JPH1143890A - 不織布、電池用セパレータおよび電池 - Google Patents

不織布、電池用セパレータおよび電池

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JPH1143890A
JPH1143890A JP9359735A JP35973597A JPH1143890A JP H1143890 A JPH1143890 A JP H1143890A JP 9359735 A JP9359735 A JP 9359735A JP 35973597 A JP35973597 A JP 35973597A JP H1143890 A JPH1143890 A JP H1143890A
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JP
Japan
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battery
battery separator
nonwoven fabric
ion content
water
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JP9359735A
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English (en)
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Wakana Aizawa
和佳奈 相澤
Shigehiro Maeda
茂宏 前田
Kenji Hyodo
建二 兵頭
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、不純物の含有量の少ない、不
織布、電池用セパレータを提供し、不純物が原因となる
電池の自己放電現象と電池容量の低下を抑制することが
でき、高性能のアルカリ二次電池を得ることができる電
池用セパレータと該電池用セパレータを用いた電池を提
供することである。 【解決手段】純水を用いて、湿式抄造、水流交絡処理、
洗浄処理の少なくともひとつの処理がなされた不織布、
およびこれら不織布からなる電池用セパレータ。また、
金属イオンおよび/または有機物イオン含有量が一定量
以下である電池用セパレータ、および該電池用セパレー
タを用いた電池。また、ポリオレフィン系繊維、分割型
複合繊維を用い、さらに湿式抄造法や水流交絡処理によ
って製造された不織布を用いることで、耐アルカリ性、
保液性等の性質にも優れた電池用セパレータを提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機不純物、金属
イオン等の無機不純物の含有量が少ない不織布、ニッケ
ル−カドミウム電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−
水素電池等のアルカリ二次電池に用いる電池用セパレー
タおよび該電池用セパレータを用いた電池に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、小型民生機器用の電源だけでな
く、大型機器の駆動電源として、ニッケル−カドミウム
電池、ニッケル−亜鉛電池、ニッケル−水素電池等のア
ルカリ二次電池が普及している。アルカリ二次電池は、
高出力、高エネルギー密度、長寿命、高容量といった性
質を有しており、広範囲の産業分野での利用が期待され
ている。
【0003】アルカリ二次電池としては、ニッケル−カ
ドミウム電池が一般的であるが、負極にカドミウム化合
物を用いていることから、廃棄方法等の環境問題が生じ
ている。負極として、カドミウム化合物の代わりに水素
吸蔵合金を含むニッケル−水素電池は、ニッケル−カド
ミウム電池との電圧互換性があり、且つより高容量であ
るという優位な特性を有している。
【0004】アルカリ二次電池は、少なくとも正極、負
極、電池用セパレータ、電解液から構成される。アルカ
リ二次電池では、充電状態の電池を高温で保存した場合
に容量が減少する自己放電現象が問題となっている。ニ
ッケル−水素電池では、水素吸蔵合金から遊離した水素
による正極(オキシ酸化ニッケル;NiOOH)の還元
反応(I)が自己放電現象の主原因である。ニッケル−
カドミウム電池およびニッケル−水素電池に共通の原因
としては、電池用セパレータや電極活物質の分解生成物
や不純物による正極(オキシ酸化ニッケル;NiOO
H)の還元反応(II)、NiOOHの自己還元反応(II
I)が挙げられる。反応(III)は、反応(I)および
(II)に比べて無視可能なほど、起こりにくい。
【0005】反応(II)において、電池用セパレータや
電極活物質の分解生成物や不純物は、電池用セパレータ
に含まれる界面活性剤、繊維、およびバインダー、正極
や負極中のバインダー、金属等から発生する。不純物
は、電池製造過程で混入するほか、電池の酸化還元反応
によって上記成分が分解して生成する場合もある。
【0006】不純物は、自己放電現象を起こすほかに、
電極の不活性化を促進し、電池容量を低下させてしまう
という問題の原因ともなっている。特に、金属は電極の
不動態化を促進することが知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、有機
不純物、金属イオン等の無機不純物の含有量が少ない不
織布と電池用セパレータを提供し、不純物が原因となる
自己放電現象と電池容量の低下を抑制して、高性能のア
ルカリ二次電池を得ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、下記の発明を見い
だした。
【0009】(1)純水を用いて抄造されたことを特徴
とする湿式抄造不織布。
【0010】(2)純水を用いて水流交絡処理を施され
たことを特徴とする不織布。
【0011】(3)純水によって洗浄処理がなされたこ
とを特徴とする不織布。
【0012】(4)上記(1)〜(3)のいずれかの不
織布からなることを特徴とする電池用セパレータ。
【0013】(5)マグネシウムイオン含有量が5mg
/m2以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0014】(6)カルシウムイオン含有量が5mg/
2以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0015】(7)鉄イオン含有量が5mg/m2以下
であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0016】(8)硝酸イオン含有量が40mg/m2
以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0017】(9)塩素イオン含有量が10mg/m2
以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0018】(10)硫酸イオン含有量が50mg/m
2以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
【0019】(11)電池用セパレータが、ポリオレフ
ィン系繊維を含有する不織布であることを特徴とする上
記(4)〜(10)のいずれか記載の電池用セパレー
タ。
【0020】(12)ポリオレフィン系繊維が分割型複
合繊維であることを特徴とする請求項上記(4)〜(1
1)のいずれか記載の電池用セパレータ。
【0021】(13)電池用セパレータが、湿式法によ
って製造された不織布であることを特徴とする上記
(5)〜(12)のいずれか記載の電池用セパレータ。
【0022】(14)電池用セパレータが、水流交絡処
理を施され不織布であることを特徴とする上記(5)〜
(13)のいずれか記載の電池用セパレータ。
【0023】(15)上記(4)〜(14)記載の電池
用セパレータを用いることを特徴とする電池。
【0024】湿式抄造不織布は、不織布を構成する繊維
を水に分散し、抄紙方法と同様にして製造されるので、
水道水、工業用水等に含まれる有機および無機不純物が
繊維に付着することがある。本発明の不織布(1)で
は、抄造で使用する水として純水を使用するので、不織
布に含まれる該不純物の量を減らすことが可能である。
【0025】本発明の不織布(2)では、乾式法、湿式
法等で製造された不織布の強度向上のために施される水
流交絡処理を純水で行うことで、不織布(1)と同様に
不純物の混入を防ぐことができる。また、不織布に含ま
れているバインダー、界面活性剤や脱離しやすい状態の
繊維を除去することも可能である。
【0026】本発明の不織布(3)では、上記不織布
(2)と同様に、湿式法、乾式法等で製造された不織布
に含まれているバインダー、界面活性剤や脱離しやすい
状態の繊維を除去することが可能である。
【0027】上記不織布(1)、(2)または(3)の
不織布からなる本発明の電池用セパレータ(4)は、有
機または無機不純物の含有量が低いので、これら不純物
が原因となって起こる自己放電現象を有効に抑制するこ
とが可能である。
【0028】電池用セパレータに含まれる不純物の含有
量が、本発明の電池用セパレータ(4)〜(10)の範
囲内に有る場合には、該電池用セパレータを用いた電池
において、自己放電現象および電極劣化を抑制すること
ができる。
【0029】本発明の電池用セパレータは、特にアルカ
リ二次電池に用いることができるが、アルカリ二次電池
用セパレータには、吸液性、保液性、耐酸化性、耐アル
カリ性、通気性等の特性が要求される。これらの特性の
うち耐酸化性、耐アルカリ性に優れた電池用セパレータ
を得るために、本発明の電池用セパレータ(11)のポ
リオレフィン系繊維を含有する不織布を有利に用いるこ
とができる。
【0030】また、本発明の電池用セパレータ(12)
では、ポリオレフィン系繊維が微細繊維の分割型複合繊
維であることで、電池用セパレータの電解液の保液性を
向上させることができる。
【0031】本発明の電池用セパレータ(13)は、湿
式法によって製造された不織布であるので、乾式法では
使用できない微細繊維を用いることができる。また、乾
式法よりも地合が良好な電池用セパレータである。
【0032】本発明の電池用セパレータ(14)は、水
流交絡処理を施された不織布なので、不織布を構成する
繊維間の絡み合いが強固となり、高い機械的強度を有す
る電池用セパレータである。
【0033】本発明の電池用セパレータを用いた本発明
の電池(15)は、自己放電現象および電池容量低下を
抑えることができ、また高容量等の優れた電池特性を発
現することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】本発明を詳説する。本発明の不織
布(1)〜(3)、および本発明の電池用セパレータ
(4)に係わる純水としては、例えばイオン交換水、蒸
留水等を挙げることができる。
【0035】本発明の不織布(2)および(3)、本発
明の電池用セパレータ(5)〜(10)は、カード法、
エアレイ法、スパンボンド法、メルトブロー法等の乾式
法、湿式法で製造されたものを使用することができる。
また、本発明の不織布(3)は、予め不織布の強度を向
上させるために、水流交絡処理、カレンダー処理、ニー
ドルパンチ法、接着法等が施されていても良い。
【0036】本発明の不織布(1)は、湿式法で製造さ
れる。湿式法とは、繊維と、場合によってはバインダ
ー、界面活性剤等の添加物とを水に分散した後、抄紙し
て不織布を製造する方法である。
【0037】本発明の不織布(2)および本発明の電池
用セパレータ(14)は、乾式法や湿式法で得られた不
織布にさらに水流交絡処理を施して得られる不織布であ
る。水流交絡処理とは、支持体上に単層または複層で不
織布を載せた後、この不織布上方から水流を噴射し、繊
維を3次元交絡させる処理である。この処理は、両面ま
たは片面の何れも行うことが可能である。
【0038】本発明の不織布(3)は純水で洗浄される
が、洗浄方法としては、浸漬法、スプレー法、撹拌法等
を使用することができる。
【0039】電池用セパレータにおいて、電池の性能に
対して最も悪影響を与えるものとしては、マグネシウム
イオン、カルシウムイオン、鉄イオン等の金属イオン、
硝酸イオン、塩素イオン、硫酸イオン等の有機物イオン
を挙げることができる。
【0040】本発明の電池用セパレータ(5)〜(1
0)において、上記不純物の含有量は、マグネシウムイ
オンが5mg/m2以下、カルシウムイオンが5mg/
2以下、鉄イオンが5mg/m2以下、硝酸イオンが4
0mg/m2以下、塩素イオンが10mg/m2以下、硫
酸イオンが50mg/m2以下である。より好ましく
は、マグネシウムイオンが3mg/m2以下、カルシウ
ムイオンが3mg/m2以下、鉄イオンが3mg/m2
下、硝酸イオンが30mg/m2以下、塩素イオンが5
mg/m2以下、硫酸イオンが40mg/m2以下であ
る。
【0041】本発明の不織布(1)〜(3)、または本
発明の電池用セパレータ(4)〜(14)で用いること
ができる繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィ
ン系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリロニトリル系、ポ
リビニルアルコール系、ポリアミド系の他、再生繊維、
半合成繊維、天然繊維等が挙げられる。また、これらの
繊維を2種以上混合して使用しても良い。繊維の断面形
状は特に制限が無く、円形、楕円形、三角形、星形、T
型、Y型、U型、葉状等の異型断面形状でもよい。ま
た、繊維に空隙を有するもの、枝分かれ構造を有するも
のを使用しても良い。アルカリ二次電池用セパレータに
は、吸液性、保液性、耐酸化性、耐アルカリ性、通気性
等の特性が要求されるが、特に耐酸化性および耐アルカ
リ性に優れた電池用セパレータとして、本発明の電池用
セパレータ(11)のポリオレフィン系繊維を含有する
不織布が好ましい。
【0042】本発明の電池用セパレータ(4)〜(1
4)に用いることができる繊維は、繊維径が1〜30μ
mである。繊維径が1μmより小さいと、多層化不織布
が緻密になりすぎて、気体透過性が低くなる。逆に、3
0μmよりも大きくなると、比表面積が低下し、保液性
が低下する。また、繊維長は1〜50mmが望ましい。
繊維長が50mmを超えると、不織布層を製造する際
に、繊維のもつれが生じ、均一な電池用セパレータが得
られなくなる。
【0043】電池の小型化、薄型化のためには電池用セ
パレータは薄膜とすることが望ましい。本発明の電池用
セパレータ(12)において、電池用セパレータを薄膜
としても、ポリオレフィン系繊維として、微細繊維であ
る分割複合型繊維を含有することで、高い保液性を保持
することが可能である。微細繊維を使用して、かつ地合
の良好な不織布を得るためには、湿式法で製造された本
発明の電池用セパレータ(13)が好ましい。
【0044】本発明の電池(15)は、本発明の電池用
セパレータ(4)〜(14)のいずれかを用いてなるも
のである。
【0045】
【実施例】以下、本発明を実施例によって詳説するが、
本発明はその趣旨を超えない限り、下記実施例に限定さ
れるものではない。
【0046】実施例1 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維97
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%のイオン交換水
溶液に含浸させたものと、バインダーである繊維長3m
mの熱水可溶性ポリビニルアルコール繊維(VPW10
3:クラレ製)3重量部とを、イオン交換水中に投入
し、高速ミキサーで3分間撹拌して繊維を離解させた
後、往復回転式撹拌機(アジター、島崎製作所製)を装
着したチェスト内で緩やかに撹拌した。次いで速やかに
ポリアクリルアミド0.1重量%のイオン交換水溶液
(粘剤)を適宜添加し、引き続き緩やかに撹拌して、均
一なスラリーを調製した。該スラリーを用い、丸網抄紙
機で幅50cm、坪量40g/m2のウェブを湿式法で
抄造した。
【0047】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドとイオン交換水を用い
て柱状水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速
度は20m/分で、交絡後サクションドラムドライヤー
で130℃で乾燥され、イオン交換水で湿式抄造および
水流交絡処理がなされた電池用セパレータAが形成され
た。湿式抄造および水流交絡処理で使用したイオン交換
水は、イオン交換水製造装置(カートリッジ純水器G−
10C;オルガノ製))で製造し、導電度は0.2μS
/cmであった。
【0048】
【表1】
【0049】実施例2 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維97
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%の水道水溶液に
含浸させたものと、バインダーである繊維長3mmの熱
水可溶性ポリビニルアルコール繊維(VPW103:ク
ラレ製)3重量部とを、水道水中に投入し、高速ミキサ
ーで3分間撹拌して繊維を離解させた後、往復回転式撹
拌機(アジター、島崎製作所製)を装着したチェスト内
で緩やかに撹拌した。次いで速やかにポリアクリルアミ
ド0.1重量%の水道水溶液(粘剤)を適宜添加し、引
き続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製した。
該スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪量40
g/m2のウェブを湿式抄造した。
【0050】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドと水道水を用いて柱状
水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速度は2
0m/分で、交絡後サクションドラムドライヤーで13
0℃で乾燥され、水道水で湿式抄造および水流交絡処理
がなされた不織布が形成された。湿式抄造および水流交
絡処理で使用した水道水の導電度は150μS/cmで
あった。
【0051】この不織布を蒸留水(導電度10-2μS/
cm、25℃)に、1時間浸漬した後、100℃で乾燥
し、セパレータBを得た。この洗浄処理により、セパレ
ータBは0.8%の重量減が確認された。
【0052】比較例1 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維97
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%の水道水溶液に
含浸させたものと、バインダーである繊維長3mmの熱
水可溶性ポリビニルアルコール繊維(VPW103:ク
ラレ製)3重量部とを、水道水中に投入し、高速ミキサ
ーで3分間撹拌して繊維を離解させた後、往復回転式撹
拌機(アジター、島崎製作所製)を装着したチェスト内
で緩やかに撹拌した。次いで速やかにポリアクリルアミ
ド0.1重量%の水道水溶液(粘剤)を適宜添加し、引
き続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製した。
該スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪量40
g/m2のウェブを湿式抄造した。
【0053】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドと水道水を用いて柱状
水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速度は2
0m/分で、交絡後サクションドラムドライヤーで13
0℃で乾燥され、水道水で湿式抄造および水流交絡処理
がなされた電池用セパレータCが形成された。湿式抄造
および水流交絡処理で使用した水道水の導電度は150
μS/cmであった。
【0054】実施例3 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維99
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%の水道水溶液に
含浸させたものと、バインダーであるバクテリアセルロ
ース1.0重量%懸濁液100重量部とを、水道水中に
投入し、高速ミキサーで3分間撹拌して繊維を離解させ
た後、往復回転式撹拌機(アジター、島崎製作所製)を
装着したチェスト内で緩やかに撹拌した。バクテリアセ
ルロース懸濁液は、特開平6−250431号公報の実
施例記載の方法で調製した。次いで速やかにポリアクリ
ルアミド0.1重量%の水道水溶液(粘剤)を適宜添加
し、引き続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製
した。該スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪
量40g/m2のウェブを湿式抄造した。
【0055】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドと水道水を用いて柱状
水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速度は2
0m/分で、交絡後サクションドラムドライヤーで13
0℃で乾燥され、水道水で湿式抄造および水流交絡処理
がなされた不織布が形成された。湿式抄造および水流交
絡処理で使用した水道水の導電度は150μS/cmで
あった。
【0056】この不織布を蒸留水(導電度10-2μS/
cm、25℃)にて、1時間浸漬洗浄した後、100℃
で乾燥し、電池用セパレータDを得た。
【0057】実施例4 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維99
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%の水道水溶液に
含浸させたものと、バインダーであるバクテリアセルロ
ース1.0重量%懸濁液100重量部とを、水道水中に
投入し、高速ミキサーで3分間撹拌して繊維を離解させ
た後、往復回転式撹拌機(アジター、島崎製作所製)を
装着したチェスト内で緩やかに撹拌した。バクテリアセ
ルロース懸濁液は、特開平6−250431号公報の実
施例記載の方法で調製した。次いで速やかにポリアクリ
ルアミド0.1重量%の水道水溶液(粘剤)を適宜添加
し、引き続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製
した。該スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪
量40g/m2のウェブを湿式抄造した。
【0058】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドとイオン交換水を用い
て柱状水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速
度は20m/分で、交絡後サクションドラムドライヤー
で130℃で乾燥され、水道水で湿式抄造をし、イオン
交換水で水流交絡処理がなされたセパレータEが形成さ
れた。湿式抄造に使用した水道水の導電度は150μS
/cmで、水流交絡処理で使用したイオン交換水は、イ
オン交換水製造装置(カートリッジ純水器G−10C;
オルガノ製)で製造し、導電度は0.2μS/cmであ
った。
【0059】比較例2 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維99
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%の水道水溶液に
含浸させたものと、バインダーであるバクテリアセルロ
ース1.0重量%懸濁液100重量部とを、水道水中に
投入し、高速ミキサーで3分間撹拌して繊維を離解させ
た後、往復回転式撹拌機(アジター、島崎製作所製)を
装着したチェスト内で緩やかに撹拌した。バクテリアセ
ルロース懸濁液は、特開平6−250431号公報の実
施例記載の方法で調製した。次いで速やかにポリアクリ
ルアミド0.1重量%の水道水溶液(粘剤)を適宜添加
し、引き続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製
した。該スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪
量40g/m2のウェブを湿式抄造した。
【0060】この上記ウェブを100メッシュのステン
レスワイヤーである多孔質支持体上に搬送して、表1の
条件を有する5つのノズルヘッドと水道水を用いて柱状
水流により、両面に交絡処理を施した。交絡の速度は2
0m/分で、交絡後サクションドラムドライヤーで13
0℃で乾燥され、水道水で湿式抄造および水流交絡処理
がなされた電池用セパレータFが形成された。湿式抄造
および水流交絡処理で使用した水道水の導電度は150
μS/cmであった。
【0061】実施例5 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維80
重量部と、芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である
ポリエチレンとからなる繊度1.5デニール、繊維長1
0mmの芯鞘繊維19重量部とを、ノニオン性界面活性
剤1重量%のイオン交換水溶液に含浸させたものと、バ
インダーであるバクテリアセルロース1.0重量%懸濁
液100重量部とを、イオン交換水中に投入し、高速ミ
キサーで3分間撹拌して繊維を離解させた後、往復回転
式撹拌機(アジター、島崎製作所製)を装着したチェス
ト内で緩やかに撹拌した。バクテリアセルロース懸濁液
は、特開平6−250431号公報の実施例記載の方法
で調製した。次いで速やかにポリアクリルアミド0.1
重量%のイオン交換水溶液(粘剤)を適宜添加し、引き
続き緩やかに撹拌して、均一なスラリーを調製した。該
スラリーを用い、丸網抄紙機で幅50cm、坪量40g
/m2のウェブを湿式抄造した。このウェブに熱カレン
ダー処理(150℃、20kg/cm2)を施して、繊
維を圧着して強度をもたせ、電池用セパレータGが形成
された。湿式抄造で使用したイオン交換水は、イオン交
換水製造装置(カートリッジ純水器G−10C;オルガ
ノ製)で製造し、導電度は0.2μS/cmであった。
【0062】比較例3 ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体
とからなる繊度3デニール、繊維分割後0.2デニール
(3.9μm)、繊維長10mmの分割型複合繊維80
重量部と、芯成分であるポリプロピレンと鞘成分である
ポリエチレンとからなる繊度1.5デニール、繊維長1
0mmの芯鞘繊維19重量部とを、ノニオン性界面活性
剤1重量%の水道水溶液に含浸させたものと、バインダ
ーであるバクテリアセルロース1.0重量%懸濁液10
0重量部とを、水道水中に投入し、高速ミキサーで3分
間撹拌して繊維を離解させた後、往復回転式撹拌機(ア
ジター、島崎製作所製)を装着したチェスト内で緩やか
に撹拌した。バクテリアセルロース懸濁液は、特開平6
−250431号公報の実施例記載の方法で調製した。
次いで速やかにポリアクリルアミド0.1重量%の水道
水溶液(粘剤)を適宜添加し、引き続き緩やかに撹拌し
て、均一なスラリーを調製した。該スラリーを用い、丸
網抄紙機で幅50cm、坪量40g/m2のウェブを湿
式抄造した。このウェブに熱カレンダー処理(150
℃、20kg/cm2)を施して、繊維を圧着して強度
をもたせ、電池用セパレータHが形成された。湿式抄造
で使用した水道水の導電度は150μS/cmであっ
た。
【0063】電池用セパレータA〜Hの評価 電池用セパレータA〜Hの性能評価を行った。結果を表
2〜4に示した。
【0064】(i)マグネシウム、カルシウムおよび鉄
イオン含有量:各電池用セパレータから10cm×10
cmの大きさの試験片を4枚採取し、各々120℃で1
時間乾燥した後、坩堝に入れて、550℃で灰化した。
冷却後、坩堝に濃塩酸を入れて加熱し、不溶物を濾過で
除去した後、定量希釈し、試料溶液とした。この試料溶
液を用いて、原子吸光光度計でマグネシウム、カルシウ
ムおよび鉄イオン量を測定した。
【0065】(ii)硝酸、塩素、硫酸イオン含有量:各
電池用セパレータから5gの試験片を4枚採取し、10
0mlの超純水に浸漬して、1時間超音波処理を行っ
た。不織布を取り除いた後、さらに遊離物を濾過した溶
液を、イオンクロマトグラフィで、硝酸イオン、硫酸イ
オン、塩素イオン量を測定した。
【0066】(iii)減量率:各電池用セパレータから
10cm×10cmの大きさの試験片を3枚採取し、水
分平衡状態となしたときの重量W(mg)を測定した
後、電解液に相当する30重量%濃度の水酸化カリウム
溶液に浸漬して、80±2℃の雰囲気中で7日間保存す
る。その後取り出した資料を中和点に達するまで水洗し
乾燥した後、再度水分平衡状態となしたときの重量W2
(mg)を測定し、次式数1より減量率(%)を求め
た。
【0067】
【数1】減量率(%)=[(W2−W)/W]×100
【0068】(iv)電池自己放電特性:正極として発泡
式ニッケル極を、負極として水素吸蔵合金を、電解液と
して比重1.3の水酸化カリウム溶液を用い、電池用セ
パレA〜Hを各々用いて、ニッケル−水素電池a〜hを
作製した。これらの電池を1Cで120%定電流充電し
た後、電池電圧が1.0Vになるまで1Cで定電流放電
し、初期放電容量V1を測定した。次いで、1Cで12
0%定電流充電した状態で60℃の恒温槽に3日間放置
した後、1Cで定電流放電し、放電容量V2を測定し、
次式数2より、容量保存率(%)を求めた。
【0069】
【数2】容量保存率(%)=(V2/V1)×100
【0070】(v)充放電サイクル試験:上記ニッケル
−水素電池a〜hを、室温下で、0.2Cで8時間定電
流充電し、1Cで1時間定電流放電し、初期放電容量V
3を測定した。次いで、この定電流充放電を500サイ
クル繰り返した後の、放電容量をV4とした。次式数3
より、放電容量保存率(%)を求めた。
【0071】
【数3】放電容量保存率(%)=(V4/V3)×100
【0072】
【表2】
【0073】
【表3】
【0074】
【表4】
【0075】イオン交換水で湿式抄造および水流交絡処
理がなされた電池用セパレータAと、水道水で湿式抄造
および水流交絡処理がなされた後に蒸留水で洗浄処理が
なされた電池用セパレータBは、水道水で湿式抄造およ
び水流交絡処理がなされた電池用セパレータCと比較し
て、金属イオン、脱落しやすい余剰繊維、界面活性剤、
バインダー等の無機および有機不純物の含有量が少ない
ために、減量率が低くなった。また、容量保存率、放電
容量保存率も電池cと比較して、電池aおよびbは高
く、純水による湿式抄造、水流交絡処理、洗浄処理によ
って自己放電現象および電極劣化が抑えられることが示
された。
【0076】水道水で湿式抄造および水流交絡処理がな
された後に蒸留水で洗浄処理がなされた電池用セパレー
タDと、水道水で湿式抄造がなされた後、イオン交換水
で水流交絡処理がなされた電池用セパレータEは、水道
水で湿式抄造および水流交絡処理がなされた電池用セパ
レータFと比較して、金属イオン、脱落しやすい余剰繊
維、界面活性剤、バインダー等の無機および有機不純物
の含有量が少ないために、減量率が低くなった。また、
容量保存率、放電容量保存率も電池fと比較して、電池
dおよびeは高く、純水による水流交絡処理、洗浄処理
によって自己放電現象および電極劣化が抑えられること
が示された。
【0077】イオン交換水で湿式抄造がなされた電池用
セパレータGは、水道水で湿式抄造がなされた電池用セ
パレータHと比較して、金属イオン、脱落しやすい余剰
繊維、界面活性剤、バインダー等の無機および有機不純
物の含有量が少ないために、減量率が低くなった。ま
た、容量保存率、放電容量保存率も電池hと比較して、
電池gは高く、純水による湿式抄造によって自己放電現
象および電極劣化が抑えられることが示された。
【0078】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の不織布
(1)および(2)は、純水によって湿式抄造、水流交
絡処理がなされているので、これらの工程で、不織布中
に水から不純物が入ってくることが無く、純度の高い不
織布を得ることができる。また、本発明の不織布(3)
は、純水による洗浄処理によって、不織布内に含まれる
不純物が除去されている。このような本発明の不織布
(1)〜(3)は、電気製品、衛生製品等の不純物の除
去が必須となっている製品に対して非常に有利に用いる
ことができる。特に、本発明の不織布(1)〜(3)か
らなる電池用セパレータ(4)および、不純物の少ない
不織布を用いた本発明の電池用セパレータ(4)〜(1
4)の場合、アルカリ二次電池に特有の自己放電現象お
よび電極の劣化を抑制できるという秀逸な効果をもたら
す。本発明の電池用セパレータ(4)〜(14)のいず
れかを用いてなる本発明の電池(15)は、自己放電反
応および電池容量の低下が促進されることなく、高性能
を発現することができる。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 純水を用いて抄造されたことを特徴とす
    る湿式抄造不織布。
  2. 【請求項2】 純水を用いて水流交絡処理を施されたこ
    とを特徴とする不織布。
  3. 【請求項3】 純水によって洗浄処理がなされたことを
    特徴とする不織布。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの不織布からな
    ることを特徴とする電池用セパレータ。
  5. 【請求項5】 マグネシウムイオン含有量が5mg/m2
    以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  6. 【請求項6】 カルシウムイオン含有量が5mg/m2
    以下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  7. 【請求項7】 鉄イオン含有量が5mg/m2以下であ
    ることを特徴とする電池用セパレータ。
  8. 【請求項8】 硝酸イオン含有量が40mg/m2以下
    であることを特徴とする電池用セパレータ。
  9. 【請求項9】 塩素イオン含有量が10mg/m2以下
    であることを特徴とする電池用セパレータ。
  10. 【請求項10】 硫酸イオン含有量が50mg/m2
    下であることを特徴とする電池用セパレータ。
  11. 【請求項11】 電池用セパレータが、ポリオレフィン
    系繊維を含有する不織布であることを特徴とする請求項
    4〜10のいずれか記載の電池用セパレータ。
  12. 【請求項12】 ポリオレフィン系繊維が分割型複合繊
    維であることを特徴とする請求項4〜11のいずれか記
    載の電池用セパレータ。
  13. 【請求項13】 電池用セパレータが、湿式法によって
    製造された不織布であることを特徴とする請求項5〜1
    2のいずれか記載の電池用セパレータ。
  14. 【請求項14】 電池用セパレータが、水流交絡処理を
    施され不織布であることを特徴とする請求項5〜13の
    いずれか記載の電池用セパレータ。
  15. 【請求項15】 請求項4〜14記載の電池用セパレー
    タを用いることを特徴とする電池。
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