JPH10125300A - アルカリ二次電池用セパレ−タ - Google Patents
アルカリ二次電池用セパレ−タInfo
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- JPH10125300A JPH10125300A JP8299572A JP29957296A JPH10125300A JP H10125300 A JPH10125300 A JP H10125300A JP 8299572 A JP8299572 A JP 8299572A JP 29957296 A JP29957296 A JP 29957296A JP H10125300 A JPH10125300 A JP H10125300A
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- polyolefin
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- secondary battery
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- 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
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スルホン化による親水化を施したポリオレフ
ィン製不織布を用いたセパレータは吸水性に問題があ
り、スルホン化以外の手段によって親水化処理が施され
たポリオレフィン製セパレータを用いても、スルホン化
ポリオレフィン製セパレータを用いた場合ほどには、自
己放電を抑制することができなかった。 【解決手段】 各種アクリル酸をグラフト重合させたポ
リオレフィン製繊維からなる不織布セパレータであっ
て、前記繊維はポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて
吹き飛ばして、繊維化されてなるアルカリ二次電池用セ
パレータ。
ィン製不織布を用いたセパレータは吸水性に問題があ
り、スルホン化以外の手段によって親水化処理が施され
たポリオレフィン製セパレータを用いても、スルホン化
ポリオレフィン製セパレータを用いた場合ほどには、自
己放電を抑制することができなかった。 【解決手段】 各種アクリル酸をグラフト重合させたポ
リオレフィン製繊維からなる不織布セパレータであっ
て、前記繊維はポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて
吹き飛ばして、繊維化されてなるアルカリ二次電池用セ
パレータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ二次電池
用セパレータに関する物であり、特にアルカリ電解液中
で安定で、アルカリ二次電池のサイクル寿命性能を向上
させ、自己放電を抑制し、かつ、電池の製造工程におい
て充分な強度と吸液速度を有するアルカリ二次電池用セ
パレータに関する。
用セパレータに関する物であり、特にアルカリ電解液中
で安定で、アルカリ二次電池のサイクル寿命性能を向上
させ、自己放電を抑制し、かつ、電池の製造工程におい
て充分な強度と吸液速度を有するアルカリ二次電池用セ
パレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ二次電池用のセパレータ
としては、ポリアミド製のセパレータが広く用いられて
きた。しかしながら、ポリアミド製のセパレータは、ア
ルカリ電解液中において分解されることにより、サイク
ル寿命性能を低下させ、また、分解にともなって生じる
硝酸根は電池の自己放電を増大させていた。
としては、ポリアミド製のセパレータが広く用いられて
きた。しかしながら、ポリアミド製のセパレータは、ア
ルカリ電解液中において分解されることにより、サイク
ル寿命性能を低下させ、また、分解にともなって生じる
硝酸根は電池の自己放電を増大させていた。
【０００３】そこで、ポリアミド製セパレータの代替と
して親水化処理を施したポリオレフィン製の不織布を用
いることが提案されてきた。例えば、サイクル寿命性能
を向上させ、かつ自己放電を抑制するために、スルホン
化による親水化を施したポリオレフィン製不織布を用い
る方法である。
して親水化処理を施したポリオレフィン製の不織布を用
いることが提案されてきた。例えば、サイクル寿命性能
を向上させ、かつ自己放電を抑制するために、スルホン
化による親水化を施したポリオレフィン製不織布を用い
る方法である。
【０００４】この種のセパレータを用いると、サイクル
寿命性能が向上し、自己放電は抑制されるものの、電池
を組み立てる際に電解液の注入に時間を要し、生産性を
低下させるという問題があった。
寿命性能が向上し、自己放電は抑制されるものの、電池
を組み立てる際に電解液の注入に時間を要し、生産性を
低下させるという問題があった。
【０００５】その他、ポリアミド製セパレータの代替と
して、フッ素ガスによって親水化処理を施したポリオレ
フィン製セパレータを用いたりする手段や、ポリオレフ
ィン繊維の構造にエチルビニルアルコールの部分を導入
して親水性を付与したセパレータを用いたりする手段
や、繊維表面にアクリル酸をグラフトさせて親水性を付
与させたセパレータを用いたりする手段がある。
して、フッ素ガスによって親水化処理を施したポリオレ
フィン製セパレータを用いたりする手段や、ポリオレフ
ィン繊維の構造にエチルビニルアルコールの部分を導入
して親水性を付与したセパレータを用いたりする手段
や、繊維表面にアクリル酸をグラフトさせて親水性を付
与させたセパレータを用いたりする手段がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらのセパレータに
は、スルホン化ポリオレフィンよりも電解液の吸収速度
が優れたものがあり、電池の生産性を向上させるのに望
ましい性質を有している。また、これらのセパレータに
含有される窒素量は、スルホン化ポリオレフィン製セパ
レータと同程度に少ない。
は、スルホン化ポリオレフィンよりも電解液の吸収速度
が優れたものがあり、電池の生産性を向上させるのに望
ましい性質を有している。また、これらのセパレータに
含有される窒素量は、スルホン化ポリオレフィン製セパ
レータと同程度に少ない。
【０００７】しかし、スルホン化以外の手段によって親
水化処理が施されたポリオレフィン製セパレータを用い
ても、スルホン化ポリオレフィン製セパレータを用いた
場合ほどには、自己放電を抑制することができなかっ
た。
水化処理が施されたポリオレフィン製セパレータを用い
ても、スルホン化ポリオレフィン製セパレータを用いた
場合ほどには、自己放電を抑制することができなかっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明アルカリ二次電池
用セパレータは、上述の問題を解決するために、各種ア
クリル酸をグラフト重合させたポリオレフィン製繊維か
らなる不織布セパレータであって、前記繊維はポリオレ
フィンの溶融軟化物を気流にて吹き飛ばして、繊維化さ
れてなることを特徴とする。また、前記不織布の表面ま
たは内部に、特定方向への引張強度が向上する補強繊維
を具備してなることを特徴とする。さらに、前記アルカ
リ二次電池の負極の主体が、水素吸蔵合金、カドミウ
ム、亜鉛または鉄であることを特徴とする。また、前記
グラフト重合は、紫外線、ベータ線またはガンマ線をポ
リオレフィン繊維に照射してなるものであることを特徴
とする。
用セパレータは、上述の問題を解決するために、各種ア
クリル酸をグラフト重合させたポリオレフィン製繊維か
らなる不織布セパレータであって、前記繊維はポリオレ
フィンの溶融軟化物を気流にて吹き飛ばして、繊維化さ
れてなることを特徴とする。また、前記不織布の表面ま
たは内部に、特定方向への引張強度が向上する補強繊維
を具備してなることを特徴とする。さらに、前記アルカ
リ二次電池の負極の主体が、水素吸蔵合金、カドミウ
ム、亜鉛または鉄であることを特徴とする。また、前記
グラフト重合は、紫外線、ベータ線またはガンマ線をポ
リオレフィン繊維に照射してなるものであることを特徴
とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によるアルカリ二次電池用
セパレータは、アクリル酸をグラフト重合させたポリオ
レフィン製繊維を有する不織布セパレータであり、繊維
を紡糸する際にポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて
吹き飛ばし、繊維化している。このような方法の典型例
にメルトブロー法があるが、そのほかの方法でもかまわ
ない。このような方法にて紡糸し、親水化した繊維を用
いると自己放電を抑制する作用があり、その効果は、他
の方法で紡糸した繊維、例えば、乾式で紡糸したポリオ
レフィン繊維に同様の方法で親水化処理した場合よりも
大きい。また、本発明のセパレータは、スルホン化ポリ
オレフィン製セパレータよりも電解液の吸収が速く、注
液工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。
セパレータは、アクリル酸をグラフト重合させたポリオ
レフィン製繊維を有する不織布セパレータであり、繊維
を紡糸する際にポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて
吹き飛ばし、繊維化している。このような方法の典型例
にメルトブロー法があるが、そのほかの方法でもかまわ
ない。このような方法にて紡糸し、親水化した繊維を用
いると自己放電を抑制する作用があり、その効果は、他
の方法で紡糸した繊維、例えば、乾式で紡糸したポリオ
レフィン繊維に同様の方法で親水化処理した場合よりも
大きい。また、本発明のセパレータは、スルホン化ポリ
オレフィン製セパレータよりも電解液の吸収が速く、注
液工程にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】一般に、溶融軟化物を気流にて吹き飛ばす
方法にて繊維を紡糸すると、出来た繊維は非常に細く、
不織布の強度が低くなる傾向があるが、本発明によるア
ルカリ二次電池用セパレータは、不織布の表面または内
部に、補強のための繊維を配して、特定方向への引張強
度を向上させている。
方法にて繊維を紡糸すると、出来た繊維は非常に細く、
不織布の強度が低くなる傾向があるが、本発明によるア
ルカリ二次電池用セパレータは、不織布の表面または内
部に、補強のための繊維を配して、特定方向への引張強
度を向上させている。
【００１１】ポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて吹
き飛ばした繊維に、アクリル酸をグラフト重合させたセ
パレータが、特に自己放電を抑制する原因については、
現在のところ良くわかっていない。気流によって繊維が
急冷されると、繊維に非結晶部分が多く存在すると考え
られる。また、気流にて吹き飛ばされて紡糸される繊維
は、紡糸される際の延伸が少ないことから、非結晶部分
が多くなっていることもあり得る。おそらく、このよう
な非結晶部分にアクリル酸をグラフト重合させると、ア
クリル酸が何らかのイオン交換能を発揮して、電解液中
の硝酸根をトラップしたり、硝酸根の移動を阻害すると
考えられる。
き飛ばした繊維に、アクリル酸をグラフト重合させたセ
パレータが、特に自己放電を抑制する原因については、
現在のところ良くわかっていない。気流によって繊維が
急冷されると、繊維に非結晶部分が多く存在すると考え
られる。また、気流にて吹き飛ばされて紡糸される繊維
は、紡糸される際の延伸が少ないことから、非結晶部分
が多くなっていることもあり得る。おそらく、このよう
な非結晶部分にアクリル酸をグラフト重合させると、ア
クリル酸が何らかのイオン交換能を発揮して、電解液中
の硝酸根をトラップしたり、硝酸根の移動を阻害すると
考えられる。
【００１２】いずれにせよ、ポリオレフィンの溶融軟化
物を気流にて吹き飛ばして紡糸した繊維にアクリル酸を
グラフト重合させることにより、自己放電を効果的に抑
制し、かつ吸液性に優れたセパレータを得られるのであ
る。
物を気流にて吹き飛ばして紡糸した繊維にアクリル酸を
グラフト重合させることにより、自己放電を効果的に抑
制し、かつ吸液性に優れたセパレータを得られるのであ
る。
【００１３】
【実施例】本発明を好適な実施例によって詳しく説明す
る。
る。
【００１４】［セパレータＡ］（本発明品） 不織布は次のようにして作製した。
【００１５】すなわち、ポリプロピレン樹脂を用いて、
紡糸機から出たポリプロピレンの溶融軟化物を気流によ
り急冷しながら吹き飛ばして紡糸し、出来た繊維を集め
て接着することにより不織布を形成する方法、すなわち
一般的にメルトブロー法と呼ばれる方法にて不織布を作
製した。そして、メルトブロー不織布の強度を補うため
に、メルトブロー不織布の表面に、溶融紡糸法にて作製
されたポリオレフィン繊維からなる不織布を熱的に融着
させて、複合構造不織布を得た。なお、補強のために用
いた不織布は、メルトブロー不織布ロールの長尺方向に
対して、繊維が多く配向させてある。
紡糸機から出たポリプロピレンの溶融軟化物を気流によ
り急冷しながら吹き飛ばして紡糸し、出来た繊維を集め
て接着することにより不織布を形成する方法、すなわち
一般的にメルトブロー法と呼ばれる方法にて不織布を作
製した。そして、メルトブロー不織布の強度を補うため
に、メルトブロー不織布の表面に、溶融紡糸法にて作製
されたポリオレフィン繊維からなる不織布を熱的に融着
させて、複合構造不織布を得た。なお、補強のために用
いた不織布は、メルトブロー不織布ロールの長尺方向に
対して、繊維が多く配向させてある。
【００１６】親水化処理は次のようにしておこなった。
【００１７】すなわち、前記の複合構造不織布を、溶媒
としての水８０重量％と重合開始剤としてのベンゾフェ
ノン０．３重量％とビニルモノマーとしてのアクリル酸
１９．７重量％からなる混合溶液に浸漬し、窒素雰囲気
中で水銀ランプにて紫外線を数分間照射することによっ
て、アクリル酸をグラフト重合させた。そして、水洗、
乾燥してセパレータとした。
としての水８０重量％と重合開始剤としてのベンゾフェ
ノン０．３重量％とビニルモノマーとしてのアクリル酸
１９．７重量％からなる混合溶液に浸漬し、窒素雰囲気
中で水銀ランプにて紫外線を数分間照射することによっ
て、アクリル酸をグラフト重合させた。そして、水洗、
乾燥してセパレータとした。
【００１８】［セパレータＢ］（比較例） 不織布は、実施例Ａのメルトブロー不織布のみを用い、
補強のための繊維を用いなかった。そして、実施例Ａの
場合と同様に, 紫外線にてアクリル酸をグラフト重合
し、親水化処理をおこなった。そして、水洗、乾燥して
セパレータとした。
補強のための繊維を用いなかった。そして、実施例Ａの
場合と同様に, 紫外線にてアクリル酸をグラフト重合
し、親水化処理をおこなった。そして、水洗、乾燥して
セパレータとした。
【００１９】［セパレータＣ］（比較例） 不織布は、溶融紡糸法にて作製されたポリオレフィン繊
維からなる不織布を用いた。そして、実施例Ａの場合と
同様に, 紫外線にてアクリル酸をグラフト重合し、親水
化処理をおこなった。そして、水洗、乾燥してセパレー
タとした。
維からなる不織布を用いた。そして、実施例Ａの場合と
同様に, 紫外線にてアクリル酸をグラフト重合し、親水
化処理をおこなった。そして、水洗、乾燥してセパレー
タとした。
【００２０】［セパレータＤ］（比較例） 不織布は、比較例Ｃと同様に、溶融紡糸法にて作製され
たポリオレフィン繊維からなる不織布を用いた。。そし
て、発煙硫酸と濃硫酸の溶液に不織布を浸漬し、ポリオ
レフィンをスルホン化して親水化処理をおこなった。そ
して、水洗、乾燥してセパレータとした。
たポリオレフィン繊維からなる不織布を用いた。。そし
て、発煙硫酸と濃硫酸の溶液に不織布を浸漬し、ポリオ
レフィンをスルホン化して親水化処理をおこなった。そ
して、水洗、乾燥してセパレータとした。
【００２１】つぎに、公称容量１０００ｍＡｈのニッケ
ル・金属水素化物電池を試験電池として、セパレータを
評価した。
ル・金属水素化物電池を試験電池として、セパレータを
評価した。
【００２２】試験電池の正極は次のようにして作製し
た。
た。
【００２３】すなわち、水酸化ニッケルに少量の水酸化
コバルトおよび水酸化亜鉛を共沈して得た活物質粉末を
主体とし、水酸化コバルト粉末を混合し、これに水を加
えて混練してペースト状物を調製した。この水酸化コバ
ルト粉末は、正極活物質の活物質利用率を向上すると共
に、負極の放電リザーブを得るための添加物である。同
様の作用は、金属コバルトや酸化コバルトによっても得
られる。次に、このペースト状物を、約３００μｍの平
均細孔径を有する発泡状ニッケル多孔体に充填し、乾燥
し、加圧し、所定の大きさに切断して正極板を得た。
コバルトおよび水酸化亜鉛を共沈して得た活物質粉末を
主体とし、水酸化コバルト粉末を混合し、これに水を加
えて混練してペースト状物を調製した。この水酸化コバ
ルト粉末は、正極活物質の活物質利用率を向上すると共
に、負極の放電リザーブを得るための添加物である。同
様の作用は、金属コバルトや酸化コバルトによっても得
られる。次に、このペースト状物を、約３００μｍの平
均細孔径を有する発泡状ニッケル多孔体に充填し、乾燥
し、加圧し、所定の大きさに切断して正極板を得た。
【００２４】試験電池の負極は次の方法で作製した。
【００２５】すなわち、ミッシュメタル（以後Ｍｍと表
記する。主要成分は、Ｌａ：約４５重量％、Ｃｅ：約５
重量％、Ｐｒ：約１０重量％、Ｎｄ：約４０重量％）、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの金属材料を、ＭｍＮｉ３．５
Ｃｏ０．８ Ａｌ０．３Ｍｎ０．４の組成となるよう
に高周波誘導炉にて融解し、金型に鋳込んで凝固させ
た。そして、その鋳塊を粉砕し、ふるい分けて、平均粒
径が数十μｍの水素吸蔵合金粉末を得た。
記する。主要成分は、Ｌａ：約４５重量％、Ｃｅ：約５
重量％、Ｐｒ：約１０重量％、Ｎｄ：約４０重量％）、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌの金属材料を、ＭｍＮｉ３．５
Ｃｏ０．８ Ａｌ０．３Ｍｎ０．４の組成となるよう
に高周波誘導炉にて融解し、金型に鋳込んで凝固させ
た。そして、その鋳塊を粉砕し、ふるい分けて、平均粒
径が数十μｍの水素吸蔵合金粉末を得た。
【００２６】次に、この水素吸蔵合金１００重量部と、
導電助剤たる少量のカーボンブラックとを、増粘剤かつ
結着剤の機能を有するポリビニルアルコール等の水溶液
とともに混練してペースト状物を、厚さが約８０μｍで
開口率が約５０％の、ニッケルメッキを施した鉄製の穿
孔鋼板に塗布し、乾燥し、プレスし、所定の大きさに切
断して、負極を得た。
導電助剤たる少量のカーボンブラックとを、増粘剤かつ
結着剤の機能を有するポリビニルアルコール等の水溶液
とともに混練してペースト状物を、厚さが約８０μｍで
開口率が約５０％の、ニッケルメッキを施した鉄製の穿
孔鋼板に塗布し、乾燥し、プレスし、所定の大きさに切
断して、負極を得た。
【００２７】そして、これらの正極３枚と負極４枚と
を、セパレータ各１枚を介して積層して、高さ５７ｍ
ｍ、ヨコ１５ｍｍ、タテ４．８ｍｍの極板群を構成し
た。そして、この極板群を、ニッケルメッキした鉄製の
電池容器に収納した。そして、７ｍｏｌのＫＯＨ水溶液
に１０ｇ／ｌのＬｉＯＨを溶解させたアルカリ電解液を
注入し、安全弁を兼ねた正極端子を有する蓋で電池を封
口し、公称容量が１０００ｍＡｈの角形密閉型のニッケ
ル・金属水素化物電池を構成した。
を、セパレータ各１枚を介して積層して、高さ５７ｍ
ｍ、ヨコ１５ｍｍ、タテ４．８ｍｍの極板群を構成し
た。そして、この極板群を、ニッケルメッキした鉄製の
電池容器に収納した。そして、７ｍｏｌのＫＯＨ水溶液
に１０ｇ／ｌのＬｉＯＨを溶解させたアルカリ電解液を
注入し、安全弁を兼ねた正極端子を有する蓋で電池を封
口し、公称容量が１０００ｍＡｈの角形密閉型のニッケ
ル・金属水素化物電池を構成した。
【００２８】構成した電池は、２０℃にて数回の充放電
からなる化成をおこなった。化成後に２００ｍＡ（約５
時間率）の電流で６時間充電し、２００ｍＡの電流で放
電した場合の放電容量は約１０００ｍＡｈであった。ま
た、この電池の充電および放電は、共に正極の容量で制
限されていた。
からなる化成をおこなった。化成後に２００ｍＡ（約５
時間率）の電流で６時間充電し、２００ｍＡの電流で放
電した場合の放電容量は約１０００ｍＡｈであった。ま
た、この電池の充電および放電は、共に正極の容量で制
限されていた。
【００２９】セパレータＡ、Ｂ、ＣおよびＤについて、
ＪＩＳ Ｌ−１０９６一般織物試験方法に基づく方法に
て、引張強度試験をおこなった。
ＪＩＳ Ｌ−１０９６一般織物試験方法に基づく方法に
て、引張強度試験をおこなった。
【００３０】すなわち、セパレータから幅５ｃｍの試験
片を切り取り、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度３０ｃｍ
／分の条件にて、定速緊張形試験機を用いて、切断時の
強さ（ｋｇｆ）を求めた。結果を表１に示す。
片を切り取り、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度３０ｃｍ
／分の条件にて、定速緊張形試験機を用いて、切断時の
強さ（ｋｇｆ）を求めた。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】 メルトブロー不織布のみからなる比較例Ｂのセパレータ
は、強度が低いことがわかる。本発明の実施例Ａのセパ
レータでは、長尺方向の強度は、溶融紡糸法にて作製さ
れた繊維にて補強されているため、比較例のセパレータ
ＣおよびＤに近い強度が得られた。
は、強度が低いことがわかる。本発明の実施例Ａのセパ
レータでは、長尺方向の強度は、溶融紡糸法にて作製さ
れた繊維にて補強されているため、比較例のセパレータ
ＣおよびＤに近い強度が得られた。
【００３２】次に、セパレータＡ、Ｂ、ＣおよびＤを用
いて電池を製作する際の吸液特性を、次の試験により比
較した。すなわち、各セパレータを用いた電池の極板群
に、それぞれ１ｍｌの電解液を滴下し、この電解液を吸
収するのに要した時間を測定した。結果を表２に示す。
いて電池を製作する際の吸液特性を、次の試験により比
較した。すなわち、各セパレータを用いた電池の極板群
に、それぞれ１ｍｌの電解液を滴下し、この電解液を吸
収するのに要した時間を測定した。結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】 本発明品のセパレータＡを用いると、スルホン化ポリオ
レフィン製のセパレータＤを用いた場合よりも著しく短
い時間で電解液を吸収できることがわかる。
レフィン製のセパレータＤを用いた場合よりも著しく短
い時間で電解液を吸収できることがわかる。
【００３４】次に、セパレータＡ、Ｂ、ＣおよびＤを用
いた電池について、次の条件で自己放電特性を比較し
た。すなわち、それぞれの電池をまず２５℃で１０００
ｍＡ（約１時間率）にて６６分間充電してから、２００
ｍＡ（約５時間率）にて端子間電圧が１．０Ｖになるま
で放電して、自己放電前の容量を調べる。その後に、２
５℃で１００ｍＡにて６６分間充電してから、４０℃の
恒温槽中にて７日間保存し、その後２５℃で２００ｍＡ
にて端子間電圧が１．０Ｖになるまで残存放電した。こ
の残存放電容量と自己放電前の放電容量の比から容量保
持率を算出した。結果を表３に示す。
いた電池について、次の条件で自己放電特性を比較し
た。すなわち、それぞれの電池をまず２５℃で１０００
ｍＡ（約１時間率）にて６６分間充電してから、２００
ｍＡ（約５時間率）にて端子間電圧が１．０Ｖになるま
で放電して、自己放電前の容量を調べる。その後に、２
５℃で１００ｍＡにて６６分間充電してから、４０℃の
恒温槽中にて７日間保存し、その後２５℃で２００ｍＡ
にて端子間電圧が１．０Ｖになるまで残存放電した。こ
の残存放電容量と自己放電前の放電容量の比から容量保
持率を算出した。結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】 スルホン化ポリオレフィン製のセパレータＤを用いた電
池の容量保持率は８４％であった。これに対して、アク
リル酸をグラフト重合させたメルトブロー不織布を有す
るセパレータＡおよびセパレータＢを用いた電池の容量
保持率は、８３％となり、ほぼ同程度であった。
池の容量保持率は８４％であった。これに対して、アク
リル酸をグラフト重合させたメルトブロー不織布を有す
るセパレータＡおよびセパレータＢを用いた電池の容量
保持率は、８３％となり、ほぼ同程度であった。
【００３６】一方、同様にアクリル酸をグラフト重合さ
せた場合でも、溶融紡糸法にて作製された繊維からなる
セパレータＣを用いた電池の容量保持率は７１％と、こ
れらより低かった。
せた場合でも、溶融紡糸法にて作製された繊維からなる
セパレータＣを用いた電池の容量保持率は７１％と、こ
れらより低かった。
【００３７】次に、サイクル寿命性能の比較をおこなっ
た。充放電サイクルは、１０００ｍＡ（約１時間率）に
て５４分間充電し、１０００ｍＡ（約１時間率）にて４
８分間放電するという条件でおこなった。雰囲気の温度
は、２５℃であり、また、充電と放電の間には、１０分
間の休止をおこなった。放電容量は、数十サイクルごと
に、１０００ｍＡにて６６分間充電し、２００ｍＡにて
１．０Ｖまで放電するという条件で測定した。サイクル
寿命試験における放電容量の推移を図１に示す。
た。充放電サイクルは、１０００ｍＡ（約１時間率）に
て５４分間充電し、１０００ｍＡ（約１時間率）にて４
８分間放電するという条件でおこなった。雰囲気の温度
は、２５℃であり、また、充電と放電の間には、１０分
間の休止をおこなった。放電容量は、数十サイクルごと
に、１０００ｍＡにて６６分間充電し、２００ｍＡにて
１．０Ｖまで放電するという条件で測定した。サイクル
寿命試験における放電容量の推移を図１に示す。
【００３８】比較例のセパレータＣを用いた電池におい
ては、充放電サイクルの進行にともなう放電容量減少が
著しかった。これに対し、メルトブロー不織布を有する
セパレータＡおよびセパレータＢを用いた場合の放電容
量減少は、スルホン化ポリオレフィン製セパレータＤを
用いた電池と同程度まで小さく、サイクル寿命性能に優
れていることがわかる。
ては、充放電サイクルの進行にともなう放電容量減少が
著しかった。これに対し、メルトブロー不織布を有する
セパレータＡおよびセパレータＢを用いた場合の放電容
量減少は、スルホン化ポリオレフィン製セパレータＤを
用いた電池と同程度まで小さく、サイクル寿命性能に優
れていることがわかる。
【００３９】なお、上記の実施例では、メルトブロー不
織布を補強用の不織布で挟んだ構造の複合構造不織布を
例にして示したが、補強用不織布をメルトブロー不織布
で挟んだ構造でも構わないし、補強用不織布とメルトブ
ロー不織布を適当な枚数ずつ貼りあわせても構わない。
また、補強用不織布として、溶融紡糸法にて作製された
ポリオレフィン繊維を結着してなる不織布を例にして示
したが、繊維は、適当な強度を有するものであれば何で
も構わないし、結着の方法は、熱的に繊維を結着するも
のであっても、接着剤にて化学的に繊維を結着するもの
であっても構わない。また、不織布の代わりに、織布を
用いたり、また繊維の状態で配しても構わない。
織布を補強用の不織布で挟んだ構造の複合構造不織布を
例にして示したが、補強用不織布をメルトブロー不織布
で挟んだ構造でも構わないし、補強用不織布とメルトブ
ロー不織布を適当な枚数ずつ貼りあわせても構わない。
また、補強用不織布として、溶融紡糸法にて作製された
ポリオレフィン繊維を結着してなる不織布を例にして示
したが、繊維は、適当な強度を有するものであれば何で
も構わないし、結着の方法は、熱的に繊維を結着するも
のであっても、接着剤にて化学的に繊維を結着するもの
であっても構わない。また、不織布の代わりに、織布を
用いたり、また繊維の状態で配しても構わない。
【００４０】また、上記の実施例では、正極合材の組成
や配合方法、正極の組成、負極の活物質組成や製造方
法、正極や負極の製造方法、電解液の組成、ニッケル・
アルカリ電池の構成、充放電や放置の条件について、特
定の具体的な構成のものを用いて詳しく説明したが、当
該技術分野における通常の技術知識を有する者が、本発
明の範囲において、修正や変更をおこなうことは可能で
あり、そのような修正や変更は本発明の範囲に含まれ
る。
や配合方法、正極の組成、負極の活物質組成や製造方
法、正極や負極の製造方法、電解液の組成、ニッケル・
アルカリ電池の構成、充放電や放置の条件について、特
定の具体的な構成のものを用いて詳しく説明したが、当
該技術分野における通常の技術知識を有する者が、本発
明の範囲において、修正や変更をおこなうことは可能で
あり、そのような修正や変更は本発明の範囲に含まれ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、ポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて吹き飛ばし
て紡糸した繊維に、アクリル酸をグラフト重合させた不
織布を用いることおよび前記不織布の表面または内部
に、補強のための繊維を配して、特定方向への引張強度
を向上させることにより、自己放電が効果的に抑制さ
れ、電解液吸収が早く、充分な強度を有し、サイクル寿
命性能に優れたアルカリ二次電池用セパレータを得るこ
とが出来る。
ば、ポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて吹き飛ばし
て紡糸した繊維に、アクリル酸をグラフト重合させた不
織布を用いることおよび前記不織布の表面または内部
に、補強のための繊維を配して、特定方向への引張強度
を向上させることにより、自己放電が効果的に抑制さ
れ、電解液吸収が早く、充分な強度を有し、サイクル寿
命性能に優れたアルカリ二次電池用セパレータを得るこ
とが出来る。
【図１】各種セパレータを用いた電池のサイクル寿命試
験における放電容量の推移を比較した図
験における放電容量の推移を比較した図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 14/14
Claims (4)
- 【請求項１】 各種アクリル酸をグラフト重合させたポ
リオレフィン製繊維からなる不織布セパレータであっ
て、前記繊維はポリオレフィンの溶融軟化物を気流にて
吹き飛ばして、繊維化されてなることを特徴とするアル
カリ二次電池用セパレータ。 - 【請求項２】 前記不織布は、その表面または内部に、
特定方向への引張強度が向上する補強繊維を具備してな
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】 前記アルカリ二次電池は、負極の主体
が、水素吸蔵合金、カドミウム、亜鉛または鉄であるこ
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】 前記グラフト重合は、紫外線、ベータ線
またはガンマ線をポリオレフィン繊維に照射してなるも
のであることを特徴とする請求項１、２または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 |
|---|---|---|---|
| JP8299572A JPH10125300A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | アルカリ二次電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8299572A JPH10125300A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | アルカリ二次電池用セパレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125300A true JPH10125300A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17874374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8299572A Pending JPH10125300A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | アルカリ二次電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10125300A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849702B2 (en) | 1999-02-26 | 2005-02-01 | Robert W. Callahan | Polymer matrix material |
| US6994935B2 (en) * | 2001-04-06 | 2006-02-07 | Isao Matsumoto | Process for producing separator for batteries, the separator for batteries, and alkaline storage batteries using the same |
| EP1729360A1 (fr) | 2005-06-02 | 2006-12-06 | Saft | Accumulateur alcalin ouvert comportant une membrane microporeuse |
| WO2006137346A1 (ja) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | 燃料電池用セパレータ、その製造方法及び燃料電池 |
| WO2013186892A1 (ja) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | ニッポン高度紙工業株式会社 | オレフィン系樹脂を用いた繊維、および該繊維を用いた不織布、アルカリ蓄電池用セパレータ |
| CN110943262A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 改善电芯自放电的方法 |
| CN114497882A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-05-13 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 高强度对位芳纶隔膜及其制备方法 |
| CN115275513A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-11-01 | 天津工业大学 | 一种锌离子电池用聚酰胺6无纺布电池隔膜及其制备方法 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP8299572A patent/JPH10125300A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6849702B2 (en) | 1999-02-26 | 2005-02-01 | Robert W. Callahan | Polymer matrix material |
| US6994935B2 (en) * | 2001-04-06 | 2006-02-07 | Isao Matsumoto | Process for producing separator for batteries, the separator for batteries, and alkaline storage batteries using the same |
| EP1729360A1 (fr) | 2005-06-02 | 2006-12-06 | Saft | Accumulateur alcalin ouvert comportant une membrane microporeuse |
| FR2886767A1 (fr) * | 2005-06-02 | 2006-12-08 | Accumulateurs Fixes | Accumulateur alcalin ouvert comportant une membrane microporeuse. |
| WO2006137346A1 (ja) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | 燃料電池用セパレータ、その製造方法及び燃料電池 |
| US7960065B2 (en) | 2005-06-21 | 2011-06-14 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Separator for fuel cell, method for producing the same, and fuel cell |
| WO2013186892A1 (ja) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | ニッポン高度紙工業株式会社 | オレフィン系樹脂を用いた繊維、および該繊維を用いた不織布、アルカリ蓄電池用セパレータ |
| CN110943262A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 东莞市振华新能源科技有限公司 | 改善电芯自放电的方法 |
| CN114497882A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-05-13 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 高强度对位芳纶隔膜及其制备方法 |
| CN115275513A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-11-01 | 天津工业大学 | 一种锌离子电池用聚酰胺6无纺布电池隔膜及其制备方法 |
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