JPH10199502A - セパレータとこれを用いた電池 - Google Patents
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強度に優れるのみならず、電解液含
浸力と容量保存特性にも優れたセパレータ及びこれに用
いた電池を提供する。 【解決手段】 陽極板と陰極板との間の短絡を防止する
ため極板間に配置されるセパレータ（１０）が、第１セ
パレータ（１１）とこれに取付けられる第２セパレータ
（１２）の少なくとも２種類の材質を有している。第１
セパレータ（１１）は第２セパレータ（１２）より高い
引張強度を有し、第２セパレータ（１２）は第１セパレ
ータ（１１）より高い容量保存特性と電解液含浸力を有
する。
浸力と容量保存特性にも優れたセパレータ及びこれに用
いた電池を提供する。 【解決手段】 陽極板と陰極板との間の短絡を防止する
ため極板間に配置されるセパレータ（１０）が、第１セ
パレータ（１１）とこれに取付けられる第２セパレータ
（１２）の少なくとも２種類の材質を有している。第１
セパレータ（１１）は第２セパレータ（１２）より高い
引張強度を有し、第２セパレータ（１２）は第１セパレ
ータ（１１）より高い容量保存特性と電解液含浸力を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、陽極板と陰極板と
の間の短絡を防止するのみならず、電解液を多量に含浸
して電池反応が円滑になされるようにしたセパレータと
これを用いた電池に関する。
の間の短絡を防止するのみならず、電解液を多量に含浸
して電池反応が円滑になされるようにしたセパレータと
これを用いた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、円筒形電池に使用される電極組
立体は、絶縁および分離膜の役割を遂行するセパレータ
を、その間に介在して陽極板と陰極板を配置した後、マ
ンドレルを巻取り軸として陽極板と陰極板がセパレータ
を介して重ねられるように、渦巻形のゼリーロール(jel
lyroll)形に巻き取ることにより形成される。このよう
に形成される電極組立体において、陽極板および陰極板
は主に長方形状をなし、活物質である微細な酸化物また
は金属粉末を、一定の厚さに集電体である金属板および
スポンジ形状の金属構造体にコーティングした後、活物
質を集電体に圧延することにより充電して成形される。
ここで、使用されるセパレータは、陽極板および陰極板
の大きさより大きい長方形状で、陽極板と陰極板とが相
互に接触して短絡されることを防止する。
立体は、絶縁および分離膜の役割を遂行するセパレータ
を、その間に介在して陽極板と陰極板を配置した後、マ
ンドレルを巻取り軸として陽極板と陰極板がセパレータ
を介して重ねられるように、渦巻形のゼリーロール(jel
lyroll)形に巻き取ることにより形成される。このよう
に形成される電極組立体において、陽極板および陰極板
は主に長方形状をなし、活物質である微細な酸化物また
は金属粉末を、一定の厚さに集電体である金属板および
スポンジ形状の金属構造体にコーティングした後、活物
質を集電体に圧延することにより充電して成形される。
ここで、使用されるセパレータは、陽極板および陰極板
の大きさより大きい長方形状で、陽極板と陰極板とが相
互に接触して短絡されることを防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記セパレータには、
主にナイロンのようなポリアミド樹脂やポリプロピレン
材質の不織布が使用される。このような従来のセパレー
タに使用されるナイロンは、ＮＨ4 -基の影響により充電
後電池をそのままにしておくと、放電される電気量が多
く、ニッケル−水素化物電池(nickel-metalhydride bat
tery)の容量保存特性が劣化するという問題点がある。
又、ポリプロピレンはその表面を親水処理しなければ電
解液の含浸が不可能であることから、親水処理工程が別
途必要となり、製造工程を複雑にするという問題点があ
る。しかも、従来のセパレータに使用されるナイロンや
ポリプロピレンは、均一な電解液含浸力を得にくいとい
う問題点もある。
主にナイロンのようなポリアミド樹脂やポリプロピレン
材質の不織布が使用される。このような従来のセパレー
タに使用されるナイロンは、ＮＨ4 -基の影響により充電
後電池をそのままにしておくと、放電される電気量が多
く、ニッケル−水素化物電池(nickel-metalhydride bat
tery)の容量保存特性が劣化するという問題点がある。
又、ポリプロピレンはその表面を親水処理しなければ電
解液の含浸が不可能であることから、親水処理工程が別
途必要となり、製造工程を複雑にするという問題点があ
る。しかも、従来のセパレータに使用されるナイロンや
ポリプロピレンは、均一な電解液含浸力を得にくいとい
う問題点もある。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の有する問
題点を解消し、機械強度に優れるのみならず、電解液含
浸力と容量保存特性にも優れたセパレータ及びこれを用
いた電池を提供することにある。
題点を解消し、機械強度に優れるのみならず、電解液含
浸力と容量保存特性にも優れたセパレータ及びこれを用
いた電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項記載
の発明により達成される。即ち、本発明のセパレータの
特徴構成は、陽極板と陰極板との間の短絡を防止するた
め極板間に配置されるセパレータであって、このセパレ
ータが、第１セパレータとこれに取付けられる第２セパ
レータの少なくとも２種類の材質を備えていて、前記第
１セパレータは第２セパレータより高い引張強度を有
し、前記第２セパレータは第１セパレータより高い容量
保存特性と電解液含浸力を有することにある。このよう
になっていると、高い電解液含浸性と容量保存特性を有
する材質のセパレータに、優れた機械的強度を付与でき
て、これを電池に組み立てた場合、生産性を低下させる
ことなく、優れた性能の電池を実現することができる。
の発明により達成される。即ち、本発明のセパレータの
特徴構成は、陽極板と陰極板との間の短絡を防止するた
め極板間に配置されるセパレータであって、このセパレ
ータが、第１セパレータとこれに取付けられる第２セパ
レータの少なくとも２種類の材質を備えていて、前記第
１セパレータは第２セパレータより高い引張強度を有
し、前記第２セパレータは第１セパレータより高い容量
保存特性と電解液含浸力を有することにある。このよう
になっていると、高い電解液含浸性と容量保存特性を有
する材質のセパレータに、優れた機械的強度を付与でき
て、これを電池に組み立てた場合、生産性を低下させる
ことなく、優れた性能の電池を実現することができる。
【０００６】本発明の電池の特徴構成は、陽極板、陰極
板、及びこれら両極板間に配置されるセパレータを有す
る電極組立体と、前記陽極板に連結されるキャップ組立
体と、前記電極組立体が内部に配置され前記陰極板に連
結される缶とを有していて、前記セパレータが、第１セ
パレータとこれに取付けられる第２セパレータの少なく
とも２種類の材質を備えていて、前記第１セパレータは
第２セパレータより高い引張強度を有し、前記第２セパ
レータは第１セパレータより高い容量保存特性と電解液
含浸力を有することにある。
板、及びこれら両極板間に配置されるセパレータを有す
る電極組立体と、前記陽極板に連結されるキャップ組立
体と、前記電極組立体が内部に配置され前記陰極板に連
結される缶とを有していて、前記セパレータが、第１セ
パレータとこれに取付けられる第２セパレータの少なく
とも２種類の材質を備えていて、前記第１セパレータは
第２セパレータより高い引張強度を有し、前記第２セパ
レータは第１セパレータより高い容量保存特性と電解液
含浸力を有することにある。
【０００７】前記第２セパレータはポリエチレンテレフ
タレートからなることが好ましく、前記第１セパレータ
はポリアミド樹脂またはポリオレフィン樹脂からなるこ
とが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは高い電解
液含浸性と容量保存特性を有しており、ポリアミド樹脂
またはポリオレフィン樹脂は機械的強度、特に巻き取り
強度、に優れていると共に、いずれも絶縁性に優れるか
らである。前記第１セパレータは、熱溶着により前記第
２セパレータと取付けられることが好ましい。この様な
方法であると、各樹脂の特性を共に備える強固な複合体
が容易に得られるからである。前記ポリアミド樹脂はナ
イロンであり、前記ポリオレフィン樹脂はポリプロピレ
ンであることが好ましい。
タレートからなることが好ましく、前記第１セパレータ
はポリアミド樹脂またはポリオレフィン樹脂からなるこ
とが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは高い電解
液含浸性と容量保存特性を有しており、ポリアミド樹脂
またはポリオレフィン樹脂は機械的強度、特に巻き取り
強度、に優れていると共に、いずれも絶縁性に優れるか
らである。前記第１セパレータは、熱溶着により前記第
２セパレータと取付けられることが好ましい。この様な
方法であると、各樹脂の特性を共に備える強固な複合体
が容易に得られるからである。前記ポリアミド樹脂はナ
イロンであり、前記ポリオレフィン樹脂はポリプロピレ
ンであることが好ましい。
【０００８】セパレータが、前記陽極板と前記陰極板と
の間に配置されると共に、第１セパレータは前記陰極板
と当接し前記第２セパレータは前記陽極板と当接するよ
うになっていると、一層好ましい。
の間に配置されると共に、第１セパレータは前記陰極板
と当接し前記第２セパレータは前記陽極板と当接するよ
うになっていると、一層好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すよ
うに、この実施形態によるセパレータは、陽極板と陰極
板との間の短絡を防止すると共に、引張強度に優れた第
１セパレータ１１と、この第１セパレータ１１に電解液
含浸力と容量保存特性に優れた材質からなっている第２
セパレータ１２を熱溶着したものである。前記第１セパ
レータ１１としては、ナイロンのようなポリアミド系樹
脂またはポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂
を使用し、第２セパレータ１２としては、ポリエチレン
テレフタレートを使用することが好ましい。一般に、ポ
リエチレンテレフタレートは容量保存特性と含浸力のす
べてが優秀な材質であって、セパレータとしてこの材質
を単独に利用可能であるが、巻取り時に際して、付与さ
れる引張強度に耐え難いという短所を有する。この短所
を解消するために、本実施形態においては、ナイロン又
はポリプロピレン樹脂を第１セパレータに使用してい
る。
を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すよ
うに、この実施形態によるセパレータは、陽極板と陰極
板との間の短絡を防止すると共に、引張強度に優れた第
１セパレータ１１と、この第１セパレータ１１に電解液
含浸力と容量保存特性に優れた材質からなっている第２
セパレータ１２を熱溶着したものである。前記第１セパ
レータ１１としては、ナイロンのようなポリアミド系樹
脂またはポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂
を使用し、第２セパレータ１２としては、ポリエチレン
テレフタレートを使用することが好ましい。一般に、ポ
リエチレンテレフタレートは容量保存特性と含浸力のす
べてが優秀な材質であって、セパレータとしてこの材質
を単独に利用可能であるが、巻取り時に際して、付与さ
れる引張強度に耐え難いという短所を有する。この短所
を解消するために、本実施形態においては、ナイロン又
はポリプロピレン樹脂を第１セパレータに使用してい
る。
【００１０】図２は、前述したように構成された本発明
のセパレータ１０を採用して制作した円筒形電池の例を
示す。即ち、この円筒形電池は、図２に示すように、陽
極板４と陰極板６がセパレータ１０を介在して形成され
る電極組立体と、前記電極組立体の陽極板４と連結され
るキャップ組立体２０と、前記電極組立体が挿入されて
前記電極組立体の陰極板６と連結される缶２とから構成
される。前記電極組立体は、陽極板４と陰極板６との間
にセパレータ１０を配置し、巻取り軸としてマンドレル
（図示略）を前記セパレータ１０の中心部に挿入してゼ
リーロール形に巻取ることにより形成される。このと
き、前記セパレータ１０の第１セパレータ１１が陰極板
６と当接して第２セパレータ１２が陽極板４と当接する
ように配置する。
のセパレータ１０を採用して制作した円筒形電池の例を
示す。即ち、この円筒形電池は、図２に示すように、陽
極板４と陰極板６がセパレータ１０を介在して形成され
る電極組立体と、前記電極組立体の陽極板４と連結され
るキャップ組立体２０と、前記電極組立体が挿入されて
前記電極組立体の陰極板６と連結される缶２とから構成
される。前記電極組立体は、陽極板４と陰極板６との間
にセパレータ１０を配置し、巻取り軸としてマンドレル
（図示略）を前記セパレータ１０の中心部に挿入してゼ
リーロール形に巻取ることにより形成される。このと
き、前記セパレータ１０の第１セパレータ１１が陰極板
６と当接して第２セパレータ１２が陽極板４と当接する
ように配置する。
【００１１】前記キャップ組立体２０は、ガスを放出す
るための放出孔が設けられているキャップ２２と、この
キャップ２２と結合してその中央にガスを放出するため
の排出孔が設けられていると共に、電極組立体の陽極板
４とタブ部材５を通じて連結されたキャップカバー２４
と、このキャップカバー２４と前記キャップ２２との間
に設けられて前記キャップカバー２４の排出孔を開閉す
る圧力調節部材２６とから構成される。前記缶２とキャ
ップ組立体２０とは、絶縁と密封のためのガスケット２
８を介して相互に結合されている。
るための放出孔が設けられているキャップ２２と、この
キャップ２２と結合してその中央にガスを放出するため
の排出孔が設けられていると共に、電極組立体の陽極板
４とタブ部材５を通じて連結されたキャップカバー２４
と、このキャップカバー２４と前記キャップ２２との間
に設けられて前記キャップカバー２４の排出孔を開閉す
る圧力調節部材２６とから構成される。前記缶２とキャ
ップ組立体２０とは、絶縁と密封のためのガスケット２
８を介して相互に結合されている。
【００１２】尚、上記実施形態では、第１セパレータ１
１と第２セパレータ１２を、熱溶着により取付けるよう
にしたが、これに限定されるものではなく、電解液に悪
影響を及ぼさなければ、適当な接着剤を選択・使用して
両者を取付けても良い。心材に機械的強度に優れたポリ
アミド系樹脂またはポリプロピレンのようなポリオレフ
ィン系樹脂を使用し、その両側に、電解液含浸力と容量
保存特性に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂を取
付けるようにしてもよい。それらの各樹脂層の厚みはほ
ぼ同一であることが好ましいが、適宜変更することがで
きる。もっとも、セパレータとして使用される材質のも
のは、上記系統の樹脂に限られず、他の機械的強度に優
れた樹脂材料を使用して複合してもよい。
１と第２セパレータ１２を、熱溶着により取付けるよう
にしたが、これに限定されるものではなく、電解液に悪
影響を及ぼさなければ、適当な接着剤を選択・使用して
両者を取付けても良い。心材に機械的強度に優れたポリ
アミド系樹脂またはポリプロピレンのようなポリオレフ
ィン系樹脂を使用し、その両側に、電解液含浸力と容量
保存特性に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂を取
付けるようにしてもよい。それらの各樹脂層の厚みはほ
ぼ同一であることが好ましいが、適宜変更することがで
きる。もっとも、セパレータとして使用される材質のも
のは、上記系統の樹脂に限られず、他の機械的強度に優
れた樹脂材料を使用して複合してもよい。
【００１３】前述したように、本発明の好ましい実施形
態について説明したが、本発明はこれに限定されずに、
特許請求の範囲、発明の詳細な説明および添付図面の範
囲内において、種々の形態に変形して実施することがで
き、且つこれも本発明の範囲に属することは明白であ
る。
態について説明したが、本発明はこれに限定されずに、
特許請求の範囲、発明の詳細な説明および添付図面の範
囲内において、種々の形態に変形して実施することがで
き、且つこれも本発明の範囲に属することは明白であ
る。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によるセ
パレータを使用して電池を製造すると、容量保存特性と
電解液含浸力とが共に高い材質、例えば、ポリエチレン
テレフタレートを、引張強度に優れる材質、例えばナイ
ロンやポリプロピレンに熱溶着して使用することによ
り、容量保存特性の低い、例えばナイロンのような材
料、および電解液含浸力の低い、例えばポリプロピレン
のような材料を、相対的に少なく使用することができ
て、これらの短所を最小化することができるので、電池
の長時間使用に伴う電解液分布の不均一による電池の劣
化を防止でき、結果的に電池の寿命が延びる。
パレータを使用して電池を製造すると、容量保存特性と
電解液含浸力とが共に高い材質、例えば、ポリエチレン
テレフタレートを、引張強度に優れる材質、例えばナイ
ロンやポリプロピレンに熱溶着して使用することによ
り、容量保存特性の低い、例えばナイロンのような材
料、および電解液含浸力の低い、例えばポリプロピレン
のような材料を、相対的に少なく使用することができ
て、これらの短所を最小化することができるので、電池
の長時間使用に伴う電解液分布の不均一による電池の劣
化を防止でき、結果的に電池の寿命が延びる。
【図１】本発明の一実施形態によるセパレータを示す部
分拡大図
分拡大図
【図２】本発明の一実施形態によるセパレータが適用さ
れた電池を示す断面斜視図
れた電池を示す断面斜視図
２ 缶 ４ 陽極板 ６ 陰極板 １０ セパレータ １１ 第１セパレータ １２ 第２セパレータ ２０ キャップ組立体
Claims (13)
- 【請求項１】 陽極板と陰極板との間の短絡を防止する
ため極板間に配置されるセパレータであって、 このセパレータが、第１セパレータとこれに取付けられ
る第２セパレータの少なくとも２種類の材質を有してい
て、前記第１セパレータは第２セパレータより高い引張
強度を有し、前記第２セパレータは第１セパレータより
高い容量保存特性と電解液含浸力を有するセパレータ。 - 【請求項２】 前記第２セパレータは、ポリエチレンテ
レフタレートからなる請求項１記載のセパレータ。 - 【請求項３】 前記第１セパレータは、ポリアミド系樹
脂またはポリオレフィン系樹脂からなる請求項１又は２
記載のセパレータ。 - 【請求項４】 前記第１セパレータは、熱溶着により前
記第２セパレータに取付けられる請求項１〜３のいずれ
か１項記載のセパレータ。 - 【請求項５】 前記ポリアミド系樹脂はナイロンからな
る請求項３記載のセパレータ。 - 【請求項６】 前記ポリオレフィン系樹脂はポリプロピ
レンからなる請求項３記載のセパレータ。 - 【請求項７】 陽極板、陰極板、及び極板間に配置され
るセパレータを有する電極組立体と、前記陽極板と連結
されるキャップ組立体と、前記電極組立体が内部に配置
され前記陰極板と連結される缶とを備える電池であっ
て、 前記セパレータが、請求項１記載のセパレータであるこ
とを特徴とする電池。 - 【請求項８】 前記第２セパレータは、ポリエチレンテ
レフタレートからなる請求項７記載の電池。 - 【請求項９】 前記第１セパレータは、ポリアミド系樹
脂またはポリオレフィン系樹脂からなる請求項８記載の
電池。 - 【請求項１０】 前記第１セパレータは、熱溶着により
前記第２セパレータに取付けられる請求項７記載の電
池。 - 【請求項１１】 前記ポリアミド系樹脂はナイロンから
なる請求項９記載の電池。 - 【請求項１２】 前記ポリオレフィン系樹脂はポリプロ
ピレンからなる請求項９記載の電池。 - 【請求項１３】 前記セパレータは、前記両極板間に配
置されて第１セパレータが前記陰極板と当接し前記第２
セパレータが前記陽極板と当接する請求項７記載の電
池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1996-64425 | 1996-12-30 | ||
| KR2019960064425U KR19980051248U (ko) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | 전지용 격리판 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199502A true JPH10199502A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=19487286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9293077A Pending JPH10199502A (ja) | 1996-12-30 | 1997-10-27 | セパレータとこれを用いた電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH10199502A (ja) |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173572A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JP2002190291A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Sumitomo Chem Co Ltd | セパレータおよびリチウムイオン二次電池 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100686848B1 (ko) * | 2005-10-11 | 2007-02-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 1997-12-30 US US09/000,903 patent/US5965289A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000173572A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JP2002190291A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Sumitomo Chem Co Ltd | セパレータおよびリチウムイオン二次電池 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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