JPH0355755A - アルカリ電池用セパレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はニッケル・カドミウム電池等アルカリ電解液を
使用したアルカリ二次電池用セバレターに関するもので
ある。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、アルカリ電池用セパレーターとして、６ナイロン
，６６ナイロン等ナイロン繊維を使用して得られた不織
布が多く使用されている。

ナイロン繊維を使用したセパレーターは、親水性に優れ
る為、電解液との親和性がよく、その保持性能（ｉ液性
）に優れ高容量の電池が安定して得られるものである。

しかしながら、ナイロン繊維は耐アルカリ性に乏しく、
これをセパレーターとして用いたアルカリ′ｒ！ｌ池は
長期間のサイクル使用特に高温環境下での使用となるト
リクル充放電等においては、繊維劣化の進行に伴う強度
低下及び、分解ガス発生による放電容量の低下を招き、
サイクル寿命が短かくなるという欠点を有している。

一方、ポリプロピレン．ポリエチレン等ポリオレフィン
系繊維は耐薬品性に優れる為、耐アルカリ性が良く、長
期間のサイクル使用に於いても繊維の劣化は小さいが、
疎水性が大きく電解液との親和性に劣るため電解液の保
持性が悪く、高容量の電池が得られないという大きな欠
点を有する。

この問題を解決するために、従来より親水性を有する界
面活性剤にて処理する方法、繊維表面を発泡させる等凹
凸を形戊して表面積を増大させる方法、プラズマ処理等
により繊維表面を活性化して電解液との親和性を向上さ
せる方法等が提案されているが、界面活性剤処理による
セパレーターは、長期間のサイクル使用により活性剤が
遊離脱落して電池放電容量の急激な低下を招き、寿命が
短期間になる問題点を有し、繊維表面の発泡処理及びプ
ラズマ処理等による親水化向上繊維は、ポリオレフィン
系素材自体の疎水性が大きく親水化する事が困難であり
、かつ、連続して安定なものか得られないという問題点
を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決する為になされたものであり
、疎水性の大きい耐アルカリ性繊維を主体とする電池用
セパレーターであっても、アルカリ電解液との親和性が
良く優れた保ｆ＆能力番有し、充放電特性も長期にわた
り安定であり、従ってサイクル寿命が槓めて長くなるア
ノレカリ電池用セパレーターを提供するものである。

即ち本発明は耐アルカリ繊維の表面の一部又は全部が、
親水性を有するエチレンープロビレンービニールアルコ
ール三元共重合樹脂又はエチレン−プロピレン共重合樹
脂とエチレン−ビニールアルコール共ｍ合樹ｍのポリマ
ーブレンド法によるポリマーアロイにより被覆されてな
る事を特徴とする不縄布状アルカリ電池用セパレーター
に関するものである。

更には、エチレン−プロピレンービニーノレアルコール
三元共重合樹脂（以下単に三元共重合樹脂と略す）又は
、エチレン−プロピレン共重合樹脂とエチレン−ビニー
ルアルコール共重合樹脂のポリマーブレンド法によるポ
リマーアロイ（以下単にポリマーアロイと略す）の特質
に着目し、前記三元共重合樹脂又は、ボリマーアロイが
耐薬品性．親水性及び複合繊維とした時の紡糸性に優れ
る事を見出し、本発明に至ったものである。

本発明における耐薬品性繊維とは、ポリブロビレン．ポ
リエチレン等のポリオレフィン系繊維をさし、これ等を
単独で用いても良いし、これ等の芯鞘構造等複合繊維と
して適宜混合使用しても良い。

本発明の三元共重合樹脂又は、ボリマーアロイに於ける
各七ノマー組戊比に関しては特に限定するものではない
が、得られる園脂の化学的安定性，熱安定性，耐薬品性
，親水性，紡糸性，機械的安定性等を考慮すると、エチ
レン含有率ｌＯ〜４０モル％．プロピレン含有率１０〜
４０モル％．ビニールアルコール含有率４０〜８０モル
％の範囲のものが好ましく、このような共重合比率及び
ブレンド比率のものが、適度な親水性と化学的，機械的
安定性を有する樹脂となる。

即チ、エブレン，プロピレンのモル比かそれぞれｌＯ％
未満の三元共重合樹脂及びポリマーアロイは、芯鞘型等
複合紡糸にした時の紡糸性に問題があり、糸切れや部分
剥離等のトラブルの発生が多く、含浸，コーティング．
プリント加工等の方法により付着させる場合にも、オレ
フィン系繊維との接着性に乏しくなり、耐久性に劣るも
のとなり好ましくない。

また、ビニールアルコールのモル比が４０％未満の場合
、親水性の低下が著しく、電解液の保持能力の低下を招
く為好ましくない。

尚、この様な三元共重合樹脂又は、ポリマーアロイの耐
アルカリ性繊維への被覆手段としては、含浸，コーティ
ング又はプリント加工によりシート状不織布に付与させ
る方法、芯が耐アルカリ性ｍ維で鞘が三元共重合樹脂又
はポリマーアロイからなる芯鞘型複合繊維として用いる
事が出来る。

又、被覆形態としては三元共重合樹脂又はボリマーアロ
イを発泡させる等、多孔質化させる事により、さらに親
水性を向上させる事も可能である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例Ｉ 第１図に示す様にエチレン；２０モル％，プロピレン；
ｌ５モル％．ビニールアルコール＝６５モル％よりなる
エチレン−プロピレンービニールアルコールよりなる三
元共重合体を鞘部（２）に、ボリプロビレン（ｌ）を芯
部に配した芯鞘型複合繊維（芯／鞘重量比−６０／４０
）　２　ｄ　Ｘ　５　Ｉｎｎ１００％をセパレーター構
威繊維として用いる。

該繊維の紡糸に際しては糸切れや部分剥離等のトラブル
もなく、良好な糸質の複合ｍｌｓが作戊出来た。

上記繊維を均一に開繊してなるマット状ウェブをカレン
ダーロール加工により加熱圧着して目付８５ｇ／ｒｒ？
，厚さ０−２０＋ｍの本発明セパレーターＡを得た。

実施例２ エチレン：４０モル％，クロビレン：６０モル％よりな
るエチレン−プロピレン共重合樹脂３０Ｍ．エチレン＝
２０モル％，ビニールアルコーノレ：８０モノレ％より
なるエチレンーヒ゛ニルアルコール７０部をイソグロビ
ルアルコール９００部に均一に溶解させて固形分ｌＯ％
の溶液を作成した。

次に、この溶液を目付７０ｇ／ｒｒｆのポリプロピレン
不織布に含浸した後、乾燥厚さ調整を行なって、目付８
４ｇ／ｒｄ，厚さ０．２０ｍ＋ｎの本発明セパレーター
Ｂを得た。

２Ｊ２図は上記実施例２によるセパレーターの拡大図で
あり、セパレーターを構成するポリマーアロイ（３）は
、ポリプロピレン繊維（４）との濡れ性に優れ繊維交点
及び繊維表面をほぼ均一に披覆している。

比較例 ６ナイロン１５ｄＸ３８ｍｍ７０％、芯部が６ナイロン
鞘部が６−ｔｏ−１２ナイロンの共重合体よりなる芯鞘
型複合ナイロン２ｄＸ３８ｍｍ３０％よりなる混合ウエ
ブをカレンダー加工により圧着及び厚み調整を行なって
得た目付８５ｇ／ｒｄ，厚さ０．２０ｍｍの不織布を比
較例セパレーターとした。

以下実施例１．２及び比較例の諸物性を下表４こ示す。

※ｌ 比重ｌ，３０の苛性カリ溶液中にセパレーター材を浸漬
し、ｌＯ分間吊り干し，水切り後の溶液吸液率。

※２　比．ｔｌ．３０の苛性カリ溶液中に短冊状セパレ
ーター材の一端を浸して垂直に立てた時の、３０分後の
吸液高さ。

※３　比１ｉ１．３０の背性カリ溶液中に８０℃にて１
ケ月間浸漬した時の重紮減少率。

Ｌ記実施例１．２及び比較例で得られたセパレーターを
用いた電池性能の試験結果を第３図に示す。

容ｔ　ｌ　２　０　０　ｔｎＡ−ｈｒの電池に上述のセ
パレーターを組み込み、充放電を繰り返した時の放電容
量の維持率を示すものであり、横軸は充放電の繰り返し
回数（サイクル）を、縦軸は放電容量の維持率を示して
いる。

試験条件は、温度２０℃．充電条件４００ｎｅＡＸ　４
　ｈｒ，放電条件ｌΩの定抵抗放電×２ｈ『である。第
３図よりあきらかな様に本発明によるセパレーターを使
用した電池は、充放電を繰り返し行なっても放電容量の
低下は少なく、長期の使用に十分１耐える事を示す。

〔発明の効果〕

以上の様に構威される本発明によるアルカリ電池用セパ
レーターは親水性，耐薬品性に浸れる三元共重合樹脂又
はポリマーア［１イが、耐薬品性繊維の表面に被覆され
てなる為、電解液の保持性に優れ且つ耐アルカリ性繊維
との相溶性を有する為、相互の結合力は大きく不織布製
造工程及び長期充放電サイクル中においてＩＪ分離脱落
する事なく、長期間にわたり安定した保液能力を維持す
るものであり、非常に優れたサイ４ クル寿命を有し、従来の電池寿命を大巾に改善する等優
れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

ｔＩｇｌ図は実施例ｌにて用いた芯鞘型複合繊維の模式
図、第２図は本発明の実施の１例を示すアルカリ電池用
セパレーターの要部拡大図、第３図は実施例１．２及び
比較例により得られたセパレーターを組み込んだ電池の
充放電の繰り返し（サイクル）と放電容量の維持率との
関係を示すグラフである。 （１）・・・・・・ポリプロピレン樹脂（２）・・・・
・・エチレンープロビレンービニールアルコール三元共
重合樹脂 （３）・・・・・・ポリマーアロイ （４）・・・・・・ポリプロピレン繊維放＠零量雄詩率

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）不織布繊維シートを構成する耐アルカリ性繊維の
   表面の一部又は全部が、親水性を有するエチレン−プロ
   ピレン−ビニールアルコール三元共重合樹脂又は、エチ
   レン−プロピレン共重合樹脂とエチレン−ビニールアル
   コール共重合樹脂とからなるポリマーアロイにより被覆
   されてなる事を特徴とするアルカリ電池用セパレーター
   。
2. （２）耐アルカリ性繊維がポリオレフィン系繊維であり
   、親水性を有する樹脂の耐アルカリ性繊維への被覆が含
   浸、コーティング又はプリント加工により付着せしめて
   なる請求項１記載のアルカリ電池用セパレーター。
3. （３）セパレーターを構成する耐アルカリ性繊維が該繊
   維を被覆する親水性エチレン−プロピレン−ビニールア
   ルコール三元共重合樹脂又はエチレン−プロピレン共重
   合樹脂とエチレン−ビニールアルコール共重合樹脂とか
   らなるポリマーアロイと芯・鞘複合構造を形成してなる
   請求項１又は請求項２記載のアルカリ電池用セパレータ
   ー。
4. （４）繊維を被覆する親水性エチレン−プロピレン−ビ
   ニールアルコール三元共重合樹脂又はエチレン−プロピ
   レン共重合樹脂とエチレン−ビニールアルコール共重合
   樹脂からなるポリマーアロイとが発泡又は多孔質構造を
   有してなる請求項１記載のアルカリ電池用セパレーター
   。