JP4425562B2 - 電池用セパレータ及び電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池用セパレータ及び電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電池の正極と負極とを分離して短絡を防止すると共に、電解液を保持して起電反応を円滑に行なうことができるように、正極と負極との間にセパレータが使用されている。
【０００３】
近年、電子機器の小型軽量化に伴って、電池の占めるスペースも狭くなっているにもかかわらず、電池には従来と同程度以上の性能が必要とされるため、電池の高容量化が要求されている。そのためには、電極の活物質量を増やす必要があるため、必然的に前記セパレータの占める体積が小さくならざるを得ない。
【０００４】
このような要求を満足するセパレータとして、本願出願人は「繊維径が４μｍ以下の極細繊維、ヤング率が５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高弾性繊維、及び融着繊維からなる、繊維総表面積の広いセパレータ」（特許文献１）、及び「繊維径が５μｍ以下の極細繊維、引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリプロピレン系繊維、及び熱融着繊維からなり、繊維の融着のみによって形態を維持したセパレータ」（特許文献２）を提案した。また、これら出願において、高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維として、芯鞘構造を有し、鞘成分により融着できることも開示した。
【０００５】
また、結晶性プロピレン系重合体を芯材とし、かつ前記結晶性プロピレン系重合体以外のオレフィン系重合体を鞘材とする溶融紡糸された複合未延伸糸を延伸処理してなるものであって、破断強度が５．７４ｃＮ／ｄｔｅｘより高く、伸度が３０％以下で、かつヤング率が４３．１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である延伸複合繊維を電池用セパレータの湿式不織布構成繊維として使用できることが公知（特許文献３）である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１２４２３９号公報（特許請求の範囲、段落番号００１３、実施例１〜実施例３など）
【特許文献２】
特開２００２−２３１２１０号公報（特許請求の範囲、段落番号００２２、実施例１〜４など）
【特許文献３】
特開２００２−１８０３３０号公報（特許請求の範囲、段落番号０００１など）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これら特許文献に開示されている高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維を含むセパレータは、極板群にセパレータを巻回するなど電池製造時に、極板によってセパレータが切断されたり、極板のバリがセパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できるため、生産性良く電池を製造できるものであった。
【０００８】
そのため、このような高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維をできるだけ多く含んでいるのが好ましい。そこで、本願発明者らは高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上配合してセパレータを製造した。このセパレータは確かに前記性能の優れるものであったが、極板群にセパレータを巻回するなど電池製造時に、ずれ（例えば、巻きずれ）が発生してしまい、別の意味で電池の生産性を低下させるという新たな問題点が浮上した。
【０００９】
また、前記のような高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上配合したセパレータは、加圧下における電解液の保持性が悪く、電池寿命を短くしやすい傾向があることも発覚した。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、電池製造時に短絡したり、ずれを生じることなく、生産性良く電池を製造でき、しかも加圧下における電解液の保持性に優れ、電池寿命を長くすることのできる電池用セパレータ、及び電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討の結果、電池製造時（例えば、極板群形成時）にずれ（例えば巻きずれ）が発生するのは、繊維同士が強固に結合し過ぎていることによって、電池用セパレータに融通性がないことによることを見出した。また、加圧下における電解液の保持性が悪いのは、前記高弾性繊維又は高強度ポリプロピレン系繊維が太いことによって、セパレータ（不織布）が緻密な構造を採ることが困難であることに由来することを見出した。本発明はこのような知見に基くもので、本発明の請求項１にかかる発明は、「少なくとも繊維表面の一部に融着成分を備えた、引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）と、複合紡糸法で得た海島型複合繊維の海成分を除去することにより得た、繊維径が４μｍ以下の極細繊維を４０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を除く）とから構成され、前記複合高強度ポリプロピレン系繊維が融着した、繊維の融着のみによって固定された不織布からなり、平均５％モジュラス強度が３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅であることを特徴とする電池用セパレータ」である。このように引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上含んでいることによって、電池製造時（例えば、極板群形成時）に、極板によって電池用セパレータが切断されたり、極板のバリが電池用セパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できるものである。また、平均５％モジュラス強度が３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅であることによって、最低限の機械的強度は確保しつつ、ある程度の構造的柔軟性を備えていることによって、電池製造時（例えば極板群形成時）にずれ（例えば巻きずれ）が生じにくい電池用セパレータである。したがって、生産性良く電池を製造できる電池用セパレータである。更に、前記複合高強度ポリプロピレン系繊維に加えて、極細繊維を含んでいることによって、セパレータ（不織布）は緻密な構造を採ることができるため、加圧下における電解液の保持性にも優れ、電池寿命を長くすることのできる電池用セパレータである。
【００１２】
本発明の請求項２にかかる発明は、「前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分は、両端部を除く繊維表面全体を被覆していることを特徴とする、請求項１記載の電池用セパレータ」である。このような複合高強度ポリプロピレン系繊維は融着に関与できる融着成分が多いため、機械的強度の優れる電池用セパレータであることができる。
【００１３】
本発明の請求項３にかかる発明は、「前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分が高密度ポリエチレンからなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の電池用セパレータ」である。高密度ポリエチレンはある程度硬く、張りや腰のある電池用セパレータであることができるため、取り扱い性に優れる電池用セパレータであることができる。
【００１４】
本発明の請求項４にかかる発明は、「前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の繊維径が４μｍを超え、１２μｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。複合高強度ポリプロピレンが比較的細い繊維径を有することにより、極細繊維との相乗効果によって、セパレータはより緻密な構造を採ることができるため、加圧下における電解液の保持性にもより優れ、電池寿命をより長くすることのできる電池用セパレータであることができる。
【００１５】
本発明の請求項５にかかる発明は、「複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分の融点よりも５℃低い温度から融着成分の融点よりも２０℃高い温度の範囲内、かつ融着処理時間が３秒から２０秒の範囲内で、繊維ウエブに十分な量の熱風を通過させて無圧下で融着させたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電池用セパレータ。」である。
【００１６】
本発明の請求項６にかかる発明は、「前記電池用セパレータの平均ニードル式耐貫通力が６．８Ｎ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。平均ニードル式耐貫通力が６．８Ｎ以上であると、電池製造時（例えば極板群に電池用セパレータを巻回した際）に、極板によって電池用セパレータが切断されたり、極板のバリが電池用セパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できる。
【００１７】
本発明の請求項７にかかる発明は、「前記電池用セパレータの空隙率が４５％〜７０％であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。空隙率がこの範囲にあると、電解液の保持率が高く、電池の内部抵抗及び内圧を低く抑えることができ、充放電性能に優れる電池を製造できる電池用セパレータであることができる。
【００１８】
本発明の請求項８にかかる発明は、「前記電池用セパレータの孔の最大孔径が３５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。最大孔径がこの範囲にあると、短絡防止性により優れる電池用セパレータであることができる。
【００１９】
本発明の請求項９にかかる発明は、「前記電池用セパレータの厚さ保持率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。厚さ保持率がこの範囲にあると、電池使用時における電解液の保持性に優れているため、電池を長寿命化できる。
【００２０】
本発明の請求項１０にかかる発明は、「スルホン化処理、フッ素ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合処理、放電処理、界面活性剤処理、或いは親水性樹脂付与処理の中から選ばれる親水化処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電池用セパレータ」である。親水化処理が施されていると、電解液の保持性に優れているため、電池を長寿命化できる。
【００２１】
本発明の請求項１１にかかる発明は、「請求項１〜１０のいずれかに記載の電池用セパレータを備えていることを特徴とする電池」である。そのため、電池製造時（例えば極板群形成時）に短絡したり、ずれ（例えば巻きずれ）を生じることなく、生産性良く製造できる電池である。また、電池寿命の長い電池であることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の電池用セパレータ（以下、単に「セパレータ」という）は、電池製造時（例えば、セパレータを極板群にセパレータを巻回した際）に、極板によってセパレータが切断されたり、極板のバリがセパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できるように、少なくとも繊維表面の一部に融着成分を備えた、引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を含有している。
【００２３】
この複合高強度ポリプロピレン系繊維は引張り強さが強ければ強いほど、短絡を効果的に防止できるため、引張り強さは５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましく、６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましく、６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましい。引張り強さの上限は特に限定するものではないが、５０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度が適当である。本発明における引張り強さは、ＪＩＳ Ｌ １０１５（化学繊維ステープル試験法）によって測定される値を意味する。
【００２４】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維は、ポリプロピレン系成分とこのポリプロピレン系成分とは異なる成分（「異成分」という）を含んでおり、少なくとも繊維表面の一部には融着成分を備えている。そのため、複合高強度ポリプロピレン系繊維自体が融着して不織布（セパレータ）を構成できるため、短絡を効果的に防止することが可能となった。
【００２５】
このポリプロピレン系成分はプロピレンの単独重合体であってもよいし、プロピレンとα−オレフィン（例えばエチレン、ブテン−１など）との共重合体であってもよい。より具体的には、結晶性を有するアイソタクチックプロピレン単独重合体、エチレン単位の含有量の少ないエチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン単独重合体からなるホモ部とエチレン単位の含有量の比較的多いエチレン−プロピレンランダム共重合体からなる共重合部とから構成されたプロピレンブロック共重合体、さらに前記プロピレンブロック共重合体における各ホモ部または共重合部が、さらにブテン−１などのα−オレフィンを共重合したものからなる結晶性プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体などを挙げることができる。これらの中でもアイソタクチックポリプロピレン単独重合体が強度の点から好適であり、特に、アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）が９０％以上、分子量分布の指標であるＱ値（重量平均分子量／数平均分子量＝Ｍｗ／Ｍｎ比）が６以下、メルトインデックスＭＩ（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が３〜５０ｇ／１０分であるのが好ましい。このようなポリプロピレン系成分は、チーグラー・ナッタ型触媒、あるいはメタロセン系触媒などを用いて、プロピレンを単独重合又はプロピレンと他のα−オレフィンとを共重合させて得ることができる。
【００２６】
他方、異成分としては、例えば、高密度、中密度、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン系重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体、具体的にはプロピレン−ブテン−１ランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−１ランダム共重合体、あるいは軟質ポリプロピレンなどの非結晶性プロピレン系重合体、ポリ４−メチルペンテン−１などを挙げることができる。これらの中でも、高密度ポリエチレンはある程度硬く、張りや腰のあるセパレータとすることができ、取り扱い性に優れるセパレータとすることができるため好適である。なお、異成分を１種類又は２種類以上含んでいることができる。
【００２７】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維においては、前記異成分の中で最も融点の低い異成分が融着成分として作用する。この融着成分は融着する際にポリプロピレン系成分に影響を与えず、ポリプロピレン系成分によって繊維形態を維持できるように、融着成分はポリプロピレン系成分よりも１０℃以上融点が低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。そのため、融着成分はエチレン系重合体からなるのが好ましく、前述の通り、高密度ポリエチレンからなるのが好ましい。特に、複合高強度ポリプロピレン系繊維はホモポリプロピレンと高密度ポリエチレンとからなるのが好ましい。
【００２８】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維は融着成分を少なくとも繊維表面の一部に備えていれば良いが、融着成分の繊維表面を被覆している割合が高ければ高いほど、融着に関与できる融着成分が多く、機械的強度の優れるセパレータであることができるため、融着成分は繊維表面の５０％以上を被覆している（両端部を除く）のが好ましく、７０％以上を被覆している（両端部を除く）のがより好ましく、９０％以上を被覆している（両端部を除く）のが更に好ましく、繊維表面全体を被覆している（両端部を除く）のが最も好ましい。そのため、複合高強度ポリプロピレン系繊維の横断面における各成分の配置状態としては、芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。
【００２９】
また、複合高強度ポリプロピレン系繊維におけるポリプロピレン系成分と融着成分との体積比率は特に限定するものではないが、（ポリプロピレン系成分）：（融着成分）＝１５：８５〜８５：１５であるのが好ましく、（ポリプロピレン系成分）：（融着成分）＝３０：７０〜７０：３０であるのがより好ましい。
【００３０】
本発明における「融点」は示差走査熱量計を用い、昇温温度１０℃／分で、室温から昇温して得られる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。なお、極大値が２つ以上ある場合には、最も高温の極大値を融点とする。
【００３１】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維は圧力によっても変形しにくく、電解液の保持性に優れるセパレータであることができるように、ヤング率が３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが好ましく、３５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのがより好ましく、４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるのが更に好ましい。なお、ヤング率の上限は特に限定するものではないが、１１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であるのが好ましい。この「ヤング率」はＪＩＳ Ｌ １０１５：１９９９、８．１１項に規定されている方法により測定した初期引張抵抗度から算出した見掛ヤング率の値をいう。なお、初期引張抵抗度は定速緊張形試験機によって測定した値をいう。
【００３２】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維の熱収縮率は１０％以下であるのが好ましい。このような熱収縮率であると、複合高強度ポリプロピレン系繊維を融着させて不織布を形成する際に収縮しにくいため、繊維の均一分散性が維持されて、短絡防止性に優れているためである。より好ましい熱収縮率は９％以下である。この熱収縮率はＪＩＳ Ｌ １０１３の熱収縮率（Ｂ法）に基づき、温度１２０℃のオーブン乾燥機を用い、３０分間熱処理して測定した値をいう。
【００３３】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維の繊維径は特に限定されるものではないが、極板によってセパレータが切断されたり、極板のバリがセパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できるように、４μｍよりも太いのが好ましく、６μｍ以上であるのがより好ましく、８μｍ以上であるのが更に好ましい。他方、複合高強度ポリプロピレンが比較的細い繊維径を有することにより、極細繊維との相乗効果によって、より緻密な構造を採ることができ、加圧下における電解液の保持性にもより優れ、電池寿命をより長くすることができるように、１２μｍ未満であるのが好ましく、１１．５μｍ以下であるのがより好ましく、１１μｍ以下であるのが更に好ましい。本発明における「繊維径」は、横断面形状が円形である場合にはその直径をいい、横断面形状が非円形である場合には、同じ面積を有する円に換算した時の円の直径をいう。
【００３４】
本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維の繊維長は特に限定されるものではないが、繊維長が短いほど繊維の自由度が高く、均一に分散することができ、より地合いの優れる不織布（セパレータ）であることができるため、０．１〜２５ｍｍ（より好ましくは０．１〜２０ｍｍ）であるのが好ましく、０．１〜２５ｍｍ（より好ましくは０．１〜２０ｍｍ）に切断された繊維であるのが好ましい。なお、繊維長はＪＩＳ Ｌ １０１５（化学繊維ステープル試験法）Ｂ法（補正ステープルダイヤグラム法）により得られる長さをいう。
【００３５】
なお、本発明のセパレータを構成する不織布においては、複合高強度ポリプロピレン系繊維は繊維径の点において相違する、２種類以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を含んでいても良い。例えば、繊維径が１２μｍ未満の複合高強度ポリプロピレン系繊維と繊維径が１２μｍ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維とを含んでいても良い。
【００３６】
このような本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維は、例えば特開２００２−１８０３３０号公報に記載の方法により製造することができる。つまり、少なくとも繊維表面の一部に融着成分を備えた複合ポリプロピレン系未延伸糸を常法の溶融紡糸法により形成した後、１００℃以上で、かつ融着成分の融点未満の温度を有する加圧飽和水蒸気中で、４〜１５倍延伸することにより得ることができる。
【００３７】
本発明のセパレータを構成する不織布は、電池製造時（例えば極板群形成時）に、極板のバリがセパレータを突き抜けたり、極板のエッジにより引き裂かれないように、上述のような複合高強度ポリプロピレン系繊維（２種類以上含む場合にはその合計）を６０ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）含んでいる。複合高強度ポリプロピレン系繊維量が多ければ多い程、前記効果に優れているため、７０ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）含んでいるのがより好ましく、７５ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）含んでいるのが更に好ましい。他方、後述の極細繊維との兼ね合いから、９５ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、９０ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましく、８５ｍａｓｓ％以下であるのが更に好ましい。
【００３８】
本発明のセパレータを構成する不織布は上述のような複合高強度ポリプロピレン系繊維に加えて、繊維径が４μｍ以下の極細繊維を含んでいることによって、緻密な構造であることができ、加圧下における電解液の保持性に優れ、電池寿命を長くすることのできる電池用セパレータである。
【００３９】
この極細繊維の繊維径は小さければ小さい程、緻密な構造をもつ不織布（セパレータ）であることができるため、極細繊維の繊維径は３μｍ以下であるのが好ましく、２μｍ以下であるのがより好ましい。極細繊維の繊維径の下限は特に限定するものではないが、０．０１μｍ程度が適当である。
【００４０】
本発明の不織布を構成する極細繊維は、繊維径が狭い範囲に分布し、各極細繊維の繊維径がほぼ同じであるのが好ましい。各極細繊維の繊維径がほぼ同じであると、極細繊維によって均一な孔径の孔及び均一な内部空間が形成され、電解液の分布が均一になるからである。具体的には、極細繊維の繊維径分布の標準偏差値（σ）を、極細繊維の繊維径の平均値（ｄ）で除した値（σ／ｄ）が０．２以下（好ましくは０．１８以下）であるのが好ましい。なお、極細繊維の繊維径が全て同じである場合には標準偏差値（σ）が０になるため、前記値（σ／ｄ）の下限値は０である。前記「極細繊維の繊維径の平均値（ｄ）」は、セパレータ（不織布）試料の電子顕微鏡写真を撮影し、この電子顕微鏡写真において１００本以上の極細繊維の繊維径を計測し、その計測した繊維径の算術平均値である。また、極細繊維の「標準偏差値（σ）」は、計測したｎ本（１００本以上）のそれぞれの極細繊維の繊維径（Ｘ）から、次の式によって算出した値である。
標準偏差＝｛（ｎΣＸ^２−（ΣＸ）^２）／ｎ（ｎ−１）｝^１／２
【００４１】
なお、繊維径が４μｍ以下の極細繊維が繊維径分布の観点で２種類以上の群からなる場合には、各々の極細繊維の群について、上記関係が成立するのが好ましい。また、均一な孔径の孔及び均一な内部空間を有するセパレータ（不織布）を形成することができるように、各極細繊維は、その繊維軸方向において直径が実質的に変化しない（すなわち、実質的に同じ直径を有している）のが好ましい。
【００４２】
このように、個々の極細繊維において繊維軸方向に直径が実質的に同一で変化していない極細繊維、又は複数の極細繊維間においてほぼ同一の繊維径を有する極細繊維は、例えば、紡糸口金部で海成分中に口金規制して島成分を押し出して複合する方法などの複合紡糸法で得た海島型複合繊維の海成分を除去することにより得ることができる。なお、一般的に混合紡糸法といわれる方法、すなわち、島成分を構成する樹脂と海成分を構成する樹脂とを混合した後に紡糸する方法によって得た海島型繊維の海成分を除去する方法によっては、個々の極細繊維において繊維軸方向に直径が実質的に同一で変化していない極細繊維を得ることや、複数の極細繊維間においてほぼ同一の繊維径を有する極細繊維を得ることは困難である。また、メルトブロー法によっても、個々の極細繊維において繊維軸方向に直径が実質的に同一で変化していない極細繊維を得ることや、複数の極細繊維間においてほぼ同一の繊維径を有する極細繊維を得ることは困難である。
【００４３】
極細繊維の横断面形状が円形であると、不織布の地合いを更に向上させることができるので好ましい。また、極細繊維の束（分割性繊維を含む不織布を形成した後に分割性繊維を分割することによって形成されやすい）が存在すると、不織布の地合いが悪くなるので、極細繊維は束の状態ではなく、個々の極細繊維が分散した状態にあるのが好ましい。
【００４４】
この極細繊維は耐電解液性に優れるように、ポリオレフィン系樹脂から構成されているのが好ましく、例えば、ポリエチレン系樹脂（例えば、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、又はエチレン共重合体など）、ポリプロピレン系樹脂（例えば、ポリプロピレン、又はプロピレン共重合体など）、あるいはポリメチルペンテン系樹脂（例えば、ポリメチルペンテン、又はメチルペンテン共重合体など）から構成されていることができ、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂からなるのが好ましい。なお、極細繊維が融着に関与することのできる樹脂成分（以下、「融着成分」ということがある）を含み、極細繊維がこの融着成分により融着していると、確実に極細繊維を固定することができ、極細繊維が脱落したり、毛羽立つことがないため好適である。
【００４５】
この極細繊維を融着させる場合、極細繊維は前述のようなポリオレフィン系樹脂からなる融着成分のみから構成することもできるし、融着成分とこの融着成分の融点よりも高い融点を有する成分（以下、「非融着成分」ということがある）のように２種類以上の成分から構成することもできる。後者のように極細繊維が融着成分と非融着成分のように２種類以上の成分から構成されていると、融着成分を融着させても、非融着成分によって繊維形態が維持され、極細繊維本来の働きである、均一な孔径の孔及び均一な内部空間の形成を妨げにくいため、より好適である。
【００４６】
極細繊維が２種類以上の成分から構成されている場合には、融着成分が極細繊維表面の一部又は全部を占めて、融着に関与させるのが好ましい。この極細繊維が２種類以上の成分から構成される複合繊維である場合、その横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。なお、非融着成分は繊維形状を維持することができるように、融着成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有するのが好ましく、２０℃以上高い融点を有するのがより好ましい。このように、融着成分と非融着成分とのように２種類以上の樹脂成分からなる複合極細繊維は、常法の複合紡糸法により海島型複合繊維を紡糸する際に、島成分を押し出す口金として、前述のような横断面形状（例えば、芯鞘型、偏芯型、又は海島型）を形成することのできる口金を使用して海島型繊維を紡糸するか、常法の複合紡糸法により海島型複合繊維を紡糸する際に、２種類以上の樹脂成分を混合した樹脂を、島成分押出用口金に供給して海島型繊維を紡糸し、海成分を除去することにより得ることができる。
【００４７】
なお、極細繊維は、不織布の製造工程において、均一分散しやすいように、自由度の高い短繊維であるのが好ましい。具体的には、０．１〜２５ｍｍ（０．１〜２０ｍｍであるのがより好ましい）であるのが好ましく、０．１〜２５ｍｍ（０．１〜２０ｍｍであるのがより好ましい）に切断された極細繊維であるのがより好ましい。なお、極細繊維又は海島型複合繊維を裁断する際に極細繊維同士又は島成分同士が圧着してしまうと分散性が低下するため、裁断する際に極細繊維同士又は島成分同士が圧着しにくい極細繊維又は海島型繊維を使用するのが好ましい。このような圧着しにくい極細繊維又は海島型複合繊維（島成分）の材料としては、例えば、高結晶性の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリメチルペンテン、又は融点が１６６℃以上（好ましくは１６８℃以上）のポリプロピレンを用いるのが好ましい。
【００４８】
このような極細繊維は不織布を構成する繊維中、５ｍａｓｓ％以上含まれていれば前述のような効果を発揮しやすく、１０ｍａｓｓ％以上の量で含まれているのがより好ましく、１５ｍａｓｓ％以上の量で含まれているのが更に好ましい。他方、前述のような高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上含んでいる必要があるため、４０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を除く）である必要があり、３０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を除く）であるのが好ましく、２５ｍａｓｓ％（０ｍａｓｓ％を除く）以下であるのがより好ましい。
【００４９】
本発明のセパレータを構成する不織布は、上述のような複合高強度ポリプロピレン系繊維と極細繊維とから構成されているが、複合高強度ポリプロピレン系繊維が融着していることによって不織布形態を維持している。このように、複合高強度ポリプロピレン系繊維自体が融着しているため、セパレータに圧力が加わったとしても、複合高強度ポリプロピレン系繊維のずれが生じにくいため、電池製造時（例えば極板群に電池用セパレータを巻回した際）に、極板によって電池用セパレータが切断されたり、極板のバリが電池用セパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止することができる。また、前述の通り、極細繊維も融着していると、極細繊維が脱落したり、毛羽立つことがないため好適である。
【００５０】
特に、本発明のセパレータを構成する不織布が、繊維（複合高強度ポリプロピレン系繊維、場合により極細繊維も含む）の融着のみによって固定されているのが好ましい。このように繊維（特に複合高強度ポリプロピレン系繊維）の融着のみによって固定されていると、地合いが優れており、短絡が生じにくく、しかも電解液が均一に分布することができ、内部抵抗の低いセパレータであることができるためである。例えば、融着以外に絡合によっても固定されていると、絡合させるための作用（例えば、水流などの流体流）によって、セパレータ（不織布）の表面から裏面への貫通孔が形成されてしまい、短絡が生じやすくなる傾向があるが、融着のみによって固定されていれば、融着する際に繊維の配置が乱れないため短絡が発生しにくくなる。なお、セパレータを構成する不織布を製造する際に、絡合処理を実施しなくても繊維同士が絡むことがある。例えば、乾式法又は湿式法により繊維ウエブを形成した場合に、繊維同士が絡合していることがある。しかしながら、この絡合は、前述の流体絡合のように、繊維の配置を乱す絡合ではないため、絡合していないものとみなす。このように、「繊維の融着のみ」とは、繊維ウエブを形成した後における繊維同士の固定が融着のみによってなされている状態をいう。
【００５１】
本発明のセパレータは、平均５％モジュラス強度が３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅であることによって、最低限の機械的強度は確保しつつ、ある程度の構造的柔軟性を備えていることによって、電池製造時におけるずれ（例えば巻きずれ）を生じにくくしている。つまり、このような平均５％モジュラス強度を有することによって、複合高強度ポリプロピレン系繊維を多く（６０ｍａｓｓ％以上）使用した場合の弊害をなくし、電池の生産性を向上させた。
【００５２】
本発明のセパレータの平均５％モジュラス強度は、最低限の機械的強度を確保できるように、３０Ｎ／５ｃｍ幅以上である必要があり、３５Ｎ／５ｃｍ幅以上であるのがより好ましく、４０Ｎ／５ｃｍ幅以上であるのが更に好ましい。また、ある程度の構造的柔軟性を備えていることによって、電池製造時（例えば極板群形成時）にずれ（例えば巻きずれ）を生じにくいように、１００Ｎ／５ｃｍ幅以下である必要があり、９５Ｎ／５ｃｍ幅以下であるのがより好ましく、９０Ｎ／５ｃｍ幅以下であるのが更に好ましい。
【００５３】
本発明における「平均５％モジュラス強度」は、５ｃｍ幅のセパレータ試料を引張強伸度試験機（（株）オリエンテック製）のチャック間（１０ｃｍ）に挟み、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ．で０．５ｃｍ（５％）引張った時の強度（５％モジュラス強度）を測定する。この５％モジュラス強度の測定を、任意に選んだセパレータ試料１０点に関して行い、この１０点の算術平均値を平均５％モジュラス強度とする。なお、セパレータ試料としては、不織布（セパレータ）の長手方向に２０ｃｍ、この方向と直交する方向（幅方向）に５ｃｍの長方形状に採取する。
【００５４】
本発明のセパレータは、電池製造時（例えば極板群に電池用セパレータを巻回した際）に、極板によって電池用セパレータが切断されたり、極板のバリが電池用セパレータを突き抜けたりせず、短絡を効果的に防止できるように、平均ニードル式耐貫通力が６．８Ｎ以上であるのが好ましい。この平均ニードル式耐貫通力は高ければ高いほど前記効果に優れているため、７．０Ｎ以上であるのがより好ましく、７．２Ｎ以上であるのが更に好ましい。本発明の「平均ニードル式耐貫通力」は、次の測定手順によって得られる値をいう。円筒状貫通孔（内径＝１１ｍｍ）を有する支持台の円筒状貫通孔を覆うようにセパレータ試料を１枚載置し、更にセパレータ試料上に、円筒状貫通孔（内径＝１１ｍｍ）を有する固定材を、固定材の中心が前記支持台の円筒状貫通孔の中心と一致するように載置してセパレータ試料を固定した後、このセパレータ試料に対して、ハンディー圧縮試験機（カトーテック製、ＫＥＳ−Ｇ５）に取り付けたニードル（先端部における曲率半径＝０．５ｍｍ、直径＝１ｍｍ、治具からの突出長さ＝２ｃｍ）を、０．０１ｃｍ／ｓｅｃ．の速度で垂直に突き刺し、ニードルがセパレータ試料を突き抜けるのに要する力を測定し、この力をニードル式耐貫通力とする。このニードル式耐貫通力の測定を、任意に選んだセパレータ試料１０点に関して行い、この１０点の算術平均値を平均ニードル式耐貫通力とする。
【００５５】
本発明のセパレータは電解液の保持率が高く、電池の内部抵抗及び内圧を低く抑えることができるように、セパレータの空隙率は４５〜７０％であるのが好ましく、４７〜６８％であるのがより好ましく、５０〜６５％であるのが更に好ましい。この「空隙率（Ｐ）」は次の式から得られる値をいう。
空隙率（Ｐ）＝｛１−Ｗ／（Ｔ×ｄ）｝×１００
ここで、Ｗはセパレータの目付（ｇ／ｍ^２）を意味し、Ｔはセパレータの厚さ（μｍ）を意味し、ｄはセパレータを構成する樹脂（例えば、繊維）の密度（ｇ／ｃｍ^３）を意味する。なお、セパレータの目付及び厚さは後述の方法により得られる値をいう。また、複合高強度ポリプロピレン系繊維は２種類以上の樹脂からなり、更に極細繊維を含んでいるため、構成樹脂の密度は各構成樹脂の質量平均値をいう。例えば、密度ｄ_１の樹脂Ａがａ（ｍａｓｓ％）と、密度ｄ₂の樹脂Ｂがｂ（ｍａｓｓ％）存在している場合、構成樹脂の密度（ｄ）は次の式により算出する。
密度（ｄ）＝ｄ₁×ａ／１００＋ｄ₂×ｂ／１００
【００５６】
本発明のセパレータは、地合いが均一であり、また、極板へ強く圧迫されても脱落した電池活物質粉がセパレータの内部空隙へ侵入して短絡しにくいように、更に緻密な構造を有するものであるように、孔の最大孔径が３５μｍ以下であるのが好ましく、３０μｍ以下であるのがより好ましく、２８μｍ以下であるのが更に好ましい。この「孔の最大孔径」は、ポロメータ〔Ｐｏｌｏｍｅｔｅｒ，コールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）社製〕を用いてバブルポイント法により測定される値をいう。
【００５７】
本発明のセパレータは、圧力によって潰れ、保持していた電解液を遊離させて液枯れを発生させ、結果として電池寿命を短くしないように、圧力によっても潰れにくい、圧力に対して抗することのできる電解液の保持性の優れるものであるのが好ましい。このような状態は「厚さ保持率」によって表現することができ、厚さ保持率が９０％以上であるのが好ましく、９１％以上であるのがより好ましく、９２％以上であるのが更に好ましい。なお、上限は１００％である。この「厚さ保持率（Ｒ：％）」は、マイクロメーターにより１０００ｇ荷重時の厚さ（Ｔ_１０００）の、５００ｇ荷重時の厚さ（Ｔ_５００）に対する百分率をいう。つまり、次の式により得られる値をいう。
Ｒ＝（Ｔ_１０００／Ｔ_５００）×１００
【００５８】
本発明のセパレータは、電解液の保持性を付与又は向上するように、スルホン化処理、フッ素ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合処理、放電処理、界面活性剤処理、或いは親水性樹脂付与処理の中から選ばれる親水化処理が施されているのが好ましい。これらの中でも、スルホン化処理、フッ素ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合処理、或いは放電処理は、親水性の低下が少なく、長期にわたって電解液を保持できるため好適である。
【００５９】
本発明のセパレータは、セパレータの厚さ方向における電解液の偏在が生じないように、一層構造からなるのが好ましい。この「一層構造」とは、同一の繊維配合から構成されていることを意味する。
【００６０】
本発明のセパレータの目付は、電池の高容量化に寄与できるように、１００ｇ／ｍ^２以下であるのが好ましく、８５ｇ／ｍ^２以下であるのがより好ましく、７０ｇ／ｍ^２以下であるのが更に好ましい。他方、セパレータの基本性能である絶縁性を維持できるように、１０ｇ／ｍ^２以上であるのが好ましく、２０ｇ／ｍ^２以上であるのがより好ましく、３０ｇ／ｍ^２以上であるのが更に好ましい。なお、「目付」はＪＩＳ Ｐ ８１２４（紙及び板紙−坪量測定法）に規定されている方法に基づいて得られる坪量を意味する。
【００６１】
また、本発明のセパレータの厚さは、電池の高容量化に対応できるように、０.２５ｍｍ以下であるのが好ましく、０．２１ｍｍ以下であるのがより好ましく、０.１８ｍｍ以下であるのが更に好ましい。なお、厚さの下限は、絶縁性と電解液の保持性を満足する限り特に限定されないが、０．０２ｍｍ以上であるのが好ましく、０.０５ｍｍ以上であるのがより好ましく、０．０８ｍｍ以上であるのが更に好ましい。この「厚さ」は、ＪＩＳ Ｂ ７５０２：１９９４に規定されている外側マイクロメーター（０〜２５ｍｍ）を用いて、ＪＩＳ Ｃ２１１１５．１（１）の測定法で、無作為に選んで測定した１０点の平均値をいう。
【００６２】
本発明のセパレータは地合いが優れており、短絡が生じにくく、電解液を均一に保持できるように、地合指数が０．１５以下であるのが好ましく、０．１０以下であるのがより好ましい。この地合指数は次に記載する測定方法から明らかなように、この値が小さければ小さい程、地合いが優れていることを意味する。この「地合指数」は、特開２００１−５０９０２号公報に記載されている方法、すなわち、次のようにして得られる値をいう。
（１）光源から被測定物（セパレータ試料）に対して光を照射し、照射された光のうち、被測定物の所定領域において反射された反射光を受光素子によって受光して輝度情報を取得する。
（２）被測定物の所定領域を画像サイズ３ｍｍ角、６ｍｍ角、１２ｍｍ角、及び２４ｍｍ角に等分割して、４つの分割パターンを取得する。
（３）得られた各分割パターン毎に等分割された各区画の輝度値を輝度情報に基づいて算出する。
（４）各区画の輝度値に基づいて、各分割パターン毎の輝度平均（Ｘ）を算出する。
（５）各分割パターン毎の標準偏差（σ）を求める。
（６）各分割パターン毎の変動係数（ＣＶ）を次の式により算出する。
変動係数（ＣＶ）＝（σ／Ｘ）×１００
ここで、σは各分割パターン毎の標準偏差を示し、Ｘは各分割パターン毎の輝度平均を示す。
（７）各画像サイズの対数をＸ座標、当該画像サイズに対応する変動係数をＹ座標とした結果得られる座標群を、最小二乗法により一次直線に回帰させ、その傾きを算出し、この傾きの絶対値を地合指数とする。
【００６３】
本発明のセパレータは、例えば次のようにして製造することができる。
【００６４】
まず、前述のような複合高強度ポリプロピレン系繊維と極細繊維とを用意する。
【００６５】
次いで、複合高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）と、極細繊維４０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を除く）とを配合して繊維ウエブを形成する。この繊維ウエブの形成方法は特に限定するものではないが、例えば、乾式法（例えば、カード法、エアレイ法など）や湿式法により形成することができる。これらの中でも繊維が均一に分散して電解液を均一に保持しやすい不織布（結果としてセパレータ）を製造しやすい湿式法により形成するのが好ましい。この湿式法としては、従来公知の方法、例えば、水平長網方式、傾斜ワイヤー型短網方式、円網方式、又は長網・円網コンビネーション方式により形成できる。なお、２層以上を抄き合わせる場合には、一層構造のセパレータを製造できるように、同一の繊維配合からなる繊維ウエブを抄き合わせるのが好ましい。
【００６６】
次いで、この繊維ウエブを、平均５％モジュラス強度が３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅となるように、構成する複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分を融着（場合により極細繊維の融着成分も融着）させて、本発明のセパレータを構成する不織布を得ることができる。なお、繊維の配置が乱れて地合いを損なわないように、絡合等を実施することなく、繊維の融着成分の融着処理のみを実施するのが好ましい。
【００６７】
なお、繊維ウエブの融着は、複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分の融点よりも５℃低い温度から融着成分の融点よりも２０℃高い温度の範囲内とし、融着処理時間を３秒から２０秒の範囲内とし、繊維ウエブに十分な量の熱風を通過させて無圧下で熱処理をすることによって、平均５％モジュラス強度を３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅としやすい。特に、平均５％モジュラス強度を３５〜８５Ｎ／５ｃｍ幅とするために、融着成分の融点よりも３℃以上高い温度から融着成分の融点よりも２０℃高い温度の範囲内とし、融着処理時間を３秒から２０秒の範囲内とし、繊維ウエブをコンベア等の支持体の下方から吸引して支持体と密着させた状態で、十分な量の熱風を通過させて無圧下で熱処理をするのが好ましい。
【００６８】
本発明のセパレータが親水化処理を施されている場合には、続いて親水化処理を実施する。
【００６９】
スルホン化処理としては、特に限定するものではないが、例えば、発煙硫酸、硫酸、三酸化イオウ、クロロ硫酸、又は塩化スルフリルからなる溶液中に前述のようにして製造した不織布を浸漬してスルホン酸基を導入する方法や、一酸化硫黄ガス、二酸化硫黄ガス或いは三酸化硫黄ガスなどの存在下で放電を作用させて不織布にスルホン酸基を導入する方法等がある。
【００７０】
フッ素ガス処理についても、特に限定するものではないが、例えば、不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガスなど）で希釈したフッ素ガスと、酸素ガス、二酸化炭素ガス、及び二酸化硫黄ガスなどの中から選んだ少なくとも１種類のガスとの混合ガスに、不織布をさらすことにより不織布の繊維表面を親水化することができる。なお、不織布に二酸化硫黄ガスをあらかじめ付着させた後に、フッ素ガスを接触させると、より効率的に恒久的な親水性を付与することができる。
【００７１】
ビニルモノマーのグラフト重合としては、ビニルモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、或いはスチレンを使用することができる。なお、スチレンをグラフト重合した場合には、電解液との親和性を付与するために、スルホン化するのが好ましい。これらの中でも、アクリル酸は電解液との親和性に優れているため好適に使用できる。これらビニルモノマーの重合方法としては、例えば、ビニルモノマーと重合開始剤を含む溶液中に不織布を浸漬して加熱する方法、不織布にビニルモノマーを塗布した後に放射線を照射する方法、不織布に放射線を照射した後にビニルモノマーと接触させる方法、増感剤を含むビニルモノマー溶液を不織布に含浸した後に紫外線を照射する方法などがある。なお、ビニルモノマー溶液と不織布とを接触させる前に、紫外線照射、コロナ放電、又はプラズマ放電などにより、不織布表面を改質処理すると、ビニルモノマー溶液との親和性が高くなるため、効率的にグラフト重合を行うことができる。
【００７２】
界面活性剤処理としては、例えば、アニオン系界面活性剤（例えば、高級脂肪酸のアルカリ金属塩、アルキルスルホン酸塩、もしくはスルホコハク酸エステル塩など）、又はノニオン系界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、もしくはポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルなど）の溶液中に不織布を浸漬したり、この溶液を不織布に塗布又は散布して付着させることができる。
【００７３】
放電処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、グロー放電処理、沿面放電処理又は電子線処理などがある。これら放電処理の中でも、空気中の大気圧下で、それぞれが誘電体を担持する一対の電極間に、これら両方の誘電体と接触するように不織布を配置し、これら両電極間に交流電圧を印加し、不織布内部空隙で放電を発生させる方法を利用すると、不織布の外側だけではなく、不織布の内部を構成する繊維表面も処理することができる。したがって、こうした方法で処理した不織布をセパレータとして用いると、その内部における電解液の保持性に優れている。
【００７４】
親水性樹脂付与処理としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、架橋可能なポリビニルアルコール、又はポリアクリル酸などの親水性樹脂を付着させることができる。これらの親水性樹脂は適当な溶媒に溶解又は分散させた後、この溶媒中に不織布を浸漬したり、この溶媒を不織布に塗布又は散布し、乾燥して付着させることができる。なお、親水性樹脂の付着量は、通気性を損なわないように、セパレータ全体の０．３〜５ｍａｓｓ％であるのが好ましい。この架橋可能なポリビニルアルコールとしては、例えば、水酸基の一部を感光性基で置換したポリビニルアルコールがあり、より具体的には、スチリルピリジニウム系感光性基、スチリルキノリニウム系感光性基、又はスチリルベンゾチアゾリウム系感光性基で置換したポリビニルアルコールがある。この架橋可能なポリビニルアルコールも他の親水性樹脂と同様にして不織布に付着させた後、光照射によって架橋させることができる。このような水酸基の一部を感光性基で置換したポリビニルアルコールは耐アルカリ性に優れ、しかもイオンとキレートを形成可能な水酸基を多く含んでおり、放電時及び／又は充電時に、極板上に樹枝状の金属が析出する前のイオンとキレートを形成し、電極間の短絡を生じにくいので好適に使用することができる。
【００７５】
なお、セパレータの厚さが所望厚さでない場合には、適宜厚さを調整するのが好ましい。例えば、一対のロール間を通過させるなどの方法により、厚さを調整するのが好ましい。この厚さ調整は１回である必要はなく、何回でも実施することができる。特に本発明の複合高強度ポリプロピレン系繊維は剛性が高く、厚さが不均一になりやすいため、２回以上実施するのが好ましい。例えば、融着処理後親水化処理前に１回、親水化処理後に１回実施することができる。
【００７６】
平均ニードル式耐貫通力が６．８Ｎ以上のセパレータは、目付を１０ｇ／ｍ^２以上（好ましくは１５ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは２０ｇ／ｍ^２以上）とし、複合高強度ポリプロピレン系繊維の繊維径を５〜１５μｍ（好ましくは７〜１３μｍ、より好ましくは８〜１２μｍ（１２μｍを除く））とし、繊維径の異なる複合高強度ポリプロピレン系繊維を用いる場合には、その配合量を調整することによって製造しやすい。特に、平均ニードル式耐貫通力が７．０Ｎ以上のセパレータは、複合高強度ポリプロピレン系繊維として上記範囲内の繊維径を有するものを使用するとともに、引張り強さが６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を６５ｍａｓｓ％以上使用し、目付を４５〜６５ｇ／ｍ^２とすると製造しやすい。
【００７７】
空隙率が４５〜７０％であるセパレータは、目付を低くしたり、厚さを厚くするなどの手段を単独で、又は組み合わせて製造することができる。
【００７８】
最大孔径が３５μｍ以下であるセパレータや、地合指数が０．１５以下であるセパレータは、フィブリル化していない複合高強度ポリプロピレン系繊維及び極細繊維を使用したり、繊維長が１〜２０ｍｍ程度の短い複合高強度ポリプロピレン系繊維及び極細繊維を使用したり、湿式法により繊維ウエブを形成したり、繊維径が１２μｍ未満の細い複合高強度ポリプロピレン系繊維を使用したり、熱収縮率が１０％以下の複合高強度ポリプロピレン系繊維を使用するなどの手段を単独で、又は組み合わせて製造することができる。
【００７９】
厚さ保持率が９０％以上であるセパレータは、ヤング率が３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポロプロピレン系繊維を使用したり、繊維径が４μｍを超える複合高強度ポロプロピレン系繊維を使用するなどの手段を単独で、又は組み合わせて製造することができる。
【００８０】
本発明の電池は、上述のようなセパレータを備えていること以外は、従来の電池と全く同様であることができる。
【００８１】
例えば、円筒型ニッケル−水素電池は、ニッケル正極板と水素吸蔵合金負極板とを、前述のようなセパレータを介して渦巻き状に巻回した極板群を金属のケースに挿入した構造を有する。前記ニッケル正極板としては、例えば、スポンジ状ニッケル多孔体に水酸化ニッケル固溶体粉末からなる活物質を充填したものを使用することができ、水素吸蔵合金負極板としては、例えば、ニッケルメッキ穿孔鋼板、発泡ニッケル、或いはニッケルネットに、ＡＢ_５系（希土類系）合金、ＡＢ／Ａ_２Ｂ系（Ｔｉ／Ｚｒ系）合金、或いはＡＢ_２（Ｌａｖｅｓ相）系合金を充填したものを使用することができる。なお、電解液として、例えば、水酸化カリウム／水酸化リチウムの二成分系のもの、或いは水酸化カリウム／水酸化ナトリウム／水酸化リチウムの三成分系のものを使用することができる。また、前記ケースは安全弁を備えた封口板により、絶縁ガスケットを介して封口されている。更に、正極集電体や絶縁板を備えており、必要であれば負極集電体を備えている。
【００８２】
なお、本発明の電池は円筒形である必要はなく、角型、ボタン型などであっても良い。角型の場合には、正極板と負極板との間にセパレータが配置された積層構造を有する。また、密閉型でも開放型でもよい。
【００８３】
本発明の電池は、例えば、アルカリマンガン電池、水銀電池、酸化銀電池、又は空気電池などの一次電池、或いはニッケル−カドミウム電池、銀−亜鉛電池、銀−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池又は鉛蓄電池などの二次電池であることができ、特にニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池であるのが好ましい。
【００８４】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
なお、電池製造時の不良率は、次の方法により算出した。つまり、電池の集電体として、水酸化ニッケルを発泡ニッケル支持体に充填した正極（３３ｍｍ幅、１８２ｍｍ長）と、ペースト式水素吸蔵合金負極（メッシュメタル系合金ＮｍＮｉ₅型、３３ｍｍ幅、２４７ｍｍ長）とを用意した。次いで、３３ｍｍ幅、４１０ｍｍ長に裁断したセパレータを、正極と負極との間に挟んだ後に渦巻状に巻回して、ＳＣ型対応の極板群を作製した。この時に短絡してしまい、電池を製造することができなかった百分率を電池製造時の不良率とした。
【００８６】
また、平均加圧保液率は次の方法により測定した。まず、セパレータ試料を温度２０℃、相対湿度６５％の状態下で水分平衡に至らせた後、質量（Ｍ_０）を測定した。次いで、セパレータ試料中の空気を水酸化カリウム溶液で置換するように、比重１.３（２０℃）の水酸化カリウム溶液中に１時間浸漬し、水酸化カリウム溶液を保持させた。そして、このセパレータ試料を上下３枚づつのろ紙（直径：３０ｍｍ）で挟み、加圧ポンプにより、５．６９ＭＰａの圧力を３０秒間作用させた後、セパレータ試料の質量（Ｍ_１）を測定した。その後、水酸化カリウム溶液への浸漬前のセパレータ試料の質量（Ｍ_０）と水酸化カリウム溶液への浸漬後のセパレータ試料の質量（Ｍ_１）とから、次の式により加圧保液率を算出した。この加圧保液率の測定は、４箇所から採取したセパレータについてそれぞれ行い、その算術平均値を平均加圧保液率とした。なお、平均加圧保液率は５％以上であると、電池寿命が長くなることがわかっている。
加圧保液率（％）＝［（Ｍ_１−Ｍ_０）／Ｍ_０］×１００
【００８７】
【実施例】
（実施例１）
ホモポリプロピレン（Ｑ値：３．２、ＭＩ：１４ｇ／１０分、融点：１６８℃）を芯成分とし、高密度ポリエチレン（Ｑ値：６．７、ＭＩ：２０ｇ／１０分、融点：１３５℃）を鞘成分とする、引張り強さが６．５ｃＮ／ｄｔｅｘの複合高強度ポリプロピレン系繊維（両端部を除いて高密度ポリエチレンが繊維表面を被覆、芯成分と鞘成分の体積比率＝５０：５０、ヤング率：４５ｃＮ／ｄｔｅｘ、熱収縮率：７％、繊度：０．８ｄｔｅｘ、繊維径：１０μｍ、切断繊維長：５ｍｍ）を用意した。
【００８８】
また、ポリ−Ｌ−乳酸からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在し、複合紡糸法により製造した海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、切断繊維長：２ｍｍ）を、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴（温度：８０℃）中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるポリ−Ｌ−乳酸を抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：２μｍ、σ／ｄ：０．０８３、融点：１７２℃、切断繊維長：２ｍｍ、密度：０．９１ｇ／ｃｍ^３、横断面形状：円形）を得た。このポリプロピレン極細繊維は、フィブリル化しておらず、延伸されており、しかも各繊維が繊維軸方向において実質的に同じ直径を有していた。
【００８９】
次いで、前記複合高強度ポリプロピレン系繊維を８０ｍａｓｓ％と、前記ポリプロピレン極細繊維２０ｍａｓｓ％とをスラリー中に分散させ、湿式法（水平長網方式）により、個々のポリプロピレン極細繊維及び複合高強度ポリプロピレン系繊維が分散した繊維ウエブを形成した。
【００９０】
次いで、この繊維ウエブをコンベアで支持し、コンベアの下方から吸引して繊維ウエブをコンベアと密着させて搬送しながら、繊維ウエブに対して温度１３９℃の熱風を１０秒間吹きつけ、十分な量の熱風を通過させる無圧下での熱処理を実施し、繊維ウエブの乾燥と同時に複合高強度ポリプロピレン系繊維の高密度ポリエチレン成分のみを融着させて、融着繊維ウエブを形成した。
【００９１】
次いで、前記融着繊維ウエブを温度６０℃の発煙硫酸溶液（１５％ＳＯ_３溶液）中に２分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥してスルホン化処理を実施して、目付が４８ｇ／ｍ^２で、厚さが０．１１ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【００９２】
平均５％モジュラス強度：６０Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：１０．０Ｎ
空隙率：５３％
孔の最大孔径：２０μｍ
厚さ保持率：９２％
地合指数：０．１０
電池製造時の不良率：０．００５％
平均加圧保液率：７.５％
【００９３】
（実施例２）
複合高強度ポリプロピレン系繊維を７０ｍａｓｓ％と、前記ポリプロピレン極細繊維３０ｍａｓｓ％とを配合したこと以外は実施例１と全く同様にして、目付が４０ｇ／ｍ^２で、厚さが０．１０ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【００９４】
平均５％モジュラス強度：５０Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：８．５Ｎ
空隙率：５７％
孔の最大孔径：１８μｍ
厚さ保持率：９１％
地合指数：０．０８
電池製造時の不良率：０．００４％
平均加圧保液率：８.０％
【００９５】
（実施例３）
複合高強度ポリプロピレン系繊維を９０ｍａｓｓ％と、前記ポリプロピレン極細繊維１０ｍａｓｓ％とを配合したこと、及び繊維ウエブに対して温度１４１℃の熱風を１０秒間吹きつけて融着繊維ウエブを形成したこと以外は実施例１と全く同様にして、目付が４８ｇ／ｍ^２で、厚さが０．１１ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【００９６】
平均５％モジュラス強度：８０Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：１０．５Ｎ
空隙率：５４％
孔の最大孔径：２３μｍ
厚さ保持率：９５％
地合指数：０．１１
電池製造時の不良率：０．００８％
平均加圧保液率：６．３％
【００９７】
（比較例１）
複合高強度ポリプロピレン系繊維を５０ｍａｓｓ％と、前記ポリプロピレン極細繊維５０ｍａｓｓ％とを配合したこと、及び繊維ウエブに対して温度１２８℃の熱風を１０秒間吹きつけて融着繊維ウエブを形成したこと以外は実施例１と全く同様にして、目付が４８ｇ／ｍ^２で、厚さが０.１１ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【００９８】
平均５％モジュラス強度：２８Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：６．７Ｎ
空隙率：５７％
孔の最大孔径：１６μｍ
厚さ保持率：８５％
地合指数：０．０６
電池製造時の不良率：０．０１０％
平均加圧保液率：８．０％
【００９９】
（比較例２）
実施例１と全く同様にして繊維ウエブを形成した。次いで、この繊維ウエブを温度１３０℃で乾燥した。次いで、この乾燥繊維ウエブを、温度１３８℃に加熱された熱ロール間を通過させる熱処理を実施し、複合高強度ポリプロピレン系繊維の高密度ポリエチレン成分のみを融着させて、融着繊維ウエブを形成した。
【０１００】
次いで、前記融着繊維ウエブを実施例１と同様にスルホン化処理を実施して、目付が４８ｇ／ｍ^２で、厚さが０．１１ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【０１０１】
平均５％モジュラス強度：１０５Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：１０．５Ｎ
空隙率：５３％
孔の最大孔径：２０μｍ
厚さ保持率：９５％
地合指数：０．１１
電池製造時の不良率：０．０１２％
平均加圧保液率：７．２％
【０１０２】
（比較例３）
複合高強度ポリプロピレン系繊維を１００ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と全く同様にして、目付が４８ｇ／ｍ^２で、厚さが０.１１ｍｍの一層構造であるセパレータを製造した。このセパレータの物性は次の通りであった。
【０１０３】
平均５％モジュラス強度：９５Ｎ／５ｃｍ幅
平均ニードル式耐貫通力：６．０Ｎ
空隙率：５４％
孔の最大孔径：５０μｍ
厚さ保持率：９５％
地合指数：０．１２
電池製造時の不良率：０．０２８％
平均加圧保液率：４．８％
【０１０４】
【発明の効果】
本発明の電池用セパレータは短絡を効果的に防止できるものである。また、生産性良く電池を製造できる電池用セパレータである。更に、電池寿命を長くすることのできる電池用セパレータである。
【０１０５】
本発明の電池は生産性良く製造できる電池である。また、電池寿命の長い電池である。

Claims (11)

1. 少なくとも繊維表面の一部に融着成分を備えた、引張り強さが４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の複合高強度ポリプロピレン系繊維を６０ｍａｓｓ％以上（１００ｍａｓｓ％を除く）と、複合紡糸法で得た海島型複合繊維の海成分を除去することにより得た、繊維径が４μｍ以下の極細繊維を４０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を除く）とから構成され、前記複合高強度ポリプロピレン系繊維が融着した、繊維の融着のみによって固定された不織布からなり、平均５％モジュラス強度が３０〜１００Ｎ／５ｃｍ幅であることを特徴とする電池用セパレータ。
2. 前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分は、両端部を除く繊維表面全体を被覆していることを特徴とする、請求項１記載の電池用セパレータ。
3. 前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分が高密度ポリエチレンからなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の電池用セパレータ。
4. 前記複合高強度ポリプロピレン系繊維の繊維径が４μｍを超え、１２μｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池用セパレータ。
5. 複合高強度ポリプロピレン系繊維の融着成分の融点よりも５℃低い温度から融着成分の融点よりも２０℃高い温度の範囲内、かつ融着処理時間が３秒から２０秒の範囲内で、繊維ウエブに十分な量の熱風を通過させて無圧下で融着させたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電池用セパレータ。
6. 前記電池用セパレータの平均ニードル式耐貫通力が６．８Ｎ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の電池用セパレータ。
7. 前記電池用セパレータの空隙率が４５％〜７０％であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の電池用セパレータ。
8. 前記電池用セパレータの孔の最大孔径が３５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の電池用セパレータ。
9. 前記電池用セパレータの厚さ保持率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の電池用セパレータ。
10. スルホン化処理、フッ素ガス処理、ビニルモノマーのグラフト重合処理、放電処理、界面活性剤処理、或いは親水性樹脂付与処理の中から選ばれる親水化処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電池用セパレータ。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の電池用セパレータを備えていることを特徴とする電池。