JPH07192715A - 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Info
- Publication number
- JPH07192715A JPH07192715A JP5330573A JP33057393A JPH07192715A JP H07192715 A JPH07192715 A JP H07192715A JP 5330573 A JP5330573 A JP 5330573A JP 33057393 A JP33057393 A JP 33057393A JP H07192715 A JPH07192715 A JP H07192715A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- nonwoven fabric
- storage battery
- alkaline storage
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
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】 エチレン−アクリル酸共重合体樹脂をコーテ
ィングしたポリオレフィン系不織布の表面に、酸化処理
により導入された酸素官能基が存在するようになしたア
ルカリ電池用セパレータ。
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】 エチレン−アクリル酸共重合体樹脂をコーテ
ィングしたポリオレフィン系不織布の表面に、酸化処理
により導入された酸素官能基が存在するようになしたア
ルカリ電池用セパレータ。
Description
【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。
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。
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。特に、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体樹脂成分であるビニ
ルアルコールは、親水性に優れる反面、電池内におい
て、充放電の繰返しにより発生する酸素ガスによって酸
化分解され易く、耐薬品性に劣るといった欠点があっ
た。
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。特に、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体樹脂成分であるビニ
ルアルコールは、親水性に優れる反面、電池内におい
て、充放電の繰返しにより発生する酸素ガスによって酸
化分解され易く、耐薬品性に劣るといった欠点があっ
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。
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】本発明は、エチレン−ア
クリル酸共重合体樹脂をコーティングしたポリオレフィ
ン系不織布の表面に、酸化処理により、導入された酸素
官能基が存在することを特徴とするアルカリ電池用セパ
レータである。
クリル酸共重合体樹脂をコーティングしたポリオレフィ
ン系不織布の表面に、酸化処理により、導入された酸素
官能基が存在することを特徴とするアルカリ電池用セパ
レータである。
【０００６】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、ポリオレフィン系繊維表面に酸素官
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。
る気相反応により、ポリオレフィン系繊維表面に酸素官
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。
【０００７】また本発明のアルカリ電池用セパレータ
は、ポリオレフィン系不織布を構成する合成繊維の繊維
径が0.１〜３０μm であり、ポリオレフィン系不織布の
目付が２０〜２００g/m2、厚さが３０〜５０μm である
ことを特徴とする。
は、ポリオレフィン系不織布を構成する合成繊維の繊維
径が0.１〜３０μm であり、ポリオレフィン系不織布の
目付が２０〜２００g/m2、厚さが３０〜５０μm である
ことを特徴とする。
【０００８】ポリオレフィン系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0.１μ
m 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。
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0.１μ
m 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。
【０００９】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。
は、ＥＳＣＡによるＯ／Ｃ値が0.１０以上であることを
特徴とする。
【００１０】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。
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。
【００１１】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。
は、ポリオレフィン系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。
【００１２】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。
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。
【００１３】また本発明は、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である。
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である。
【００１４】
【作用】本発明に従えば、エチレン−アクリル酸共重合
体樹脂は、電解液の液保持性（保液率）を大きく向上さ
せる為、電池内での電解液のドライアウト現象を防止で
きるとともに、酸素ガスによる酸化処理により導入され
た、例えばカルボニル基、カルボキシル基、水酸基等の
親水性酸素官能基が、アルカリ蓄電池内において優れた
親水効果の持続性を示す。また、本発明の酸化処理は、
例えば従来の発煙硫酸や熱濃硫酸による親水性付与のた
めのスルフォン化処理と違い、繊維表面のみの処理であ
るから、処理後におけるセパレータ強度の低下が小さ
く、従って、アルカリ蓄電池を製造する際における、セ
パレータの引張りによる切断事故が解消する。さらに、
このアルカリ電池用セパレータは窒素原子を含有せず、
アルカリ蓄電池内における耐久性にも優れているため、
事故放電の原因となる窒素根を生成することがない。従
って、該セパレータを用いたアルカリ蓄電池は長時間使
用しても内部抵抗の著しい増加を起こすことがなく、高
率放電時の電圧降下も小さく、また自己放電速度も小さ
いため、アルカリ蓄電池の高寿命化が達成される。
体樹脂は、電解液の液保持性（保液率）を大きく向上さ
せる為、電池内での電解液のドライアウト現象を防止で
きるとともに、酸素ガスによる酸化処理により導入され
た、例えばカルボニル基、カルボキシル基、水酸基等の
親水性酸素官能基が、アルカリ蓄電池内において優れた
親水効果の持続性を示す。また、本発明の酸化処理は、
例えば従来の発煙硫酸や熱濃硫酸による親水性付与のた
めのスルフォン化処理と違い、繊維表面のみの処理であ
るから、処理後におけるセパレータ強度の低下が小さ
く、従って、アルカリ蓄電池を製造する際における、セ
パレータの引張りによる切断事故が解消する。さらに、
このアルカリ電池用セパレータは窒素原子を含有せず、
アルカリ蓄電池内における耐久性にも優れているため、
事故放電の原因となる窒素根を生成することがない。従
って、該セパレータを用いたアルカリ蓄電池は長時間使
用しても内部抵抗の著しい増加を起こすことがなく、高
率放電時の電圧降下も小さく、また自己放電速度も小さ
いため、アルカリ蓄電池の高寿命化が達成される。
【００１５】以下、本発明の実施例を説明する。なお本
発明は下記実施例に限定して解釈されるものではない。
発明は下記実施例に限定して解釈されるものではない。
【００１６】レギュラーのポリプロピレン繊維1.５ｄ×
３８mmを５０％と、バインダー繊維として、鞘成分がポ
リエチレン、芯成分がポリプロピレンより構成される市
販の芯鞘型複合繊維（鞘：芯の重量複合比が５０：５
０）0.９ｄ×５１mmを５０％混合し、この混合繊維をロ
ーラーカード機を通してウェブとした。次にこのウェブ
を１１０℃に加熱した一対のカレンダーロールに通し、
目付５０g/m2、厚み0.１５mmの不織布シートを作成し
た。
３８mmを５０％と、バインダー繊維として、鞘成分がポ
リエチレン、芯成分がポリプロピレンより構成される市
販の芯鞘型複合繊維（鞘：芯の重量複合比が５０：５
０）0.９ｄ×５１mmを５０％混合し、この混合繊維をロ
ーラーカード機を通してウェブとした。次にこのウェブ
を１１０℃に加熱した一対のカレンダーロールに通し、
目付５０g/m2、厚み0.１５mmの不織布シートを作成し
た。
【００１７】次に、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂
をトルエンの５％水溶液に溶解させ、この溶液を、ＤＰ
Ｕが６％（含浸後の不織布目付５３g/m2）となるように
上記不織布シートに含浸して乾燥した後、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、実施例のアル
カリ電池用セパレータを得た。
をトルエンの５％水溶液に溶解させ、この溶液を、ＤＰ
Ｕが６％（含浸後の不織布目付５３g/m2）となるように
上記不織布シートに含浸して乾燥した後、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、実施例のアル
カリ電池用セパレータを得た。
【００１８】次に、比較例を説明する。
【００１９】実施例で作成した不織布シート（コーティ
ング実施，未酸化処理）を比較例のアルカリ電池用セパ
レータとした。
ング実施，未酸化処理）を比較例のアルカリ電池用セパ
レータとした。
【００２０】次に、正極および負極として、公知の帯状
の焼結式水酸化ニッケル電極および焼結式カドミウム電
極を１枚ずつ用い、これらの電極の間に上記各実施例で
得たアルカリ電池用セパレータを介在させ、引張りなが
ら捲回した後、円筒形の金属ケースに収納した。そして
水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液を注入し、
安全弁付きの電池蓋を取付け、公称容量が0.７Anの単三
形密閉式ニッケルカドミウム電池を製作した。また、比
較例のアルカリ電池用セパレータについても同様にアル
カリ蓄電池を製作した。
の焼結式水酸化ニッケル電極および焼結式カドミウム電
極を１枚ずつ用い、これらの電極の間に上記各実施例で
得たアルカリ電池用セパレータを介在させ、引張りなが
ら捲回した後、円筒形の金属ケースに収納した。そして
水酸化カリウムを主体とするアルカリ電解液を注入し、
安全弁付きの電池蓋を取付け、公称容量が0.７Anの単三
形密閉式ニッケルカドミウム電池を製作した。また、比
較例のアルカリ電池用セパレータについても同様にアル
カリ蓄電池を製作した。
【００２１】実施例および比較例のアルカリ電池用セパ
レータの物性試験評価結果と、これを用いて製作した電
池の性能試験評価結果を下記表１および図１にそれぞれ
示す。
レータの物性試験評価結果と、これを用いて製作した電
池の性能試験評価結果を下記表１および図１にそれぞれ
示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【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、アルカリ蓄電池の長寿命化を
達成することができる。
持続性に優れ、また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、アルカリ蓄電池の長寿命化を
達成することができる。
【図１】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。
電維持率の変化を示す曲線図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 エチレン−アクリル酸共重合体樹脂をコ
ーティングしたポリオレフィン系不織布の表面に、酸化
処理により導入された酸素官能基が存在することを特徴
とするアルカリ電池用セパレータ。 - 【請求項２】 ポリオレフィン系不織布を構成する合成
繊維の繊維径が0.１〜３０μm であり、ポリオレフィン
系不織布の目付が２０〜２００g/m2、厚さが３０〜５０
０μm である請求項１記載のアルカリ電池用セパレー
タ。 - 【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。 - 【請求項４】 ポリオレフィン系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記載のアルカリ電池用セパレータ。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330573A JPH07192715A (ja) | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330573A JPH07192715A (ja) | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192715A true JPH07192715A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18234169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330573A Pending JPH07192715A (ja) | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444367B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-09-03 | Ahlstrom Mount Holly Springs, Llc | Durable hydrophilic nonwoven mat for rechargable alkaline batteries |
| JP2008106261A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-05-08 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミドを含む多孔質膜 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330573A patent/JPH07192715A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444367B1 (en) | 1999-01-08 | 2002-09-03 | Ahlstrom Mount Holly Springs, Llc | Durable hydrophilic nonwoven mat for rechargable alkaline batteries |
| US7329623B2 (en) | 1999-01-08 | 2008-02-12 | Ahlstrom Mount Holly Springs Llc | Durable hydrophilic nonwoven mat |
| JP2008106261A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-05-08 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミドを含む多孔質膜 |
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