JPH10275608A - Separator for alkaline zinc storage battery and alkaline zinc storage battery - Google Patents

Separator for alkaline zinc storage battery and alkaline zinc storage battery

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JPH10275608A
JPH10275608A JP9077366A JP7736697A JPH10275608A JP H10275608 A JPH10275608 A JP H10275608A JP 9077366 A JP9077366 A JP 9077366A JP 7736697 A JP7736697 A JP 7736697A JP H10275608 A JPH10275608 A JP H10275608A
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JP
Japan
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polyvinyl alcohol
separator
storage battery
alcohol film
alkaline zinc
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Pending
Application number
JP9077366A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Fujita
幸雄 藤田
Masaharu Watada
正治 綿田
Mitsuo Yamane
三男 山根
Kazuyuki Adachi
和之 足立
Meikyo Katanosaka
明郷 片ノ坂
Kazuyo Mukai
和代 向井
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.)
Kyushu Electric Power Co Inc
Yuasa Corp
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co Inc
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for an alkaline zinc storage battery, which is formed with a directly crosslinked type PVA film (polyvinyl alcohol) excellent in short-circuit resistance for a long time and ion permeability. SOLUTION: A separator for an alkaline zinc storage battery is formed with a directly crosslinked type polyvinyl alcohol film which is obtained through the swelling process wherein a polyvinyl alcohol film is swelled by dipping it in water, the radiating process wherein electron beam is applied to the polyvinyl alcohol film swollen with water to crosslink between polymer main chains and the drying process of drying the crosslinked polyvinyl alcohol film. In the swelling process, the polyvinyl alcohol film with a degree of polymerization of 1500 or more and a degree of saponification of 98% or more is dipped in water at 20-90 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、負極に亜鉛を用い
電解液にアルカリ水溶液を用いたアルカリ亜鉛蓄電池、
例えば、ニッケル亜鉛蓄電池、酸化銀−亜鉛蓄電池、マ
ンガン−亜鉛蓄電池、空気−亜鉛蓄電池等に、使用され
るセパレータ、及び該セパレータを用いたアルカリ亜鉛
蓄電池に関するものある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an alkaline zinc storage battery using zinc as a negative electrode and an aqueous alkaline solution as an electrolyte.
For example, the present invention relates to a separator used for a nickel zinc storage battery, a silver oxide-zinc storage battery, a manganese-zinc storage battery, an air-zinc storage battery, and the like, and an alkali zinc storage battery using the separator.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルカリ亜鉛蓄電池は、高エネルギー密
度を有し、安価であり、環境に有害な物質を含有しない
等の良好な特性を有し、従来から注目されている。しか
し、負極の亜鉛デンドライトに基づく短絡の発生や負極
の形状変化に基づく負極の劣化、ひいては寿命が短いと
いう問題があり、そのため、鉄電極のように広く実用化
されるには至っていないのが現状である。
2. Description of the Related Art Alkaline zinc storage batteries have attracted attention in the past because they have high energy density, are inexpensive, and have good characteristics such as containing no substances harmful to the environment. However, there is a problem of short-circuiting due to zinc dendrite of the negative electrode, deterioration of the negative electrode due to change in the shape of the negative electrode, and short life, and as a result, it has not yet been widely used like iron electrodes It is.

【0003】そこで、上記問題を解決すべく、セパレー
タの改良が図られている。例えば、不織布セパレータ、
セロハン膜、ポリビニルアルコール(以下、PVAと称
する)膜、イオン交換膜、耐アルカリ性微孔膜等を、単
独で又は組み合わせてセパレータとして用い、亜鉛デン
ドライトに基づく短絡の発生を防止して寿命を延ばすこ
とが、図られている。
[0003] In order to solve the above-mentioned problems, improvements have been made to separators. For example, non-woven fabric separator,
Using cellophane membrane, polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) membrane, ion exchange membrane, alkali-resistant microporous membrane, etc., alone or in combination, as a separator to prevent the occurrence of short circuit based on zinc dendrite and extend the life Has been planned.

【0004】中でも、セロハン膜は、親水性やイオン透
過性に優れているため多用されている。しかし、セロハ
ン膜は、アルカリ電解液中で酸化分解を受けて次第に劣
化していき、劣化の程度に応じて亜鉛デンドライトに対
する耐ショート力が低下するという欠点を有している。
この欠点は、セロハンを構成するセルロース高分子鎖中
のアセタール結合がアルカリ電解液中で分解され、それ
によってセルロース骨格が切断されることに因ると考え
られる。
[0004] Among them, cellophane membranes are widely used because of their excellent hydrophilicity and ion permeability. However, the cellophane film has a drawback that it undergoes oxidative decomposition in an alkaline electrolyte and gradually deteriorates, and the short-circuit resistance to zinc dendrites decreases depending on the degree of deterioration.
This defect is considered to be due to the fact that the acetal bond in the cellulose polymer chain constituting cellophane is decomposed in the alkaline electrolyte, thereby cutting the cellulose skeleton.

【0005】また、セロハン膜に類似のものとしてPV
A膜が用いられている。PVA膜は、高分子主鎖中にア
セタール結合を含まず、耐アルカリ性、耐酸化性、及び
親水性に優れているので、有用である。しかし、PVA
は本質的にはアルカリ水溶液に可溶であるので、PVA
膜を電解液中に長期間置くと、PVAが除々に溶出して
PVA膜の機械的強度が低下するとともに耐ショート力
も低下するという問題がある。
[0005] Further, as a material similar to a cellophane film, PV is used.
A film is used. PVA membranes are useful because they do not contain acetal bonds in the polymer main chain and are excellent in alkali resistance, oxidation resistance, and hydrophilicity. However, PVA
Is essentially soluble in aqueous alkali, so PVA
If the membrane is placed in the electrolyte for a long period of time, there is a problem that PVA gradually elutes and the mechanical strength of the PVA membrane decreases, and the short-circuit resistance also decreases.

【0006】そこで、PVA膜の上記問題を解決するた
め、(i)加熱処理してPVA膜の配向性や結晶化度を改
良すること、(ii)アルデヒド類やホウ酸等を用いて化学
処理して架橋構造を持たせること、等が行われていた。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems of the PVA film, (i) heat treatment to improve the orientation and crystallinity of the PVA film, and (ii) chemical treatment using aldehydes or boric acid. To have a crosslinked structure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記(i),(ii)
の処理を施したPVA膜であっても、未だアルカリ亜鉛
蓄電池用セパレータとしては、機能不十分であり、実用
化できるまでには至っていない。
However, the above (i) and (ii)
The PVA membrane treated as described above is still insufficiently functional as a separator for an alkaline zinc storage battery, and has not yet been put to practical use.

【0008】即ち、上記(i)の処理によりPVA膜の配
向性や結晶化度を高めると、PVA膜の初期の耐ショー
ト力は増すが、面積抵抗が増してイオン透過性等が低下
するという問題がある。このようなPVA膜をアルカリ
亜鉛蓄電池用セパレータとして用いると、充放電時の電
流分布が不均一となり、負極の形状変化が加速されて電
池容量が早期に低下する。
That is, when the orientation and crystallinity of the PVA film are increased by the treatment (i), the initial short-circuit resistance of the PVA film is increased, but the sheet resistance is increased and the ion permeability is decreased. There's a problem. When such a PVA film is used as a separator for an alkaline zinc storage battery, the current distribution during charging and discharging becomes non-uniform, the shape change of the negative electrode is accelerated, and the battery capacity is reduced early.

【0009】また、上記(ii)の処理においてアルデヒド
類を用いると、PVA膜は、主としてアセタール結合に
より架橋され、それ故、アルカリに対して不安定とな
り、耐ショート力を長期に渡って維持することが困難と
なる。
When an aldehyde is used in the treatment (ii), the PVA film is crosslinked mainly by acetal bonds, and therefore becomes unstable to alkali, and maintains short-circuit resistance for a long period of time. It becomes difficult.

【0010】一方、PVAを改良すべく、PVAを水膨
潤状態とし、これに電子線を照射するという技術が知ら
れているが(高分子年会要旨集、筏その他、462頁、
1975)、セパレータへの適用や最適化についての詳
細な検討は行われていない。
On the other hand, to improve PVA, there is known a technique of bringing PVA into a water-swelled state and irradiating it with an electron beam.
1975), and no detailed study on application to a separator or optimization has been made.

【0011】本発明は、耐ショート力が長期に渡って優
れ且つイオン透過性も優れている直接架橋型PVA膜か
らなるアルカリ亜鉛蓄電池用セパレータを提供するこ
と、更にはそのようなセパレータを用いたアルカリ亜鉛
蓄電池を提供することを、目的とする。
The present invention provides a separator for an alkaline zinc storage battery comprising a directly crosslinked PVA membrane having excellent short-circuit resistance over a long period of time and excellent ion permeability, and further uses such a separator. It is an object to provide an alkaline zinc storage battery.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項1記載の発明は、直接架橋型ポリビニ
ルアルコール膜からなるアルカリ亜鉛蓄電池用セパレー
タであって、直接架橋型ポリビニルアルコール膜は、ポ
リビニルアルコール膜を水に浸漬して膨潤させる膨潤処
理工程と、水で膨潤したポリビニルアルコール膜に電子
線を照射して高分子主鎖間を架橋させる照射処理工程
と、架橋したポリビニルアルコール膜を乾燥させる乾燥
処理工程とを経て得られるものであり、膨潤処理工程で
は、重合度1500以上且つケン化度98%以上のポリ
ビニルアルコール膜を20〜90℃にて水に浸漬させる
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 of the present application is a separator for an alkaline zinc storage battery comprising a directly crosslinked polyvinyl alcohol film, wherein the directly crosslinked polyvinyl alcohol film is provided. Is a swelling treatment step of immersing the polyvinyl alcohol film in water and swelling, an irradiation treatment step of irradiating the water-swollen polyvinyl alcohol film with an electron beam to crosslink between polymer main chains, and a crosslinked polyvinyl alcohol film. And a swelling treatment step in which a polyvinyl alcohol film having a degree of polymerization of 1500 or more and a degree of saponification of 98% or more is immersed in water at 20 to 90 ° C. I have.

【0013】得られた直接架橋型ポリビニルアルコール
(PVA)膜は、ホウ酸やアルデヒド類等の架橋剤のよ
うな外部からの元素を介在させた架橋構造ではなく、高
分子主鎖同士が直接に炭素−炭素結合したり炭素−酸素
−炭素結合したりしてなる架橋構造を有していると考え
られる。
The obtained directly cross-linked polyvinyl alcohol (PVA) film has a cross-linked structure in which an external element such as a cross-linking agent such as boric acid or aldehyde is interposed, and the polymer main chains are directly linked to each other. It is considered to have a crosslinked structure formed by carbon-carbon bond or carbon-oxygen-carbon bond.

【0014】上記重合度及びケン化度を有するPVA膜
を膨潤処理工程で用いるので、PVA膜は水に溶解する
ことなく、膨潤される。但し、膨潤処理工程の温度が9
0℃を越えると、PVA膜の溶解が生じる。20℃未満
であると、殆ど膨潤が生じない。
Since the PVA film having the above degree of polymerization and saponification is used in the swelling process, the PVA film swells without being dissolved in water. However, the temperature of the swelling process is 9
Above 0 ° C., dissolution of the PVA membrane occurs. When the temperature is lower than 20 ° C., swelling hardly occurs.

【0015】直接架橋型PVA膜は、照射処理工程にて
電子線を照射して架橋されているので、高分子主鎖間の
架橋構造は、架橋剤のような外部からの元素を介するこ
となく、主鎖同士が直接に炭素−炭素結合したり炭素−
酸素−炭素結合したりしてなるものであると考えられ
る。これらの結合はアルカリに対して安定しているの
で、直接架橋型PVA膜は、アルカリ亜鉛蓄電池のセパ
レータとして用いた場合、アルカリ電解液に対して安定
であり、その機械的強度が長期に渡って維持される。従
って、直接架橋型PVA膜からなるセパレータを用いる
と、亜鉛デンドライトがセパレータを貫通することによ
り発生する内部短絡は、長期に渡って防止される。
[0015] Since the directly crosslinked PVA membrane is crosslinked by irradiating an electron beam in the irradiation treatment step, the crosslinked structure between the polymer main chains can be formed without passing through an external element such as a crosslinking agent. The main chains are directly carbon-carbon bonded or carbon-
It is considered to be an oxygen-carbon bond. Since these bonds are stable against alkali, the direct cross-linking type PVA membrane is stable against alkaline electrolyte when used as a separator of an alkaline zinc storage battery, and has a mechanical strength over a long period of time. Will be maintained. Therefore, when a separator made of a directly crosslinked PVA membrane is used, an internal short circuit caused by zinc dendrite penetrating the separator is prevented for a long period of time.

【0016】また、直接架橋型PVA膜は、膨潤処理工
程により水で膨潤された状態で照射処理工程にて架橋さ
れているので、非晶部の分子鎖における分子間の間隙が
水で膨潤したために大きくなっている状態で架橋されて
いる。このため、直接架橋型PVA膜は、電解液に浸漬
すると水が容易に再浸透して膜内に包含されることとな
り、水やイオンの透過性に優れ、面積抵抗値の低いもの
となる。従って、直接架橋型PVA膜をアルカリ亜鉛蓄
電池のセパレータとして用いると、充放電時の電流分布
が均一となるので、負極の形状変化や亜鉛デンドライト
の成長が抑制され、電池寿命の向上が図られる。
Further, since the direct cross-linking type PVA membrane is cross-linked in the irradiation step in a state of being swollen with water in the swelling step, the gap between the molecules in the molecular chain of the amorphous part is swollen with water. It is cross-linked in a state of becoming larger. For this reason, when the direct crosslinked PVA membrane is immersed in the electrolytic solution, water easily re-permeates and is included in the membrane, and has excellent water and ion permeability and low sheet resistance. Therefore, when the direct cross-linking type PVA membrane is used as a separator of an alkaline zinc storage battery, the current distribution during charging and discharging becomes uniform, so that the shape change of the negative electrode and the growth of zinc dendrites are suppressed, and the battery life is improved.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、照射処理工程で、酸素濃度1000ppm
以下の雰囲気下で、30〜200Mradの電子線を照
射するものである。酸素濃度が濃いと、PVA膜の架橋
反応よりも分解反応が優先して生じるので、酸素濃度は
1000ppm以下が適している。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the irradiation treatment step, the oxygen concentration is 1000 ppm.
The electron beam of 30 to 200 Mrad is irradiated under the following atmosphere. If the oxygen concentration is high, the decomposition reaction takes precedence over the crosslinking reaction of the PVA film, so the oxygen concentration is preferably 1000 ppm or less.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、煮沸水に5分間浸漬した後において溶解せ
ずに残留する固形物の60℃で1時間乾燥させた後の重
量%(ゲル分率)が70%以上であるものである。ゲル
分率が70%以上であると、直接架橋型の架橋構造がそ
の特性を発揮し得る程度に十分に備わっていることとな
る。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the solids remaining without being dissolved after being immersed in boiling water for 5 minutes are dried at 60 ° C. for 1 hour. (Gel fraction) is 70% or more. When the gel fraction is 70% or more, the cross-linked structure of the direct cross-linking type is sufficiently provided to exhibit its characteristics.

【0019】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明において、アルカリ水溶液中に60℃で40日間浸漬
した後において短絡が発生するまで充電を行った際の充
電電気量の値が、70mAh/cm2以上であるもので
ある。即ち、高い耐ショート力が長期に渡って維持され
ることとなり、電池の信頼性が向上する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the value of the amount of charged electricity when the battery is immersed in an alkaline aqueous solution at 60 ° C. for 40 days and then charged until a short circuit occurs is obtained. It is 70 mAh / cm 2 or more. That is, high short-circuit resistance is maintained for a long time, and the reliability of the battery is improved.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明において、面積抵抗値が200mΩ・cm2以下であ
るものである。面積抵抗値が低いので、充放電時の電流
分布が均一となり、負極の形状変化や亜鉛デンドライト
の成長が抑制され、電池寿命の向上が図られる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the sheet resistance is 200 mΩ · cm 2 or less. Since the sheet resistance is low, the current distribution during charge and discharge becomes uniform, the shape change of the negative electrode and the growth of zinc dendrite are suppressed, and the battery life is improved.

【0021】請求項6記載の発明は、直接架橋型ポリビ
ニルアルコール膜をセパレータとして用いたアルカリ亜
鉛蓄電池であって、直接架橋型ポリビニルアルコール膜
は、ポリビニルアルコール膜を水に浸漬して膨潤させる
膨潤処理工程と、水で膨潤したポリビニルアルコール膜
に電子線を照射して高分子主鎖間を架橋させる照射処理
工程と、架橋したポリビニルアルコール膜を乾燥させる
乾燥処理工程とを経て得られるものであり、膨潤処理工
程では、重合度1500以上且つケン化度98%以上の
ポリビニルアルコール膜を20〜90℃にて水に浸漬さ
せることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an alkaline zinc storage battery using a directly crosslinked polyvinyl alcohol film as a separator, wherein the directly crosslinked polyvinyl alcohol film is swelled by immersing the polyvinyl alcohol film in water. Step, an irradiation treatment step of irradiating the polyvinyl alcohol film swollen with water with an electron beam to crosslink between polymer main chains, and a drying treatment step of drying the crosslinked polyvinyl alcohol film, In the swelling process, a polyvinyl alcohol film having a degree of polymerization of 1500 or more and a degree of saponification of 98% or more is immersed in water at 20 to 90 ° C.

【0022】このアルカリ亜鉛蓄電池では、セパレータ
が高い耐ショート力を長期に渡って維持するので、信頼
性が大きく向上し、また、セパレータが高いイオン透過
性を有しているので、サイクル寿命特性が向上する。
In this alkaline zinc storage battery, the separator maintains high short-circuit resistance for a long period of time, so that the reliability is greatly improved. In addition, since the separator has high ion permeability, cycle life characteristics are improved. improves.

【0023】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明において、直接架橋型ポリビニルアルコール膜とニッ
ケル粉末が塗布されたポリオレフィン微孔膜とを組み合
わせてセパレータとして用いたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, a separator is used by combining a directly crosslinked polyvinyl alcohol film and a polyolefin microporous film coated with nickel powder.

【0024】正極に対向するよう配置された上記ポリオ
レフィン微孔膜においては、ニッケル粉末上で析出亜鉛
が酸化溶解されるので、亜鉛デンドライトの生成が抑制
される。また、負極に対向するよう配置された直接架橋
型PVA膜においては、耐ショート力が長期に渡って維
持されるので、亜鉛デンドライトの成長が抑制される。
従って、両膜が相乗的に作用することにより、内部短絡
は十分に防止され、電池の信頼性は十分に向上する。
In the above-mentioned polyolefin microporous membrane disposed so as to face the positive electrode, the precipitated zinc is oxidized and dissolved on the nickel powder, so that the formation of zinc dendrites is suppressed. Further, in the direct cross-linking type PVA film arranged to face the negative electrode, the short-circuit resistance is maintained for a long period of time, so that the growth of zinc dendrites is suppressed.
Therefore, when both films act synergistically, an internal short circuit is sufficiently prevented, and the reliability of the battery is sufficiently improved.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[本発明品の直接架橋型PVA膜の作製]次の膨潤処理
工程、照射処理工程、及び乾燥処理工程を経て、本発明
品の直接架橋型PVA膜からなるアルカリ亜鉛蓄電池用
セパレータを得た。
[Preparation of Direct Crosslinkable PVA Membrane of the Present Invention] The following swelling treatment step, irradiation treatment step, and drying treatment step were performed to obtain a separator for an alkaline zinc storage battery comprising the direct crosslinkable PVA membrane of the present invention.

【0026】・膨潤処理工程…厚さ10〜25μmのP
VA膜を80℃の水に18時間浸漬して完全膨潤させ
た。 ・照射処理工程…膨潤したPVA膜を取り出し、その状
態のままで、例えば50μmの厚さのポリエチレンテレ
フタレートフィルムからなる支持体上に保持し、PVA
膜に電子線を照射した。照射装置としては、エリアビー
ム形電子線照射装置「キュアトロン」(日新ハイボルテ
ージ株式会社製)を用いた。照射条件は、常温下、酸素
濃度1000ppm以下で、加速電圧200kVにて総
線量10〜200Mradの範囲とした。 ・乾燥処理工程…照射後、PVA膜を支持体から取り外
して、乾燥させた。
Swelling treatment step: P having a thickness of 10 to 25 μm
The VA film was immersed in water at 80 ° C. for 18 hours to completely swell. Irradiation treatment step: The swollen PVA film is taken out, and is kept as it is on a support made of, for example, a polyethylene terephthalate film having a thickness of, for example, 50 μm.
The film was irradiated with an electron beam. As an irradiation device, an area beam type electron beam irradiation device “Curetron” (manufactured by Nissin High Voltage Co., Ltd.) was used. The irradiation conditions were such that the oxygen concentration was 1000 ppm or less at room temperature, the acceleration voltage was 200 kV, and the total dose was 10 to 200 Mrad. Drying process: After irradiation, the PVA membrane was removed from the support and dried.

【0027】こうして得た本発明品のアルカリ亜鉛蓄電
池用セパレータについて、種々の特性を調べた。
With respect to the thus obtained separator for an alkaline zinc storage battery of the present invention, various characteristics were examined.

【0028】[ゲル分率]PVA膜のゲル分率とは、P
VA膜を煮沸水に5分間浸漬した後において溶解せずに
残留するPVA固形物の60℃で1時間乾燥させた後の
重量%をいう。PVA膜の架橋度の目安となるものであ
る。図1は本発明品の直接架橋型PVA膜及び比較品の
PVA膜の、ゲル分率(%)と電子線照射線量(Mra
d)との関係を示す。なお、比較品のPVA膜は、本発
明品における膨潤処理工程を省略して得られたものであ
る。図1からわかるように、比較品では、線量が増して
もゲル分率は上がらず、殆ど架橋していないが、本発明
品では、線量30Mrad以上の領域でゲル分率70%
以上となり、PVAの高分子主鎖間に架橋が生じてい
る。
[Gel Fraction] The gel fraction of the PVA membrane is P
After immersing the VA membrane in boiling water for 5 minutes, it refers to the weight percent of the PVA solid remaining without dissolving after drying at 60 ° C. for 1 hour. It is a measure of the degree of crosslinking of the PVA membrane. FIG. 1 shows the gel fraction (%) and electron beam irradiation dose (Mra) of the directly crosslinked PVA film of the present invention and the comparative PVA film.
d). In addition, the PVA membrane of the comparative product was obtained by omitting the swelling treatment step in the product of the present invention. As can be seen from FIG. 1, in the comparative product, the gel fraction did not increase even when the dose was increased, and was hardly crosslinked. However, in the product of the present invention, the gel fraction was 70% in the region where the dose was 30 Mrad or more.
As described above, crosslinking occurs between the polymer main chains of PVA.

【0029】[耐ショート力]以下のようなモデルセル
を作製して、セパレータの耐ショート力を評価した。な
お、耐ショート力とは、短絡するまでの充電電気量をい
い、SMC値と称する。
[Short Resistance] The following model cells were prepared, and the short resistance of the separator was evaluated. The short-circuit resistance refers to the amount of electricity charged until a short-circuit occurs, and is referred to as an SMC value.

【0030】(モデルセル)以下に示す正極、負極、及
びショートセンサーを作製し、正極/不織布/セロハン
/ショートセンサー/不織布/セパレータ/不織布/負
極のように配置し、電解液として、8mol/lの水酸
化カリウム水溶液を極板が完全に浸る程度に注液して、
セルを構成し、正極の容量密度を30mAh/cm2
負極の容量密度を120mAh/cm2とした。
(Model cell) A positive electrode, a negative electrode and a short sensor shown below were prepared and arranged as a positive electrode / nonwoven fabric / cellophane / short sensor / nonwoven fabric / separator / nonwoven fabric / negative electrode. Of potassium hydroxide solution to the extent that the electrode plate is completely immersed,
A cell was constructed, and the capacity density of the positive electrode was 30 mAh / cm 2 ,
The capacity density of the negative electrode was set to 120 mAh / cm 2 .

【0031】・正極…水酸化ニッケルを主体とする焼結
式ニッケル極からなり、極板寸法が2cm×2cmであ
る。 ・負極…厚み0.1mmの銅のパンチングメタルを集電
体とし、その両面に、酸化亜鉛粉末80部、亜鉛粉末2
0部、及びポリテトラフルオロエチレン粒子3部からな
る混合粉粒体を塗布してなり、多孔度が50%、極板寸
法が2cm×2cmである。 ・ショートセンサー…銅のメッシュに、酸化亜鉛粉末1
00部及びポリテトラフルオロエチレン粒子3部からな
る混合粉粒体を塗布してなり、多孔度が50%、寸法が
2cm×2cmである。
Positive electrode: A sintered nickel electrode mainly composed of nickel hydroxide, and the size of the electrode plate is 2 cm × 2 cm. Negative electrode: A current collector is a punching metal of copper having a thickness of 0.1 mm, and on both surfaces thereof, 80 parts of zinc oxide powder and zinc powder 2
A mixture of 0 parts and 3 parts of polytetrafluoroethylene particles is applied, the porosity is 50%, and the electrode plate size is 2 cm × 2 cm.・ Short sensor: Zinc oxide powder 1 on copper mesh
A mixed powder of 00 parts and 3 parts of polytetrafluoroethylene particles is applied, and has a porosity of 50% and a size of 2 cm × 2 cm.

【0032】(評価1)図2は本発明品の直接架橋型P
VA膜の耐ショート力(mAh/cm2)と電子線照射
線量(Mrad)との関係を示す。なお、この本発明品
は、厚さ12μmのPVA膜を基材とし、電子線照射の
総線量を100Mradとして得られたものである。図
2からわかるように、本発明品のSMC値は、未照射時
の100から2100へと約20倍も向上している。こ
れに対し、比較品のPVA膜では、本発明品のような顕
著なSMC値の増大は見られなかった。
(Evaluation 1) FIG. 2 shows the direct cross-linked P of the product of the present invention.
The relationship between the short-circuit resistance (mAh / cm 2 ) of the VA film and the electron beam irradiation dose (Mrad) is shown. The product of the present invention was obtained by using a PVA film having a thickness of 12 μm as a base material and setting the total dose of electron beam irradiation to 100 Mrad. As can be seen from FIG. 2, the SMC value of the product of the present invention has increased about 20 times from 100 to 2100 without irradiation. On the other hand, in the comparative PVA film, a remarkable increase in the SMC value was not observed unlike the product of the present invention.

【0033】(評価2)従来のPVA膜やセロハン膜の
大きな問題点は、耐アルカリ性に劣るために、高濃度の
アルカリ電解液中で用いた場合において、機械的強度及
び耐ショート力が顕著に低下することである。そこで、
本発明品の直接架橋型PVA膜、比較品のPVA膜、及
びセロハン膜について、SMC値の経時変化を調べた。
即ち、各膜を、60℃にて8mol/lの水酸化カリウ
ム電解液中に放置し、放置日数とSMC値との関係を調
べた。図3はその結果を示す。図3からわかるように、
いずれの膜も、放置日数が増えると、SMC値は低下す
る。しかし、本発明品のSMC値は、40日(室温下2
年に相当する)後においても、セロハン膜の初期値(7
0mAh/cm2)より大きい。即ち、本発明品では、
高い耐ショート力が長期に渡って維持されている。とこ
ろで、セロハン膜をセパレータとして用いた電池では、
長期間の放置や充放電に伴って、内部短絡の発生する可
能性が高くなるが、注液後の初期には殆ど内部短絡は発
生しない。従って、40日後のSMC値がセロハン膜の
初期値より高い本発明品は、内部短絡に対して長期に渡
って高い信頼性を有するといえる。
(Evaluation 2) A major problem of the conventional PVA film and cellophane film is that they are poor in alkali resistance. Therefore, when used in a high-concentration alkaline electrolyte, the mechanical strength and short-circuit resistance are remarkable. Is to drop. Therefore,
With respect to the direct crosslinked PVA film of the present invention, the PVA film of the comparative product, and the cellophane film, the change with time of the SMC value was examined.
That is, each film was left in an 8 mol / l potassium hydroxide electrolyte at 60 ° C., and the relationship between the number of days left and the SMC value was examined. FIG. 3 shows the result. As can be seen from FIG.
In any of the films, as the number of days of standing increases, the SMC value decreases. However, the SMC value of the product of the present invention was 40 days (2 at room temperature).
Even after this, the initial value of the cellophane film (7
0 mAh / cm 2 ). That is, in the present invention,
High short-circuit resistance is maintained for a long time. By the way, in a battery using a cellophane film as a separator,
Although there is a high possibility that an internal short circuit will occur with long-term storage or charge / discharge, almost no internal short circuit will occur in the initial period after the injection. Therefore, it can be said that the product of the present invention, in which the SMC value after 40 days is higher than the initial value of the cellophane film, has high reliability over a long period against an internal short circuit.

【0034】また、本発明品の直接架橋型PVA膜に、
同寸法の、ニッケル粉末を塗布したポリオレフィン微孔
膜を組み合わせ、同条件で40日経過後のSMC値を調
べたところ、約930mAh/cm2であり、図3に示
した直接架橋型PVA膜のSMC値の約3倍になること
がわかった。
The direct crosslinked PVA membrane of the product of the present invention is
When the SMC value after 40 days was examined under the same conditions by combining a polyolefin microporous membrane coated with nickel powder having the same dimensions, it was about 930 mAh / cm 2 , and the SMC value of the directly crosslinked PVA membrane shown in FIG. It was found to be about three times the value.

【0035】ところで、SMC値の向上は、ゲル分率の
増加と対応しているので、亜鉛デンドライトの成長がP
VA膜の高分子主鎖間の直接の架橋に基づく3次元網目
構造によって阻止される結果に因ると考えられる。従っ
て、耐ショート力の向上には、ゲル分率が70%以上で
あることが望ましい。
By the way, the improvement of the SMC value corresponds to the increase of the gel fraction.
This is thought to be due to the result blocked by the three-dimensional network structure based on direct crosslinking between the polymer main chains of the VA membrane. Therefore, in order to improve short-circuit resistance, it is desirable that the gel fraction is 70% or more.

【0036】上記の各評価を、膨潤処理工程の水の温度
を20℃、60℃、90℃とした場合についても行った
が、略同様の結果が得られた。
Each of the above evaluations was carried out when the water temperature in the swelling treatment step was set at 20 ° C., 60 ° C., and 90 ° C., but almost the same results were obtained.

【0037】[亜鉛イオンの膜透過性]以下のようにし
て、セパレータについて、亜鉛デンドライトの成長に関
係すると見られる亜鉛イオンの膜透過性を評価した。即
ち、セパレータで2分したH型セルの一方の室に、0.
5mol/lの酸化亜鉛を含む8mol/lの水酸化カ
リウム水溶液と金属亜鉛極とを設置し、他方の室に、8
mol/lの水酸化カリウム水溶液と金属銅極とを設置
し、金属亜鉛極を正極として50mAh/cm2の充電
を行った後に、負極である金属銅極上に析出した亜鉛量
を測定した。表1はその結果を他の特性とともに示す。
[Membrane permeability of zinc ion] The membrane permeability of zinc ion, which is considered to be related to the growth of zinc dendrite, was evaluated for the separator in the following manner. That is, in one of the chambers of the H-type cell divided into two by the separator, 0.0.
An 8 mol / l potassium hydroxide aqueous solution containing 5 mol / l zinc oxide and a metal zinc electrode were installed, and 8 mol / l zinc oxide was placed in the other chamber.
A 50 mol / l potassium hydroxide aqueous solution and a metal copper electrode were provided, and after charging at 50 mAh / cm 2 using the metal zinc electrode as a positive electrode, the amount of zinc deposited on the metal copper electrode as a negative electrode was measured. Table 1 shows the results along with other properties.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1からわかるように、本発明品の直接架
橋型PVA膜の亜鉛析出量即ち亜鉛イオン透過量は、電
子線照射線量に反比例しており、架橋度が増すに連れて
減少しており、セロハン膜の約1/10程度となるが、
比較品のPVA膜とは大差が無い。一方、前述したよう
に、また、表1にも示すように、本発明品の直接架橋型
PVA膜と比較品のPVA膜とは、初期のSMC値に顕
著な差がある。これらのことを考え合わせると、亜鉛デ
ンドライトの成長を阻止するためには、亜鉛イオンの膜
透過性を抑制するよりも、PVA膜の高分子主鎖間の直
接の架橋に基づく3次元網目構造を形成させることの方
が効果的であると言える。
As can be seen from Table 1, the amount of zinc deposition, that is, the amount of zinc ion permeation of the direct crosslinked PVA film of the present invention is inversely proportional to the dose of electron beam irradiation, and decreases as the degree of crosslinking increases. And about 1/10 of the cellophane film,
There is not much difference from the PVA membrane of the comparative product. On the other hand, as described above and as shown in Table 1, there is a remarkable difference in the initial SMC value between the directly crosslinked PVA film of the present invention and the PVA film of the comparative product. Considering these facts, in order to prevent the growth of zinc dendrite, rather than suppressing the membrane permeability of zinc ions, a three-dimensional network structure based on direct cross-linking between polymer main chains of the PVA membrane is required. It can be said that the formation is more effective.

【0040】以上のように、本発明品の直接架橋型PV
A膜は、比較品のPVA膜と同様に亜鉛イオンの透過性
を抑制でき、しかも、比較品のPVA膜に比して優れた
耐ショート力を有している。
As described above, the direct crosslinked PV of the product of the present invention
The A film can suppress the permeability of zinc ions similarly to the PVA film of the comparative product, and has excellent short-circuit resistance as compared with the PVA film of the comparative product.

【0041】[面積抵抗・イオン透過性]以下のように
して、本発明品の直接架橋型PVA膜について、面積抵
抗及びイオン透過性を評価した。即ち、面積抵抗は、8
mol/lの水酸化カリウム水溶液中にて白金黒付き白
金電極間に本発明品を挿入し、これによる電気抵抗の増
加分(周波数1kHz)を測定した。イオン透過性は、
本発明品で2分したH型セルの一方の室に水酸化カリウ
ム水溶液を入れ、他方の室に水を入れ、そのpH変化を
測定した。
[Area Resistance / Ion Permeability] The sheet resistance and ion permeability of the directly crosslinked PVA membrane of the product of the present invention were evaluated as follows. That is, the sheet resistance is 8
The product of the present invention was inserted between platinum electrodes with platinum black in a mol / l aqueous solution of potassium hydroxide, and the increase in electric resistance (frequency 1 kHz) was measured. The ion permeability is
An aqueous potassium hydroxide solution was placed in one chamber of the H-type cell divided into two minutes with the product of the present invention, and water was charged in the other chamber, and the pH change was measured.

【0042】ところで、面積抵抗の高いセパレータを用
いたアルカリ亜鉛蓄電池では、充放電時の電流分布が不
均一となるため、亜鉛極の形状変化が加速されて早期に
容量低下が生じる。例えば、面積抵抗が350mΩ・c
2のPVA膜をセパレータとして用いたアルカリ亜鉛
蓄電池では、サイクル寿命は30サイクルで初期容量の
80%をきった。200サイクル以上のサイクル寿命を
期待するためには、面積抵抗が200mΩ・cm2程度
以下であることが必要である。
By the way, in an alkaline zinc storage battery using a separator having a high sheet resistance, the current distribution at the time of charging and discharging becomes non-uniform, so that the shape change of the zinc electrode is accelerated and the capacity is reduced at an early stage. For example, the sheet resistance is 350 mΩ · c
The alkaline zinc storage battery using a PVA film m 2 as a separator, the cycle life was cut 80% of the initial volume at 30 cycles. In order to expect a cycle life of 200 cycles or more, the sheet resistance needs to be about 200 mΩ · cm 2 or less.

【0043】本発明品の直接架橋型PVA膜では、電子
線照射による架橋後も面積抵抗は増大せず、カリウムイ
オンや水酸化物イオンの透過性が向上した。更に、面積
抵抗及びイオン透過性は、膨潤処理工程における温度条
件によって制御され、より向上する可能性があることが
わかった。
In the direct cross-linking type PVA membrane of the present invention, the sheet resistance did not increase even after cross-linking by electron beam irradiation, and the permeability of potassium ions and hydroxide ions was improved. Furthermore, it has been found that the sheet resistance and the ion permeability are controlled by the temperature conditions in the swelling process, and may be further improved.

【0044】図4は、本発明品の直接架橋型PVA膜
の、膨潤処理時温度(℃)と面積抵抗(mΩ・cm2
と水酸化物イオン透過性(水酸化物イオン拡散係数:m
ol/cm2・sec)との関係を示す。温度が高くな
ると、面積抵抗は減少し、イオン透過性は増大してい
る。例えば、80〜90℃の場合は、面積抵抗及びイオ
ン透過性は、従来から優れているとされているセロハン
膜と同水準となる。但し、PVA膜のアルカリ水溶液に
おける溶解性から、温度は90℃が限界となる。
FIG. 4 shows the temperature (° C.) and the sheet resistance (mΩ · cm 2 ) at the time of swelling of the directly crosslinked PVA membrane of the present invention.
And hydroxide ion permeability (hydroxide ion diffusion coefficient: m
ol / cm 2 · sec). As the temperature increases, the sheet resistance decreases and the ion permeability increases. For example, when the temperature is 80 to 90 ° C., the sheet resistance and the ion permeability are at the same level as the cellophane film which has been conventionally considered to be excellent. However, the temperature is limited to 90 ° C. due to the solubility of the PVA film in an aqueous alkaline solution.

【0045】[アルカリ亜鉛蓄電池におけるサイクル寿
命試験]本発明品の直接架橋型PVA膜及び比較品のP
VA膜をそれぞれセパレータとして用いて、以下に示す
密閉式角型ニッケル亜鉛蓄電池を構成し、サイクル寿命
試験を行った。
[Cycle Life Test on Alkaline Zinc Storage Battery] The direct crosslinked PVA membrane of the product of the present invention and the P of the comparative product
Each of the VA membranes was used as a separator to form a sealed rectangular nickel-zinc storage battery shown below, and a cycle life test was performed.

【0046】(電池の作製)以下に示す正極、負極、本
発明品の直接架橋型PVA膜及び比較品のPVA膜等を
用意し、正極/不織布/ポリオレフィン微孔膜/セパレ
ータ/不織布/負極、と配置して電池を構成した。
(Preparation of Battery) A positive electrode, a negative electrode, a direct cross-linkable PVA film of the present invention, a PVA film of a comparative product, and the like shown below were prepared. A positive electrode / nonwoven fabric / polyolefin microporous membrane / separator / nonwoven fabric / negative electrode was prepared. To form a battery.

【0047】・正極…水酸化ニッケルを主体とする焼結
式ニッケル極からなり、極板寸法が10cm×15cm
である。 ・負極…厚み0.1mmの銅のパンチングメタルを集電
体とし、その両面に、酸化亜鉛粉末80部、亜鉛粉末2
0部、及びポリテトラフルオロエチレン粒子3部からな
る混合粉粒体を塗布してなり、多孔度が50%、極板寸
法が10cm×15cmである。 ・本発明品の直接架橋型PVA膜…厚さ18μmのPV
A膜を基材とし、膨潤処理時温度を80℃とし、電子線
照射の総線量を100Mradとして得られたものであ
る。面積抵抗:80mΩ・cm2(8mol/l水酸化
カリウム水溶液)、水酸化物イオン拡散係数(25
℃):4×10-6mol/sec/cm2、60℃で4
0日間アルカリ浸漬後のSMC値:300mAh/cm
2、ゲル分率:96%。 ・比較品のPVA膜…膨潤処理工程を省略し、その他は
本発明品と同様にして得られたものである。面積抵抗:
200mΩ・cm2(8mol/l水酸化カリウム水溶
液)、水酸化物イオン拡散係数(25℃):1×10-6
mol/sec/cm2、60℃で40日間アルカリ浸
漬後のSMC値:15mAh/cm2、ゲル分率:0
%。
Positive electrode: Sintered nickel electrode mainly composed of nickel hydroxide, having an electrode plate size of 10 cm × 15 cm
It is. Negative electrode: A current collector is a punching metal of copper having a thickness of 0.1 mm, and on both surfaces thereof, 80 parts of zinc oxide powder and zinc powder 2
A mixture of 0 parts and 3 parts of polytetrafluoroethylene particles is applied, and has a porosity of 50% and a plate size of 10 cm × 15 cm. -Direct crosslinked PVA membrane of the present invention: PV with a thickness of 18 µm
The film A was used as a substrate, the temperature at the time of swelling treatment was 80 ° C., and the total dose of electron beam irradiation was 100 Mrad. Area resistance: 80 mΩ · cm 2 (8 mol / l potassium hydroxide aqueous solution), hydroxide ion diffusion coefficient (25
° C): 4 × 10 -6 mol / sec / cm 2 , 4 at 60 ° C
SMC value after alkali immersion for 0 days: 300 mAh / cm
2 , gel fraction: 96%. Comparative PVA membrane: The swelling step was omitted, and the others were obtained in the same manner as the product of the present invention. Area resistance:
200 mΩ · cm 2 (8 mol / l potassium hydroxide aqueous solution), hydroxide ion diffusion coefficient (25 ° C.): 1 × 10 −6
mol / sec / cm 2 , SMC value after alkali immersion at 60 ° C. for 40 days: 15 mAh / cm 2 , gel fraction: 0
%.

【0048】(サイクル寿命試験)試験温度は35℃、
充電は0.1Cアンペアにて103%、放電は電気自動
車で市内走行した際のパターンを模擬したランダム放電
パターン(回生充電を含む)で行った。
(Cycle life test) The test temperature was 35 ° C.
Charging was performed at 0.1 C amperes and 103%, and discharging was performed using a random discharge pattern (including regenerative charging) that simulated a pattern of traveling in a city on an electric vehicle.

【0049】(結果)図5はサイクル寿命試験の結果を
示す。図5からわかるように、比較品の電池では、早期
に容量低下が生じ、負極である亜鉛極には顕著な形状変
化が認められた。これに対し、本発明品の電池では、容
量低下は100サイクルで5%程度と小さく、良好な結
果が得られた。
(Results) FIG. 5 shows the results of the cycle life test. As can be seen from FIG. 5, in the comparative battery, the capacity was reduced at an early stage, and a remarkable shape change was recognized in the zinc electrode as the negative electrode. On the other hand, in the battery of the present invention, the capacity reduction was as small as about 5% at 100 cycles, and good results were obtained.

【0050】このように本発明品の電池の容量低下が比
較品の電池に比して小さいのは、本発明品の直接架橋型
PVA膜を得る過程において、熱処理やPVAに比して
親水性の劣る分子の導入処理等を行わず、膨潤処理を行
うことによってイオン透過性が向上した効果に因るもの
と考えられる。即ち、本発明品の直接架橋型PVA膜は
高い耐ショート力を長期に渡って維持することができる
ので、本発明品のアルカリ亜鉛蓄電池の信頼性を大きく
向上させることができ、また、本発明品の直接架橋型P
VA膜は高いイオン透過性を発揮するので、本発明品の
アルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命特性を大きく向上で
きる。
As described above, the decrease in the capacity of the battery of the present invention is smaller than that of the battery of the comparative product in the process of obtaining the directly crosslinked PVA membrane of the product of the present invention because the hydrophilicity is lower than that of heat treatment or PVA. It is considered that the swelling treatment is performed without performing the treatment of introducing molecules having inferior properties, thereby improving the ion permeability. That is, since the direct cross-linking type PVA membrane of the present invention can maintain high short-circuit resistance for a long period of time, the reliability of the alkaline zinc storage battery of the present invention can be greatly improved. Product directly crosslinked type P
Since the VA membrane exhibits high ion permeability, the cycle life characteristics of the alkaline zinc storage battery of the present invention can be greatly improved.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、アルカリ
電解液中においても、その機械的強度を長期に渡って維
持できるので、亜鉛デンドライトがセパレータを貫通す
ることにより発生する内部短絡を長期に渡って防止でき
る。また、イオン透過性に優れ、面積抵抗値の低いもの
であるので、充放電時の電流分布を均一にでき、アルカ
リ亜鉛蓄電池における負極の形状変化や亜鉛デンドライ
トの成長を抑制でき、電池寿命の向上を図ることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, even in an alkaline electrolyte, its mechanical strength can be maintained for a long period of time, so that an internal short circuit caused by zinc dendrite penetrating through the separator can be prevented for a long period of time. Can be prevented. In addition, since it has excellent ion permeability and low sheet resistance, the current distribution during charging and discharging can be made uniform, the shape change of the negative electrode and the growth of zinc dendrites in the alkaline zinc storage battery can be suppressed, and the battery life is improved. Can be achieved.

【0052】請求項2記載の発明によれば、照射処理工
程におけるPVA膜の架橋反応を分解反応よりも優先し
て生じさせることができ、直接架橋型の架橋構造を確実
に持たせることができる。
According to the second aspect of the present invention, the crosslinking reaction of the PVA film in the irradiation treatment step can be caused to take precedence over the decomposition reaction, and the direct crosslinking type crosslinked structure can be reliably provided. .

【0053】請求項3記載の発明によれば、直接架橋型
の架橋構造をその特性を発揮し得る程度に十分に備える
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a direct crosslinkable crosslinked structure sufficiently to exhibit its characteristics.

【0054】請求項4記載の発明によれば、高い耐ショ
ート力を長期に渡って維持でき、アルカリ亜鉛蓄電池の
信頼性を向上できる。
According to the fourth aspect of the invention, high short-circuit resistance can be maintained for a long period of time, and the reliability of the alkaline zinc storage battery can be improved.

【0055】請求項5記載の発明によれば、充放電時の
電流分布を均一にでき、負極の形状変化や亜鉛デンドラ
イトの成長を抑制でき、アルカリ亜鉛蓄電池の寿命の向
上を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the current distribution during charging and discharging can be made uniform, the shape change of the negative electrode and the growth of zinc dendrite can be suppressed, and the life of the alkaline zinc storage battery can be improved.

【0056】請求項6記載の発明によれば、セパレータ
が高い耐ショート力を長期に渡って維持するので、信頼
性を大きく向上でき、また、セパレータが高いイオン透
過性を有しているので、サイクル寿命特性を向上でき
る。
According to the invention of claim 6, since the separator maintains high short-circuit resistance for a long period of time, the reliability can be greatly improved, and since the separator has high ion permeability, Cycle life characteristics can be improved.

【0057】請求項7記載の発明によれば、ポリオレフ
ィン微孔膜により亜鉛デンドライトの生成を抑制でき、
直接架橋型PVA膜により亜鉛デンドライトの成長を抑
制でき、従って、両膜の相乗的作用により内部短絡を十
分に防止でき、電池の信頼性を十分に向上できる。
According to the invention of claim 7, the formation of zinc dendrite can be suppressed by the polyolefin microporous membrane,
The growth of zinc dendrites can be suppressed by the direct cross-linking type PVA film. Therefore, an internal short circuit can be sufficiently prevented by the synergistic action of both films, and the reliability of the battery can be sufficiently improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明品の直接架橋型PVA膜及び比較品の
PVA膜の、ゲル分率と電子線照射線量との関係を示す
図である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the gel fraction and the dose of electron beam irradiation for a direct crosslinked PVA film of the present invention and a comparative PVA film.

【図2】 本発明品の直接架橋型PVA膜の耐シュート
力と電子線照射線量との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the shoot resistance and the electron beam irradiation dose of the directly crosslinked PVA film of the present invention.

【図3】 本発明品の直接架橋型PVA膜、比較品のP
VA膜、及びセロハン膜の、SMC値の経時変化を示す
図である。
FIG. 3 shows a directly crosslinked PVA membrane of the product of the present invention and P of a comparative product.
It is a figure which shows the time-dependent change of the SMC value of a VA film and a cellophane film.

【図4】 本発明品の直接架橋型PVA膜の、膨潤処理
時温度と面積抵抗と水酸化物イオン透過性との関係を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature at the time of swelling, the sheet resistance, and the hydroxide ion permeability of the directly crosslinked PVA membrane of the present invention.

【図5】 本発明品及び比較品のアルカリ亜鉛蓄電池の
サイクル寿命試験の結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results of a cycle life test of the alkaline zinc storage batteries of the present invention and the comparative product.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C08J 5/18 CEX C08J 5/18 CEX (72)発明者 山根 三男 大阪府高槻市城西町6番6号 株式会社ユ アサコーポレーション内 (72)発明者 足立 和之 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目1番82号 九州電力株式会社内 (72)発明者 片ノ坂 明郷 兵庫県尼崎市西長洲町二丁目6番1号 株 式会社ナード研究所内 (72)発明者 向井 和代 兵庫県尼崎市西長洲町二丁目6番1号 株 式会社ナード研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C08J 5/18 CEX C08J 5/18 CEX (72) Inventor Mitsuo Yamane 6-6 Josaicho, Takatsuki-shi, Osaka Yu Co., Ltd. Inside Asa Corporation (72) Kazuyuki Adachi 2-82, Watanabe-dori, Chuo-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture Inside Kyushu Electric Power Co., Inc. No. 1 Inside Nard Research Laboratories (72) Inventor Kazuyo Mukai 2-6-1 Nishinagasu-cho, Amagasaki-shi, Hyogo Pref.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直接架橋型ポリビニルアルコール膜から
なるアルカリ亜鉛蓄電池用セパレータであって、 直接架橋型ポリビニルアルコール膜は、ポリビニルアル
コール膜を水に浸漬して膨潤させる膨潤処理工程と、水
で膨潤したポリビニルアルコール膜に電子線を照射して
高分子主鎖間を架橋させる照射処理工程と、架橋したポ
リビニルアルコール膜を乾燥させる乾燥処理工程とを経
て得られるものであり、膨潤処理工程では、重合度15
00以上且つケン化度98%以上のポリビニルアルコー
ル膜を20〜90℃にて水に浸漬させることを特徴とす
るアルカリ亜鉛蓄電池用セパレータ。
1. A separator for an alkaline zinc storage battery comprising a directly crosslinked polyvinyl alcohol film, wherein the directly crosslinked polyvinyl alcohol film is swelled by immersing the polyvinyl alcohol film in water and swelling. It is obtained through an irradiation treatment step of irradiating the polyvinyl alcohol film with an electron beam to crosslink between polymer main chains, and a drying treatment step of drying the crosslinked polyvinyl alcohol film. Fifteen
A separator for an alkaline zinc storage battery, characterized in that a polyvinyl alcohol film having a degree of saponification of 98 or more and 98% or more is immersed in water at 20 to 90 ° C.
【請求項2】 照射処理工程では、酸素濃度1000p
pm以下の雰囲気下で、30〜200Mradの電子線
を照射する請求項1記載のアルカリ亜鉛蓄電池用セパレ
ータ。
2. In the irradiation process, an oxygen concentration of 1000 p
The separator for an alkaline zinc storage battery according to claim 1, wherein the separator is irradiated with an electron beam of 30 to 200 Mrad under an atmosphere of not more than pm.
【請求項3】 煮沸水に5分間浸漬した後において溶解
せずに残留する固形物の60℃で1時間乾燥させた後の
重量%が70%以上である請求項1記載のアルカリ亜鉛
蓄電池用セパレータ。
3. The alkaline zinc storage battery according to claim 1, wherein the weight percentage of solids remaining without being dissolved after immersion in boiling water for 5 minutes after drying at 60 ° C. for 1 hour is 70% or more. Separator.
【請求項4】 アルカリ水溶液中に60℃で40日間浸
漬した後において短絡が発生するまで充電を行った際の
充電電気量の値が、70mAh/cm2以上である請求
項1記載のアルカリ亜鉛蓄電池用セパレータ。
4. The alkali zinc according to claim 1, wherein the value of the amount of electricity charged when the battery is immersed in an alkaline aqueous solution at 60 ° C. for 40 days and then charged until a short circuit occurs is 70 mAh / cm 2 or more. Storage battery separator.
【請求項5】 面積抵抗値が200mΩ・cm2以下で
ある請求項1記載のアルカリ亜鉛蓄電池用セパレータ。
5. The separator for an alkaline zinc storage battery according to claim 1, wherein the sheet resistance is not more than 200 mΩ · cm 2 .
【請求項6】 直接架橋型ポリビニルアルコール膜をセ
パレータとして用いたアルカリ亜鉛蓄電池であって、 直接架橋型ポリビニルアルコール膜は、ポリビニルアル
コール膜を水に浸漬して膨潤させる膨潤処理工程と、水
で膨潤したポリビニルアルコール膜に電子線を照射して
高分子主鎖間を架橋させる照射処理工程と、架橋したポ
リビニルアルコール膜を乾燥させる乾燥処理工程とを経
て得られるものであり、膨潤処理工程では、重合度15
00以上且つケン化度98%以上のポリビニルアルコー
ル膜を20〜90℃にて水に浸漬させることを特徴とす
るアルカリ亜鉛蓄電池。
6. An alkaline zinc storage battery using a directly crosslinked polyvinyl alcohol film as a separator, wherein the directly crosslinked polyvinyl alcohol film includes a swelling treatment step of immersing the polyvinyl alcohol film in water and swelling the same. The cross-linked polyvinyl alcohol film is obtained through an irradiation treatment step of irradiating an electron beam on the crosslinked polymer main chain by irradiating an electron beam, and a drying treatment step of drying the cross-linked polyvinyl alcohol film. Degree 15
An alkaline zinc storage battery characterized in that a polyvinyl alcohol film having a degree of saponification of 98 or more and 98% or more is immersed in water at 20 to 90 ° C.
【請求項7】 直接架橋型ポリビニルアルコール膜とニ
ッケル粉末が塗布されたポリオレフィン微孔膜とを組み
合わせてセパレータとして用いた請求項6記載のアルカ
リ亜鉛蓄電池。
7. The alkaline zinc storage battery according to claim 6, wherein the separator is a combination of a directly crosslinked polyvinyl alcohol film and a polyolefin microporous film coated with nickel powder.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7091253B2 (en) 2000-08-03 2006-08-15 Nippon Shokubai Co., Ltd. Water-absorbent resin, hydropolymer, process for producing them, and uses of them
US7740984B2 (en) 2004-06-04 2010-06-22 Rovcal, Inc. Alkaline cells having high capacity
JP2017210565A (en) * 2016-05-26 2017-11-30 日本合成化学工業株式会社 Porous film, battery separator and method for producing porous film
WO2023140225A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 マクセル株式会社 Battery and patch

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