JP2007080599A - 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】 本発明の電池用セパレータは、(1)繊維径が3μm以下の極細繊維と、融着成分を表面に備えた第1融着性繊維とを含み、前記第1融着性繊維が融着した極細不織布と、(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と、融着成分を表面に備えた第2融着性繊維とを含み、前記第2融着性繊維が融着した準極細不織布とが、融着一体化したものである。本発明の電池は前記電池用セパレータを備えている。
【選択図】 図1
Description
極細不織布においては、一定体積における繊維表面積を広くして電解液の保持性に優れるように、また、緻密性を高めて短絡防止性に優れるように、繊維径が3μm以下の極細繊維を含んでいる。このような極細繊維の繊維径が小さければ小さい程、前記性能により優れているため、繊維径は2μm以下であるのが好ましい。他方、繊維径の下限は特に限定するものではないが、0.001μm程度が適当である。なお、本発明における「繊維径」は電子顕微鏡写真により計測して得られる値をいう。
本発明の準極細不織布においては、活物質の移動やデンドライトの伸長を抑制でき、短絡防止性に優れているように、ある程度の緻密性が必要であり、また、適度な空隙を形成してガス透過性に優れているように、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を含んでいる。また、準極細異形繊維の横断面形状は非円形で、圧力がかかっても潰れにくいため、短絡防止性、ガス透過性、及び電解液の保持性を高めることができる。
本発明のセパレータは上述のような極細不織布と準極細不織布とが積層一体化したものであるが、準極細不織布、好ましくは高強度繊維を含んでいることによって、圧力によって潰れにくいため、短絡防止性、ガス透過性、及び電解液の保持性に優れている。より具体的には、下記に定義される「厚さ保持率」が85%以上(好ましくは88%以上)の、圧力によっても潰れにくいものであるのが好ましい。
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
本発明のセパレータは、例えば、次のようにして製造することができる。まず、少なくとも極細繊維、第1融着性繊維(高強度第1融着性繊維を含む)を用意する。好ましくは高強度繊維も用意する。なお、前述の通り、これら繊維はいずれもポリオレフィン系樹脂からなるのが好ましい。
他方で、少なくとも樹脂組成の異なる2種類以上の樹脂からなる分割型複合繊維、第2融着性繊維(高強度第2融着性繊維を含む)を用意する。好ましくは高強度繊維も用意する。なお、前述の通り、これら繊維はいずれもポリオレフィン系樹脂からなるのが好ましい。
次いで、極細不織布と準極細不織布とを積層した後、加熱して第1融着性繊維及び/又は第2融着性繊維の融着成分を融着させて、極細不織布と準極細不織布とを融着一体化する。なお、加熱温度は第1融着性繊維及び/又は第2融着性繊維の融着成分が融着する温度であれば良く、特に限定するものではないが、融着成分(第1融着性繊維、第2融着性繊維の中でより低い融点をもつ融着成分)の融点よりも5℃低い温度から融着成分の融点よりも20℃高い温度の範囲内で、3秒から20秒間、熱風を通過させ、無圧下で熱処理するのが好ましく、融着成分の融点よりも3℃高い温度から融着成分の融点よりも20℃高い温度の範囲内で、3秒から20秒間、極細不織布と準極細不織布との積層物をコンベア等の支持体の下方から吸引して支持体と密着させた状態で、熱風を通過させ、無圧下で熱処理するのがより好ましい。このような条件で熱処理することによって、極細不織布及び準極細不織布の多空隙状態を維持した状態で一体化できる。しかしながら、加圧して一体化しても良いし、無圧下で融着成分を溶融させた後に加圧して一体化しても良い。
以上、本発明のセパレータの製造方法について説明したが、本発明は上述の方法に限定されない。例えば、準極細不織布は準極細異形繊維及び第2融着性繊維を用意した後に、前述と同様に繊維ウエブを形成し、流体流を作用させることなく、前述と同様に第2融着性繊維の融着成分を融着させて製造することができる。なお、準極細異形繊維は、例えば、樹脂組成の異なる2種類以上の樹脂からなる分割型複合繊維に対し、レファイナー、パルパー、ミキサー、ビーターなどにより外力を作用させることにより形成することができる。この際に、不十分な外力を作用させれば、準極細異形繊維同士が結合したパルプ状物も形成することができる。このように準極細異形繊維を用いて繊維ウエブを形成すると、流体流などによる絡合作用によって繊維ウエブの地合いが乱れにくいため、緻密性に優れる準極細不織布であることができ、短絡防止性により優れており、好適な製造方法である。
本発明の電池は、上述のようなセパレータを備えていること以外は、従来の電池と全く同様であることができる。
(極細不織布の製造)
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。
他方、図6に示すようなオレンジ状中空断面を有する、ポリプロピレン成分と高密度ポリエチレン成分とからなる、繊度1.7dtex、繊維長5mmの分割型複合繊維(延伸されている、横断面が略台形状で、繊維径が4μmのポリプロピレン準極細異形繊維(融点:165℃)と、横断面が略台形状で、繊維径が4μmの高密度ポリエチレン準極細異形繊維(融点:135℃)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、レファイナーにより分割して、ポリプロピレン準極細異形繊維、ポリエチレン準極細異形繊維、及びポリプロピレン準極細異形繊維とポリエチレン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。
次いで、極細不織布1枚と準極細不織布1枚とを積層した積層体を、コンベアの下方から吸引してコンベアと密着させた状態で、温度125℃の熱風を10秒間通過させる熱処理を無圧下で実施し、極細不織布及び準極細不織布を構成するポリオレフィン系第1融着性繊維及びポリオレフィン系第2融着性繊維の鞘成分である低密度ポリエチレンのみを融着させて一体化し、目付66g/m2、厚さ0.2mmの2層構造融着不織布を形成した。そして、この2層構造融着不織布を温度60℃の発煙硫酸溶液(15%SO3溶液)中に2分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥してスルホン酸基を導入し、更にカレンダーによって厚さを調節して、目付66g/m2、厚さ0.18mmのセパレータ(厚さ保持率:89%)を製造した。
(極細不織布の製造)
実施例1と同様にして極細不織布を製造した。
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。
次いで、極細不織布1枚と準極細不織布1枚とを積層した積層体を、コンベアの下方から吸引してコンベアと密着させた状態で、温度125℃の熱風を10秒間通過させる熱処理を無圧下で実施し、極細不織布及び準極細不織布を構成するポリオレフィン系レギュラー第1融着性繊維及びポリオレフィン系レギュラー第2融着性繊維の鞘成分である低密度ポリエチレンのみを融着させて一体化し、目付66g/m2、厚さ0.2mmの2層構造融着不織布を製造した。
実施例1と同じポリプロピレン極細繊維15mass%、分割型複合繊維の混合スラリー(繊維量)50mass%、及びポリオレフィン系レギュラー第1融着性繊維35mass%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、各セパレータを挟み込み、5N−水酸化カリウムおよび1N−水酸化リチウムからなる電解液をセパレータに染み込ませた後、セパレータの両面をアクリル板で挟み込み、200g/cm2の圧力をかけた状態で、容器内に収納し、密閉した。その後、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。
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以下の極細繊維と、前記極細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第1融着性繊維とを含み、前記第1融着性繊維の融着成分が融着した極細不織布と、(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第2融着性繊維とを含み、前記第2融着性繊維の融着成分が融着した準極細不織布とが、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。
- 極細不織布及び/又は準極細不織布は、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。
- 極細不織布及び準極細不織布が、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、第1融着性繊維及び第2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。
- 極細不織布及び準極細不織布の目付が60g/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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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011009150A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Daiwabo Holdings Co Ltd | 電池セパレータ、電池および分割型複合繊維 |
US20110195345A1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-11 | Wilson Hago | Anionic membrane |
WO2012133753A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セパレータ材料及びそれを用いた電池、並びにセパレータ材料用熱接着性複合繊維 |
JP2017216112A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日本バイリーン株式会社 | アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0985873A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-03-31 | Japan Vilene Co Ltd | 複合体及びその製造方法 |
JPH10325059A (ja) * | 1997-05-27 | 1998-12-08 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布及び不織布の製造方法 |
JP2003260746A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-16 | Japan Vilene Co Ltd | 積層繊維シート |
JP2006286326A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Japan Vilene Co Ltd | 電池用セパレータ及びそれを使用した電池 |
-
2005
- 2005-09-13 JP JP2005264750A patent/JP5048231B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0985873A (ja) * | 1995-09-26 | 1997-03-31 | Japan Vilene Co Ltd | 複合体及びその製造方法 |
JPH10325059A (ja) * | 1997-05-27 | 1998-12-08 | Japan Vilene Co Ltd | 不織布及び不織布の製造方法 |
JP2003260746A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-16 | Japan Vilene Co Ltd | 積層繊維シート |
JP2006286326A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Japan Vilene Co Ltd | 電池用セパレータ及びそれを使用した電池 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011009150A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Daiwabo Holdings Co Ltd | 電池セパレータ、電池および分割型複合繊維 |
US20110195345A1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-11 | Wilson Hago | Anionic membrane |
WO2012133753A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セパレータ材料及びそれを用いた電池、並びにセパレータ材料用熱接着性複合繊維 |
JPWO2012133753A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-07-28 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セパレータ材料及びそれを用いた電池、並びにセパレータ材料用熱接着性複合繊維 |
JP5961162B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2016-08-02 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セパレータ材料及びそれを用いた電池、並びにセパレータ材料用熱接着性複合繊維 |
JP2017216112A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 日本バイリーン株式会社 | アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法 |
CN107452927A (zh) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 日本宝翎株式会社 | 碱性电池用隔板及其制造方法 |
CN107452927B (zh) * | 2016-05-31 | 2021-07-23 | 日本宝翎株式会社 | 碱性电池用隔板及其制造方法 |
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