JP2022520369A

JP2022520369A - バッテリーセパレータロールの摩擦増強コア表面及びその方法

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Publication number: JP2022520369A
Application number: JP2021546359A
Authority: JP
Inventors: ダブリューペカラリチャード; ストックジェニファー
Original assignee: アムテックリサーチインターナショナルエルエルシー
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2022-03-30
Also published as: WO2020163649A1; KR20210125033A; CN113614013A; US20220140443A1

Abstract

バッテリセパレータ材料のロールおよび関連する方法が開示される。当該電池セパレータ材料のロールは、外面を含むコアと、該コアの周りに巻かれたセパレータ材料と、前記コアの外面の少なくとも一部に設けられて、前記コアの外面に対する前記セパレータ材料の横方向マイグレーションを防止するための摩擦強化面とを含む。【選択図】図５

Description

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本発明は、鉛蓄電池で使用するバッテリーセパレータに関し、特に、コア上でのセパレータロールの滑りを制限し、完全に展開されたときにきれいに解放する摩擦強化面を有するセパレータロールコアに関する。

制御弁式鉛酸（VRLA）および液式鉛酸は、商業的に利用可能な鉛蓄電池デザインの2つの異なるタイプである。どちらのタイプも、多孔質バッテリセパレータによって互いに分離された隣接する正極および負極を含む。多孔質セパレータは、隣接する電極間の電気的短絡を防ぎ、電解質が存在するための空間を提供する。このようなセパレータは、電解質がセパレータ材料の細孔内に存在することを可能にするのに十分な多孔性を有する材料で形成され、それにより、隣接する正極板と負極板との間のイオン電流の流れを可能にする。

第1のタイプの鉛蓄電池であるVRLAは、典型的には、マイクロガラス繊維で構成された吸収性ガラスマット（AGM）セパレータを含む。AGMセパレータは、高い空隙率（90％以上）、低イオン抵抗、および均一な電解液分布を提供する一方で、相対的に高価である。さらにAGMセパレータは破壊耐性が低い。破壊耐性が低いことは次の2つの理由で問題となる。(1）短絡回路の発生が増える、（2）AGMシートが壊れやすいために製造コストが高くなる。バッテリー製造者は、破壊耐性を向上させるために、より厚く、より高価なセパレータを選択する場合があるが、その一方で、イオン抵抗が厚さとともに増加することを認識している。

第2のタイプの鉛蓄電池である液式電池は、電解液のごく一部だけがセパレータに吸収されることを特徴とする。浸水型電池のセパレータは、典型的には、セルロース、ポリ塩化ビニル、有機ゴム、およびポリオレフィンの多孔質誘導体を含む。具体的には、超微細な孔径により樹枝突起状の成長が抑制され、イオン抵抗が低く、破壊耐性が高く、酸化耐性に優れ、可撓性に優れたポリエチレン製の微多孔質セパレータがよく用いられる。これらの特性は、正極または負極を挿入することができるポケットまたは包囲構成への電池セパレータの封入を容易にする。

最近では、「アイドリングストップ」や「マイクロ・ハイブリッド」といった自動車用途における高いサイクル要件を満たすために、強化型液式電池（EFB）が開発されている。このような用途では、車が停止している間（例えば、信号待ち）にエンジンが停止し、その後に再始動される。「アイドリングストップ」車両設計の利点は、CO₂排出量の削減と全体的な燃料効率の向上につながることである。「アイドリングストップ」車両の大きな課題は、バッテリーが停止中にすべての電気機能を供給し続けると同時に、必要な瞬間にエンジンを再始動するのに十分な電流を供給できなければならないことである。このような場合，電池は，従来の浸水型鉛蓄電池の設計と比較して，サイクルおよび再充電能力に関して高い性能を示す必要がある。

ほとんどの液式鉛蓄電池は、ポリエチレンセパレータを含んでいる。「ポリエチレンセパレータ」という用語はある種の誤った用語である。なぜならこれらの微多孔性セパレータが十分な酸濡れ性を得るために多量の沈降シリカを必要とするからである。沈降シリカの体積分率とセパレータ内での分布は、一般的にその電気的特性を支配し、セパレータ内のポリエチレンの体積分率と配向は、一般的にその機械的特性を支配する。市販のポリエチレン製セパレータの空隙率の範囲は、一般的に50％から65％である。

セパレータに含まれるポリオレフィンの主な目的は、（1）セパレータを高速で包囲できるようにポリマーマトリックスに機械的結着性を与えること、（2）電池の組み立てまたは操作中にグリッドワイヤの破壊を防止することである。したがって疎水性ポリオレフィンは、高い破壊耐性を有する微多孔質ウェブを形成するのに十分な分子鎖の絡み合いを提供する分子量を有することが好ましい。親水性シリカの主な目的は、セパレータウェブの酸濡れ性を向上させ、それによってセパレータの電気抵抗率を低下させることである。シリカがないと、硫酸が疎水性のウェブを濡らさず、イオン輸送が起こらず、結果的に電池が動作しなくなってしまう。

ポリエチレンセパレータの製造において、沈降シリカは、典型的には、ポリオレフィン、プロセスオイル、および様々な微量成分と組み合わされてセパレータ混合物を形成し、シートダイを通して高温で押し出されてオイル充填シートを形成する。オイル充填シートは、所望の厚さと形状になるようにカレンダー加工され、プロセスオイルの大部分が抽出される。そのシートが乾燥されることでポリオレフィン製の微多孔質セパレータが形成され、そのシートは電池の設計に合わせて適切な幅のスリットにされる。セパレータは、輸送や電池製造時の便宜のため、コアやロールに巻かれてもよい。

電池（例えば、鉛蓄電池）が製造されると、包囲装置が、電池セパレータ材料のロールからセパレータ材料を解放し、セパレータ材料を切断し、セパレータ材料を「包囲体」内に形成し、電池電極を包囲体に挿入し、端部を封止して電極パッケージを形成する。電極パッケージは、セパレータが正極と負極の間の物理的なスペーサーと電子的な絶縁体の役割を果たすように積層される。その後、電池内でのイオン伝導を促進するために、組み立てられた電池に電解液が導入される。

電池を適切に組み立てるためには、セパレータ材料の誤供給による装置の誤動作を避けるために、セパレータ材料を包囲装置に供給する方位と速度を慎重に制御することが大抵の場合で必要である。これには、セパレータ材をロールから自由に解放して、包囲装置に送り込むことができるようにロールを取り付ける必要がある。ロールを形成してこの目的を達成するには、厚紙のコアの外面にシート状のバッテリーセパレータ素材をロール状に巻いたものを使用する必要がある。解放されたセパレータ材の側縁は、コアの外縁間の中央に位置する実質的に水平な側面を形成するように位置合わせされている。

コアの外縁の間に閉じ込められた水平な側面を形成するためにセパレータ材料のシートを巻いて、その水平な側面を維持することは、少なくとも2つの理由から課題となる。第1の理由は、ロールが巻き取られ、搬送され、展開されるときに、セパレータ材料がコアの軸の方向に滑る傾向があることである。第2の理由は、セパレータ材料にエンボス加工されたリブがセパレータ材料をぐらつかせ、それによって、ロールのサイズが大きくなるにつれて、そのリブ付きの層が互いに接触するときに、セパレータ材料の中心線の軸方向での運動を引き起こすことである。

図1～2は、電池の製造に使用可能なセパレータ材料のロールを示す。図3-4は、電池の製造に使用不可能なセパレータ材料のロールを示す。

図1は、コア104の周りに巻かれ、包囲機106の一部に取り付けられたバッテリーセパレータ材料102からなるロール100の斜視図である。図2は、図1のロールの側面図である。電池を製造する際に遭遇する共通の問題は、電池セパレータ材料がロールから解放される際に、セパレータ材料がコアに対して滑ることである。この滑りの結果として、コア上のセパレータ材料の横方向マイグレーション（すなわち、コアの軸方向での移動）が生じる。この現象の一例は、図3および4に示されている。これらの図は、セパレータ材料102が巻き取り中にマイグレーションをすることで、セパレータ材料102がコア104の端部間にもはや閉じ込められていない状態のロール100を示している。さらに、セパレータ材料がほぼ完全に展開されていない場合、エンボス加工されたリブは、コアに対するセパレータ材料の残りの巻かれた部分の軸方向の移動を促す傾向がある。この位置合わせのずれは、機械の包囲段階へのセパレータ材料の誤供給を引き起こし、機械の適切な動作を妨げ、あるいは阻止する。その結果、製造が中断されたり、セパレータ材料、他の電池材料、または電池製造装置に損傷を与えたりすることがある。

発明が解決する課題

マイグレーションを防止するための1つのアプローチは、セパレータ材料をテープなどでコアに接着することであった。これは、多くの包囲機には適さない解決策である。セパレータ材料の近位端をテープまたは他の接着剤でコアに取り付けると、ロールを完全に解放する際に、機械に供給される材料に望ましくない引っ張りまたは反動が生じることが多い。セパレータ材の引っかかりや反動は結果として、包囲プロセスにおけるセパレータ材の位置合わせのずれとなる。したがって、そのような望ましくない結果を伴わないマイグレーションへの効果的な解決策が必要である。

課題を解決する手段

本明細書では、バッテリーセパレータロールのコア表面の摩擦強化および関連する方法が開示されている。好ましい実施形態では、紙やすりまたはゴムのストリップまたはスリーブなどの1つ以上の摩擦強化材料が、バッテリーセパレータ材料のロールを巻き取るために使用されるコアの表面に取り付けられる。前記摩擦強化材料は、前記コアと前記セパレータ材料との間の摩擦抵抗を少なくとも1.75倍－例えば少なくとも2倍、少なくとも3倍、または約2～3倍－に増加させることにより、前記セパレータ材料が前記コアからマイグレーションして離れる確率を減少させる。しかし前記摩擦強化材料は、引っ張りや反動なしに前記コアから前記セパレータ材料を解放することを可能にする（すなわち、十分な解放特性が維持される）。一部の実施形態では、前記コアの表面自体が摩擦強化面を含んでもよい。

特定の要素や行為の議論を簡単に識別するために、参照番号の最上位の桁は、その要素が最初に紹介されている図の番号を参照している。
従来技術の典型例であるバッテリーセパレータのロールの斜視図である。図１のロールの側面図である。従来技術に係るバッテリーセパレータ―材料のロールの斜視図である。前記バッテリーセパレータ―材料が巻かれているコアに対する前記バッテリーセパレータ―材料のマイグレーションが示されている。図３の従来技術に係るロールの異なる斜視図である。一部の実施形態によるばてりーセパレータ材料のロールのコアの図である。例１の実験で用いられた検査の構成の画像を表している。

本明細書では、バッテリーセパレータロールの摩擦強化コア表面および関連する方法が開示されている。本明細書で使用される「摩擦強化」という用語は、コア上の材料または表面が、前記コアとバッテリーセパレータ材料との間の摩擦抵抗を前記材料または表面のない前記コアよりも増加させながら、前記コアの十分な解放特性を維持する（すなわち、バッテリーセパレータ材料のロールが終了してロール上の摩擦強化材料または表面との接触を離れる際に、バッテリー製造装置が引っ張りおよび／または反動を受けない）、前記コア上の材料または表面の特性を指す。好ましい実施形態によれば、摩擦強化面は、コアの外面に取り付けられた摩擦強化特性を有する材料によって提供することができる。明細書で使用される「摩擦強化材料」は、摩擦強化表面を提供するためにコアに付着、付与、またはその他の方法で固定することができる固体、液体、ゲル、ペースト、およびそれらの組み合わせを含む。例えば、摩擦強化材は、コアの外面を囲むスリーブまたは帯の形態であってもよい。好ましくは摩擦強化材料は、コアの外面に適用される材料のストリップである。

摩擦強化面は、摩擦強化面のないコアと比較して、コアとセパレータ材料との間の摩擦を増加させることにより、セパレータ材料がマイグレーションを起こしてコアから離れる確率を低減させる。一部の実施形態では、摩擦強化材料の1つ以上のストリップが、バッテリーセパレータ材料を巻き付けるために使用されるコアの表面に取り付けられる。特定の実施形態では、摩擦強化材料のストリップは、紙やすりのストリップからなる。一部の実施形態では、コア自体の表面は、摩擦強化面を含むか、または摩擦強化面を含むように修正されてもよい。

図5は、いくつかの実施形態による、セパレータ材料のロールに含まれるためのコア500の透視図である。コア500は、静止摩擦の基本係数μ_b-sおよび動摩擦の基本係数μ_b-kを有する外側表面506を含むベースコア502を含む。また、コア500は、ベースコア502の外側表面506上に、または外側表面506に固定された摩擦強化材料504を含む。摩擦強化材504は、コア500から外に面した摩擦強化面508を含む。摩擦強化面508は、ベースコア502の外側表面506のベース静止摩擦係数μ_b-sよりも大きい強化静止摩擦係数μ_e-s、例えば、少なくとも1.75倍、少なくとも2倍、または約2～3倍の静止摩擦係数を有する。摩擦増強表面508はまた、少なくとも1.75倍、少なくとも2倍、または約2～3倍のような、ベースコア502の外側表面506のベース動摩擦係数μ_b-kよりも大きい、増強された動摩擦係数μ_e-kを有する。

摩擦強化表面または材料は、好ましくは、（実施例1の方法を使用して決定された）最大動摩擦係数を、セパレータ材料に（裏面、リブ側、またはその両方に）少なくとも約0.8、例えば約0.8～約1.2で提供する。「最大」という用語は、動摩擦係数の上限ではなく、むしろ摩擦試験中に得られた動摩擦係数の最大値と理解すべきである。したがって、例えば、少なくとも0.8は、動摩擦係数の最大値に望まれる最小値であろう。

摩擦強化材料は、好ましくは、セパレータ材料に対して（裏面、リブ側、またはその両方に対して）少なくとも0.6－例えば約0.6～約1.0－の平均動摩擦係数を供する。

本明細書で使用されるように、用語「静止摩擦係数」（「μ_s」またはその変形として示されることもある）は、摩擦力（「F_f」として示されることもある）（表面に対して静止している物体が受ける）と法線力（「F_n」として示されることもある）（図3に矢印で表され、表面によって物体に及ぼされる）とを関連付ける定数を指す（F_f＝sF_n）。例えばセパレータ材料がコア500の周りに巻かれると、セパレータ材料の張力および／または他の力（例えば、重力）によって、セパレータ材料がコア500の内側に力を及ぼす。一方コア500は、セパレータ材料によって内向きに及ぼされる力とバランスをとるために、セパレータ材料に対して外向きに法線力を及ぼす。コア500の外面506に平行してセパレータ材料に及ぼされる力が、摩擦力F_f＝sF_nを超えない限り、セパレータ材料はコア500に対して静止したままである。

本明細書で使用されるように、用語「動摩擦係数」（「μ_k」またはそのいくつかの変形として示されることもある）は、（表面に対して運動している物体が受ける）摩擦力と（表面が物体に及ぼす）法線力とを関連付ける定数を意味する（F_f＝kF_n）。例えば、セパレータ材料にかかる力が、セパレータ材料をコア500に対して相対的にスライドさせる（例えば、（F_f＝sF_n）を超える）一方で、セパレータ材料がコア500に対して相対的に運動したままである場合、摩擦力は、（F_f＝sF_n）によって与えられる。

図3の例では、摩擦強化材料504が存在することで、ベースコア502の外側表面506のみの摩擦係数に比べて、コア500の全体的な静摩擦係数および動摩擦係数は増加する。その結果、巻取りおよび解放の際に、コア500に対するセパレータ材料の横方向マイグレーションが起こりにくくなる。また、コア500に対するセパレータ材料の横方向マイグレーションが発生した場合でも、摩擦強化材504がない場合に比べて摺動が早く停止する可能性が高く、セパレータ材料が横方向マイグレーションによってコア500から完全に離れてしまうのを防止できる可能性がある。

摩擦強化材料504は、電池セパレータ材料のロールが終了して摩擦強化材料504との接触を離れる際に、電池製造装置が引っ張りおよび／または反動を受けないような十分な解放特性を有する。好ましくは摩擦強化材504は、その外面に接着剤を含まない。摩擦増強材料504は接着剤で外面506に取り付けられてもよいが、接着剤は、コア500にロールされたバッテリーセパレータ材料と接触しない。

ベースコア502は、図5に例示されているような中空の円筒形状を有していてもよいし、その他の形状（例えば、中実の円筒形状、平面形状、非円形の円筒形状など）を有していてもよい。ベースコア502は、任意の様々な材料を含んでいてもよい。例えば、ベースコア502は、厚紙、合成ポリマー（例えば、プラスチック）、金属、木材、または、セパレータ材料のロールを支持するのに適した他の材料を含んでもよい。一部の実施形態では、摩擦強化材料504は、ベースコア502の材料と同じ材料を含んでもよい。非限定的な例として、摩擦強化材料504は、ベースコア502の外面506をテクスチャリングすることによって、ベースコア502自体から直接形成されてもよい。一部の実施形態では、摩擦強化材料504は、ベースコア502のそれとは別の材料であり、ベースコア502の外側表面506に固定される（例えば、接着剤、ステープル、鋲、釘、リベット、または他の固定機構を使用して）。一部の実施形態では、ベースコア502は、それ自体が摩擦を高める材料を含んでいてもよく、その場合、外側表面506全体が、摩擦を高める材料504なしでセパレータ材料が横方向に移動するのを防ぐのに十分な摩擦を高めてもよい。

図5は、摩擦強化材料504を含むベースコア502の外側表面506の一部分を示している。しかしながら、ベースコア502の外面506は、摩擦強化材504の複数の領域を含んでいてもよく、あるいは、摩擦強化材504で完全に覆われていてもよい。また、図5は、ベースコア502の外面506に設けられた摩擦強化材504の長方形の帯を示している。しかしながら、その外側表面506は、長方形以外の様々な形状（例えば、三角形、八角形、円、楕円形、他の多角形、不規則な形状など）およびサイズの1つまたは複数の摩擦増強材料504を含んでもよい。好ましくは、摩擦強化材料のストリップまたは他の長方形の形状は、中心となるロールの中心線（すなわち、セパレータ材料がロールから展開されるときに引っ張られる方向）に対して、約30°から約60°、例えば約45°のような角度で、外側表面506に配置される。しかし、角度は、図5に描かれているように、約0°、すなわち引っ張り方向に平行）であることもできる。さらに、角度は、約90°（すなわち、引っ張り方向に垂直）とすることができる。

リブ付き電池セパレータ材料の巻きつけおよび解放に関連する問題は、少なくとも1つの表面に長手方向のリブを含む他のシート材料でも生じ得る。したがって、一の実施形態では、リブ付き材料を巻きつける方法は、外縁によって規定される幅を有する外面を有する円筒形状のコア（例えば、ベースコア502のようなもの）を提供することを含む。摩擦強化面は、上述したように、コアの外面の少なくとも一部に形成される。コアの幅は、リブ付き材料の連続シートの幅以上となるように選択される。コアの外面のリブ付き材料は、コアの外縁がリブ付き材料の外縁と同じ高さになるように、またはリブ付き材料の外縁を超えて延びるように、十分に位置合わせされる（例えば、リブ付き材料は、コアの外縁の間の中央に位置することが好ましい）。リブ付き材料は、摩擦強化面と摩擦力によって係合している。リブ付き材料は、張力がかかった状態でコアの外面に巻き付けられる。コアとリブ付き材料の第1ループとの間の摩擦係合により、ロール全体を巻いている間、ロール上でのリブ付き材料の位置合わせを維持することが容易になる。これにより、巻かれたロールのサイドマージンが、コアの外縁間の中央で実質的に水平な側面を有することが容易になる（すなわち、リブ付き材料の外縁は、コアの外縁によって規定される境界と同一平面またはその内部にある）。

バッテリーセパレータ材料の場合、リブ付き材料は、リブ付き側部と平坦な背面を有することが多い。平坦な背面は、コアの外面に巻き付けることができる。あるいはその代わりに、リブ面がコアの外面に巻き付けられてもよい。特に、リブ付き材料は、リブ付き材料の少なくとも1つの表面上に、材料のシートに対して長手方向を向いたリブを有することができる。

良好に巻かれたバッテリーセパレータ材料ロールは、バッテリーの製造プロセスを容易にする。したがって、一の実施形態では、電池製造プロセスは、コアの少なくとも一部に摩擦強化面の恩恵を受けて上述のように巻かれたバッテリーセパレータ材料のロールを提供することを含む（すなわち、巻かれたロールのサイドマージンは、コアの外縁間の中央で実質的に水平な側面を有する）。コアとバッテリーセパレータ材料の初期ループとの間での摩擦係合は、展開されて包囲装置などのバッテリー製造装置に供給する際のロールの横方向マイグレーションを防止するのに役立つ。有益なことに、バッテリーセパレータ材料はテープ又はその他の接着剤でコアに固定されていないので、ロールがなくなると、バッテリーセパレータ材料の残りの部分は、バッテリー製造装置がバッテリーセパレータ材料に引っ張りや反動の影響を受けることなく、コアから完全に展開されて解放される。したがって、電池製造プロセスにおける障害を回避することができる。

同様に、コアの少なくとも一部に摩擦強化面の利点を用いて上述のように巻かれたバッテリーセパレータ材料の第2ロールをバッテリー製造装置に供給することができ、バッテリー製造プロセスの停止を最小限に抑えることができる。第1のロールの端部は、第2のロールの開始部にテープまたはその他の方法で固定されてよい。
［例1］

図8に示されるように、様々なコア表面材料とセパレータ材料との間での摩擦相互作用が試験された。段ボール製のコアが切断され、展開され、平らな長方形の表面としてスチールシート上に置かれた。1インチ（2.54cm）幅の試験材料のストリップが、セパレータ材料の試料が引っ張られる方向に対して45°の角度で厚紙に取り付けられた。試験材料のストリップは、試験開始時にセパレータ材料の試料の前面に位置合わせされた。試験材料片を試験のために所定の位置に固定するために、小さな両面テープと磁石が端部で用いられた。「4インチx2インチ」のセパレータ材料の試料が加重ブロックの下側に取り付けられ、厚紙の上に設けられた。この加重ブロックはMark-10モデルM5-5フォースゲージに接続された。加重ブロックとセパレータ材料の試料を合わせた総重量は414.6～414.7グラムだった。試験速さは約8.2mm/秒（または約490mm/分）だった。試験は、厚紙製のコア単体、2種類の紙やすり（「US」＝80グリット、「ESA」＝100グリット）、2種類のゴム（ニトリルゴムとラテックスゴム（ゴム手袋のもの））で行われた。

2種類のセパレータ材料（「STD」＝標準、「LR」＝低抵抗）のリブ面と背面の両方が試験された。STDは、GEプロファイルを持つENTEK PEセパレータで、幅は162mm、バックウェブの厚さは0.25mm、全体の厚さは1.3mmであった。LRは、幅162mm、バックウェブ厚さ0.25mm、全体の厚さ0.8mmのGEプロファイルのENTEK LRセパレータであった。GEプロファイルは、側面にリブがあり、背面は平坦になっている。リブ面は、主リブと副リブ（バックウェブの厚さと全体の厚さの差は、バックウェブ上面に対する主リブの高さ）を含む。

試験材料（またはコア単体）、セパレータ材料試料、およびセパレータ側の各組み合わせについて、6回の試験が行われた。引っ張りの間に観察された最大および平均の力を記録し、各組み合わせの摩擦係数を計算するために使用した。理論に拘束されることを望まないが、摩擦の最大および平均係数は、それぞれ最大および平均の動摩擦係数であると考えられる。その結果を以下の表1に示す。

表1.異なるバッテリーセパレータ材料を一定速度で試験面上に引っ張る際にかかる力（ニュートン単位）、引っ張る際に観察された最大力と平均力の両方、および各力の値に基づいて計算された摩擦係数を示す。各値は、6回の試験の平均値である。

本開示の基本原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細に多くの変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本開示の範囲は、以下の請求項によってのみ決定されるべきである。

Claims

バッテリセパレータ材料のロールであって、
外面を含むコアと、
該コアの周りに巻かれたセパレータ材料と、
前記コアの外面の少なくとも一部に設けられて、前記コアの外面に対する前記セパレータ材料の横方向マイグレーションを防止するための摩擦強化面と、を含み、
前記摩擦強化面は、前記コアの十分な解放特性を維持しながら、前記摩擦強化面のない前記コアと比較して、前記コア上での前記バッテリセパレータ材料の摩擦抵抗を少なくとも1.75倍増大させる、
ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面は、前記コアの外面に取り付けられる摩擦強化材料を含む、ロール。
請求項２に記載のロールであって、前記摩擦強化材料は、前記コアの外面に付与される前記材料の１つ以上のストリップ又はスリーブを含む、ロール。
請求項３に記載のロールであって、前記摩擦強化材料は、当該ロールから展開されるときに前記セパレータ材料が押される方向に対して平行、垂直、又は４５°を含むある角度で取り付けられる前記材料の１つ以上のストリップを含む、ロール。
請求項２に記載のロールであって、前記摩擦強化材料は、紙やすり又はゴム材料を含む、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記コアは厚紙コア又はプラスチックコアを含む、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面は前記コアの外面を完全に覆う、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面での静止摩擦係数は、前記摩擦強化材料のない前記コアの外面での静止摩擦係数と比較して、2～3倍である、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面での動摩擦係数は、前記摩擦強化材料のない前記コアの外面での動摩擦係数と比較して、2～3倍である、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面は、前記摩擦強化材料のない前記コアと比較して、前記コア上での前記セパレータ材料の摩擦抵抗を少なくとも1.75倍、少なくとも2倍、または約2～3倍に増加させる、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面は、少なくとも0.8の最大動摩擦係数を前記バッテリーセパレータ材料に供する、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化面は、少なくとも0.６の平均動摩擦係数を前記バッテリーセパレータ材料に供する、ロール。
請求項１に記載のロールであって、前記摩擦強化材料はポリオレフィン系セパレータ材料を含む、ロール。
リブ付き材料を巻きつける方法であって、
外縁によって規定される幅を有する外面を有する円筒形状のコアを提供する段階と、
コアの前記外面の少なくとも一部に摩擦強化面を形成する段階と、
少なくとも１つのリブ付き表面と前記コアの前記幅以下の幅を有するリブ付き材料の連続シートを供する段階と、
前記コアの前記外面のリブ付き材料を、前記コアの前記外縁が前記リブ付き材料の前記外縁と同じ高さになるように、またはリブ付き材料の外縁を超えて延びるように、十分に位置合わせする段階と、
前記リブ付き材料を前記摩擦強化面と摩擦力によって係合する段階と、
張力がかかった状態で前記リブ付き材料を前記コアの前記外面に巻き付けながら、前記リブ付き材料の巻かれたロールのサイドマージンが実質的に水平な側面を構成するように位置合わせされた状態で、前記コアの外縁によって規定されている境界と同一平面またはその内部にあるように前記リブ付き材料の前記外縁を維持する、段階と、
を有する方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記バッテリーセパレータ材料は、前記コアの前記外面の周りにまかれる平坦な背面を有する、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記バッテリーセパレータ材料は、前記コアの前記外面の周りにまかれるリブ付き表面を有する、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記リブ付き材料は、該リブ付き材料の少なくとも１つに表面上に長手方向を向くリブを有する、方法。
請求項１４に記載の方法であって、前記リブ付き材料はバッテリーセパレータ材料を含む、方法。
バッテリー製造プロセスであって、
外面と外縁を有する第１コア、外縁と前記第１コア以下の幅を有して、外縁が前記第１コアの前記外縁と同一平面上であるか、又は前記外縁を超えて延びるのに十分に前記第１コアの外縁上で位置合わせされる、第１バッテリーセパレータ材料、及び、前記第１コアの前記外面の十分な解放特性を維持しながら、前記第１コアの前記外面に対する前記第１バッテリーセパレータ材料の外面の横方向マイグレーションを防止するように前記第１コアの前記外面の少なくとも一部上に設けられる摩擦強化面を備えるバッテリーセパレータの第１ロールを供する段階と、
前記第１バッテリーセパレータ材料の残りの部分の外縁を前記第１コアの前記外縁と同一平面上又は前記外縁の内部に維持しながら、前記第１ロールから前記第１バッテリーセパレータ材料の一部を展開してバッテリー製造装置へ供給する段階と、
前記第１バッテリーセパレータ材料上で引っ張られること、及び／又は、前記第１バッテリーセパレータ材料内部での反発を起こすことなく前記第１バッテリーセパレータ材料の残りの部分を展開して、前記第１コアから前記第１バッテリーセパレータ材料の残りの部分を解放する段階、
を有するプロセス。
請求項１９に記載のプロセスであって、
外面と外縁を有する第２コア、外縁と前記第２コア以下の幅を有して、外縁が前記第２コアの前記外縁と同一平面上であるか、又は前記外縁を超えて延びるのに十分に前記第２コアの外面上に設けられる、第２バッテリーセパレータ材料、及び、前記第２コアの前記外面の十分な解放特性を維持しながら、前記第２コアの前記外面に対する前記第２バッテリーセパレータ材料の外面の横方向マイグレーションを防止するように前記第２コアの前記外面の少なくとも一部上に設けられる摩擦強化面を備えるバッテリーセパレータの第２ロールを供する段階と、
前記第２バッテリーセパレータ材料の残りの部分の外縁を前記第２コアの前記外縁と同一平面上又は前記外縁の内部に維持しながら、前記第２バッテリーセパレータ材料の残りの部分を展開して、前記第２コアから前記第２バッテリーセパレータ材料の残りの部分を解放する段階、
を有するプロセス。
請求項２０に記載のプロセスであって、前記第２バッテリーセパレータ材料の一部をバッテリー製造装置へ供給する段階は、前記第１コアから解放される前記第１バッテリーセパレータ材料の端部をテープで留める又は前記第２バッテリーセパレータ材料の開始部と重ねることで、バッテリーセパレータ材料の前記バッテリー製造装置への供給を継続する段階を含む、プロセス。
請求項１９に記載のプロセスであって、前記第１ロールが請求項１に記載のロールを含む、プロセス。