JP7500326B2 - 鉛蓄電池用セパレータ、及び鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
[1]
シラン化合物を含む樹脂を備え、かつ
前記樹脂100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過6.0質量部以下である、
鉛蓄電池用セパレータ。
[2]
前記樹脂100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0.001質量部以上6.0質量部以下である、
項目1に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[3]
前記樹脂は、前記樹脂100質量部に対し、メタクリル酸シクロヘキシルを40質量部以上含む、
項目1又は2に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[4]
前記樹脂の計算ガラス転移温度が、-30℃以上10℃以下である、
項目1~3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[5]
有機繊維をさらに含む、
項目1~4のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[6]
前記有機繊維の表面の少なくとも一部は、融点220℃以下である、
項目5に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[7]
前記有機繊維は、芯鞘型繊維を含む、
項目5又は6に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[8]
前記樹脂と、前記芯鞘型繊維の鞘成分との質量の和を100質量部としたときに、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過2.3質量部以下である、
項目7に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[9]
前記芯鞘型繊維の鞘成分に対して、前記樹脂の質量比が0.1以上5以下である、
項目7又は8に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[10]
前記芯鞘型繊維は、芯部が融点200℃以上のポリエステルであり、鞘部が融点200℃未満のポリエステルである、
項目7~9のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[11]
前記鉛蓄電池用セパレータ100質量部に対して、前記樹脂を1.0質量部以上50質量部以下含む、
項目1~10のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[12]
前記鉛蓄電池用セパレータ100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過0.7質量部以下である、
項目1~11のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[13]
無機繊維をさらに含む、
項目1~12のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[14]
前記無機繊維はガラス繊維を含む、
項目13に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[15]
無機粒子をさらに含む、
項目1~14のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[16]
前記無機粒子がシリカ粒子を含む、
項目15に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
[17]
項目1~16のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータを介して電極が配置された鉛蓄電池。
[18]
電解液の成層化速度が40mm毎時未満である、
項目17に記載の鉛蓄電池。
本実施の形態に係る鉛蓄電池用セパレータ(以下、「セパレータ」と略記することもある)は、ケイ素(Si)元素を持つ化合物(以下、「シラン化合物」と記載する)を含む樹脂を含み、シラン化合物中のSiが樹脂全体(100質量部)の0質量部超過である。また、本実施の形態では、シラン化合物中のSi量の上限値を、樹脂100質量部に対して6.0質量部以下に設定することができる。本実施の形態に係るセパレータを使用することで、鉛蓄電池は、高い電解液の成層化抑制能を得ることができる。セパレータは、樹脂に加え、基板となる材料、例えば繊維を含むことができる。セパレータが繊維を含む場合、無機繊維、芯鞘型繊維、有機繊維(芯鞘型繊維を除く)など、種々の形態の繊維を用いることができ、所望により粒子等の成分を含むこともできる。以下、本発明に関する内容を細分化し、詳細に説明する。なお、本明細書では、各種部材の質量部を記載する際に、A~B質量部という表記を行っているが、これはA質量部以上かつB質量部以下を意味する。また、本明細書では、説明の便宜上、重量は、その単位がgで表されており、質量(g)と互換可能なものである。
本実施の形態に係るセパレータに含まれる樹脂とは、セパレータの含有有機成分の内、繊維の有機成分、及び粒子の有機成分を除いた有機成分である。樹脂は、セパレータ中で粒子形状を持っていない点で、上述された粒子と区別する。特に、樹脂がシラン化合物を含むことによって、セパレータと、電解液としての希硫酸との親和性を高めることができ、形成した電解液の成層化抑制の性能を向上させることができる。具体的には、実施例に記載の方法で測定されるときに40mm毎時未満の電解液の成層化速度を達成することができる。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・
{式中、
Tg:単量体1、2・・・よりなる共重合体の計算ガラス転移温度(K);
W1、W2・・・:単量体1、単量体2、・・・の共重合体中の質量分率(W1+W2+・・・=1);
Tg1、Tg2・・・:単量体1、単量体2、・・・の単独重合体のガラス転移温度(K)}
本実施の形態に係るセパレータは、次の観点(i)及び/又は(ii)から、粒子を含むことが好ましい:
(i)粒子を本実施の形態に係るセパレータと複合化することによって、細孔を作ることができる観点;及び/又は
(ii)複数の繊維間の空隙部分に粒子を保持してセパレータの細孔径を小さくすることで、セパレータが鉛蓄電池内部でセパレータとして使用されたときに、デンドライトショート又は活物質がセパレータに入り込むことによる短絡を抑制する観点。
上記観点(i)及び/又は(ii)から、粒子としては、無機粒子、有機粒子、及び有機-無機複合粒子のいずれでも、特に限定なく用いることができる。有機粒子及び有機-無機複合粒子は、無機粒子と比較して一般的に密度が低いことが多い為、粉体取り扱い時に空間中に粒子が飛散し難い無機粒子が好ましい。
d=(d1+d2)/2
より求めるものとする。また、本明細書における平均粒子径は、前記観察時に無作為に選定した50個の粒子に関して、上記手法で各々の粒子径dを求め、該50個分の粒子径の相加平均値より求める値である。例えば、無機粒子の平均粒子径とは、前記観察時に無作為にセパレータから選定した50個の無機粒子に関して、上記手法で各々の粒子径dを求め、該50個分の粒子径より求める相加平均値である。
本実施の形態に係るセパレータは、セパレータが繊維の絡み合いによって強度が高まる観点、及び/又は上記で説明された粒子を複数の繊維間に保持して細孔径を小さくする観点から、繊維を含むことが好ましい。これらの観点から、繊維は、無機繊維と有機繊維のいずれでも、特に限定なく用いることができる。なお、本明細書における繊維径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によるセパレータの断面観察を行うことで観察される繊維の繊維径Φ(μm)である。繊維断面が真円ではない場合の前記繊維径Φは、前記繊維断面の内接円の直径をΦ1(μm)とし、前記繊維断面の外接円の直径をΦ2(μm)として、下記式:
Φ=(Φ1+Φ2)/2
より求めるものとする。また、本明細書における平均繊維径は、セパレータの断面観察で無作為にセパレータから選定した50本の繊維に関して、上記手法で各々の繊維径Φを求め、該50本分の繊維径の相加平均値より求める値である。例えば、無機繊維の平均繊維径とは、前記観察で無作為に選定した50本の無機繊維に関して、上記手法で各々の繊維径Φを求め、該50本分の無機繊維径より求める相加平均値である。
無機繊維の材料の例としては、上記無機粒子の材料の例で示した材料が挙げられる。中でも、ガラス繊維、又はアルミナ繊維を使用することで、電解液である希硫酸との濡れ性が向上し、電解液がセパレータ内部に浸透し易くなる。その結果、鉛蓄電池の充電時に電極から発生する酸素及び水素ガスが、セパレータ内に保持されることを抑制し、電気抵抗の上昇を抑制することができる。この観点から、本実施の形態に係るセパレータは、無機繊維を含んでいることが好ましく、中でも、ガラス繊維又はアルミナ繊維等の無機繊維を含んでいることがより好ましい。また、電解液の成層化を抑制する観点からも、セパレータはガラス繊維又はアルミナ繊維等の無機繊維を含んでいることがより好ましい。ガラス繊維の中でも、鉛蓄電池の電解液である希硫酸に対する耐酸性を考慮すると、耐酸性に優れた組成(例えば、Cガラス組成)を使用することが好ましい。また、繊維同士の絡み合いによるセパレータの膜強度向上の観点から、ウール状のガラス繊維を使用することが好ましい。
本実施の形態に係るセパレータは、芯鞘型繊維を含むことによって、芯鞘型繊維がセパレータ内部で三次元的網目構造を形成し、かつ該網目構造は鞘の融解成分によって強固に結着される為、高い耐熱性、特に希硫酸中での高い耐熱性(重量保持性、及び形状保持性)を示す。
(ア)同じ長さかつ同じ直径の芯鞘型繊維と比較して、全融解型繊維は、繊維に占める融解成分の割合が多い為、他の材料(例えば繊維、粒子等)に濡れ広がり易く、結果としてセパレータの電気抵抗が上昇し易い;及び
(イ)全融解型繊維を融点以上に加熱すると、芯鞘型繊維の芯部のように融け残る成分が無い為、繊維全体が融解して他の材料に濡れ広がり易い。結果として、加熱された全融解型繊維の融解成分含有率が低くなり、芯鞘型繊維と比較して、セパレータの機械的膜強度も低くなる。
本実施の形態に係るセパレータでは、上記で説明された芯鞘型繊維のほか、芯鞘型繊維以外の有機繊維を使用することができる。前記芯鞘型繊維と、芯鞘型繊維以外の有機繊維とを併用してもよい。該芯鞘型繊維以外の有機繊維の融点は、耐熱性を高める観点から200℃以上の融点を有することが好ましく、より好ましくは220℃以上であり、更に好ましくは230℃以上である。なお、セパレータの高い膜強度と低い電気抵抗を両立する観点から、有機繊維の表面の少なくとも一部は、融点220℃以下であることが好ましい。芯鞘型繊維以外の有機繊維として、耐酸性に優れ安価なポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリ-1,3-トリメチレンテレフタレート(PTT)繊維、ポリブチレンテレフタレート(PBT)繊維、カーボン繊維、耐熱性に優れたPA9T等のポリアミド繊維、セルロース繊維等が例示できる。本発明の効果を奏する範囲内で、これらの例示以外の繊維を使用することも可能である。
本実施の形態に係るセパレータでは、樹脂と、セパレータ中の他の材料との結着力を高め、耐熱性を高め、より詳細には希硫酸中での耐熱性(特に重量保持性)を高める観点から、セパレータ100質量部に対して、樹脂は1.0質量部以上又は1.0質量部超過であることが好ましく、より好ましくは2.0質量部以上であり、更に好ましくは3.0質量部以上、特に好ましくは、4.0質量部以上、5.0質量部以上、5.1質量部以上、5.3質量部以上、5.5質量部以上、5.7質量部以上、6.0質量部以上、6.5質量部以上、7.0質量部以上、7.5質量部以上、8.0質量部以上、9.0質量部以上、又は9.5質量部以上であり、最も好ましくは10質量部以上である。
セパレータは、任意の方法で製造することができ、例えば、繊維、樹脂、粒子を含むスラリーを湿式抄造プロセスで作製できる。その際、凝集剤及び/又は分散剤、その他の抄紙で利用される添加剤をスラリーへ加えてもよい。また、湿式抄造プロセスでスラリー中での繊維の水分散性を高める為、セパレータの製造に使用する各種繊維に適した分散剤をスラリーに添加してもよい。また、予め各種繊維表面に、界面活性剤を付着させておくことで、水分散性を向上させることも可能である。その他の製造方法としては、繊維を主体とする不織布を予め作製しておき、該不織布を樹脂及び/又は無機粒子を含むスラリーに含浸・乾燥させることによってもセパレータを作製可能である。代替的には、該不織布に、樹脂及び/又は無機粒子を含むスラリーを塗工することでセパレータを作製することもできる。
実施例に記載の方法で測定されるときに40mm毎時未満の電解液の成層化速度を提供するセパレータも本発明の一態様である。また、本実施の形態に係るセパレータを備える鉛蓄電池も本発明の別の態様である。鉛蓄電池用セパレータの形態は、鉛蓄電池の各構成部材と適合するように、決定することができる。本発明の鉛蓄電池は、正極、負極、及び電解液として希硫酸を含み、該正極と該負極の間に本実施の形態に係るセパレータを配置した鉛蓄電池である。正極を構成する正極格子は鉛又は鉛合金でよく、正極活物質は、酸化鉛、例えば二酸化鉛でよい。負極を構成する負極格子は鉛又は鉛合金でよく、負極活物質は鉛でよく、鉛負極そのものは、例えば海綿状の形態でよい。また、これらの正極及び負極の活物質については、上記組成にその他の金属元素が30質量%以下で含まれていてよい。また、上記希硫酸とは、比重1.1~1.4の硫酸であり、さらに添加剤を含むことができる。
本明細書における厚さは、前記セパレータの断面SEM(走査型電子顕微鏡)観察を行い、倍率200倍の条件下、該観察部の中から異なる5つの領域に関して厚さを測定した際の、5領域の厚さの相加平均値であり、測定結果を表1~2に記載した。相加平均値である厚さの単位は、mmである。
後述する実施例および比較例の回転型乾燥機で加熱乾燥した後のセパレータを、さらに空気中にて90℃で30分間乾燥(吸着水除去)した後に、セパレータに質量を測定し、該質量を該セパレータの片面の面積で割った値を表1~2に記載した。単位はg/m2である。
上記目付けを、上記厚みで割った値を、密度として表1~2に記載した。単位はg/m2/mmである。
日置電気製のバッテリーハイテスタBT3562-01を用い、交流四端子法(交流1kHz,電流1mA)で電気抵抗を測定した。温調(27±1℃)された、比重1.28の希硫酸を入れた容器(PP製)に、2つのグラファイト電極(70mm×90mm×7mm)を24mmの間隔で平行に設置し、該グラファイト電極間の中央に、2枚のマスク(PP製のプラスチック板で、その中央に20mm×20mmの開口部がある)を配置した。その後、該2枚のマスク間に、サイズ30mm×30mmに切り出したセパレータを上記開口部の中央に配置(開口部をセパレータで塞ぐように配置)して、抵抗値1を測定した。次に、セパレータを取り除いた状態での抵抗値2を測定した。抵抗値1と抵抗値2の差分に上記開口部の面積を掛けることで、電気抵抗を測定した。単位は、mΩ・cm2である。尚、サイズ30mm×30mmに切り出したセパレータとしては、電気抵抗測定の前に、比重1.28の希硫酸に24時間浸漬しておいたものを測定に使用した。得られた電気抵抗を、表1~2に記載した。
本発明の効果である、電解液の優れた成層化抑制能が得られる範囲内で好ましい電気抵抗の基準としては、100mΩ・cm2以下である。
BCIS-03A Rev. Dec15の規格に準拠し、希硫酸の成層化速度を測定した。サイズ24cm×5cmに切り出したセパレータを、2枚のポリカーボネート製ブロックで挟み、トルクレンチを用いて3Nにてボルトを締めることで固定した。固定後のセパレータの密度は、440±20g/m2/mmとなるよう、ボルト締結後の2枚のブロック間隔を調節した。ブロック間隔の調節は、ブロックにセパレータを挟む際、セパレータと重ならない位置にポリカーボネート製のシムを配置することで行った。上記のセパレータ密度を得るために必要なシムの厚さは、上記項目≪目付け(坪量)≫に記載した方法によって求めた目付けを用いることで、計算することが可能である。ブロックを鉛直に配置した後、挟み込まれたセパレータの上端と接触する位置に設けられたブロックのくぼみ部分に、メチルレッドを溶解した比重1.28の希硫酸を約10mL滴下した。60分後、沈降したメチルレッドの移動距離を目視で観察し、電解液としての希硫酸の成層化速度を測定した。沈降したメチルレッドの先端が、地面に対して平行でない場合、セパレータの上端から最も離れた位置の着色部分までの距離を記録した。単位はmm/hである。なお、サイズ24cm×5cmに切り出したセパレータとして、成層化速度の測定の前に、比重1.10の希硫酸に24時間浸漬したものを使用した。
粒子として無機粒子である平均粒子径10μmのシリカ粒子(水澤化学工業社製P-510)29.4質量%、無機繊維としてガラス繊維(平均繊維径0.9μm、Cガラス)19.6質量%、有機繊維として芯部がPET(融点255℃)で鞘部が共重合ポリエステル(融点130℃)から成る芯鞘型繊維(平均繊度2.2dtex、平均繊維長5mm、芯部と鞘部の重量比1:1)39.2質量%、および、樹脂としてシリコーン変性アクリル系樹脂(固形分濃度:51%、重合性単量体混合物100質量部に占めるメタクリル酸シクロヘキシル量:49質量部、計算Tg:-2℃、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン濃度:0.5%、分散媒:水、高分子ラテックス)11.8%(固形分)の配合比で、これらの材料を水中で分散・混合し、スラリーを作製した。なお、本実施例1における、樹脂に占めるSi化合物中のSi重量の計算結果は0.1%である。この時、スラリー中の固形分100質量部に対して、アルキルベタイン系分散剤を2質量部、該スラリーに添加・撹拌した。その後、スラリー中の固形分100質量部に対し、凝集剤(8wt%硫酸バンド水溶液)7質量部を該スラリーに添加・撹拌し、生成物スラリーを得た。該生成物スラリーを用いて通常の抄紙機にてシート形成し、湿紙状態で脱水プレスした後、回転型乾燥機にて180℃で3分加熱/乾燥し、セパレータを得た。得られたセパレータを、上記の評価方法に従って評価した結果を表1に記載した。
樹脂に占めるシラン化合物(γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)のSi重量を表1または表2に示すとおりに変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
粒子であるシリカ粒子、無機繊維であるガラス繊維、有機繊維である芯鞘型繊維、および樹脂であるシリコーン変性アクリル系樹脂の配合比を表1に示すとおりに変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
樹脂を実施例1のとおりに保ち、かつシリカ粒子と無機繊維の配合比を実施例1のとおりに保ちつつ、芯鞘型繊維の配合量を表2に示すとおりに変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
シリカ粒子と無機繊維の配合比を実施例1のとおりに保ちつつ、樹脂に含まれるSi成分量、および芯鞘型繊維と樹脂の配合比を表2に示すとおりに変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
樹脂に含まれるシラン化合物を、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシランに変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
樹脂として、シラン化合物を含まない樹脂(固形分濃度50%、分散媒:水、高分子ラテックス)に変更した点を除き、使用した材料、作製方法および評価方法に関して実施例1と同じである。
Claims (18)
- シラン化合物を含む樹脂を備え、かつ
前記樹脂100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過6.0質量部以下である、
鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記樹脂100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0.001質量部以上6.0質量部以下である、
請求項1に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記樹脂は、前記樹脂100質量部に対し、メタクリル酸シクロヘキシルを40質量部以上含む、
請求項1又は2に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記樹脂の計算ガラス転移温度が、-30℃以上10℃以下である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 有機繊維をさらに含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記有機繊維の表面の少なくとも一部は、融点220℃以下である、
請求項5に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記有機繊維は、芯鞘型繊維を含む、
請求項5又は6に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記樹脂と、前記芯鞘型繊維の鞘成分との質量の和を100質量部としたときに、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過2.3質量部以下である、
請求項7に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記芯鞘型繊維の鞘成分に対して、前記樹脂の質量比が0.1以上5以下である、
請求項7又は8に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記芯鞘型繊維は、芯部が融点200℃以上のポリエステルであり、鞘部が融点200℃未満のポリエステルである、
請求項7~9のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記鉛蓄電池用セパレータ100質量部に対して、前記樹脂を1.0質量部以上50質量部以下含む、
請求項1~10のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記鉛蓄電池用セパレータ100質量部に対して、前記シラン化合物中のケイ素(Si)が0質量部超過0.7質量部以下である、
請求項1~11のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 無機繊維をさらに含む、
請求項1~12のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記無機繊維はガラス繊維を含む、
請求項13に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 無機粒子をさらに含む、
請求項1~14のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 前記無機粒子がシリカ粒子を含む、
請求項15に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 - 請求項1~16のいずれか一項に記載の鉛蓄電池用セパレータを介して電極が配置された鉛蓄電池。
- 電解液の成層化速度が40mm毎時未満である、
請求項17に記載の鉛蓄電池。
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Patent Citations (6)
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WO2015146919A1 (ja) | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
WO2016052512A1 (ja) | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
JP2016177872A (ja) | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
JP2017142888A (ja) | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
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