JPH06310117A - アルカリ二次電池及びその製造方法 - Google Patents
アルカリ二次電池及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ポリオレフィン系繊維シートを特定の条件下で
プラズマ処理し、繊維の強度などの特性を低下させずに
親水化した繊維シートをセパレーターとして用いること
により、電池作製時の短絡がなく、高率放電利用率が高
く、容量保持率が高く、サイクル寿命が長いなど性能が
向上したアルカリ二次電池を得る。 【構成】 ポリオレフィン系繊維シート等の構成繊維の
少なくとも一部に対して、ガス圧1.3Pa 〜1.3kPaの条件
下で、高周波出力処理密度と処理時間の積が0.1 〜50W
・秒／cm2 になるようにプラズマ処理して親水化する。
これにより純水の吸収速度が２分間に１０ｍｍ以上の親
水性を付与されたポリオレフィン系繊維シートが得られ
る。これをセパレーター３とし、正極１と負極２の間に
介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極体４とし、底部
に絶縁体１３を配した電池ケース５内に挿入し、その上
部には絶縁体１４を配置する。
プラズマ処理し、繊維の強度などの特性を低下させずに
親水化した繊維シートをセパレーターとして用いること
により、電池作製時の短絡がなく、高率放電利用率が高
く、容量保持率が高く、サイクル寿命が長いなど性能が
向上したアルカリ二次電池を得る。 【構成】 ポリオレフィン系繊維シート等の構成繊維の
少なくとも一部に対して、ガス圧1.3Pa 〜1.3kPaの条件
下で、高周波出力処理密度と処理時間の積が0.1 〜50W
・秒／cm2 になるようにプラズマ処理して親水化する。
これにより純水の吸収速度が２分間に１０ｍｍ以上の親
水性を付与されたポリオレフィン系繊維シートが得られ
る。これをセパレーター３とし、正極１と負極２の間に
介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極体４とし、底部
に絶縁体１３を配した電池ケース５内に挿入し、その上
部には絶縁体１４を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ二次電池に係
わり、さらに詳しくは、電解液を含浸保持するセパレー
ターの改良に関する。
わり、さらに詳しくは、電解液を含浸保持するセパレー
ターの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ二次電池のセパレーターには、
以下の機能が必要とされている。 (1) アルカリ水溶液の電解液を含浸保持する。 (2) 正負電極を隔離する。 (3) 電極巻回時の引っ張り張力に耐える。 (4) 正負極間の短絡を生じさせない。 (5) イオン、水を移動させる。 (6) 発生したガスを透過させる。
以下の機能が必要とされている。 (1) アルカリ水溶液の電解液を含浸保持する。 (2) 正負電極を隔離する。 (3) 電極巻回時の引っ張り張力に耐える。 (4) 正負極間の短絡を生じさせない。 (5) イオン、水を移動させる。 (6) 発生したガスを透過させる。
【０００３】従来、アルカリ二次電池のセパレーターと
しては、ポリアミド繊維製不織布または化学処理、グラ
フト処理もしくは界面活性剤などを塗布することによっ
て親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布が用い
られてきた（たとえば特開昭５８−９４７５２号公報、
特開昭６１−７８０５３号公報、特開昭６４−８６４４
５号公報、特開平２−２９１６６５号公報、特開平４−
１６７３５５号公報など）。
しては、ポリアミド繊維製不織布または化学処理、グラ
フト処理もしくは界面活性剤などを塗布することによっ
て親水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布が用い
られてきた（たとえば特開昭５８−９４７５２号公報、
特開昭６１−７８０５３号公報、特開昭６４−８６４４
５号公報、特開平２−２９１６６５号公報、特開平４−
１６７３５５号公報など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリアミド繊
維は、親水性が優れているものの、アルカリ電解液中で
加水分解し、その分解生成物が貯蔵に伴う容量保持率を
低下させるという問題があった［たとえば、H.W.Lim
等：Proceedings of the 27th Power Sources Conferen
ce", 83 〜85頁(1976)] 。
維は、親水性が優れているものの、アルカリ電解液中で
加水分解し、その分解生成物が貯蔵に伴う容量保持率を
低下させるという問題があった［たとえば、H.W.Lim
等：Proceedings of the 27th Power Sources Conferen
ce", 83 〜85頁(1976)] 。
【０００５】また、化学処理やグラフト処理によって親
水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布は、親水処
理に伴う繊維の脆化が大きいために［たとえば、森他２
名：高分子論文集、Vol.48,No.1,1 〜9 頁］、電極巻回
時や充放電中に短絡が発生し易やすくなるばかりでな
く、処理液の廃棄のための工程が必要になり、工業的生
産性に劣るという問題があった。
水性を付与したポリオレフィン系繊維不織布は、親水処
理に伴う繊維の脆化が大きいために［たとえば、森他２
名：高分子論文集、Vol.48,No.1,1 〜9 頁］、電極巻回
時や充放電中に短絡が発生し易やすくなるばかりでな
く、処理液の廃棄のための工程が必要になり、工業的生
産性に劣るという問題があった。
【０００６】また、界面活性剤によって親水性を付与し
たポリオレフィン系繊維不織布は、塗布した界面活性剤
が電解液中に容易に溶解し、貯蔵による容量保持率を低
下させたり（たとえば、特開昭６４−５７５６８号公
報）、電解液保持能力の低下により、電池の内部抵抗が
増加し、放電電圧の低下や活物質利用率の低下を招くと
いう問題があった。
たポリオレフィン系繊維不織布は、塗布した界面活性剤
が電解液中に容易に溶解し、貯蔵による容量保持率を低
下させたり（たとえば、特開昭６４−５７５６８号公
報）、電解液保持能力の低下により、電池の内部抵抗が
増加し、放電電圧の低下や活物質利用率の低下を招くと
いう問題があった。
【０００７】本発明は、前記従来のセパレーターが有し
ていた問題を解決し、繊維の強度などの特性を低下させ
ずに親水性を付与したポリオレフィン系繊維シートをセ
パレーターとして用いることにより、貯蔵による容量保
持率が高く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池及び
その製造方法を提供することを目的とする。
ていた問題を解決し、繊維の強度などの特性を低下させ
ずに親水性を付与したポリオレフィン系繊維シートをセ
パレーターとして用いることにより、貯蔵による容量保
持率が高く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のアルカリ二次電池は、カドミウム、亜鉛、
鉄及びそれらの酸化物もしくは水酸化物、または水素吸
蔵合金からなる負極と、金属酸化物または金属水酸化物
からなる正極と、セパレーターにアルカリ水溶液からな
る電解液を含浸保持してなるアルカリ二次電池におい
て、前記セパレーターが、２０℃、相対湿度６０％の雰
囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水の吸収速度
が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフィン系繊維
シートで形成されていることを特徴とする。
め、本発明のアルカリ二次電池は、カドミウム、亜鉛、
鉄及びそれらの酸化物もしくは水酸化物、または水素吸
蔵合金からなる負極と、金属酸化物または金属水酸化物
からなる正極と、セパレーターにアルカリ水溶液からな
る電解液を含浸保持してなるアルカリ二次電池におい
て、前記セパレーターが、２０℃、相対湿度６０％の雰
囲気下で、その一端を純水に浸した時の純水の吸収速度
が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフィン系繊維
シートで形成されていることを特徴とする。
【０００９】前記構成においては、ポリオレフィン系繊
維シート表面のＸ線光電子分光法（以下ＸＰＳという）
によるＯ／Ｃの元素の比率が０．０５〜０．７であるこ
とが好ましく、さらには、ポリオレフィン系繊維シート
が、ポリプロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする
芯鞘構造の複合繊維を含有することがより好ましい。
維シート表面のＸ線光電子分光法（以下ＸＰＳという）
によるＯ／Ｃの元素の比率が０．０５〜０．７であるこ
とが好ましく、さらには、ポリオレフィン系繊維シート
が、ポリプロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする
芯鞘構造の複合繊維を含有することがより好ましい。
【００１０】次に本発明のアルカリ二次電池の製造方法
は、カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化物もしくは
水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極と、金属酸
化物または金属水酸化物からなる正極と、セパレーター
にアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持してなるア
ルカリ二次電池の製造方法において、ポリオレフィン系
繊維シートをプラズマ処理して少なくともシートの繊維
表面を親水化した後、セパレーターに形成することを特
徴とする。
は、カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化物もしくは
水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極と、金属酸
化物または金属水酸化物からなる正極と、セパレーター
にアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持してなるア
ルカリ二次電池の製造方法において、ポリオレフィン系
繊維シートをプラズマ処理して少なくともシートの繊維
表面を親水化した後、セパレーターに形成することを特
徴とする。
【００１１】
【作用】前記した本発明の二次電池の構成によれば、セ
パレーターが、２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、
ＪＩＳ−Ｐ−８１４１で規定する吸水速度試験法（クレ
ム法）による測定で、その一端を純水に浸した時の純水
の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフ
ィン系繊維シートで形成されていることにより、化学的
に安定であり、かつ十分な親水性を発揮できる。このた
め、このセパレーターを用いたアルカリ二次電池は、３
Ｃ放電というような高率放電においても電極利用率の低
下が無いばかりでなく、実用に十分なサイクル寿命を有
する。吸収速度のさらに好ましい範囲は、３０ｍｍ／２
分以上である。
パレーターが、２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、
ＪＩＳ−Ｐ−８１４１で規定する吸水速度試験法（クレ
ム法）による測定で、その一端を純水に浸した時の純水
の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ以上であるポリオレフ
ィン系繊維シートで形成されていることにより、化学的
に安定であり、かつ十分な親水性を発揮できる。このた
め、このセパレーターを用いたアルカリ二次電池は、３
Ｃ放電というような高率放電においても電極利用率の低
下が無いばかりでなく、実用に十分なサイクル寿命を有
する。吸収速度のさらに好ましい範囲は、３０ｍｍ／２
分以上である。
【００１２】また、ポリオレフィン系繊維シート表面の
ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率が０．０５〜０．７で
あるという本発明の好ましい構成によれば、親水性基で
ある水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ
基、イミノ基等が形成されていることから、電解液中で
さらに十分な親水性を発揮できる。
ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率が０．０５〜０．７で
あるという本発明の好ましい構成によれば、親水性基で
ある水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ
基、イミノ基等が形成されていることから、電解液中で
さらに十分な親水性を発揮できる。
【００１３】また、ポリオレフォン系繊維シートが、ポ
リプロピレン繊維を芯とし、ポリエチレン樹脂を鞘とす
る芯鞘構造の複合繊維を含有するという本発明の好まし
い構成によれば、鞘部のポリエチレンが熱融着成分とし
て機能できるため、より高い機械的強度を有するセパレ
ーターが形成できる。なお、ポリオレフォン系繊維シー
トを芯鞘構造の複合繊維のみでシートを形成しても、本
発明は達成できる。
リプロピレン繊維を芯とし、ポリエチレン樹脂を鞘とす
る芯鞘構造の複合繊維を含有するという本発明の好まし
い構成によれば、鞘部のポリエチレンが熱融着成分とし
て機能できるため、より高い機械的強度を有するセパレ
ーターが形成できる。なお、ポリオレフォン系繊維シー
トを芯鞘構造の複合繊維のみでシートを形成しても、本
発明は達成できる。
【００１４】次に本発明の製造方法によれば、前記本発
明のアルカリ二次電池を効率よく合理的に製造すること
ができる。
明のアルカリ二次電池を効率よく合理的に製造すること
ができる。
【００１５】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。本発明では、化学的に安定なポリオレフィン
系繊維シート、たとえば不織布、織物、編み物などを基
材にし、その表面だけを物理的に親水性を付与するた
め、従来行われていた化学処理やグラフト処理のような
不純物の混入が無く、長期にわたり親水性が持続される
セパレータを用いるため、貯蔵による容量保持率が高
く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池を得ることが
できる。
説明する。本発明では、化学的に安定なポリオレフィン
系繊維シート、たとえば不織布、織物、編み物などを基
材にし、その表面だけを物理的に親水性を付与するた
め、従来行われていた化学処理やグラフト処理のような
不純物の混入が無く、長期にわたり親水性が持続される
セパレータを用いるため、貯蔵による容量保持率が高
く、サイクル寿命が長いアルカリ二次電池を得ることが
できる。
【００１６】ポリオレフィン系繊維シート（たとえば不
織布）は、公称孔径１〜２００μｍ、空孔率３０〜８０
％、厚さ２０〜５００μｍ、小繊維径１〜１００μｍ、
坪量（目付）５〜１００ｇ／ｍ2 のものを好適に用いる
ことができる。
織布）は、公称孔径１〜２００μｍ、空孔率３０〜８０
％、厚さ２０〜５００μｍ、小繊維径１〜１００μｍ、
坪量（目付）５〜１００ｇ／ｍ2 のものを好適に用いる
ことができる。
【００１７】この材質としては、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等の炭化水素系のポリオレフィン類やポリフッ
化ビニリデン等の含フッ素系ポリオレフィン類が好適に
用いられる。これらは、単独であっても、ブレンドした
り、アロイ化したり、芯鞘構造または他のタイプのコン
ジュゲート繊維にするなど複合化したものでもよい。表
面がポリエチレンである繊維（ポリエチレン単独または
ポリエチレンを鞘とする芯鞘構造を有する繊維）からな
る不織布の場合、親水化処理することで表面のＸＰＳ分
析によるＯ／Ｃの比が０．０５〜０．７とすることが好
ましい。Ｏ／Ｃの比が０．０５未満では十分に親水化さ
れず、吸水速度も１０ｍｍ／２ｍｉｎの純水の吸水速度
は得られない。このため、これを用いて作製した電池は
高率放電で十分な性能を発揮することができない。また
０．７を越えると、原因は不明であるが、純水吸収速度
が小さくなるばかりでなく、破断強度や伸びの低下な
ど、不織布のセパレーターとしての適性が損なわれ、シ
ート状電極と組み合わせて渦巻状に巻回して、電池を組
み立てる際に短絡を起こすという問題が発生する。
エチレン等の炭化水素系のポリオレフィン類やポリフッ
化ビニリデン等の含フッ素系ポリオレフィン類が好適に
用いられる。これらは、単独であっても、ブレンドした
り、アロイ化したり、芯鞘構造または他のタイプのコン
ジュゲート繊維にするなど複合化したものでもよい。表
面がポリエチレンである繊維（ポリエチレン単独または
ポリエチレンを鞘とする芯鞘構造を有する繊維）からな
る不織布の場合、親水化処理することで表面のＸＰＳ分
析によるＯ／Ｃの比が０．０５〜０．７とすることが好
ましい。Ｏ／Ｃの比が０．０５未満では十分に親水化さ
れず、吸水速度も１０ｍｍ／２ｍｉｎの純水の吸水速度
は得られない。このため、これを用いて作製した電池は
高率放電で十分な性能を発揮することができない。また
０．７を越えると、原因は不明であるが、純水吸収速度
が小さくなるばかりでなく、破断強度や伸びの低下な
ど、不織布のセパレーターとしての適性が損なわれ、シ
ート状電極と組み合わせて渦巻状に巻回して、電池を組
み立てる際に短絡を起こすという問題が発生する。
【００１８】本発明においては、例えばポリオレフィン
系繊維不織布を特定の条件でプラズマ処理することによ
り、前記不織布の繊維の表面を親水化できる。このプラ
ズマ処理は、親水化処理しようとするポリオレフィン系
繊維不織布を挟むように設置した高周波電場を与えるた
めの一対の電極板を備えた減圧容器（プラズマ処理装
置）中で行われる。たとえば、一旦１．３ｍＰａまで減
圧にした後、所定のガス（たとえばＯ2 など）を導入
し、減圧容器内を１．３〜１３００Ｐａに保持する。好
ましくは、１．３〜２７０Ｐａに調整した後、電極間に
ラジオ周波数（約５〜５０ＭＨｚ）で高周波出力処理密
度と処理時間の積が０．１〜５０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 、
好ましくは０．１〜１０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 となるよう
に調整・処理する。
系繊維不織布を特定の条件でプラズマ処理することによ
り、前記不織布の繊維の表面を親水化できる。このプラ
ズマ処理は、親水化処理しようとするポリオレフィン系
繊維不織布を挟むように設置した高周波電場を与えるた
めの一対の電極板を備えた減圧容器（プラズマ処理装
置）中で行われる。たとえば、一旦１．３ｍＰａまで減
圧にした後、所定のガス（たとえばＯ2 など）を導入
し、減圧容器内を１．３〜１３００Ｐａに保持する。好
ましくは、１．３〜２７０Ｐａに調整した後、電極間に
ラジオ周波数（約５〜５０ＭＨｚ）で高周波出力処理密
度と処理時間の積が０．１〜５０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 、
好ましくは０．１〜１０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 となるよう
に調整・処理する。
【００１９】この高周波出力処理密度と処理時間の積が
前記範囲より低いと、親水化が不十分なものとなり、電
池反応に必要なイオン及び水の移動が困難になる。逆
に、高すぎると、やはり親水化が不充分になるばかりで
なく、ポリオレフィン系繊維不織布の構成繊維が切断さ
れてしまったり、熱による収縮などの変形を起こすた
め、電極間の短絡が起こり易くなったり、電池への組み
込みが困難になるという不都合が生ずる。
前記範囲より低いと、親水化が不十分なものとなり、電
池反応に必要なイオン及び水の移動が困難になる。逆
に、高すぎると、やはり親水化が不充分になるばかりで
なく、ポリオレフィン系繊維不織布の構成繊維が切断さ
れてしまったり、熱による収縮などの変形を起こすた
め、電極間の短絡が起こり易くなったり、電池への組み
込みが困難になるという不都合が生ずる。
【００２０】ガス全圧が１．３ｋＰａを越えるとプラズ
マ強度が高くなり、これによっても構成繊維の切断が生
じ、電極間短絡が起こり易くなるという不都合が生じ
る。また、親水化処理しようとするポリオレフィン系繊
維不織布と電極間の距離が短すぎると、非常に高密度の
プラスマに曝されるため、前記同様構成繊維の切断が生
じる。このため、電極からポリオレフィン系繊維不織布
の距離は１〜２０ｃｍ、好ましくは２〜１０ｃｍであ
る。
マ強度が高くなり、これによっても構成繊維の切断が生
じ、電極間短絡が起こり易くなるという不都合が生じ
る。また、親水化処理しようとするポリオレフィン系繊
維不織布と電極間の距離が短すぎると、非常に高密度の
プラスマに曝されるため、前記同様構成繊維の切断が生
じる。このため、電極からポリオレフィン系繊維不織布
の距離は１〜２０ｃｍ、好ましくは２〜１０ｃｍであ
る。
【００２１】以上の処理により、ポリオレフィン系繊維
シート、例えば不織布表面には、親水性基である水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ
基等が導入され、親水性化され、電池用セパレーターと
して有用なものとなる。
シート、例えば不織布表面には、親水性基である水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ
基等が導入され、親水性化され、電池用セパレーターと
して有用なものとなる。
【００２２】なお、セパレーターの透気度は、ＪＩＳ−
Ｐ−８１１７で規定する透気度測定法（ガーレ法）によ
る測定で、２０ｓｅｃ／１００ｃｍ3 以下であり、０．
１ｓｅｃ／３００ｃｍ3 以上が好ましい。
Ｐ−８１１７で規定する透気度測定法（ガーレ法）によ
る測定で、２０ｓｅｃ／１００ｃｍ3 以下であり、０．
１ｓｅｃ／３００ｃｍ3 以上が好ましい。
【００２３】また、前記処理は、セパレーターを構成す
るポリオレフィン繊維シート全体でなく、一部これを行
ったものでもセパレーターとして用いることができる。
以下具体的実施例について説明する。
るポリオレフィン繊維シート全体でなく、一部これを行
ったものでもセパレーターとして用いることができる。
以下具体的実施例について説明する。
【００２４】実施例１〜６ ポリプロピレンを芯成分とし、ポリエチレンを鞘成分と
する芯鞘構造の複合繊維（平均繊維直径２０μｍ）から
なるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、空
孔率（空隙率）６１％、目付５５ｇ／ｍ2 ）をプラズマ
処理装置の電極板から１０ｃｍ離した位置に、電極板と
平行にセットし、一旦１．３ｍＰａまで減圧にした後、
Ｏ2 ガスを流量１０ｃｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給
し、１．３Ｐａに調整し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨ
ｚで、高周波出力処理密度と処理時間の積が０．１，
１．０，５．０，１０．０，３０．０，５０．０Ｗ・se
c/cm2となるように処理し、それぞれ実施例１〜５とし
た。その後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出し、
切断して二次電池用セパレーターとして供した。
する芯鞘構造の複合繊維（平均繊維直径２０μｍ）から
なるポリオレフィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、空
孔率（空隙率）６１％、目付５５ｇ／ｍ2 ）をプラズマ
処理装置の電極板から１０ｃｍ離した位置に、電極板と
平行にセットし、一旦１．３ｍＰａまで減圧にした後、
Ｏ2 ガスを流量１０ｃｍ3 （ＳＴＰ）／ｍｉｎで供給
し、１．３Ｐａに調整し、ラジオ周波数１３．５６ＭＨ
ｚで、高周波出力処理密度と処理時間の積が０．１，
１．０，５．０，１０．０，３０．０，５０．０Ｗ・se
c/cm2となるように処理し、それぞれ実施例１〜５とし
た。その後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出し、
切断して二次電池用セパレーターとして供した。
【００２５】得られたセパレーターの純水吸収速度及び
電子分光法ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率を、電池の
特性評価と合わせて表１に示す。このセパレータを用
い、シート状電極、つまりシート状の正極及びシート状
の負極と重ね合わせ、渦巻状に巻回して電極体にし、そ
の渦巻状電極体を用いて、図１に示す構造の単３アルカ
リ二次電池を作製した。
電子分光法ＸＰＳによるＯ／Ｃの元素の比率を、電池の
特性評価と合わせて表１に示す。このセパレータを用
い、シート状電極、つまりシート状の正極及びシート状
の負極と重ね合わせ、渦巻状に巻回して電極体にし、そ
の渦巻状電極体を用いて、図１に示す構造の単３アルカ
リ二次電池を作製した。
【００２６】上記電池の作製には、正極には焼結式ニッ
ケル電極を用い、負極には焼結式水素吸蔵合金電極を用
い、電解液には濃度３０重量％の水酸化カリウム水溶液
を用いた。
ケル電極を用い、負極には焼結式水素吸蔵合金電極を用
い、電解液には濃度３０重量％の水酸化カリウム水溶液
を用いた。
【００２７】ここで図１に示す電池について説明する
と、１は正極、２は負極、３はセパレーター、４は渦巻
状電極体、５は電池ケース、６は環状ガスケット、７は
封口蓋、８は端子版、９は封口板、１０は金属バネ、１
１は弁体、１２は正極リード体、１３は絶縁体、１４は
絶縁体である。
と、１は正極、２は負極、３はセパレーター、４は渦巻
状電極体、５は電池ケース、６は環状ガスケット、７は
封口蓋、８は端子版、９は封口板、１０は金属バネ、１
１は弁体、１２は正極リード体、１３は絶縁体、１４は
絶縁体である。
【００２８】正極１は活物質として水酸化ニッケルを含
むシート状の焼結式ニッケル電極であり、その寸法は３
９ｍｍ×８２ｍｍ×０．６６ｍｍで、理論電気容量は１
１６０ｍＡｈである。負極２は活物質となる水素吸蔵合
金そのものを焼結したシート状の水素吸蔵合金電極であ
り、その寸法は４１ｍｍ×１１１ｍｍ×０．３０ｍｍ
で、理論電気容量は１８００ｍＡｈである。
むシート状の焼結式ニッケル電極であり、その寸法は３
９ｍｍ×８２ｍｍ×０．６６ｍｍで、理論電気容量は１
１６０ｍＡｈである。負極２は活物質となる水素吸蔵合
金そのものを焼結したシート状の水素吸蔵合金電極であ
り、その寸法は４１ｍｍ×１１１ｍｍ×０．３０ｍｍ
で、理論電気容量は１８００ｍＡｈである。
【００２９】セパレーター３は上記のようにポリプロピ
レンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の複合
繊維（平均繊維径２０μｍ）からなるポリオレフィン系
繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ2 、空孔
率６１％）をプラズマ処理装置の電極板から１０ｃｍの
位置に、電極板と平行にセットし、一旦１．３ｍＰａま
で減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０ｃｍ3 （ＳＴＰ）
／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整し、ラジオ周波数
１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理密度と処理時間の
積が所定の値になるように処理した物である。上記正極
１と負極２はセパレーター３を介して重ね合わせられ、
渦巻状に巻回して渦巻状電極体４として底部に絶縁体１
３を配した電池ケース５内に挿入され、その上部には絶
縁体１４が配置されている。
レンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の複合
繊維（平均繊維径２０μｍ）からなるポリオレフィン系
繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ2 、空孔
率６１％）をプラズマ処理装置の電極板から１０ｃｍの
位置に、電極板と平行にセットし、一旦１．３ｍＰａま
で減圧にした後、Ｏ2 ガスを流量１０ｃｍ3 （ＳＴＰ）
／ｍｉｎで供給し、１．３Ｐａに調整し、ラジオ周波数
１３．５６ＭＨｚで、高周波出力処理密度と処理時間の
積が所定の値になるように処理した物である。上記正極
１と負極２はセパレーター３を介して重ね合わせられ、
渦巻状に巻回して渦巻状電極体４として底部に絶縁体１
３を配した電池ケース５内に挿入され、その上部には絶
縁体１４が配置されている。
【００３０】環状ガスケット６はナイロン６６で作製さ
れ、封口蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池
ケース５の開口部はこの封口蓋７と上記環状ガスケット
６とで封口されている。
れ、封口蓋７は端子板８と封口板９とで構成され、電池
ケース５の開口部はこの封口蓋７と上記環状ガスケット
６とで封口されている。
【００３１】つまり、底部に絶縁体１３を配した電池ケ
ース５内に渦巻状電極体４を挿入した後、濃度３０重量
％の水酸化カリウム水溶液を電解液として注入し、さら
に絶縁体１４を載せる。そして、電池ケース５の開口部
近傍部分に内周側に突出した環状の溝５ａを形成し、こ
の溝５ａの突出部に環状ガスケット６および封口蓋７と
を載せ、電池ケース５の開口部を内方に締め付けて封口
する。
ース５内に渦巻状電極体４を挿入した後、濃度３０重量
％の水酸化カリウム水溶液を電解液として注入し、さら
に絶縁体１４を載せる。そして、電池ケース５の開口部
近傍部分に内周側に突出した環状の溝５ａを形成し、こ
の溝５ａの突出部に環状ガスケット６および封口蓋７と
を載せ、電池ケース５の開口部を内方に締め付けて封口
する。
【００３２】上記端子板８にはガス排出孔８ａが設けら
れ、封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８
と封口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置
されている。端子板８は封口板９の外周を内方に折り曲
げることによって一体化され、封口蓋７となる。
れ、封口板９にはガス検知孔９ａが設けられ、端子板８
と封口板９との間には金属バネ１０と弁体１１とが配置
されている。端子板８は封口板９の外周を内方に折り曲
げることによって一体化され、封口蓋７となる。
【００３３】この電池は、通常の状況下では金属バネ１
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部でガスが発生して内圧が異常に上昇した場合には、
金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知孔９ａとの
間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知孔９ａおよ
びガス排出孔８ａを通過して外部に放出され、電池破裂
が防止できるように構成されている。
０の押圧力により弁体１１がガス検知孔９ａを閉鎖して
いるので、電池内部は密閉状態に保たれているが、電池
内部でガスが発生して内圧が異常に上昇した場合には、
金属バネ１０が収縮して弁体１１とガス検知孔９ａとの
間に隙間が生じ、電池内部のガスはガス検知孔９ａおよ
びガス排出孔８ａを通過して外部に放出され、電池破裂
が防止できるように構成されている。
【００３４】上記構成の電池を１００個作製し、短絡個
数を調べたところ１００個中０個であった。また、下記
の方法で高率放電での利用率、２０℃、３０日間貯蔵後
の容量保持率およびサイクル寿命を測定した。
数を調べたところ１００個中０個であった。また、下記
の方法で高率放電での利用率、２０℃、３０日間貯蔵後
の容量保持率およびサイクル寿命を測定した。
【００３５】高率放電での利用率は次の方法で求めた。
作製した電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時
間充電した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放
電サイクルを３回繰り返す。この過程で電池は安定化さ
れる。さらに、０．１Ａで１５時間充電した後、３Ａで
放電し、放電電圧が１．０Ｖに達するまでに時間から、
放電容量を求めた。高率放電利用率は、下記の式（数
１）によって求めた。
作製した電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時
間充電した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放
電サイクルを３回繰り返す。この過程で電池は安定化さ
れる。さらに、０．１Ａで１５時間充電した後、３Ａで
放電し、放電電圧が１．０Ｖに達するまでに時間から、
放電容量を求めた。高率放電利用率は、下記の式（数
１）によって求めた。
【００３６】
【数１】
【００３７】容量保持率は次の方法で求めた。作製した
電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間充電し
た後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイク
ルを３回繰り返し、３回目の放電容量を初期放電容量と
する。この過程で、電池は安定化される。さらに、０．
１Ａで１５時間充電し、２０℃の雰囲気中で３０日間貯
蔵し、貯蔵後の電池を０．２Ａで放電し、貯蔵後の放電
容量を測定した。容量保持率は、下記の式（数２）によ
って求めた。
電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間充電し
た後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイク
ルを３回繰り返し、３回目の放電容量を初期放電容量と
する。この過程で、電池は安定化される。さらに、０．
１Ａで１５時間充電し、２０℃の雰囲気中で３０日間貯
蔵し、貯蔵後の電池を０．２Ａで放電し、貯蔵後の放電
容量を測定した。容量保持率は、下記の式（数２）によ
って求めた。
【００３８】
【数２】
【００３９】サイクル寿命は次の方法で求めた。作製し
た電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間充電
した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイ
クルを３回繰り返し、初期放電容量電池を求めるととも
に、電池を安定化する。ついで、１Ａで１．２時間充
電、１Ａで１Ｖまでの放電（１．２時間以内）という充
放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期放電容量の８
０％になるまでのサイクル回数を求め、サイクル寿命と
する。結果を表１に示す。Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０５
〜０．７、純水吸収速度は１０ｍｍ／２分以上で、電池
作製時の短絡はなかった。また、高率放電利用率８０％
以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５００回以
上と、良好な電池特性を示した。
た電池を２０℃の雰囲気中で、０．１Ａで１５時間充電
した後、０．２Ａで１Ｖまで放電するという充放電サイ
クルを３回繰り返し、初期放電容量電池を求めるととも
に、電池を安定化する。ついで、１Ａで１．２時間充
電、１Ａで１Ｖまでの放電（１．２時間以内）という充
放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期放電容量の８
０％になるまでのサイクル回数を求め、サイクル寿命と
する。結果を表１に示す。Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０５
〜０．７、純水吸収速度は１０ｍｍ／２分以上で、電池
作製時の短絡はなかった。また、高率放電利用率８０％
以上、容量保持率８０％以上、サイクル寿命５００回以
上と、良好な電池特性を示した。
【００４０】実施例７ 実施例１〜６と同じ、ポリプロピレンを芯とし、ポリエ
チレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０
μｍ）８０重量部と、ポリプロピレンの単一成分繊維
（平均繊維径２０μｍ）２０重量部とからなるポリオレ
フィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ
2 、空孔率６１％）を、実施例３と同様の方法で高周波
出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 に
なるようにプラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維
不織布を取り出し、切断してアルカリ二次電池用セパレ
ーターとして供した。
チレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０
μｍ）８０重量部と、ポリプロピレンの単一成分繊維
（平均繊維径２０μｍ）２０重量部とからなるポリオレ
フィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ
2 、空孔率６１％）を、実施例３と同様の方法で高周波
出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 に
なるようにプラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維
不織布を取り出し、切断してアルカリ二次電池用セパレ
ーターとして供した。
【００４１】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
【００４２】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．１２で、純水吸収
速度も２８ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
速度も２８ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
【００４３】実施例８ 実施例１〜６と同じ、ポリプロピレンを芯とし、ポリエ
チレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０
μｍ）５０重量部と、ポリプロピレンの単一成分繊維
（平均繊維径２０μｍ）５０重量部とからなるポリオレ
フィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ
2 、空孔率６１％）を、実施例３と同様の方法で高周波
出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 に
なるようにプラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維
不織布を取り出し、切断してアルカリ二次電池用セパレ
ーターとして供した。
チレンを鞘とする芯鞘構造の複合繊維（平均繊維径２０
μｍ）５０重量部と、ポリプロピレンの単一成分繊維
（平均繊維径２０μｍ）５０重量部とからなるポリオレ
フィン系繊維不織布（厚さ１５０μｍ、坪量５５ｇ／ｍ
2 、空孔率６１％）を、実施例３と同様の方法で高周波
出力密度と処理時間の積が５．０Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 に
なるようにプラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維
不織布を取り出し、切断してアルカリ二次電池用セパレ
ーターとして供した。
【００４４】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
【００４５】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．１０で、純水吸収
速度も２５ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
速度も２５ｍｍ／２分で、芯鞘構造複合繊維だけからな
るポリオレフィン系繊維不織布を用い、同じ処理を施し
た実施例３よりもわずかに低下していたものの、高率放
電利用率８１％、サイクル寿命５００回以上で、実施例
１〜６と同様であった。また、電池作製時の短絡発生は
無かった。
【００４６】比較例１ 実施例１〜６に用いたポリオレフィン系繊維不織布を用
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が０．０８Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプ
ラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り
出し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして
供した。
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が０．０８Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプ
ラズマ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り
出し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして
供した。
【００４７】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
【００４８】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．０４で、純水吸収
速度も２ｍｍ／２分と遅い。このため高率放電利用率７
２％、サイクル寿命３７０回で、実施例１〜８よりも劣
っていた。ただし、プラズマ処理による破断強度や伸び
の低下が非常に小さいので、電池作製時の短絡発生は無
かった。また、容量保持率は８２％で、実施例１〜８と
同様であった。
速度も２ｍｍ／２分と遅い。このため高率放電利用率７
２％、サイクル寿命３７０回で、実施例１〜８よりも劣
っていた。ただし、プラズマ処理による破断強度や伸び
の低下が非常に小さいので、電池作製時の短絡発生は無
かった。また、容量保持率は８２％で、実施例１〜８と
同様であった。
【００４９】比較例２ 実施例１〜６に用いたポリオレフィン系繊維不織布を用
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が５５Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズ
マ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出
し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして供
した。
い、実施例１〜６と同様の方法で高周波出力密度と処理
時間の積が５５Ｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 になるようにプラズ
マ処理した後、ポリオレフィン系繊維不織布を取り出
し、切断してアルカリ二次電池用セパレーターとして供
した。
【００５０】得られたセパレーターの純水吸収速度およ
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
びＸＰＳにより求められたＯ／Ｃ元素の比率、ならび
に、これをセパレーターとして用いて、実施例１〜６と
同様にして電池を作製し、作製時の短絡発生状況および
電池特性の評価結果を併せて表１に示す。
【００５１】Ｏ／Ｃ元素の比率は０．７５で、実施例１
〜８よりも大きくなっているにもかかわらず、純水吸収
速度が２ｍｍ／２分と遅くなり、高率放電での利用率が
７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８よりも
低かった。容量保持率は８１％で、実施例１〜８と同等
であった。ただし、プラズマ処理によるポリオレフィン
繊維不織布の構成繊維の切断が原因で、電池作製時に１
００個中６個が短絡した。
〜８よりも大きくなっているにもかかわらず、純水吸収
速度が２ｍｍ／２分と遅くなり、高率放電での利用率が
７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８よりも
低かった。容量保持率は８１％で、実施例１〜８と同等
であった。ただし、プラズマ処理によるポリオレフィン
繊維不織布の構成繊維の切断が原因で、電池作製時に１
００個中６個が短絡した。
【００５２】比較例３ 実施例１〜６に用いた、プラズマによる親水処理を施し
ていないポリオレフィン系繊維不織布の純水吸収速度お
よびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率を表１に示す。この
不織布は親水性が無いため、セパレーターとして用いる
ことはできないので、電池作製はしなかった。
ていないポリオレフィン系繊維不織布の純水吸収速度お
よびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率を表１に示す。この
不織布は親水性が無いため、セパレーターとして用いる
ことはできないので、電池作製はしなかった。
【００５３】比較例４ 繊維径２０μｍのポリアミド繊維不織布（厚さ１５０μ
ｍ、坪量６５ｇ／ｍ2、空孔率６２％）の純水吸収速度
およびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率、ならびに、これ
をセパレーターとして用いて、実施例１〜６と同様にし
て電池を作製し、作製時の短絡発生状況および電池特性
の評価結果を併せて表１に示す。
ｍ、坪量６５ｇ／ｍ2、空孔率６２％）の純水吸収速度
およびＸＰＳによるＯ／Ｃ元素の比率、ならびに、これ
をセパレーターとして用いて、実施例１〜６と同様にし
て電池を作製し、作製時の短絡発生状況および電池特性
の評価結果を併せて表１に示す。
【００５４】ポリアミドの純水吸収速度は３０ｍｍ／２
分で、良好な親水性を示す。高率放電利用率８０％、サ
イクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同様であ
る。しかしながら、アルカリ電解溶液中で加水分解し、
この分解生成物が自己放電を大きくするため、容量保持
率は４５％と低く、電池への適用が好ましくないことが
わかった。
分で、良好な親水性を示す。高率放電利用率８０％、サ
イクル寿命５００回以上で、実施例１〜８と同様であ
る。しかしながら、アルカリ電解溶液中で加水分解し、
この分解生成物が自己放電を大きくするため、容量保持
率は４５％と低く、電池への適用が好ましくないことが
わかった。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１に示すように、本発明により、ポリオ
レフィン系繊維不織布をプラズマ処理によって、親水化
し、温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一
端を純水に浸したた時の純水の吸収速度が、２分間で１
０ｍｍ以上になるようにした該不織布をセパレーターと
して用いた、実施例１〜８は電池作製時の短絡がなく、
高率放電利用率８０％以上、容量保持率８０％以上、サ
イクル寿命５００回以上と優れた特性を示すことがわか
った。これに対して、比較例１は電池作製時の短絡発生
がなく、容量保持率が実施例１〜８と同等であるが、親
水化が不十分なため、高率放電利用率７２％、サイクル
寿命３７０回で、実施例１〜８に比べて劣る。比較例２
は容量保持率は実施例１〜４と同等であるが、電池作製
時に短絡発生が起き、親水化も不十分で、高率放電利用
率７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８に比
べて劣る。比較例３はプラズマによる親水化を行ってい
ないので電池のセパレーターとして用いることはできな
い。比較例４はポリアミド繊維不織布をセパレーターと
して用いたもので、電池作製時の短絡発生がなく、高率
放電利用率８０％、サイクル寿命５００回以上で、実施
例１〜８と同等であるが、容量保持率４５％で実施例１
〜８に比べて極端に劣る。
レフィン系繊維不織布をプラズマ処理によって、親水化
し、温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一
端を純水に浸したた時の純水の吸収速度が、２分間で１
０ｍｍ以上になるようにした該不織布をセパレーターと
して用いた、実施例１〜８は電池作製時の短絡がなく、
高率放電利用率８０％以上、容量保持率８０％以上、サ
イクル寿命５００回以上と優れた特性を示すことがわか
った。これに対して、比較例１は電池作製時の短絡発生
がなく、容量保持率が実施例１〜８と同等であるが、親
水化が不十分なため、高率放電利用率７２％、サイクル
寿命３７０回で、実施例１〜８に比べて劣る。比較例２
は容量保持率は実施例１〜４と同等であるが、電池作製
時に短絡発生が起き、親水化も不十分で、高率放電利用
率７４％、サイクル寿命４２０回で、実施例１〜８に比
べて劣る。比較例３はプラズマによる親水化を行ってい
ないので電池のセパレーターとして用いることはできな
い。比較例４はポリアミド繊維不織布をセパレーターと
して用いたもので、電池作製時の短絡発生がなく、高率
放電利用率８０％、サイクル寿命５００回以上で、実施
例１〜８と同等であるが、容量保持率４５％で実施例１
〜８に比べて極端に劣る。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ポリ
オレフィン系繊維シートをプラズマ処理によって、親水
化し、温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その
一端を純水に浸した時の純水の吸収速度が、２分間で１
０ｍｍ以上になるようにした該シートをセパレーターと
して用いたので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放
電利用率、容量保持率、サイクル寿命に優れた特性を示
す電池が作製できるようになった。
オレフィン系繊維シートをプラズマ処理によって、親水
化し、温度２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その
一端を純水に浸した時の純水の吸収速度が、２分間で１
０ｍｍ以上になるようにした該シートをセパレーターと
して用いたので、電池作製時の短絡発生がなく、高率放
電利用率、容量保持率、サイクル寿命に優れた特性を示
す電池が作製できるようになった。
【図１】本発明の一実施例のアルカリ二次電池の断面図
を示す。
を示す。
【符号の説明】 １ 正極 ２ 負極 ３ セパレーター ４ 渦巻状電極体 ５ 電池ケース ６ 環状ガスケット ７ 封口蓋 ８ 端子版 ９ 封口板 １０ 金属バネ １１ 弁体 １２ 正極リード体 １３ 絶縁体 １４ 絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 憲嗣 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 篠村 俊彦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 飯田 博之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 河村 和典 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 矢野 周治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 石田 修 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化
物もしくは水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極
と、金属酸化物または金属水酸化物からなる正極と、セ
パレーターにアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持
してなるアルカリ二次電池において、前記セパレーター
が、２０℃、相対湿度６０％の雰囲気下で、その一端を
純水に浸した時の純水の吸収速度が、２分間に１０ｍｍ
以上であるポリオレフィン系繊維シートで形成されてい
ることを特徴とするアルカリ二次電池。 - 【請求項２】 ポリオレフィン系繊維シート表面のＸ線
光電子分光法（ＸＰＳ）によるＯ／Ｃの元素の比率が
０．０５〜０．７である請求項１に記載のアルカリ二次
電池。 - 【請求項３】 ポリオレフィン系繊維シートが、ポリプ
ロピレンを芯とし、ポリエチレンを鞘とする芯鞘構造の
複合繊維を含有する請求項１または２に記載のアルカリ
二次電池。 - 【請求項４】 カドミウム、亜鉛、鉄及びそれらの酸化
物もしくは水酸化物、または水素吸蔵合金からなる負極
と、金属酸化物または金属水酸化物からなる正極と、セ
パレーターにアルカリ水溶液からなる電解液を含浸保持
してなるアルカリ二次電池の製造方法において、ポリオ
レフィン系繊維シートをプラズマ処理して少なくともシ
ートの繊維表面を親水化した後、セパレーターに形成す
ることを特徴とするアルカリ二次電池の製造方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP5099767A JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
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| US08/508,608 US5558682A (en) | 1993-04-26 | 1995-07-28 | Process for producing a wind-type alkaline secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5099767A JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
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|---|---|
| JPH06310117A true JPH06310117A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3040041B2 JP3040041B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=14256127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099767A Expired - Lifetime JP3040041B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
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|---|---|
| US (1) | US5558682A (ja) |
| EP (1) | EP0625805B1 (ja) |
| JP (1) | JP3040041B2 (ja) |
| DE (1) | DE69413301T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148237A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
| JP2002075318A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池 |
| WO2009142013A1 (ja) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | パナソニック株式会社 | 電池 |
| JP2016081621A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | Tdk株式会社 | セパレータ及びこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5415959A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Wilson Greatbatch Ltd. | Woven synthetic halogenated polymer fibers as separator material for electrochemical cells |
| EP1083618B1 (en) * | 1998-05-20 | 2013-04-03 | KRI Inc. | Nonaqueous secondary cell |
| EP1073131B1 (en) * | 1999-07-30 | 2011-03-16 | Japan Vilene Company, Ltd. | Alkaline battery separator and process for producing the same |
| JPWO2002023663A1 (ja) * | 2000-09-11 | 2004-01-29 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ亜鉛二次電池およびその製造方法 |
| DE10143898B4 (de) | 2001-09-07 | 2005-07-14 | Carl Freudenberg Kg | Alkalische Zelle oder Batterie |
| US20030148684A1 (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-07 | The Procter & Gamble Company | Method for hydrophilizing materials using charged particles |
| DE10238941B4 (de) * | 2002-08-24 | 2013-03-28 | Evonik Degussa Gmbh | Elektrischer Separator, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung in Lithium-Hochleistungsbatterien sowie eine den Separator aufweisende Batterie |
| KR101023142B1 (ko) | 2003-06-24 | 2011-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 |
| CN100334769C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-08-29 | 日本无公害电池研究所 | 二次电池 |
| US20060038315A1 (en) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | Tunnell Herbert R Iii | Oxygen tailoring of polyethylene resins |
| CN110364659A (zh) * | 2018-03-26 | 2019-10-22 | 华硕电脑股份有限公司 | 卷绕式电池的制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287460A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Toray Ind Inc | 電池セパレーター |
| JPH02106871A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Kanai Hiroyuki | アルカリ電池用セパレーター |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5590078A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ni-zn battery |
| JPS5663771A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Alkaline battery |
| DE3116738C2 (de) * | 1981-04-28 | 1984-07-05 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim | Separator für elektrochemische Energiespeicher und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JPS5894752A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ電池の製造方法 |
| JPS58133761A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-09 | Citizen Watch Co Ltd | 密閉型アルカリ電池 |
| JPS6178053A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| JPS6460956A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Shin Kobe Electric Machinery | Separator for alkaline accumulator |
| JPS6472459A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Nippon Muki Kk | Manufacture of separator for alkaline storage battery |
| JP3345889B2 (ja) * | 1989-02-23 | 2002-11-18 | 松下電器産業株式会社 | アルカリ蓄電池およびその負極の製造法 |
| JP2882675B2 (ja) * | 1990-10-29 | 1999-04-12 | 株式会社クラレ | セパレーターシート |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP5099767A patent/JP3040041B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-25 EP EP94106408A patent/EP0625805B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-25 DE DE69413301T patent/DE69413301T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-28 US US08/508,608 patent/US5558682A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287460A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Toray Ind Inc | 電池セパレーター |
| JPH02106871A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Kanai Hiroyuki | アルカリ電池用セパレーター |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001148237A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-05-29 | Toshiba Battery Co Ltd | ニッケル・水素二次電池 |
| JP2002075318A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池 |
| WO2009142013A1 (ja) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | パナソニック株式会社 | 電池 |
| JP2016081621A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | Tdk株式会社 | セパレータ及びこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5558682A (en) | 1996-09-24 |
| DE69413301T2 (de) | 1999-02-25 |
| DE69413301D1 (de) | 1998-10-22 |
| EP0625805B1 (en) | 1998-09-16 |
| EP0625805A1 (en) | 1994-11-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970311 |