JP2003157825A - アルカリ蓄電池 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 保液性および通気度が共に高いセパレータを
用いたアルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 セパレータの目付量および細孔径分布な
どを調整して、その全細孔容積のＡ（単位質量当り、ｃ
ｍ3／ｇ）が１≦Ａ≦５の範囲であり、かつ、直径１０
０μｍ以上の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）
が７％≦Ｂ/Ａ≦２０％の範囲にあるセパレータを使用
してアルカリ蓄電池を組立てる。
用いたアルカリ蓄電池を提供する。 【解決手段】 セパレータの目付量および細孔径分布な
どを調整して、その全細孔容積のＡ（単位質量当り、ｃ
ｍ3／ｇ）が１≦Ａ≦５の範囲であり、かつ、直径１０
０μｍ以上の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）
が７％≦Ｂ/Ａ≦２０％の範囲にあるセパレータを使用
してアルカリ蓄電池を組立てる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ蓄電池用
セパレータおよびそれを用いたアルカリ蓄電池に関す
る。
セパレータおよびそれを用いたアルカリ蓄電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、ノート型コンピュータ
等の携帯情報機器、電気自動車、ハイブリッド車等の電
源として、アルカリ蓄電池が用いられており、アルカリ
蓄電池の高性能化、特に高寿命化が求められている。ア
ルカリ蓄電池は、正極、負極およびセパレータと、前記
正極、前記負極および前記セパレータに保持されるアル
カリ電解液とを備えており、電池寿命を延ばすために
は、セパレータにて保持されるアルカリ電解液量が増加
するように、セパレータの保液性を向上させることが必
要である。セパレータの保液性を向上させるためには、
セパレータの表面積を増加させる必要がある。
等の携帯情報機器、電気自動車、ハイブリッド車等の電
源として、アルカリ蓄電池が用いられており、アルカリ
蓄電池の高性能化、特に高寿命化が求められている。ア
ルカリ蓄電池は、正極、負極およびセパレータと、前記
正極、前記負極および前記セパレータに保持されるアル
カリ電解液とを備えており、電池寿命を延ばすために
は、セパレータにて保持されるアルカリ電解液量が増加
するように、セパレータの保液性を向上させることが必
要である。セパレータの保液性を向上させるためには、
セパレータの表面積を増加させる必要がある。
【０００３】アルカリ蓄電池におけるセパレータは、多
数の細孔が設けられた多孔性になっており、細孔直径の
大小により保液性が異なり、小さい直径の細孔では、電
解液は通過しにくく、電解液が保持されやすくなってい
るのに対して、大きな直径の細孔では、電解液は通過し
やすくなるために、電解液が保持されにくくなってい
る。このために、電池内部において、電解液の偏在が生
じる。
数の細孔が設けられた多孔性になっており、細孔直径の
大小により保液性が異なり、小さい直径の細孔では、電
解液は通過しにくく、電解液が保持されやすくなってい
るのに対して、大きな直径の細孔では、電解液は通過し
やすくなるために、電解液が保持されにくくなってい
る。このために、電池内部において、電解液の偏在が生
じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルカリ蓄電池におけ
るセパレータでは、セパレータの目付量を増加させたり
細い繊維を用いることにより、細孔の直径を小さくし
て、電解液の保持量を増加することが行われている。し
かし、このように、細孔の直径を小さくすると、セパレ
ータの通気度が低下して電池の内圧が上昇するおそれが
ある。たとえば、過充電時に正極において発生したガス
は、セパレータを透過して負極で消費されるが、セパレ
ータの通気度が低い場合には、この反応が抑制されて電
池の内圧が上昇する。そして、電池の内圧が安全弁の圧
力以上に高くなると、電池内部のガスなどが、電池の外
部に放出される。その結果、電池の寿命が短くなるおそ
れがある。
るセパレータでは、セパレータの目付量を増加させたり
細い繊維を用いることにより、細孔の直径を小さくし
て、電解液の保持量を増加することが行われている。し
かし、このように、細孔の直径を小さくすると、セパレ
ータの通気度が低下して電池の内圧が上昇するおそれが
ある。たとえば、過充電時に正極において発生したガス
は、セパレータを透過して負極で消費されるが、セパレ
ータの通気度が低い場合には、この反応が抑制されて電
池の内圧が上昇する。そして、電池の内圧が安全弁の圧
力以上に高くなると、電池内部のガスなどが、電池の外
部に放出される。その結果、電池の寿命が短くなるおそ
れがある。
【０００５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、保液性および通気度が共に高い新たなセ
パレータを用いたアルカリ蓄電池を提供することを目的
とする。
たものであり、保液性および通気度が共に高い新たなセ
パレータを用いたアルカリ蓄電池を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアルカリ蓄電池は、正極、負極およびセパ
レータと、前記正極、前記負極および前記セパレータに
保持されるアルカリ電解液とを備えるアルカリ蓄電池で
あって、前記セパレータが多数の細孔を有する多孔質に
なっており、その全細孔容積Ａ（単位質量当り、ｃｍ3
／ｇ）が、１ ≦Ａ≦５ であって、直径１００μｍ以上
の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）が７％≦Ｂ
／Ａ≦２０％になっていることを特徴とする。
め、本発明のアルカリ蓄電池は、正極、負極およびセパ
レータと、前記正極、前記負極および前記セパレータに
保持されるアルカリ電解液とを備えるアルカリ蓄電池で
あって、前記セパレータが多数の細孔を有する多孔質に
なっており、その全細孔容積Ａ（単位質量当り、ｃｍ3
／ｇ）が、１ ≦Ａ≦５ であって、直径１００μｍ以上
の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）が７％≦Ｂ
／Ａ≦２０％になっていることを特徴とする。
【０００７】このように、セパレータにおける細孔の容
積を適切に設定することにより、セパレータに保持され
る電解液量を確保することができるとともに、電池内で
発生するガスの透過度を向上させることができる。
積を適切に設定することにより、セパレータに保持され
る電解液量を確保することができるとともに、電池内で
発生するガスの透過度を向上させることができる。
【０００８】本発明のアルカリ蓄電池では、前記セパレ
ータの平均細孔直径Ｃ（μｍ）が１０≦Ｃ≦３０となっ
ていてもよい。
ータの平均細孔直径Ｃ（μｍ）が１０≦Ｃ≦３０となっ
ていてもよい。
【０００９】また、本発明のアルカリ蓄電池では、前記
セパレータには、親水化処理の施されたポリオレフィン
樹脂が使用されていても良い。
セパレータには、親水化処理の施されたポリオレフィン
樹脂が使用されていても良い。
【００１０】さらに、本発明のアルカリ蓄電池では、前
記セパレータに保持される電解液量Ｄ（単位質量当り、
ｃｍ3／ｇ）と、前記セパレータにおける全細孔容積Ａ
（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）とが、０．８≦Ｄ／Ａ＜
１を満たしても良い。
記セパレータに保持される電解液量Ｄ（単位質量当り、
ｃｍ3／ｇ）と、前記セパレータにおける全細孔容積Ａ
（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）とが、０．８≦Ｄ／Ａ＜
１を満たしても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１２】本発明のアルカリ蓄電池の一例を、図１に
示す。図１は、アルカリ蓄電池１０の一部分解斜視図で
ある。なお、図１においては、ハッチングは省略してい
る。図１のアルカリ蓄電池１０は、ケース１１と、ケー
ス１１内に封入された正極板１２、負極板１３、および
正極板１２と負極板１３との間に配置されたセパレータ
１４と、電解液（図示せず）と、安全弁を備える封口板
１５とを備える。電解液は、正極板１２、負極板１３お
よびセパレータ１４に保持されている。
示す。図１は、アルカリ蓄電池１０の一部分解斜視図で
ある。なお、図１においては、ハッチングは省略してい
る。図１のアルカリ蓄電池１０は、ケース１１と、ケー
ス１１内に封入された正極板１２、負極板１３、および
正極板１２と負極板１３との間に配置されたセパレータ
１４と、電解液（図示せず）と、安全弁を備える封口板
１５とを備える。電解液は、正極板１２、負極板１３お
よびセパレータ１４に保持されている。
【００１３】セパレータ１４は、多数の細孔が設けられ
て多孔質になっており、そこに存在する細孔は、比較的
小さな直径ものと大きな直径ものとが共に存在してい
る。セパレータ１４では、細孔直径の大小により保液性
が異なっており、小さい直径の細孔に保持される電解液
は抜けにくく、従って、内部に保持されやすくなってお
り、大きな直径の細孔の電解液は抜けやすく、従って内
部に保持されにくくなっている。
て多孔質になっており、そこに存在する細孔は、比較的
小さな直径ものと大きな直径ものとが共に存在してい
る。セパレータ１４では、細孔直径の大小により保液性
が異なっており、小さい直径の細孔に保持される電解液
は抜けにくく、従って、内部に保持されやすくなってお
り、大きな直径の細孔の電解液は抜けやすく、従って内
部に保持されにくくなっている。
【００１４】このために、セパレータ１４に保持される
電解液には偏在が生じ、小さい直径の細孔内においては
電解液の保液性が保たれるのに対して、大きい直径の細
孔内に保持される電解液量は減少する。このために、小
さい直径の細孔と、大きい直径の細孔の割合を適切に選
定することにより、電解液の保持量を適切に維持しつ
つ、電池内で発生するガスの透過度も向上させることが
できる。
電解液には偏在が生じ、小さい直径の細孔内においては
電解液の保液性が保たれるのに対して、大きい直径の細
孔内に保持される電解液量は減少する。このために、小
さい直径の細孔と、大きい直径の細孔の割合を適切に選
定することにより、電解液の保持量を適切に維持しつ
つ、電池内で発生するガスの透過度も向上させることが
できる。
【００１５】本発明のアルカリ蓄電池に用いられるセパ
レータは、特に限定はされないが、耐アルカリ性に優れ
た高分子、たとえばポリエチレンやポリプロピレンなど
のポリオレフィン樹脂を用いることができる。親水化処
理が必要な場合には、スルホン化処理、グラフト重合、
プラズマ処理、コロナ放電処理、またはフッ素処理とい
った処理を適用できる。
レータは、特に限定はされないが、耐アルカリ性に優れ
た高分子、たとえばポリエチレンやポリプロピレンなど
のポリオレフィン樹脂を用いることができる。親水化処
理が必要な場合には、スルホン化処理、グラフト重合、
プラズマ処理、コロナ放電処理、またはフッ素処理とい
った処理を適用できる。
【００１６】上記セパレータの全細孔容積Ａ（単位質量
当り、ｃｍ3／ｇ）を、１≦Ａ≦５の範囲とし、かつ、
直径１００μｍ以上の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ
3／ｇ）のＡに対する比率を７％ ≦Ｂ／Ａ≦２０％とす
ることによって、電池内において十分な保液性と通気度
を確保できる。
当り、ｃｍ3／ｇ）を、１≦Ａ≦５の範囲とし、かつ、
直径１００μｍ以上の細孔容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ
3／ｇ）のＡに対する比率を７％ ≦Ｂ／Ａ≦２０％とす
ることによって、電池内において十分な保液性と通気度
を確保できる。
【００１７】本発明のアルカリ蓄電池に用いるセパレー
タは一般的な方法で製造できる。具体的には、湿式、乾
式、スパンボンド、メルトブロー法などにより作製され
たセパレータを、たとえば、直径１００μｍ以上の細く
勢いの強い水シャワー間に通すことにより、容易に直径
１００μｍ以上の細孔を作ることができ、しかも、水シ
ャワーの通過時間、水流強度等を変化させることによ
り、直径の小さな細孔と直径の大きな細孔との割合を容
易に変えることができる。
タは一般的な方法で製造できる。具体的には、湿式、乾
式、スパンボンド、メルトブロー法などにより作製され
たセパレータを、たとえば、直径１００μｍ以上の細く
勢いの強い水シャワー間に通すことにより、容易に直径
１００μｍ以上の細孔を作ることができ、しかも、水シ
ャワーの通過時間、水流強度等を変化させることによ
り、直径の小さな細孔と直径の大きな細孔との割合を容
易に変えることができる。
【００１８】その他の部分については、アルカリ蓄電池
に一般的に用いられている部材を用いることができる。
アルカリ蓄電池１０がニッケル・水素蓄電池の場合、正
極板１２には水酸化ニッケルを活物質とする正極板を用
い、負極板１３には水素吸蔵合金を主成分とする負極板
を用い、電解液には水酸化カリウムを主な溶質として含
むアルカリ電解液を用いることができる。
に一般的に用いられている部材を用いることができる。
アルカリ蓄電池１０がニッケル・水素蓄電池の場合、正
極板１２には水酸化ニッケルを活物質とする正極板を用
い、負極板１３には水素吸蔵合金を主成分とする負極板
を用い、電解液には水酸化カリウムを主な溶質として含
むアルカリ電解液を用いることができる。
【００１９】また、アルカリ蓄電池１０がニッケル・カ
ドミウム蓄電池の場合、ニッケル・水素蓄電池とは負極
板１３が異なり、負極板１３にはカドミウムを用いた負
極板を使用する。
ドミウム蓄電池の場合、ニッケル・水素蓄電池とは負極
板１３が異なり、負極板１３にはカドミウムを用いた負
極板を使用する。
【００２０】本発明のアルカリ蓄電池１０では、セパレ
ータ１４に保持される電解液の量Ｄ（単位質量当り、ｃ
ｍ3／ｇ）と、セパレータ１４の全細孔容積Ａ（単位質
量当り、ｃｍ3／ｇ）とが、０．８≦Ｄ／Ａ＜１を満た
すことが好ましい。セパレータ１４に保持される電解液
の量をこの範囲とすることによって、内部抵抗の増加を
抑制できる。ここで、セパレータ１４の単位質量当りの
全細孔容積Ａは、セパレータ１４の全体の容積から、セ
パレータ１４中の樹脂の容積を引くことによって得られ
た容積の単位質量当りの値である。細孔を含むセパレー
タ１４の容積は、セパレータ１４の面積と厚さとを測定
することにより計算できる。また、セパレータ１４中の
樹脂の容積は、セパレータ１４を構成する樹脂の密度と
セパレータ１４の質量から計算できる。Ｄ／Ａ＝１と
は、セパレータ１４中の細孔のすべてが電解液で占めら
れていることを意味する。
ータ１４に保持される電解液の量Ｄ（単位質量当り、ｃ
ｍ3／ｇ）と、セパレータ１４の全細孔容積Ａ（単位質
量当り、ｃｍ3／ｇ）とが、０．８≦Ｄ／Ａ＜１を満た
すことが好ましい。セパレータ１４に保持される電解液
の量をこの範囲とすることによって、内部抵抗の増加を
抑制できる。ここで、セパレータ１４の単位質量当りの
全細孔容積Ａは、セパレータ１４の全体の容積から、セ
パレータ１４中の樹脂の容積を引くことによって得られ
た容積の単位質量当りの値である。細孔を含むセパレー
タ１４の容積は、セパレータ１４の面積と厚さとを測定
することにより計算できる。また、セパレータ１４中の
樹脂の容積は、セパレータ１４を構成する樹脂の密度と
セパレータ１４の質量から計算できる。Ｄ／Ａ＝１と
は、セパレータ１４中の細孔のすべてが電解液で占めら
れていることを意味する。
【００２１】なお、図１に示した円筒形のアルカリ蓄電
池は一例であり、本発明のアルカリ蓄電池は図１に示す
形態に限定されない。たとえば、本発明のアルカリ蓄電
池は、角型など円筒形以外のアルカリ蓄電池にも適用が
可能である。
池は一例であり、本発明のアルカリ蓄電池は図１に示す
形態に限定されない。たとえば、本発明のアルカリ蓄電
池は、角型など円筒形以外のアルカリ蓄電池にも適用が
可能である。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。 (実施例１)実施例１では、ニッケル・水素蓄電池を作成
した一例について説明する。
説明する。 (実施例１)実施例１では、ニッケル・水素蓄電池を作成
した一例について説明する。
【００２３】まず、水酸化ニッケルを含む活物質ペース
トを発泡ニッケルに充填して、乾燥、加圧、および切断
することによって正極を作製した。同様に、水素吸蔵合
金を含むペーストを導電性の支持体に塗布して、乾燥、
加圧、および切断することによって負極を作製した。セ
パレータとしては、繊維径が一定（１２μｍ程度）であ
って、一定のスルホン化処理されたポリプロピレン繊維
で構成された不織布を用いた。そして、正極と負極の間
にセパレータを介して巻回し、この時発生したショート
数の発生率を電池の微短率とした。巻回極群をケース内
に挿入したのち、電解液を注液して封口板で封口し、
６．５Ａｈのニッケル・水素蓄電池を得た。電解液に
は、水酸化カリウムを主な溶質とする比重１．３程度の
電解液を用いた。電池組立後、０．４ＣＡの電流で１２
０％充電した時の内圧を測定して電池の最大内圧を評価
した。
トを発泡ニッケルに充填して、乾燥、加圧、および切断
することによって正極を作製した。同様に、水素吸蔵合
金を含むペーストを導電性の支持体に塗布して、乾燥、
加圧、および切断することによって負極を作製した。セ
パレータとしては、繊維径が一定（１２μｍ程度）であ
って、一定のスルホン化処理されたポリプロピレン繊維
で構成された不織布を用いた。そして、正極と負極の間
にセパレータを介して巻回し、この時発生したショート
数の発生率を電池の微短率とした。巻回極群をケース内
に挿入したのち、電解液を注液して封口板で封口し、
６．５Ａｈのニッケル・水素蓄電池を得た。電解液に
は、水酸化カリウムを主な溶質とする比重１．３程度の
電解液を用いた。電池組立後、０．４ＣＡの電流で１２
０％充電した時の内圧を測定して電池の最大内圧を評価
した。
【００２４】実施例１では、セパレータの厚みを１８０
μｍ、平均細孔直径を２０μｍと一定とし、全細孔容積
に占める１００μｍ以上の細孔の割合が１０％になるよ
うにして、目付量が異なる１１種類のサンプル（５〜１
００ｇ／ｃｍ2）を作製した。各サンプルの全細孔容積
（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）、多孔度（セパレータの
全容積に対する全細孔容積の割合、％）、各サンプルを
用いた巻回極群の微短率（％）、および各サンプルを用
いた電池の最大内圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）を表１に示す。
μｍ、平均細孔直径を２０μｍと一定とし、全細孔容積
に占める１００μｍ以上の細孔の割合が１０％になるよ
うにして、目付量が異なる１１種類のサンプル（５〜１
００ｇ／ｃｍ2）を作製した。各サンプルの全細孔容積
（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）、多孔度（セパレータの
全容積に対する全細孔容積の割合、％）、各サンプルを
用いた巻回極群の微短率（％）、および各サンプルを用
いた電池の最大内圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）を表１に示す。
【００２５】
【表１】
図２は、表１の結果から、単位質量当りの全細孔容積と
電池における最大内圧との関係をグラフに示したもので
あり、また、図３は、単位質量当りの全細孔容積Ａと微
短率の関係をグラフに示したものである。さらに、図４
は、多孔度と単位質量当りの全細孔容積Ａの関係をグラ
フに示したものである。
電池における最大内圧との関係をグラフに示したもので
あり、また、図３は、単位質量当りの全細孔容積Ａと微
短率の関係をグラフに示したものである。さらに、図４
は、多孔度と単位質量当りの全細孔容積Ａの関係をグラ
フに示したものである。
【００２６】図２に示すように、セパレータの目付量を
大きくして単位質量当りの全細孔容積（ｃｍ3／ｇ）が
１未満となった場合には、電池セパレータ内の通気度が
極端に悪化することにより、電池の最大内圧が急激に増
大する。また、図３に示すように、セパレータの目付量
を小さくして多孔度が８８％以上、すなわち、単位質量
当りの全細孔容積Ａ（ｃｍ3／ｇ）が８以上となった場
合には、極端にセパレータ強度が低下することにより微
短率が増大する。
大きくして単位質量当りの全細孔容積（ｃｍ3／ｇ）が
１未満となった場合には、電池セパレータ内の通気度が
極端に悪化することにより、電池の最大内圧が急激に増
大する。また、図３に示すように、セパレータの目付量
を小さくして多孔度が８８％以上、すなわち、単位質量
当りの全細孔容積Ａ（ｃｍ3／ｇ）が８以上となった場
合には、極端にセパレータ強度が低下することにより微
短率が増大する。
【００２７】以上のことから、セパレータの単位質量当
りの全細孔容積（ｃｍ3／ｇ）を１≦Ａ≦５の範囲とす
ることにより、電池内圧および微短率に関して、有効な
結果が得られる。 (実施例２)実施例２では、セパレータの単位質量当りの
全細孔容積を１．１９ｃｍ3／ｇ、セパレータの厚みを
１８０μｍ、平均細孔直径を２０μｍと一定とし、全細
孔容積に占める１００μｍ以上の細孔の割合が、５、
７、１０、２０及び３０％となるように、セパレータの
細孔径分布を変化させたサンプルを用意した。さらに、
２．５４及び７．９４ｃｍ3／ｇの２種類の単位質量当
りの全細孔容積を有するセパレータについても、同様に
１００μｍ以上の細孔の割合が異なる計１５種類のセパ
レータを作製して、実施例１と同様な電池を組み立て、
電池の最大内圧、および、５００サイクル後の電池内部
抵抗を評価した。電池最大内圧の結果を表２および図５
に示す。また、電池内部抵抗の結果を表３および図６に
示す。
りの全細孔容積（ｃｍ3／ｇ）を１≦Ａ≦５の範囲とす
ることにより、電池内圧および微短率に関して、有効な
結果が得られる。 (実施例２)実施例２では、セパレータの単位質量当りの
全細孔容積を１．１９ｃｍ3／ｇ、セパレータの厚みを
１８０μｍ、平均細孔直径を２０μｍと一定とし、全細
孔容積に占める１００μｍ以上の細孔の割合が、５、
７、１０、２０及び３０％となるように、セパレータの
細孔径分布を変化させたサンプルを用意した。さらに、
２．５４及び７．９４ｃｍ3／ｇの２種類の単位質量当
りの全細孔容積を有するセパレータについても、同様に
１００μｍ以上の細孔の割合が異なる計１５種類のセパ
レータを作製して、実施例１と同様な電池を組み立て、
電池の最大内圧、および、５００サイクル後の電池内部
抵抗を評価した。電池最大内圧の結果を表２および図５
に示す。また、電池内部抵抗の結果を表３および図６に
示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
１００μｍ以上の細孔が占める割合が７％程度よりも小
さい場合には、電池の最大内圧が大きくなっている。大
きな細孔の割合が小さくなると、電解液の偏在が起こら
ず通気度が極端に悪化したためと考えられる。
さい場合には、電池の最大内圧が大きくなっている。大
きな細孔の割合が小さくなると、電解液の偏在が起こら
ず通気度が極端に悪化したためと考えられる。
【００３０】電池の寿命を示す電池の内部抵抗は、１０
０μｍ以上の細孔が占める割合が２０％を越えると、急
激に増加している。大きな細孔の割合が大きく成り過ぎ
ると、セパレータの液保持力が低下して極板に液が移動
することにより、セパレータ内の液不足による内部抵抗
の増大が生じるものと考えられる。
０μｍ以上の細孔が占める割合が２０％を越えると、急
激に増加している。大きな細孔の割合が大きく成り過ぎ
ると、セパレータの液保持力が低下して極板に液が移動
することにより、セパレータ内の液不足による内部抵抗
の増大が生じるものと考えられる。
【００３１】以上のことから、電池のセパレータにおい
て、単位質量当りの全細孔容積Ａに対する１００μｍ以
上の細孔容積Ｂの占める割合は、７％≦Ｂ／Ａ≦２０％
の範囲とすることにより有効な結果が得られる。 (実施例３)実施例３では、セパレータの単位質量当りの
全細孔容積を２．５４ｃｍ3／ｇ、厚みを１８０μｍ、
１００μｍ以上の細孔が占める割合を１０％と一定と
し、平均細孔直径が５、１０、２０、３０および４０μ
ｍとなるように細孔の直径分布を変化させた５種類のセ
パレータを作製した。そして、実施例１と同様な電池を
組み立て、５００サイクル後の電池内部抵抗、および、
電池の最大内圧を評価した。電池内部抵抗の結果を表４
および図６に示す。また、最大内圧の結果を表５および
図８に示す。
て、単位質量当りの全細孔容積Ａに対する１００μｍ以
上の細孔容積Ｂの占める割合は、７％≦Ｂ／Ａ≦２０％
の範囲とすることにより有効な結果が得られる。 (実施例３)実施例３では、セパレータの単位質量当りの
全細孔容積を２．５４ｃｍ3／ｇ、厚みを１８０μｍ、
１００μｍ以上の細孔が占める割合を１０％と一定と
し、平均細孔直径が５、１０、２０、３０および４０μ
ｍとなるように細孔の直径分布を変化させた５種類のセ
パレータを作製した。そして、実施例１と同様な電池を
組み立て、５００サイクル後の電池内部抵抗、および、
電池の最大内圧を評価した。電池内部抵抗の結果を表４
および図６に示す。また、最大内圧の結果を表５および
図８に示す。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
平均細孔直径が３０μｍよりも大きくなると、電池内部
抵抗が急激に増加しており、電池の寿命が低下してい
る。これは、平均的に大きな細孔が存在することになる
ため、セパレータの保液力が低下し、極板に電解液が移
動することによるセパレータ内の電解液不足によって、
内部抵抗の上昇が生じるものと考えられる。
抵抗が急激に増加しており、電池の寿命が低下してい
る。これは、平均的に大きな細孔が存在することになる
ため、セパレータの保液力が低下し、極板に電解液が移
動することによるセパレータ内の電解液不足によって、
内部抵抗の上昇が生じるものと考えられる。
【００３４】平均細孔直径が１０μｍよりも低下する
と、電池の最大内圧が急激に増大している。これは、非
常に小さい細孔が多数存在しているため、液の偏在が起
こりにくくなっているものと考えられる。
と、電池の最大内圧が急激に増大している。これは、非
常に小さい細孔が多数存在しているため、液の偏在が起
こりにくくなっているものと考えられる。
【００３５】以上のことから、電池のセパレータにおい
て、平均細孔直径Ｃ（μｍ）は１０≦Ｃ≦３０の範囲と
することにより、有効な結果が得られる。
て、平均細孔直径Ｃ（μｍ）は１０≦Ｃ≦３０の範囲と
することにより、有効な結果が得られる。
【００３６】なお、これまでの実施例では、セパレータ
の繊維径がほぼ一定（１２μｍ程度）のものを用いた
が、異種径の繊維が混入されていても同様の効果が得ら
れる。
の繊維径がほぼ一定（１２μｍ程度）のものを用いた
が、異種径の繊維が混入されていても同様の効果が得ら
れる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルカリ
蓄電池によれば、保液性および通気度が共に高いセパレ
ータが用いられていることにより、セパレータによる電
解液の保持量を確保しつつ、電池の内部圧力の増大を抑
制することができ、長期に渡って安定的に使用すること
ができる。
蓄電池によれば、保液性および通気度が共に高いセパレ
ータが用いられていることにより、セパレータによる電
解液の保持量を確保しつつ、電池の内部圧力の増大を抑
制することができ、長期に渡って安定的に使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアルカリ蓄電池の一部分解斜視図であ
る。
る。
【図２】実施例１におけるセパレータの単位質量当りの
全細孔容積と電池における最大内圧との関係を示すグラ
フである。
全細孔容積と電池における最大内圧との関係を示すグラ
フである。
【図３】実施例１におけるセパレータの単位質量当りの
全細孔容積と巻回極群における微短率との関係を示すグ
ラフである。
全細孔容積と巻回極群における微短率との関係を示すグ
ラフである。
【図４】実施例１におけるセパレータの多孔度と単位質
量当りの全細孔容積との関係を示すグラフである。
量当りの全細孔容積との関係を示すグラフである。
【図５】実施例２における、１００μｍ以上の細孔容積
の割合と電池内圧との関係を示すグラフである。
の割合と電池内圧との関係を示すグラフである。
【図６】実施例２における、１００μｍ以上の細孔容積
の割合と電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。
の割合と電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。
【図７】実施例３におけるセパレータの平均細孔直径と
電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。
電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。
【図８】実施例３におけるセパレータの平均細孔直径と
電池最大内圧との関係を示すグラフである。
電池最大内圧との関係を示すグラフである。
１０ アルカリ蓄電池
１１ ケース
１２ 正極板
１３ 負極板
１４ セパレータ
１５ 封口版
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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
Ｆターム(参考） 5H021 BB09 CC00 EE04 HH01 HH03
HH04
5H028 AA05 CC12 EE06 HH01 HH05
Claims (4)
- 【請求項１】 正極、負極およびセパレータと、前記正
極、前記負極および前記セパレータに保持されるアルカ
リ電解液とを備えるアルカリ蓄電池であって、 前記セパレータが多数の細孔を有する多孔質になってお
り、その全細孔容積Ａ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）
が、１ ≦Ａ≦５ であって、直径１００μｍ以上の細孔
容積Ｂ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）が７％≦Ｂ／Ａ≦
２０％になっていることを特徴とするアルカリ蓄電池。 - 【請求項２】 前記セパレータの平均細孔直径Ｃ（μ
ｍ）が１０≦Ｃ≦３０であることを特徴とする請求項１
に記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項３】 前記セパレータには、親水化処理の施さ
れたポリオレフィン樹脂が使用されていることを特徴と
する請求項１または２に記載のアルカリ蓄電池。 - 【請求項４】 前記セパレータに保持される電解液量Ｄ
（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）と、前記セパレータにお
ける全細孔容積Ａ（単位質量当り、ｃｍ3／ｇ）とが、
０．８≦Ｄ／Ａ＜１を満たす請求項１ないし３のいずれ
か１項に記載のアルカリ蓄電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355270A JP4091294B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | アルカリ蓄電池 |
| US10/300,087 US7033704B2 (en) | 2001-11-20 | 2002-11-20 | Alkaline storage battery having a separator with pores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355270A JP4091294B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | アルカリ蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003157825A true JP2003157825A (ja) | 2003-05-30 |
| JP4091294B2 JP4091294B2 (ja) | 2008-05-28 |
Family
ID=19166997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001355270A Expired - Fee Related JP4091294B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | アルカリ蓄電池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7033704B2 (ja) |
| JP (1) | JP4091294B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011216467A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-27 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金およびこの合金を負極に備えたアルカリ蓄電池ならびにアルカリ蓄電池システム |
| JP2015032570A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | ニッケル水素蓄電池 |
| CN104396078A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-03-04 | 赢创利塔里安有限责任公司 | 基于模型的电解质填充方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5207750B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-06-12 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| US9666848B2 (en) | 2011-05-20 | 2017-05-30 | Dreamweaver International, Inc. | Single-layer lithium ion battery separator |
| US10700326B2 (en) | 2012-11-14 | 2020-06-30 | Dreamweaver International, Inc. | Single-layer lithium ion battery separators exhibiting low shrinkage rates at high temperatures |
| US10607790B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-03-31 | Dreamweaver International, Inc. | Direct electrolyte gelling via battery separator composition and structure |
| WO2015038643A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Encell Technology, Inc. | Gas channeling separator inlays for alkaline batteries |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5830603A (en) * | 1993-09-03 | 1998-11-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Separator film for a storage battery |
| JP3499930B2 (ja) * | 1994-10-07 | 2004-02-23 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池 |
| FR2777698B1 (fr) * | 1998-04-16 | 2000-05-12 | Alsthom Cge Alcatel | Separateur comprenant une matrice macroporeuse et un polymere poreux, son procede de fabrication, generateur electrochimique le comprenant et le procede de fabrication de celui-ci |
| JP2000021382A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-21 | Bridgestone Corp | 電池部材及びそれを用いた電池 |
| JP2000123816A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Oji Paper Co Ltd | アルカリマンガン電池用セパレーター |
| JP2002298818A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-11-20 JP JP2001355270A patent/JP4091294B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-11-20 US US10/300,087 patent/US7033704B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011216467A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-27 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金およびこの合金を負極に備えたアルカリ蓄電池ならびにアルカリ蓄電池システム |
| CN104396078A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-03-04 | 赢创利塔里安有限责任公司 | 基于模型的电解质填充方法 |
| JP2015032570A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | ニッケル水素蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4091294B2 (ja) | 2008-05-28 |
| US7033704B2 (en) | 2006-04-25 |
| US20030124428A1 (en) | 2003-07-03 |
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