を、重量保持率（％）として表した。
前記重量保持率は、１００％に近いほど耐アルカリ性に
優れると評価できる。前記サンプル１〜７についての耐
アルカリ性の評価結果を下記表２に示す。

【００３４】（耐酸化性の評価方法）サンプルを６５℃
の下記処理液Ａに５分間浸漬し、これを水洗浄した後、
８０℃で１５分間乾燥し、前記電子天秤によりサンプル
の初期重量（Ｚ₀）を測定した。次に、前記サンプルを
５０℃の下記処理液Ｂに１時間浸漬した後、さらに６５
℃の前記処理液Ａに５分間浸漬させた。そして、これを
十分水洗浄してから８０℃で１５分間乾燥させ、その重
量（Ｚ₁）を測定して前記初期重量（Ｚ₀）に対する割合
［（Ｚ₁／Ｚ₀）×１００］を、重量保持率（％）として
求めた。前記重量保持率は、１００％に近いほど耐酸化
性に優れると評価できる。前記サンプル１〜７について
の耐酸化性の評価結果を下記表２に併せて示す。

【００３５】（処理液Ａ（水溶液））シュウ酸２水和物４．７重量％硫酸０．８５重量％

【００３６】（処理液Ｂ（水溶液））過マンガン酸カリウム４．０重量％水酸化カリウム４．８重量％

【００３７】（表２）サンプルＮｏ．重量保持率（％）耐アルカリ性耐酸化性１９８．９９８．８２９９．１９８．７３９８．８９８．３４９９．０９８．８５９８．７９８．９６９９．１９９．０７９９．０９８．９

【００３８】前記表２に示すように、実施例１（サンプ
ルＮｏ．１〜６）は、優れた耐アルカリ性および耐酸化
性を示した。

【００３９】（実施例２および比較例２）円柱状多孔質
体を膜厚９５μｍに切削する以外は、前記実施例１およ
び比較例１と同様にしてスルホン化処理した多孔性シー
トを作製し、前述と同様に前記７種類の各通過速度に対
応するサンプル８〜１４を得た。そして、前記実施例１
等と同様にして、スルホン酸基１個当たりのエチレンモ
ノマー単位数および自己放電特性を調べた。この結果を
下記表３に示す。なお、同表において、サンプル９〜１
３までが実施例２であり、サンプル８および１４が比較
例２である。

【００４０】（表３）サンプル繰出速度スルホン酸基１個当たりの自己放電特性Ｎｏ．（ｍ／分）エチレンモノマー単位数（％）８０．０５８６５．０９０．１０９８７７．０１００．２５３３５７６．４１１０．５０４８７７５．５１２１．００６８４７４．８１３１．５０１０８７７２．１１４２．００１４８８６３．５

【００４１】前記表３から分かるように、本発明の所定
割合でスルホン酸基を有する実施例２（サンプル９〜１
３）では、自己放電特性が全て７０％以上であった。こ
れに対し、スルホン酸基１個当たりのエチレンモノマー
単位数が１１００を超えた比較例（サンプル１４）で
は、自己放電特性が６３．５％であり、前記エチレンモ
ノマー単位数が２０未満の比較例（サンプル８）では、
自己放電特性が６５％であり、共に実用レベルの自己放
電特性ではなかった。また、これらのサンプルについ
て、前記実施例１と同様にして耐アルカリ性および耐酸
化性の評価を行なった結果、前記両項目において重量保
持率は全て９８％以上であり、優れた結果が得られた。
このように、膜厚が１００μｍ以下であっても、本発明
によれば優れた特性を示すことが確認できた。

【００４２】（比較例３）ポリプロピレン多孔性シート
（商品名：セルガード、ヘキスト−セラニーズ社製、厚
み３０μｍ）を準備した。これは、ポリプロピレンをシ
ート状に押出成形し、この成形物を一軸延伸して得られ
たものである。この多孔性シートについて、実施例１お
よび比較例１と同様に、前記サンプル１〜７の条件で無
水硫酸による気相スルホン化処理を行った。なお、前記
反応容器へのシートの導入は、前記ポリプロピレン多孔
性シートを７枚準備し、これら７枚の多孔性シートのそ
れぞれと実施例１で得られたＵＨＰＥ多孔性シートとを
ヒートシールで接続し、前記ＵＨＰＥ多孔性シートを先
導シートとして行った。

【００４３】前記サンプル１〜４の条件でのスルホン化
処理では、反応槽に入った瞬間に、前記ポリプロピレン
多孔性シートが切断して処理が不可能であった。また、
前記サンプル５〜７の条件では、シートが切断されるこ
となくスルホン化処理できたが、前記ポリプロピレン多
孔性シートの劣化が著しく、引張強度が２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以下と大幅に低下しており、非常に脆かった。そし
て、前記サンプル７と同じ条件でスルホン化処理したポ
リプロピレン多孔性シートを、実施例１と同様に、ニッ
ケル水素電池に組み込み、自己放電特性を評価しようと
したが、電池作製時に破断してしまい、電池が製作でき
なかった。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明のアルカリ二次電
池用セパレータは、ＵＨＰＥ多孔性シートを用いたアル
カリ二次電池用セパレータであって、前記ＵＨＰＥ多孔
性シートが、エチレンモノマー単位数２０〜１１００個
当たりにつき１個のスルホン酸基を有することにより、
耐アルカリ性、耐酸化性および自己放電特性に優れ、し
かも薄膜化が可能である。したがって、本発明のアルカ
リ二次電池用セパレータは、通常のアルカリ二次電池に
好ましく使用できることはもちろん、高容量化が要求さ
れる電気自動車の駆動用電池に特に好ましく使用でき
る。

フロントページの続き (72)発明者阿部正男大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者大谷彰大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者浦入正勝大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者宇田敏静岡県湖西市境宿555番地パナソニックイーブイエナジー株式会社内 (72)発明者森下展安静岡県湖西市境宿555番地パナソニックイーブイエナジー株式会社内 (72)発明者生駒宗久静岡県湖西市境宿555番地パナソニックイーブイエナジー株式会社内Ｆターム(参考） 5H021 AA06 AA09 EE04 EE18 EE34 HH00 HH01 HH07 5H028 AA01 AA08 EE06 HH00 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超高分子量ポリエチレン多孔性シートを
用いたアルカリ二次電池用セパレータであって、前記超
高分子量ポリエチレン多孔性シートが、エチレンモノマ
ー単位数２０〜１１００個当たりにつき１個のスルホン
酸基を有するアルカリ二次電池用セパレータ。
【請求項２】超高分子量ポリエチレン多孔性シート
が、エチレンモノマー単位数１００〜１１００個当たり
につき１個のスルホン酸基を有する請求項１記載のアル
カリ二次電池用セパレータ。
【請求項３】超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子
量が、５０万〜１６００万の範囲である請求項１または
２記載のアルカリ二次電池用セパレータ。
【請求項４】超高分子量ポリエチレン多孔性シート１
００重量部に対し０を超え１重量部以下の範囲で界面活
性剤を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のアル
カリ二次電池用セパレータ。
【請求項５】その用途が、電気自動車用アルカリ二次
電池用である請求項１〜４のいずれか一項に記載のアル
カリ二次電池用セパレータ。