JP7248872B2 - 鉛蓄電池用セパレータ - Google Patents
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Description
(1)液式鉛蓄電池に用いられる鉛蓄電池用セパレータであって、多孔質バックウェブ及び前記バックウェブの両面それぞれから延びている複数のリブとから成り、正極極板に接触する側の面にあるリブが破断リブであって、該形状が、2か所以上の屈曲点を有し、連続する2つの屈曲点でそれぞれ逆側に屈曲する直線状の破断リブ、または1か所以上の変曲点を有する曲線状の破断リブであることを特徴とする鉛蓄電池用セパレータ。
(2)前記破断リブが、屈曲角度が互いに異なるもの、または線分の長さが互いに異なるものが含まれることを特徴とする上記(1)記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(3)前記破断リブが、2回の回転対称性を有することを特徴とする上記(1)記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(4)前記破断リブが、両端に位置する線分どうしが互いに略平行な直線状の破断リブであることを特徴とする上記(1)記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(5)前記破断リブが、すべての屈曲点における屈曲角度が90度以上、180度より小さい形状を有する直線状の破断リブであることを特徴とする上記(1)~(4)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(6)前記破断リブが、屈曲点を2つ有する直線状の破断リブであることを特徴とする上記(1)~(5)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(7)前記破断リブが、変曲点における接線と隣接する変曲点における接線がなす内角の角度、もしくは変曲点における接線とリブ先端部分における接線がなす内角の角度が90度以上、180度より小さい形状を有する曲線状の破断リブであることを特徴とする上記(1)~(3)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(8)前記破断リブが、変曲点を1つ有し、変曲点における接線とリブ先端部分における接線がなす内角の角度が90度以上、180度より小さい形状を有する曲線状の破断リブであることを特徴とする上記(7)記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(9)複数の前記破断リブが、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに略水平に配置されていることを特徴とする上記(1)~(8)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(10)複数の前記破断リブが、前記破断リブと、セパレータの上下方向(MD方向)において該破断リブと隣接する他の前記破断リブとが、セパレータの上下方向(MD方向)において完全に重りあうことのないように配置されていることを特徴とする上記(1)~(8)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(11)複数の前記破断リブが、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の前記破断リブと前記破断リブとの間に形成される隙間が、セパレータの上下方向(MD方向)に隣接して配置される、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する他の1組の前記破断リブと前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において完全に重りあうことのないように配置されていることを特徴とする上記(1)~(8)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(12)複数の前記破断リブが、前記破断リブとセパレータの水平方向(CD方向)に対して右側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間が、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して右側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において重りあうことのないように配置されているか、または、前記破断リブとセパレータの水平方向(CD方向)に対して左側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間が、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して左側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において重りあうことのないように配置されていることを特徴とする上記(1)~(8)のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
(13)上記(1)~(12)のいずれかに記載のセパレータを使用したことを特徴とする鉛蓄電池。
図1に示す直線状の破断リブは、屈曲点を2か所有しており、この場合の、(a)、(b)、(c)は、それぞれ直線状の破断リブの線分を表す。
前記2か所以上の屈曲点を有し、連続する2つの屈曲点でそれぞれ逆側に屈曲する直線状の破断リブとしては、2回の回転対称性を有するもの、例えば線分(a)と線分(b)がなす内角の角度(屈曲角度)と、線分(b)と線分(c)がなす内角の角度(屈曲角度)が同じであって、線分(a)と線分(c)の長さが同じであるもの、が好ましく用いられるが、線分(a)と線分(b)がなす内角の角度(屈曲角度)と、線分(b)と線分(c)がなす内角の角度(屈曲角度)が異なるもの、または線分(a)と線分(c)の長さが異なるものであってもよい。
また、偶数の屈曲点を有するものが好ましく、屈曲点を2つ有するものがより好ましい。
前記1か所以上の変曲点を有する曲線状の破断リブとしては、2回の回転対称性を有するもの、例えば変曲点を1つ有する曲線状の破断リブの場合、隣接する2つの極値点における曲率半径が同じであって、2つの破断リブ末端と隣接する極値点との間に位置する2つの線分の長さが同じであるもの、が好ましく用いられるが、隣接する2つの極値点における曲率半径が異なるもの、または2つの破断リブ末端と隣接する極値点との間に位置する2つの線分の長さが異なるものであってもよい。
また、奇数の変曲点を有することが好ましく、変曲点を1つ有することがより好ましく、変曲点における接線とリブ先端部分における接線がなす内角の角度が90度以上であって180度より小さいものが好ましく、120度以上であって150度以下であるものがより好ましい。
本発明の鉛蓄電池用セパレータは、特定の形状を有する破断リブを正極極板に接触する側の面に配置することによって、充電時に生じる高比重の硫酸の電池底部(下方)への移動を阻害して、電解液の成層化を抑制することができるものである。
すなわち、図2~5に示される破断リブの配置例のように、本発明の鉛蓄電池用セパレータでは、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに略水平に破断リブを配置することによって、硫酸の電池底部(下方)への移動が阻害される。
例えば、図1に示される直線状の破断リブの場合、線分(b)、もしくは線分(a)および/または線分(c)がセパレータの水平方向(CD方向)に対して90度以内の傾きで配置されていることが好ましく、60度以内の傾きで配置されていることがより好ましい。
また、例えば、変曲点を1つ有する曲線状の破断リブの場合、変曲点における接線がセパレータの水平方向(CD方向)に対して45度以内の傾きで配置されていることが好ましく、30度以内の傾きで配置されていることがより好ましく、10度以内の傾きで配置されていることがさらに好ましい。
この場合の、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間とは、図3~5の破断リブの配置例に示されるような、セパレータの水平方向(CD方向)に対して略平行に配置されている1組の隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間をいう。
例えば、図4の破断リブの配置例において最上部左側に配置されている1組の隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において下に隣接して配置されている、上から2列目左側に配置されている1組の隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間とは、セパレータの上下方向(MD方向)から見て、重なりは見られない(重なり0%)。
図3および図5に示される破断リブの配置例においても同様である。
また、図2に示される破断リブの配置例の場合では、例えば、左から3番目の列の上から1番目に配置されている破断リブと、左から2列目の上から1番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において下に隣接して配置されている隙間である、左から2列目の上から1番目に配置されている破断リブと、左から3番目の列の上から2番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間とは、セパレータの上下方向(MD方向)から見て、重なりは見られない(重なり0%)。
本発明の鉛蓄電池用セパレータにおいて、上記の関係(1組の隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において下に隣接して配置されている、別の1組の隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なり具合)を維持しながら配置されている破断リブが、セパレータの正極極板に接触する側の面に配置されている破断リブ全体で、50%以上であることが好ましい。
この場合において、破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間とは、例えば、図2の破断リブの配置例において、左から2番目の列の上から2番目に配置されている破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブ、すなわち、左から3列目の上から3番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間(該破断リブの端部と隣接する別の破断リブとの間の最短距離)を意味する。
また、該破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間とは、例えば、図2の破断リブの配置例において、左から2番目の列の上から2番目に配置されている破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブ、すなわち、左から3列目の上から2番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間(該破断リブと隣接する別の破断リブの端部との間の最短距離)を意味する。
そして、図2の破断リブの配置例においては、この2つの隙間は、セパレータの上下方向(MD方向)から見た場合に、重なりは見られない(重なり0%)。
同様に、セパレータの最上部もしくは最下部に配置されている場合を除き、破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間と、該破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なりが50%未満であることが好ましく、20%未満であることがより好ましく、0%であることがさらに好ましい。
この場合において、破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間とは、例えば、図2の破断リブの配置例において、右から2番目の列の上から3番目に配置されている破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブ、すなわち、右から3列目の上から2番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間(該破断リブと隣接する別の破断リブの端部との間の最短距離)を意味する。
また、該破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間とは、例えば、図2の破断リブの配置例において、右から2番目の列の上から3番目に配置されている破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって左側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブ、すなわち、右から3列目の上から3番目に配置されている破断リブとの間に形成される隙間(該破断リブの端部と隣接する別の破断リブとの間の最短距離)を意味する。
そして、図2の破断リブの配置例においては、この2つの隙間は、セパレータの上下方向(MD方向)から見た場合に、重なりは見られない(重なり0%)。
そして、破断リブの線分(b)(図1参照)が、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに略水平になるように配置されている。さらに、セパレータの最上部もしくは最下部に配置されている場合を除いて、破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間と、該破断リブと、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して向かって右側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接して配置されている別の破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なりがないよう(重なり0%)に配置されている。
このような配置とすることによって、正極極板で生じた硫酸は、セパレータの正極極板に接触する側の面を伝って電池底部(下方)に沈降するとき、配置されている破断リブによって直線的な下方移動が阻害され、破断リブの形状に沿うように移動する。そして、破断リブの形状に沿うように移動した硫酸は、破断リブのセパレータの上下方向(MD方向)における下端の端部(隣接する一組の破断リブの間に形成される隙間)より、電池底部(下方)に沈降することとなるが、セパレータの上下方向(MD方向)に対して下方に隣接して配置されている別の破断リブによって直線的な下方移動が阻害され、該破断リブの形状に沿うように移動する。このように、正極極板で生じた硫酸は、電池上部から電池底部へ直線的に下方移動することが阻害され、配置されている破断リブとその形状によってジグザグに下方移動するため、電解液の成層化を発生させにくくすることができるものと考えられる。
そして、破断リブの線分(a)および線分(c)(図1参照)が、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに水平になるように配置されている。さらに、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)に隣接して配置される、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する他の1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なりがないよう(重なり0%)に配置されている。
このような配置とすることによって、図2に示される配置例と同様に、正極極板で生じた硫酸は、電池上部から電池底部へ直線的に下方移動することが阻害され、配置されている破断リブとその形状によってジグザグに下方移動するため、電解液の成層化を発生させにくくすることができるものと考えられる。
そして、破断リブの線分(b)(図1参照)が、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに水平になるように配置されている。さらに、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)に隣接して配置される、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する他の1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なりがないよう(重なり0%)に配置されている。
このような配置とすることによって、図2に示される配置例と同様に、正極極板で生じた硫酸は、電池上部から電池底部へ直線的に下方移動することが阻害され、配置されている破断リブとその形状によってジグザグに下方移動するため、電解液の成層化を発生させにくくすることができるものと考えられる。
そして、破断リブの変曲点における接線が、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに略水平になるように配置されている。さらに、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)に隣接して配置される、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する他の1組の破断リブと破断リブとの間に形成される隙間との、セパレータの上下方向(MD方向)から見た重なりがないよう(重なり0%)に配置されている。
このような配置とすることによって、図2に示される配置例と同様に、正極極板で生じた硫酸は、電池上部から電池底部へ直線的に下方移動することが阻害され、配置されている破断リブとその形状によってジグザグに下方移動するため、電解液の成層化を発生させにくくすることができるものと考えられる。
また、前記セパレータの前記両面のリブを含む総厚が1.4mm以下であることが好ましい。
このようにした場合は、生産性、製造コスト面でも有利なセパレータとすることができる。
本発明の鉛蓄電池用セパレータでは、ポリオレフィン樹脂が好ましく用いられ、より好ましくはポリエチレン樹脂、高分子量ポリエチレン樹脂がさらに好ましい。高分子量ポリエチレン樹脂は、少なくとも60万の分子量を有することが好ましく、分子量が500万の超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)がより好ましい。
本発明の鉛蓄電池用セパレータでは、沈降シリカ、ヒュームドシリカなどのシリカが好ましく用いられる。
可塑剤は、原料組成物中に、30~70重量%配合されることが好ましい。
電解液は、水溶液に硫酸を含む。電解液は、必要に応じてゲル化させてもよい。電解液は、必要に応じて、鉛蓄電池に利用される添加剤を含むことができる。
化成後で満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、例えば、1.10g/cm3以上であって、1.35g/cm3以下である。
鉛蓄電池の正極板には、ペースト式とクラッド式がある。
ペースト式正極板は、正極集電体と、正極電極材料とを具備する。正極電極材料は、正極集電体に保持されている。ペースト式正極板では、正極電極材料は、正極板から正極集電体を除いたものである。正極集電体は、負極集電体と同様に形成すればよく、鉛または鉛合金の鋳造や、鉛または鉛合金シートの加工により形成することができる。
正極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する正極活物質(二酸化鉛または硫酸鉛)を含む。正極電極材料は、必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよい。
クラッド式正極板は、芯金が挿入されたチューブに鉛粉または、スラリー状の鉛粉を充填し、複数のチューブを連座で結合することにより形成される。
鉛蓄電池の負極板は、負極集電体と、負極電極材料とで構成されている。負極電極材料は、負極板から負極集電体を除いたものである。負極集電体は、鉛(Pb)または鉛合金の鋳造により形成してもよく、鉛または鉛合金シートを加工して形成してもよい。加工方法としては、例えば、エキスパンド加工や打ち抜き(パンチング)加工が挙げられる。負極集電体として負極格子を用いると、負極電極材料を担持させやすいため好ましい。
熱可塑性樹脂として重量平均分子量500万の超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMWPE)粉末30質量部と、無機粉体として平均粒径15μmのシリカ微粉末70質量部と、可塑剤として鉱物オイルの1種であるパラフィン系オイルと、をミキサで混合した。得られた混合物を、2軸押出機にて加熱溶融混練したものをTダイからシート状に押し出し、シート両面にリブパターンに応じた溝を有するロールからなる一対の成形ロール間に通して加圧成形した。これにより、シートの一方の面に所定形状の正極板当接用の主リブが、その反対側の面に押し出し成型の流れ方向(Machine Direction:MD方向)に平行な直線連続的な形状の負極当接用のミニリブが、一体に成形加工された無孔質フィルムを作製した。
次いで、連続した無孔質フィルムを、有機溶剤を入れた液槽中に浸漬状態となるように通過させ、パラフィン系オイルを、一部を残して抽出除去した。このフィルムを、乾燥炉内を通過させることによって、総厚0.70mm、ベース部厚さ0.20mmの微多孔質フィルムセパレータを作製した。
なお、正極当接用の破断リブは、図1に示すような2か所の屈曲点を有する直線状の破断リブ形状を有しており、個々の破断リブの各辺、線分(a)、線分(b)、線分(c)の長さと角度は、線分(a)と線分(c)の長さは4.5mm、線分(b)の長さは10mmであり、線分(a)と線分(c)のそれぞれが線分(b)と成す角度は135度であって、線分(b)がセパレータの水平方向(CD方向)に対して平行である。複数の各破断リブは図2に示すように、略水平に複数配置し、セパレータの水平方向(CD方向)で隣接する破断リブ同士はセパレータの上下方向(MD方向)に平行な軸に対して鏡像対称のような関係となっている。また、これらのセパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において最も近くに配置されている、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間(例えば、図2において、最も左側の列の上から2番目に配置されている破断リブと、左から2列目の上から2番目に配置されている破断リブとの間の隙間と、最も左側の列の上から2番目に配置されている破断リブと、左から2列目の上から1番目に配置されている破断リブとの間の隙間)は、セパレータの上下方向(MD方向)から見た場合に互いに全く重なり合っておらず、それらの隙間はいずれも3mmである。
また、正極当接用の破断リブは、リブの長手方向に対して垂直な断面形状を台形状とし、リブの高さは0.40mm、リブの台形状断面の下辺幅は0.80mm、上辺幅は0.40mmである。
一方、負極当接用のミニリブは、ミニリブの長手方向に対して垂直な断面形状が長方形である。ミニリブの高さは0.10mmであり、ミニリブ間距離は0.55mmであって、ミニリブの幅は0.10mmである。
正極当接用の破断リブの線分(b)の長さを7mmとした以外、実施例1と同様の微多孔質フィルムセパレータを作製した。
正極当接用のリブを、セパレータの上下方向(MD方向)に直線連続的なリブとし、各リブ間の幅を10mmした以外、実施例1と同様の微多孔質フィルムセパレータを作製した。
図6に示す、正極当接用のリブが屈曲点を有さない長さ12mmの直線状の破断リブから成り、セパレータの水平方向(CD方向)に対して75度の傾きを有し、セパレータの水平方向(CD方向)に12mmの等間隔で配列したものが2組、セパレータの上下方向(MD方向)に並んだ配列(配列1)、および、セパレータの水平方向(CD方向)に対して105度の傾きを有し、セパレータの水平方向(CD方向)に12mmの等間隔で配列したものが2組、セパレータの上下方向(MD方向)に並んだ配列(配列2)が、配列1と配列2がセパレータの上下方向(MD方向)に対して隙間なく交互に配列した以外、実施例1と同様の微多孔質フィルムセパレータを作製した。
図7に示す、正極当接用のリブが屈曲点を有さない長さが25mmの2種類の直線状の破断リブ(破断リブA、および破断リブB)から成り、破断リブAはセパレータの水平方向(CD方向)に対して45度の傾きを有し、セパレータの水平方向(CD方向)および上下方向(MD方向)にそれぞれ30mmの等間隔で配列し、破断リブBはセパレータの水平方向(CD方向)に対して135度の傾きを有し、セパレータの水平方向(CD方向)および上下方向(MD方向)にそれぞれ30mmの等間隔で配列し、破断リブBの中点が、該中心点に最も近接して配置されている1組の破断リブAの端点と端点を結ぶ線上の中点に重なるように配置されていること以外、実施例1と同様の微多孔質フィルムセパレータを作製した。
セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において最も近くに配置されている、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間が、セパレータの上下方向(MD方向)から見た場合に完全に重なっており(狭い方の隙間が広い方の隙間の範囲内に完全に重なっている)、それらの隙間は狭いもので3mm、広いもので6mmであること以外、実施例1と同様の微多孔質フィルムセパレータを作製した。
幅125mm、高さ120mm、厚さ15mmのアクリル板2枚を対向させ、実施例1~2、比較例1~4で作製した微多孔質フィルムセパレータを幅115mm、長さ105mmに切断したものを挟み、アクリル板と微多孔質フィルムセパレータの上端の高さが一致するように配置した。アクリル板2枚にはそれぞれ左右両端に厚さ方向に貫通する穴を開けて、ボルトとナットを用いてアクリル板2枚を固定した。以下アクリル板2枚で微多孔質フィルムセパレータを挟んだものをセルと称する。セルのアクリル板間のギャップは0.65mmとなるようボルトの締め付けを調整した。高さ115mmまで水で満たした水槽の中に作製したセルを入れた。
セルのセパレータとアクリル板の間を水で満たした。セル上面から、着色塩化ナトリウム水溶液2mlをセパレータの正極当接面とアクリル板との間の水平方向の中央部へ10秒間かけて滴下した。着色塩化ナトリウム水溶液の沈降する様子を目視で観察し、滴下した着色塩化ナトリウム水溶液がセパレータ上端から下端までに、初めに一滴でも到達するために要する時間(沈降時間)と、着色塩化ナトリウム水溶液がセパレータの水平方向(CD方向)に広がる範囲について計測し、正極当接用のリブ形状の違いによる電解液の沈降抑制効果とセパレータの水平方向(CD方向)への拡散のしやすさ(拡散範囲)について評価した。
比較例1のリブ形状では、比重の重い電解液が発生した時、セパレータの水平方向(CD方向)への拡散効果は低く、セパレータの上下方向(MD方向)に配置された正極当接用のリブに沿った下方移動が速いため、電解液の成層化が起こりやすい形状となっている。
滴下した着色塩化ナトリウム水溶液は、傾斜した破断リブによってセパレータの水平方向(CD方向)に45mm広がったが、5秒後にはセパレータの下端に到達した。破断リブ間を広がり、セパレータの水平方向(CD方向)への拡散効果があるものの、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブと破断リブとの間に形成される隙間がセパレータの上下方向(MD方向)で重なっているため、セパレータの上下方向(MD方向)に直線的に着色塩化ナトリウム水溶液が沈降しており、比較的電解液の成層化が起こりやすい形状となっている。
(b) 屈曲点と隣接する屈曲点の間にある線分
(c) 屈曲点と隣接する破断リブ末端の間にある線分
X セパレータの水平方向(CD方向)
Y セパレータの上下方向(MD方向)
Claims (13)
- 液式鉛蓄電池に用いられる鉛蓄電池用セパレータであって、多孔質バックウェブ及び前記バックウェブの両面それぞれから延びている複数のリブとから成り、正極極板に接触する側の面にあるリブが破断リブであって、該形状が、2か所以上の屈曲点を有し、連続する2つの屈曲点でそれぞれ逆側に屈曲する直線状の破断リブ、または1か所以上の変曲点を有する曲線状の破断リブであり、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において最も近くに配置されている、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する破断リブ間の隙間が、セパレータの上下方向(MD方向)から見た場合に重なり合うことのないことを特徴とする鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、屈曲角度が互いに異なるもの、または線分の長さが互いに異なるものが含まれることを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、2回の回転対称性を有することを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、両端に位置する線分どうしが互いに略平行な直線状の破断リブであることを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、すべての屈曲点における屈曲角度が90度以上、180度より小さい形状を有する直線状の破断リブであることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、屈曲点を2つ有する直線状の破断リブ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鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、変曲点における接線と隣接する変曲点における接線がなす内角の角度、もしくは変曲点における接線とリブ先端部分における接線がなす内角の角度が90度以上、180度より小さい形状を有する曲線状の破断リブ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鉛蓄電池用セパレータ。
- 前記破断リブが、変曲点を1つ有し、変曲点における接線とリブ先端部分における接線がなす内角の角度が90度以上、180度より小さい形状を有する曲線状の破断リブであることを特徴とする請求項7記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 複数の前記破断リブが、セパレータの水平方向(CD方向)に対して、互いに略水平に配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 複数の前記破断リブが、前記破断リブと、セパレータの上下方向(MD方向)において該破断リブと隣接する他の前記破断リブとが、セパレータの上下方向(MD方向)において完全に重りあうことのないように配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 複数の前記破断リブが、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する1組の前記破断リブと前記破断リブとの間に形成される隙間が、セパレータの上下方向(MD方向)に隣接して配置される、セパレータの水平方向(CD方向)において互いに隣接する他の1組の前記破断リブと前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において重りあうことのないように配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 複数の前記破断リブが、前記破断リブとセパレータの水平方向(CD方向)に対して右側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間が、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して右側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において重りあうことのないように配置されているか、または、前記破断リブとセパレータの水平方向(CD方向)に対して左側に位置し、該破断リブと最も近くに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間が、該破断リブのセパレータの水平方向(CD方向)に対して左側に位置し、該破断リブと2番目の近さに隣接する前記破断リブとの間に形成される隙間と、セパレータの上下方向(MD方向)において重りあうことのないように配置されていることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の鉛蓄電池用セパレータ。
- 請求項1~12のいずれかに記載のセパレータを使用したことを特徴とする鉛蓄電池。
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