JPH08236094A - アルカリ蓄電池用セパレータ - Google Patents

アルカリ蓄電池用セパレータ

Info

Publication number
JPH08236094A
JPH08236094A JP7036841A JP3684195A JPH08236094A JP H08236094 A JPH08236094 A JP H08236094A JP 7036841 A JP7036841 A JP 7036841A JP 3684195 A JP3684195 A JP 3684195A JP H08236094 A JPH08236094 A JP H08236094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
battery
sulfuric acid
storage battery
alkaline storage
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
Application number
JP7036841A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuyoshi Goto
哲秀 後藤
Hideo Kaiya
英男 海谷
Koichi Kuriyama
孝一 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7036841A priority Critical patent/JPH08236094A/ja
Publication of JPH08236094A publication Critical patent/JPH08236094A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルカリ蓄電池の特性を損うことなく、製造
工程における電解液注液前の電池縁抵抗安定化を図り、
不良品スクリーニング精度を向上することを目的とす
る。 【構成】 SO3ガスまたは発煙硫酸、濃硫酸、無水硫
酸から選ばれたいずれかの硫酸根を持つ酸で処理し、S
4 2-として0.01〜0.50重量%の遊離の硫酸根
を含むポリオレフィン製多孔体を、アルカリ蓄電池用セ
パレータとして用いる。

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−水素蓄電池や
ニッケル−カドミウム蓄電池などのアルカリ蓄電池に用
いられるセパレータに関する。
【0002】
【従来の技術】各種の電源として広く使われているアル
カリ蓄電池は高信頼性が期待でき、小型軽量化も可能な
どの理由で小型電池は各種ポータブル機器用に、大型は
産業用として使われてきた。
【0003】このアルカリ蓄電池において、正極として
は一部空気極や酸化銀極なども取り上げられているが、
ほとんどの場合ニッケル極である。電極タイプがポケッ
ト式から焼結式に代わって特性が向上し、さらに密閉化
が可能になるとともに用途も広がった。
【0004】一方負極としてはカドミウムの他に亜鉛、
鉄、水素などが主な対象となっている。現在のところカ
ドミウム極が主体であるが、一層の高エネルギー密度を
達成するために水素吸蔵合金極を使ったニッケル−水素
蓄電池が実用化され材料や製法などに多くの提案がなさ
れている。ニッケル極、カドミウム極、水素吸蔵合金極
などの製法としては焼結式と発泡状、繊維状、パンチン
グメタルなどの2次元や3次元構造の多孔体にペースト
を充填、塗着する方式のペースト式がある。
【0005】極板とともに電池特性に大きく影響を与え
るセパレータとしては、開放形電池ではおもにポリアミ
ドの繊維布、不織布さらにこれらとセロファンやポリビ
ニルアルコールフィルムなどとの併用が採用されてき
た。最近とくに耐アルカリ性や耐酸化性の点でポリオレ
フィン製の繊維布や不織布が一部用いられてきた。
【0006】一方密閉形ではガスの透過が必要なのでフ
ィルム状セパレータは好ましくなく、また電解液の含浸
性の点で好ましい不織布が一般的である。ポリアミド不
織布が主流であったが、耐アルカリ性、それにニッケル
−水素蓄電池の自己放電の抑制などの観点でポリオレフ
ィン不織布が使われてきた。とくに発煙硫酸など硫酸根
を持つ酸で処理したポリオレフィン製不織布が優れたセ
パレータとして使われている。
【0007】他の電池系同様、正極としてニッケル極
を、負極としてカドミウム極や水素吸蔵合金極を用いた
アルカリ蓄電池においても高エネルギー密度、長寿命、
急速充電などが要望されている。そのためのセパレータ
として耐アルカリ性に優れ、それにニッケル−水素蓄電
池の自己放電の抑制などに有効なポリオレフィン不織
布、とくにポリプロピレン不織布を発煙硫酸など硫酸根
を持つ酸で処理してセパレータとして使われている。
【0008】このセパレータの製法の一例を示すと、公
知のポリプロピレン不織布をやはり市販の発煙硫酸を数
%含む濃硫酸に室温で数分間浸漬し、何らかの後処理で
硫酸根を除いて最終的には温水で洗浄し、乾燥後使用す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような工
程で得られたセパレータを用いて電池を構成して特性を
調べたところ、電解液注液前の絶縁抵抗が低下し、工程
品質が安定しない場合が生じた。製品の市場品質確保の
ためには電池製造工程において良品と不良品を明確に識
別することが必要であり、従って絶縁抵抗についても一
定の範囲内で安定化させねばならないが、従来のセパレ
ータでは絶縁抵抗が不安定なため、不良品のスクリーニ
ング精度が低いという問題点を有していた。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、アルカリ蓄電池の電池特性を損うことなく、製造工
程における不良品のスクリーニング精度を高めることを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、アルカリ蓄
電池用セパレータとしてSO3ガスまたは発煙硫酸、濃
硫酸、無水硫酸のいずれかである硫酸根を持つ酸で処理
してSO4 2-として0.01〜0.50重量%の遊離の
硫酸根を含むポリオレフィン製不織布を用いるものであ
る。
【0012】
【作用】発煙硫酸などでポリオレフィン製多孔体を処理
すると親電解液性になる。これは、ポリオレフィンのな
かにスルホン基が形成されることによると思われる。し
たがって電池用セパレータとしては、ポリオレフィンつ
まりポリエチレンやポリプロピレン本来の耐アルカリ性
を発揮しつつ電解液の保持力が生ずるため、電池の充放
電特性が向上する。しかし種々の製造条件を検討する中
で電解液注液前の電池絶縁抵抗が低下し、工程における
不良品のスクリーニング精度を低下させている例が発見
された。この原因を調べたところ、不具合は製法時での
最終的な温水での洗浄にあることが分かった。すなわち
洗浄が不十分で遊離の硫酸根が多く残るとこれがセパレ
ータ表面において電荷を運び、電池の絶縁抵抗低下を招
いていた。ところがこれを防ぐために洗浄を苛酷にやり
すぎた場合、完全には遊離の硫酸根が除かれることがな
いとともに折角結合している硫酸基が分離してしまうこ
とがわかった。したがって適当な洗浄により遊離の硫酸
根を適当量含む状態のポリオレフィン製多孔体を用いる
ことにより、電池特性を損なうことなく、製造工程にお
ける不良品のスクリーニング精度の高い電池が提供でき
る。
【0013】なお、ある程度までの硫酸根が存在して
も、硝酸根や塩酸根のような腐食や自己放電などの悪影
響はない。これは、たとえば硫酸ニッケルから得られた
水酸化ニッケルにも幾分かの残存硫酸根が残っている
が、電池特性に対し悪影響が見られないのと同様の現象
であると考えられる。むしろポリオレフィン表面の少量
の残存硫酸根はスルホン基と同じようにポリオレフィン
の親電解液性の向上に貢献すると思われる。
【0014】
【実施例】
(実施例1)市販の厚さ0.15mm、多孔度約60%
のポリプロピレン不織布を5%発煙硫酸を含む濃硫酸に
室温で7分間浸漬する。この処理で不織布は白色から薄
い褐色に変わる。遠心分離機で硫酸を除去し、30℃の
温水で30分間洗浄する。その後70℃で加熱乾燥して
セパレータを得る。このセパレータ片約10gを500
ccの蒸留水中に5時間浸漬抽出し、pH測定すること
により硫酸根の残存量を測定したところ、0.25重量
%であった。このセパレータを本発明による実施例Aと
する。
【0015】つぎに比較のために50℃の温水で5時間
洗浄し遊離の硫酸根の残留量は0.006重量%のセパ
レータを比較例Bとする。同じく比較のために煮沸水で
5時間洗浄後さらに流水で1時間洗浄し、遊離の硫酸根
の残留量はほとんど定量できないセパレータを比較例C
とする。
【0016】正極として公知の発泡式ニッケル極を用
い、また負極として水素吸蔵合金極を用いた。水素吸蔵
合金としてLaNi5系合金の一つであるMmNi3.7
Mn0.4Al0.3Co0.6を用いフッ素樹脂を結着剤とし
た。この組合せでセパレータA〜Cを用いて密閉形ニッ
ケル−水素蓄電池を組み立てた。電池はAサイズで、定
格容量1.8Ahである。なお電解液として比重1.3
0の苛性カリ水溶液に30g/lの水酸化リチウム添加
したものを用いた。
【0017】まず電解液注液前の電池を用いて正極と負
極との間の絶縁抵抗を25℃,相対湿度40%のもと2
50Vの電圧をかけて評価した。上記製法により種々の
残存硫酸根量のセパレータを用いた電池の絶縁抵抗分布
を評価した結果を図1に示す。この図1から明らかなよ
うに、残存硫酸根量が0.50重量%以上になると絶縁
抵抗が著しく低下し、内部短絡不良品の絶縁抵抗分布と
区別が困難になった。実際に電池を10,000セルず
つ用いて短絡不良検査を行い、不良品中への良品の混入
率を評価した結果を(表1)に示す。
【0018】
【表1】
【0019】この(表1)から明らかなように、残存硫
酸根量が0.50%以下では良品混入率0%であった
が、それを越える残存硫酸根量になると良品混入率が
0.01%以上となり、残存硫酸根量の抑制による不良
品スクリーニング精度向上効果が確認された。
【0020】つぎに前記実施例および比較例の各セパレ
ータを用いた電池をそれぞれ電池A,B,Cとし、初期
の放電電圧と容量を比較した。図2に各電池の放電曲線
を比較して示している。各電池を0.2Cで定格容量の
120%を定電流充電し0.7Cで0.9Vまでの定電
流放電を行なったところ、平均放電電圧は実施例電池
A、比較例電池Bは1.20Vであり、比較例電池Cは
やや劣って1.19V、放電容量は実施例電池A、比較
例電池Bが1.88Ahであり、比較例電池Cは1.8
1Ahであった。
【0021】最後に前記各電池の寿命特性を比較した。
25℃のもと0.5Cで定格容量の120%を定電流充
電し0.5Cで0.9Vまでの放電の条件で充放電を繰
り返した。図3に各電池の特性を比較して示している。
10サイクル時の容量をそれぞれ100とした場合、4
00サイクルで実施例電池A、比較例電池Bは98%で
あったのに対して比較例電池Cは95%であった。さら
に800サイクルで実施例電池A、比較例電池Bが92
%であったのに対して比較例電池Cでは84%であっ
た。このように実施例電池Aと比較例電池Bは寿命の点
で優れていた。
【0022】比較例電池Cの放電率特性,寿命特性が低
下する原因については、残存硫酸根の洗浄過程でポリオ
レフィンに結合した硫酸基が分解し、セパレータの親電
解液性が低下するためであると考えられる。また、実際
のセパレータの湯洗、水洗工程において、残留硫酸根量
を0.01%よりも低くするためには長時間の洗浄処理
が必要であり、工業的に実現性が低くなる。
【0023】以上の結果から、上記のようなセパレータ
における硫酸根の残存量は0.006〜0.50重量%
であれば良い。しかし実際のセパレータの湯洗、水洗工
程において残存硫酸根量を0.01重量%より低くする
ためには、高温で長時間の洗浄処理が必要であるため、
工業的には0.01重量%以上とするのが適当である。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発煙硫
酸、濃硫酸、無水硫酸など硫酸根を持つ酸、またはSO
3などのガス中で処理した0.01〜0.50重量%の
遊離の硫酸根を含むポリオレフィン製多孔体を、アルカ
リ蓄電池用セパレータとして用いることにより容量、寿
命、絶縁抵抗安定性とも優れた電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における残存硫酸根量と
絶縁抵抗分布との関係を示す図
【図2】残存硫酸根量の異なるセパレータを用いた電池
の放電特性の比較図
【図3】残存硫酸根量の異なるセパレータを用いた電池
の充放電サイクル寿命特性の比較図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸根を持つ酸またはSO3ガスにより
    処理したポリオレフィン製多孔体が遊離の硫酸根を含ん
    でいることを特徴とするアルカリ蓄電池用セパレータ。
  2. 【請求項2】 硫酸根を持つ酸が発煙硫酸、濃硫酸、無
    水硫酸のいずれかである請求項1記載のアルカリ蓄電池
    用セパレータ。
  3. 【請求項3】 ポリオレフィン製多孔体がポリプロピレ
    ン、ポリエチレンまたはその混合不織布のうちのいずれ
    かである請求項1記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
  4. 【請求項4】 遊離の硫酸根の含有量が、SO4 2-とし
    て0.01〜0.50重量%である請求項1記載のアル
    カリ蓄電池用セパレータ。
JP7036841A 1995-02-24 1995-02-24 アルカリ蓄電池用セパレータ Pending JPH08236094A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7036841A JPH08236094A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 アルカリ蓄電池用セパレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7036841A JPH08236094A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 アルカリ蓄電池用セパレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08236094A true JPH08236094A (ja) 1996-09-13

Family

ID=12480991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7036841A Pending JPH08236094A (ja) 1995-02-24 1995-02-24 アルカリ蓄電池用セパレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08236094A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343330A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Japan Vilene Co Ltd 電池用セパレータ及び電池
JP2003051302A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Nitto Denko Corp アルカリ二次電池用セパレータ
CN1305144C (zh) * 2001-04-06 2007-03-14 松本功 电池用隔板的制造方法、电池用隔板及使用这种隔板的碱性蓄电池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1305144C (zh) * 2001-04-06 2007-03-14 松本功 电池用隔板的制造方法、电池用隔板及使用这种隔板的碱性蓄电池
JP2002343330A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Japan Vilene Co Ltd 電池用セパレータ及び電池
JP4717260B2 (ja) * 2001-05-16 2011-07-06 日本バイリーン株式会社 電池用セパレータ及び電池
JP2003051302A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Nitto Denko Corp アルカリ二次電池用セパレータ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101550326B1 (ko) 알칼리 축전지용 정극, 그 제조방법, 및 알칼리 축전지
JP4307020B2 (ja) アルカリ蓄電池
KR100634227B1 (ko) 알칼리 축전지
JPH08236094A (ja) アルカリ蓄電池用セパレータ
US5788720A (en) Method for manufacturing positive electrode plates for an alkaline storage battery
JP3006371B2 (ja) 電 池
JP2926732B2 (ja) アルカリ二次電池
JPH06140018A (ja) アルカリ電池用セパレータ及びその製造方法
WO2022210457A1 (ja) 鉛蓄電池用セパレータおよびそれを含む鉛蓄電池
JP4454260B2 (ja) アルカリ二次電池用セパレータ
JP4924528B2 (ja) アルカリ亜鉛蓄電池用セパレータとこれを用いたアルカリ亜鉛蓄電池
JP4400113B2 (ja) ニッケル−水素蓄電池の製造法
JP2023044442A (ja) 鉛蓄電池用セパレータおよびそれを含む鉛蓄電池
JP4443842B2 (ja) 電池とそれに用いるセパレータの製造法
JPH0729559A (ja) アルカリ電池用セパレータ
JP3287215B2 (ja) アルカリ蓄電池用ニッケル正極板の製造法
JP2952272B2 (ja) カドミウム負極板とその負極板を用いたアルカリ二次電池
JP2590519B2 (ja) 密閉型アルカリ蓄電池用セパレータおよびその製造方法
JPH10247485A (ja) 二次電池用セパレーター
JP2021061127A (ja) 鉛蓄電池用正極及び鉛蓄電池
JP2020102359A (ja) 鉛蓄電池
JPH05225971A (ja) ニッケル電極の製造方法
JP2001325955A (ja) ニッケル正極板とアルカリ蓄電池
JPS58186164A (ja) アルカリ蓄電池用負極の製造法
JPS60258854A (ja) ペ−スト式カドミウム負極の製造法