JP3040041B2 - アルカリ二次電池及びその製造方 - Google Patents
アルカリ二次電池及びその製造方Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ二次電池に係
わり、さらに詳しくは、電解液を含浸保持するセパレー
ターの改良に関する。
わり、さらに詳しくは、電解液を含浸保持するセパレー
ターの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池のセパレーターには、
以下の機能が必要とされている。 (1) アルカリ水溶液の電解液を含浸保持する。 (2) 正負電極を隔離する。 (3) 電池巻き込み時の引っ張り張力に耐える。 (4) 正負極間の短絡を生じさせない。 (5) イオン、水を移動させる。 (6) 発生したガスを透過させる。
以下の機能が必要とされている。 (1) アルカリ水溶液の電解液を含浸保持する。 (2) 正負電極を隔離する。 (3) 電池巻き込み時の引っ張り張力に耐える。 (4) 正負極間の短絡を生じさせない。 (5) イオン、水を移動させる。 (6) 発生したガスを透過させる。
【０００３】従来、アルカリ二次電池のセパレーターと
しては、ポリアミド繊維製不織布または化学処理、グラ
フト処理もしくは界面活性剤などを塗布することによっ
て親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布が用い
られてきた（たとえば特開昭５８−９４７５２号公報、
特開昭６１−７８０５３号公報、特開昭６４−８６４４
５号公報、特開平２−２９１６６５号公報、特開平４−
１６７３５５号公報など）。
しては、ポリアミド繊維製不織布または化学処理、グラ
フト処理もしくは界面活性剤などを塗布することによっ
て親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布が用い
られてきた（たとえば特開昭５８−９４７５２号公報、
特開昭６１−７８０５３号公報、特開昭６４−８６４４
５号公報、特開平２−２９１６６５号公報、特開平４−
１６７３５５号公報など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリアミド繊
維は、親水性が優れているものの、アルカリ電解液中で
加水分解し、その分解生成物が貯蔵に伴う容量保持率を
低下させるという問題があった［たとえば、H.W.Lim
等：Proceedings of the 27th Power Sources Conferen
ce", 83 〜85頁(1976)] 。
維は、親水性が優れているものの、アルカリ電解液中で
加水分解し、その分解生成物が貯蔵に伴う容量保持率を
低下させるという問題があった［たとえば、H.W.Lim
等：Proceedings of the 27th Power Sources Conferen
ce", 83 〜85頁(1976)] 。
【０００５】また、化学処理やグラフト処理によって親
水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布は、親水処
理に伴う繊維の脆化が大きいために［たとえば、森他２
名：高分子論文集、Vol.48,No.1,1 〜9 頁］、電極巻回
時や充放電中に短絡が発生し易やすくなるばかりでな
く、処理液の廃棄のための工程が必要になり、工業的生
産性に劣るという問題があった。
水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布は、親水処
理に伴う繊維の脆化が大きいために［たとえば、森他２
名：高分子論文集、Vol.48,No.1,1 〜9 頁］、電極巻回
時や充放電中に短絡が発生し易やすくなるばかりでな
く、処理液の廃棄のための工程が必要になり、工業的生
産性に劣るという問題があった。
【０００６】また、界面活性剤によって親水性を付与し
たポリオレフィン系繊維不織布は、塗布した界面活性剤
が電解液中に容易に溶解し、貯蔵による容量保持率を低
下させたり［たとえば、特開昭６４−５７５６８号公
報］、電解液保持能力の低下により、電池の内部抵抗が
増加し、放電電圧の低下や活物質利用率の低下を招くと
いう問題があった。
たポリオレフィン系繊維不織布は、塗布した界面活性剤
が電解液中に容易に溶解し、貯蔵による容量保持率を低
下させたり［たとえば、特開昭６４−５７５６８号公
報］、電解液保持能力の低下により、電池の内部抵抗が
増加し、放電電圧の低下や活物質利用率の低下を招くと
いう問題があった。
【０００７】本発明は、前記従来のセパレーターが有し
ていた問題を解決し、繊維の強度などの特性を低下させ
ずに親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布をセ
パレーターとして用いることにより、貯蔵による容量保
持率が高く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池及び
その製造方法を提供することを目的とする。
ていた問題を解決し、繊維の強度などの特性を低下させ
ずに親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布をセ
パレーターとして用いることにより、貯蔵による容量保
持率が高く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のアルカリ二次電池は、カドミウム、亜鉛、
鉄及びそれらの酸化物もしくは水酸化物、または水素吸
蔵合金からなる負極と、金属酸化物または金属水酸化物
からなる正極と、セパレーターにアルカリ水溶液からな
る電解液を含浸保持してなるアルカリ二次電池におい
て、前記セパレーターが、ポリプロピレンを芯としポリ
エチレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維を含有し、プラ
ズマ処理前のＸ線光電子分光法（以下「ＸＰＳ」とい
う）による元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０でありプラ
ズマ処理後のＸＰＳによる元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ
＝０．０５〜０．７であり、かつ２０℃、相対湿度６０
％の雰囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水の吸
収速度が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフィン
系繊維シートで形成されていることを特徴とする。
め、本発明のアルカリ二次電池は、カドミウム、亜鉛、
鉄及びそれらの酸化物もしくは水酸化物、または水素吸
蔵合金からなる負極と、金属酸化物または金属水酸化物
からなる正極と、セパレーターにアルカリ水溶液からな
る電解液を含浸保持してなるアルカリ二次電池におい
て、前記セパレーターが、ポリプロピレンを芯としポリ
エチレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維を含有し、プラ
ズマ処理前のＸ線光電子分光法（以下「ＸＰＳ」とい
う）による元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０でありプラ
ズマ処理後のＸＰＳによる元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ
＝０．０５〜０．７であり、かつ２０℃、相対湿度６０
％の雰囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水の吸
収速度が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフィン
系繊維シートで形成されていることを特徴とする。
【０００９】次に本発明のアルカリ二次電池の製造方法
は、カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化物もしくは
水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極と、金属酸
化物または金属水酸化物からなる正極と、セパレーター
にアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持してなるア
ルカリ二次電池の製造方法において、ポリプロピレンを
芯としポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維を含
有し、ＸＰＳによる元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０で
あるポリオレフィン系繊維シートを準備し、これに対し
プラズマ処理を行って、ＸＰＳによる元素比率（Ｏ／
Ｃ）がＯ／Ｃ＝０ ．０５〜０．７であり、かつ相対湿度
６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水
の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上とした後、このポ
リオレフィン系繊維シートをセパレーターに形成するこ
とを特徴とする。
は、カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化物もしくは
水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極と、金属酸
化物または金属水酸化物からなる正極と、セパレーター
にアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持してなるア
ルカリ二次電池の製造方法において、ポリプロピレンを
芯としポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維を含
有し、ＸＰＳによる元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０で
あるポリオレフィン系繊維シートを準備し、これに対し
プラズマ処理を行って、ＸＰＳによる元素比率（Ｏ／
Ｃ）がＯ／Ｃ＝０ ．０５〜０．７であり、かつ相対湿度
６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水
の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上とした後、このポ
リオレフィン系繊維シートをセパレーターに形成するこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】このように、前記した本発明の二次電池は、そ
のセパレーターが、４つの特徴を有するポリオレフィン
系繊維シートから形成されている。
のセパレーターが、４つの特徴を有するポリオレフィン
系繊維シートから形成されている。
【００１１】まず、このポリオレフィン系繊維シート
は、ポリプロピレンを芯としポリエチレンを鞘とする芯
鞘構造（以下「ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造」という）の複合繊
維を含有している。この複合繊維の鞘部のポリエチレン
が熱融着成分として機能できるため、高い機械的強度を
有するセパレーターが形成できる。また、鞘部分はポリ
エチレンで形成されているが、ポリエチレンはプラズマ
処理による親水化効率に優れ、化学的安定性も良好であ
る。このため、この複合繊維を含有するポリオレフィン
系繊維シートをプラズマ処理することにより容易に親水
化されたセパレーターを作製することができ、また得ら
れるセパレーターは電解液等により劣化することがな
い。そして、このポリオレフィン系繊維シートは、プラ
ズマ処理前の前記元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０であ
る。ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有するポリオレ
フィン系繊維シートにおいて、その繊維内部に多量の酸
素が存在する場合がある。炭化水素オレフィン繊維の内
部に酸素が存在すると、オレフィンの結合が弱くなり、
繊維が脆弱となる。しかし、本発明にかかるポリオレフ
ィン系繊維シートでは、前述のように酸素が存在してい
ないため、前記鞘部のポリエチレンの融着効果と相俟っ
てより一層高い機械強度を有するものである。
は、ポリプロピレンを芯としポリエチレンを鞘とする芯
鞘構造（以下「ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造」という）の複合繊
維を含有している。この複合繊維の鞘部のポリエチレン
が熱融着成分として機能できるため、高い機械的強度を
有するセパレーターが形成できる。また、鞘部分はポリ
エチレンで形成されているが、ポリエチレンはプラズマ
処理による親水化効率に優れ、化学的安定性も良好であ
る。このため、この複合繊維を含有するポリオレフィン
系繊維シートをプラズマ処理することにより容易に親水
化されたセパレーターを作製することができ、また得ら
れるセパレーターは電解液等により劣化することがな
い。そして、このポリオレフィン系繊維シートは、プラ
ズマ処理前の前記元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０であ
る。ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有するポリオレ
フィン系繊維シートにおいて、その繊維内部に多量の酸
素が存在する場合がある。炭化水素オレフィン繊維の内
部に酸素が存在すると、オレフィンの結合が弱くなり、
繊維が脆弱となる。しかし、本発明にかかるポリオレフ
ィン系繊維シートでは、前述のように酸素が存在してい
ないため、前記鞘部のポリエチレンの融着効果と相俟っ
てより一層高い機械強度を有するものである。
【００１２】そして、このポリオレフィン系繊維シート
は、プラズマ処理後における前記元素比率（Ｏ／Ｃ）が
０．０５〜０．７の範囲であるから、親水性基である水
酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミ
ド基等がその表面に形成されており、電解液中で十分な
親水性を発揮できる。なお、この場合、プラズマ処理は
繊維表面に作用して酸素が導入されるため、繊維の強度
の実質的な低下はない 。
は、プラズマ処理後における前記元素比率（Ｏ／Ｃ）が
０．０５〜０．７の範囲であるから、親水性基である水
酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミ
ド基等がその表面に形成されており、電解液中で十分な
親水性を発揮できる。なお、この場合、プラズマ処理は
繊維表面に作用して酸素が導入されるため、繊維の強度
の実質的な低下はない 。
【００１３】また、このポリオレフィン系繊維シート
は、２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｐ
−８１４１で規定する吸水速度試験法（クレム法）によ
る測定で、その一端を純水に浸した時の純水の吸収速度
が、２分間に１０ｍｍ以上であるため、さらに十分な親
水性を有する。このため、これにより形成されたセパレ
ーターを用いた本発明のアルカリ二次電池は、３Ｃ放電
というような高率放電においても電極利用率の低下が無
いばかりでなく、実用に十分なサイクル寿命を有する。
なお、前記吸収速度のさらに好ましい範囲は、３０ｍｍ
／２分以上である。また、前記吸水速度であることによ
り、前記セパレーターに対し、電解液が速やかに浸透す
る。
は、２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｐ
−８１４１で規定する吸水速度試験法（クレム法）によ
る測定で、その一端を純水に浸した時の純水の吸収速度
が、２分間に１０ｍｍ以上であるため、さらに十分な親
水性を有する。このため、これにより形成されたセパレ
ーターを用いた本発明のアルカリ二次電池は、３Ｃ放電
というような高率放電においても電極利用率の低下が無
いばかりでなく、実用に十分なサイクル寿命を有する。
なお、前記吸収速度のさらに好ましい範囲は、３０ｍｍ
／２分以上である。また、前記吸水速度であることによ
り、前記セパレーターに対し、電解液が速やかに浸透す
る。
【００１４】次に本発明の製造方法によれば、前記本発
明のアルカリ二次電池を効率よく合理的に製造すること
ができる。
明のアルカリ二次電池を効率よく合理的に製造すること
ができる。
【００１５】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。本発明では、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維
を含有する化学的に安定なポリオレフィン系繊維シー
ト、たとえば不織布、織物、編み物などを基材にし、そ
の表面だけを物理的に親水性を付与するため、従来行わ
れていた化学処理やグラフト処理のような不純物の混入
が無く、長期にわたり親水性が持続されるセパレーター
を用いるため、貯蔵による容量保持率が高く、サイクル
寿命が長いアルカリ二次電池を得ることができる。
説明する。本発明では、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維
を含有する化学的に安定なポリオレフィン系繊維シー
ト、たとえば不織布、織物、編み物などを基材にし、そ
の表面だけを物理的に親水性を付与するため、従来行わ
れていた化学処理やグラフト処理のような不純物の混入
が無く、長期にわたり親水性が持続されるセパレーター
を用いるため、貯蔵による容量保持率が高く、サイクル
寿命が長いアルカリ二次電池を得ることができる。
【００１６】前記ポリオレフィン系繊維シート（たとえ
ば不織布）は、公称孔径１〜２００μｍ、空孔率３０〜
８０％、厚さ２０〜５００μｍ、小繊維径１〜１００μ
ｍ、坪量（目付）５〜１００ｇ／ｍ2 のものを好適に用
いることができる。
ば不織布）は、公称孔径１〜２００μｍ、空孔率３０〜
８０％、厚さ２０〜５００μｍ、小繊維径１〜１００μ
ｍ、坪量（目付）５〜１００ｇ／ｍ2 のものを好適に用
いることができる。
【００１７】前記ポリオレフィン系繊維シートを構成す
る繊維の材質は、前記ＰＰ／ＰＥ芯 鞘構造の複合繊維を
除き、ポリプロピレン、ポリエチレン等の炭化水素系の
ポリオレフィン類やポリフッ化ビニリデン等の含フッ素
系ポリオレフィン類が好適に用いられる。これらは、単
独であっても、ブレンドしたり、アロイ化したり、芯鞘
構造または他のタイプのコンジュゲート繊維にするなど
複合化したものでもよい。また、このポリオレフィン系
繊維シートは、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維単独で構
成されていてもよい。そして、このポリオレフィン系繊
維シートは、親水化処理することで表面のＸＰＳ分析に
よるＯ／Ｃの比が０．０５〜０．７とされる。Ｏ／Ｃの
比が０．０５未満では十分に親水性化されず、吸水速度
も１０ｍｍ／２ｍｉｎの純水の吸水速度は得られない。
このため、これを用いて作成した電池は高率放電で十分
な性能を発揮することができない。また０．７を越える
と、原因は不明であるが、純水吸収速度が小さくなるば
かりでなく、破断強度や伸びの低下など、不織布のセパ
レーターとしての適性が損なわれ、シート状電極と組み
合わせて渦巻状に巻回して、電池を組み立てる際に短絡
を起こすという問題が発生する。
る繊維の材質は、前記ＰＰ／ＰＥ芯 鞘構造の複合繊維を
除き、ポリプロピレン、ポリエチレン等の炭化水素系の
ポリオレフィン類やポリフッ化ビニリデン等の含フッ素
系ポリオレフィン類が好適に用いられる。これらは、単
独であっても、ブレンドしたり、アロイ化したり、芯鞘
構造または他のタイプのコンジュゲート繊維にするなど
複合化したものでもよい。また、このポリオレフィン系
繊維シートは、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維単独で構
成されていてもよい。そして、このポリオレフィン系繊
維シートは、親水化処理することで表面のＸＰＳ分析に
よるＯ／Ｃの比が０．０５〜０．７とされる。Ｏ／Ｃの
比が０．０５未満では十分に親水性化されず、吸水速度
も１０ｍｍ／２ｍｉｎの純水の吸水速度は得られない。
このため、これを用いて作成した電池は高率放電で十分
な性能を発揮することができない。また０．７を越える
と、原因は不明であるが、純水吸収速度が小さくなるば
かりでなく、破断強度や伸びの低下など、不織布のセパ
レーターとしての適性が損なわれ、シート状電極と組み
合わせて渦巻状に巻回して、電池を組み立てる際に短絡
を起こすという問題が発生する。
【００１８】本発明においては、例えばポリオレフィン
系繊維不織布を特定の条件で低温ブラズマ処理すること
により、前記不織布の繊維の表面を親水化できる。この
低温プラズマ処理は、親水化処理しようとするポリオレ
フィン系繊維不織布を挟むように設置した高周波電場を
与えるための一対の電極板を備えた減圧容器（プラズマ
処理装置）中で行われる。たとえば、一旦１．３ｍＰａ
まで減圧にした後、所定のガス（たとえばＯ2 など）を
導入し、減圧容器内を１．３〜１３００Ｐａに保持す
る。好ましくは、１．３〜２７０Ｐａに調整した後、電
極間にラジオ周波数（約５〜５０ＭＨｚ）で高周波出力
処理と処理時間の積が０．１〜５０Ｗ・ｓｅｃ／ｃ
ｍ2 、好ましくは０．１〜１０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 とな
るように調整・処理する。
系繊維不織布を特定の条件で低温ブラズマ処理すること
により、前記不織布の繊維の表面を親水化できる。この
低温プラズマ処理は、親水化処理しようとするポリオレ
フィン系繊維不織布を挟むように設置した高周波電場を
与えるための一対の電極板を備えた減圧容器（プラズマ
処理装置）中で行われる。たとえば、一旦１．３ｍＰａ
まで減圧にした後、所定のガス（たとえばＯ2 など）を
導入し、減圧容器内を１．３〜１３００Ｐａに保持す
る。好ましくは、１．３〜２７０Ｐａに調整した後、電
極間にラジオ周波数（約５〜５０ＭＨｚ）で高周波出力
処理と処理時間の積が０．１〜５０Ｗ・ｓｅｃ／ｃ
ｍ2 、好ましくは０．１〜１０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 とな
るように調整・処理する。
【００１９】この高周波出力処理密度と処理時間の積が
前記範囲より低いと、親水化が不十分なものとなり、電
池反応に必要なイオン及び水の移動が困難になる。逆
に、高すぎると、やはり親水化が不充分になるばかりで
なく、ポリオレフィン系繊維不織布の構成繊維が切断さ
れてしまったり、熱による収縮などの変形を起こすた
め、電極間の短絡が起こりやすくなったり、電池への組
み込みが困難になるという不都合が生ずる。
前記範囲より低いと、親水化が不十分なものとなり、電
池反応に必要なイオン及び水の移動が困難になる。逆
に、高すぎると、やはり親水化が不充分になるばかりで
なく、ポリオレフィン系繊維不織布の構成繊維が切断さ
れてしまったり、熱による収縮などの変形を起こすた
め、電極間の短絡が起こりやすくなったり、電池への組
み込みが困難になるという不都合が生ずる。
【００２０】ガス全圧が１．３ｋＰａを越えるとプラズ
マ強度が高くなり、これによっても構成繊維の切断が生
じ、電極間短絡が起こり易くなるという不都合が生じ
る。また、親水化処理しようとするポリオレフィン系繊
維不織布と電極間の距離が短すぎると、非常に高密度の
プラスマに曝されるため、前記同様構成繊維の切断が生
じる。このため、電極からポリオレフィン系繊維不織布
の距離は１〜２０ｃｍ、好ましくは２〜１０ｃｍであ
る。
マ強度が高くなり、これによっても構成繊維の切断が生
じ、電極間短絡が起こり易くなるという不都合が生じ
る。また、親水化処理しようとするポリオレフィン系繊
維不織布と電極間の距離が短すぎると、非常に高密度の
プラスマに曝されるため、前記同様構成繊維の切断が生
じる。このため、電極からポリオレフィン系繊維不織布
の距離は１〜２０ｃｍ、好ましくは２〜１０ｃｍであ
る。
【００２１】以上の処理により、ポリオレフィン系繊維
シート、例えば不織布表面には、親水性基である水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミド
基等が導入され、親水性化され、電池用セパレーターと
して有用なものとなる。
シート、例えば不織布表面には、親水性基である水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミド
基等が導入され、親水性化され、電池用セパレーターと
して有用なものとなる。
【００２２】なお、セパレーターの透気度は、ＪＩＳ−
Ｐ−８１１７で規定する透気度測定法（ガーレ法）によ
る測定で、２０ｓｅｃ／１００ｃｍ3 以下であり、０．
１／３００ｃｍ3 以上が好ましい。
Ｐ−８１１７で規定する透気度測定法（ガーレ法）によ
る測定で、２０ｓｅｃ／１００ｃｍ3 以下であり、０．
１／３００ｃｍ3 以上が好ましい。
【００２３】また、前記処理は、セパレーターを構成す
るポリオレフィン系繊維シート全体でなく、一部これを
行ったものでもセパレーターとして用いることができ
る。以下具体的実施例について説明する。
るポリオレフィン系繊維シート全体でなく、一部これを
行ったものでもセパレーターとして用いることができ
る。以下具体的実施例について説明する。
【００２４】実施例１〜６ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊
維（平均繊維直径２０μｍ）からなるポリオレフィン系
繊維不織布（厚さ１５０μｍ、空孔率（空隙率）６１
％、目付５５ｇ／ｍ2 ）をプラズマ処理装置の電極板か
ら１０ｃｍ離した位置に、電極板と平行にセットし、一
旦１．３ｍＰａまで減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０
ｃｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整
し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理
密度と処理時間の積が０．１，１．０，５．０，１０．
０，３０．０，５０．０Ｗ・sec/cm2 となるように処理
し、それぞれ実施例１〜５とした。その後、前記不織布
を取り出し、切断して二次電池セパレーターとして供し
た。なお、この不織布のプラズマ処理前のＯ／Ｃ比は、
後述の比較例３で示すように、Ｏ／Ｃ＝０である。
維（平均繊維直径２０μｍ）からなるポリオレフィン系
繊維不織布（厚さ１５０μｍ、空孔率（空隙率）６１
％、目付５５ｇ／ｍ2 ）をプラズマ処理装置の電極板か
ら１０ｃｍ離した位置に、電極板と平行にセットし、一
旦１．３ｍＰａまで減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０
ｃｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整
し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理
密度と処理時間の積が０．１，１．０，５．０，１０．
０，３０．０，５０．０Ｗ・sec/cm2 となるように処理
し、それぞれ実施例１〜５とした。その後、前記不織布
を取り出し、切断して二次電池セパレーターとして供し
た。なお、この不織布のプラズマ処理前のＯ／Ｃ比は、
後述の比較例３で示すように、Ｏ／Ｃ＝０である。
【００２５】得られたセパレーターの純水吸収速度及び
ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率を、電池の特性評価と
合わせて表１に示す。このセパレーターを用い、シート
状電極、つまりシート状の正極及びシート状の負極と重
ね合わせ、渦巻状に巻回して電極体にし、その渦巻状電
極体を用いて、図１に示す構造の単３アルカリ二次電池
を作成した。
ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率を、電池の特性評価と
合わせて表１に示す。このセパレーターを用い、シート
状電極、つまりシート状の正極及びシート状の負極と重
ね合わせ、渦巻状に巻回して電極体にし、その渦巻状電
極体を用いて、図１に示す構造の単３アルカリ二次電池
を作成した。
【００２６】上記電池の作製には、正極には焼結式ニッ
ケル電極を用い、負極には焼結式水素吸蔵合金電極を用
い、電解液には濃度３０重量％の水酸化カリウム水溶液
を用いた。
ケル電極を用い、負極には焼結式水素吸蔵合金電極を用
い、電解液には濃度３０重量％の水酸化カリウム水溶液
を用いた。
【００２７】ここで図１に示す電池について説明する
と、１は正極、２は負極、３はセパレーター、４は渦巻
状電極体、５は電池ケース、６は環状ガスケット、７は
封口蓋、８は端子版、９は封口板、１０は金属バネ、１
１は弁体、１２は正極リード体、１３は絶縁体、１４は
絶縁体である。
と、１は正極、２は負極、３はセパレーター、４は渦巻
状電極体、５は電池ケース、６は環状ガスケット、７は
封口蓋、８は端子版、９は封口板、１０は金属バネ、１
１は弁体、１２は正極リード体、１３は絶縁体、１４は
絶縁体である。
【００２８】正極１は活物質として水素ニッケルを含む
シート状の焼結式ニッケル電極であり、その寸法は３９
ｍｍ×８２ｍｍ×０．６６ｍｍで、理論電気容量は１１
６０ｍＡｈである。負極２は活物質となる水素吸蔵合金
そのものを焼結したシート状の水素吸蔵合金電極であ
り、その寸法は４１ｍｍ×１１１ｍｍ×０．３０ｍｍ
で、理論電気容量は１８００ｍＡｈである。
シート状の焼結式ニッケル電極であり、その寸法は３９
ｍｍ×８２ｍｍ×０．６６ｍｍで、理論電気容量は１１
６０ｍＡｈである。負極２は活物質となる水素吸蔵合金
そのものを焼結したシート状の水素吸蔵合金電極であ
り、その寸法は４１ｍｍ×１１１ｍｍ×０．３０ｍｍ
で、理論電気容量は１８００ｍＡｈである。
【００２９】セパレーター３は上記のようにＰＰ／ＰＥ
芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０μｍ）からなるポ
リオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５
ｇ／ｍ2 、空孔率６１％）をプラズマ処理装置の電極板
から１０ｃｍの位置に、電極板と平行にセットし、一旦
１．３ｍＰａまで減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０ｃ
ｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整
し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理
密度と処理時間の積が所定の値になるように処理した物
である。上記正極１と負極２はセパレーター３を介して
重ね合わせられ、渦巻状に巻回して渦巻状電極体４とし
て底部に絶縁体１３を配した電池ケース５内に挿入さ
れ、その上部には絶縁体１４が配置されている。
芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０μｍ）からなるポ
リオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５
ｇ／ｍ2 、空孔率６１％）をプラズマ処理装置の電極板
から１０ｃｍの位置に、電極板と平行にセットし、一旦
１．３ｍＰａまで減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０ｃ
ｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整
し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理
密度と処理時間の積が所定の値になるように処理した物
である。上記正極１と負極２はセパレーター３を介して
重ね合わせられ、渦巻状に巻回して渦巻状電極体４とし
て底部に絶縁体１３を配した電池ケース５内に挿入さ
れ、その上部には絶縁体１４が配置されている。
【００３０】環状ガスケット６はナイロン６６で作製さ
れ、封口蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池
ケース５の開口部はこの封口蓋７と上記環状ガスケット
６とで封口されている。
れ、封口蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池
ケース５の開口部はこの封口蓋７と上記環状ガスケット
６とで封口されている。
【００３１】つまり、底部に絶縁体１３を配した電池ケ
ース５内に渦巻状電極体４を挿入した後、濃度３０重量
％の水酸化カリウム水溶液を電解液として注入し、さら
に絶縁体１４を載せる。そして、電池ケース５の開口部
近傍部分に内周側に突出した環状の溝５ａを形成し、こ
の溝５ａの突出部に環状ガスケット６および封口蓋７と
を載せ、電池ケース５の開口部を内方に締め付けて封口
する。
ース５内に渦巻状電極体４を挿入した後、濃度３０重量
％の水酸化カリウム水溶液を電解液として注入し、さら
に絶縁体１４を載せる。そして、電池ケース５の開口部
近傍部分に内周側に突出した環状の溝５ａを形成し、こ
の溝５ａの突出部に環状ガスケット６および封口蓋７と
を載せ、電池ケース５の開口部を内方に締め付けて封口
する。
【００３２】上記端子板８にはガス排出孔８ａが設けら
れ、封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８
と封口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置
されている。端子板８は封口板９の外周を内方に折り曲
げることによって一体化され、封口蓋７となる。
れ、封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８
と封口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置
されている。端子板８は封口板９の外周を内方に折り曲
げることによって一体化され、封口蓋７となる。
【００３３】この電池は、通常の状況下では金属バネ１
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部でガスが発生して内圧が異常に上昇した場合には、
金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知孔９ａとの
間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知孔９ａおよ
びガス排出孔８ａを通過して外部に放出され、電池破裂
が防止できるように構成されている。
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部でガスが発生して内圧が異常に上昇した場合には、
金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知孔９ａとの
間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知孔９ａおよ
びガス排出孔８ａを通過して外部に放出され、電池破裂
が防止できるように構成されている。
【００３４】上記構成の電池を１００個作製し、短絡個
数を調べたところ１００個中０個であった。また、下記
の方法で高率放電での利用率、２０℃、３０日間貯蔵後
の容量保持率およびサイクル寿命を測定した。
数を調べたところ１００個中０個であった。また、下記
の方法で高率放電での利用率、２０℃、３０日間貯蔵後
の容量保持率およびサイクル寿命を測定した。
【００３５】高率放電での利用率は次の方法で求めた。
作製した電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時
間充電した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放
電サイクルを３回繰り返す。この過程で電池は安定化さ
れる。さらに、０．１Ａで１５時間充電した後、３Ａで
放電し、放電電圧が１．０Ｖに達するまでに時間から、
放電容量を求めた。高率放電利用率は、下記の式（数
１）によって求めた。
作製した電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時
間充電した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放
電サイクルを３回繰り返す。この過程で電池は安定化さ
れる。さらに、０．１Ａで１５時間充電した後、３Ａで
放電し、放電電圧が１．０Ｖに達するまでに時間から、
放電容量を求めた。高率放電利用率は、下記の式（数
１）によって求めた。
【００３６】
【数１】
【００３７】容量保持率は次の方法で求めた。作製した
電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間放電し
た後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイク
ルを３回繰り返し、３回目の放電容量を初期放電容量と
する。この過程で、電池は安定化される。さらに、０．
１Ａで１５時間充電し、２０℃の雰囲気中で３０日間貯
蔵し、貯蔵後の電池を０．２Ａで放電し、貯蔵後の放電
容量を測定した。容量保持率は、下記の式（数２）によ
って求めた。
電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間放電し
た後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイク
ルを３回繰り返し、３回目の放電容量を初期放電容量と
する。この過程で、電池は安定化される。さらに、０．
１Ａで１５時間充電し、２０℃の雰囲気中で３０日間貯
蔵し、貯蔵後の電池を０．２Ａで放電し、貯蔵後の放電
容量を測定した。容量保持率は、下記の式（数２）によ
って求めた。
【００３８】
【数２】
【００３９】サイクル寿命は次の方法で求めた。作製し
た電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間放電
した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイ
クルを３回繰り返し、初期放電容量電池を求めるととも
に、電池を安定化する。ついで、１Ａで１．２時間充
電、１Ａで１Ｖまでの放電（１．２時間以内）という充
放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期放電容量の８
０％になるまでのサイクル回数を求め、サイクル寿命と
する。結果を表１に示す。Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０５
〜０．７、純水吸収速度は１０ｍｍ／２分以上で、電池
作製時の短絡はなかった。また、高率放電利用率８０％
以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５００回以
上と、良好な電池特性を示した。
た電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間放電
した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイ
クルを３回繰り返し、初期放電容量電池を求めるととも
に、電池を安定化する。ついで、１Ａで１．２時間充
電、１Ａで１Ｖまでの放電（１．２時間以内）という充
放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期放電容量の８
０％になるまでのサイクル回数を求め、サイクル寿命と
する。結果を表１に示す。Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０５
〜０．７、純水吸収速度は１０ｍｍ／２分以上で、電池
作製時の短絡はなかった。また、高率放電利用率８０％
以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５００回以
上と、良好な電池特性を示した。
【００４０】実施例７ 実施例１〜６と同じ、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維
（平均繊維径２０μｍ）８０重量部と、ポリプロピレン
の単一成分繊維（平均繊維径２０μｍ）２０重量部とか
らなるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、
坪量５５ｇ／ｍ2、空孔率６１％）を、実施例３と同様
の方法で高周波出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓ
ｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズマ処理した後、ポリオ
レフィン系繊維不織布を取り出し、切断してアルカリ二
次電池用セパレーターとして供した。
（平均繊維径２０μｍ）８０重量部と、ポリプロピレン
の単一成分繊維（平均繊維径２０μｍ）２０重量部とか
らなるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、
坪量５５ｇ／ｍ2、空孔率６１％）を、実施例３と同様
の方法で高周波出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓ
ｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズマ処理した後、ポリオ
レフィン系繊維不織布を取り出し、切断してアルカリ二
次電池用セパレーターとして供した。
【００４１】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
び電子分光法化学分析（ＥＳＣＡ）により求められたＯ
／Ｃ元素の比率、ならびに、これをセパレーターとして
用いて、実施例１〜６と同様にして電池を作製し、作製
時の短絡発生状況および電池特性の評価結果と併せて表
１に示す。
び電子分光法化学分析（ＥＳＣＡ）により求められたＯ
／Ｃ元素の比率、ならびに、これをセパレーターとして
用いて、実施例１〜６と同様にして電池を作製し、作製
時の短絡発生状況および電池特性の評価結果と併せて表
１に示す。
【００４２】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．１２で、純水吸収
速度も２８ｍｍ／２分で、心鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
速度も２８ｍｍ／２分で、心鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
【００４３】実施例８ 実施例１〜６と同じ、ＰＰ／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維
（平均繊維径２０μｍ）５０重量部と、ポリプロピレン
の単一成分繊維（平均繊維径２０μｍ）５０重量部とか
らなるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、
坪量５５ｇ／ｍ2、空孔率６１％）を、実施例３と同様
の方法で高周波出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓ
ｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズマ処理した後、ポリオ
レフィン系繊維不織布を取り出し、切断してアルカリ二
次電池用セパレーターとして供した。
（平均繊維径２０μｍ）５０重量部と、ポリプロピレン
の単一成分繊維（平均繊維径２０μｍ）５０重量部とか
らなるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、
坪量５５ｇ／ｍ2、空孔率６１％）を、実施例３と同様
の方法で高周波出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓ
ｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズマ処理した後、ポリオ
レフィン系繊維不織布を取り出し、切断してアルカリ二
次電池用セパレーターとして供した。
【００４４】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
【００４５】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．１０で、純水吸収
速度も２５ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
速度も２５ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
【００４６】比較例１ 実施例１〜６に用いたポリオレフィン系繊維不織布を用
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が０．０８Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプ
ラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り
出し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして
供した。
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が０．０８Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプ
ラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り
出し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして
供した。
【００４７】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
【００４８】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０４で、純水吸収
速度も２ｍｍ／２分と遅い。このため高率放電利用率７
２％、サイクル寿命３７０回で、実施例１〜８よりも劣
っていた。ただし、プラズマ処理による破断強度や伸び
の低下が非常に小さいので、電池作製時の短絡発生は無
かった。また、容量保持率は実施例８２％で、実施例１
〜８と同様であった。
速度も２ｍｍ／２分と遅い。このため高率放電利用率７
２％、サイクル寿命３７０回で、実施例１〜８よりも劣
っていた。ただし、プラズマ処理による破断強度や伸び
の低下が非常に小さいので、電池作製時の短絡発生は無
かった。また、容量保持率は実施例８２％で、実施例１
〜８と同様であった。
【００４９】比較例２ 実施例１〜６に用いたポリオレフィン系繊維不織布を用
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が５５Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズ
マ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出
し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして供
した。
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が５５Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズ
マ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出
し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして供
した。
【００５０】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果と併せて表１に示す。
【００５１】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．７５で、実施例１
〜８よりも大きくなっているにもかかわらず、純水吸収
速度が２ｍｍ／２分と遅くなり、高率放電での利用率が
７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８よりも
低かった。容量保持率は８１％で、実施例１〜８と同等
であった。ただし、プラズマ処理によるポリオレフィン
繊維不織布の構成繊維の切断が原因で、電池作製時に１
００個中６個が短絡した。
〜８よりも大きくなっているにもかかわらず、純水吸収
速度が２ｍｍ／２分と遅くなり、高率放電での利用率が
７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８よりも
低かった。容量保持率は８１％で、実施例１〜８と同等
であった。ただし、プラズマ処理によるポリオレフィン
繊維不織布の構成繊維の切断が原因で、電池作製時に１
００個中６個が短絡した。
【００５２】比較例３ 実施例１〜６に用いた、プラズマによる親水処理を施し
ていないポリオレフィン系繊維不織布の純水吸収速度お
よびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率を表１に示す。この
不織布は親水性が無いため、セパレーターとして用いる
ことはできないので、電池作製はしなかった。
ていないポリオレフィン系繊維不織布の純水吸収速度お
よびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率を表１に示す。この
不織布は親水性が無いため、セパレーターとして用いる
ことはできないので、電池作製はしなかった。
【００５３】比較例４ 繊維径２０μｍのポリアミド繊維不織布（厚さ１５０μ
ｍ、坪量６５ｇ／ｍ2、空孔率６２％）の純水吸収速度
およびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率、ならびに、これ
をセパレーターとして用いて、実施例１〜６と同様にし
て電池を作製し、作製時の短絡発生状況および電池特性
の評価結果と併せて表１に示す。
ｍ、坪量６５ｇ／ｍ2、空孔率６２％）の純水吸収速度
およびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率、ならびに、これ
をセパレーターとして用いて、実施例１〜６と同様にし
て電池を作製し、作製時の短絡発生状況および電池特性
の評価結果と併せて表１に示す。
【００５４】ポリアミドの純水吸収速度は３０ｍｍ／２
分で、良好な親水性を示す。高率放電利用率８０％、サ
イクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同様であ
る。しかしながら、アルカリ電解溶液中で加水分解し、
この分解生成物が自己放電を大きくするため、容量保持
率は４５％と低く、電池への適用が好ましくないことが
わかった。
分で、良好な親水性を示す。高率放電利用率８０％、サ
イクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同様であ
る。しかしながら、アルカリ電解溶液中で加水分解し、
この分解生成物が自己放電を大きくするため、容量保持
率は４５％と低く、電池への適用が好ましくないことが
わかった。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１に示すように、本発明により、ＰＰ／
ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有するポリオレフィン系繊
維不織布をプラズマ処理によって、親水化し、温度２０
℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸
したた時の純水の吸収速度が、２分間で１０ｍｍ以上に
なるようにした該不織布をセパレーターとして用いた、
実施例１〜８は電池作製時の短絡がなく、高率放電利用
率８０％以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５
００回以上と優れた特性を示すことがわかった。これに
対して、比較例１は電池作製時の短絡発生がなく、容量
保持率が実施例１〜８と同等であるが、親水化が不十分
なため、高率放電利用率７２％、サイクル寿命３７０回
で、実施例１〜８に比べて劣る。比較例２は容量保持率
は実施例１〜４と同等であるが、電池作製時に短絡発生
が起き、親水化も不十分で、高率放電利用率７４％、サ
イクル寿命４２０回で、実施例１〜８に比べて劣る。比
較例３はプラズマによる親水化を行っていないので電池
のセパレーターとして用いることはできない。比較例４
はポリアミド繊維不織布をセパレーターとして用いたも
ので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放電利用率８
０％、サイクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同
等であるが、容量保持率４５％で実施例１〜８に比べて
極端に劣る。
ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有するポリオレフィン系繊
維不織布をプラズマ処理によって、親水化し、温度２０
℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸
したた時の純水の吸収速度が、２分間で１０ｍｍ以上に
なるようにした該不織布をセパレーターとして用いた、
実施例１〜８は電池作製時の短絡がなく、高率放電利用
率８０％以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５
００回以上と優れた特性を示すことがわかった。これに
対して、比較例１は電池作製時の短絡発生がなく、容量
保持率が実施例１〜８と同等であるが、親水化が不十分
なため、高率放電利用率７２％、サイクル寿命３７０回
で、実施例１〜８に比べて劣る。比較例２は容量保持率
は実施例１〜４と同等であるが、電池作製時に短絡発生
が起き、親水化も不十分で、高率放電利用率７４％、サ
イクル寿命４２０回で、実施例１〜８に比べて劣る。比
較例３はプラズマによる親水化を行っていないので電池
のセパレーターとして用いることはできない。比較例４
はポリアミド繊維不織布をセパレーターとして用いたも
ので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放電利用率８
０％、サイクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同
等であるが、容量保持率４５％で実施例１〜８に比べて
極端に劣る。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ＰＰ
／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有し、前記Ｏ／Ｃ比が０
のポリオレフィン系繊維シートをプラズマ処理によっ
て、親水化して前記Ｏ／Ｃ比を０．０５〜０．７とし、
温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を
純水に浸した時の純水の吸収速度が、２分間で１０ｍｍ
以上になるようにした該シートをセパレーターとして用
いたので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放電利用
率、容量保持率、サイクル寿命に優れた特性を示す電池
が作製できるようになった。また、前記セパレーター
は、優れた強度を有するポリオレフィン系繊維シートか
ら作製されているため、捲回型の電池に適用する場合繊
維の破損を生じることがない。また、前記複合繊維の鞘
部ポリエチレンは親水化が容易である。そして、前記ポ
リオレフィン系繊維シートの表面の吸水速度が前記範囲
であるため、これに対し速やかに電解液が浸透する。こ
れらのことから、本発明のアルカリ二次電池は、その製
造が容易で不良品の発生が少なく、また信頼性も高いと
いえる。
／ＰＥ芯鞘構造の複合繊維を含有し、前記Ｏ／Ｃ比が０
のポリオレフィン系繊維シートをプラズマ処理によっ
て、親水化して前記Ｏ／Ｃ比を０．０５〜０．７とし、
温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を
純水に浸した時の純水の吸収速度が、２分間で１０ｍｍ
以上になるようにした該シートをセパレーターとして用
いたので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放電利用
率、容量保持率、サイクル寿命に優れた特性を示す電池
が作製できるようになった。また、前記セパレーター
は、優れた強度を有するポリオレフィン系繊維シートか
ら作製されているため、捲回型の電池に適用する場合繊
維の破損を生じることがない。また、前記複合繊維の鞘
部ポリエチレンは親水化が容易である。そして、前記ポ
リオレフィン系繊維シートの表面の吸水速度が前記範囲
であるため、これに対し速やかに電解液が浸透する。こ
れらのことから、本発明のアルカリ二次電池は、その製
造が容易で不良品の発生が少なく、また信頼性も高いと
いえる。
【図１】本発明の一実施例のアルカリ二次電池の断面図
を示す。
を示す。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレーター ４ 渦巻状電極体 ５ 電池ケース ６ 環状ガスケット ７ 封口蓋 ８ 端子版 ９ 封口板 １０ 金属バネ １１ 弁体 １２ 正極リード体 １３ 絶縁体 １４ 絶縁体
フロントページの続き (72)発明者 橘 俊光 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 松本 憲嗣 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 篠村 俊彦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 飯田 博之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 河村 和典 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 矢野 周治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 石田 修 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−87460（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−106871（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化
物もしくは水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極
と、金属酸化物または金属水酸化物からなる正極と、セ
パレーターにアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持
してなるアルカリ二次電池において、前記セパレーター
が、ポリプロピレンを芯としポリエチレンを鞘とする芯
鞘構造の複合繊維を含有し、プラズマ処理前のＸ線光電
子分光法（ＸＰＳ）による元素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ
＝０でありプラズマ処理後のＸＰＳによる元素比率（Ｏ
／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０．０５〜０．７であり、かつ２０
℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸
した時の純水の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上であ
るポリオレフィン系繊維シートで形成されていることを
特徴とするアルカリ二次電池。 - 【請求項２】 カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化
物もしくは水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極
と、金属酸化物または金属水酸化物からなる正極と、セ
パレーターにアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持
してなるアルカリ二次電池の製造方法において、ポリプ
ロピレンを芯としポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の複
合繊維を含有しかつＸＰＳによる元素比率（Ｏ／Ｃ）が
Ｏ／Ｃ＝０であるポリオレフィン系繊維シートを準備
し、これに対しプラズマ処理を行って、ＸＰＳによる元
素比率（Ｏ／Ｃ）がＯ／Ｃ＝０．０５〜０．７であり、
かつ相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を純水に浸
した時の純水の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上とし
た後、このポリオレフィン系繊維シートをセパレーター
に形成することを特徴とするアルカリ二次電池の製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099767A JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
| EP94106408A EP0625805B1 (en) | 1993-04-26 | 1994-04-25 | Process for producing an alkaline secondary battery |
| DE69413301T DE69413301T2 (de) | 1993-04-26 | 1994-04-25 | Verfahren zur Herstellung einer sekundären alkalischen Batterie |
| US08/508,608 US5558682A (en) | 1993-04-26 | 1995-07-28 | Process for producing a wind-type alkaline secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099767A JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310117A JPH06310117A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3040041B2 true JP3040041B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=14256127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099767A Expired - Lifetime JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0625805B1 (ja) |
| JP (1) | JP3040041B2 (ja) |
| DE (1) | DE69413301T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| AU3850199A (en) * | 1998-05-20 | 1999-12-06 | Osaka Gas Co., Ltd. | Nonaqueous secondary cell and method for controlling the same |
| TW444419B (en) * | 1999-07-30 | 2001-07-01 | Japan Vilene Co Ltd | Alkaline battery separator and manufacturing method thereof |
| JP2001148237A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
| JP2002075318A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池 |
| US7153607B2 (en) * | 2000-09-11 | 2006-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline zinc secondary cell and method for preparation thereof |
| DE10143898B4 (de) | 2001-09-07 | 2005-07-14 | Carl Freudenberg Kg | Alkalische Zelle oder Batterie |
| US20030148684A1 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-07 | The Procter & Gamble Company | Method for hydrophilizing materials using charged particles |
| DE10238941B4 (de) * | 2002-08-24 | 2013-03-28 | Evonik Degussa Gmbh | Elektrischer Separator, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung in Lithium-Hochleistungsbatterien sowie eine den Separator aufweisende Batterie |
| KR101023142B1 (ko) | 2003-06-24 | 2011-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 |
| CN100334769C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-08-29 | 日本无公害电池研究所 | 二次电池 |
| US20060038315A1 (en) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | Tunnell Herbert R Iii | Oxygen tailoring of polyethylene resins |
| JP2010003685A (ja) * | 2008-05-22 | 2010-01-07 | Panasonic Corp | 電池 |
| JP2016081621A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | Tdk株式会社 | セパレータ及びこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| CN110364659A (zh) * | 2018-03-26 | 2019-10-22 | 华硕电脑股份有限公司 | 卷绕式电池的制造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5663771A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Alkaline battery |
| DE3116738C2 (de) * | 1981-04-28 | 1984-07-05 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim | Separator für elektrochemische Energiespeicher und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JPS5894752A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ電池の製造方法 |
| JPS58133761A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-09 | Citizen Watch Co Ltd | 密閉型アルカリ電池 |
| JPS6178053A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| JPS6460956A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Shin Kobe Electric Machinery | Separator for alkaline accumulator |
| JPS6472459A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Nippon Muki Kk | Manufacture of separator for alkaline storage battery |
| JP2808611B2 (ja) * | 1988-09-22 | 1998-10-08 | 東レ株式会社 | 電池セパレーター |
| JP2742065B2 (ja) * | 1988-10-14 | 1998-04-22 | 金井 宏之 | アルカリ電池用セパレーター |
| JP3345889B2 (ja) * | 1989-02-23 | 2002-11-18 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池およびその負極の製造法 |
| JP2882675B2 (ja) * | 1990-10-29 | 1999-04-12 | 株式会社クラレ | セパレーターシート |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP5099767A patent/JP3040041B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-25 EP EP94106408A patent/EP0625805B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-25 DE DE69413301T patent/DE69413301T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-28 US US08/508,608 patent/US5558682A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
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| EP0625805B1 (en) | 1998-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970311 |