JPH05182655A - アルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ蓄電池

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JPH05182655A
JPH05182655A JP3346087A JP34608791A JPH05182655A JP H05182655 A JPH05182655 A JP H05182655A JP 3346087 A JP3346087 A JP 3346087A JP 34608791 A JP34608791 A JP 34608791A JP H05182655 A JPH05182655 A JP H05182655A
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JP
Japan
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battery
separator
polyamide resin
alkaline
resin layer
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JP3346087A
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English (en)
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Ikuo Kanekawa
育生 金川
Katsuya Kono
勝也 河野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解液の保液量を維持しつつ、セパレータが
酸化,分解等を生じるのを抑制して、自己放電を減少さ
せると共に、高温でのサイクル特性を向上させることが
できるアルカリ蓄電池の提供を目的としている。 【構成】 正極1と負極2との間には、ポリアミド樹脂
繊維から成りアルカリ電解液が含浸されたセパレータ3
が配置された構造のアルカリ蓄電池において、上記ポリ
アミド樹脂繊維の表面には、耐アルカリ性を有し且つポ
リアミド樹脂が電池内で発生した酸素と接するのを防止
するための樹脂層が化学蒸着法により形成されているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ蓄電池に関し、
特に正負極間に介装されたセパレータの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から用いられている蓄電池として
は、ニッケル−カドミウム蓄電池のようなアルカリ蓄電
池や、鉛蓄電池などがある。しかし、近年、これらの電
池よりも軽量且つ高容量で高エネルギー密度となる可能
性のある水素吸蔵合金を負極に備えた金属−水素アルカ
リ蓄電池が注目されている。
【0003】ここで、この種の金属−水素アルカリ蓄電
池に用いられる水素吸蔵合金としては、例えば、特開昭
59−49671号公報に示すように、LaNi5 やそ
の改良である三元素系のLaNi4 Co、LaNi4
uおよびLaNi4 .8Fe0. 2 等の合金が知られてい
る。また、このような水素吸蔵合金を用いて負極を作製
する場合には、水素吸蔵合金粉末と多孔体とを一体的に
焼結する方法(特公昭59−49689号公報参照)
や、或いは水素吸蔵合金粉末と導電剤粉末との混合物を
耐アルカリ電解液性の粒子状結着剤によって電極支持体
に固着させて水素吸蔵合金電極とする方法(特公昭57
−30273号公報参照)が提案されている。
【0004】一方、正極としては、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池に用いられる焼結式ニッケル極等が用いられて
いる。ところで、上記正負極を用いて電池を作製する場
合には、正負極間にセパレータを介装させるが、従来、
このセパレータとしては、ポリプロピレン等のポリオレ
フィン系の不織布とナイロン等のポリアミド系の不織布
とが用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、どちら
の不織布を用いても、以下に示すような利点と欠点とを
有していた。 ポリオレフィン系の不織布 (1) 利点 耐アルカリ性に優れているので、アルカリ電解液によっ
て酸化,分解等を生じることがない。 (2) 欠点 電解液の保液量が少ないので、サイクル特性が低下す
る。 ポリアミド系の不織布 (1) 利点 電解液の保液量が多いので、サイクル特性が向上する。 (2) 欠点 従来、ナイロン等のポリアミド系の不織布は、アルカリ
電解液中で比較的安定とされていた。しかしながら、ア
ルカリ蓄電池に使用される電解液は主として、水酸化カ
リウム,水酸化ナトリウム,水酸化リチウム等の濃厚な
水溶液であり、充放電を繰り返すことによりアルカリ蓄
電池は発熱し、且つ電極から酸素ガスが発生するという
極めて過酷な条件下で使用されることになる。このた
め、ポリアミド系の不織布と酸素とアルカリ電解液との
三相界面でナイロン等が酸化,分解し、この結果自己放
電が多くなると共に、高温でのサイクル特性が低下す
る。
【0006】本発明は係る現状を考慮してなされたもの
であって、電解液の保液量を維持しつつ、セパレータが
酸化,分解等を生じるのを抑制して、自己放電を減少さ
せると共に、高温でのサイクル特性を向上させることが
できるアルカリ蓄電池の提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、正極と負極との間には、ポリアミド樹脂繊
維から成りアルカリ電解液が含浸されたセパレータが配
置された構造のアルカリ蓄電池において、上記ポリアミ
ド樹脂繊維の表面には、耐アルカリ性を有し且つポリア
ミド樹脂が電池内で発生した酸素と接するのを防止する
ための樹脂層が化学蒸着法により形成されていることを
特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成の如く、ポリアミド樹脂繊維の表面
に、耐アルカリ性を有し且つポリアミド樹脂が電池内で
発生した酸素と接するのを防止するための樹脂層が設け
られていれば、ポリアミド樹脂繊維の分子連鎖中最も弱
い部分であるアミド結合部分と電池内で発生する酸素と
が接触しなくなる。したがって、ポリアミド樹脂繊維か
ら成るセパレータと酸素とアルカリ電解液との三相界面
が形成されるのを抑制できるので、セパレータの酸化,
分解を抑えることが可能となる。
【0009】また、ポリアミド樹脂繊維を被う樹脂層が
化学蒸着法により形成されているので、繊維の形状に合
わせて樹脂層を形成することができる。したがって、セ
パレータの目付けや厚みに大きな影響を与えることがな
い。更に、セパレータにポリアミド樹脂繊維を用いれ
ば、アルカリ電解液の保液量が減少するようなこともな
い。
【0010】尚、樹脂の種類としては、耐アルカリ性の
樹脂であれば限定するものではないが、ポリパラキシリ
レン樹脂,ポリモノクロロパラキシリレン樹脂,ポリジ
クロロパラキシリレン樹脂を用いるとセパレータが硬化
せず更に樹脂の剥離も少なくなるので、これらの樹脂を
用いるのが好ましい。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を、図1及び図2に基づい
て、以下に説明する。 〔実施例1〕図1は本発明の一例に係る密閉円筒型ニッ
ケル−水素アルカリ蓄電池の断面図であり、焼結式ニッ
ケルから成る正極1と、水素吸蔵合金粉末及び結着剤を
含む負極2と、これら正負両極1・2間に介挿されたセ
パレータ3とから成る電極体4は渦巻状に巻回されてい
る。この電極体4は負極端子兼用の外装缶6内に配置さ
れており、この外装缶6と上記負極2とは負極用導電タ
ブ5により接続されている。上記外装缶6の上部開口に
はパッキング7を介して封口体8が装着されており、こ
の封口体8の内部にはコイルスプリング9が設けられて
いる。このコイルスプリング9は電池内部の内圧が異常
上昇したときに矢印A方向に押圧されて内部のガスが大
気中に放出されるように構成されている。また、上記封
口体8と前記正極1とは正極用導電タブ10にて接続さ
れている。
【0012】ここで、上記セパレータとしては、ナイロ
ン不織布の繊維表面上に、ポリパラキシリレン樹脂を化
学蒸着法にて被覆(厚み:0.1μm)したものを用い
ている。次に、上記構造の密閉円筒型ニッケル−水素ア
ルカリ蓄電池を、以下のようにして作製した。
【0013】先ず初めに、水素吸蔵合金の原料金属とし
て、市販材料としてのMm(希土類元素の混合物)とN
iとCoとMnとが元素比で1:3:1.4:0.6と
なるように秤量した後、これらを混合し、更にアーク溶
解炉内で溶解,鋳造する。これにより、MmNi3 Co
1.4 Mn0.6 という組成の合金が作製される。次に、こ
の合金鋳塊を粉砕して平均粒径50μmの水素吸蔵合金
粉末を作製した後、この水素吸蔵合金粉末に結着剤とし
てのPTFE(フッ素樹脂)4重量%を添加する。次い
で、これらを均一に混合することにより上記PTFEを
繊維化し、更にこれに水を加えてペーストを作成する。
この後、このペーストを、ニッケルメッキを施したパン
チングメタルから成る導電性支持体の両面に圧着するこ
とにより負極2を作製した。
【0014】このようにして作製した負極2と、公知の
焼結式ニッケルから成る正極1とを、ナイロン不織布の
繊維表面上にポリパラキシリレン樹脂を化学蒸着法にて
被覆した構造のセパレータ3と共に巻回して渦巻状の電
極体4を作製した後、この電極体4を外装缶6内に挿入
した。この後、外装缶6内に電解液(30重量%の水酸
化カリウムから成る)を注入し、更に外装缶6の封口を
行なって、公称容量1200mAhの円筒密閉型ニッケ
ル−水素電池を作製した。
【0015】このようにして作製した電池を、以下(A
1 )電池と称する。 〔実施例2〜5〕ナイロン不織布の繊維表面上に形成す
るポリパラキシリレン樹脂層の厚みが、各々0.05μ
m、1μm、10μm、30μmとなるようなセパレー
タを用いる他は、上記実施例1と同様にして電池を作製
した。
【0016】このようにして作製した電池を、以下それ
ぞれ(A2 )電池〜(A5 )電池と称する。 〔比較例1〕ナイロン不織布の繊維表面上にポリパラキ
シリレン樹脂層を形成しないセパレータを用いる他は、
上記実施例1と同様にして電池を作製した。
【0017】このようにして作製した電池を、以下(X
1 )電池と称する。 〔比較例2〕ポリパラキシリレン樹脂の代わりにエポキ
シ樹脂を用いると共に、ナイロン不織布の繊維表面上に
エポキシ樹脂層を形成する方法として、化学蒸着法では
なく単なる塗着法を用い、且つ該エポキシ樹脂層の厚み
を1μmとする他は、上記実施例1と同様にして電池を
作製した。
【0018】このようにして作製した電池を、以下(X
2 )電池と称する。 〔実験1〕上記本発明の(A1 )電池〜(A5 )電池と
比較例の(X1 )電池,(X2 )電池とにおける高温で
のサイクル特性を調べたので、その結果を図2に示す。
尚、実験条件は、温度40℃、電流1.2Aで電池の電
圧低下(−ΔV)が10mVとなるまで充電した後、電
流1.2Aで電池電圧が1.0Vとなるまで放電すると
いう条件である。また、図2においては、初期の電池容
量を100として示している。
【0019】図2より明らかなように、本発明の
(A1 )電池〜(A5 )電池は、比較例の(X1 )電
池,(X2 )電池に比べて、同等かそれ以上のサイクル
特性を有することが認められる。特に、化学蒸着法によ
りナイロン不織布の繊維表面上に形成されたポリパラキ
シリレン樹脂層の厚みが0.1〜10μmの(A1 )電
池,(A3 )電池,(A4 )電池では、サイクル特性が
格段に向上していることが認められる。
【0020】これは、以下に示す理由によるものと考え
られる。即ち、比較例の(X1 )電池では、ナイロン不
織布の繊維表面上にポリパラキシリレン樹脂層が形成さ
れていないため、充放電サイクルの経過と共に酸素と電
解液との協同作用によってナイロン不織布が酸化,分解
する。また、比較例の(X2 )電池では、化学蒸着法で
はなく塗布法により表面のエポキシ樹脂層が形成されて
いるため、セパレータの目付けが破壊され、ガスの透過
性が著しく低下する。
【0021】これに対して、本発明の(A1 )電池〜
(A5 )電池では、ナイロン不織布の表面にポリパラキ
シリレン樹脂層が形成されているので、ナイロン不織布
が酸化,分解するのを抑制でき、且つ該層が化学蒸着法
にて形成されているので、セパレータの目付けが破壊さ
れず、ガスの透過性が維持されるという理由によるもの
と考えられる。
【0022】また、特に、(A1 )電池,(A3 )電
池,(A4 )電池が優れるのは、(A 2 )電池ではポリ
パラキシリレン樹脂層が薄すぎるため、被覆効果が充分
に発揮されず、また(A5 )電池ではポリパラキシリレ
ン樹脂層が厚すぎるため、ナイロン不織布が有する電解
液の保液性が損なわれるという理由によるものと考えら
れる。 〔実験2〕上記本発明の(A1 )電池〜(A5 )電池と
比較例の(X1 )電池,(X2 )電池とにおける自己放
電特性を調べたので、その結果を表1に示す。尚、実験
は、電流120mAで16時間充電し、次に40℃の雰
囲気下で1カ月放置した後室温に戻し、更に電流1.2
Aで放電して電池容量を調べた。尚、表1においては、
電池作製後に、電流120mAで16時間充電した後、
電流1.2Aで放電したときの電池容量を調べ、このと
きの容量を100%として示している。
【0023】
【表1】
【0024】表1より明らかなように、本発明の
(A1 )電池〜(A5 )電池は、比較例の(X1 )電
池,(X2 )電池に比べて、残存容量が多くなっている
ことが認められる。特に、化学蒸着法によりナイロン不
織布の繊維表面上に形成されたポリパラキシリレン樹脂
層の厚みが0.1μm以上の(A1 )電池,(A3 )電
池〜(A5 )電池では、残存容量が格段に多くなってい
ることが認められる。
【0025】これは、上記実験1で示す理由と略同様の
理由によるものと考えられる。但し、(X2 )電池の残
存容量が少なくなっているのは、エポキシ樹脂がナイロ
ン不織布から剥離したという理由によるものと考えられ
る。 〔実験1と実験2のまとめ〕上記実験1及び実験2から
明らかなように、ナイロン不織布の繊維表面上に形成す
るポリパラキシリレン樹脂層は化学蒸着法にて形成する
必要があり、特に該層の厚みは0.1〜10μmの範囲
であることが望ましい。 〔その他の事項〕上記実施例においては、ニッケル−水
素アルカリ蓄電池を例に取って説明したが、本発明はこ
れに限定するものではなく、ニッケル−カドミウム蓄電
池等の他のアルカリ蓄電池にも適用できることは勿論で
ある。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
パレータの酸化,分解が抑制されると共に、セパレータ
の目付けや厚みに大きな影響を与えることがない。この
結果、自己放電特性や高温でのサイクル特性を飛躍的に
向上することができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例に係る密閉円筒型ニッケル−水素
アルカリ蓄電池の断面図である。
【図2】本発明の(A1 )電池〜(A5 )電池と比較例
の(X1 )電池,(X2 )電池とにおける高温でのサイ
クル特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 正極 2 負極 3 セパレータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極と負極との間には、ポリアミド樹脂
    繊維から成りアルカリ電解液が含浸されたセパレータが
    配置された構造のアルカリ蓄電池において、 上記ポリアミド樹脂繊維の表面には、耐アルカリ性を有
    し且つポリアミド樹脂が電池内で発生した酸素と接する
    のを防止するための樹脂層が化学蒸着法により形成され
    ていることを特徴とするアルカリ蓄電池。
JP3346087A 1991-12-27 1991-12-27 アルカリ蓄電池 Pending JPH05182655A (ja)

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JP3346087A JPH05182655A (ja) 1991-12-27 1991-12-27 アルカリ蓄電池

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012509966A (ja) * 2008-11-26 2012-04-26 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 微多孔膜、かかるフィルムの製造方法、および電池セパレータフィルムとしてのかかるフィルムの使用

Cited By (1)

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JP2012509966A (ja) * 2008-11-26 2012-04-26 東レバッテリーセパレータフィルム合同会社 微多孔膜、かかるフィルムの製造方法、および電池セパレータフィルムとしてのかかるフィルムの使用

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