JP6082616B2 - Alkaline storage battery - Google Patents

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Description

本発明は、特殊なセパレータ構成を有するアルカリ蓄電池に関する。   The present invention relates to an alkaline storage battery having a special separator configuration.

近年、二次電池(蓄電池)の用途が拡大して、パーソナルコンピュータ、携帯端末、電気自動車、ハイブリッド車、電動自転車、電動工具など広範囲にわたって用いられるようになった。この中でも、ニッケル−水素蓄電池やニッケル−カドミウム蓄電池に代表されるアルカリ蓄電池は、乾電池型二次電池やハイブリッド車向けの大型バッテリーなど、種々の用途に用いられている。そして、この種のアルカリ蓄電池に使用される、正極と負極を分離してアルカリ電解液を保持するセパレータとしては、耐アルカリ性に優れているポリオレフィン系繊維からなる不織布が一般的に用いられている。   In recent years, the use of secondary batteries (storage batteries) has expanded, and has come to be used in a wide range of applications such as personal computers, portable terminals, electric vehicles, hybrid vehicles, electric bicycles, and electric tools. Among these, alkaline storage batteries represented by nickel-hydrogen storage batteries and nickel-cadmium storage batteries are used in various applications such as dry-cell secondary batteries and large batteries for hybrid vehicles. And as a separator which isolate | separates a positive electrode and a negative electrode used for this kind of alkaline storage battery and hold | maintains alkaline electrolyte, the nonwoven fabric which consists of polyolefin fiber excellent in alkali resistance is generally used.

この種のポリオレフィン系繊維は、アルカリ電解液との親水性に劣るために、親水化処理を施して親水性を向上させることが必要となる。そこで、ポリオレフィン系繊維からなるセパレータのアルカリ電解液との親水性を向上させるために、ポリオレフィン系繊維からなる不織布に、硫酸処理(スルホン化処理)、フッ素処理、コロナ放電処理、グラフト重合処理あるいは界面活性剤付与等の種々の親水化処理を施し、親水性に優れたセパレータとして使用されるようになった。   Since this type of polyolefin fiber is inferior in hydrophilicity with an alkaline electrolyte, it is necessary to improve the hydrophilicity by applying a hydrophilic treatment. Therefore, in order to improve the hydrophilicity of the separator made of polyolefin fiber with the alkaline electrolyte, the nonwoven fabric made of polyolefin fiber is treated with sulfuric acid treatment (sulfonation treatment), fluorine treatment, corona discharge treatment, graft polymerization treatment or interface. Various hydrophilic treatments such as addition of an activator have been performed, and it has come to be used as a separator having excellent hydrophilicity.

スルホン化処理は、親水性のみならず蓄電池の自己放電抑制効果も備えており、有用な処理とみなされている。しかしながら、スルホン化処理をセパレータに対して厳格に行うと、ポリオレフィン系繊維へのダメージが多くなり、強度と寿命特性が低下することが一般的に知られている。   The sulfonation treatment has not only hydrophilicity but also a self-discharge suppressing effect of the storage battery, and is regarded as a useful treatment. However, it is generally known that when the sulfonation treatment is performed strictly on the separator, damage to the polyolefin fibers increases, and the strength and life characteristics deteriorate.

また、目付を減らしつつ、遮蔽性を高めるため、ポリオレフィン系繊維からなる不織布のセパレータとして、主繊維と極細繊維を含有する構成をもつセパレータが利用されている。このような主繊維と極細繊維からなるセパレータについては、スルホン化処理による極細繊維へのダメージにより、蓄電池の内部抵抗の上昇や寿命劣化を招くおそれがあることが指摘されている。   In addition, in order to improve the shielding property while reducing the basis weight, a separator having a configuration containing main fibers and ultrafine fibers is used as a nonwoven fabric separator made of polyolefin fibers. About the separator which consists of such a main fiber and an ultrafine fiber, it has been pointed out that the damage to the ultrafine fiber by sulfonation treatment may lead to an increase in the internal resistance of the storage battery and a deterioration of the life.

また、親水性を高める他の方法として、界面活性剤をセパレータに付与する方法もあるが、活性剤が電極反応を阻害して内部抵抗が上昇するため、蓄電池の高出力化が困難となることが指摘されている。   In addition, as another method for increasing hydrophilicity, there is a method of imparting a surfactant to the separator. However, since the activator inhibits the electrode reaction and increases the internal resistance, it is difficult to increase the output of the storage battery. Has been pointed out.

さらに親水性を高める他の方法としてコロナ放電処理を用いることも知られている。コロナ放電処理は繊維へのダメージも小さく、親水性の効果も大きい。特に、コロナ放電処理とスルホン化処理とを合わせる処理を行うことにより、自己放電抑制、出力特性、寿命特性を向上させた蓄電池を製造することが可能となることが知られている(特許文献1参照)。   Furthermore, it is also known to use corona discharge treatment as another method for increasing hydrophilicity. Corona discharge treatment causes little damage to the fibers and has a great hydrophilic effect. In particular, it is known that a storage battery with improved self-discharge suppression, output characteristics, and life characteristics can be manufactured by performing a process that combines a corona discharge process and a sulfonation process (Patent Document 1). reference).

また、近年の蓄電池の高容量化に伴い、セパレータの厚さの低減化要求が高まっているが、セパレータを薄くした設計により、電極群の極間距離が短くなると(特に発泡メタル式正極の場合は)、極板のバリやクラックにより内部短絡が増えてしまう。対策としてはセパレータの繊維密度を高くするか、セパレータを厚くする必要があるが、高出力化への要求には反する結果となる。   In addition, with the recent increase in capacity of storage batteries, there is an increasing demand for reducing the thickness of the separator. However, when the distance between the electrodes in the electrode group is shortened due to the thin separator design (especially in the case of foam metal type positive electrodes) ) Internal short circuit increases due to burrs and cracks in the electrode plate. As a countermeasure, it is necessary to increase the fiber density of the separator or to increase the thickness of the separator, but the result is contrary to the demand for higher output.

このような流れの中で、二種類のセパレータを組み合わせて使用することにより、電池特性に優れ、短絡が生ずることなく、長寿命なアルカリ蓄電池を提供する技術も提案されている。本技術においては、硫酸処理(スルホン化処理)によって親水性が付与された第1のセパレータと、硫酸処理によらないで親水性が付与された第2のセパレータとを用いる(特許文献2参照)。   In such a flow, a technique for providing a long-life alkaline storage battery with excellent battery characteristics and no short circuit by using a combination of two types of separators has been proposed. In the present technology, a first separator imparted with hydrophilicity by sulfuric acid treatment (sulfonation treatment) and a second separator imparted with hydrophilicity without using sulfuric acid treatment are used (see Patent Document 2). .

特開平7−134979号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-1341979 特開2004−031293号公報JP 2004-031293 A

特許文献1に記載の方法によれば、自己放電抑制等の蓄電池特性を向上させることが可能となる。しかしながら、本文献の技術によるセパレータの製造過程においてはスルホン化処理が使用されるため、蓄電池の更なる高出力化要求に対応して、セパレータの更なる厚さの低減化、内部短絡防止に応えるために十分な強度が確保されているとは認定し難い。   According to the method described in Patent Document 1, it is possible to improve storage battery characteristics such as self-discharge suppression. However, since the sulfonation process is used in the manufacturing process of the separator according to the technology of this document, the thickness of the separator is further reduced and the internal short circuit is prevented in response to the demand for higher output of the storage battery. Therefore, it is difficult to certify that sufficient strength is secured.

また、特許文献2に記載の方法によれば、強度を確保し、内部短絡を防止し得るセパレータが提供可能となる。しかしながら、目付を減らしつつ遮蔽性を高めるため、第1のセパレータが主繊維と極細繊維の組み合わせから製造される場合においてはスルホン化処理のみでは十分な親水性を確保することが難しく、更なる高出力と長寿命を達成することは難しい。   Moreover, according to the method described in Patent Document 2, it is possible to provide a separator that can ensure strength and prevent internal short circuit. However, in order to increase the shielding property while reducing the basis weight, it is difficult to ensure sufficient hydrophilicity only by the sulfonation treatment when the first separator is manufactured from a combination of the main fiber and the ultrafine fiber. Achieving power and long life is difficult.

本発明は、セパレータの強度を確保しつつ、高出力、長寿命を達成するアルカリ蓄電池を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an alkaline storage battery that achieves high output and long life while ensuring the strength of the separator.

本発明のアルカリ蓄電池は、正極と負極がセパレータを介して巻回された電極群を備えたアルカリ蓄電池であって、前記セパレータとして、硫酸処理とコロナ放電処理を施したポリオレフィン製不織布からなる第1のセパレータと、親水処理を施さないポリオレフィン製不織布からなる第2のセパレータと、を備える。   The alkaline storage battery of the present invention is an alkaline storage battery including an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound through a separator, and the separator is a first nonwoven fabric made of polyolefin subjected to sulfuric acid treatment and corona discharge treatment. And a second separator made of a polyolefin non-woven fabric that is not subjected to hydrophilic treatment.

本発明の一態様として例えば、前記第2のセパレータが巻回された電極群に対して、正極の巻き始め部の内側と外側とを覆う。   As one aspect of the present invention, for example, the inner side and the outer side of the winding start portion of the positive electrode are covered with respect to the electrode group around which the second separator is wound.

本発明の一態様として例えば、前記第2のセパレータが巻回された電極群に対して、正極の巻き終り部の外側を覆う。   As one aspect of the present invention, for example, the outside of the winding end portion of the positive electrode is covered with respect to the electrode group around which the second separator is wound.

本発明の一態様として例えば、前記第2のセパレータが巻回された電極群に対して、正極の巻き始め部の内側と外側とを覆い、且つ、正極の巻き終り部の外側を覆う。   As an aspect of the present invention, for example, the electrode group around which the second separator is wound covers the inside and outside of the positive electrode winding start portion and the outside of the positive electrode winding end portion.

本発明の一態様として例えば、前記第1のセパレータがポリオレフィン系接着繊維を用いた主繊維と高強度ポリプロピレンを用いた極細繊維からなる。   As one aspect of the present invention, for example, the first separator is composed of a main fiber using a polyolefin-based adhesive fiber and an ultrafine fiber using a high-strength polypropylene.

本発明の一態様として例えば、前記第1のセパレータの硫酸処理の程度は、下記の計算式で表わされる値に対して1.5×10−3〜3.5×10−3の範囲であるアルカリ蓄電池。硫酸処理度=(セパレータ中のSO量(g)/SO式量)/(セパレータ重量(g)×3/(プロピレン分子量)) As one aspect of the present invention, for example, the degree of sulfuric acid treatment of the first separator is in the range of 1.5 × 10 −3 to 3.5 × 10 −3 with respect to the value represented by the following calculation formula. Alkaline storage battery. Degree of sulfuric acid treatment = (SO 4 amount in separator (g) / SO 4 formula amount) / (Separator weight (g) × 3 / (propylene molecular weight))

本発明の一態様として例えば、前記正極の巻き始め部の内側と外側とを覆う第2のセパレータにおいて、当該第2のセパレータの正極の巻き始め部からの長さが5〜30mmの範囲に設定されている。   As one aspect of the present invention, for example, in the second separator covering the inside and outside of the positive electrode winding start portion, the length of the second separator from the positive electrode winding start portion is set in a range of 5 to 30 mm. Has been.

本発明によれば、第1および第2のセパレータにより、セパレータの強度を確保しつつ、高出力、長寿命を達成するアルカリ蓄電池の提供が可能となる。   According to the present invention, the first and second separators can provide an alkaline storage battery that achieves high output and long life while ensuring the strength of the separator.

本発明の一実施形態のアルカリ蓄電池の内部構造を示す斜視図The perspective view which shows the internal structure of the alkaline storage battery of one Embodiment of this invention. 実施形態のアルカリ蓄電池における電極群の巻き始め部分の断面図Sectional drawing of the winding start part of the electrode group in the alkaline storage battery of embodiment 実施形態のアルカリ蓄電池における電極群の巻き終り部分の断面図Sectional drawing of the winding end part of the electrode group in the alkaline storage battery of embodiment 主繊維と極細繊維が絡み合った状態を示すセパレータの拡大写真図Enlarged photograph of the separator showing the state where the main fibers and ultrafine fibers are intertwined 実施例と比較例の電池特性に関する実験結果を示す表Table showing experimental results on battery characteristics of Examples and Comparative Examples

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態のアルカリ蓄電池であるニッケル水素電池の内部構造を示す図である。本実施形態は円筒型電池の例を示すが、本発明はニッケル水素電池に限定されず、その他の型のものにも応用可能である。   FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a nickel metal hydride battery that is an alkaline storage battery according to an embodiment of the present invention. Although the present embodiment shows an example of a cylindrical battery, the present invention is not limited to a nickel metal hydride battery, and can be applied to other types.

アルカリ蓄電池1は、金属製外装缶2と、正極側キャップ3と、負極側キャップ4によりその外形形状が構成される。円筒状の金属製外装缶2の両端に、正極端子3aを有する正極側キャップ3と負極端子4aを有する負極側キャップ4が装着され、これらの部材によって形成される内部空間に安全弁5、ガスケット8、正極10、負極20、セパレータ30等の部材が収納されている。   The outer shape of the alkaline storage battery 1 is configured by a metal outer can 2, a positive electrode side cap 3, and a negative electrode side cap 4. A positive electrode side cap 3 having a positive electrode terminal 3a and a negative electrode side cap 4 having a negative electrode terminal 4a are attached to both ends of a cylindrical metal outer can 2, and a safety valve 5 and a gasket 8 are formed in an internal space formed by these members. Members such as the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30 are accommodated.

安全弁5はアルカリ蓄電池1の内部空間に一定値以上の圧力がかかった際に開き、圧力を開放する役目を果たす部材であり、ガスケット8は電解液等内部の液体の漏れを防止する部材である。これらの部材の種類は特に限定されない。   The safety valve 5 is a member that opens when a pressure exceeding a certain value is applied to the internal space of the alkaline storage battery 1 and plays a role of releasing the pressure, and the gasket 8 is a member that prevents leakage of an internal liquid such as an electrolytic solution. . The kind of these members is not particularly limited.

本実施形態のアルカリ蓄電池1は円筒型の外観を呈し、板状の正極10と板状の負極20が、不織布製のセパレータ30を介して渦巻状に巻回され、アルカリ蓄電池1の内部空間に配置されている。ニッケル水素電池の場合、正極10は、例えば水酸化ニッケル等の活物質を所定の基板等に埋め込むことにより構成される。特に発泡メタル式(SME;Sponge Metal)の正極は、多孔質の発泡状の金属を保持体として、孔の中に活物質を充填することにより構成されるが、正極10の種類は特に限定されない。負極20は、例えば周知の水素吸蔵合金の微粉末を金属多孔板に塗布することにより構成されるが、負極20の種類も特に限定されない。   The alkaline storage battery 1 of the present embodiment has a cylindrical appearance, and the plate-like positive electrode 10 and the plate-like negative electrode 20 are spirally wound via a nonwoven fabric separator 30, and are placed in the internal space of the alkaline storage battery 1. Has been placed. In the case of a nickel metal hydride battery, the positive electrode 10 is configured by embedding an active material such as nickel hydroxide in a predetermined substrate or the like. In particular, a foam metal type (SME) positive electrode is constituted by filling a porous material with a porous foam metal and filling an active material in a hole, but the type of the positive electrode 10 is not particularly limited. . Although the negative electrode 20 is comprised by apply | coating the fine powder of a well-known hydrogen storage alloy to a metal porous plate, for example, the kind of negative electrode 20 is not specifically limited.

図2は、発明の一実施形態の電極群の巻き始め部分の断面図であり、図3は、本発明の一実施形態の電極群の巻き終り部分の断面図である。電極群とは、巻回されることにより電極(正極10と負極20を含む)の積層体となった複数の層のことを意味する。言いかえると、図2はアルカリ蓄電池1の円形断面の中心付近の拡大図に相当し、図3は、アルカリ蓄電池1の円形断面の最外層における、電極群およびセパレータ30の端部付近の拡大図に相当する。そして、本実施形態において、セパレータ30は、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32とを含む。なお、上述した層の数、すなわち正極10と負極20の巻回の回数は特に限定されない。   2 is a cross-sectional view of a winding start portion of an electrode group according to an embodiment of the invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a winding end portion of the electrode group of an embodiment of the present invention. The electrode group means a plurality of layers that are wound to form a laminate of electrodes (including the positive electrode 10 and the negative electrode 20). In other words, FIG. 2 corresponds to an enlarged view near the center of the circular cross section of the alkaline storage battery 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the outermost layer of the circular cross section of the alkaline storage battery 1 near the ends of the electrode group and the separator 30. It corresponds to. In the present embodiment, the separator 30 includes a first separator 31 and a second separator 32. The number of layers described above, that is, the number of windings of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is not particularly limited.

本実施形態において第1のセパレータ31は、硫酸処理(スルホン化処理)とコロナ放電処理を施したポリオレフィン製不織布から構成されている。特に本実施形態においては、第1のセパレータ31は、ポリオレフィン系接着繊維を用いた主繊維と高強度ポリプロピレンを用いた極細繊維から構成されている。図4は実施形態の第1のセパレータ31の拡大写真図であり、倍率は500倍で、走査型電子顕微鏡を用いて撮影されたものである。この拡大写真図からわかるように、ポリオレフィン系接着繊維を用いた主繊維31aと、高強度ポリプロピレンを用いた極細繊維31bとが絡み合って構成されている。   In this embodiment, the 1st separator 31 is comprised from the polyolefin nonwoven fabric which performed the sulfuric acid process (sulfonation process) and the corona discharge process. In particular, in the present embodiment, the first separator 31 is composed of a main fiber using a polyolefin-based adhesive fiber and an ultrafine fiber using a high-strength polypropylene. FIG. 4 is an enlarged photograph of the first separator 31 of the embodiment. The magnification is 500 times, and the image is taken using a scanning electron microscope. As can be seen from this enlarged photograph, the main fiber 31a using the polyolefin-based adhesive fiber and the ultrafine fiber 31b using the high-strength polypropylene are intertwined.

第1のセパレータ31を作成する際の硫酸処理とコロナ放電処理の順序は特に限定はされないが、コロナ放電処理は時間が経過すると効果が低下するので、硫酸処理後にコロナ処理放電を実施するのが一般的である。硫酸処理は一般的に発煙硫酸より、親水性のスルホン酸基を繊維の表面に付着させる処理であるが、その詳細な態様は特に限定されない。また、コロナ放電処理は、親水性のある極性基を繊維の表面に生成させる処理であり、その詳細な態様は特に限定されない。硫酸処理とコロナ放電処理とを併用することにより、第1のセパレータ31の親水性を効果的に高め、自己放電抑制、出力特性、寿命特性を向上させた蓄電池を製造することが可能となる。   The order of the sulfuric acid treatment and the corona discharge treatment when forming the first separator 31 is not particularly limited, but the effect of the corona discharge treatment decreases with time, so that the corona treatment discharge is performed after the sulfuric acid treatment. It is common. The sulfuric acid treatment is generally a treatment for attaching hydrophilic sulfonic acid groups to the surface of the fiber from fuming sulfuric acid, but its detailed mode is not particularly limited. Further, the corona discharge treatment is a treatment for generating a hydrophilic polar group on the surface of the fiber, and its detailed mode is not particularly limited. By using the sulfuric acid treatment and the corona discharge treatment together, it is possible to effectively increase the hydrophilicity of the first separator 31 and manufacture a storage battery with improved self-discharge suppression, output characteristics, and life characteristics.

なお、第1のセパレータ31を硫酸処理する際、下記の計算式で表わされる値、すなわち硫酸処理度が好ましくは1.5×10−3〜3.5×10−3の範囲になるように、硫酸処理が行われる。
硫酸処理度=(セパレータ中のSO量(g)/SO式量)/(セパレータ重量(g)×3/(プロピレン分子量))
When the first separator 31 is treated with sulfuric acid, the value represented by the following formula, that is, the degree of sulfuric acid treatment is preferably in the range of 1.5 × 10 −3 to 3.5 × 10 −3. The sulfuric acid treatment is performed.
Degree of sulfuric acid treatment = (SO 4 amount in separator (g) / SO 4 formula amount) / (Separator weight (g) × 3 / (propylene molecular weight))

上記硫酸処理度の式は、セパレータ中のスルホン基の量を表現したものである。硫酸処理度の値が低すぎると、自己放電性能が十分に得られないおそれがある。また、高すぎると繊維のダメージが大きくなり、遮蔽性が低下して寿命特性が低下するだけでなく、過剰なスルホン基が電池反応を阻害し出力特性も低下するおそれがある。   The above formula for the degree of sulfuric acid treatment expresses the amount of sulfone groups in the separator. If the value of the sulfuric acid treatment degree is too low, sufficient self-discharge performance may not be obtained. On the other hand, if it is too high, not only will the fiber be damaged, the shielding properties will be lowered and the life characteristics will be lowered, but also the excessive sulfone group will inhibit the battery reaction and the output characteristics may also be lowered.

第2のセパレータ32は、硫酸処理、コロナ放電処理、界面活性剤付与、プラズマ処理、フッ素ガス処理、アクリル酸グラフト重合処理等の如き親水処理を施さないポリオレフィン製不織布から構成されている。第2のセパレータ32は強度や寿命の確保を目的としており、第1のセパレータ31とは異なり、原料のポリオレフィン製不織布に対し一切の親水処理を施さないことが必要とされる。   The second separator 32 is made of a polyolefin non-woven fabric that is not subjected to hydrophilic treatment such as sulfuric acid treatment, corona discharge treatment, surfactant application, plasma treatment, fluorine gas treatment, acrylic acid graft polymerization treatment and the like. The second separator 32 is intended to ensure strength and life, and unlike the first separator 31, it is necessary that the raw material polyolefin nonwoven fabric is not subjected to any hydrophilic treatment.

本実施形態においては、セパレータ30として、硫酸処理とコロナ放電処理を施した第1のセパレータ31と、親水処理を施さない第2のセパレータ32とが用いられている。この構成により、アルカリ蓄電池1の出力性能の向上を図りつつ、実用に適した強度、コスト抑制を達成することができる。   In the present embodiment, a first separator 31 that has been subjected to sulfuric acid treatment and corona discharge treatment and a second separator 32 that has not been subjected to hydrophilic treatment are used as the separator 30. With this configuration, it is possible to achieve strength and cost reduction suitable for practical use while improving the output performance of the alkaline storage battery 1.

図2に示すように本実施形態においては、第2のセパレータ32は、正極10の巻き始め部の内側面10aと外側面10bとを覆っている。内側面10aは円形断面の中心側に位置する正極10の面であり、外側面1bは円形断面の最外層側に位置する正極10の面である。さらに第2のセパレータ32は、正極10の巻き始め部の端面10cをも覆っている。言いかえると、第2のセパレータ32は、正極10の巻き始め部の端部を覆いつつ、その両側の第1のセパレータ31に接している。したがって、正極10の巻き始め部の端部においては、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32との二層が、正極10と負極20との間に介在している。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the second separator 32 covers the inner side surface 10 a and the outer side surface 10 b of the winding start portion of the positive electrode 10. The inner side surface 10a is the surface of the positive electrode 10 located on the center side of the circular cross section, and the outer side surface 1b is the surface of the positive electrode 10 located on the outermost layer side of the circular cross section. Further, the second separator 32 also covers the end face 10 c of the winding start portion of the positive electrode 10. In other words, the second separator 32 is in contact with the first separators 31 on both sides of the positive electrode 10 while covering the end of the winding start portion. Therefore, at the end of the winding start portion of the positive electrode 10, two layers of the first separator 31 and the second separator 32 are interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20.

また、図3に示すように、第2のセパレータ32は、正極10の巻き終り部の外側10bを覆っている。言いかえると、第2のセパレータ32は、正極10の巻き終り部の端部の外側を覆っている。したがって、正極10の巻き終り部の端部においては、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32との二層が、正極10の外側と負極20との間に介在している。   Further, as shown in FIG. 3, the second separator 32 covers the outer side 10 b of the end of winding of the positive electrode 10. In other words, the second separator 32 covers the outside of the end of the winding end of the positive electrode 10. Therefore, two layers of the first separator 31 and the second separator 32 are interposed between the outer side of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 at the end of the winding end of the positive electrode 10.

正極10および負極20の巻き始め部は極板のバリやクラックが発生しやすい部分であり、巻き終り部は極板のバリが発生しやすい部分であるが、図2および図3に示すように、二種類のセパレータを使用することにより強度を確保し、内部短絡の発生を抑制することが可能となる。第2のセパレータ32は硫酸処理の如き親水処理が施されていないため、容易に強度を確保することができる。図2及び図3の双方の構成を必ずしも採用する必要はなく、巻き始め部に図2の構成を採用し、巻き終り部の構成に図3とは異なる他の構成を採用してもよい。逆に、巻き終り部に図3の構成を採用し、巻き始め部の構成に図2とは異なる他の構成を採用してもよい。もちろん、第2のセパレータ32を巻き始め部と巻き終り部のみに限定せず、他の部分に配置することもできるし、巻き始め部から巻き終り部までの間の全領域に配置することもできる。   The winding start part of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is a part where burrs and cracks of the electrode plate are likely to occur, and the end part of winding is a part where burrs of the electrode plate are likely to occur, as shown in FIGS. By using two types of separators, it is possible to ensure strength and suppress the occurrence of internal short circuits. Since the second separator 32 is not subjected to hydrophilic treatment such as sulfuric acid treatment, the strength can be easily secured. 2 and 3 are not necessarily employed, and the configuration of FIG. 2 may be employed for the winding start portion, and another configuration different from FIG. 3 may be employed for the winding end portion. Conversely, the configuration of FIG. 3 may be adopted at the winding end portion, and another configuration different from that of FIG. 2 may be adopted as the configuration of the winding start portion. Of course, the second separator 32 is not limited to the winding start portion and the winding end portion, but can be disposed in other portions, or can be disposed in the entire region from the winding start portion to the winding end portion. it can.

特に第2のセパレータ32を部分的(巻き始め部および/または巻き終り部のみ)に使用しているため、親水処理を施さないことから由来する電解液の保持力不足の様な欠点を回避しつつ、実用に十分な出力特性、強度および寿命を確保することが可能となる。上述したように、本実施形態においては、第2のセパレータ32を部分的に使用しているため、全体としてセパレータの厚みが大きくなり、蓄電池としての出力が低下することや、コストの上昇を抑制することができる。また、特に極板のバリやクラックが発生しやすい巻き始め部と巻き終り部に第2のセパレータ32を配置することで、高強度、長寿命、内部短絡の防止も効率的に達成している。特に親水性の高い第1のセパレータ31と、親水性が低いものの強度に優れた第2のセパレータ32との組み合わせにより、トータルバランスに優れた蓄電池を得ることが可能となる。   In particular, since the second separator 32 is partially used (only the winding start portion and / or the winding end portion), the disadvantages such as insufficient retention of the electrolytic solution derived from the absence of the hydrophilic treatment are avoided. However, it is possible to ensure output characteristics, strength and life sufficient for practical use. As described above, in the present embodiment, since the second separator 32 is partially used, the thickness of the separator increases as a whole, and the output as a storage battery decreases and the increase in cost is suppressed. can do. In addition, by arranging the second separator 32 at the winding start portion and winding end portion where the burrs and cracks of the electrode plate are likely to occur, high strength, long life, and prevention of internal short circuit are efficiently achieved. . In particular, the combination of the first separator 31 having a high hydrophilicity and the second separator 32 having a low hydrophilicity and an excellent strength makes it possible to obtain a storage battery having an excellent total balance.

また、本実施形態においては、図2に示すように、第2のセパレータ32の巻き始め部の巻回方向の長さ、正確には外側面10bにおける長さL1および内側面10aにおける長さL2は、正極10の巻き始め部(端面10c)から5〜30mmの範囲に設定されている。言い換えると、巻き始め部において第2のセパレータ32の長さは最短で5mm、最長で30mmに設定されている。このような範囲に設定することにより、高出力、高強度、コスト抑制等の要素についてバランスを確保した、好適なアルカリ蓄電池1を得ることが可能となる。長さL1と長さL2の大小関係について、図2の例ではL1>L2となっているが、L1=L2でもL1<L2でもよい。尚、実施形態においては、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32が互いに圧縮しあった状態で、巻き始め部と巻き終り部に存在している。第1のセパレータ31の一部を削除し、削除した部分に第2のセパレータ32を埋め込むようにしてもよく、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32の重ね合わせの方法は特に限定されない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the length of the winding start portion of the second separator 32 in the winding direction, more precisely, the length L1 on the outer side surface 10b and the length L2 on the inner side surface 10a. Is set in a range of 5 to 30 mm from the winding start portion (end surface 10 c) of the positive electrode 10. In other words, the length of the second separator 32 at the winding start portion is set to 5 mm at the shortest and 30 mm at the longest. By setting to such a range, it is possible to obtain a suitable alkaline storage battery 1 that ensures a balance with respect to factors such as high output, high strength, and cost reduction. Regarding the magnitude relationship between the length L1 and the length L2, L1> L2 in the example of FIG. 2, but L1 = L2 or L1 <L2 may be satisfied. In the embodiment, the first separator 31 and the second separator 32 are present at the winding start portion and the winding end portion in a compressed state. A part of the first separator 31 may be deleted, and the second separator 32 may be embedded in the deleted part, and the method of overlaying the first separator 31 and the second separator 32 is not particularly limited.

上述したように、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32を構成する繊維としてはポリオレフィン系のものが選択される。使用されるポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられるが特に限定はされない。また、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32の厚みは、好ましくは0.10〜0.20mmの範囲に設定されるが、厚みは適宜設定可能である。さらに、第1のセパレータ31と第2のセパレータ32の目付(単位面積当たりの重さ)は、好ましくは45〜75g/mの範囲に設定されるが、特に限定されない。 As described above, polyolefin fibers are selected as the fibers constituting the first separator 31 and the second separator 32. Examples of the polyolefin used include, but are not limited to, polyethylene and polypropylene. The thicknesses of the first separator 31 and the second separator 32 are preferably set in the range of 0.10 to 0.20 mm, but the thickness can be appropriately set. Further, the basis weight (weight per unit area) of the first separator 31 and the second separator 32 is preferably set in the range of 45 to 75 g / m 2 , but is not particularly limited.

第1のセパレータ31における主繊維の径(直径)は5μm以上のものが好ましく、極細繊維の径は2μm以下のものが好ましい。第2のセパレータ32も第1のセパレータ31と同じ繊維によって形成することができるが極細繊維31bは必ずしも必要ではなく、任意のポリオレフィン繊維を選択することができる。   The diameter (diameter) of the main fiber in the first separator 31 is preferably 5 μm or more, and the diameter of the ultrafine fiber is preferably 2 μm or less. Although the 2nd separator 32 can also be formed with the same fiber as the 1st separator 31, the ultrafine fiber 31b is not necessarily required and arbitrary polyolefin fibers can be selected.

以下、実施例と比較例について説明する。   Hereinafter, examples and comparative examples will be described.

[実施例1]
(セパレータの作製)
ポリオレフィン系接着繊維、高強度ポリプロピレン繊維を材料に用い、極細繊維を適量に配合した目付が65g/mとなるセパレータを公知の方法で作製した。このセパレータを第2のセパレータとした。
[Example 1]
(Preparation of separator)
A separator using a polyolefin adhesive fiber and high-strength polypropylene fiber as a material and blending an appropriate amount of ultrafine fibers with a basis weight of 65 g / m 2 was prepared by a known method. This separator was used as the second separator.

また、このセパレータを下記の計算式で表わされる値が2.5×10−3になるように、公知の方法によって硫酸処理を行った。
硫酸処理度=(セパレータ中のSO量(g)/SO式量)/(セパレータ重量(g)×3/(プロピレン分子量))
Further, this separator was treated with sulfuric acid by a known method so that a value represented by the following calculation formula was 2.5 × 10 −3 .
Degree of sulfuric acid treatment = (SO 4 amount in separator (g) / SO 4 formula amount) / (Separator weight (g) × 3 / (propylene molecular weight))

さらに、上述のようにして作製したセパレータを公知の方法を用い、コロナ放電処理により表面改質を行ったセパレータを作製した。このセパレータを第1のセパレータとした。   Furthermore, the separator produced as described above was produced using a known method, and a separator subjected to surface modification by corona discharge treatment was produced. This separator was used as the first separator.

(正極の作製)
水酸化ニッケル粉末を活物質とし、添加材としてコバルト化合物と希土類酸化物を加え、増粘剤、結着剤、純水とともに混練し正極合剤ペーストを作製した。この正極合剤ペーストを芯剤である発泡メタル式(SME;Sponge Metal)多孔体へ充填し、乾燥および所定の厚みに加圧した後、所定の寸法に切断して6000mAhの理論容量を持つSME式正極を作製した。
(Preparation of positive electrode)
A nickel hydroxide powder was used as an active material, a cobalt compound and a rare earth oxide were added as additives, and kneaded with a thickener, a binder, and pure water to prepare a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste is filled in a foam metal type (SME; Sponge Metal) porous body as a core, dried and pressed to a predetermined thickness, then cut to a predetermined dimension and having a theoretical capacity of 6000 mAh. A positive electrode was prepared.

(負極の作製)
水素吸蔵合金粉末を活物質とし、添加材としてアセチレンブラックと希土類酸化物を加え、増粘剤、結着剤、純水とともに混練し負極合剤ペーストを作製した。この負極合剤ペーストを芯剤であるパンチングメタルに塗着し、乾燥および所定の厚みに加圧した後、所定の寸法に切断して9000mAhの理論容量を持つ負極を作製した。
(Preparation of negative electrode)
A hydrogen storage alloy powder was used as an active material, acetylene black and rare earth oxide were added as additives, and kneaded with a thickener, binder, and pure water to prepare a negative electrode mixture paste. This negative electrode mixture paste was applied to a punching metal as a core, dried and pressed to a predetermined thickness, and then cut into predetermined dimensions to produce a negative electrode having a theoretical capacity of 9000 mAh.

(電極群の作製)
上記のようにして作製した第1のセパレータと第2のセパレータと正極と負極を準備し、図2に示すように第2のセパレータの巻き始め部の巻回方向の長さL1およびL2は、正極の巻き始めから10mmとなるように、また、図3に示すように、第2のセパレータは、正極の巻き終り部の外側を覆うように渦巻状に巻回して、電極群を作製した。
(Production of electrode group)
The first separator, the second separator, the positive electrode, and the negative electrode prepared as described above were prepared, and the lengths L1 and L2 in the winding direction of the winding start portion of the second separator as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the second separator was wound in a spiral shape so as to cover the outside of the winding end portion of the positive electrode, so that the electrode group was produced.

(ニッケル水素電池の作製)
上述のようにして作製した電極群の平面部に正極集電体および負極集電体をそれぞれ溶接した。さらに負極端子を兼ねる外装缶に挿入した後、比重が1.26である水酸化カリウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムからなるアルカリ電解液を正極容量に対して2.4ml/Ahの割合で注入し、ニッケル水素電池を作製した。この電池を実施例1とする。
(Production of nickel metal hydride battery)
A positive electrode current collector and a negative electrode current collector were each welded to the planar portion of the electrode group produced as described above. Further, after being inserted into an outer can serving also as a negative electrode terminal, an alkaline electrolyte composed of potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide having a specific gravity of 1.26 is injected at a rate of 2.4 ml / Ah with respect to the positive electrode capacity. Then, a nickel metal hydride battery was produced. This battery is referred to as Example 1.

[実施例2]
実施例1に対し、第1のセパレータの硫酸処理度を1.0×10−3としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例2とする。
[Example 2]
A nickel-metal hydride battery produced in the same manner as in Example 1 except that the sulfuric acid treatment degree of the first separator was set to 1.0 × 10 −3 with respect to Example 1 is referred to as Example 2.

[実施例3]
実施例1に対し、第1のセパレータの硫酸処理度を1.5×10−3としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例3とする。
[Example 3]
A nickel-metal hydride battery produced in the same manner as in Example 1 except that the sulfuric acid treatment degree of the first separator was set to 1.5 × 10 −3 with respect to Example 1 is referred to as Example 3.

[実施例4]
実施例1に対し、第1のセパレータの硫酸処理度を3.5×10−3としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例4とする。
[Example 4]
A nickel-metal hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sulfuric acid treatment degree of the first separator was set to 3.5 × 10 −3 with respect to Example 1 is referred to as Example 4.

[実施例5]
実施例1に対し、第1のセパレータの硫酸処理度を4.0×10−3としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例5とする。
[Example 5]
A nickel-metal hydride battery produced in the same manner as in Example 1 except that the sulfuric acid treatment degree of the first separator was set to 4.0 × 10 −3 with respect to Example 1 is referred to as Example 5.

[実施例6]
実施例1に対し、巻き始め部の第2のセパレータを配置しないこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例6とする。
[Example 6]
A nickel-metal hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second separator at the winding start portion is not disposed with respect to Example 1 is referred to as Example 6.

[実施例7]
実施例1に対し、巻き終り部の第2のセパレータを配置しないこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例7とする。
[Example 7]
A nickel-metal hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second separator at the end of winding is not disposed with respect to Example 1 is referred to as Example 7.

[実施例8]
実施例1に対し、第2のセパレータの巻き始め部の巻回方向の長さL1およびL2は、正極の巻き始めから5mmとなるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例8とする。
[Example 8]
In contrast to Example 1, the lengths L1 and L2 in the winding direction of the winding start portion of the second separator were prepared in the same manner as in Example 1 except that the length L1 and L2 were 5 mm from the start of winding of the positive electrode. A nickel metal hydride battery is referred to as Example 8.

[実施例9]
実施例1に対し、第2のセパレータの巻き始め部の巻回方向の長さL1およびL2は、正極の巻き始めから20mmとなるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例9とする。
[Example 9]
In contrast to Example 1, the lengths L1 and L2 in the winding direction of the winding start portion of the second separator were prepared in the same manner as in Example 1 except that the length L1 and L2 were 20 mm from the start of winding of the positive electrode. A nickel metal hydride battery is referred to as Example 9.

[実施例10]
実施例1に対し、第2のセパレータの巻き始め部の巻回方向の長さL1およびL2は、正極の巻き始めから30mmとなるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例10とする。
[Example 10]
In contrast to Example 1, the lengths L1 and L2 in the winding direction of the winding start portion of the second separator were prepared in the same manner as in Example 1 except that the length L1 and L2 were 30 mm from the start of winding of the positive electrode. A nickel metal hydride battery is referred to as Example 10.

[実施例11]
実施例1に対し、ポリオレフィン系接着繊維を材料に用い、極細繊維を配合しない第1のセパレータを用いたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を実施例11とする。
[Example 11]
A nickel-metal hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that a polyolefin-based adhesive fiber is used as a material and a first separator not containing ultrafine fibers is used as Example 11 is referred to as Example 11.

[比較例1]
実施例1に対し、第1セパレータに硫酸処理のみを施し、巻き始め部および巻き終り部の第2のセパレータを配置しないこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を比較例1とする。
[Comparative Example 1]
A nickel hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that only the sulfuric acid treatment is applied to the first separator and the second separator at the winding start portion and the winding end portion is not disposed. Set to 1.

[比較例2]
実施例1に対し、第1セパレータにコロナ放電処理のみを施し、巻き始め部および巻き終り部の第2のセパレータを配置しないこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を比較例2とする。
[Comparative Example 2]
Compared to Example 1, a nickel-metal hydride battery produced in the same manner as in Example 1 except that the first separator is subjected only to corona discharge treatment and the second separator at the winding start portion and winding end portion is not disposed. Example 2.

[比較例3]
実施例1に対し、巻き始め部および巻き終り部の第2のセパレータを配置しないこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を比較例3とする。
[Comparative Example 3]
A nickel-metal hydride battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second separator at the winding start portion and the winding end portion is not disposed with respect to Example 1 is referred to as Comparative Example 3.

[比較例4]
実施例1に対し、第2のセパレータも第1のセパレータと同様に硫酸処理度を2.5×10−3としたこと以外は、実施例1と同様にして作製したニッケル水素電池を比較例4とする。
[Comparative Example 4]
Compared to Example 1, a nickel-metal hydride battery produced in the same manner as in Example 1 except that the second separator also had a sulfuric acid treatment degree of 2.5 × 10 −3 as in the case of the first separator was a comparative example. 4.

以上の各電池を24時間放置した後、25℃雰囲気下で以下に示す初充放電および活性化充放電を行い、その後に諸評価を行った。結果を図5に示す。   After leaving each of the above batteries for 24 hours, the following initial charge / discharge and activation charge / discharge were performed in an atmosphere at 25 ° C., and then various evaluations were performed. The results are shown in FIG.

初充放電条件:
充電・・・600mAにて15時間(充電後に1時間放置)
放電・・・1200mAにて1.0Vに達するまで
Initial charge / discharge conditions:
Charging: 15 hours at 600 mA (1 hour after charging)
Discharge ... Until reaching 1.0V at 1200mA

活性化充放電条件:
充電・・・6500mAにて1時間
放電・・・6000mAにて1.0Vに達するまで
これを10回繰り返した。
Activation / discharge conditions:
Charging: discharging at 6500 mA for 1 hour: repeating this 10 times until reaching 1.0 V at 6000 mA.

(内部抵抗試験)
充電後に以下に示す4種類の放電を行った。
充電・・・3000mAにて1時間
放電・・・6000mAにて20秒、休止5分、充電・・・6000mAにて20秒、休止5分
放電・・・18000mAにて20秒、休止5分、充電・・・18000mAにて20秒、休止5分
放電・・・36000mAにて20秒、休止5分、充電・・・36000mAにて20秒、休止5分
放電・・・60000mAにて20秒、休止5分、充電・・・60000mAにて20秒、休止5分
(Internal resistance test)
The following four types of discharge were performed after charging.
Charge: 1 hour at 3000 mA Discharge: 20 seconds at 6000 mA, 5 minutes of rest, charge: 20 seconds at 6000 mA, 5 minutes of rest: 20 seconds at 18000 mA, 5 minutes of rest, Charging: 20 seconds at 18000 mA, 5 minutes of resting discharge: 20 seconds at 36000 mA, resting 5 minutes, charging: 20 seconds at 36000 mA, resting 5 minutes discharging: 20 seconds at 60000 mA, Pause 5 minutes, Charging ... 20 seconds at 60000 mA, Pause 5 minutes

この4種類の放電における、10秒後の電圧降下量Vを読み取り、このVを各電流値で除することにより、DCIR(内部抵抗値)を算出し、実施例1の電池のDCIRを1とした時の比率を図5に記し、出力特性の指標とした。 By reading the voltage drop VA after 10 seconds in these four types of discharges, and dividing this VA by each current value, DCIR (internal resistance value) is calculated, and the DCIR of the battery of Example 1 is calculated. The ratio when set to 1 is shown in FIG. 5 as an index of output characteristics.

(寿命試験)
以下に示す充電、休止、放電を行った。
充電・・・25℃雰囲気下で3000mAにて1.6時間。
休止・・・65℃雰囲気下で2週間。
放電・・・25℃雰囲気下で2000mAにて1.0Vに達するまで。
(Life test)
The following charging, resting, and discharging were performed.
Charging: 1.6 hours at 3000 mA in an atmosphere of 25 ° C.
Rest: 2 weeks under 65 ° C atmosphere.
Discharge: Until reaching 1.0 V at 2000 mA in a 25 ° C. atmosphere.

この充電、休止、放電を繰り返し、放電時の容量が初期の60%に達するまでの期間を電池の寿命期間とした。実施例1の寿命期間を1とした時の比率を図5に記し、寿命特性の指標とした。   The period until the capacity at the time of discharging reaches 60% of the initial stage was defined as the battery life period. The ratio when the lifetime in Example 1 is 1 is shown in FIG. 5 and used as an index of lifetime characteristics.

(自己放電試験)
充電・・・25℃雰囲気下で3000mAにて1.6時間。
休止・・・45℃雰囲気下で10日間。
放電・・・25℃雰囲気下で2000mAにて1.0Vに達するまで。
(Self-discharge test)
Charging: 1.6 hours at 3000 mA in an atmosphere of 25 ° C.
Rest: 10 days in a 45 ° C atmosphere.
Discharge: Until reaching 1.0 V at 2000 mA in a 25 ° C. atmosphere.

このときの放電容量を自己放電特性の指標とし、実施例1の残存容量を1とした時の比率を図5に示した。   The discharge capacity at this time was used as an index of self-discharge characteristics, and the ratio when the remaining capacity of Example 1 was 1 is shown in FIG.

(微小短絡発生評価)
以下に示す充電を行った。
充電・・・25℃雰囲気下で3000mAにて1.6時間。
(Evaluation of occurrence of micro short circuit)
The following charging was performed.
Charging: 1.6 hours at 3000 mA in an atmosphere of 25 ° C.

その後、液体窒素の中に10分間浸し、正極、負極間に500Vの電圧を印加し、導通が確認できたものを微小短絡発生と判断し、微小短絡発生度の指標とした。実施例1の微小短絡発生度を1とした時の指標を図5に示した。   Then, it was immersed in liquid nitrogen for 10 minutes, a voltage of 500 V was applied between the positive electrode and the negative electrode, and it was judged that a micro short circuit occurred when conductivity was confirmed, and was used as an index of the degree of micro short circuit occurrence. FIG. 5 shows an index when the degree of occurrence of a short-circuit in Example 1 is 1.

(実施例と比較例の比較)
図5は、上述の実施例と比較例の電池特性に関する実験結果を示す表である。上述したように、蓄電池の電池特性については、1)出力特性、2)寿命特性、3)自己放電特性、4)微小短絡発生度、の四つの観点から比較した。
(Comparison of Example and Comparative Example)
FIG. 5 is a table showing experimental results regarding the battery characteristics of the above-described Examples and Comparative Examples. As described above, the battery characteristics of the storage battery were compared from the following four viewpoints: 1) output characteristics, 2) life characteristics, 3) self-discharge characteristics, and 4) the degree of occurrence of a short circuit.

図5の結果から、実施例によるニッケル水素電池の全観点に関しバランスの良い特性が得られたが、比較例によるニッケル水素電池については実施例のものに比較して微小短絡が多く発生していることが理解される。   From the results shown in FIG. 5, a well-balanced characteristic was obtained with respect to all aspects of the nickel-metal hydride battery according to the example. However, the nickel-metal hydride battery according to the comparative example has more minute shorts than the example. It is understood.

第1のセパレータの厚みや目付を大きくすることで、第2のセパレータが無くても微小短絡発生度を抑えることができるが、その場合は、極板の寸法が短くなり、DCIRが高くなるため出力特性との両立が困難となる。   By increasing the thickness and basis weight of the first separator, it is possible to suppress the occurrence of a micro short circuit without the second separator, but in this case, the dimensions of the electrode plate are shortened and the DCIR is increased. Compatibility with output characteristics becomes difficult.

硫酸処理度に関しては、実施例2の1.0×10−3まで少なくした場合は、極端ではないが自己放電特性の低下が見られる。また実施例5の4.0×10−3まで高くした場合は、セパレータの繊維へのダメージが大きくなり、極端ではないが寿命特性の低下が見られる。また、過剰にスルホン基が存在するため、電極反応を阻害し、DCIRの増加を引き起こす。 Regarding the degree of sulfuric acid treatment, when it is reduced to 1.0 × 10 −3 in Example 2, although not extreme, a decrease in self-discharge characteristics is observed. Moreover, when it raises to 4.0 * 10 <-3> of Example 5, the damage to the fiber of a separator will become large and the fall of a lifetime characteristic will be seen although it is not extreme. Moreover, since an excessive sulfone group exists, an electrode reaction is inhibited and DCIR is increased.

したがって、硫酸処理度は1.5×10−3〜3.5×10−3の範囲で処理することが考えられる。 Therefore, it can be considered that the sulfuric acid treatment degree is in the range of 1.5 × 10 −3 to 3.5 × 10 −3 .

実施例6および7の結果から、第2のセパレータは巻き終わりのみ、巻き始めのみでも微小短絡発生度の効果が得られるが、両方を備えている方が微小短絡発生度がより抑えられる。   From the results of Examples 6 and 7, the second separator can achieve the effect of the occurrence of micro short-circuiting only at the end of winding or only at the beginning of winding, but the degree of occurrence of micro-short-circuiting is further suppressed when both are provided.

第2のセパレータの正極の巻き始め部からの長さが5mm以下の場合、クラックが発生しやすい箇所を充分に保護できていないため、極端ではないが微小短絡発生の抑制効果が小さくなる。さらに第2のセパレータは長くなるほど、電極反応抵抗を増加させるため、第2のセパレータの正極の巻き始め部の長さは5〜30mmの範囲に設定することが考えられる。   When the length of the second separator from the positive electrode winding start portion is 5 mm or less, the portion where cracks are likely to occur is not sufficiently protected, and the effect of suppressing the occurrence of a short-circuit is reduced, though not extremely. Furthermore, in order to increase the electrode reaction resistance as the second separator becomes longer, it is conceivable that the length of the winding start portion of the positive electrode of the second separator is set in the range of 5 to 30 mm.

実施例11の結果から、第1のセパレータに極細繊維を配合していない場合は、極端ではないが遮蔽性が不十分となり、硫酸処理とコロナ処理を施した場合でも、寿命特性が低下し、微小短絡発生度もやや高くなる。硫酸処理やコロナ処理を施さない場合は、さらに寿命特性が低下することは言うまでもない。   From the results of Example 11, when the ultrafine fiber is not blended in the first separator, the shielding property becomes insufficient but not extreme, and even when the sulfuric acid treatment and the corona treatment are performed, the life characteristics are lowered. The degree of micro short-circuit occurrence is also slightly increased. Needless to say, when the sulfuric acid treatment or the corona treatment is not performed, the life characteristics are further deteriorated.

比較例1〜3では、第2のセパレータが設置されていないため、微小短絡発生度が著しく高くなる。   In Comparative Examples 1 to 3, since the second separator is not installed, the occurrence of a minute short circuit is remarkably increased.

さらに第1のセパレータに硫酸処理のみを施した比較例1の場合は、セパレータへの電解液の浸透が不十分となるため、出力特性が低下するのみでなく、寿命特性も低下する。   Further, in the case of Comparative Example 1 in which only the sulfuric acid treatment is applied to the first separator, the electrolyte solution does not sufficiently penetrate into the separator, so that not only the output characteristics but also the life characteristics are deteriorated.

第1のセパレータにコロナ処理のみを施した比較例2の場合は、スルホン基が存在しないために自己放電特性が著しく低下し、それに伴い寿命特性も低下も引き起こす。   In the case of Comparative Example 2 in which only the corona treatment is applied to the first separator, since the sulfone group does not exist, the self-discharge characteristic is remarkably lowered, and the life characteristic is also lowered accordingly.

第1のセパレータに硫酸処理とコロナ処理を施した比較例3の場合でも、微小短絡を引き起こしやすい部分を保護していない影響により、寿命特性の低下を引き起こす。   Even in the case of Comparative Example 3 in which the first separator is subjected to sulfuric acid treatment and corona treatment, the life characteristics are deteriorated due to the effect of not protecting the portion that is likely to cause a micro short circuit.

よって、微小短絡の抑制と高い出力特性と優れた寿命特性を兼ね備えたアルカリ蓄電池を得るには、第1のセパレータに硫酸処理とコロナ処理を施し、親水処理を施さない第2のセパレータを配置することが必要不可欠となる。   Therefore, in order to obtain an alkaline storage battery that combines the suppression of minute short circuits, high output characteristics, and excellent life characteristics, the first separator is subjected to sulfuric acid treatment and corona treatment, and the second separator that is not subjected to hydrophilic treatment is disposed. It becomes essential.

また、比較例4のように、第2のセパレータに硫酸処理をした場合、第2のセパレータがない他の比較例に比べれば微小短絡発生度の抑制効果が得られるが、硫酸処理によりセパレータの強度が低下するので、効果が抑制される。今回は硫酸処理よる結果を示したが、他の親水処理についても同様の傾向が得られる。したがって、第2のセパレータは親水処理を行わないことが必要とされる。   In addition, when the second separator is treated with sulfuric acid as in Comparative Example 4, the effect of suppressing the occurrence of micro short-circuiting is obtained compared to other comparative examples that do not have the second separator. Since the strength decreases, the effect is suppressed. Although the result by sulfuric acid treatment was shown this time, the same tendency is obtained also about other hydrophilic treatment. Therefore, the second separator is required not to perform a hydrophilic treatment.

なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。   The present invention is intended to be variously modified and applied by those skilled in the art based on the description in the specification and well-known techniques without departing from the spirit and scope of the present invention. Included in the scope for protection. Moreover, you may combine each component in the said embodiment arbitrarily in the range which does not deviate from the meaning of invention.

本発明によれば、セパレータの強度を維持しつつ、高出力を達成可能なアルカリ蓄電池が提供され、種々の分野において更なる実施の可能性と利便性の向上が期待される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the alkaline storage battery which can achieve high output is maintained, maintaining the intensity | strength of a separator, and the possibility of further implementation and the improvement of the convenience are anticipated in various fields.

1 アルカリ蓄電池
2 金属製外装缶
3 正極側キャップ
4 負極側キャップ
5 安全弁
8 ガスケット
10 正極
20 負極
30 セパレータ
31 第1のセパレータ
32 第2のセパレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alkaline storage battery 2 Metal outer can 3 Positive electrode side cap 4 Negative electrode side cap 5 Safety valve 8 Gasket 10 Positive electrode 20 Negative electrode 30 Separator 31 First separator 32 Second separator

Claims (6)

正極と負極がセパレータを介して巻回された電極群を備えたアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータとして、硫酸処理とコロナ放電処理を施したポリオレフィン製不織布からなる第1のセパレータと、親水処理を施さないポリオレフィン製不織布からなる第2のセパレータと、を備え、
前記第2のセパレータは巻回された電極群に対して、正極の巻き始め部の内側と外側とを覆うアルカリ蓄電池。
An alkaline storage battery comprising an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound through a separator,
The separator includes a first separator made of a polyolefin nonwoven fabric subjected to sulfuric acid treatment and corona discharge treatment, and a second separator made of a polyolefin nonwoven fabric not subjected to hydrophilic treatment ,
The said 2nd separator is an alkaline storage battery which covers the inner side and the outer side of the winding start part of a positive electrode with respect to the wound electrode group .
請求項1記載のアルカリ蓄電池であって、
前記第2のセパレータは巻回された電極群に対して、正極の巻き終り部の外側を覆うアルカリ蓄電池。
The alkaline storage battery according to claim 1,
The second separator is an alkaline storage battery that covers the outside of the winding end portion of the positive electrode with respect to the wound electrode group.
請求項1記載のアルカリ蓄電池であって、
前記第2のセパレータは巻回された電極群に対して、正極の巻き始め部の内側と外側とを覆い、且つ、正極の巻き終り部の外側を覆うアルカリ蓄電池。
The alkaline storage battery according to claim 1,
The second separator is an alkaline storage battery that covers the inner side and the outer side of the winding start portion of the positive electrode and the outer side of the winding end portion of the positive electrode with respect to the wound electrode group.
請求項1からのいずれか1項に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記第1のセパレータはポリオレフィン系接着繊維を用いた主繊維と高強度ポリプロピレンを用いた極細繊維からなるアルカリ蓄電池。
The alkaline storage battery according to any one of claims 1 to 3 ,
The first separator is an alkaline storage battery comprising a main fiber using a polyolefin-based adhesive fiber and an ultrafine fiber using high-strength polypropylene.
請求項1からのいずれか1項に記載のアルカリ蓄電池であって、
前記第1のセパレータの硫酸処理の程度は、下記の計算式で表わされる値に対して1.5×10−3〜3.5×10−3の範囲であるアルカリ蓄電池。
硫酸処理度=(セパレータ中のSO量(g)/SO式量)/(セパレータ重量(g)×3/(プロピレン分子量))
The alkaline storage battery according to any one of claims 1 to 4 ,
The degree of the sulfuric acid treatment of the first separator is an alkaline storage battery in a range of 1.5 × 10 −3 to 3.5 × 10 −3 with respect to a value represented by the following calculation formula.
Degree of sulfuric acid treatment = (SO 4 amount in separator (g) / SO 4 formula amount) / (Separator weight (g) × 3 / (propylene molecular weight))
請求項またはに記載のアルカリ蓄電池であって、
前記正極の巻き始め部の内側と外側とを覆う第2のセパレータにおいて、当該第2のセパレータの正極の巻き始め部からの長さが5〜30mmの範囲に設定されているアルカリ蓄電池。
The alkaline storage battery according to claim 1 or 3 ,
The alkaline storage battery in which the length from the winding start part of the positive electrode of the second separator is set in the range of 5 to 30 mm in the second separator that covers the inside and the outside of the winding start part of the positive electrode.
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