JPH07192714A - アルカリ電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ蓄電池 - Google Patents

アルカリ電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ蓄電池

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JPH07192714A
JPH07192714A JP5330572A JP33057293A JPH07192714A JP H07192714 A JPH07192714 A JP H07192714A JP 5330572 A JP5330572 A JP 5330572A JP 33057293 A JP33057293 A JP 33057293A JP H07192714 A JPH07192714 A JP H07192714A
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JP
Japan
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fiber
nonwoven fabric
separator
storage battery
alkaline storage
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JP5330572A
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English (en)
Inventor
Isao Ichinukizaka
勲 一貫坂
Kazuhiro Ikeda
和宏 池田
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Individual
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強力、保液性、セパレータの性能面の向上を
図ることができ、電池の長寿命化を達成できるアルカリ
電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ蓄電池を
提供する。 【構成】 少なくとも一成分がポリオレフィン系樹脂で
なる分割型複合繊維を含むポリオレフィン系混合繊維で
以って形成した不織布に、物理的あるいは化学的処理を
施して前記分割型複合繊維を二成分以上に分割し、酸化
処理してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−カドミウム
蓄電池、ニッケル−水素蓄電池等に使用されるアルカリ
電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ蓄電池に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリオレフィン系繊維で構成される不織
布製のアルカリ電池用セパレータであって耐薬品性、耐
酸化性、親水性等のセパレータ要求性能に優れるものと
して、スルフォン化処理を行なってスルフォン酸基を導
入したもの(特開昭58−175256号、特開昭64
−57568号、特開平1−132043号、特開平1
−132044号)、親水性樹脂であるエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体樹脂をコーティングしたもの(特
開昭63−34849号)、界面活性剤を付与したもの
(特開昭58−147956号、特開昭58−1942
55号、特開昭61−39362号)等が種々知られて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ルカリ電池用セパレータは、いずれも長期間に亘って安
定して上記性能を維持できなかった。例えば、スルフォ
ン化処理したセパレータでは処理に伴うポリオレフィン
系繊維の劣化による電池寿命の低下を、また、親水性樹
脂や界面活性剤を適用したセパレータでは樹脂や界面活
性剤が電解液中に脱落することによる親水性能の低下
を、それぞれ招来するという欠点があった。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消するためになされたものであり、強力、保液性等、セ
パレータの性能面の向上を図ることができ、電池の長寿
命化を達成できるアルカリ電池用セパレータおよびこれ
を用いたアルカリ蓄電池を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアルカリ電池用セパレータは、少なくとも一
成分がポリオレフィン系混合樹脂で以って形成した不織
布に、物理的あるいは化学的処理を施して前記分割型複
合繊維を二成分以上に分割し、酸化処理してなる。
【0006】また本発明においては、ポリオレフィン系
繊維が、上記複合繊維を少なくとも30重量%以上含む
ことが好ましく、これに満たない場合には親水性能が不
足する。分割型複合繊維としては、特に限定するもので
はなく、図1に示すような種々の断面形状のものを用い
ることができる。
【0007】また本発明にいう酸化処理とは、酸素ガス
による気相反応によりポリオレフィン系不織布表面に酸
素官能基(C=O,C−OOH,−OH,等)を導入し
て親水性を発現させるものである。
【0008】また本発明のアルカリ電池用セパレータ
は、ポリオレフィン系混合繊維の繊維径が0.1〜30μ
mであり、不織布シートの目付が20〜200g/m2、厚さ
が30〜500μmであることを特徴とする。
【0009】繊維表面における酸化反応は、該表面層よ
り50Å程度迄進行する。通常、酸化反応により樹脂劣
化が生じることから、繊維径が0.1μm 以下の繊維を用
いた場合には強度が著しく低下するため、好ましくな
い。
【0010】また本発明のアルカリ電池用セパレータ
は、ESCAによるO/C値が0.10以上であることを
特徴とする。
【0011】O/C値が0.10以下では親水化効果が認
められない。また、特に限定するものではないが、O/
C値が0.4以上では、親水化の度合いの行き過ぎによる
耐薬品性の低下が認められることがあり、好ましくな
い。
【0012】また本発明のアルカリ電池用セパレータ
は、不織布を構成する全繊維表面積の少なくとも30%
以上がポリエチレンであることを特徴とする。
【0013】ポリエチレンは、他のポリオレフィン樹
脂、例えばポリプロピレンと比較して酸化反応を受け易
く、親水性発現に好適であると同時に、強度劣化および
耐薬品性の低下が少なく、長時間に亘る安定したセパレ
ータ性能を維持できる。
【0014】また本発明は、少なくとも一成分がポリオ
レフィン系樹脂でなる分割型複合繊維を含むポリオレフ
ィン系混合繊維で以って形成した不織布に、物理的ある
いは化学的処理を施して前記分割型複合繊維を二成分以
上に分割し、酸化処理してなるアルカリ電池用セパレー
タを用いたことを特徴とするアルカリ蓄電池である。
【0015】
【作用】本発明に従えば、少なくとも一成分がポリオレ
フィン系樹脂でなる分割型複合繊維を含むポリオレフィ
ン系混合繊維で以って形成した不織布は例えば、カード
紡出工程や水流絡合工程等の物理的処理、あるいはアル
カリ溶液等による化学的処理により前記分割型複合繊維
が二成分以上に分割することによって、ファインデニー
ル化され、緻密性が向上し、保液性が高まる。さらに、
分割されたポリオレフィン系繊維表面に酸化処理による
例えばカルボニル基、カルボキシル基、水素基の酸素官
能基が導入され、長時間に亘る親水効果を発揮する。
【0016】
【実施例】本発明をさらに実施例によって詳述する。
【0017】実施例1 アクリル酸が4重量%(1.61モル%)、エチレンが
96重量%(98.39モル%)よりなる融点99℃の
共重合樹脂を第1成分に、MFR(メルトフロー値)が
30g/10分(温度230℃)のポリプロピレン樹脂
を第2成分として用いた、第1成分と第2成分の重量複
合比が50:50の、図1(a)に示す断面形状の分割
型複合繊維を形成した。この分割型複合繊維は、繊度2
d、繊維長51mmに作成した。この繊維をローラーカ
ード機を通してウエブを作成し、高圧水流法によって繊
維の分割処理(分割後の繊度平均0.15デニール)およ
び絡合処理を行い、乾燥並びにカレンダーロール処理を
して厚さ0.20mmの不織布を作成した。
【0018】前記不織布を反応槽に入れ、真空脱気後、
窒素等の不活性ガス雰囲気下、酸素ガスによる気相接触
反応を10分間行ない、実施例1のアルカリ電池用セパ
レータを得た。
【0019】実施例2 実施例1で用いた同じ樹脂を第1成分と第2成分とし
て、図1(b)に示す断面形状の分割型複合繊維2d×
51mmを作成した。該複合繊維の第1成分と第2成分
の重量複合比が30:70であり、且つ第1成分の繊維
表面露出割合が80%である。この繊維を70重量%と
レギュラーのポリプロピレン繊維1.5d×38mmを
30重量%混合形成してなる繊維ウエブを実施例1と同
様に処理して厚さ0.20mmの不織布を作成した。前
記不織布に実施例1と同条件の酸素ガスによる処理を施
して、実施例2のアルカリ電池用セパレータを得た。
【0020】比較例1,2 実施例1および2で作成した繊維ウエブをそれぞれ12
0℃の熱風貫通型処理加工機を通過させ、未分割の状態
で該複合繊維の第1成分を溶融し、繊維間相互を熱接着
させて後、80℃に調整された一対のカレンダーロール
を通過させて厚み調整を行い、実施例1と同条件の酸素
ガスによる処理を施して、厚さ0.20mmの熱接着タイ
プの比較例1および比較例2のアルカリ電池用セパレー
タとした。
【0021】比較例3,4 実施例1および2で作成した分割処理を実施した未酸化
処理の不織布をそれぞれ比較例3および4のアルカリ電
池用セパレータとした。
【0022】以下、実施例及び比較例で得られた電池セ
パレータの諸物性比較テストを行ない結果を表1にまと
めて示す。
【0023】
【表1】
【0024】さらに、上記実施例及び比較例で得られ不
織布セパレータを用いた電池性能の結果を図2に示す。
容量1200mA・hrのNi−Cd電池に上述のセパ
レータを組込み、温度20℃で、充電条件400mA×
4hr、放電条件1Ωの定抵抗放電×2hrの充放電試
験を繰返した時の放電容量の維持率を示している。
【0025】図2から明らかなように本発明によるセパ
レータを使用した電池はその優れた電解液親和性と耐久
性の故に、充放電を繰返し行なっても放電容量の低下は
小さく、長時間の使用に耐え得ることがわかる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、親水性の
持続性に優れ、また親水化処理による強度劣化がないア
ルカリ電池用セパレータを得ることができる。したがっ
て、アルカリ蓄電池の長寿命化を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に用いた分割型複合繊維の断面
図である。
【図2】実施例と比較例の充放電繰返し回数に対する放
電維持率の変化を示す曲線図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一成分がポリオレフィン系樹
    脂でなる分割型複合繊維を含むポリオレフィン系混合繊
    維で以って形成した不織布に、物理的あるいは化学的処
    理を施して前記分割型複合繊維を二成分以上に分割し、
    酸化処理してなること特徴とするアルカリ電池用セパレ
    ータ。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィン系混合繊維の繊維径が0.
    1〜30μmであり、不織布シートの目付が20〜20
    0g/m2、厚さが30〜500μmである請求項1記載のア
    ルカリ電池用セパレータ。
  3. 【請求項3】 ESCA(electron spectroscopy for
    chemical analysis)によるO/C値が0.10以上である
    請求項1記載のアルカリ電池用セパレータ。
  4. 【請求項4】 不織布を構成する全繊維表面積の少なく
    とも30%以上がポリエチレンである請求項1〜3のい
    ずれかに記載のアルカリ電池用セパレータ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のアルカ
    リ電池用セパレータを用いたことを特徴とするアルカリ
    蓄電池。
JP5330572A 1993-12-27 1993-12-27 アルカリ電池用セパレータおよびこれを用いたアルカリ蓄電池 Pending JPH07192714A (ja)

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