JPH076745A - 電池用セパレータ - Google Patents
電池用セパレータInfo
- Publication number
- JPH076745A JPH076745A JP5169688A JP16968893A JPH076745A JP H076745 A JPH076745 A JP H076745A JP 5169688 A JP5169688 A JP 5169688A JP 16968893 A JP16968893 A JP 16968893A JP H076745 A JPH076745 A JP H076745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- battery
- woven fabric
- graft polymerization
- battery separator
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルカリ電解液を用いた電池の充放電サイク
ル寿命、急速充電特性を改良し、自己放電を抑制できる
電池用セパレータを得る。 【構成】 ポリオレフィン系樹脂繊維からなる織布また
は不織布の、互いに隣合う繊維同士の接触部近傍におけ
るグラフト重合度を他の部分のグラフト重合度より高く
なるようにする。 【効果】 アルカリ電解液によるセパレータの膨潤を互
いに隣合う繊維同士の接触部近傍だけにすることができ
るので、ガス透過性を損うことなく、アルカリ電解液と
の親和性を良好にすることができる。
ル寿命、急速充電特性を改良し、自己放電を抑制できる
電池用セパレータを得る。 【構成】 ポリオレフィン系樹脂繊維からなる織布また
は不織布の、互いに隣合う繊維同士の接触部近傍におけ
るグラフト重合度を他の部分のグラフト重合度より高く
なるようにする。 【効果】 アルカリ電解液によるセパレータの膨潤を互
いに隣合う繊維同士の接触部近傍だけにすることができ
るので、ガス透過性を損うことなく、アルカリ電解液と
の親和性を良好にすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池用セパレータに関す
るもので、さらに詳しく言えば、ニッケル−カドミウム
電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等のよ
うな二次電池に用いられ、その充放電サイクル寿命、急
速充電特性を改良し、自己放電を抑制することができる
電池用セパレータに関するものである。
るもので、さらに詳しく言えば、ニッケル−カドミウム
電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等のよ
うな二次電池に用いられ、その充放電サイクル寿命、急
速充電特性を改良し、自己放電を抑制することができる
電池用セパレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブル電子機器などに用いら
れる電池としては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケ
ル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池が注目されている
が、これらの電池は機器の多機能化、小型化によって高
温度の環境下に高密度に実装されるようになってきてい
る。
れる電池としては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケ
ル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池が注目されている
が、これらの電池は機器の多機能化、小型化によって高
温度の環境下に高密度に実装されるようになってきてい
る。
【０００３】上記した電池は、高温度の環境下に実装す
ると自己放電が増大するため、そのセパレータを改良す
ることによって自己放電を抑制する試みがなされてい
る。
ると自己放電が増大するため、そのセパレータを改良す
ることによって自己放電を抑制する試みがなされてい
る。
【０００４】上記したセパレータとしては、耐熱性、耐
酸化性を有するポリオレフィン製不織布に界面活性剤処
理を施して親水性をもたせたものがある。
酸化性を有するポリオレフィン製不織布に界面活性剤処
理を施して親水性をもたせたものがある。
【０００５】また、上記したセパレータとしては、ポリ
オレフィン製不織布にアクリル酸またはメタクリル酸等
の親水性ビニルモノマーをグラフト重合して親水性をも
たせたものがある。
オレフィン製不織布にアクリル酸またはメタクリル酸等
の親水性ビニルモノマーをグラフト重合して親水性をも
たせたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のセパレ
ータのうち、界面活性剤処理を施したものは、長期間の
使用によって界面活性剤が拡散したり、分解するため、
セパレータの親水性が長期間持続することができないと
いう問題があった。
ータのうち、界面活性剤処理を施したものは、長期間の
使用によって界面活性剤が拡散したり、分解するため、
セパレータの親水性が長期間持続することができないと
いう問題があった。
【０００７】また、上記した従来のセパレータのうち、
親水性ビニルモノマーをグラフト重合したものは、セパ
レータの親水性を長期間持続することはできるが、アル
カリ電解液が繊維内部にまで浸入してセパレータが膨潤
するため、セパレータの多孔度が低下してガスの透過性
が低下し、充電末期に正極で発生する酸素を効率よく負
極に導くことができなくなるという問題があった。
親水性ビニルモノマーをグラフト重合したものは、セパ
レータの親水性を長期間持続することはできるが、アル
カリ電解液が繊維内部にまで浸入してセパレータが膨潤
するため、セパレータの多孔度が低下してガスの透過性
が低下し、充電末期に正極で発生する酸素を効率よく負
極に導くことができなくなるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ポリオレフィン系樹脂繊維からなる織布
または不織布に、アクリル酸またはメタクリル酸から選
択された親水性ビニルモノマーの少なくとも一方をグラ
フト重合して得た電池用セパレータであって、前記織布
または不織布の、互いに隣合う繊維同士の接触部近傍に
おけるグラフト重合度を他の部分のグラフト重合度より
高くなるようにしたことを特徴とするものである。
め、本発明は、ポリオレフィン系樹脂繊維からなる織布
または不織布に、アクリル酸またはメタクリル酸から選
択された親水性ビニルモノマーの少なくとも一方をグラ
フト重合して得た電池用セパレータであって、前記織布
または不織布の、互いに隣合う繊維同士の接触部近傍に
おけるグラフト重合度を他の部分のグラフト重合度より
高くなるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【作 用】従って、本発明は、織布または不織布の、互
いに隣合う繊維同士の接触部近傍におけるグラフト重合
度を高くしているので、アルカリ電解液によるセパレー
タの膨潤を互いに隣合う繊維同士の接触部近傍だけにす
ることができ、他の部分の多孔度の低下を抑制すること
ができる。
いに隣合う繊維同士の接触部近傍におけるグラフト重合
度を高くしているので、アルカリ電解液によるセパレー
タの膨潤を互いに隣合う繊維同士の接触部近傍だけにす
ることができ、他の部分の多孔度の低下を抑制すること
ができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１１】本発明の電池用セパレータは、平均直径が
約２０μｍのポリプロピレン繊維からなる重量が５０ｇ
／ｍ2 の不織布を、あらかじめ窒素によって脱酸素され
た５０％のアクリル酸水溶液中に含浸して直ちにプレス
加工し、不織布に付着するアクリル酸の重量を不織布の
重量に対して約３０％になるように調整した後、前記不
織布に窒素雰囲気下で電子線加速装置によって加速電圧
を３００ｋＶ、ビーム電流を１０ｍＡとして電子線を１
００ｋＧｙ照射してグラフト重合し、洗浄して未反応の
アクリル酸を除去し、乾燥して得たものである。
約２０μｍのポリプロピレン繊維からなる重量が５０ｇ
／ｍ2 の不織布を、あらかじめ窒素によって脱酸素され
た５０％のアクリル酸水溶液中に含浸して直ちにプレス
加工し、不織布に付着するアクリル酸の重量を不織布の
重量に対して約３０％になるように調整した後、前記不
織布に窒素雰囲気下で電子線加速装置によって加速電圧
を３００ｋＶ、ビーム電流を１０ｍＡとして電子線を１
００ｋＧｙ照射してグラフト重合し、洗浄して未反応の
アクリル酸を除去し、乾燥して得たものである。
【００１２】こうして得られたセパレータＡのグラフト
率は２４％で、図１に示したように、ポリプロピレン繊
維１の繊維同士の接触部近傍２にアクリル酸がグラフト
重合されてなる。
率は２４％で、図１に示したように、ポリプロピレン繊
維１の繊維同士の接触部近傍２にアクリル酸がグラフト
重合されてなる。
【００１３】一方、上記した本発明の電池用セパレータ
と同じ不織布に同じ方法で電子線を１００ｋＧｙ照射し
た後、あらかじめ窒素によって脱酸素されたアクリル酸
２０重量部、水８０重量部、モール氏塩１重量部からな
る水溶液中に３時間浸漬してグラフト重合し、比較セパ
レータＢを得た。
と同じ不織布に同じ方法で電子線を１００ｋＧｙ照射し
た後、あらかじめ窒素によって脱酸素されたアクリル酸
２０重量部、水８０重量部、モール氏塩１重量部からな
る水溶液中に３時間浸漬してグラフト重合し、比較セパ
レータＢを得た。
【００１４】こうして得られたセパレータＢのグラフト
率は９２％で、図２に示したように、ポリプロピレン繊
維１のすべてにアクリル酸がグラフト重合されてなる。
率は９２％で、図２に示したように、ポリプロピレン繊
維１のすべてにアクリル酸がグラフト重合されてなる。
【００１５】次に、上記した本発明のセパレータＡ、比
較セパレータＢ、およびポリプロピレン不織布に界面活
性剤処理を施した従来のセパレータＣを用いて、ペース
ト式ニッケル極を正極、水素吸蔵合金粉末からなる水素
極を負極、水酸化カリウム水溶液を電解液とした、公称
容量が１１００ｍＡＨの密閉形ニッケル−水素電池を作
製し、４５℃の温度下で充電電流０．２５Ｃ、放電電流
１Ｃで２５０サイクルの充放電を反復させた後、２０℃
の温度下で充電電流１Ｃの充電を行って電池の内圧を調
査したところ、表１のような結果が得られた。
較セパレータＢ、およびポリプロピレン不織布に界面活
性剤処理を施した従来のセパレータＣを用いて、ペース
ト式ニッケル極を正極、水素吸蔵合金粉末からなる水素
極を負極、水酸化カリウム水溶液を電解液とした、公称
容量が１１００ｍＡＨの密閉形ニッケル−水素電池を作
製し、４５℃の温度下で充電電流０．２５Ｃ、放電電流
１Ｃで２５０サイクルの充放電を反復させた後、２０℃
の温度下で充電電流１Ｃの充電を行って電池の内圧を調
査したところ、表１のような結果が得られた。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１から、本発明のセパレータＡは、長期
の充放電サイクル経過後もガス吸収性能を維持している
ことがわかる。これに対し、比較セパレータＢは繊維の
膨潤によって、従来のセパレータＣは界面活性剤の遊離
によってガス吸収性能が低下することがわかった。
の充放電サイクル経過後もガス吸収性能を維持している
ことがわかる。これに対し、比較セパレータＢは繊維の
膨潤によって、従来のセパレータＣは界面活性剤の遊離
によってガス吸収性能が低下することがわかった。
【００１８】また、上記した充放電サイクルの経過後の
各電池について、その放電容量を調査したところ、表２
のような結果が得られた。
各電池について、その放電容量を調査したところ、表２
のような結果が得られた。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２から、本発明のセパレータＡを用いた
電池は、放電容量はほとんど変化しないことがわかっ
た。
電池は、放電容量はほとんど変化しないことがわかっ
た。
【００２１】また、上記した充放電サイクルの経過後の
各電池を、４５℃の温度下で充電電流１Ｃの充電を行っ
て電池の充電効率を調査したところ、図３のような結果
が得られた。
各電池を、４５℃の温度下で充電電流１Ｃの充電を行っ
て電池の充電効率を調査したところ、図３のような結果
が得られた。
【００２２】図３から、本発明のセパレータＡを用いた
電池の充電効率は比較セパレータＢを用いた電池、従来
のセパレータＣを用いた電池に比べて高くなることがわ
かった。
電池の充電効率は比較セパレータＢを用いた電池、従来
のセパレータＣを用いた電池に比べて高くなることがわ
かった。
【００２３】また、上記した充放電サイクルの経過後の
各電池を、４５℃の温度下で保存した時の自己放電特性
を調査したところ、図４のような結果が得られた。
各電池を、４５℃の温度下で保存した時の自己放電特性
を調査したところ、図４のような結果が得られた。
【００２４】図４から、本発明のセパレータＡを用いた
電池および比較セパレータＢを用いた電池Ｂは従来のセ
パレータＣを用いた電池に比べて自己放電が少ないこと
がわかった。
電池および比較セパレータＢを用いた電池Ｂは従来のセ
パレータＣを用いた電池に比べて自己放電が少ないこと
がわかった。
【００２５】上記した本発明の電池用セパレータでは、
プレス加工によって繊維同士の接触部近傍におけるグラ
フト重合度を高くしているが、遠心加工機によって行う
こともできる。
プレス加工によって繊維同士の接触部近傍におけるグラ
フト重合度を高くしているが、遠心加工機によって行う
こともできる。
【００２６】また、グラフト重合は、モノマーを付着さ
せた織布または不織布に放射線を照射する同時照射法
と、あらかじめ放射線を照射してラジカルを生成させた
織布または不織布にモノマーを付着させる前照射法とが
あり、織布または不織布の重量に対してモノマーがグラ
フト重合される割合（グラフト率）を５〜５０％として
アルカリ電解液に対する親和性の維持するとともに、繊
維の膨潤を抑制している。
せた織布または不織布に放射線を照射する同時照射法
と、あらかじめ放射線を照射してラジカルを生成させた
織布または不織布にモノマーを付着させる前照射法とが
あり、織布または不織布の重量に対してモノマーがグラ
フト重合される割合（グラフト率）を５〜５０％として
アルカリ電解液に対する親和性の維持するとともに、繊
維の膨潤を抑制している。
【００２７】
【発明の効果】上記した如く、本発明の電池用セパレー
タは、耐熱性や耐酸化性だけでなく、親水性やガス透過
性にもすぐれているので、アルカリ電解液を用いた電池
の充放電サイクル寿命、急速充電特性を改良し、自己放
電を抑制することができる。
タは、耐熱性や耐酸化性だけでなく、親水性やガス透過
性にもすぐれているので、アルカリ電解液を用いた電池
の充放電サイクル寿命、急速充電特性を改良し、自己放
電を抑制することができる。
【図１】本発明の電池用セパレータの要部拡大図であ
る。
る。
【図２】比較セパレータの要部拡大図である。
【図３】充電効率を比較した図である。
【図４】自己放電特性を比較した図である。
１ ポリプロピレン繊維 ２ 接触部近傍
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂繊維からなる織布
または不織布に、アクリル酸またはメタクリル酸から選
択された親水性ビニルモノマーの少なくとも一方をグラ
フト重合して得た電池用セパレータであって、前記織布
または不織布の、互いに隣合う繊維同士の接触部近傍に
おけるグラフト重合度を他の部分のグラフト重合度より
高くなるようにしたことを特徴とする電池用セパレー
タ。 - 【請求項２】 織布または不織布の重量に対し、親水性
ビニルモノマーがグラフト重合される割合（グラフト
率）を５〜５０％としたことを特徴とする請求項第１項
記載の電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169688A JPH076745A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169688A JPH076745A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076745A true JPH076745A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15891058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169688A Pending JPH076745A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076745A (ja) |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5169688A patent/JPH076745A/ja active Pending
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