JP2006286326A - 電池用セパレータ及びそれを使用した電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)繊維径が3μm以下の極細繊維、(2)繊維径(円形換算値)が3〜5μm(3μmは含まない)で、横断面形状が非円形である準極細異形繊維、及び(3)前記極細繊維と前記準極細異形繊維を構成する樹脂成分の中で最も融点の低い樹脂成分と同じ又は低い融点を有する融着成分を表面に備えた融着性繊維、とを含み、前記融着性繊維の融着成分が融着した不織布を、2枚以上積層一体化した電池用セパレータ及び該セパレータを用いた電池。
【選択図】なし
Description
記
マイクロメーター(心棒の直径:6.35mm)により、セパレータの500g荷重時における厚さ(T500)を測定する。次いで、セパレータの1000g荷重時における厚さ(T1000)をマイクロメーターにより測定する。そして、1000g荷重時における厚さ(T1000)の500g荷重時における厚さ(T500)に対する百分率を厚さ保持率(Tr)とする。
Tr=(T1000/T500)×100
ポリエチレンテレフタレートからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が64個存在する、複合紡糸法により紡糸した後に切断した海島型複合繊維(繊度:1.65dtex、繊維長:2mm)を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度80℃、10mass%水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に60分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分を除去して、島成分からなるポリプロピレン極細繊維(繊維径:2μm、融点:172℃、繊維長:2mm、フィブリル化していない、延伸されている、繊維の長さ方向に同じ直径を有する、繊維間の直径も同じ、横断面形状:円形)を製造した。
実施例1と同じポリプロピレン極細繊維を用意した。また、図1に示すようなオレンジ状断面を有する、ポリプロピレン成分とエチレン−ビニルアルコール共重合成分とからなる、繊度2.4dtex、繊維長6mmの分割型複合繊維(延伸されている、横断面が三角形状で、繊維径が4.5μmのポリプロピレン準極細異形繊維(融点:165℃)と、横断面が三角形状で、繊維径が4.5μmのエチレン−ビニルアルコール共重合準極細異形繊維(融点:168℃)をそれぞれ8本発生可能)を用意した。そして、この分割型複合繊維を水に分散させ、パルパーにより分割して、ポリプロピレン準極細異形繊維、エチレン−ビニルアルコール共重合準極細異形繊維及びポリプロピレン準極細異形繊維とエチレン−ビニルアルコール共重合準極細異形繊維同士が結合したパルプ状物とが混在した混合スラリーを形成した。
実施例1と同じ分割型複合繊維の混合スラリー(繊維量)80mass%と複合ポリオレフィン系融着性繊維を20mass%とを混合分散させたスラリーから湿式繊維ウエブを形成したこと以外は、実施例1と同様に、融着不織布の形成、2層構造融着不織布の形成、スルホン化処理、及び厚さ調節を実施して、目付33g/m2、厚さ0.13mmのセパレータ(厚さ保持率:88%、孔径:10μm)を製造した。
実施例1と同じポリプロピレン極細繊維20mass%と実施例2と同じ複合高強度融着性繊維80mass%とを混合分散させたスラリーから湿式繊維ウエブを形成したこと以外は、実施例2と同様に融着不織布を形成した後、2層構造融着不織布(目付:66g/m2、厚さ:0.18mm)を形成した。そして、この2層構造融着不織布を実施例1と同様にスルホン化処理を実施した後に、厚さ調節を実施して、目付66g/m2、厚さ0.18mmのセパレータ(厚さ保持率:83%、孔径:9μm)を製造した。
実施例1と同様のスラリーを用いて目付66g/m2の湿式繊維ウエブを形成したこと以外は、実施例1と全く同様にして、目付66g/m2、厚さ0.25mmの融着不織布を形成した。
比較例1と同様のスラリーを用いて目付66g/m2の湿式繊維ウエブを形成したこと以外は、比較例1と全く同様にして、目付66g/m2、厚さ0.25mmの融着不織布を形成した。
比較例2と同様のスラリーを用いて目付66g/m2の湿式繊維ウエブを形成したこと以外は、比較例2と全く同様にして、目付66g/m2、厚さ0.24mmの融着不織布を形成した。
実施例1と同じ分割型複合繊維と複合ポリオレフィン系融着性繊維とを用意し、分割型複合繊維80mass%と、複合ポリオレフィン系融着性繊維20mass%とを混合分散させたスラリーを形成し、湿式抄造法により、いずれの繊維も均一に分散した湿式繊維ウエブを形成した。
5cm角の発泡ニッケル基材を用いたぺースト式ニッケル正極と、5cm角のぺースト式水素吸蔵合金負極との間に、それぞれ各セパレータを挟み込み、5Nー水酸化カリウムおよび1Nー水酸化リチウムからなる電解液をセパレータに注入した後、充電電流率0.1Cで12時間充電と休放置12時間とからなるサイクルを、休放置後の電圧が1.0Vになるまで繰り返し、前記電圧となるまでのサイクル数(回)を測定した。なお、測定は温度60℃で行った。また、短絡防止性の評価は各セパレータとも10回行い、その算術平均値を算出した。この結果は表1に示す通りであった。
まず、電極の集電体として、発泡ニッケル基材を用いたぺースト式ニッケル正極(41mm、70mm長)とぺースト式水素吸蔵合金負極(ミッシュメタル系合金、40mm、100mm長)とを作製した。
前記(電池内圧の測定)と同様にして製造した円筒型ニッケル−水素電池の活性化を行った後、充電率0.1Cで120%充電し、15分間休止し、終止電圧0.8Vになるまで放電率0.2Cで放電させることを1サイクルとする充放電を繰り返し、放電容量が初期容量の80%未満となるまでに要する充放電サイクル数を測定した。この充放電サイクル数の測定は各セパレータとも10個電池を作製し、その算術平均値を算出した。この結果は表1に示す通りであった。
12 樹脂成分
Claims (11)
- (1)繊維径が3μm以下の極細繊維、(2)繊維径(円形換算値)が3〜5μm(3μmは含まない)で、横断面形状が非円形である準極細異形繊維、及び(3)前記極細繊維と前記準極細異形繊維を構成する樹脂成分の中で最も融点の低い樹脂成分と同じ又は低い融点を有する融着成分を表面に備えた融着性繊維、とを含み、前記融着性繊維の融着成分が融着した不織布を、2枚以上積層一体化した電池用セパレータ。
- 極細繊維の横断面形状が円形であることを特徴とする、請求項1記載の電池用セパレータ。
- 極細繊維が、海島型複合繊維の海成分を除去して残留した島成分からなる極細繊維であることを特徴とする、請求項1又は請求項に2に記載の電池用セパレータ。
- 準極細異形繊維として、ポリプロピレン製準極細異形繊維、ポリエチレン製準極細異形繊維、及び/又はエチレン−ビニルアルコール共重合体製準極細異形繊維を含んでいることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 樹脂組成の点で異なる2種類以上の準極細異形繊維同士が結合したパルプ状物を含んでいることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 不織布は引張り強さが5cN/dtex以上の高強度繊維を含んでいることを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 不織布がポリオレフィン系繊維のみから実質的になることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 極細繊維と準極細異形繊維を構成する樹脂成分の中で最も融点の低い樹脂成分が高密度ポリエチレンであり、融着性繊維の融着成分が低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンからなることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 融着により積層一体化していることを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 不織布1層の目付が40g/m2以下であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の電池用セパレータ。
- 請求項1〜請求項10のいずれかに記載の電池用セパレータを備えている電池。
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