JP2936230B2 - アルカリ電池用セパレーター - Google Patents
アルカリ電池用セパレーターInfo
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- JP2936230B2 JP2936230B2 JP1189680A JP18968089A JP2936230B2 JP 2936230 B2 JP2936230 B2 JP 2936230B2 JP 1189680 A JP1189680 A JP 1189680A JP 18968089 A JP18968089 A JP 18968089A JP 2936230 B2 JP2936230 B2 JP 2936230B2
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- Japan
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- ethylene
- mol
- vinyl alcohol
- separator
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はニツケル・カドミウム電池等アルカリ電解液
を使用したアルカリ二次電池用セパレーターに関するも
のである。
を使用したアルカリ二次電池用セパレーターに関するも
のである。
従来、アルカリ電池用セパレーターとして、６ナイロ
ン,66ナイロン等ナイロン繊維を使用して得られた不織
布が多く使用されている。ナイロン繊維を使用したセパ
レーターは、親水性に優れる為、電解液との親和性がよ
く、その保持性能（保液性）に優れ高容量の電池が安定
して得られるものである。
ン,66ナイロン等ナイロン繊維を使用して得られた不織
布が多く使用されている。ナイロン繊維を使用したセパ
レーターは、親水性に優れる為、電解液との親和性がよ
く、その保持性能（保液性）に優れ高容量の電池が安定
して得られるものである。
しかしながら、ナイロン繊維は耐アルカリ性に乏し
く、これをセパレーターとして用いたアルカリ電池は長
期間のサイクル使用特に高温環境下での使用となるトリ
クル充放電等においては、繊維劣化の進行に伴う強度低
下及び、分解ガス発生による放電容量の低下を招き、サ
イクル寿命が短かくなるという欠点を有している。
く、これをセパレーターとして用いたアルカリ電池は長
期間のサイクル使用特に高温環境下での使用となるトリ
クル充放電等においては、繊維劣化の進行に伴う強度低
下及び、分解ガス発生による放電容量の低下を招き、サ
イクル寿命が短かくなるという欠点を有している。
一方、ポリプロピレン，ポリエチレン等ポリオレフイ
ン系繊維は耐薬品性に優れる為、耐アルカリ性が良く、
長期間のサイクル使用に於いても繊維の劣化は小さい
が、疎水性が大きく電解液との親和性に劣るため電解液
の保持性が悪く、高容量の電池が得られないという大き
な欠点を有する。
ン系繊維は耐薬品性に優れる為、耐アルカリ性が良く、
長期間のサイクル使用に於いても繊維の劣化は小さい
が、疎水性が大きく電解液との親和性に劣るため電解液
の保持性が悪く、高容量の電池が得られないという大き
な欠点を有する。
この問題を解決するために、従来より親水性を有する
界面活性剤にて処理する方法、繊維表面を発泡させる等
凹凸を形成して表面積を増大させる方法、プラズマ処理
等により繊維表面を活性化して電解液との親和性を向上
させる方法等が提案されているが、界面活性剤処理によ
るセパレーターは、長期間のサイクル使用により活性剤
が遊離脱落して電池放電容量の急激な低下を招き、寿命
が短期間になる問題点を有し、繊維表面の発泡処理及び
プラズマ処理等による親水化向上繊維は、ポリオレフィ
ン系素材自体の疎水性が大きく親水化する事が困難であ
り、かつ、連続して安定なものが得られないという問題
点を有している。
界面活性剤にて処理する方法、繊維表面を発泡させる等
凹凸を形成して表面積を増大させる方法、プラズマ処理
等により繊維表面を活性化して電解液との親和性を向上
させる方法等が提案されているが、界面活性剤処理によ
るセパレーターは、長期間のサイクル使用により活性剤
が遊離脱落して電池放電容量の急激な低下を招き、寿命
が短期間になる問題点を有し、繊維表面の発泡処理及び
プラズマ処理等による親水化向上繊維は、ポリオレフィ
ン系素材自体の疎水性が大きく親水化する事が困難であ
り、かつ、連続して安定なものが得られないという問題
点を有している。
本発明は上記問題点を解決する為になされたものであ
り、疎水性の大きい耐アルカリ性繊維を主体とする電池
用セパレーターであっても、アルカリ電解液との親和性
が良く優れた保液能力を有し、充放電特性も長期にわた
り安定であり、従ってサイクル寿命が極めて長くなるア
ルカリ電池用セパレーターを提供するものである。
り、疎水性の大きい耐アルカリ性繊維を主体とする電池
用セパレーターであっても、アルカリ電解液との親和性
が良く優れた保液能力を有し、充放電特性も長期にわた
り安定であり、従ってサイクル寿命が極めて長くなるア
ルカリ電池用セパレーターを提供するものである。
即ち本発明は耐アルカリ繊維の表面の一部又は全部
が、親水性を有するエチレン−プロピレン−ビニールア
ルコール三元共重合樹脂又はエチレン−プロピレン共重
合樹脂とエチレン−ビニールアルコール共重合樹脂のポ
リマーブレンド法によるポリマーアロイにより被覆され
てなる事を特徴とする不織布状アルカリ電池用セパレー
ターに関するものである。
が、親水性を有するエチレン−プロピレン−ビニールア
ルコール三元共重合樹脂又はエチレン−プロピレン共重
合樹脂とエチレン−ビニールアルコール共重合樹脂のポ
リマーブレンド法によるポリマーアロイにより被覆され
てなる事を特徴とする不織布状アルカリ電池用セパレー
ターに関するものである。
更には、エチレン−プロピレン−ビニールアルコール
三元共重合樹脂（以下単に三元共重合樹脂と略す）又
は、エチレン−プロピレン共重合樹脂とエチレン−ビニ
ールアルコール共重合樹脂のポリマーブレンド法による
ポリマーアロイ（以下単にポリマーアロイと略す）の特
質に着目し、前記三元共重合樹脂又は、ポリマーアロイ
が耐薬品性，親水性及び複合繊維とした時の紡糸性に優
れる事を見出し、本発明に至ったものである。
三元共重合樹脂（以下単に三元共重合樹脂と略す）又
は、エチレン−プロピレン共重合樹脂とエチレン−ビニ
ールアルコール共重合樹脂のポリマーブレンド法による
ポリマーアロイ（以下単にポリマーアロイと略す）の特
質に着目し、前記三元共重合樹脂又は、ポリマーアロイ
が耐薬品性，親水性及び複合繊維とした時の紡糸性に優
れる事を見出し、本発明に至ったものである。
本発明における耐薬品性繊維とは、ポリプロピレン，
ポリエチレン等のポリオレフィン系繊維をさし、これ等
を単独で用いても良いし、これ等の芯鞘構造等複合繊維
として適宜混合使用しても良い。
ポリエチレン等のポリオレフィン系繊維をさし、これ等
を単独で用いても良いし、これ等の芯鞘構造等複合繊維
として適宜混合使用しても良い。
本発明の三元共重合樹脂又は、ポリマーアロイに於け
る各モノマー組成比に関しては、得られる樹脂の化学的
安定性，熱安定性，耐薬品性，親水性，紡糸性，機械的
安定性等を考慮すると、エチレン含有率10〜40モル％，
プロピレン含有率10〜40モル％，ビニールアルコール含
有率40〜80モル％の範囲のものが好ましい。
る各モノマー組成比に関しては、得られる樹脂の化学的
安定性，熱安定性，耐薬品性，親水性，紡糸性，機械的
安定性等を考慮すると、エチレン含有率10〜40モル％，
プロピレン含有率10〜40モル％，ビニールアルコール含
有率40〜80モル％の範囲のものが好ましい。
即ち、エチレン，プロピレンのモル比がそれぞれ10％
未満の三元共重合樹脂及びポリマーアロイは、芯鞘型等
複合紡糸にした時の紡糸性に問題があり、糸切れや部分
剥離等のトラブルの発生が多く、含浸，コーティング，
プリント加工等の方法により付着させる場合にも、オレ
フィン系繊維との接着性に乏しくなり、耐久性に劣るも
のとなり好ましくない。
未満の三元共重合樹脂及びポリマーアロイは、芯鞘型等
複合紡糸にした時の紡糸性に問題があり、糸切れや部分
剥離等のトラブルの発生が多く、含浸，コーティング，
プリント加工等の方法により付着させる場合にも、オレ
フィン系繊維との接着性に乏しくなり、耐久性に劣るも
のとなり好ましくない。
また、ビニールアルコールのモル比が40％未満の場
合、親水性の低下が著しく、電解液の保持能力の低下を
招く為好ましくない。
合、親水性の低下が著しく、電解液の保持能力の低下を
招く為好ましくない。
尚、この様な三元共重合樹脂又は、ポリマーアロイの
耐アルカリ性繊維への被覆手段としては、含浸，コーテ
ィング又はプリント加工によりシート状不織布に付与さ
せる方法、芯が耐アルカリ性繊維で鞘が三元共重合樹脂
又はポリマーアロイからなる芯鞘型複合繊維として用い
る事が出来る。
耐アルカリ性繊維への被覆手段としては、含浸，コーテ
ィング又はプリント加工によりシート状不織布に付与さ
せる方法、芯が耐アルカリ性繊維で鞘が三元共重合樹脂
又はポリマーアロイからなる芯鞘型複合繊維として用い
る事が出来る。
又、被覆形態としては三元共重合樹脂又はポリマーア
ロイを発泡させる等、多孔質化させる事により、さらに
親水性を向上させる事も可能である。
ロイを発泡させる等、多孔質化させる事により、さらに
親水性を向上させる事も可能である。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
実施例１ 第１図に示す様にエチレン:20モル％，プロレン:15モ
ル％，ビニールアルコール:65モル％よりなるエチレン
−プロピレン−ビニールアルコールよりなる三元共重合
体を鞘部（２）に、ポリプロピレン（１）を芯部に配し
た芯鞘型複合繊維（芯／鞘重量比＝60/40）2d×51mm100
％をセパレーター構成繊維として用いる。該繊維の紡糸
に際しては糸切れや部分剥離等のトラブルもなく、良好
な糸質の複合繊維が作成出来た。
ル％，ビニールアルコール:65モル％よりなるエチレン
−プロピレン−ビニールアルコールよりなる三元共重合
体を鞘部（２）に、ポリプロピレン（１）を芯部に配し
た芯鞘型複合繊維（芯／鞘重量比＝60/40）2d×51mm100
％をセパレーター構成繊維として用いる。該繊維の紡糸
に際しては糸切れや部分剥離等のトラブルもなく、良好
な糸質の複合繊維が作成出来た。
上記繊維を均一に開繊してなるマット状ウェブをカレ
ンダーロール加工により加熱圧着して目付85g/m2,厚さ
0.20mmの本発明セパレーターＡを得た。
ンダーロール加工により加熱圧着して目付85g/m2,厚さ
0.20mmの本発明セパレーターＡを得た。
実施例２ エチレン:40モル％，プロピレン:60モル％よりなるエ
チレン−プロピレン共重合樹脂30部，エチレン:20モル
％，ビニールアルコール:80モル％よりなるエチレン−
ビニールアルコール70部をイソプロピルアルコール900
部に均一に溶解させて固形分10％の溶液を作成した。
チレン−プロピレン共重合樹脂30部，エチレン:20モル
％，ビニールアルコール:80モル％よりなるエチレン−
ビニールアルコール70部をイソプロピルアルコール900
部に均一に溶解させて固形分10％の溶液を作成した。
次に、この溶液を目付70g/m2のポリプロピレン不織布
に含浸した後、乾燥厚さ調整を行なって、目付84g/m2,
厚さ0.20mmの本発明セパレーターＢを得た。
に含浸した後、乾燥厚さ調整を行なって、目付84g/m2,
厚さ0.20mmの本発明セパレーターＢを得た。
第２図は上記実施例２によるセパレーターの拡大図で
あり、セパレーターを構成するポリマーアロイ（３）
は、ポリプロピレン繊維（４）との濡れ性に優れ繊維交
点及び繊維表面をほぼ均一に被覆している。
あり、セパレーターを構成するポリマーアロイ（３）
は、ポリプロピレン繊維（４）との濡れ性に優れ繊維交
点及び繊維表面をほぼ均一に被覆している。
比較例 ６ナイロン15d×38mm70％、芯部が６ナイロン鞘部が
６−10−12ナイロンの共重合体よりなる芯鞘型複合ナイ
ロン2d×38mm30％よりなる混合ウェブをカレンダー加工
により圧着及び厚み調整を行なって得た目付85g/m2,厚
さ0.20mmの不織布を比較例セパレーターとした。
６−10−12ナイロンの共重合体よりなる芯鞘型複合ナイ
ロン2d×38mm30％よりなる混合ウェブをカレンダー加工
により圧着及び厚み調整を行なって得た目付85g/m2,厚
さ0.20mmの不織布を比較例セパレーターとした。
以下実施例1,2及び比較例の諸物性を下表に示す。
上記実施例1,2及び比較例で得られたセパレーターを
用いた電池性能の試験結果を第３図に示す。
用いた電池性能の試験結果を第３図に示す。
容量1200mA・hrの電池に上述のセパレーターを組み込
み、充放電を繰り返した時の放電容量の維持率を示すも
のであり、横軸は充放電の繰り返し回数（サイクル）
を、縦軸は放電容量の維持率を示している。
み、充放電を繰り返した時の放電容量の維持率を示すも
のであり、横軸は充放電の繰り返し回数（サイクル）
を、縦軸は放電容量の維持率を示している。
試験結果は、温度20℃，充電条件400mA×4hr,放電条
件１Ωの定抵抗放電×2hrである。第３図よりあきらか
な様に本発明によるセパレーターを使用した電池は、充
放電を繰り返し行なっても放電容量の低下は少なく、長
期の使用に充分耐える事を示す。
件１Ωの定抵抗放電×2hrである。第３図よりあきらか
な様に本発明によるセパレーターを使用した電池は、充
放電を繰り返し行なっても放電容量の低下は少なく、長
期の使用に充分耐える事を示す。
以上の様に構成される本発明によるアルカリ電池用セ
パレーターは親水性，耐薬品性に優れる三元共重合樹脂
又はポリマーアロイが、耐薬品性繊維の表面に被覆され
てなる為、電解液の保持性に優れ且つ耐アルカリ性繊維
との相溶性を有する為、相互の結合力は大きく不織布製
造工程及び長期充放電サイクル中においても分離脱落す
る事なく、長期間にわたり安定した保液能力を維持する
ものであり、非常に優れたサイクル寿命を有し、従来の
電池寿命を大巾に改善する等優れた効果を有するもので
ある。
パレーターは親水性，耐薬品性に優れる三元共重合樹脂
又はポリマーアロイが、耐薬品性繊維の表面に被覆され
てなる為、電解液の保持性に優れ且つ耐アルカリ性繊維
との相溶性を有する為、相互の結合力は大きく不織布製
造工程及び長期充放電サイクル中においても分離脱落す
る事なく、長期間にわたり安定した保液能力を維持する
ものであり、非常に優れたサイクル寿命を有し、従来の
電池寿命を大巾に改善する等優れた効果を有するもので
ある。
第１図は実施例１にて用いた芯鞘型複合繊維の模式図、
第２図は本発明の実施の１例を示すアルカリ電池用セパ
レーターの要部拡大図、第３図は実施例1,2及び比較例
により得られたセパレーターを組み込んだ電池の充放電
の繰り返し（サイクル）と放電容量の維持率との関係を
示すグラフである。 （１）……ポリプロピレン樹脂 （２）……エチレン−プロピレン−ビニールアルコール
三元共重合樹脂 （３）……ポリマーアロイ （４）……ポリプロピレン繊維
第２図は本発明の実施の１例を示すアルカリ電池用セパ
レーターの要部拡大図、第３図は実施例1,2及び比較例
により得られたセパレーターを組み込んだ電池の充放電
の繰り返し（サイクル）と放電容量の維持率との関係を
示すグラフである。 （１）……ポリプロピレン樹脂 （２）……エチレン−プロピレン−ビニールアルコール
三元共重合樹脂 （３）……ポリマーアロイ （４）……ポリプロピレン繊維
Claims (2)
- 【請求項１】不織布繊維シートを構成する耐アルカリ性
繊維の表面の一部又は全部が、エチレン含有率10〜40モ
ル％、プロピレン含有率10〜40モル％、ビニールアルコ
ール含有率40〜80モル％のモノマー組成比を有する、エ
チレン−プロピレン−ビニールアルコール三元共重合樹
脂、又はエチレン−プロピレン共重合樹脂とエチレン−
ビニルアルコール共重合樹脂とからなるポリマーアロイ
で被覆されてなることを特徴とするアルカリ電池用セパ
レーター。 - 【請求項２】上記三元共重合樹脂又はポリマーアロイ
が、多孔質構造である請求項１に記載のアルカリ電池用
セパレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189680A JP2936230B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | アルカリ電池用セパレーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1189680A JP2936230B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | アルカリ電池用セパレーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355755A JPH0355755A (ja) | 1991-03-11 |
| JP2936230B2 true JP2936230B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=16245383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1189680A Expired - Lifetime JP2936230B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | アルカリ電池用セパレーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936230B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210234231A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-07-29 | Ningde Amperex Technology Limited | Coaxial fiber and electrochemical device including same |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW385563B (en) * | 1997-11-11 | 2000-03-21 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Separator for alkali secondary cell, method of producing the same, and alkali secondary cell using the same |
| JPH11315472A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-11-16 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 不織布およびその製造方法、並びにそれを用いたアルカリ２次電池 |
| US6287730B1 (en) | 1998-08-14 | 2001-09-11 | Celgard Inc. | Hydrophilic polyolefin having a coating containing a surfactant and an EVOH copolymer |
| US6537696B2 (en) | 2000-12-20 | 2003-03-25 | Daramic, Inc. | Nonwoven separator for a nickel-metal hydride battery |
| US6692868B2 (en) | 2001-12-19 | 2004-02-17 | Daramic, Inc. | Melt blown battery separator |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6334849A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Japan Vilene Co Ltd | アルカリ電池用セパレ−タ |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP1189680A patent/JP2936230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210234231A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-07-29 | Ningde Amperex Technology Limited | Coaxial fiber and electrochemical device including same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355755A (ja) | 1991-03-11 |
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