JP3437448B2 - 密閉電池用セパレータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、密閉式電池の電
極板間の短絡を防止し、電池内の電解液を保持するセパ
レータに関する。
極板間の短絡を防止し、電池内の電解液を保持するセパ
レータに関する。
【０００２】
【従来の技術】密閉式電池（以下、単に「電池」とす
る）は、内部に複数の電極板を持ち、短絡を防止するた
めにシート状のセパレータを電極板の間に介在させる。
このセパレータは、通常不織布からなり、径の細い短繊
維（径４μm以下が５０％程度、長さ２５mm以下）を懸
濁させたスラリー溶液を抄紙する方法で製造される。セ
パレータの寸法および厚みは、使用目的により適宜調整
される。
る）は、内部に複数の電極板を持ち、短絡を防止するた
めにシート状のセパレータを電極板の間に介在させる。
このセパレータは、通常不織布からなり、径の細い短繊
維（径４μm以下が５０％程度、長さ２５mm以下）を懸
濁させたスラリー溶液を抄紙する方法で製造される。セ
パレータの寸法および厚みは、使用目的により適宜調整
される。
【０００３】電池は電極板と電解液との間で電荷の受け
渡しが起こることにより機能するものであって、その電
解液はセパレータに保持された状態で存在する。電解液
は、一般的に水溶液であり、セパレータによる保持性を
高めるために添加物を加えられて高粘度またはゲル状に
されることもある。
渡しが起こることにより機能するものであって、その電
解液はセパレータに保持された状態で存在する。電解液
は、一般的に水溶液であり、セパレータによる保持性を
高めるために添加物を加えられて高粘度またはゲル状に
されることもある。
【０００４】電池性能は、その内部抵抗が低くなること
および電解液が成層化（以下、単に「成層化」とする）
し難くなることによって向上する。そして、電池の内部
抵抗（以下、単に「内部抵抗」とする）は、電解液中に
おける電荷の移動し易さ、ならびに電極板と電解液との
間の電荷の受け渡しの起こり易さに大きく影響される。
および電解液が成層化（以下、単に「成層化」とする）
し難くなることによって向上する。そして、電池の内部
抵抗（以下、単に「内部抵抗」とする）は、電解液中に
おける電荷の移動し易さ、ならびに電極板と電解液との
間の電荷の受け渡しの起こり易さに大きく影響される。
【０００５】セパレータ自体は、イオンの移動の妨げと
なるため内部抵抗を高める要因となるが、電極板間の短
絡や成層化を防止するためには必要不可欠なものであ
る。不織布からなるセパレータは内部に無数の隙間を有
し、その隙間が多くかつ大きいほどイオンが移動し易く
なり、内部抵抗が低くなる。しかし、その程度が過ぎる
と、セパレータの電解液の保持性が悪くなり、成層化が
発生し易くなる。
なるため内部抵抗を高める要因となるが、電極板間の短
絡や成層化を防止するためには必要不可欠なものであ
る。不織布からなるセパレータは内部に無数の隙間を有
し、その隙間が多くかつ大きいほどイオンが移動し易く
なり、内部抵抗が低くなる。しかし、その程度が過ぎる
と、セパレータの電解液の保持性が悪くなり、成層化が
発生し易くなる。
【０００６】電極板と電解液との電荷の受け渡しは、電
極板とイオンとの間の酸化還元反応により行われる。イ
オンが電極板に接触しなければ、電極板と電解液との間
の電荷の受け渡しは起こらないので、セパレータが電極
板に密着していることが重要である。すなわち、セパレ
ータと電極板との密着度は、内部抵抗の重要な要素とな
る。この密着度を高めるため、セパレータは圧縮されて
電極板間に挿入される。圧縮されることにより、セパレ
ータはその反発力、復元力で電極板と密着する。
極板とイオンとの間の酸化還元反応により行われる。イ
オンが電極板に接触しなければ、電極板と電解液との間
の電荷の受け渡しは起こらないので、セパレータが電極
板に密着していることが重要である。すなわち、セパレ
ータと電極板との密着度は、内部抵抗の重要な要素とな
る。この密着度を高めるため、セパレータは圧縮されて
電極板間に挿入される。圧縮されることにより、セパレ
ータはその反発力、復元力で電極板と密着する。
【０００７】しかし、セパレータは電解液を注入される
と、その反発力復元力が小さくなることが知られてい
る。これは、電解液がセパレータの構成繊維の間に入り
込むことにより、電解液の表面張力でセパレータの復元
力が減少するためと一般に考えられている。すなわち電
解液を注入することにより、セパレータと電極板との密
着度が低下してしまう。
と、その反発力復元力が小さくなることが知られてい
る。これは、電解液がセパレータの構成繊維の間に入り
込むことにより、電解液の表面張力でセパレータの復元
力が減少するためと一般に考えられている。すなわち電
解液を注入することにより、セパレータと電極板との密
着度が低下してしまう。
【０００８】また、電極板は充放電のたびに膨張収縮す
るので、セパレータは圧縮緩和の外力を繰り返し受ける
ことになる。そのため、復元力の小さいセパレータは、
早期にいわゆる「へたり現象」を起こし、密着度が急激
に低下してしまう。
るので、セパレータは圧縮緩和の外力を繰り返し受ける
ことになる。そのため、復元力の小さいセパレータは、
早期にいわゆる「へたり現象」を起こし、密着度が急激
に低下してしまう。
【０００９】セパレータと電極板との密着度を高めるた
めに、セパレータの改良が盛んに行われてきた。例え
ば、電解液と接するとゲル化する無機粉末を予めセパレ
ータの中に存在させる発明（特開平４−３２１５８号公
報）、あるいはセパレータにポリエチレンの微粉末を混
合することにより、セパレータを弾力性を持ったものに
する発明（特開平５−６７４６３号）が挙げられる。
めに、セパレータの改良が盛んに行われてきた。例え
ば、電解液と接するとゲル化する無機粉末を予めセパレ
ータの中に存在させる発明（特開平４−３２１５８号公
報）、あるいはセパレータにポリエチレンの微粉末を混
合することにより、セパレータを弾力性を持ったものに
する発明（特開平５−６７４６３号）が挙げられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の発明
には、以下のような問題点が存在していた。上記セパレ
ータ中に予め無機粉末を存在させる発明では、電解液を
含んでもセパレータ中の無機粉末が完全にはゲル化しな
かった。したがって、セパレータの復元力は、無機粉末
を含まない場合と大きく変わらないので、電極板とセパ
レータとの密着度はあまり改善されなかった。
には、以下のような問題点が存在していた。上記セパレ
ータ中に予め無機粉末を存在させる発明では、電解液を
含んでもセパレータ中の無機粉末が完全にはゲル化しな
かった。したがって、セパレータの復元力は、無機粉末
を含まない場合と大きく変わらないので、電極板とセパ
レータとの密着度はあまり改善されなかった。
【００１１】また、セパレータ中に存在させる無機粉末
の量が多くなると、無機粉末およびゲル化した無機粉末
がセパレータ内部の隙間を占領するので、イオンの移動
が困難となる。さらには、セパレータ自体の圧縮率が低
くなるので、電極板の間にセパレータを挿入する作業が
困難になるなどの問題があった。セパレータは、電極板
の間に挿入される際に機械で大きな圧力を掛けられて、
半分程度の厚みまで圧縮される。この圧縮が困難になれ
ば、専用の設備が別途必要になる。
の量が多くなると、無機粉末およびゲル化した無機粉末
がセパレータ内部の隙間を占領するので、イオンの移動
が困難となる。さらには、セパレータ自体の圧縮率が低
くなるので、電極板の間にセパレータを挿入する作業が
困難になるなどの問題があった。セパレータは、電極板
の間に挿入される際に機械で大きな圧力を掛けられて、
半分程度の厚みまで圧縮される。この圧縮が困難になれ
ば、専用の設備が別途必要になる。
【００１２】一方、ポリエチレンの微粉末をセパレータ
内に存在させる発明は、繊維同士の接着力を弱めてセパ
レータを弾力性のあるものにすることを目的とするもの
である。すなわち、セパレータと電極板との密着度を全
体的に均一にするものである。したがって、ポリエチレ
ンの微粉末を存在させたとしても、セパレータと電極板
との密着度を向上させることはできない。
内に存在させる発明は、繊維同士の接着力を弱めてセパ
レータを弾力性のあるものにすることを目的とするもの
である。すなわち、セパレータと電極板との密着度を全
体的に均一にするものである。したがって、ポリエチレ
ンの微粉末を存在させたとしても、セパレータと電極板
との密着度を向上させることはできない。
【００１３】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題に着目してなされたものである。その目的とする
ところは、電極板との密着度が高くすなわち内部抵抗を
低く抑え、電池の繰返し使用によってもへたり現象を起
こし難く、電池の寿命を向上させる密閉電池用セパレー
タを提供することにある。
る問題に着目してなされたものである。その目的とする
ところは、電極板との密着度が高くすなわち内部抵抗を
低く抑え、電池の繰返し使用によってもへたり現象を起
こし難く、電池の寿命を向上させる密閉電池用セパレー
タを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の密閉電池用セパレータ
は、実質的にゴム微粒子のみが０．１〜１０重量％の付
着率で繊維不織布に付着しているものである。
めに、請求項１に記載の発明の密閉電池用セパレータ
は、実質的にゴム微粒子のみが０．１〜１０重量％の付
着率で繊維不織布に付着しているものである。
【００１５】請求項２に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータは、請求項１に記載の発明において、ゴム微粒子が
ニトリルゴム、クロロプレンゴムもしくはクロロスルフ
ォン化ポリエチレンであるものである。
ータは、請求項１に記載の発明において、ゴム微粒子が
ニトリルゴム、クロロプレンゴムもしくはクロロスルフ
ォン化ポリエチレンであるものである。
【００１６】請求項３に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータは、請求項１または２に記載の発明において、ゴム
微粒子の粒径が１０μm以下であるものである。
ータは、請求項１または２に記載の発明において、ゴム
微粒子の粒径が１０μm以下であるものである。
【００１７】請求項４に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータは、２５ｍｍ以下の平均長さを有し、その５０重量
％以上が４μｍ以下の径を有するガラス繊維からなるも
のである。
ータは、２５ｍｍ以下の平均長さを有し、その５０重量
％以上が４μｍ以下の径を有するガラス繊維からなるも
のである。
【００１８】請求項５に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータの製造方法は、製造中または製造後のガラス繊維不
織布にゴムのエマルジョンを適用し、その後に乾燥させ
るものである。
ータの製造方法は、製造中または製造後のガラス繊維不
織布にゴムのエマルジョンを適用し、その後に乾燥させ
るものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。この発明は、不織布にゴム微粒子を
付着させたものであって、密閉式電池の電極板の間に介
在させるセパレータに関するものである。このセパレー
タは、繊維が無秩序に積層された不織布からなり、構造
上その内部に隙間を有する。
て詳細に説明する。この発明は、不織布にゴム微粒子を
付着させたものであって、密閉式電池の電極板の間に介
在させるセパレータに関するものである。このセパレー
タは、繊維が無秩序に積層された不織布からなり、構造
上その内部に隙間を有する。
【００２０】セパレータの形状は、特に限定されない
が、密閉式電池の電極板にあわせてシート状であること
が好ましい。
が、密閉式電池の電極板にあわせてシート状であること
が好ましい。
【００２１】ゴム微粒子は、不織布の表面すなわち不織
布の構成繊維（以下、単に「繊維」とする）の表面に付
着しているものであって、繊維間に存在する。特に、繊
維の交点に存在し、接着剤としての役割を果たす。この
ゴム微粒子は、弾性体として機能し、繊維同士の位置の
変位を吸収し復元させようとする。すなわち、ゴム微粒
子が存在することにより、セパレータを圧縮した際の反
発力、復元力が高まる。ゴム微粒子が繊維表面にどのよ
うに付着しているかは定かではないが、おそらく化学的
物理的力により固着しているものと考えられる。
布の構成繊維（以下、単に「繊維」とする）の表面に付
着しているものであって、繊維間に存在する。特に、繊
維の交点に存在し、接着剤としての役割を果たす。この
ゴム微粒子は、弾性体として機能し、繊維同士の位置の
変位を吸収し復元させようとする。すなわち、ゴム微粒
子が存在することにより、セパレータを圧縮した際の反
発力、復元力が高まる。ゴム微粒子が繊維表面にどのよ
うに付着しているかは定かではないが、おそらく化学的
物理的力により固着しているものと考えられる。
【００２２】ゴム微粒子の種類は、特に限定されない
が、ニトリルゴム、クロロプレンゴムもしくはクロロス
ルフォン化ポリエチレンが好ましい。これらのゴムは、
耐熱性、耐酸性が高くかつ硬度が適当だからである。密
閉式電池は高温環境下で使用されることが多く、耐熱性
の低いゴム微粒子は、電池使用中に変形や軟化を起こ
し、セパレータと電極板との密着度を低下させ、延いて
は内部抵抗を上昇させる。また、耐酸性の低いゴム微粒
子は、高温環境下で電解液と化学反応を起こし、電解液
中のイオンの移動を阻害することがある。一方で、ゴム
微粒子の硬度が適当でなければ、セパレータが硬く圧縮
し難くなり、あるいは柔らか過ぎて復元力が不足し電極
板との必要な密着度が得られないこととなる。
が、ニトリルゴム、クロロプレンゴムもしくはクロロス
ルフォン化ポリエチレンが好ましい。これらのゴムは、
耐熱性、耐酸性が高くかつ硬度が適当だからである。密
閉式電池は高温環境下で使用されることが多く、耐熱性
の低いゴム微粒子は、電池使用中に変形や軟化を起こ
し、セパレータと電極板との密着度を低下させ、延いて
は内部抵抗を上昇させる。また、耐酸性の低いゴム微粒
子は、高温環境下で電解液と化学反応を起こし、電解液
中のイオンの移動を阻害することがある。一方で、ゴム
微粒子の硬度が適当でなければ、セパレータが硬く圧縮
し難くなり、あるいは柔らか過ぎて復元力が不足し電極
板との必要な密着度が得られないこととなる。
【００２３】ゴム微粒子の粒径は、特に限定されない
が、１０μm以下であることが好ましい。ゴム微粒子の
粒径が１０μmより大きい場合は、繊維の間に存在し難
くなり、結果としてセパレータの復元力が弱まってしま
う。
が、１０μm以下であることが好ましい。ゴム微粒子の
粒径が１０μmより大きい場合は、繊維の間に存在し難
くなり、結果としてセパレータの復元力が弱まってしま
う。
【００２４】セパレータにおけるゴム微粒子の付着量は
０．１〜１０重量％である。この付着量が、０．１重量
％より少ないと、ゴム微粒子が弾性体として十分に機能
できなくなり、セパレータの復元力が不足する。反対
に、この付着量が１０重量％より多いと、セパレータ内
部の隙間がゴム微粒子によって占領され、電解液中のイ
オンの移動が困難となり、内部抵抗が高くなる。
０．１〜１０重量％である。この付着量が、０．１重量
％より少ないと、ゴム微粒子が弾性体として十分に機能
できなくなり、セパレータの復元力が不足する。反対
に、この付着量が１０重量％より多いと、セパレータ内
部の隙間がゴム微粒子によって占領され、電解液中のイ
オンの移動が困難となり、内部抵抗が高くなる。
【００２５】このセパレータの繊維の種類は、特に限定
されないが、ガラス繊維が好ましい。ガラス繊維は、耐
酸性が高く、化学的に安定で耐久性が高い。密閉式電池
は、その構造上セパレータを取り替えることができない
ので、長期間に渡り性能が劣化しないガラス繊維からな
るセパレータを用いることが好ましい。
されないが、ガラス繊維が好ましい。ガラス繊維は、耐
酸性が高く、化学的に安定で耐久性が高い。密閉式電池
は、その構造上セパレータを取り替えることができない
ので、長期間に渡り性能が劣化しないガラス繊維からな
るセパレータを用いることが好ましい。
【００２６】この繊維は、１種類だけで使用してもよい
し、数種類を混合して使用してもよい。数種類の繊維を
混合して使用することにより、個々の繊維の特性を重ね
合わすことができ、新たな特徴や使用用途を見出すこと
ができる。例えば、ガラス繊維を主体として、これにポ
リエチレンまたはポリプロピレン等の極細有機繊維を混
入させたセパレータは、ガラス繊維の特性である耐久性
の高さを示しながら、有機繊維の特性である曲げに対す
る強さすなわち屈曲性の高さを併せ持つようになる。し
たがって、電極板が幾重にもロール状に巻かれる円筒形
電池の場合には、ガラス繊維もしくは有機繊維のみから
なるセパレータよりも、このセパレータは高い耐久性を
示す。
し、数種類を混合して使用してもよい。数種類の繊維を
混合して使用することにより、個々の繊維の特性を重ね
合わすことができ、新たな特徴や使用用途を見出すこと
ができる。例えば、ガラス繊維を主体として、これにポ
リエチレンまたはポリプロピレン等の極細有機繊維を混
入させたセパレータは、ガラス繊維の特性である耐久性
の高さを示しながら、有機繊維の特性である曲げに対す
る強さすなわち屈曲性の高さを併せ持つようになる。し
たがって、電極板が幾重にもロール状に巻かれる円筒形
電池の場合には、ガラス繊維もしくは有機繊維のみから
なるセパレータよりも、このセパレータは高い耐久性を
示す。
【００２７】また、有機繊維として芯鞘複合繊維を用い
ることによって、新たな機能をセパレータに付与するこ
とができる。ここで、芯鞘複合繊維とは、中心部（芯
部）と周辺部（鞘部）とに異なる種類の樹脂を用いて製
造した有機繊維をいう。一般には芯部に融点の高い樹脂
を、鞘部に融点の低い樹脂を用いる。この芯鞘複合繊維
を含む不織布は、低温加熱で構成繊維同士が接着され
る。低温加熱時においては、鞘部だけが溶融し芯部はそ
のままの形状を維持するので、普通の有機繊維を用いた
場合と比べて、このセパレータは復元力や形状安定性に
優れる。
ることによって、新たな機能をセパレータに付与するこ
とができる。ここで、芯鞘複合繊維とは、中心部（芯
部）と周辺部（鞘部）とに異なる種類の樹脂を用いて製
造した有機繊維をいう。一般には芯部に融点の高い樹脂
を、鞘部に融点の低い樹脂を用いる。この芯鞘複合繊維
を含む不織布は、低温加熱で構成繊維同士が接着され
る。低温加熱時においては、鞘部だけが溶融し芯部はそ
のままの形状を維持するので、普通の有機繊維を用いた
場合と比べて、このセパレータは復元力や形状安定性に
優れる。
【００２８】ガラス繊維は、径が４μm以下のものが５
０重量％以上、平均長さが２５mm以下であることが好ま
しい。このガラス繊維の製造方法としては、火炎溶融法
またはロータリー法等が挙げられるが、これらの方法で
製造できるガラス繊維の寸法が上記の範囲である。これ
らの製法によれば、ガラス繊維を大量にかつ安価に製造
することができる。
０重量％以上、平均長さが２５mm以下であることが好ま
しい。このガラス繊維の製造方法としては、火炎溶融法
またはロータリー法等が挙げられるが、これらの方法で
製造できるガラス繊維の寸法が上記の範囲である。これ
らの製法によれば、ガラス繊維を大量にかつ安価に製造
することができる。
【００２９】ゴム微粒子が付着し易いように、シランカ
ップリング剤でガラス繊維を表面処理してもよい。ガラ
ス繊維の表面がシランカップリング剤で被覆されること
により、ゴム微粒子がシランカップリング剤と強く結合
して、セパレータの復元力が向上する。
ップリング剤でガラス繊維を表面処理してもよい。ガラ
ス繊維の表面がシランカップリング剤で被覆されること
により、ゴム微粒子がシランカップリング剤と強く結合
して、セパレータの復元力が向上する。
【００３０】ガラス繊維を用いて製造したセパレータの
密度は、特に限定されないが０．１〜０．３５g/cm3で
あることが好ましい。この範囲にある場合、セパレータ
は電解液の保持性が高く、また電解液中のイオンの移動
が容易に起こる。したがって、内部抵抗が低く、かつ成
層化も生じ難い。
密度は、特に限定されないが０．１〜０．３５g/cm3で
あることが好ましい。この範囲にある場合、セパレータ
は電解液の保持性が高く、また電解液中のイオンの移動
が容易に起こる。したがって、内部抵抗が低く、かつ成
層化も生じ難い。
【００３１】また、セパレータにゴム微粒子を付着させ
る方法は、特に限定されないが、セパレータの製造時に
繊維と一緒に混入する方法が好ましい。具体的には、抄
紙法もしくは繊維を乾燥環境下で堆積させる方法（以
下、「乾燥法」とする）が挙げられる。抄紙法の場合は
繊維のスラリー中に適量のゴム微粒子またはそのエマル
ジョンを混入し、乾燥法の場合は繊維を上から降らせ積
層させる際に一緒にゴム微粒子またはそのエマルジョン
を噴霧する。これらの方法によれば、ゴム微粒子を付着
させるための別工程を設ける必要がなく、効率的に生産
できる。
る方法は、特に限定されないが、セパレータの製造時に
繊維と一緒に混入する方法が好ましい。具体的には、抄
紙法もしくは繊維を乾燥環境下で堆積させる方法（以
下、「乾燥法」とする）が挙げられる。抄紙法の場合は
繊維のスラリー中に適量のゴム微粒子またはそのエマル
ジョンを混入し、乾燥法の場合は繊維を上から降らせ積
層させる際に一緒にゴム微粒子またはそのエマルジョン
を噴霧する。これらの方法によれば、ゴム微粒子を付着
させるための別工程を設ける必要がなく、効率的に生産
できる。
【００３２】一方で、セパレータ製造後にゴム微粒子を
付着させる方法もある。浸漬法と呼ばれるもので、セパ
レータをゴム微粒子のエマルジョンに漬す方法である。
この方法は、簡便な装置で実施できるため、生産量が少
ない場合などに都合がよい。以下の実施例では、浸漬法
を用いる。
付着させる方法もある。浸漬法と呼ばれるもので、セパ
レータをゴム微粒子のエマルジョンに漬す方法である。
この方法は、簡便な装置で実施できるため、生産量が少
ない場合などに都合がよい。以下の実施例では、浸漬法
を用いる。
【００３３】
【実施例】以下、実施例および比較例により、この発明
を更に具体的に説明する。
を更に具体的に説明する。
【００３４】〔実施例１〕平均径０．８μm、平均長さ
２５mmのガラス繊維を水に懸濁し分散させてスラリー状
にし、これを抄紙してセパレータを製造した。このセパ
レータは、３００×３００×２mmのシート状であった。
このセパレータを、ニトリルゴムのエマルジョン（微粒
子の平均径：０．０５μm、濃度：２０g/L）に浸漬し、
その内部にまでエマルジョンを行き渡らせた。その後脱
水し加熱して、エマルジョンの溶媒を除去し乾燥させ
た。乾燥後のニトリルゴムの付着率は３重量％であっ
た。
２５mmのガラス繊維を水に懸濁し分散させてスラリー状
にし、これを抄紙してセパレータを製造した。このセパ
レータは、３００×３００×２mmのシート状であった。
このセパレータを、ニトリルゴムのエマルジョン（微粒
子の平均径：０．０５μm、濃度：２０g/L）に浸漬し、
その内部にまでエマルジョンを行き渡らせた。その後脱
水し加熱して、エマルジョンの溶媒を除去し乾燥させ
た。乾燥後のニトリルゴムの付着率は３重量％であっ
た。
【００３５】（圧縮率測定）乾燥させたセパレータを１
０枚積層し、厚み方向に一定の圧力を掛けて、厚みの変
化率すなわち圧縮率を測定した。この圧縮率が高いほ
ど、電極板の間にセパレータを挿入し易いということで
ある。この圧縮率の測定方法は、初期圧力２０kgf/dm2
で積層セパレータを保持し、圧力を６０kgf/dm2に変化
させたときの積層セパレータの厚みの変化量をマイクロ
メータにて測定するものである。初期圧力でのセパレー
タ厚みを基準として、その変化量を百分率で示す。実施
例１〜３および比較例１〜４の圧縮率を表１に示す。
０枚積層し、厚み方向に一定の圧力を掛けて、厚みの変
化率すなわち圧縮率を測定した。この圧縮率が高いほ
ど、電極板の間にセパレータを挿入し易いということで
ある。この圧縮率の測定方法は、初期圧力２０kgf/dm2
で積層セパレータを保持し、圧力を６０kgf/dm2に変化
させたときの積層セパレータの厚みの変化量をマイクロ
メータにて測定するものである。初期圧力でのセパレー
タ厚みを基準として、その変化量を百分率で示す。実施
例１〜３および比較例１〜４の圧縮率を表１に示す。
【００３６】（復元力保持率の測定）また、電解液を保
持した積層セパレータの反発力、復元力の保持率を測定
した。この値が高いほど、セパレータと電極板との密着
度が高くすなわち内部抵抗が低く、またへたりなどの経
時劣化が起こり難いということである。セパレータは電
解液を吸収すると一般に復元力が弱くなるが、この値が
高いほど復元力を維持していることになり、電池のセパ
レータとして好ましいといえる。この復元力保持率の測
定方法は、６０kgf/dm2で圧縮しているセパレータに電
解液を注入し、その６０分後の反発力（復元力）を測定
するものである。電解液注入前の復元力を基準とし、注
入６０分後の復元力を百分率で示す。実施例１〜３およ
び比較例１〜４の復元力保持率の測定結果を、下記表１
に示す。
持した積層セパレータの反発力、復元力の保持率を測定
した。この値が高いほど、セパレータと電極板との密着
度が高くすなわち内部抵抗が低く、またへたりなどの経
時劣化が起こり難いということである。セパレータは電
解液を吸収すると一般に復元力が弱くなるが、この値が
高いほど復元力を維持していることになり、電池のセパ
レータとして好ましいといえる。この復元力保持率の測
定方法は、６０kgf/dm2で圧縮しているセパレータに電
解液を注入し、その６０分後の反発力（復元力）を測定
するものである。電解液注入前の復元力を基準とし、注
入６０分後の復元力を百分率で示す。実施例１〜３およ
び比較例１〜４の復元力保持率の測定結果を、下記表１
に示す。
【００３７】〔実施例２〕ゴム微粒子として、クロロプ
レンゴム（微粒子の平均径：１．２μm、濃度：２０g/
L）を用いる以外は、実施例１と同様である。クロロプ
レンゴムを付着させた積層セパレータにおいて、クロロ
プレンゴムの付着率は３重量％であった。
レンゴム（微粒子の平均径：１．２μm、濃度：２０g/
L）を用いる以外は、実施例１と同様である。クロロプ
レンゴムを付着させた積層セパレータにおいて、クロロ
プレンゴムの付着率は３重量％であった。
【００３８】〔実施例３〕ニトリルゴムの付着率が０．
５重量％である以外は、実施例１と同様である。
５重量％である以外は、実施例１と同様である。
【００３９】〔比較例１〕実施例１のセパレータにゴム
微粒子を付着させずに、実施例１と同様の圧縮率の測定
および復元力保持率の測定を行った。
微粒子を付着させずに、実施例１と同様の圧縮率の測定
および復元力保持率の測定を行った。
【００４０】〔比較例２〕実施例１のセパレータ抄紙時
に、シリカ（平均粒子径：７μm）を添加した。このセ
パレータにおけるシリカ付着率は２０重量％であった。
このセパレータに、実施例１と同じ圧縮率および復元力
保持率の測定を行った。
に、シリカ（平均粒子径：７μm）を添加した。このセ
パレータにおけるシリカ付着率は２０重量％であった。
このセパレータに、実施例１と同じ圧縮率および復元力
保持率の測定を行った。
【００４１】〔比較例３〕ゴム微粒子の代わりに平均径
５μmのポリエチレンの微粒子を、０．５重量％付着さ
せた。それ以外は、実施例１と同様である。
５μmのポリエチレンの微粒子を、０．５重量％付着さ
せた。それ以外は、実施例１と同様である。
【００４２】〔比較例４〕ゴム微粒子の代わりに平均径
５μmのポリエチレンの微粒子を、３重量％付着させ
た。それ以外は、実施例１と同様である。なお、比較例
３とは付着物の量でのみ異なる。
５μmのポリエチレンの微粒子を、３重量％付着させ
た。それ以外は、実施例１と同様である。なお、比較例
３とは付着物の量でのみ異なる。
【００４３】
【表１】
--------------------------------------------------------------------
｜ 付着物 ｜ 付着率 ｜ 圧縮率 ｜復元力保持率
｜ ｜（重量％）｜ （％） ｜ （％）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
実施例１｜ ニトリルゴム ｜ ３ ｜ ３０ ｜ ８０
実施例２｜クロロプレンゴム｜ ３ ｜ ３０ ｜ ８０
実施例３｜ ニトリルゴム ｜ ０．５｜ ２９ ｜ ７５
比較例１｜ なし ｜ ０ ｜ ２５ ｜ ５０
比較例２｜ シリカゲル ｜ ２０ ｜ １０ ｜ ６０
比較例３｜ ポリエチレン ｜ ０．５｜ ２７ ｜ ５０
比較例４｜ ポリエチレン ｜ ３ ｜ ２８ ｜ ５０
--------------------------------------------------------------------
【００４４】上記実施例および比較例から、以下のこと
が判る。実施例１〜３と比較例１とを比較することによ
り、ゴム微粒子がセパレータに付着した場合は、セパレ
ータの圧縮率および復元力保持率が共に向上することが
判る。したがって、この場合は、セパレータを電極板の
間に容易に挿入することができ、またセパレータが電解
液を含んでも電極板に対する密着度が高く、内部抵抗を
低く保つことができる。
が判る。実施例１〜３と比較例１とを比較することによ
り、ゴム微粒子がセパレータに付着した場合は、セパレ
ータの圧縮率および復元力保持率が共に向上することが
判る。したがって、この場合は、セパレータを電極板の
間に容易に挿入することができ、またセパレータが電解
液を含んでも電極板に対する密着度が高く、内部抵抗を
低く保つことができる。
【００４５】比較例１と比較例２とを比較することによ
り、セパレータにシリカを添加した場合は、セパレータ
の圧縮率が低くなることが判る。したがって、この場合
は、セパレータを電極板の間に挿入し難くなる。
り、セパレータにシリカを添加した場合は、セパレータ
の圧縮率が低くなることが判る。したがって、この場合
は、セパレータを電極板の間に挿入し難くなる。
【００４６】実施例１〜３と比較例２とを比較すること
により、セパレータにゴム微粒子を付着させた場合は、
シリカを添加する場合よりもセパレータの圧縮率および
復元力保持率が共に高くなることが判る。したがって、
セパレータを電極板の間に容易に挿入することができ、
かつ内部抵抗を低く保つことができる。
により、セパレータにゴム微粒子を付着させた場合は、
シリカを添加する場合よりもセパレータの圧縮率および
復元力保持率が共に高くなることが判る。したがって、
セパレータを電極板の間に容易に挿入することができ、
かつ内部抵抗を低く保つことができる。
【００４７】実施例１と比較例４、実施例３と比較例３
とを比較することにより、ポリエチレンの微粒子よりも
ニトリルゴムもしくはクロロプレンゴムを用いた場合の
方が、圧縮率と復元力保持率が共に優れていることが判
る。これは、ポリエチレンの微粒子が弾性体として機能
しないためと考えられる。
とを比較することにより、ポリエチレンの微粒子よりも
ニトリルゴムもしくはクロロプレンゴムを用いた場合の
方が、圧縮率と復元力保持率が共に優れていることが判
る。これは、ポリエチレンの微粒子が弾性体として機能
しないためと考えられる。
【００４８】さらに、前記実施形態より把握される技術
思想について以下に記載する。 （１）その径が４μm以下のものが５０重量％以上で、
平均長さが２５μm以下のガラス繊維を材料とする繊維
の不織布に、ゴム微粒子を付着させた密閉電池用セパレ
ータ。 （２）シランカップリング剤で表面処理したガラス繊維
からなる不織布に、ゴム微粒子を付着させた密閉電池用
セパレータ。 （３）繊維の交点にゴム微粒子を付着させた密閉電池用
セパレータ。 （４）繊維に付着しているゴム微粒子が耐酸性に優れた
ものである密閉電池用セパレータ。 これらの技術思想をこの発明に取り入れることにより、
さらに優れたセパレータを得ることができる。
思想について以下に記載する。 （１）その径が４μm以下のものが５０重量％以上で、
平均長さが２５μm以下のガラス繊維を材料とする繊維
の不織布に、ゴム微粒子を付着させた密閉電池用セパレ
ータ。 （２）シランカップリング剤で表面処理したガラス繊維
からなる不織布に、ゴム微粒子を付着させた密閉電池用
セパレータ。 （３）繊維の交点にゴム微粒子を付着させた密閉電池用
セパレータ。 （４）繊維に付着しているゴム微粒子が耐酸性に優れた
ものである密閉電池用セパレータ。 これらの技術思想をこの発明に取り入れることにより、
さらに優れたセパレータを得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の密閉電池用セパレータによれば、実質的にゴム微粒
子のみを０．１〜１０重量％の付着率で不織布に付着さ
せることにより、セパレータの圧縮率と復元力保持率と
を高めることができ、内部抵抗を低く保つことができ
る。
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の密閉電池用セパレータによれば、実質的にゴム微粒
子のみを０．１〜１０重量％の付着率で不織布に付着さ
せることにより、セパレータの圧縮率と復元力保持率と
を高めることができ、内部抵抗を低く保つことができ
る。
【００５０】請求項２に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータによれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、
ゴム微粒子としてニトリルゴム、クロロプレンゴムもし
くはクロロスルフォン化ポリエチレンを使用することに
より、耐熱性、耐酸性がありかつ適度な復元力を備えた
セパレータを得ることができる。
ータによれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、
ゴム微粒子としてニトリルゴム、クロロプレンゴムもし
くはクロロスルフォン化ポリエチレンを使用することに
より、耐熱性、耐酸性がありかつ適度な復元力を備えた
セパレータを得ることができる。
【００５１】請求項３に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータによれば、請求項１または請求項２に記載の発明の
効果に加えて、ゴム微粒子の粒径が１０μm以下である
ことにより、ゴム微粒子を不織布に均一に付着させるこ
とができる。
ータによれば、請求項１または請求項２に記載の発明の
効果に加えて、ゴム微粒子の粒径が１０μm以下である
ことにより、ゴム微粒子を不織布に均一に付着させるこ
とができる。
【００５２】請求項４に記載の発明の密閉電池用セパレ
ータによれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発
明の効果に加えて、２５ｍｍ以下の平均長さを有し、そ
の５０重量％以上が４μｍ以下の径を有するガラス繊維
を使用することにより、耐酸性、耐熱性および耐久性の
ある電池セパレータを得ることができる。
ータによれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発
明の効果に加えて、２５ｍｍ以下の平均長さを有し、そ
の５０重量％以上が４μｍ以下の径を有するガラス繊維
を使用することにより、耐酸性、耐熱性および耐久性の
ある電池セパレータを得ることができる。
【００５３】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐々木 正明
大阪府高槻市城西町６番６号 株式会社
ユアサ コーポレーション内
(72)発明者 亀田 毅
大阪府高槻市城西町６番６号 株式会社
ユアサ コーポレーション内
(72)発明者 小林 誠
三重県津市高茶屋小森町4902番地 日本
硝子繊維株式会社内
(56)参考文献 特開 昭50−116920（ＪＰ，Ａ)
化学大辞典編集委員会，化学大辞典,
日本，共立出版株式会社，1976年 ９月
10日，９，534
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 2/16
H01M 2/18
Claims (5)
- 【請求項１】 実質的にゴム微粒子のみが０．１〜１０
重量％の付着率で不織布に付着している密閉電池用セパ
レータ。 - 【請求項２】 上記ゴム微粒子は、ニトリルゴム、クロ
ロプレンゴムもしくはクロロスルフォン化ポリエチレン
である請求項１に記載の密閉電池用セパレータ。 - 【請求項３】 上記ゴム微粒子は、その粒径が１０μｍ
以下である請求項１または２に記載の密閉電池用セパレ
ータ。 - 【請求項４】 前記不織布は、２５ｍｍ以下の平均長さ
を有し、その５０重量％以上が４μｍ以下の径を有する
ガラス繊維からなるものである請求項１〜３のいずれか
１項に記載の密閉電池用セパレータ。 - 【請求項５】 製造中または製造後のガラス繊維不織布
にゴムのエマルジョンを適用し、その後に乾燥させるこ
とを特徴とするゴム付着量が０．１〜１０重量％である
密閉電池用セパレータの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16023998A JP3437448B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 密閉電池用セパレータ |
| KR1020007013891A KR20010052656A (ko) | 1998-06-09 | 1999-06-08 | 밀폐 전지용 분리기 |
| GB0028736A GB2353896B (en) | 1998-06-09 | 1999-06-08 | Separator for sealed cell |
| CN99807194A CN1305643A (zh) | 1998-06-09 | 1999-06-08 | 用于密封电池的分离物 |
| PCT/JP1999/003042 WO1999065092A1 (en) | 1998-06-09 | 1999-06-08 | Separator for enclosed cell |
| US09/719,220 US6528205B1 (en) | 1998-06-09 | 1999-06-08 | Non-woven fabric separator for sealed electrolytic cells |
| TW088109595A TW424346B (en) | 1998-06-09 | 1999-06-09 | Separator for enclosed cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16023998A JP3437448B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 密閉電池用セパレータ |
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|---|---|
| JPH11354092A JPH11354092A (ja) | 1999-12-24 |
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3437448B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010052656A (ja) |
| CN (1) | CN1305643A (ja) |
| GB (1) | GB2353896B (ja) |
| TW (1) | TW424346B (ja) |
| WO (1) | WO1999065092A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2015148305A1 (en) * | 2014-03-22 | 2015-10-01 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators having a low apparent density |
| EP3259790A4 (en) | 2015-02-19 | 2019-01-16 | Hollingsworth & Vose Company | BATTERY SEPARATORS COMPRISING CHEMICAL ADDITIVES AND / OR OTHER CONSTITUENTS |
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3978263A (en) * | 1971-04-02 | 1976-08-31 | Verton & Wellensiek | Water-permeable floor covering boards |
| US4097644A (en) * | 1971-05-26 | 1978-06-27 | Isola Fabrikker A/S | Inorganic raw felt intended for the production of roof felt |
| JPS60163020A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-24 | Citizen Watch Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JP3160655B2 (ja) * | 1992-11-17 | 2001-04-25 | 金井 宏之 | アルカリ電池用セパレータおよびその製造方法 |
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- 1998-06-09 JP JP16023998A patent/JP3437448B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-06-08 WO PCT/JP1999/003042 patent/WO1999065092A1/ja not_active Application Discontinuation
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- 1999-06-08 GB GB0028736A patent/GB2353896B/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-06-09 TW TW088109595A patent/TW424346B/zh not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 化学大辞典編集委員会，化学大辞典，日本，共立出版株式会社，１９７６年 ９月１０日，９，５３４ |
Also Published As
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|---|---|
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| WO1999065092A1 (en) | 1999-12-16 |
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| GB2353896A (en) | 2001-03-07 |
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| TW424346B (en) | 2001-03-01 |
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