JPH08236097A - ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池 - Google Patents
ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池Info
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- JPH08236097A JPH08236097A JP7046045A JP4604595A JPH08236097A JP H08236097 A JPH08236097 A JP H08236097A JP 7046045 A JP7046045 A JP 7046045A JP 4604595 A JP4604595 A JP 4604595A JP H08236097 A JPH08236097 A JP H08236097A
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- nickel
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- 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
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- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電池用セパレータをより薄くし電池容量の
向上を計る。 【構成】 ポリスルフォン樹脂と界面活性剤を親水性有
機溶剤に溶解したものをドープとして、これを水性非溶
剤に浸漬して得た、界面活性剤で親水化処理されたポリ
スルフォン樹脂の微孔膜を、親水化処理されたポリオレ
フィン系樹脂の不織布と積層し、セパレータを得る。
向上を計る。 【構成】 ポリスルフォン樹脂と界面活性剤を親水性有
機溶剤に溶解したものをドープとして、これを水性非溶
剤に浸漬して得た、界面活性剤で親水化処理されたポリ
スルフォン樹脂の微孔膜を、親水化処理されたポリオレ
フィン系樹脂の不織布と積層し、セパレータを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−水素吸蔵合
金蓄電池（ニッケル−水素吸蔵合金を必要によりＮｉ−
ＭＨと略記する）に好適なセパレータ及び該セパレータ
を装着した蓄電池（蓄電池を必要により電池と略記す
る）に関する。
金蓄電池（ニッケル−水素吸蔵合金を必要によりＮｉ−
ＭＨと略記する）に好適なセパレータ及び該セパレータ
を装着した蓄電池（蓄電池を必要により電池と略記す
る）に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決課題】各種の電源として使われる蓄
電池には鉛電池とアルカリ電池がある。信頼性を高め、
小型軽量化を可能にした事から、小型電池が各種ポータ
ブル機器用に、大型は産業用に広く使われてきた。まず
アルカリ蓄電池においては、負極としてはカドミウム極
と共に水素極が使われている。正極としては、殆どの場
合ニッケル極である。ポケット式から焼結式に変わって
特性が向上し、更に密閉化が可能となると共に用途も広
がった。また発泡式や繊維式ニッケル極が実用化して高
容量化が進み、機器側の要望に対応してきた。また高容
量化の達成の為に、非水性電解買を用いたリチウム系の
蓄電池が開発され使用され始めた。
電池には鉛電池とアルカリ電池がある。信頼性を高め、
小型軽量化を可能にした事から、小型電池が各種ポータ
ブル機器用に、大型は産業用に広く使われてきた。まず
アルカリ蓄電池においては、負極としてはカドミウム極
と共に水素極が使われている。正極としては、殆どの場
合ニッケル極である。ポケット式から焼結式に変わって
特性が向上し、更に密閉化が可能となると共に用途も広
がった。また発泡式や繊維式ニッケル極が実用化して高
容量化が進み、機器側の要望に対応してきた。また高容
量化の達成の為に、非水性電解買を用いたリチウム系の
蓄電池が開発され使用され始めた。
【０００３】ところで、これらの電池系に用いられるセ
パレータとしては、耐電解液性、耐酸化性、電解液の保
持性、取扱いの容易性、低抵抗、低コスト、厚さが薄
い、強度、ガス吸収が必要な密閉系ではガス透過性等様
々な観点で総合評価を基に採用されている。その結果現
在最も普及している密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池
ではポリアミド系不織布が採用されて、最近特に耐アル
カリ性や耐酸化性の点でポリオレフィン系不織布が一部
用いられている。また密閉型Ｎｉ−ＭＨ蓄電池ではポリ
アミド系不織布が自己放電加速の原因になる処から親水
処理したポリオレフィン系不織布が採用されている。何
れにしても不織布が採用されているのは、電解液の保持
性に優れ、ガス透過性に優れ、低コストであることが主
な理由である。これに対して、リチウム系の蓄電池で
は、電解液溶媒として有機系が使われるので電解液の浸
透性の優れたセパレータの電解液保持性に問題はなく、
密閉形でも充電時にガスは発生させないのでセパレータ
中でのガスの透過は不要である。ところが電解質の抵抗
が水系電解質より約一桁高いので極間距離を小さくする
必要がある。これらの観点から主にポリオレフィン系の
薄型微孔性フィルム状セパレータが用いられている。
パレータとしては、耐電解液性、耐酸化性、電解液の保
持性、取扱いの容易性、低抵抗、低コスト、厚さが薄
い、強度、ガス吸収が必要な密閉系ではガス透過性等様
々な観点で総合評価を基に採用されている。その結果現
在最も普及している密閉型ニッケル−カドミウム蓄電池
ではポリアミド系不織布が採用されて、最近特に耐アル
カリ性や耐酸化性の点でポリオレフィン系不織布が一部
用いられている。また密閉型Ｎｉ−ＭＨ蓄電池ではポリ
アミド系不織布が自己放電加速の原因になる処から親水
処理したポリオレフィン系不織布が採用されている。何
れにしても不織布が採用されているのは、電解液の保持
性に優れ、ガス透過性に優れ、低コストであることが主
な理由である。これに対して、リチウム系の蓄電池で
は、電解液溶媒として有機系が使われるので電解液の浸
透性の優れたセパレータの電解液保持性に問題はなく、
密閉形でも充電時にガスは発生させないのでセパレータ
中でのガスの透過は不要である。ところが電解質の抵抗
が水系電解質より約一桁高いので極間距離を小さくする
必要がある。これらの観点から主にポリオレフィン系の
薄型微孔性フィルム状セパレータが用いられている。
【０００４】Ｎｉ−ＭＨ蓄電池がリチウム系と競合して
いく為には、更に高エネルギー密度化が必要である。そ
の為には、正極、負極共に利用率の向上、添加剤の減少
等により、高容量化が図られている。特にセパレータは
電池容量の向上には全く寄与しないので薄く体積が小さ
い方がよい。しかし不織布の厚さを薄くすると活物質の
脱落物や電極の端部等により短絡が生ずる事がある。従
って短絡防止の為、繊維径を更に小さくすると共に均一
性を向上させたり、多孔度を小さくする手段が取られて
いるが、薄くし得る限界は１８０−２００μｍであっ
た。またリチウム系の蓄電池に用いられているポリオレ
フィンの薄型微孔性フィルム状セパレータは厚さが薄い
点では好ましいが、電解液の保持量が少なく、強度にも
問題があるので、電極の端部等により破壊し短絡が生ず
ることがある。
いく為には、更に高エネルギー密度化が必要である。そ
の為には、正極、負極共に利用率の向上、添加剤の減少
等により、高容量化が図られている。特にセパレータは
電池容量の向上には全く寄与しないので薄く体積が小さ
い方がよい。しかし不織布の厚さを薄くすると活物質の
脱落物や電極の端部等により短絡が生ずる事がある。従
って短絡防止の為、繊維径を更に小さくすると共に均一
性を向上させたり、多孔度を小さくする手段が取られて
いるが、薄くし得る限界は１８０−２００μｍであっ
た。またリチウム系の蓄電池に用いられているポリオレ
フィンの薄型微孔性フィルム状セパレータは厚さが薄い
点では好ましいが、電解液の保持量が少なく、強度にも
問題があるので、電極の端部等により破壊し短絡が生ず
ることがある。
【０００５】本発明者等は先に特開平２−２７６１５３
（特願平１−８６０７９）及び特開平４−１４１９５１
（特願平２−２６６０７５）において、アルカリ電池に
使用するセパレータの機能を実質的に負担するポリスル
フォン樹脂の微孔膜を湿式製膜法でつくるに当たり、製
膜ドープにノニオン界面活性剤（界面活性剤を必要によ
り活性剤と略記する）、又はノニオンとアニオン活性剤
を併用し添加して、これらの活性剤で処理されたポリス
ルフォン微孔膜が湿式製膜で生成される様にする事によ
り、該微孔膜のセパレータとしての界面及び微孔膜内部
の抵抗を低下させることを提案した。
（特願平１−８６０７９）及び特開平４−１４１９５１
（特願平２−２６６０７５）において、アルカリ電池に
使用するセパレータの機能を実質的に負担するポリスル
フォン樹脂の微孔膜を湿式製膜法でつくるに当たり、製
膜ドープにノニオン界面活性剤（界面活性剤を必要によ
り活性剤と略記する）、又はノニオンとアニオン活性剤
を併用し添加して、これらの活性剤で処理されたポリス
ルフォン微孔膜が湿式製膜で生成される様にする事によ
り、該微孔膜のセパレータとしての界面及び微孔膜内部
の抵抗を低下させることを提案した。
【０００６】このポリスルフォン微孔膜は、活性剤で親
水化処理されたものであり、この膜は概ね２０−３０μ
ｍの厚さで所望の微孔を有する膜として得られるが、そ
の機械的強度を補強すること、及びその含有する活性剤
をなるべく電解液中に放散しない様にするには、該微孔
膜を他の微孔平面材料と複合乃至積層する必要がある。
水化処理されたものであり、この膜は概ね２０−３０μ
ｍの厚さで所望の微孔を有する膜として得られるが、そ
の機械的強度を補強すること、及びその含有する活性剤
をなるべく電解液中に放散しない様にするには、該微孔
膜を他の微孔平面材料と複合乃至積層する必要がある。
【０００７】
【課題解決の手段と効果の概要】しかし前記の親水化処
理されたポリスルフォン微孔膜と、親水化処理されたポ
リオレフィン系不織布複合乃至積層体は、上記の欠点を
補い厚さが８０−１４０μｍでニッケル−水素電池のセ
パレータとして提供し得ることが判ったことから本発明
に到達した。尚後記する様にポリスルフォン樹脂膜の親
水化処理は活性剤の他、ポリビニルピロリドンの様な親
水性樹脂を用いても行い得る。本発明は、親水化処理し
たポリオレフィン不織布と、親水化処理したポリスルフ
ォン樹脂微孔膜とを積層したことを特徴とするニッケル
−水素蓄電池用セパレータに関する。
理されたポリスルフォン微孔膜と、親水化処理されたポ
リオレフィン系不織布複合乃至積層体は、上記の欠点を
補い厚さが８０−１４０μｍでニッケル−水素電池のセ
パレータとして提供し得ることが判ったことから本発明
に到達した。尚後記する様にポリスルフォン樹脂膜の親
水化処理は活性剤の他、ポリビニルピロリドンの様な親
水性樹脂を用いても行い得る。本発明は、親水化処理し
たポリオレフィン不織布と、親水化処理したポリスルフ
ォン樹脂微孔膜とを積層したことを特徴とするニッケル
−水素蓄電池用セパレータに関する。
【０００８】即ち、後記する様にポリスルフォン微孔膜
は厚さ２０−３０μｍで得られるが、親水化ポリオレフ
ィン系不織布は厚さ６０−１１０μｍの厚さを有するも
ので複合乃至積層化したものが、即ち厚さで８０−１４
０μｍのものが、セパレータとして適用出来るのであ
る。更に、ポリオレフィン系不織布を構成する繊維とし
て、繊維径が更に細い場合には、特に１．０デニール以
下の所謂”極細繊維”を用いた不織布の場合には、上記
より更に不織布の厚さは減少し得る。図１、２、３はポ
リスルフォン微孔膜の電子顕微鏡写真（模写）である
が、図１（断面を示す）の表面が目的とする微孔を構成
した側であり、（図２に、この微孔を示す）その裏面は
前記微孔に連通する孔を有する（図３に、この準微孔を
示す）。そして不織布は微孔膜の表面又は裏面側に積層
される。
は厚さ２０−３０μｍで得られるが、親水化ポリオレフ
ィン系不織布は厚さ６０−１１０μｍの厚さを有するも
ので複合乃至積層化したものが、即ち厚さで８０−１４
０μｍのものが、セパレータとして適用出来るのであ
る。更に、ポリオレフィン系不織布を構成する繊維とし
て、繊維径が更に細い場合には、特に１．０デニール以
下の所謂”極細繊維”を用いた不織布の場合には、上記
より更に不織布の厚さは減少し得る。図１、２、３はポ
リスルフォン微孔膜の電子顕微鏡写真（模写）である
が、図１（断面を示す）の表面が目的とする微孔を構成
した側であり、（図２に、この微孔を示す）その裏面は
前記微孔に連通する孔を有する（図３に、この準微孔を
示す）。そして不織布は微孔膜の表面又は裏面側に積層
される。
【０００９】本発明に使用し得るポリオレフィン系不織
布の親水化処理は、不織布繊維素材（例えば ポリプロ
ピレン繊維）の表面にスルフォン基等の親水性官能基を
化学的に付加したり、高周波グロー放電により酸素を結
合させたり、フッ素気体処理又は界面活性剤等により親
水性改質処理を施す手段を包含する。本発明に使用し得
るポリスルフォン樹脂は、ジクロロジフェニルスルフォ
ン塩とビスフェノールＡとの縮合重合に依って得られる
芳香族スルフォン樹脂で、米国ユニオンカーバイド社
（現アモコ社）のユーデル（Ｕｄｅｌ、商品名）がその
代表的なものである。
布の親水化処理は、不織布繊維素材（例えば ポリプロ
ピレン繊維）の表面にスルフォン基等の親水性官能基を
化学的に付加したり、高周波グロー放電により酸素を結
合させたり、フッ素気体処理又は界面活性剤等により親
水性改質処理を施す手段を包含する。本発明に使用し得
るポリスルフォン樹脂は、ジクロロジフェニルスルフォ
ン塩とビスフェノールＡとの縮合重合に依って得られる
芳香族スルフォン樹脂で、米国ユニオンカーバイド社
（現アモコ社）のユーデル（Ｕｄｅｌ、商品名）がその
代表的なものである。
【００１０】本発明に使用し得るノニオン活性剤を例示
すると、ソルビタンエステル又はアセチレングリコール
のエチレンオキシド付加物（例、ソルビタン・モノ脂肪
酸エステル・エチレンオキシド付加物）、その他ポリオ
キシエチレン・アルキルエーテル、ポリオキシエチレン
・アリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリル
エーテル等がある。本発明に使用し得るアニオン活性剤
を例示すると、高級アルコール硫酸エステル塩（例：ラ
ウリル・アルコール硫酸ナトリューム塩）、アルキルス
ルフォン酸塩（例：ドデシル・ベンゼン・スルフォン酸
ナトリューム塩）、アルキル燐酸エステル塩（例：ジ・
エチル・ヘキサノール燐酸ナトリューム塩）があり、そ
の活性剤の添加量（ドライベース）は、対ポリスルフォ
ン（ポリスルフォンを必要によりＰＳＵと略記する）樹
脂で１．０％以上３０％以下が適当である。本発明に使
用し得る親水性樹脂としては、ポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ）が挙げられる。ＰＶＰの添加量は、対ＰＳＵ
樹脂５−５０％（ドライベース）の範囲が適当である。
すると、ソルビタンエステル又はアセチレングリコール
のエチレンオキシド付加物（例、ソルビタン・モノ脂肪
酸エステル・エチレンオキシド付加物）、その他ポリオ
キシエチレン・アルキルエーテル、ポリオキシエチレン
・アリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリル
エーテル等がある。本発明に使用し得るアニオン活性剤
を例示すると、高級アルコール硫酸エステル塩（例：ラ
ウリル・アルコール硫酸ナトリューム塩）、アルキルス
ルフォン酸塩（例：ドデシル・ベンゼン・スルフォン酸
ナトリューム塩）、アルキル燐酸エステル塩（例：ジ・
エチル・ヘキサノール燐酸ナトリューム塩）があり、そ
の活性剤の添加量（ドライベース）は、対ポリスルフォ
ン（ポリスルフォンを必要によりＰＳＵと略記する）樹
脂で１．０％以上３０％以下が適当である。本発明に使
用し得る親水性樹脂としては、ポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ）が挙げられる。ＰＶＰの添加量は、対ＰＳＵ
樹脂５−５０％（ドライベース）の範囲が適当である。
【００１１】また不織布原料のポリオレフィン系樹脂と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他エチレ
ン、又はプロピレンを含むオレフィン系共重合樹脂があ
る。以下では実施例により本発明を説明する。
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他エチレ
ン、又はプロピレンを含むオレフィン系共重合樹脂があ
る。以下では実施例により本発明を説明する。
【００１２】
【セパレータ及び電池に関する説明】本発明のセパレー
タは、前記の通り、ポリスルフォン（ＰＳＵ）微孔膜と
ポリオレフィン系（ポリオレフィン系を必要によりＰＯ
Ｌと略記する）不織布から成る複合乃至積層体である、
そしてＰＳＵ微孔膜は前記の通り湿式製膜法で得られる
が、ＰＯＬ不織布との積層体の製造方法としては、下記
の方法が実施し得る。 直接塗布法 ＰＯＬ不織布（乾式、湿式を問わず）上に、ＰＳＵ湿式
製膜用ドープを塗工し、次いで凝固→水洗→乾燥の処理
で微孔膜と不織布の複合体を直接つくる方法。
タは、前記の通り、ポリスルフォン（ＰＳＵ）微孔膜と
ポリオレフィン系（ポリオレフィン系を必要によりＰＯ
Ｌと略記する）不織布から成る複合乃至積層体である、
そしてＰＳＵ微孔膜は前記の通り湿式製膜法で得られる
が、ＰＯＬ不織布との積層体の製造方法としては、下記
の方法が実施し得る。 直接塗布法 ＰＯＬ不織布（乾式、湿式を問わず）上に、ＰＳＵ湿式
製膜用ドープを塗工し、次いで凝固→水洗→乾燥の処理
で微孔膜と不織布の複合体を直接つくる方法。
【００１３】塗工−貼合−凝固法 ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリプロピ
レン（ＰＰ）フィルム、若しくは他の離型紙上に、ＰＳ
Ｕ湿式製膜用ドープを塗布し、次いで凝固工程に入る直
前でＰＯＬ不織布をラミネート（積層、貼合）して複合
状態で凝固及び後続の処理を行う方法。 後貼合法 上記の離型紙上にＰＳＵ湿式製膜用ドープを塗布し、
（ＰＯＬ不織布とラミネートせずに）凝固→水洗→乾燥
の処理で微孔膜（ＰＳＵ膜のみの膜をを単体膜と云う）
を得てから、ＰＯＬ不織布と貼合する方法。尚、貼合の
前にＰＯＬ不織布には、ＰＳＵ微孔膜との熱融着を可能
にする為、オレフィン−エチレン共重合樹脂の塗料を塗
布し、接着剤層を設ける。以下には、この方法による実
施例を示す。
レン（ＰＰ）フィルム、若しくは他の離型紙上に、ＰＳ
Ｕ湿式製膜用ドープを塗布し、次いで凝固工程に入る直
前でＰＯＬ不織布をラミネート（積層、貼合）して複合
状態で凝固及び後続の処理を行う方法。 後貼合法 上記の離型紙上にＰＳＵ湿式製膜用ドープを塗布し、
（ＰＯＬ不織布とラミネートせずに）凝固→水洗→乾燥
の処理で微孔膜（ＰＳＵ膜のみの膜をを単体膜と云う）
を得てから、ＰＯＬ不織布と貼合する方法。尚、貼合の
前にＰＯＬ不織布には、ＰＳＵ微孔膜との熱融着を可能
にする為、オレフィン−エチレン共重合樹脂の塗料を塗
布し、接着剤層を設ける。以下には、この方法による実
施例を示す。
【００１４】
【実施例１】 §後貼合法によるセパレータの製造例 （１）基材不織布 組成：ポリプロピレン（ＰＰ）系不織布 厚み：６０−１１０μｍ（実施例１では９０μｍ） 目付：１８−５５ｇ／平方ｍ（実施例１では３０ｇ／平
方ｍ） 多孔度：５０−７０％（実施例１では約６０％） （２）基材親水化処理剤 処理剤：ジエチルヘキサノール燐酸エステルＮａ塩 付量：３ｇ／平方ｍ（ドライベース） （３）基材上の接着剤塗布（これはＰＳＵ微孔膜との接
着に必要） 組成：オレフィン・エチレンベース系共重合体 付量：４ｇ／平方ｍ（ドライベース）
方ｍ） 多孔度：５０−７０％（実施例１では約６０％） （２）基材親水化処理剤 処理剤：ジエチルヘキサノール燐酸エステルＮａ塩 付量：３ｇ／平方ｍ（ドライベース） （３）基材上の接着剤塗布（これはＰＳＵ微孔膜との接
着に必要） 組成：オレフィン・エチレンベース系共重合体 付量：４ｇ／平方ｍ（ドライベース）
【００１５】（４）ＰＳＵ微孔膜用ドープの調製 樹脂：ＰＳＵ樹脂（重合度：１２００−３６００のもの
が適当である） 溶剤：ジメチルフォルムアルデヒド（ＤＭＦ）、その他
ジメチルスルオキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトア
ミド（ＤＭＡＣ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）等親水性有機溶剤が使用し得る。樹脂濃度の範囲は
５−３０％（ドライベース）が適当である。 樹脂濃度：５−４０部（実施例１ではユーデルＰ３５０
０：１０部、ＤＭＦ：９０部） 活性剤：オクチル燐酸塩系アニオン活性剤、対ＰＳＵ樹
脂２部（ドライベース）。活性剤の添加量は対ＰＳＵ樹
脂０．０５−１２部が適当である。 親水性樹脂：ＰＶＰの添加量は対ＰＳＵ樹脂５−５０％
（ドライベース）の範囲が適当である。 ドープ塗布量：１０ｇ／平方ｍ（ドライベース）
が適当である） 溶剤：ジメチルフォルムアルデヒド（ＤＭＦ）、その他
ジメチルスルオキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルアセトア
ミド（ＤＭＡＣ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）等親水性有機溶剤が使用し得る。樹脂濃度の範囲は
５−３０％（ドライベース）が適当である。 樹脂濃度：５−４０部（実施例１ではユーデルＰ３５０
０：１０部、ＤＭＦ：９０部） 活性剤：オクチル燐酸塩系アニオン活性剤、対ＰＳＵ樹
脂２部（ドライベース）。活性剤の添加量は対ＰＳＵ樹
脂０．０５−１２部が適当である。 親水性樹脂：ＰＶＰの添加量は対ＰＳＵ樹脂５−５０％
（ドライベース）の範囲が適当である。 ドープ塗布量：１０ｇ／平方ｍ（ドライベース）
【００１６】（５）製膜 以上の処方によるドープをＰＥＴフィルム上に流延し、
次いでＤＭＦ１０％、水９０％の凝固浴に浸漬して得た
ＰＳＵ微孔膜と、前記（１）及び（２）に記述の不織布
基材を接着貼合し複合体セパレータを得た。前記した様
に、ＰＳＵ単体膜の電子顕微鏡写真（写真を模写したも
の）を図１、２、３に示す。図１は、ＰＳＵ単体膜の断
面を示し、図１に示す断面の表面側の微孔が図２に示さ
れており、裏面側の準微孔が図３に示されている。この
裏面側が製膜時に離型紙に接触していた側であり、此の
面に不織布を積層する。
次いでＤＭＦ１０％、水９０％の凝固浴に浸漬して得た
ＰＳＵ微孔膜と、前記（１）及び（２）に記述の不織布
基材を接着貼合し複合体セパレータを得た。前記した様
に、ＰＳＵ単体膜の電子顕微鏡写真（写真を模写したも
の）を図１、２、３に示す。図１は、ＰＳＵ単体膜の断
面を示し、図１に示す断面の表面側の微孔が図２に示さ
れており、裏面側の準微孔が図３に示されている。この
裏面側が製膜時に離型紙に接触していた側であり、此の
面に不織布を積層する。
【００１７】（６）ＰＳＵ単体膜及びセパレータ膜（複
合体）の性質 （６−１）単体膜 目付重量（ｇ／平方ｍ） ９ 厚さ（μｍ） ３２ 透気度（秒／１０立方ｃｍ） １．１ （単体の透気度は０．３−５秒／１０立方ｃｍが適当で
ある） （６−２）複合体 目付重量（ｇ／平方ｍ） ４６ 厚さ（μｍ） １１６ 透気度（秒／１０立方ｃｍ） １．２ （複合体の透気度は０．３−５秒／１０立方ｃｍが適当
である） 表面孔径面積率（％） １０．６ 吸液速度（ｃｍ／３０分） ８．３ 電気抵抗（ｍΩ・ｄ平方ｍ／枚） ０．５
合体）の性質 （６−１）単体膜 目付重量（ｇ／平方ｍ） ９ 厚さ（μｍ） ３２ 透気度（秒／１０立方ｃｍ） １．１ （単体の透気度は０．３−５秒／１０立方ｃｍが適当で
ある） （６−２）複合体 目付重量（ｇ／平方ｍ） ４６ 厚さ（μｍ） １１６ 透気度（秒／１０立方ｃｍ） １．２ （複合体の透気度は０．３−５秒／１０立方ｃｍが適当
である） 表面孔径面積率（％） １０．６ 吸液速度（ｃｍ／３０分） ８．３ 電気抵抗（ｍΩ・ｄ平方ｍ／枚） ０．５
【００１８】（７）上記６−２の複合体をセパレータと
して組み込んだＮｉ−ＭＨ電池の性能試験条件と結果 ａ）負極：ＬｍＮｉＣｏＭｎＡｌ合金（＃１００通過
粉） （ニッケル繊維＋３％ＰＶＡ＋水素吸蔵合金） 放電容量：約１２００ｍＡｈ ｂ）正極：焼結式正極 （サイズ３０ｍｍ ｘ ４０ｍ
ｍ） 放電容量：約４００ｍＡｈ ｃ）電解液：６Ｍ−ＫＯＨ水溶液 約３００ｃｃ
して組み込んだＮｉ−ＭＨ電池の性能試験条件と結果 ａ）負極：ＬｍＮｉＣｏＭｎＡｌ合金（＃１００通過
粉） （ニッケル繊維＋３％ＰＶＡ＋水素吸蔵合金） 放電容量：約１２００ｍＡｈ ｂ）正極：焼結式正極 （サイズ３０ｍｍ ｘ ４０ｍ
ｍ） 放電容量：約４００ｍＡｈ ｃ）電解液：６Ｍ−ＫＯＨ水溶液 約３００ｃｃ
【００１９】ｄ）セパレータ：前記の複合体セパレータ
（厚さ：約１００μｍ）、及び市販のセパレータ用親水
化ＰＰ不織布のみ（厚さ：約２２０μｍ。これは従来品
で比較対照の為のもの） ｅ）電池構成：正極規制−開放型電池を構成（テフロン
板２枚＋負極２枚＋正極で構成しクリップで挟み込
む。） ｆ）試験条件 ｆ−１）セパレータ構成 ｃｐ１：複合体、複合セパレータの不織布側の面（これ
を保液面という場合がある）を正極に向けて装着。 ｃｐ２：複合体、複合セパレータの不織布側の面（保液
面）を負極に向けて装着。 ｃｐ３：親水化ＰＰ不織布
（厚さ：約１００μｍ）、及び市販のセパレータ用親水
化ＰＰ不織布のみ（厚さ：約２２０μｍ。これは従来品
で比較対照の為のもの） ｅ）電池構成：正極規制−開放型電池を構成（テフロン
板２枚＋負極２枚＋正極で構成しクリップで挟み込
む。） ｆ）試験条件 ｆ−１）セパレータ構成 ｃｐ１：複合体、複合セパレータの不織布側の面（これ
を保液面という場合がある）を正極に向けて装着。 ｃｐ２：複合体、複合セパレータの不織布側の面（保液
面）を負極に向けて装着。 ｃｐ３：親水化ＰＰ不織布
【００２０】ｆ−２）充放電試験 （雰囲気温度２０
℃、充放電試験装置を使用） 試験１（初期活性化、各サンプルは低電流（４０ｍＡ）
で充放電を行った）：４０ｍＡ ｘ １５ｈｒ充電、
０．５ｈｒ休止、４０ｍＡで０．８Ｖ迄放電。 試験２（急速充電による活性化及びサイクル）：４００
ｍＡ ｘ ２．５ｈｒ充電、０．５ｈｒ休止、４０ｍＡ
で０．８Ｖ迄放電。 試験３（低電流サイクル）：１００ｍＡ ｘ ７．５ｈ
ｒ充電、０．５ｈｒ休止、５０ｍＡで０．８Ｖ迄放電 試験４（高率放電特性、各サンプルを各条件で約５５サ
イクル経過した後の大電流放電）：１００ｍＡ ｘ
７．５ｈｒ充電、０．５ｈｒ休止 ５０，１００，２００，３００，４００，５００，７０
０，８００、９００ｍＡで０．８Ｖ迄放電。 各電流で放電後、引き続き５０ｍＡで０．８Ｖ迄放電を
行った。
℃、充放電試験装置を使用） 試験１（初期活性化、各サンプルは低電流（４０ｍＡ）
で充放電を行った）：４０ｍＡ ｘ １５ｈｒ充電、
０．５ｈｒ休止、４０ｍＡで０．８Ｖ迄放電。 試験２（急速充電による活性化及びサイクル）：４００
ｍＡ ｘ ２．５ｈｒ充電、０．５ｈｒ休止、４０ｍＡ
で０．８Ｖ迄放電。 試験３（低電流サイクル）：１００ｍＡ ｘ ７．５ｈ
ｒ充電、０．５ｈｒ休止、５０ｍＡで０．８Ｖ迄放電 試験４（高率放電特性、各サンプルを各条件で約５５サ
イクル経過した後の大電流放電）：１００ｍＡ ｘ
７．５ｈｒ充電、０．５ｈｒ休止 ５０，１００，２００，３００，４００，５００，７０
０，８００、９００ｍＡで０．８Ｖ迄放電。 各電流で放電後、引き続き５０ｍＡで０．８Ｖ迄放電を
行った。
【００２１】ｇ）結果 複合体セパレータ装着時の不織布側の保液面の装着方向
の相異による有意差は無く、又他の性能面での有意差も
従来品セパレータと比べて発見されなかった。複合体セ
パレータ厚さの減少が電池容量の向上等に寄与する。具
体的データ（表１）と図表（図４）を示す。
の相異による有意差は無く、又他の性能面での有意差も
従来品セパレータと比べて発見されなかった。複合体セ
パレータ厚さの減少が電池容量の向上等に寄与する。具
体的データ（表１）と図表（図４）を示す。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【実施例２】親水性樹脂を使用したＰＳＵ微孔膜の製造
例 ＰＳＵ樹脂：ユーデル３５００ １６部 溶剤：ＤＭＦ ８４部 活性剤：オクチル燐酸塩系アニオン活性剤 ３部 親水性樹脂：ＰＶＰ ２部 ドープ塗布量：１２ｇ／平方ｍ（ドライベース） 製膜：上記実施例１の（５）と同等条件 ＰＳＵ単体膜の性質 目付重量：１０ｇ／平方ｍ 厚さ：２５μｍ 透気度：２．５秒／１０立法ｃｍ 尚、複合体（セパレータ）の性質及び電池に装着して行
った試験結果は実施例１と同等であった。
例 ＰＳＵ樹脂：ユーデル３５００ １６部 溶剤：ＤＭＦ ８４部 活性剤：オクチル燐酸塩系アニオン活性剤 ３部 親水性樹脂：ＰＶＰ ２部 ドープ塗布量：１２ｇ／平方ｍ（ドライベース） 製膜：上記実施例１の（５）と同等条件 ＰＳＵ単体膜の性質 目付重量：１０ｇ／平方ｍ 厚さ：２５μｍ 透気度：２．５秒／１０立法ｃｍ 尚、複合体（セパレータ）の性質及び電池に装着して行
った試験結果は実施例１と同等であった。
【００２６】
【実施例３】水酸化ニッケル粉末、コバルト粉末、それ
にニッケル粉末を充填した公知の発泡式ニッケル極を正
極とし、ペースト式ＭｍＮｉ系水素吸蔵合金を負極と
し、セパレータとしては、その構成要素である不織布は
発煙硫酸処理で親水化した不織布を用いて、ＰＳＵ膜と
積層したもの（厚さ１３０μｍ）を用いた。該セパレー
タの電池装着はセパレータの不織布面（保液面）が正極
に接する様にして密閉形Ｎｉ−ＭＨ蓄電池を構成した。
電解液として比重１．３０の苛性カリ水溶液に３０ｇ／
ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。電池はＳｕｂＣ
型である。この電池をＡとする。また公知の厚さ１９０
μｍの発煙硫酸処理を行ったＰＰ製不織布製単独のセパ
レータを用いた電池をＢとして加えた。
にニッケル粉末を充填した公知の発泡式ニッケル極を正
極とし、ペースト式ＭｍＮｉ系水素吸蔵合金を負極と
し、セパレータとしては、その構成要素である不織布は
発煙硫酸処理で親水化した不織布を用いて、ＰＳＵ膜と
積層したもの（厚さ１３０μｍ）を用いた。該セパレー
タの電池装着はセパレータの不織布面（保液面）が正極
に接する様にして密閉形Ｎｉ−ＭＨ蓄電池を構成した。
電解液として比重１．３０の苛性カリ水溶液に３０ｇ／
ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。電池はＳｕｂＣ
型である。この電池をＡとする。また公知の厚さ１９０
μｍの発煙硫酸処理を行ったＰＰ製不織布製単独のセパ
レータを用いた電池をＢとして加えた。
【００２７】まず初期の放電電圧と容量を比較した。各
電池は１０セルづつ用い５時間率で容量の１３０％定電
流充電−１．０Ａで０．９Ｖまでの定電流放電を行った
ところ、平均電圧はいずれも１．２２−１．２３Ｖで差
はなく、放電容量はＡは２．９７−３．０２Ａｈであっ
たのに対し、Ｂは２．５４−２．６１Ａｈであった。ま
た、急速充電特性として雰囲気温度０℃、充電電流２．
５Ａで１．５時間充電後の電池内圧を調べた処、Ａは
２．６ｋｇ／平方ｃｍであった。Ｂでは２．８ｋｇ／平
方ｃｍとなった。次に本願セパレータの最も主要な目的
である寿命について調べた。各電池をやはり１０セルづ
つ用い、この充放電の条件で寿命特性を比較した。その
結果、放電容量が初期の８５％迄劣化するサイクル数
は、Ａは９１２−１００４サイクルであり、Ｂが８８７
−９２５サイクルでありＡが優れていた。この結果から
Ａは高容量化が可能になると共に寿命特性に優れ、急速
充電性も良いことが判った。
電池は１０セルづつ用い５時間率で容量の１３０％定電
流充電−１．０Ａで０．９Ｖまでの定電流放電を行った
ところ、平均電圧はいずれも１．２２−１．２３Ｖで差
はなく、放電容量はＡは２．９７−３．０２Ａｈであっ
たのに対し、Ｂは２．５４−２．６１Ａｈであった。ま
た、急速充電特性として雰囲気温度０℃、充電電流２．
５Ａで１．５時間充電後の電池内圧を調べた処、Ａは
２．６ｋｇ／平方ｃｍであった。Ｂでは２．８ｋｇ／平
方ｃｍとなった。次に本願セパレータの最も主要な目的
である寿命について調べた。各電池をやはり１０セルづ
つ用い、この充放電の条件で寿命特性を比較した。その
結果、放電容量が初期の８５％迄劣化するサイクル数
は、Ａは９１２−１００４サイクルであり、Ｂが８８７
−９２５サイクルでありＡが優れていた。この結果から
Ａは高容量化が可能になると共に寿命特性に優れ、急速
充電性も良いことが判った。
図１、２、３は本発明のポリスルフォン微孔膜の電子顕
微鏡写真を模写したものである。
微鏡写真を模写したものである。
【図１】ポリスルフォン微孔膜の断面を示す。
【図２】図１における表面を示す。
【図３】図１における裏面を示す。
【図４】電池試験結果を示す。
フロントページの続き (72)発明者 岩城 勉 京都府八幡市橋本栗ケ谷26番193 (72)発明者 松井 誠一郎 大阪府泉南市樽井６丁目29番１号、東洋ク ロス株式会社内 (72)発明者 兵庫 豊晃 大阪府泉南市樽井６丁目29番１号、東洋ク ロス株式会社内 (72)発明者 三浦 彰 大阪府泉南市樽井６丁目29番１号、東洋ク ロス株式会社内 (72)発明者 松本 勇 大阪府泉南市樽井６丁目29番１号、東洋ク ロス株式会社内 (72)発明者 松永 真樹 大阪府泉南市樽井６丁目29番１号、東洋ク ロス株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 親水化処理したポリオレフィン系不織布
と親水化処理したポリスルフォン樹脂微孔膜とを積層し
たことを特徴とするニッケル−水素吸蔵合金蓄電池用セ
パレータ。 - 【請求項２】 親水化処理したポリオレフィン系不織布
は、ポリオレフィン系不織布繊維素材にスルフォン基等
の親水性官能基を化学的に付加すること、高周波グロー
放電等により酸素を結合させること、フッ素気体で処理
すること、又は界面活性剤で処理することの何れか１つ
以上を用いて、ポリオレフィン系不織布に親水性を付与
したものであることを特徴とする請求項１に記載のニッ
ケル−水素吸蔵合金蓄電池用セパレータ。 - 【請求項３】 親水化処理したポリスルフォン樹脂微孔
膜は、界面活性剤又はポリビニルピロリドン等の親水性
樹脂の何れか１つ以上を用いて湿式製膜したポリスルフ
ォン樹脂微孔膜であることを特徴とする請求項１に記載
のニッケル−水素吸蔵合金蓄電池用セパレータ。 - 【請求項４】 ポリオレフィン系不織布とポリスルフォ
ン微孔膜の積層体の厚さが８０−１４０μｍである請求
項１に記載のニッケル−水素吸蔵合金蓄電池用セパレー
タ。 - 【請求項５】 請求項１に記載のセパレータを装着した
ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046045A JP2764378B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046045A JP2764378B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236097A true JPH08236097A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2764378B2 JP2764378B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12736067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7046045A Expired - Fee Related JP2764378B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ニッケル−水素吸蔵合金蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764378B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017183229A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 旭化成株式会社 | 蓄電デバイス用セパレータ |
| CN114069155A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-18 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287459A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| JPH02276153A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-11-13 | Toyo Cloth Kk | アルカリ電池用セパレータ |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7046045A patent/JP2764378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287459A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池 |
| JPH02276153A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-11-13 | Toyo Cloth Kk | アルカリ電池用セパレータ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017183229A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 旭化成株式会社 | 蓄電デバイス用セパレータ |
| CN114069155A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-18 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2764378B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
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