JP2966697B2 - アルカリ二次電池 - Google Patents
アルカリ二次電池Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セパレータを改良した
アルカリ二次電池に関するものである。
アルカリ二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池は、正極と負極との間
にセパレータを挟んで作製された電極群及びアルカリ電
解液を容器内に収納した構造を有する。前記セパレータ
は、耐酸化性、前記電解液中の強アルカリに対する耐
性、及び十分な量の前記電解液を保持する能力を有する
繊維から形成される必要がある。ポリオレフィン樹脂繊
維は前記耐酸化性に優れているために二次電池の自己放
電を防止することができるため、前記セパレータの材料
として非常に有効な繊維である。しかしながら、前記ポ
リオレフィン樹脂繊維は親水性が低いため、この繊維か
ら形成されたセパレータは前記電解液の浸透速度が低
く、かつ前記電解液の保持能力が劣るという問題点があ
る。
にセパレータを挟んで作製された電極群及びアルカリ電
解液を容器内に収納した構造を有する。前記セパレータ
は、耐酸化性、前記電解液中の強アルカリに対する耐
性、及び十分な量の前記電解液を保持する能力を有する
繊維から形成される必要がある。ポリオレフィン樹脂繊
維は前記耐酸化性に優れているために二次電池の自己放
電を防止することができるため、前記セパレータの材料
として非常に有効な繊維である。しかしながら、前記ポ
リオレフィン樹脂繊維は親水性が低いため、この繊維か
ら形成されたセパレータは前記電解液の浸透速度が低
く、かつ前記電解液の保持能力が劣るという問題点があ
る。
【０００３】このようなことから、前記セパレータとし
て、ポリオレフィン樹脂繊維製不織布にコロナ放電処理
を施したものが用いられている。前記セパレータはコロ
ナ放電処理によりその表面に親水性が付与されているた
め、前記電解液の浸透速度をコロナ放電未処理のセパレ
ータに比べて高めることができる。しかしながら、前記
コロナ放電処理を施したセパレータは、親水性の付与箇
所が表面のみであるため、前記電解液の保持能力を必ず
しも十分に向上することができない。アルカリ二次電池
においてセパレータ中の電解液は充放電サイクルを繰り
返すと前記セパレータと隣り合う正極及び負極に移動す
る傾向がある。このため、前記コロナ放電処理を施した
セパレータを備えた二次電池において充放電サイクルを
繰り返すと前記セパレータ中の電解液が前記正極，前記
負極に移動して枯渇しやすくなり、サイクル寿命が短く
なるという問題点があった。また、二次電池の組み立て
工程において電極群に電解液を注液する時間は前記電解
液の浸透速度に依存する。従って、前記二次電池を組み
立てる時間を短縮して前記二次電池の生産性を向上する
ためには前記電解液の浸透速度を更に高める必要があ
る。
て、ポリオレフィン樹脂繊維製不織布にコロナ放電処理
を施したものが用いられている。前記セパレータはコロ
ナ放電処理によりその表面に親水性が付与されているた
め、前記電解液の浸透速度をコロナ放電未処理のセパレ
ータに比べて高めることができる。しかしながら、前記
コロナ放電処理を施したセパレータは、親水性の付与箇
所が表面のみであるため、前記電解液の保持能力を必ず
しも十分に向上することができない。アルカリ二次電池
においてセパレータ中の電解液は充放電サイクルを繰り
返すと前記セパレータと隣り合う正極及び負極に移動す
る傾向がある。このため、前記コロナ放電処理を施した
セパレータを備えた二次電池において充放電サイクルを
繰り返すと前記セパレータ中の電解液が前記正極，前記
負極に移動して枯渇しやすくなり、サイクル寿命が短く
なるという問題点があった。また、二次電池の組み立て
工程において電極群に電解液を注液する時間は前記電解
液の浸透速度に依存する。従って、前記二次電池を組み
立てる時間を短縮して前記二次電池の生産性を向上する
ためには前記電解液の浸透速度を更に高める必要があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題を
解決するためになされたもので、電解液の浸透速度並び
に保持能力が高いセパレータを備えたサイクル寿命の長
いアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
解決するためになされたもので、電解液の浸透速度並び
に保持能力が高いセパレータを備えたサイクル寿命の長
いアルカリ二次電池を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と、負極
と、アルカリ電解液と、前記正極と前記負極との間に介
装されたセパレータとを備えたアルカリ二次電池におい
て、前記セパレータは親水性を有する合成パルプ及びポ
リオレフィン樹脂繊維からなる不織布表面にコロナ放電
処理により親水性を付与したものであることを特徴とす
るアルカリ二次電池である。
と、アルカリ電解液と、前記正極と前記負極との間に介
装されたセパレータとを備えたアルカリ二次電池におい
て、前記セパレータは親水性を有する合成パルプ及びポ
リオレフィン樹脂繊維からなる不織布表面にコロナ放電
処理により親水性を付与したものであることを特徴とす
るアルカリ二次電池である。
【０００６】本発明のアルカリ二次電池を図１に示すニ
ッケル水素二次電池を例にして詳細に説明する。水素吸
蔵合金負極１は、ニッケル正極２との間にセパレータ３
を介在してスパイラル状に捲回され、有底円筒状の容器
４内に収納されている。前記負極１は作製された電極群
の最外周に配置されて前記容器４と電気的に接触してい
る。アルカリ電解液は、前記容器４内に収容されてい
る。中央に穴５を有する円形の封口板６は、前記容器４
の上部開口部に配置されている。リング状の絶縁性ガス
ケット７は、前記封口板６の周縁と前記容器４の上部開
口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内側に縮径
するカシメ加工により前記容器４に前記封口板６を前記
ガスケット７を介して気密に固定している。正極リード
８は、一端が前記正極１に接続、他端が前記封口板６の
下面に接続されている。帽子形状をなす正極端子９は、
前記封口板６上に前記穴５を覆うように取り付けられて
いる。ゴム製の安全弁１０は、前記封口板６と前記正極
端子９で囲まれた空間内に前記穴５を塞ぐように配置さ
れている。
ッケル水素二次電池を例にして詳細に説明する。水素吸
蔵合金負極１は、ニッケル正極２との間にセパレータ３
を介在してスパイラル状に捲回され、有底円筒状の容器
４内に収納されている。前記負極１は作製された電極群
の最外周に配置されて前記容器４と電気的に接触してい
る。アルカリ電解液は、前記容器４内に収容されてい
る。中央に穴５を有する円形の封口板６は、前記容器４
の上部開口部に配置されている。リング状の絶縁性ガス
ケット７は、前記封口板６の周縁と前記容器４の上部開
口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内側に縮径
するカシメ加工により前記容器４に前記封口板６を前記
ガスケット７を介して気密に固定している。正極リード
８は、一端が前記正極１に接続、他端が前記封口板６の
下面に接続されている。帽子形状をなす正極端子９は、
前記封口板６上に前記穴５を覆うように取り付けられて
いる。ゴム製の安全弁１０は、前記封口板６と前記正極
端子９で囲まれた空間内に前記穴５を塞ぐように配置さ
れている。
【０００７】前記セパレータ３は、親水性を有する合成
パルプを添加したポリオレフィン樹脂繊維から形成され
た不織布にコロナ放電処理を施したものからなる。前記
ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリオレフィン樹脂からな
る単繊維及び互いに異なる種類のポリオレフィン樹脂か
ら形成された複合繊維から選ばれる少なくとも１種から
形成されることが望ましい。前記ポリオレフィン樹脂繊
維としては特に限定されないが、例えばポリエチレン，
ポリプロピレンなどを挙げることができる。前記複合繊
維の構造は、芯材表面に被覆層が形成された芯鞘構造で
あることが望ましい。前記複合繊維としては、例えばポ
リプロピレン繊維にエチレン−ビニルアルコール共重合
体が被覆された芯鞘型複合繊維、ポリプロピレン繊維に
ポリエチレンが被覆された芯鞘型複合繊維を挙げること
ができる。
パルプを添加したポリオレフィン樹脂繊維から形成され
た不織布にコロナ放電処理を施したものからなる。前記
ポリオレフィン樹脂繊維は、ポリオレフィン樹脂からな
る単繊維及び互いに異なる種類のポリオレフィン樹脂か
ら形成された複合繊維から選ばれる少なくとも１種から
形成されることが望ましい。前記ポリオレフィン樹脂繊
維としては特に限定されないが、例えばポリエチレン，
ポリプロピレンなどを挙げることができる。前記複合繊
維の構造は、芯材表面に被覆層が形成された芯鞘構造で
あることが望ましい。前記複合繊維としては、例えばポ
リプロピレン繊維にエチレン−ビニルアルコール共重合
体が被覆された芯鞘型複合繊維、ポリプロピレン繊維に
ポリエチレンが被覆された芯鞘型複合繊維を挙げること
ができる。
【０００８】前記親水性を有する合成パルプとしては、
特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂繊維を主成分
とする多分岐繊維の表面に界面活性剤が吸着されたもの
を用いることが望ましい。このような親水性を有する多
分岐繊維は、単繊維よりも比表面積が大きいため、前記
単繊維を添加するよりも前記セパレータ３の親水性を著
しく増加することができる。具体的には、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン繊維を主成分とするパルプ状多分岐
繊維の表面に界面活性剤が吸着されたもの（三井石油化
学、商品名；ＳＷＰ）を挙げることができる。
特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂繊維を主成分
とする多分岐繊維の表面に界面活性剤が吸着されたもの
を用いることが望ましい。このような親水性を有する多
分岐繊維は、単繊維よりも比表面積が大きいため、前記
単繊維を添加するよりも前記セパレータ３の親水性を著
しく増加することができる。具体的には、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン繊維を主成分とするパルプ状多分岐
繊維の表面に界面活性剤が吸着されたもの（三井石油化
学、商品名；ＳＷＰ）を挙げることができる。
【０００９】前記親水性を有する合成パルプの添加量
は、前記ポリオレフィン樹脂繊維に対し２０重量％以下
の割合にすることが望ましい。前記添加量が２０重量％
を越えると、前記セパレータ３の強度が低下する恐れが
ある。前記親水性を有する合成パルプの添加量の下限値
については前記セパレータ３全体の親水性を増加する観
点から３重量％にすることが望ましい。
は、前記ポリオレフィン樹脂繊維に対し２０重量％以下
の割合にすることが望ましい。前記添加量が２０重量％
を越えると、前記セパレータ３の強度が低下する恐れが
ある。前記親水性を有する合成パルプの添加量の下限値
については前記セパレータ３全体の親水性を増加する観
点から３重量％にすることが望ましい。
【００１０】前記セパレータ３の不織布に使用する材料
繊維の太さは、１００μｍ以下にするのが望ましい。前
記セパレータ３の不織布に使用する材料繊維の長さは、
６０ｍｍ以下にするのが望ましい。
繊維の太さは、１００μｍ以下にするのが望ましい。前
記セパレータ３の不織布に使用する材料繊維の長さは、
６０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００１１】前記セパレータ３の厚さは、０．１ｍｍ〜
０．３ｍｍの範囲であることが望ましい。前記セパレー
タ３の目付け量は、３０ｇ／ｍ2 〜８０ｇ／ｍ2 の範囲
にすることが望ましい。
０．３ｍｍの範囲であることが望ましい。前記セパレー
タ３の目付け量は、３０ｇ／ｍ2 〜８０ｇ／ｍ2 の範囲
にすることが望ましい。
【００１２】前記負極１は、水素吸蔵合金粉末、導電材
粉末及び高分子結着剤と共に水の存在下で混練してペー
スト化し、このペーストを集電体に塗布、乾燥しローラ
プレスすることにより製造される。
粉末及び高分子結着剤と共に水の存在下で混練してペー
スト化し、このペーストを集電体に塗布、乾燥しローラ
プレスすることにより製造される。
【００１３】前記水素吸蔵合金としては、格別制限され
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍ；ミッシュメタル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ラン
タン富化したミッシュメタル）、及びこれらのＮｉの一
部をＡｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で置換した多元素系のもの、
又はＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものが好ましい。特に、
一般式ＬｍＮｉx Ｍｎy Ａz （但し、ＡはＡｌ，Ｃｏか
ら選ばれる少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚは
その合計値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表
される水素吸蔵合金を用いることがより好ましい。この
ような水素吸蔵合金は前記二次電池のサイクル寿命を著
しく向上することができる。
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ
5 （Ｍｍ；ミッシュメタル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ラン
タン富化したミッシュメタル）、及びこれらのＮｉの一
部をＡｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で置換した多元素系のもの、
又はＴｉＮｉ系、ＴｉＦｅ系のものが好ましい。特に、
一般式ＬｍＮｉx Ｍｎy Ａz （但し、ＡはＡｌ，Ｃｏか
ら選ばれる少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚは
その合計値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表
される水素吸蔵合金を用いることがより好ましい。この
ような水素吸蔵合金は前記二次電池のサイクル寿命を著
しく向上することができる。
【００１４】前記正極２は、例えば水酸化ニッケルを導
電材料及び高分子結着剤と共に水の存在下で混練してペ
ーストを調整し、このペーストを集電体に充填、乾燥し
た後、ローラプレスすることにより製造される。
電材料及び高分子結着剤と共に水の存在下で混練してペ
ーストを調整し、このペーストを集電体に充填、乾燥し
た後、ローラプレスすることにより製造される。
【００１５】前記電解液としては、例えば水酸化ナトリ
ウム（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合
液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液等を
用いることができる。
ウム（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）の混合
液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＬｉＯＨの混合液等を
用いることができる。
【００１６】
【作用】本発明によれば、セパレータとして親水性を有
する合成パルプを添加したポリオレフィン樹脂繊維製の
不織布にコロナ放電処理を施したものを用いることによ
って、前記合成パルプは前記不織布内全体に織り込まれ
ていると共に前記不織布の表面付近に織り込まれたもの
は前記コロナ放電処理により更に親水性が付与されるた
め、前記セパレータ全体の親水性を著しく向上すること
ができる。その結果、前記セパレータは電解液の保持能
力が向上されるため、充放電サイクルを繰り返した際に
前記セパレータから正極及び負極に前記電解液が移動す
るのを抑制することができる。従って、前記セパレータ
の電解液が枯渇するのを抑制することができるため、二
次電池のサイクル寿命を著しく長くすることができる。
また、前記セパレータは電解液の浸透速度も向上され
る。このため、前記二次電池の組み立て工程において前
記セパレータは電極群に電解液を注液する時間を合成パ
ルプが未添加のものに比べて短縮することができる。従
って、前記二次電池を組み立てる時間を短縮することが
できるため、前記二次電池の生産性を向上することがで
きる。
する合成パルプを添加したポリオレフィン樹脂繊維製の
不織布にコロナ放電処理を施したものを用いることによ
って、前記合成パルプは前記不織布内全体に織り込まれ
ていると共に前記不織布の表面付近に織り込まれたもの
は前記コロナ放電処理により更に親水性が付与されるた
め、前記セパレータ全体の親水性を著しく向上すること
ができる。その結果、前記セパレータは電解液の保持能
力が向上されるため、充放電サイクルを繰り返した際に
前記セパレータから正極及び負極に前記電解液が移動す
るのを抑制することができる。従って、前記セパレータ
の電解液が枯渇するのを抑制することができるため、二
次電池のサイクル寿命を著しく長くすることができる。
また、前記セパレータは電解液の浸透速度も向上され
る。このため、前記二次電池の組み立て工程において前
記セパレータは電極群に電解液を注液する時間を合成パ
ルプが未添加のものに比べて短縮することができる。従
って、前記二次電池を組み立てる時間を短縮することが
できるため、前記二次電池の生産性を向上することがで
きる。
【００１７】また、アルカリ二次電池の一例であるニッ
ケル水素二次電池において、負極としてＭｎを添加した
水素吸蔵合金例えば前述した一般式ＬｍＮｉx Ｍｎy Ａ
z を用いた二次電池は、充放電サイクルの進行に伴い前
記負極中のＭｎがアルカリ電解液に溶解して前記負極表
面及び正極表面に析出しやすい。一方、前記二次電池の
容器内に収納する前記負極及び前記正極の容量を多くす
るためにセパレータは厚さの薄い目付け量が小さいもの
が用いられている。目付け量が小さいセパレータは、一
定面積当りに存在する繊維の重量にばらつきが生じやす
く、繊維の重量が小さい箇所では繊維間に隙間が多く存
在する。従って、前記負極及び前記目付け量が小さいセ
パレータを備えた二次電池では、充放電サイクル時に前
記負極表面及び正極表面にＭｎが析出し易くなると共に
これらの表面に析出したＭｎが前記セパレータを通過し
て内部短絡を生じる。
ケル水素二次電池において、負極としてＭｎを添加した
水素吸蔵合金例えば前述した一般式ＬｍＮｉx Ｍｎy Ａ
z を用いた二次電池は、充放電サイクルの進行に伴い前
記負極中のＭｎがアルカリ電解液に溶解して前記負極表
面及び正極表面に析出しやすい。一方、前記二次電池の
容器内に収納する前記負極及び前記正極の容量を多くす
るためにセパレータは厚さの薄い目付け量が小さいもの
が用いられている。目付け量が小さいセパレータは、一
定面積当りに存在する繊維の重量にばらつきが生じやす
く、繊維の重量が小さい箇所では繊維間に隙間が多く存
在する。従って、前記負極及び前記目付け量が小さいセ
パレータを備えた二次電池では、充放電サイクル時に前
記負極表面及び正極表面にＭｎが析出し易くなると共に
これらの表面に析出したＭｎが前記セパレータを通過し
て内部短絡を生じる。
【００１８】このようなことから、前記親水性を有する
合成パルプのうち親水性が付与された多分岐繊維を用い
てセパレータを形成すると、前記多分岐繊維はかさが大
きいため、同じ目付け量のポリオレフィン樹脂繊維のみ
からなるセパレータに比べて繊維間の隙間を低減するこ
とができる。従って、前記セパレータを備えたニッケル
水素二次電池は、前述したサイクル寿命及び生産性の向
上の他に、低い目付け量で前記内部短絡を防止すること
ができるという優れた特性を有する。
合成パルプのうち親水性が付与された多分岐繊維を用い
てセパレータを形成すると、前記多分岐繊維はかさが大
きいため、同じ目付け量のポリオレフィン樹脂繊維のみ
からなるセパレータに比べて繊維間の隙間を低減するこ
とができる。従って、前記セパレータを備えたニッケル
水素二次電池は、前述したサイクル寿命及び生産性の向
上の他に、低い目付け量で前記内部短絡を防止すること
ができるという優れた特性を有する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図１及び図
２を参照して説明する。 実施例１，２ まず、２００メッシュのふるいを通過したＬｍＮｉ4.2
Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素吸蔵合金
粉末１００重量部に対してポリアクリル酸ナトリウム
０．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
０．１２５重量部、ディスパージョンタイプのポリテト
ラフルオロエチレン１．５重量部及び導電材としてカー
ボンブラック１．０重量部を水と共に混合することによ
って、ペーストを調製した。このペーストをパンチドメ
タルに塗布、乾燥した後、加圧成型することによって水
素吸蔵合金負極を作製した。
２を参照して説明する。 実施例１，２ まず、２００メッシュのふるいを通過したＬｍＮｉ4.2
Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素吸蔵合金
粉末１００重量部に対してポリアクリル酸ナトリウム
０．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
０．１２５重量部、ディスパージョンタイプのポリテト
ラフルオロエチレン１．５重量部及び導電材としてカー
ボンブラック１．０重量部を水と共に混合することによ
って、ペーストを調製した。このペーストをパンチドメ
タルに塗布、乾燥した後、加圧成型することによって水
素吸蔵合金負極を作製した。
【００２０】次いで、ポリプロピレン繊維をポリエチレ
ンで被覆した芯鞘型複合繊維（Ａ）とポリプロピレン繊
維をエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂で被覆した
芯鞘型複合繊維（Ｂ）とを１：１の比率で混合したもの
にＳＷＰを２，１０重量％添加した。この混合繊維から
湿式法により２種類の不織布を作製した。前記２種類の
湿式不織布にコロナ放電処理を施した後、裁断して目付
け量が５０ｇ／ｍ2 のセパレータを作製した。
ンで被覆した芯鞘型複合繊維（Ａ）とポリプロピレン繊
維をエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂で被覆した
芯鞘型複合繊維（Ｂ）とを１：１の比率で混合したもの
にＳＷＰを２，１０重量％添加した。この混合繊維から
湿式法により２種類の不織布を作製した。前記２種類の
湿式不織布にコロナ放電処理を施した後、裁断して目付
け量が５０ｇ／ｍ2 のセパレータを作製した。
【００２１】次いで、前記負極、前記２種類のセパレー
タ及びニッケルカドミウム電池に使用されるニッケル正
極をこの順序で積層し、渦巻状に捲回して２種類の電極
群を作製した。 比較例１ 前記ＳＷＰが添加されていないポリオレフィン樹脂繊維
を主材料として形成したセパレータを用いたこと以外、
実施例１と同様な電極群を作製した。
タ及びニッケルカドミウム電池に使用されるニッケル正
極をこの順序で積層し、渦巻状に捲回して２種類の電極
群を作製した。 比較例１ 前記ＳＷＰが添加されていないポリオレフィン樹脂繊維
を主材料として形成したセパレータを用いたこと以外、
実施例１と同様な電極群を作製した。
【００２２】これら３種類の電極群それぞれを有底円筒
状容器に収納した後、前記電極群に７ＮのＫＯＨ及び１
ＮのＬｉＯＨからなる所定量の電解液をシリンジで注液
するのに要した時間を測定し、平均注液時間を求めた。
その結果を下記表１に示す。
状容器に収納した後、前記電極群に７ＮのＫＯＨ及び１
ＮのＬｉＯＨからなる所定量の電解液をシリンジで注液
するのに要した時間を測定し、平均注液時間を求めた。
その結果を下記表１に示す。
【００２３】 表１ 実施例１ 実施例２ 比較例１ 注液時間 ４分０５秒 ２分３５秒 ７分３４秒 ３分２９秒 ３分０４秒 ７分５５秒 ３分５０秒 ２分５２秒 ８分１１秒 平均注液時間 ３分４８秒 ２分５０秒 ７分５３秒 表１から明らかなように親水性を有する合成パルプが添
加されたポリオレフィン樹脂繊維からなる不織布にコロ
ナ放電処理を施したものをセパレータとして用いた電極
群（実施例１，２）は、電解液の注液時間が著しく短縮
され、二次電池を組み立てる時間を短縮することができ
ることがわかる。これに対し、ポリオレフィン樹脂繊維
からなる不織布にコロナ放電処理を施したものをセパレ
ータとして用いた電極群（比較例１）は、前記注液時間
が極めて長いことがわかる。
加されたポリオレフィン樹脂繊維からなる不織布にコロ
ナ放電処理を施したものをセパレータとして用いた電極
群（実施例１，２）は、電解液の注液時間が著しく短縮
され、二次電池を組み立てる時間を短縮することができ
ることがわかる。これに対し、ポリオレフィン樹脂繊維
からなる不織布にコロナ放電処理を施したものをセパレ
ータとして用いた電極群（比較例１）は、前記注液時間
が極めて長いことがわかる。
【００２４】また、前述した３種類の電極群が収納され
た有底円筒状容器から前述した図１に示す構造を有する
３種類のＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組
み立てた。
た有底円筒状容器から前述した図１に示す構造を有する
３種類のＡＡサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組
み立てた。
【００２５】実施例１，２及び比較例１それぞれに、
１．０ＣｍＡで９０分間充電し、放電終止電圧を１．０
Ｖにして１．０ＣｍＡで放電する充放電サイクルを行っ
た際の放電容量を測定した。測定された放電容量は１サ
イクル目の放電容量を１００としこれを基準として放電
容量比を求め、サイクル数は実施例１の放電容量比が８
０以下になった際のサイクル数を１００としこれを基準
としてサイクル数比を求め、その結果を図２に示す。
１．０ＣｍＡで９０分間充電し、放電終止電圧を１．０
Ｖにして１．０ＣｍＡで放電する充放電サイクルを行っ
た際の放電容量を測定した。測定された放電容量は１サ
イクル目の放電容量を１００としこれを基準として放電
容量比を求め、サイクル数は実施例１の放電容量比が８
０以下になった際のサイクル数を１００としこれを基準
としてサイクル数比を求め、その結果を図２に示す。
【００２６】図２から明らかなように、親水性を有する
合成パルプが添加されたポリオレフィン樹脂繊維からな
る不織布にコロナ放電処理を施したものをセパレータと
して用いた二次電池（実施例１，２）は、サイクル寿命
が長く、前記セパレータ全体の親水性を著しく増加する
ことができることがわかる。これに対し、ポリオレフィ
ン樹脂繊維からなる不織布にコロナ放電処理を施したも
のをセパレータとして用いた二次電池（比較例１）は、
サイクル寿命が短く、前記セパレータの親水性が劣るこ
とがわかる。 実施例３〜実施例５ まず、ポリプロピレン繊維をポリエチレンで被覆した芯
鞘型複合繊維（Ａ）とポリプロピレン繊維をエチレン−
ビニルアルコール共重合樹脂で被覆した芯鞘型複合繊維
（Ｂ）とを１：１の比率で混合したものにＳＷＰを５，
２０，２５重量％添加した。この混合繊維から湿式法に
より３種類の不織布を作製した。前記３種類の湿式不織
布それぞれにコロナ放電処理を施した後、裁断して目付
け量が５０ｇ／ｍ2 のセパレータを作製した。
合成パルプが添加されたポリオレフィン樹脂繊維からな
る不織布にコロナ放電処理を施したものをセパレータと
して用いた二次電池（実施例１，２）は、サイクル寿命
が長く、前記セパレータ全体の親水性を著しく増加する
ことができることがわかる。これに対し、ポリオレフィ
ン樹脂繊維からなる不織布にコロナ放電処理を施したも
のをセパレータとして用いた二次電池（比較例１）は、
サイクル寿命が短く、前記セパレータの親水性が劣るこ
とがわかる。 実施例３〜実施例５ まず、ポリプロピレン繊維をポリエチレンで被覆した芯
鞘型複合繊維（Ａ）とポリプロピレン繊維をエチレン−
ビニルアルコール共重合樹脂で被覆した芯鞘型複合繊維
（Ｂ）とを１：１の比率で混合したものにＳＷＰを５，
２０，２５重量％添加した。この混合繊維から湿式法に
より３種類の不織布を作製した。前記３種類の湿式不織
布それぞれにコロナ放電処理を施した後、裁断して目付
け量が５０ｇ／ｍ2 のセパレータを作製した。
【００２７】前記実施例１と同様な負極、前記３種類の
セパレータ及びニッケルカドミウム電池に使用されるニ
ッケル正極をこの順序で積層し、渦巻状に１００回捲回
して電極群を作製した。このような電極群と７ＮのＫＯ
Ｈ及び１ＮのＬｉＯＨからなる電解液を有底円筒状容器
に収納して前述した図１に示す構造を有する３種類のＡ
Ａサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
前記３種類の二次電池それぞれ１０００個について前記
電極群を捲回する際にセパレータが切断された個数を調
べ、その結果を下記表２に示した。次いで、前記３種類
の二次電池それぞれ１００個について、室温で１日静置
した後、３００ｍＡで５時間充電し、１０００ｍＡで１
Ｖまで放電する充放電サイクル（充電と放電、放電と充
電との間にはそれぞれ１時間の休止時間を設ける）を３
００回繰り返して、電池の容量を測定した。この測定に
際し、前記充放電サイクルの途中で容量が急に減少した
ものについては内部抵抗を測定して、内部短絡により容
量の減少を生じた電池の個数を求めた。その結果を下記
表２に併記した。なお、実施例１，２及び比較例１の電
池のうち、電極群の捲回数を１００回にした電池につい
ても同様にセパレータの切断数及び二次電池の短絡数を
調べ、その結果を下記表２に併記した。
セパレータ及びニッケルカドミウム電池に使用されるニ
ッケル正極をこの順序で積層し、渦巻状に１００回捲回
して電極群を作製した。このような電極群と７ＮのＫＯ
Ｈ及び１ＮのＬｉＯＨからなる電解液を有底円筒状容器
に収納して前述した図１に示す構造を有する３種類のＡ
Ａサイズの円筒形ニッケル水素二次電池を組み立てた。
前記３種類の二次電池それぞれ１０００個について前記
電極群を捲回する際にセパレータが切断された個数を調
べ、その結果を下記表２に示した。次いで、前記３種類
の二次電池それぞれ１００個について、室温で１日静置
した後、３００ｍＡで５時間充電し、１０００ｍＡで１
Ｖまで放電する充放電サイクル（充電と放電、放電と充
電との間にはそれぞれ１時間の休止時間を設ける）を３
００回繰り返して、電池の容量を測定した。この測定に
際し、前記充放電サイクルの途中で容量が急に減少した
ものについては内部抵抗を測定して、内部短絡により容
量の減少を生じた電池の個数を求めた。その結果を下記
表２に併記した。なお、実施例１，２及び比較例１の電
池のうち、電極群の捲回数を１００回にした電池につい
ても同様にセパレータの切断数及び二次電池の短絡数を
調べ、その結果を下記表２に併記した。
【００２８】 表２ セパレータ切断数（個） 短絡数（個） 実施例１ ０ ５ 実施例２ ０ ０ 実施例３ ０ ０ 実施例４ ０ ０ 実施例５ ３４ ０ 比較例１ ０ ２１ 表２から明らかなように、親水性を有する多分岐繊維が
添加されたポリオレフィン樹脂繊維からなる不織布にコ
ロナ放電処理を施したものをセパレータとして用いた二
次電池（実施例１〜実施例５）は、前記負極中のＭｎに
起因する内部短絡を防止することが可能であることがわ
かる。これに対し、ポリオレフィン樹脂繊維からなる不
織布にコロナ放電処理を施したものをセパレータとして
用いた二次電池（比較例１）は、短絡を生じた個数が２
１個と極めて多いことがわかる。ただし、前記合成パル
プの添加量が２５重量％の場合は、セパレータの強度が
低くなるため、前記セパレータを前記正極及び前記負極
と共に捲回すると前記セパレータが３４個も切断され
た。
添加されたポリオレフィン樹脂繊維からなる不織布にコ
ロナ放電処理を施したものをセパレータとして用いた二
次電池（実施例１〜実施例５）は、前記負極中のＭｎに
起因する内部短絡を防止することが可能であることがわ
かる。これに対し、ポリオレフィン樹脂繊維からなる不
織布にコロナ放電処理を施したものをセパレータとして
用いた二次電池（比較例１）は、短絡を生じた個数が２
１個と極めて多いことがわかる。ただし、前記合成パル
プの添加量が２５重量％の場合は、セパレータの強度が
低くなるため、前記セパレータを前記正極及び前記負極
と共に捲回すると前記セパレータが３４個も切断され
た。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
解液の保持能力が高いセパレータを備え、サイクル寿命
が長く、かつ製造時間の短縮されたアルカリ二次電池を
提供することができる。
解液の保持能力が高いセパレータを備え、サイクル寿命
が長く、かつ製造時間の短縮されたアルカリ二次電池を
提供することができる。
【図１】本発明のアルカリ二次電池の一例であるニッケ
ル水素二次電池を示す斜視図。
ル水素二次電池を示す斜視図。
【図２】サイクル数比を変化させた際の放電容量比の変
化を示す線図。
化を示す線図。
１…負極、２…正極、３…セパレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 泰子 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (72)発明者 寺岡 浩仁 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−98401（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−62138（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/16
Claims (1)
- 【請求項１】 正極と、負極と、アルカリ電解液と、前
記正極と前記負極との間に介装されたセパレータとを備
えたアルカリ二次電池において、前記セパレータは親水
性を有する合成パルプ及びポリオレフィン樹脂繊維から
なる不織布表面にコロナ放電処理により親水性を付与し
たものであることを特徴とするアルカリ二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173999A JP2966697B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | アルカリ二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173999A JP2966697B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | アルカリ二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729562A JPH0729562A (ja) | 1995-01-31 |
| JP2966697B2 true JP2966697B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=15970882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5173999A Expired - Fee Related JP2966697B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | アルカリ二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966697B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025771A1 (en) * | 1995-02-17 | 1996-08-22 | Mitsubishi Paper Mills Limited | Nonwoven fabric for an alkaline battery separator and method for producing the same |
| JPH11162440A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池の製造方法 |
| WO1999040642A1 (fr) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Nisshinbo Industries, Inc. | Separateur pour piles a combustible et procede de fabrication |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP5173999A patent/JP2966697B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729562A (ja) | 1995-01-31 |
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