JPH0864193A - アルカリ二次電池用セパレータ - Google Patents
アルカリ二次電池用セパレータInfo
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- JPH0864193A JPH0864193A JP6219467A JP21946794A JPH0864193A JP H0864193 A JPH0864193 A JP H0864193A JP 6219467 A JP6219467 A JP 6219467A JP 21946794 A JP21946794 A JP 21946794A JP H0864193 A JPH0864193 A JP H0864193A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inorganic oxide
- particles
- nonwoven fabric
- separator
- secondary battery
- Prior art date
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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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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ポリオレフィン不織布に自己結合性を有する
コロイド状無機酸化物粒子を含む無機酸化物ゾルを付着
処理し、前記不織布を構成する繊維上に前記無機酸化物
粒子もしくは前記無機酸化物の水和物粒子を析出、付着
させてアルカリ二次電池用セパレータを構成した。 【効果】 耐電解液性、耐酸化性に優れたポリオレフィ
ン不織布に、電解液親和性、耐電解液性、耐酸化性に優
れた無機酸化物粒子を含有させることで、ポリオレフィ
ン不織布の欠点である電解液親和性を改善して、電池の
長寿命化が図れ、かつ、粒子を固定化する有機結合剤を
含まないことにより従来のポリオレフィンおよびポリア
ミド不織布セパレータに比較して自己放電を軽減したア
ルカリ二次電池用セパレータを提供することができる。
コロイド状無機酸化物粒子を含む無機酸化物ゾルを付着
処理し、前記不織布を構成する繊維上に前記無機酸化物
粒子もしくは前記無機酸化物の水和物粒子を析出、付着
させてアルカリ二次電池用セパレータを構成した。 【効果】 耐電解液性、耐酸化性に優れたポリオレフィ
ン不織布に、電解液親和性、耐電解液性、耐酸化性に優
れた無機酸化物粒子を含有させることで、ポリオレフィ
ン不織布の欠点である電解液親和性を改善して、電池の
長寿命化が図れ、かつ、粒子を固定化する有機結合剤を
含まないことにより従来のポリオレフィンおよびポリア
ミド不織布セパレータに比較して自己放電を軽減したア
ルカリ二次電池用セパレータを提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ二次電池用セ
パレータに関するものであり、特に電解液との親和性お
よび液保持性に優れ、かつ、使用中の活物質の溶出に起
因する短絡防止性能に優れたセパレータに関するもので
ある。
パレータに関するものであり、特に電解液との親和性お
よび液保持性に優れ、かつ、使用中の活物質の溶出に起
因する短絡防止性能に優れたセパレータに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のアルカリ二次電池用セパレータと
しては、ポリアミドやポリオレフィン等の合成繊維から
なる不織布が用いられている。このセパレータには、主
に耐電解液性、電解液保持性、耐酸化性、短絡防止性が
要求されることが知られている。これらの観点から見る
と、ポリアミド不織布は電解液保持性の点で優れてお
り、特に高温での耐電解液性および耐酸化性の点で問題
であるが、一般的に多く使用されている。一方、ポリエ
チレンやポリプロピレン等のポリオレフィン不織布は、
耐電解液性、耐酸化性に優れており、電池の長寿命化に
は最適であるが、その表面が疎水性であるため、電解液
との親和性が無く、電解液保持性の点で問題が有り、一
部の電池にしか使用されていない。これらの問題を解決
するために、特開昭５４−１５４０４３号公報には、微
粉末状の酸化チタンとラテックスからなるペースト状物
をポリオレフィン不織布の両面に塗着してなるアルカリ
二次電池用セパレータが提案されている。また、特開平
２−２１３０４７号公報には、一次粒子径５００Å以
下、比表面積１００ｍ2 ／ｇ以上の酸化チタンからなる
超微粒子を有機結合剤により不織布等のセパレータ基材
上に結着させてセパレータ基材の電解液保持能力や耐ア
ルカリ性等を改良してなるセパレータが提案されてい
る。
しては、ポリアミドやポリオレフィン等の合成繊維から
なる不織布が用いられている。このセパレータには、主
に耐電解液性、電解液保持性、耐酸化性、短絡防止性が
要求されることが知られている。これらの観点から見る
と、ポリアミド不織布は電解液保持性の点で優れてお
り、特に高温での耐電解液性および耐酸化性の点で問題
であるが、一般的に多く使用されている。一方、ポリエ
チレンやポリプロピレン等のポリオレフィン不織布は、
耐電解液性、耐酸化性に優れており、電池の長寿命化に
は最適であるが、その表面が疎水性であるため、電解液
との親和性が無く、電解液保持性の点で問題が有り、一
部の電池にしか使用されていない。これらの問題を解決
するために、特開昭５４−１５４０４３号公報には、微
粉末状の酸化チタンとラテックスからなるペースト状物
をポリオレフィン不織布の両面に塗着してなるアルカリ
二次電池用セパレータが提案されている。また、特開平
２−２１３０４７号公報には、一次粒子径５００Å以
下、比表面積１００ｍ2 ／ｇ以上の酸化チタンからなる
超微粒子を有機結合剤により不織布等のセパレータ基材
上に結着させてセパレータ基材の電解液保持能力や耐ア
ルカリ性等を改良してなるセパレータが提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭５４−１５４０４３号公報に記載のセパレータで
は、不織布の両面にペースト状物を塗布することで、繊
維間に目詰まりが生じてガスの透過性が損なわれたり、
加工時にペースト層の割れを生じたり、無機粉体の表面
がラテックスで被覆されて電解液との親和性が損なわれ
たりする欠点がある。また、特開平２−２１３０４７号
公報に記載のセパレータでは、超微粒子を使用するため
に高価であり、また、超微粒子には自己結合性がないた
め有機結合剤としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等
の水溶性樹脂を多量に必要とし、また、超微粒子の表面
がＰＶＡで被覆されたり、あるいは有機結合剤が電解液
中に溶出して、電解液保持性、電解液親和性を損なった
り、自己放電を促進したり、有機結合剤による繊維間の
目詰まりが生じてガス透過性能が損なわれたりする欠点
がある。
開昭５４−１５４０４３号公報に記載のセパレータで
は、不織布の両面にペースト状物を塗布することで、繊
維間に目詰まりが生じてガスの透過性が損なわれたり、
加工時にペースト層の割れを生じたり、無機粉体の表面
がラテックスで被覆されて電解液との親和性が損なわれ
たりする欠点がある。また、特開平２−２１３０４７号
公報に記載のセパレータでは、超微粒子を使用するため
に高価であり、また、超微粒子には自己結合性がないた
め有機結合剤としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等
の水溶性樹脂を多量に必要とし、また、超微粒子の表面
がＰＶＡで被覆されたり、あるいは有機結合剤が電解液
中に溶出して、電解液保持性、電解液親和性を損なった
り、自己放電を促進したり、有機結合剤による繊維間の
目詰まりが生じてガス透過性能が損なわれたりする欠点
がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のアルカ
リ二次電池用セパレータは上記問題点を解決するため、
ポリオレフィン不織布に自己結合性を有するコロイド状
無機酸化物粒子を含む無機酸化物ゾルを付着処理し、前
記不織布を構成する繊維上に前記無機酸化物粒子もしく
は前記無機酸化物の水和物粒子を析出、付着させるよう
にした。
リ二次電池用セパレータは上記問題点を解決するため、
ポリオレフィン不織布に自己結合性を有するコロイド状
無機酸化物粒子を含む無機酸化物ゾルを付着処理し、前
記不織布を構成する繊維上に前記無機酸化物粒子もしく
は前記無機酸化物の水和物粒子を析出、付着させるよう
にした。
【０００５】前記、本発明に使用するポリオレフィン不
織布は、カード式、スポンボンド式、メルトブロー式、
抄紙式等その製法は関係なく、これらの２種類の不織布
を複合して基材とすることも可能である。特に、メルト
ブロー式不織布を使用する場合には、電池組立時の機械
的強度を確保するために、その他の不織布と複合するこ
とが望ましい。
織布は、カード式、スポンボンド式、メルトブロー式、
抄紙式等その製法は関係なく、これらの２種類の不織布
を複合して基材とすることも可能である。特に、メルト
ブロー式不織布を使用する場合には、電池組立時の機械
的強度を確保するために、その他の不織布と複合するこ
とが望ましい。
【０００６】本発明に使用する無機酸化物ゾルは、乾燥
析出時に形成される粒子として、耐酸化性、電解液親和
性に優れており、かつ、自己結合性を有するコロイド状
粒子が含有されていれば問題なく、例えば酸化チタンゾ
ルや酸化ジルコニウムゾル等が挙げられる。
析出時に形成される粒子として、耐酸化性、電解液親和
性に優れており、かつ、自己結合性を有するコロイド状
粒子が含有されていれば問題なく、例えば酸化チタンゾ
ルや酸化ジルコニウムゾル等が挙げられる。
【０００７】本発明で使用する酸化チタンゾルは、通常
の酸化チタン粉体を製造する硫酸法あるいは塩素化法の
中間生成物として得られる。これらのゾルは、酸で微粒
子がコロイド化しており自己結合性を有しているため、
粒子を繊維上に固定化するための有機結合剤を必要とせ
ず、また、含浸液中での粒子の分散性および安定性に優
れているという利点がある。酸化チタンゾルと酸化ジル
コニウムゾルを比較した場合、価格および電解液との親
和性の点から、酸化チタンゾルが安価であり、付着粒子
に多くの水酸基が残留し、電解液との親和性も優れてい
る。ゾルの分散媒は、乾燥時に酸根が残留し難い揮発性
の硝酸、塩酸等が望ましい。尚、酸化チタンゾルと酸化
ジルコニウムゾルを混合して使用することも可能であ
る。
の酸化チタン粉体を製造する硫酸法あるいは塩素化法の
中間生成物として得られる。これらのゾルは、酸で微粒
子がコロイド化しており自己結合性を有しているため、
粒子を繊維上に固定化するための有機結合剤を必要とせ
ず、また、含浸液中での粒子の分散性および安定性に優
れているという利点がある。酸化チタンゾルと酸化ジル
コニウムゾルを比較した場合、価格および電解液との親
和性の点から、酸化チタンゾルが安価であり、付着粒子
に多くの水酸基が残留し、電解液との親和性も優れてい
る。ゾルの分散媒は、乾燥時に酸根が残留し難い揮発性
の硝酸、塩酸等が望ましい。尚、酸化チタンゾルと酸化
ジルコニウムゾルを混合して使用することも可能であ
る。
【０００８】ゾルの含浸処理は、不織布が撥水性である
ことから、実験室的にはゴムロールにより圧縮して強制
的に浸透させたり、減圧処理することで可能であるが、
工業的には少量の界面活性剤を添加することで容易に処
理可能である。
ことから、実験室的にはゴムロールにより圧縮して強制
的に浸透させたり、減圧処理することで可能であるが、
工業的には少量の界面活性剤を添加することで容易に処
理可能である。
【０００９】析出粒子の付着量は、不織布基材を１００
とした場合、１０重量％を越えていれば電解液との親和
性を半永久的に持続させることが可能であるが、価格と
性能の観点から１５〜６０重量％の範囲が好ましい。付
着量が６０重量％を越えると高価格となり、また、繊維
間の目詰まりを発生させ過充電時のガス吸収反応が阻害
されたり、セパレータの熱シール性が損なわれて主に角
型電池に適用されるエンベロープ加工が困難になる等の
欠点を生じて好ましくない。
とした場合、１０重量％を越えていれば電解液との親和
性を半永久的に持続させることが可能であるが、価格と
性能の観点から１５〜６０重量％の範囲が好ましい。付
着量が６０重量％を越えると高価格となり、また、繊維
間の目詰まりを発生させ過充電時のガス吸収反応が阻害
されたり、セパレータの熱シール性が損なわれて主に角
型電池に適用されるエンベロープ加工が困難になる等の
欠点を生じて好ましくない。
【００１０】
【作用】本発明の電池用セパレータによると従来の界面
活性剤を処理したポリプロピレン不織布セパレータおよ
びポリアミド不織布セパレータと比較して、電解液の親
和性を長期にわたって保持することが可能であり、電池
としての長寿命化が可能となり、かつ、化学的に安定な
材料で構成されているため自己放電特性に優れる。即
ち、本発明の電池セパレータによると、耐電解液性に優
れるポリオレフィン不織布に、電解液親和性、耐酸化性
に優れる無機酸化物粒子を有機結合剤を用いることなく
付着させることにより、耐電解液性、電解液親和性、耐
酸化性に優れ、しかも、従来の電池用セパレータの様
に、界面活性剤の脱落による電解液との親和性の低下が
なく、無機粉体を有機バインダーで結合した場合のよう
に、有害なバインダ成分を含んでおらず、かつ、公知の
無機酸化物粉体を塗布したものに比較して、主に繊維交
点に粒子を付着できるため、通気性を損なうことなく、
電解液を多量に保持可能となり電池寿命、自己放電およ
び高温特性、低温充電特性等が大きく改善されるもので
ある。
活性剤を処理したポリプロピレン不織布セパレータおよ
びポリアミド不織布セパレータと比較して、電解液の親
和性を長期にわたって保持することが可能であり、電池
としての長寿命化が可能となり、かつ、化学的に安定な
材料で構成されているため自己放電特性に優れる。即
ち、本発明の電池セパレータによると、耐電解液性に優
れるポリオレフィン不織布に、電解液親和性、耐酸化性
に優れる無機酸化物粒子を有機結合剤を用いることなく
付着させることにより、耐電解液性、電解液親和性、耐
酸化性に優れ、しかも、従来の電池用セパレータの様
に、界面活性剤の脱落による電解液との親和性の低下が
なく、無機粉体を有機バインダーで結合した場合のよう
に、有害なバインダ成分を含んでおらず、かつ、公知の
無機酸化物粉体を塗布したものに比較して、主に繊維交
点に粒子を付着できるため、通気性を損なうことなく、
電解液を多量に保持可能となり電池寿命、自己放電およ
び高温特性、低温充電特性等が大きく改善されるもので
ある。
【００１１】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明の詳細を説明
する。本実施例では、基材としてポリプロピレン樹脂を
材料としたメルトブロー不織布（平均繊維径３μｍおよ
び７μｍ）にポリプロピレン（ＰＰ）を芯成分、ポリエ
チレン（ＰＥ）を鞘成分とする複合繊維からなるカード
式不織布をロール温度１２０℃で熱ラミネートし一体化
した不織布およびメルトブロー不織布をプレスロールに
より所定の厚さに調整した不織布を使用した。含浸ゾル
溶液の調整は、固形分濃度３０％の原液を、所定の濃度
となるように水で薄めて固形分濃度を調整した。また、
処理不織布が撥水性のため、ゾル溶液の固形分調整時に
非イオン界面活性剤を１％濃度となる様に添加した。
する。本実施例では、基材としてポリプロピレン樹脂を
材料としたメルトブロー不織布（平均繊維径３μｍおよ
び７μｍ）にポリプロピレン（ＰＰ）を芯成分、ポリエ
チレン（ＰＥ）を鞘成分とする複合繊維からなるカード
式不織布をロール温度１２０℃で熱ラミネートし一体化
した不織布およびメルトブロー不織布をプレスロールに
より所定の厚さに調整した不織布を使用した。含浸ゾル
溶液の調整は、固形分濃度３０％の原液を、所定の濃度
となるように水で薄めて固形分濃度を調整した。また、
処理不織布が撥水性のため、ゾル溶液の固形分調整時に
非イオン界面活性剤を１％濃度となる様に添加した。
【００１２】（実施例１〜３）メルトブロー不織布３５
ｇ／ｍ2 （平均繊維径７μｍ）と複合繊維不織布（芯成
分ＰＰ、鞘成分ＰＥ）２０ｇ／ｍ2 を熱ラミネート後、
水で所定の濃度に調整した酸化チタンゾル（石原産業
（株）製 品番ＣＳ−Ｎ 硝酸水溶液）に非イオン界面
活性剤を濃度１％となるように混合し、前記不織布に含
浸付着させ、箱形熱風乾燥機を用いて１３０℃で乾燥処
理を行い、析出付着量５〜６０％のセパレータを得た。
ｇ／ｍ2 （平均繊維径７μｍ）と複合繊維不織布（芯成
分ＰＰ、鞘成分ＰＥ）２０ｇ／ｍ2 を熱ラミネート後、
水で所定の濃度に調整した酸化チタンゾル（石原産業
（株）製 品番ＣＳ−Ｎ 硝酸水溶液）に非イオン界面
活性剤を濃度１％となるように混合し、前記不織布に含
浸付着させ、箱形熱風乾燥機を用いて１３０℃で乾燥処
理を行い、析出付着量５〜６０％のセパレータを得た。
【００１３】（実施例４〜６）平均繊維径３μｍのメル
トブロー不織布を用いた以外は、実施例１〜３と同様に
して処理を行い、セパレータを得た。
トブロー不織布を用いた以外は、実施例１〜３と同様に
して処理を行い、セパレータを得た。
【００１４】（実施例７〜９）無機酸化物ゾルとして、
酸化ジルコニウムゾル（日産化学（株）製 品番ＮＳＺ
−３０Ａ 塩酸水溶液）を用いた以外は、実施例１〜３
と同様にして処理を行い、セパレータを得た。
酸化ジルコニウムゾル（日産化学（株）製 品番ＮＳＺ
−３０Ａ 塩酸水溶液）を用いた以外は、実施例１〜３
と同様にして処理を行い、セパレータを得た。
【００１５】（実施例１０）平均繊維径７μｍのメルト
ブロー不織布６０ｇ／ｍ2 を基材として使用した以外は
実施例１〜３と同様の方法で酸化チタン粒子の付着量１
０％のセパレータを得た。
ブロー不織布６０ｇ／ｍ2 を基材として使用した以外は
実施例１〜３と同様の方法で酸化チタン粒子の付着量１
０％のセパレータを得た。
【００１６】（比較例１）実施例１〜３で用いた不織布
に非イオン界面活性剤を１％付着処理してセパレータを
得た。
に非イオン界面活性剤を１％付着処理してセパレータを
得た。
【００１７】（比較例２）実施例１〜３で用いた不織布
に酸化チタンおよびＰＶＡを各々３％含む溶液を含浸処
理して、酸化チタンを４％付着処理したセパレータを得
た。これら実施例および比較例のセパレータにつき、特
性を評価してその評価結果を表１に示した。
に酸化チタンおよびＰＶＡを各々３％含む溶液を含浸処
理して、酸化チタンを４％付着処理したセパレータを得
た。これら実施例および比較例のセパレータにつき、特
性を評価してその評価結果を表１に示した。
【００１８】
【表１】
【００１９】尚、本実施例による試験方法および評価方
法は以下の通りである。 （付着量）付着前の重量と含浸乾燥後の試料の重量から
（１）式に従って算出した。 付着量（％）＝（含浸乾燥後の重量−付着前の重量）／
付着前の重量×１００・・・（１） （吸液速度Ａ）得られたセパレータから流れ方向に幅２
５ｍｍ×長さ２００ｍｍの試料を採取し、３０％水酸化
カリウム溶液中に試料の下端を５ｍｍだけ浸漬するよう
に吊るし、３０分間に毛管現象により吸い上がった水酸
化カリウムの高さを吸液速度とした。 （吸液速度Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液
中に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで
洗浄し、８０℃で乾燥後、吸液速度Ａと同様の方法で測
定した。 （保液率Ａ）図２に示す試料を採取し、３０％水酸化カ
リウム溶液中に１時間浸漬後、試料を取り出し、１０分
間吊るした後、水酸化カリウムを含む試料の重量を測定
し、（２）式により算出した。 保液率（％）＝（湿潤重量−浸漬前重量）／浸漬前重量
×１００・・・（２） （保液率Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液中
に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで洗
浄し、８０℃で乾燥後、保液率Ａと同様の方法で測定、
算出した。 （保持率Ａ）得られたセパレータから幅５０ｍｍ×長さ
１００ｍｍの試料を採取し、３０％水酸化カリウム溶液
中に１時間浸漬後、遠心分離器（日立製作所（株）製
ＳＣＴ−５Ｂ型）を用いて、回転半径１５０ｍｍのロー
タにより、回転数２０００ｒｐｍ（遠心加速度７００
Ｇ）の条件で保液する水酸化カリウムを脱水し、（３）
式に従って保持率を算出した。 保持率（％）＝（脱水後の重量−浸漬前重量）／浸漬前
重量×１００・・・（３） （保持率Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液中
に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで洗
浄し、８０℃で乾燥後、保持率Ａと同様の方法で測定、
算出した。 （通気度）ＪＩＳ−Ｌ１０９６（６．２７項）に規定さ
れたフラジール形試験機に準じて測定した。 （耐アルカリ減量）セパレータを３０％の水酸化カリウ
ム溶液中に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示
すまで洗浄し、８０℃で乾燥後、（４）式に従って算出
した。 耐アルカリ減量（％）＝（浸漬前重量−浸漬後重量）／
浸漬前重量×１００・・・（４）
法は以下の通りである。 （付着量）付着前の重量と含浸乾燥後の試料の重量から
（１）式に従って算出した。 付着量（％）＝（含浸乾燥後の重量−付着前の重量）／
付着前の重量×１００・・・（１） （吸液速度Ａ）得られたセパレータから流れ方向に幅２
５ｍｍ×長さ２００ｍｍの試料を採取し、３０％水酸化
カリウム溶液中に試料の下端を５ｍｍだけ浸漬するよう
に吊るし、３０分間に毛管現象により吸い上がった水酸
化カリウムの高さを吸液速度とした。 （吸液速度Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液
中に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで
洗浄し、８０℃で乾燥後、吸液速度Ａと同様の方法で測
定した。 （保液率Ａ）図２に示す試料を採取し、３０％水酸化カ
リウム溶液中に１時間浸漬後、試料を取り出し、１０分
間吊るした後、水酸化カリウムを含む試料の重量を測定
し、（２）式により算出した。 保液率（％）＝（湿潤重量−浸漬前重量）／浸漬前重量
×１００・・・（２） （保液率Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液中
に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで洗
浄し、８０℃で乾燥後、保液率Ａと同様の方法で測定、
算出した。 （保持率Ａ）得られたセパレータから幅５０ｍｍ×長さ
１００ｍｍの試料を採取し、３０％水酸化カリウム溶液
中に１時間浸漬後、遠心分離器（日立製作所（株）製
ＳＣＴ−５Ｂ型）を用いて、回転半径１５０ｍｍのロー
タにより、回転数２０００ｒｐｍ（遠心加速度７００
Ｇ）の条件で保液する水酸化カリウムを脱水し、（３）
式に従って保持率を算出した。 保持率（％）＝（脱水後の重量−浸漬前重量）／浸漬前
重量×１００・・・（３） （保持率Ｂ）セパレータを３０％水酸化カリウム溶液中
に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示すまで洗
浄し、８０℃で乾燥後、保持率Ａと同様の方法で測定、
算出した。 （通気度）ＪＩＳ−Ｌ１０９６（６．２７項）に規定さ
れたフラジール形試験機に準じて測定した。 （耐アルカリ減量）セパレータを３０％の水酸化カリウ
ム溶液中に、８０℃で１０日間浸漬後、洗液が中性を示
すまで洗浄し、８０℃で乾燥後、（４）式に従って算出
した。 耐アルカリ減量（％）＝（浸漬前重量−浸漬後重量）／
浸漬前重量×１００・・・（４）
【００２０】表１の結果より、本発明の実施例によれ
ば、ポリオレフィン不織布に無機酸化物粒子を付着させ
ることにより、８０℃の３０％水酸化カリウム水溶液に
浸漬後も、充分な電解液との親和性を維持したセパレー
タを得ることが可能であった。これに対して、従来のＰ
Ｐ不織布に界面活性剤を付着処理したものは、高温アル
カリ溶液に処理した後では、界面活性剤が水溶液中に脱
離、溶出して、電解液の再浸透が不可能となり、電池セ
パレータとして使用不可能な状況であった。また、酸化
チタン微粒子をＰＶＡにより結着させてなるセパレータ
は、実施例の付着量に比較して、低付着量ながら通気度
の低下率が大きい欠点であり、かつ、電解液に溶出し易
い欠点が有る。これに対して、本発明の無機酸化物ゾル
より処理したセパレータ１は、図１に示すように、乾燥
工程においてゾル溶液が濃縮して繊維交点２ａに集まり
ながら乾燥するため、繊維２の交点２ａ付近に無機酸化
物粒子３が付着するため、繊維交点２ａ付近で電解液を
保持しつつ、繊維間の空間が損なわれていないために、
過充電時の正極で発生する酸素ガスを負極に容易に透過
し易いという利点を伴ったものである。
ば、ポリオレフィン不織布に無機酸化物粒子を付着させ
ることにより、８０℃の３０％水酸化カリウム水溶液に
浸漬後も、充分な電解液との親和性を維持したセパレー
タを得ることが可能であった。これに対して、従来のＰ
Ｐ不織布に界面活性剤を付着処理したものは、高温アル
カリ溶液に処理した後では、界面活性剤が水溶液中に脱
離、溶出して、電解液の再浸透が不可能となり、電池セ
パレータとして使用不可能な状況であった。また、酸化
チタン微粒子をＰＶＡにより結着させてなるセパレータ
は、実施例の付着量に比較して、低付着量ながら通気度
の低下率が大きい欠点であり、かつ、電解液に溶出し易
い欠点が有る。これに対して、本発明の無機酸化物ゾル
より処理したセパレータ１は、図１に示すように、乾燥
工程においてゾル溶液が濃縮して繊維交点２ａに集まり
ながら乾燥するため、繊維２の交点２ａ付近に無機酸化
物粒子３が付着するため、繊維交点２ａ付近で電解液を
保持しつつ、繊維間の空間が損なわれていないために、
過充電時の正極で発生する酸素ガスを負極に容易に透過
し易いという利点を伴ったものである。
【００２１】
【発明の効果】本発明のセパレータは、ポリオレフィン
不織布の欠点である電解液親和性を向上させることによ
り電池の長寿命化を図り、有機結合剤を含まないことで
自己放電特性、特に高温における自己放電特性を低減可
能なアルカリ二次電池用セパレータを提供するものであ
る。即ち、耐電解液性、耐酸化性に優れたポリオレフィ
ン不織布に、電解液親和性、耐電解液性、耐酸化性に優
れた無機酸化物粒子を含有させることで、ポリオレフィ
ン不織布の欠点である電解液親和性を改善して、電池の
長寿命化が図れ、かつ、粒子を固定化する有機結合剤を
含まないことにより従来のポリオレフィンおよびポリア
ミド不織布セパレータに比較して自己放電を軽減したア
ルカリ二次電池用セパレータを提供することができる。
不織布の欠点である電解液親和性を向上させることによ
り電池の長寿命化を図り、有機結合剤を含まないことで
自己放電特性、特に高温における自己放電特性を低減可
能なアルカリ二次電池用セパレータを提供するものであ
る。即ち、耐電解液性、耐酸化性に優れたポリオレフィ
ン不織布に、電解液親和性、耐電解液性、耐酸化性に優
れた無機酸化物粒子を含有させることで、ポリオレフィ
ン不織布の欠点である電解液親和性を改善して、電池の
長寿命化が図れ、かつ、粒子を固定化する有機結合剤を
含まないことにより従来のポリオレフィンおよびポリア
ミド不織布セパレータに比較して自己放電を軽減したア
ルカリ二次電池用セパレータを提供することができる。
【図１】本発明による無機酸化物ゾルを不織布に付着処
理したものの断面の模式図
理したものの断面の模式図
【図２】保液率測用の試料の平面図
１ セパレータ ２ 繊維 ２ａ 繊維交点 ３ 無機酸化物粒子
Claims (4)
- 【請求項１】 ポリオレフィン不織布に自己結合性を有
するコロイド状無機酸化物粒子を含む無機酸化物ゾルを
付着処理し、前記不織布を構成する繊維上に前記無機酸
化物粒子もしくは前記無機酸化物の水和物粒子を析出、
付着させてなるアルカリ二次電池用セパレータ。 - 【請求項２】 前記ポリオレフィン不織布がメルトブロ
ー法より得られた極細繊維からなることを特徴とする請
求項１記載のアルカリ二次電池用セパレータ。 - 【請求項３】 前記無機酸化物ゾルは酸化チタンゾルま
たは酸化ジルコニウムゾルの少なくとも１種以上からな
り、前記無機酸化物粒子もしくは前記無機酸化物の水和
物粒子を前記不織布に対して１０重量％を越えて析出、
付着させたことを特徴とする請求項１または２記載のア
ルカリ二次電池用セパレータ。 - 【請求項４】 前記無機酸化物粒子もしくは前記無機酸
化物の水和物粒子を前記不織布に対して１５〜６０重量
％析出、付着させたことを特徴とする請求項３記載のア
ルカリ二次電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6219467A JPH0864193A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルカリ二次電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6219467A JPH0864193A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルカリ二次電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864193A true JPH0864193A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16735896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6219467A Withdrawn JPH0864193A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | アルカリ二次電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864193A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004021476A1 (de) * | 2002-08-24 | 2004-03-11 | Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh | Separator zur verwendung in hochenergiebatterien sowie verfahren zu dessen herstellung |
| US6849702B2 (en) | 1999-02-26 | 2005-02-01 | Robert W. Callahan | Polymer matrix material |
| JP2005536658A (ja) * | 2002-08-24 | 2005-12-02 | デグサ アクチエンゲゼルシャフト | 電気的セパレータ、その製造方法及びリチウム高出力バッテリー中の使用 |
| JP2006504228A (ja) * | 2002-02-26 | 2006-02-02 | デグサ アクチエンゲゼルシャフト | 電気セパレーター、その製造法及び使用 |
| JP2014512086A (ja) * | 2011-04-20 | 2014-05-19 | エボニック リタリオン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆品質の改善及びセラミック複合材料中でのアグロメレイトの低減のための添加剤を有するセパレータ |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP6219467A patent/JPH0864193A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100353589C (zh) * | 2002-08-24 | 2007-12-05 | 德古萨公司 | 用于高能电池的隔膜和其生产方法 |
| US7790321B2 (en) | 2002-08-24 | 2010-09-07 | Evonik Degussa Gmbh | Separator for use in high-energy batteries and method for the production thereof |
| US7892673B2 (en) | 2002-08-24 | 2011-02-22 | Evonik Degussa Gmbh | Electric separator, method for making same and use thereof in high-power lithium cells |
| JP4800618B2 (ja) * | 2002-08-24 | 2011-10-26 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | 電気的セパレータ、その製造方法及びリチウム高出力バッテリー中の使用 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |