JPH1196989A - Separator for battery and battery - Google Patents

Separator for battery and battery

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JPH1196989A
JPH1196989A JP9259149A JP25914997A JPH1196989A JP H1196989 A JPH1196989 A JP H1196989A JP 9259149 A JP9259149 A JP 9259149A JP 25914997 A JP25914997 A JP 25914997A JP H1196989 A JPH1196989 A JP H1196989A
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JP
Japan
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battery separator
nonwoven fabric
battery
fiber
separator according
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Application number
JP9259149A
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Japanese (ja)
Inventor
Wakana Aizawa
和佳奈 相澤
Kenji Hyodo
建二 兵頭
Shigehiro Maeda
茂宏 前田
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Publication date
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    • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide battery separator with excellent affinity with electrolyte and a battery using the battery separator. SOLUTION: This separator is made by applying hydrophilic treatment to nonwoven fabric of at least one kind of polyorefinic fiber by using silicone surfactant with alkoxy group. Since the silicone surfactant contains polyalkyleneoxide group and acid group, it has further excellent affinity with electrolyte, and in addition, since the polyorefinic fiber is a divided type compound fiber and the nonwoven fabric is made by wet manufacturing and/or stream interlacing, battery performance is enhanced.

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、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用の電池用セパレータおよび電池に
関し、電解液との親和性に優れ、高い吸液性や保液性を
示す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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery separator and a battery for an alkaline secondary battery such as a nickel-cadmium battery, a nickel-zinc battery, and a nickel-hydrogen battery, which have excellent compatibility with an electrolytic solution and high performance. The present invention relates to a battery separator exhibiting a liquid absorbing property and a liquid retaining property, and a battery using the battery separator.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、小型民生機器や自動車をはじめと
する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、高容量といった特
性を有しており、広範囲の産業分野で利用されている。
2. Description of the Related Art At present, alkaline secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-zinc batteries, nickel-hydrogen batteries, etc., have become widespread as driving power supplies for large-sized appliances such as small consumer appliances and automobiles. Alkaline secondary batteries are
It has characteristics such as high output, high energy density, long life, and high capacity, and is used in a wide range of industrial fields.

【0003】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、電解液とから構成される。アル
カリ二次電池で使用されている電池用セパレータには、
電解液(アルカリ性水溶液)との親和性が良く、吸液速
度、保液性が優れていること、長期間の充放電の繰り返
しに耐えることができる耐アルカリ性および耐酸化性を
有していること、内部抵抗が小さく、電池内部で発生し
た気体、イオンの透過を妨げることがない充分な透過性
を有すること、電池の小型化に対応できるように薄膜で
あり、かつ厚みが均一で、機械的強度にも優れること等
の性能が要求されている。
An alkaline secondary battery is composed of at least a positive electrode, a negative electrode, a battery separator, and an electrolyte. Battery separators used in alkaline secondary batteries include:
It has good affinity with electrolyte solution (alkaline aqueous solution), excellent liquid absorption rate and liquid retention property, and has alkali resistance and oxidation resistance that can withstand repeated charge and discharge for a long time. It has a low internal resistance, has sufficient permeability not to hinder the transmission of gas and ions generated inside the battery, and has a uniform thickness and mechanical thickness Performance such as excellent strength is required.

【0004】上記特性を満たす電池用セパレータとして
は、一般に不織布が使用される。不織布を構成する繊維
としては、ポリエステル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポ
リビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、
ポリアミド繊維、ポリオレフィン系繊維等が用いられて
いる。アルカリ二次電池として、従来一般的であったニ
ッケル−カドミウム電池では、電解液との親和性に優れ
たポリアミド繊維からなる不織布が用いられることが多
かった。
As a battery separator satisfying the above characteristics, a nonwoven fabric is generally used. As fibers constituting the nonwoven fabric, polyester fibers, polyvinyl chloride fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyacrylonitrile fibers,
Polyamide fibers, polyolefin fibers and the like are used. As a conventional alkaline secondary battery, a nickel-cadmium battery generally used in many cases uses a nonwoven fabric made of a polyamide fiber having an excellent affinity for an electrolytic solution.

【0005】アルカリ二次電池では、充電状態の電池を
高温下で保存すると、容量が低下していく自己放電現象
が問題となっている。この一原因として、電池用セパレ
ータの分解生成物による正極の還元反応が考えられてい
る。特に、ポリアミド繊維は、電解液によって加水分解
されるために、分解生成物が生じやすく、自己放電現象
が促進されるという欠点があった。この自己放電現象
は、負極として水素吸蔵合金を用いたニッケル−水素電
池でより問題となっている。
[0005] In an alkaline secondary battery, when a charged battery is stored at a high temperature, a self-discharge phenomenon in which the capacity is reduced has become a problem. One possible cause is considered to be a reduction reaction of the positive electrode by a decomposition product of the battery separator. In particular, since polyamide fibers are hydrolyzed by an electrolytic solution, they have a disadvantage that decomposition products are easily generated and a self-discharge phenomenon is promoted. This self-discharge phenomenon is more problematic in nickel-hydrogen batteries using a hydrogen storage alloy as the negative electrode.

【0006】このため、耐アルカリ性および耐酸化性に
優れたポリオレフィン系繊維を主成分とした不織布が優
位に用いられるようになった。しかし、ポリオレフィン
系繊維は電解液に対する親和性が低いので、スルホン化
処理、親水性単量体のグラフト化処理、コロナ放電処
理、界面活性剤浸漬処理等の親水化処理を行う必要があ
った。
[0006] For this reason, nonwoven fabrics containing polyolefin-based fibers having excellent alkali resistance and oxidation resistance as main components have come to be used predominantly. However, since the polyolefin fiber has a low affinity for the electrolytic solution, it is necessary to perform a hydrophilic treatment such as a sulfonation treatment, a grafting treatment of a hydrophilic monomer, a corona discharge treatment, and a surfactant immersion treatment.

【0007】上記親水化処理のうち、スルホン化処理お
よびグラフト化処理は、スルホン酸基およびカルボン酸
基等のイオン交換基をポリオレフィン系繊維に導入する
ことができ、またこれら導入されたイオン交換基はポリ
オレフィン系繊維から遊離しないという利点がある。ま
た、イオン交換基は、電池内に含まれる窒素化合物、多
価金属イオン等の不純物を捕捉し、電池特性を向上させ
ることができると考えられている。しかしながら、スル
ホン化処理やグラフト化処理は、処理コストが高い、繊
維の劣化によって電池用セパレータの機械的強度が低く
なる等の欠点があった。
[0007] Among the above-mentioned hydrophilic treatments, the sulfonation treatment and the grafting treatment can introduce ion exchange groups such as sulfonic acid groups and carboxylic acid groups into the polyolefin-based fiber. Has the advantage that it is not released from the polyolefin fiber. Further, it is considered that the ion exchange group can capture impurities such as nitrogen compounds and polyvalent metal ions contained in the battery and improve battery characteristics. However, the sulfonation treatment and the grafting treatment have disadvantages such as a high treatment cost and a decrease in the mechanical strength of the battery separator due to fiber deterioration.

【0008】コロナ放電処理による親水化処理は、経時
的に親水性が低下するという問題がある。また、界面活
性剤浸漬処理では、電池内で不織布から界面活性剤が遊
離し、電池の自己放電現象を促進することがあるという
問題点があった。
The hydrophilization treatment by corona discharge treatment has a problem that the hydrophilicity decreases with time. Further, in the surfactant immersion treatment, there is a problem that the surfactant is released from the nonwoven fabric in the battery, which may promote the self-discharge phenomenon of the battery.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電解
液との親和性に優れた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を提供することである。得に、
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用の電池用セパレ
ータおよび、該電池用セパレータを用いた電池を提供す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery separator excellent in affinity with an electrolytic solution and a battery using the battery separator. In particular,
Provided are a battery separator for an alkaline secondary battery such as a nickel-cadmium battery, a nickel-zinc battery, and a nickel-hydrogen battery, and a battery using the battery separator.

【0010】[0010]

【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、下記の発明を見出
すに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found the following invention.

【0011】(1)少なくとも1種のポリオレフィン系
繊維からなる不織布が、アルコキシ基を含有するシリコ
ーン界面活性剤で親水化処理されていることを特徴とす
る電池用セパレータ。
(1) A battery separator, wherein a nonwoven fabric made of at least one kind of polyolefin-based fiber is subjected to a hydrophilic treatment with a silicone surfactant containing an alkoxy group.

【0012】(2)加熱処理によってアルコキシ基が架
橋構造をなし、シリコーン界面活性剤が不織布に固定化
されていることを特徴とする上記(1)記載の電池用セ
パレータ。
(2) The battery separator according to the above (1), wherein the alkoxy group forms a crosslinked structure by heat treatment, and the silicone surfactant is fixed to the nonwoven fabric.

【0013】(3)シリコーン界面活性剤がポリアルキ
レンオキシド基を含有することを特徴とする上記(1)
または(2)記載の電池用セパレータ。
(3) The above (1), wherein the silicone surfactant contains a polyalkylene oxide group.
Or the battery separator according to (2).

【0014】(4)シリコーン界面活性剤が酸基を含有
していることを特徴とする上記(1)、(2)または
(3)記載の電池用セパレータ。
(4) The battery separator according to the above (1), (2) or (3), wherein the silicone surfactant contains an acid group.

【0015】(5)酸基がカルボン酸基および/または
スルホン酸基である上記(4)記載の電池用セパレー
タ。
(5) The battery separator according to the above (4), wherein the acid group is a carboxylic acid group and / or a sulfonic acid group.

【0016】(6)少なくとも1種のポリオレフィン系
繊維が分割型複合繊維であることを特徴とする上記
(1)〜(5)の何れか記載の電池用セパレータ。
(6) The battery separator according to any one of the above (1) to (5), wherein the at least one polyolefin fiber is a splittable conjugate fiber.

【0017】(7)不織布が水酸基を有する繊維を含有
することを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか記載
の電池用セパレータ。
(7) The battery separator as described in any one of (1) to (6) above, wherein the nonwoven fabric contains fibers having a hydroxyl group.

【0018】(8)不織布が湿式抄造不織布であること
を特徴とする上記(1)〜(7)の何れか記載の電池用
セパレータ。
(8) The battery separator according to any one of (1) to (7), wherein the nonwoven fabric is a wet-laid nonwoven fabric.

【0019】(9)不織布が水流交絡処理不織布である
ことを特徴とする上記(1)〜(8)の何れか記載の電
池用セパレータ。
(9) The battery separator according to any one of (1) to (8) above, wherein the nonwoven fabric is a hydroentangled nonwoven fabric.

【0020】(10)不織布がミクロフィブリル化セル
ロースを含有することを特徴とする上記(1)〜(9)
の何れか記載の電池用セパレータ。
(10) The above-mentioned (1) to (9), wherein the nonwoven fabric contains microfibrillated cellulose.
The battery separator according to any one of the above.

【0021】(11)上記(1)〜(10)の何れか記
載の電池用セパレータを含有する電池。
(11) A battery containing the battery separator according to any one of the above (1) to (10).

【0022】本発明の電池用セパレータは、少なくとも
一種のポリオレフィン系繊維からなる不織布であり、ア
ルコキシ基を含有するシリコーン界面活性剤によって親
水化処理がなされている。このシリコーン界面活性剤
は、アルコキシ基が互いに架橋し合って、電解液に対し
て不溶性になり、電池内で不織布から遊離することがな
く、自己放電現象に寄与することがない。
The battery separator of the present invention is a nonwoven fabric made of at least one kind of polyolefin fiber, and has been subjected to a hydrophilic treatment with a silicone surfactant containing an alkoxy group. In this silicone surfactant, the alkoxy groups are cross-linked to each other and become insoluble in the electrolytic solution, do not release from the nonwoven fabric in the battery, and do not contribute to the self-discharge phenomenon.

【0023】また、本発明の電池用セパレータ(2)の
ように、加熱処理を行うことで、アコキシ基の架橋がよ
り短時間で進行し、またより多くのアルコキシ基が架橋
構造を形成することで、不織布への固定化がさらに強固
となる。なお、グラフト化処理、スルホン化処理と異な
り、この加熱処理によって不織布を構成する繊維が劣化
することがないので、電池用セパレータの機械的強度が
低下するといった問題は生じない。
Further, as in the battery separator (2) of the present invention, by performing the heat treatment, the crosslinking of the akoxy group progresses in a shorter time, and more alkoxy groups form a crosslinking structure. Thus, the fixation to the nonwoven fabric is further strengthened. Note that, unlike the grafting treatment and the sulfonation treatment, the fibers constituting the nonwoven fabric are not deteriorated by the heat treatment, so that there is no problem that the mechanical strength of the battery separator is reduced.

【0024】本発明の電池用セパレータ(3)におい
て、シリコーン界面活性剤がポリアルキレンオキシド基
を含有することで、不織布に親水性をより容易に持たせ
ることができる。
In the battery separator (3) of the present invention, when the silicone surfactant contains a polyalkylene oxide group, the nonwoven fabric can have hydrophilicity more easily.

【0025】本発明の電池用セパレータ(4)において
も、シリコーン界面活性剤が酸基を含有することで、不
織布に親水性を持たせることができる。
Also in the battery separator (4) of the present invention, the nonwoven fabric can be made hydrophilic by the silicone surfactant containing an acid group.

【0026】シリコーン界面活性剤の酸基がカルボン酸
基および/またはスルホン酸基である本発明の電池用セ
パレータ(5)は、該酸基が親水性発現に寄与する他
に、自己放電現象の促進剤となる不純物を捕捉し、電池
特性を向上させることができる。
The battery separator (5) of the present invention, in which the acid group of the silicone surfactant is a carboxylic acid group and / or a sulfonic acid group, not only contributes to the development of hydrophilicity but also to the self-discharge phenomenon. An impurity serving as a promoter can be captured to improve battery characteristics.

【0027】本発明の電池用セパレータ(6)では、少
なくとも1種のポリオレフィン繊維が微細な分割型複合
繊維であることで、電解液の保液性が良好な電池用セパ
レータを得ることができる。
In the battery separator (6) of the present invention, since at least one kind of the polyolefin fiber is a fine splittable conjugate fiber, a battery separator having a good electrolyte retention property can be obtained.

【0028】本発明の電池用セパレータ(7)では、不
織布が水酸基を有する繊維を含有しているが、該水酸基
はシリコーン界面活性剤のアルコキシ基と架橋すること
ができるので、シリコーン界面活性剤を不織布に容易に
かつ強固に固定化させることができる。
In the battery separator (7) of the present invention, the nonwoven fabric contains fibers having hydroxyl groups. Since the hydroxyl groups can crosslink with the alkoxy groups of the silicone surfactant, the silicone surfactant is used. It can be easily and firmly fixed to the nonwoven fabric.

【0029】本発明の電池用セパレータ(8)では、不
織布が湿式抄造不織布である。湿式抄造不織布は、乾式
抄造不織布を比較して、地合が良好で、薄膜化が可能で
あり、電池の小型化に有利に対応することができる。
In the battery separator (8) of the present invention, the nonwoven fabric is a wet-laid nonwoven fabric. The wet-laid nonwoven fabric has a better formation than the dry-laid nonwoven fabric, can be formed into a thin film, and can advantageously cope with miniaturization of the battery.

【0030】本発明の電池用セパレータ(9)では、不
織布が水流交絡不織布であるので、繊維が3次元的に強
固に交絡されており、非常に高い機械的強度を有してい
る。
In the battery separator (9) of the present invention, since the non-woven fabric is a hydro-entangled non-woven fabric, the fibers are strongly entangled three-dimensionally and have very high mechanical strength.

【0031】本発明の電池用セパレータ(10)では、
不織布がバインダーとしてミクロフィブリル化セルロー
スを含有しているが、ミクロフィブリル化セルロースは
ポリオレフィン系繊維と絡合するので、不織布の機械的
強度を上げることができる。
In the battery separator (10) of the present invention,
Although the nonwoven fabric contains microfibrillated cellulose as a binder, the microfibrillated cellulose is entangled with the polyolefin-based fiber, so that the mechanical strength of the nonwoven fabric can be increased.

【0032】本発明の電池(11)は、電解液への親和
性に優れている上述の電池用セパレータ(1)〜(1
0)のいずれかを用いているので、高容量、自己放電現
象の抑制、長寿命といった優れた電池特性を発現するこ
とが可能である。
The battery (11) of the present invention has the above-mentioned battery separators (1) to (1) having excellent affinity for an electrolytic solution.
0), excellent battery characteristics such as high capacity, suppression of self-discharge phenomenon, and long life can be exhibited.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電池用セパレータに係わるシリコーン界面活性
剤はアルコキシ基を有している。アルコキシ基として
は、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基が挙げ
られる。アルコキシ基は、自己縮合して架橋構造をと
り、不織布を構成する繊維上に皮膜を形成し、電解液に
対して不溶性となる。したがって、電池に組み込んだ場
合に、電池用セパレータから電解液、電極等へ、シリコ
ーン界面活性剤が遊離することがないので、自己放電特
性に影響を与えることがない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The silicone surfactant relating to the battery separator of the present invention has an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group. The alkoxy group self-condenses to form a crosslinked structure, forms a film on the fibers constituting the nonwoven fabric, and becomes insoluble in the electrolytic solution. Therefore, when incorporated in a battery, the silicone surfactant does not release from the battery separator to the electrolyte solution, the electrode, and the like, so that the self-discharge characteristics are not affected.

【0034】本発明の電池用セパレータ(2)のよう
に、シリコーン界面活性剤を付着させた後、加熱処理を
行うと、アルコキシ基の架橋が迅速かつ大量に進行し、
より不織布への固定化が促進される。加熱処理は、80
〜150℃で行うことが好ましい。不織布を構成する繊
維として、ポリエチレン繊維のような熱溶融性繊維を用
いる場合には、熱溶融性繊維が溶融することがない温度
範囲である80〜130℃が好ましい。
As in the battery separator (2) of the present invention, if a heat treatment is performed after a silicone surfactant is adhered, crosslinking of alkoxy groups proceeds rapidly and in large quantities.
Immobilization to a nonwoven fabric is further promoted. Heat treatment is 80
It is preferable to carry out at -150 ° C. When a heat-fusible fiber such as a polyethylene fiber is used as the fiber constituting the nonwoven fabric, the temperature is preferably from 80 to 130 ° C., which is a temperature range at which the heat-fusible fiber does not melt.

【0035】本発明の電池用セパレータに係わるシリコ
ーン界面活性剤は、ポリオレフィン系繊維からなる不織
布に良好な電解液親和性を発現させるために、ポリアル
キレンオキシト゛基を含有することが好ましい。また酸基
も電解液親和性に対して有利に作用する。また、酸基と
しては、カルボン酸基および/またはスルホン酸基がよ
り好ましい。カルボン酸基および/またはスルホン酸基
は、イオン交換基として働き、電池内の不純物を捕捉す
ることで、電池の自己放電現象を抑制し、長寿命化に寄
与する。
The silicone surfactant relating to the battery separator of the present invention preferably contains a polyalkylene oxy group in order to develop a good affinity for an electrolyte in a nonwoven fabric made of polyolefin fibers. The acid group also has an advantageous effect on the affinity for the electrolyte. Further, as the acid group, a carboxylic acid group and / or a sulfonic acid group are more preferable. The carboxylic acid group and / or sulfonic acid group functions as an ion exchange group, and by trapping impurities in the battery, suppresses the self-discharge phenomenon of the battery and contributes to a longer life.

【0036】本発明の電池用セパレータでは、少なくと
も1種のポリオレフィン系繊維からなる不織布が用いら
れる。ポリオレフィン系繊維としては、ポリオレフィン
単独からなる繊維、またはオレフィンとその他の単量体
との共重合体からなる繊維を用いることができる。ま
た、ポリオレフィン系繊維とその他の繊維の混紡繊維で
あっても良い。(ポリ)オレフィンとしては、(ポリ)
エチレン、(ポリ)プロピレン、(ポリ)ブテン、エチ
レン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−プロピ
レン共重合体、(ポリ)メチルペンテン等を挙げること
ができる。また、オレフィンと共重合が可能な単量体と
しては、酪酸ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール
(酢酸ビニルを重合後鹸化する場合もある)、塩化ビニ
ル等を挙げることができる。
In the battery separator of the present invention, a nonwoven fabric made of at least one kind of polyolefin fiber is used. As the polyolefin-based fiber, a fiber made of a polyolefin alone or a fiber made of a copolymer of an olefin and another monomer can be used. Further, a blended fiber of a polyolefin-based fiber and another fiber may be used. (Poly) olefins include (poly)
Examples thereof include ethylene, (poly) propylene, (poly) butene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-propylene copolymer, and (poly) methylpentene. Examples of the monomer copolymerizable with the olefin include vinyl butyrate, vinyl acetate, vinyl alcohol (sometimes saponified after polymerization of vinyl acetate), and vinyl chloride.

【0037】本発明の電池用セパレータに係わる不織布
に用いることができる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、U型、Y型、
葉状等を用いることができる。また、繊維に空隙を有す
るものも使用することができる。電池用セパレータとし
て充分な保液性を出すためには、微細な分割型複合繊維
を用いることが好ましい。
The cross-sectional shape of the fiber which can be used for the non-woven fabric of the battery separator of the present invention is not particularly limited, and may be circular, elliptical, triangular, star-shaped, T-shaped, U-shaped, Y-shaped,
A leaf shape or the like can be used. Further, fibers having voids can also be used. In order to obtain a sufficient liquid retaining property as a battery separator, it is preferable to use fine splittable conjugate fibers.

【0038】本発明の電池用セパレータに係わる不織布
に用いることができる繊維は、繊維径は1〜30μmが
好ましい。繊維径が1μmより細いと、不織布が緻密に
なりすぎて、空隙率が低下し、保液性が低くなる。ま
た、逆に30μmより太くなると、空隙率は大きくなる
ものの、比表面積が低下し、シリコーン界面活性剤によ
る親水化処理の効果が発現しにくくなる。また、繊維長
は1〜50mmが好ましい。繊維長が50mmより大き
くなると、不織布を製造する際に繊維のもつれが生じ、
電池用セパレータの地合、均一性が悪化する。
The fiber which can be used for the non-woven fabric of the battery separator of the present invention preferably has a fiber diameter of 1 to 30 μm. If the fiber diameter is smaller than 1 μm, the nonwoven fabric becomes too dense, the porosity is reduced, and the liquid retention is reduced. On the other hand, when the thickness is larger than 30 μm, the porosity is increased, but the specific surface area is reduced, and the effect of the hydrophilic treatment with the silicone surfactant is hardly exhibited. Further, the fiber length is preferably 1 to 50 mm. If the fiber length is greater than 50 mm, fiber entanglement occurs when producing a nonwoven fabric,
The formation and uniformity of the battery separator deteriorate.

【0039】本発明の電池用セパレータに係わる不織布
は、乾式抄造法、湿式抄造法の何れの方法でも製造でき
る。電池の小型化、軽量化のために、電池用セパレータ
に要求されている薄膜化、均一化に対応するためには、
湿式抄造法が好ましい。湿式抄造法では、ポリオレフィ
ン系繊維、バインダーを水に均一に分散して抄造する。
また、抄造時に分散剤、消泡剤等を適宜添加しても良
い。
The nonwoven fabric relating to the battery separator of the present invention can be produced by any of a dry papermaking method and a wet papermaking method. In order to meet the demand for thinner and more uniform batteries required for battery separators in order to reduce the size and weight of batteries,
Wet papermaking is preferred. In the wet papermaking method, papermaking is performed by uniformly dispersing a polyolefin fiber and a binder in water.
Further, a dispersant, an antifoaming agent and the like may be appropriately added at the time of papermaking.

【0040】本発明の電池用セパレータに係わる不織布
は、機械的強度に優れた水流交絡処理不織布であること
が好ましい。水流交絡不織布は、不織布を支持体に単層
もしくは複層で載せて、ウェブ上方から水流を噴射し
て、不織布を構成している繊維を3次元的に交絡させる
ことによって得られる。この水流交絡処理は、不織布の
片面のみに行っても、両面に行っても何れでも良い。
The nonwoven fabric relating to the battery separator of the present invention is preferably a hydroentangled nonwoven fabric having excellent mechanical strength. The hydroentangled nonwoven fabric is obtained by placing the nonwoven fabric in a single layer or multiple layers on a support, spraying a water stream from above the web, and three-dimensionally intermingling the fibers constituting the nonwoven fabric. This hydroentanglement treatment may be performed on only one side of the nonwoven fabric or on both sides.

【0041】本発明の電池用セパレータは、抄造時の不
織布の強度を保つために、バインダーを含有させること
ができる。バインダーとしては、耐アルカリ性に優れ、
かつ繊維形状である、ポリオレフィン系繊維と絡合する
ことが可能なバクテリアセルロースを用いることが好ま
しい。
The battery separator of the present invention may contain a binder in order to maintain the strength of the nonwoven fabric during papermaking. As a binder, it has excellent alkali resistance,
It is preferable to use bacterial cellulose which is in a fiber form and can be entangled with polyolefin-based fibers.

【0042】本発明の電池用セパレータに係わるミクロ
フィブリル化セルロースとは、結晶化度の高いセルロー
ス繊維を高度にフィブリル化した微小繊維である。本発
明に係わるミクロフィブリル化セルロースの製造方法と
しては、機械的剪断力による方法、例えばビーター、コ
ニカルリファイナー、シングルディスクリファイナー、
ダブルディスクリファイナー等の各種叩解機を用いる方
法、高圧下で小径のオルフィスを通過させる方法、特開
昭63−256787号公報に記載されているへベル付
駆動軸でインペラーを回転させ繊維材料に衝撃を加える
方法、特開平4−194097号公報に記載されている
サンドミル等の微粉砕機を使用する方法、特開平6−1
84975号公報に記載されているリング状粉砕媒体に
よる粉砕方法、特開平6−212587号公報に記載さ
れているメディア撹拌式粉砕器による粉砕方法等を挙げ
ることができる。
The microfibrillated cellulose relating to the battery separator of the present invention is a fine fiber obtained by highly fibrillating cellulose fibers having high crystallinity. As a method for producing the microfibrillated cellulose according to the present invention, a method using mechanical shearing force, for example, a beater, a conical refiner, a single disc refiner,
A method using various beating machines such as a double disc refiner, a method of passing a small diameter orifice under high pressure, and a method in which an impeller is rotated by a drive shaft with a bell described in JP-A-63-256787 to impact the fiber material. A method using a pulverizer such as a sand mill described in JP-A-4-194097;
A pulverizing method using a ring-shaped pulverizing medium described in 84975, a pulverizing method using a media stirring type pulverizer described in JP-A-6-212587, and the like can be mentioned.

【0043】本発明の電池用セパレータに係わるミクロ
フィブリル化セルロースの原料としては、例えば広葉樹
晒クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹晒クラフトパル
プ(NBKP)、針葉樹晒サルファイトパルプ(NBS
P)等の化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカ
ニカルパルプ(TMP)等の機械パルプ等の木材パルプ
や、コットンパルプや麻、楮、雁皮、三椏等の靭皮繊維
パルプ等の非木材パルプ、再生セルロース繊維等を用い
ることができる。
Examples of the raw material of the microfibrillated cellulose relating to the battery separator of the present invention include hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), and softwood bleached sulphite pulp (NBS).
Wood pulp such as chemical pulp such as P), mechanical pulp such as groundwood pulp (GP), and thermomechanical pulp (TMP); And regenerated cellulose fibers and the like can be used.

【0044】本発明の電池用セパレータに係わるミクロ
フィブリル化セルロースとしては、バクテリアセルロー
スをより好ましく用いることができる。バクテリアセル
ロースとは、微生物によって製造されたセルロース繊維
のことであり、セルロースおよびセルロースを主鎖とし
たヘテロ多糖を含むものおよびβ−1,3、β−1,2
糖のグルカンを含むものである。ヘテロ多糖の場合のセ
ルロース以外の構成成分はマンノース、フラクトース、
ガラクトース、キシロース、アラビノース、ラムノー
ス、グルクロン酸等の六炭糖、五炭糖および有機酸等で
ある。なお、これらの多糖は1種もしくは2種以上の混
合物として存在している。
As the microfibrillated cellulose relating to the battery separator of the present invention, bacterial cellulose can be more preferably used. Bacterial cellulose refers to cellulose fibers produced by microorganisms, including cellulose and heteropolysaccharides having cellulose as a main chain, and β-1,3, β-1,2.
It contains sugar glucans. The components other than cellulose in the case of the heteropolysaccharide are mannose, fructose,
Hexoses such as galactose, xylose, arabinose, rhamnose, and glucuronic acid, pentoses, and organic acids. In addition, these polysaccharides exist as one kind or a mixture of two or more kinds.

【0045】本発明の電池用セパレータに用いることが
できるバクテリアセルロースを生産する微生物は、特に
限定されないが、アセトバクター・アセチ・サブスピー
シス・キシリナム(Acetobacter acet
i subsp・xylium) ATCC 1082
1あるいはアセトバクター・パストウリアン(Acet
obacter pasteurium)、アセトバク
ター・ランセンス(Acetobacter ranc
ens)、サルシナ・ベントリクリ(Sarcina
ventriculi)、バクテリウム・キシロイデス
(Bacterium xyloides)、シュード
モナス属細菌、アグロバクテリウム属細菌等でバクテリ
アセルロースを生産するものを利用することができる。
Microorganisms that produce bacterial cellulose that can be used in the battery separator of the present invention are not particularly limited, but may be Acetobacter aceti subsp. Xylinum (Acetobacter acet).
i subsp xylium) ATCC 1082
1 or Acetobacter pasteurian (Acet
obeter pasteurium), Acetobacter lance
ens), Sarsina Ventriculi
ventriculi), Bacterium xyloides, Pseudomonas bacteria, Agrobacterium bacteria, etc., which produce bacterial cellulose can be used.

【0046】本発明の電池用セパレータに用いることが
できるバクテリアセルロースを生成する方法としては、
一般の細菌培養法を用いることができる。すなわち、静
置培養法、撹拌培養法、通気培養法、振盪培養法あるい
はこれらを組み合わせたもの等を挙げることができる。
具体的には、特開昭59−120159号、同61−1
52296号、同61−212295号、同62−26
5990号、同62−175190号、同63−202
394号、同62−36467号、同63−7494
0、特開平3−174091号、同5−51885号、
同6−113873号、同6−206904号、同6−
233691号、同7−39386号、同7−7976
9号、同7−107986号、同7−118301号、
同7−118303号、同9−25302号、特表昭6
2−500630号、特表平2−500116号公報等
に記載の方法を挙げることができる。
The method for producing bacterial cellulose that can be used for the battery separator of the present invention includes the following.
General bacterial culture methods can be used. That is, a stationary culture method, a stirring culture method, an aeration culture method, a shaking culture method, or a combination thereof can be used.
Specifically, JP-A-59-120159 and JP-A-61-1
No. 52296, No. 61-212295, No. 62-26
No. 5990, No. 62-175190, No. 63-202
No. 394, No. 62-36467, No. 63-7494
0, JP-A-3-174091, JP-A-5-51885,
6-113873, 6-206904, 6-
No. 233691, No. 7-39386, No. 7-7976
No. 9, No. 7-107986, No. 7-118301,
No. 7-118303, No. 9-25302, Tokuyo Sho 6
Methods described in JP-A-2-500630 and JP-A-2-500116 can be used.

【0047】本発明の電池(11)は、上述の電池用セ
パレータを用いてなるものである。
The battery (11) of the present invention uses the battery separator described above.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳説する。The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0049】実施例1親水化処理 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20mmの芯
鞘繊維からなる乾式抄造不織布(坪量50g/m2
を、熱カレンダー処理(150℃、20kg/cm2
によって、繊維を熱圧着した後に、表1の液に浸漬した
後、100℃で2分間乾燥して、電池用セパレータAを
得た。
Example 1 Dry-type papermaking nonwoven fabric (core weight: 50 g / m 2 ) consisting of a core-sheath fiber having a fineness of 1.5 denier and a fiber length of 20 mm, comprising polypropylene as a core component subjected to hydrophilic treatment and polyethylene as a sheath component.
Is heat calendered (150 ° C., 20 kg / cm 2 )
After thermocompression bonding of the fibers, the fibers were immersed in the liquid shown in Table 1, and then dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a battery separator A.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】実施例2親水化処理 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20mmの芯
鞘繊維からなる乾式抄造不織布(坪量50g/m2
を、熱カレンダー処理(150℃、20kg/cm2
によって、繊維を熱圧着した後に表2の液に浸漬した
後、100℃で2分間乾燥して、電池用セパレータBを
得た。
Example 2 Dry-type nonwoven fabric (basis weight: 50 g / m 2 ) consisting of a core-sheath fiber having a fineness of 1.5 denier and a fiber length of 20 mm comprising polypropylene as a core component subjected to hydrophilic treatment and polyethylene as a sheath component.
Is heat calendered (150 ° C., 20 kg / cm 2 )
After thermocompression bonding of the fiber, the fiber was immersed in the liquid shown in Table 2, and then dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a battery separator B.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】比較例1 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20mmの芯
鞘繊維からなる乾式抄造不織布(坪量50g/m2
を、熱カレンダー処理(150℃、20kg/cm2
によって、繊維を熱圧着し、電池用セパレータXを得
た。
Comparative Example 1 Dry-type nonwoven fabric made of a core-sheath fiber having a fineness of 1.5 denier and a fiber length of 20 mm comprising polypropylene as a core component and polyethylene as a sheath component (basis weight: 50 g / m 2 )
Is heat calendered (150 ° C., 20 kg / cm 2 )
The fibers were thermocompression-bonded to obtain a battery separator X.

【0054】比較例2 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20mmの芯
鞘繊維からなる乾式抄造不織布(坪量50g/m2
を、熱カレンダー処理(150℃、20kg/cm2
によって、繊維を熱圧着した後に表3の液に浸漬した
後、100℃で2分間乾燥して、電池用セパレータYを
得た。
Comparative Example 2 Dry-type nonwoven fabric made of a core-sheath fiber having a fineness of 1.5 denier and a fiber length of 20 mm comprising polypropylene as a core component and polyethylene as a sheath component (basis weight: 50 g / m 2 )
Is heat calendered (150 ° C., 20 kg / cm 2 )
After thermocompression bonding of the fiber, the fiber was immersed in the liquid shown in Table 3 and then dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a battery separator Y.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】実施例3湿式不織布の製造 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98
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%溶液に含浸させ
たものと、熱水可溶性ポリビニルアルコール繊維(VP
W103;クラレ製)2重量部をノニオン性界面活性剤
1重量%溶液に含浸させたものとを、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%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50g/m2の不織布を製造した。
Example 3 Production of Wet Non-Woven Fabric Split fiber 98 having a denier of 3 denier composed of polypropylene and an ethylene-vinyl alcohol copolymer, 0.2 denier (3.9 μm) after fiber division, and a fiber length of 10 mm
And a hot water-soluble polyvinyl alcohol fiber (VP)
W103; manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 2 parts by weight impregnated with a 1% by weight solution of a nonionic surfactant were put into water, stirred for 3 minutes with a high-speed mixer to disintegrate the fibers, and then reciprocally rotated. The mixture was gently stirred in a chest equipped with a machine (Agitator, manufactured by Shimazaki Seisakusho). Next, a 0.1% by weight aqueous solution of polyacrylamide (viscosity agent) was promptly added, followed by gentle stirring to prepare a uniform slurry. Using the slurry, a non-woven fabric having a width of 50 cm and a basis weight of 50 g / m 2 was produced using a round-mesh paper machine.

【0057】水流交絡処理 上記不織布を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、速度20m/分で搬送
し、表4のノズルヘッドを用いて、柱状水流で水流交絡
処理を行った。同様の条件で裏面からも水流交絡処理を
行った。水流交絡後にサクションスルードライヤーを用
いて130℃で乾燥を行い、不織布aを得た。
Water entanglement treatment The above nonwoven fabric was conveyed on a porous support made of a 100-mesh stainless steel wire at a speed of 20 m / min, and subjected to a water entanglement treatment with a columnar water flow using a nozzle head shown in Table 4. went. Under the same conditions, the hydroentanglement process was performed also from the back surface. After the hydroentanglement, drying was performed at 130 ° C. using a suction through dryer to obtain a nonwoven fabric a.

【0058】[0058]

【表4】 [Table 4]

【0059】親水化処理 不織布aを表2の液に浸漬した後、100℃で2分間乾
燥して、電池用セパレータCを得た。
The hydrophilized nonwoven fabric a was immersed in the liquid shown in Table 2, and then dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a battery separator C.

【0060】実施例4不織布の抄造 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%溶液に含浸させたものと、バクテリアセルロ
ース1重量部(乾燥重量)をノニオン性界面活性剤1重
量%溶液に含浸させたものとを、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は、特
開平9−25302号公報の実施例記載の方法で得られ
た精製バクテリアセルロースを使用した。次いで、速や
かにポリアクリルアミド0.1重量%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50
cm、坪量50g/m2の不織布を製造した。
Example 4 Papermaking of Nonwoven Fabric Split dendritic fiber 80 having a denier of 3 denier composed of polypropylene and ethylene-vinyl alcohol copolymer, 0.2 denier (3.9 μm) after fiber splitting, and a fiber length of 10 mm
1.5 parts denier, fiber length 1 consisting of parts by weight, polypropylene as a core component and polyethylene as a sheath component
A nonionic surfactant 1% by weight solution impregnated with 0 mm core-sheath fiber 19 parts by weight, and a bacterial cellulose 1 part by weight (dry weight) were impregnated with a nonionic surfactant 1% by weight solution. The mixture was put into water and stirred with a high-speed mixer for 3 minutes to disintegrate the fibers, followed by gentle stirring in a chest equipped with a reciprocating rotary stirrer (Agitator, manufactured by Shimazaki Seisakusho). As bacterial cellulose, purified bacterial cellulose obtained by the method described in Examples of JP-A-9-25302 was used. Next, a 0.1% by weight aqueous solution of polyacrylamide (viscosity agent) was promptly added, followed by gentle stirring to prepare a uniform slurry. Using this slurry, a round mesh paper machine was used to
cm, a nonwoven fabric having a basis weight of 50 g / m 2 was produced.

【0061】水流交絡処理 上記不織布を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、速度20m/分で搬送
し、表4のノズルヘッドを用いて、柱状水流で水流交絡
処理を行った。同様の条件で裏面からも水流交絡処理を
行い、不織布bを得た。
Water entanglement treatment The above nonwoven fabric was conveyed on a porous support made of a 100-mesh stainless steel wire at a speed of 20 m / min, and subjected to a water entanglement treatment with a columnar water flow using a nozzle head shown in Table 4. went. Under the same conditions, the hydroentanglement process was performed also from the back surface to obtain a nonwoven fabric b.

【0062】親水化処理 不織布bを表2の液に浸漬した後、100℃で2分間乾
燥して、電池用セパレータDを得た。
The hydrophilic nonwoven fabric b was immersed in the liquid shown in Table 2 and dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a battery separator D.

【0063】実施例5親水化処理 実施例4で得られた不織布bを表2の液に浸漬した後、
60℃で30分間乾燥して、電池用セパレータEを得
た。
Example 5 Hydrophilic treatment The nonwoven fabric b obtained in Example 4 was immersed in the liquid shown in Table 2,
After drying at 60 ° C. for 30 minutes, a battery separator E was obtained.

【0064】比較例3不織布の製造 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98
重量部をノニオン性界面活性剤1重量%溶液に含浸させ
たものと、熱水可溶性ポリビニルアルコール繊維(VP
W103;クラレ製)2重量部をノニオン性界面活性剤
1重量%溶液に含浸させたものとを、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%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50g/m2の不織布を製造した。
Comparative Example 3 Production of Nonwoven Fabric Split-type composite fiber 98 having a fineness of 3 denier composed of polypropylene and ethylene-vinyl alcohol copolymer, 0.2 denier (3.9 μm) after fiber division, and a fiber length of 10 mm
And a hot water-soluble polyvinyl alcohol fiber (VP)
W103; manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 2 parts by weight impregnated with a 1% by weight solution of a nonionic surfactant were put into water, stirred for 3 minutes with a high-speed mixer to disintegrate the fibers, and then reciprocally rotated. The mixture was gently stirred in a chest equipped with a machine (Agitator, manufactured by Shimazaki Seisakusho). Next, a 0.1% by weight aqueous solution of polyacrylamide (viscosity agent) was promptly added, followed by gentle stirring to prepare a uniform slurry. Using the slurry, a non-woven fabric having a width of 50 cm and a basis weight of 50 g / m 2 was produced using a round-mesh paper machine.

【0065】上記不織布を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、速度20m
/分で搬送し、表1のノズルヘッドを用いて、柱状水流
で水流交絡処理を行った。同様の条件で裏面からも水流
交絡処理を行った。水流交絡後の不織布をサクションド
ラムドライヤーを用いて130℃で乾燥を行い、電池用
セパレータZを得た。
The above non-woven fabric was conveyed onto a porous support made of a 100-mesh stainless wire, and the speed was 20 m.
/ Min, and a water entanglement process was performed with a columnar water flow using the nozzle head of Table 1. Under the same conditions, the hydroentanglement process was performed also from the back surface. The nonwoven fabric after the hydroentanglement was dried at 130 ° C. using a suction drum dryer to obtain a battery separator Z.

【0066】電池用セパレータの評価 電池用セパレータA〜EおよびX〜Zについて、次の特
性評価を行い、その結果を表5にまとめた。
Evaluation of Battery Separator The following characteristics were evaluated for battery separators A to E and X to Z, and the results are summarized in Table 5.

【0067】(i)電解液吸液速度:各電池用セパレー
タから2.5×18cmの試験片を採取し、40±5℃
の下に予備乾燥を行い、公定水分率以下にした後、試験
片を標準温湿度状態の試験室に放置し、その後試験片を
1時間以上の間隔で計量し、その前後の質量差が後の質
量の0.1%以内になった状態(水分平衡状態)とす
る。次に試験片を20±2℃における比重1.3の水酸
化カリウム溶液を入れた水槽上に所定高さの水平棒に下
端を揃えて留めて垂れ下げ、水平棒を降下させて各試験
片の下端が5mmだけ液中に浸かった状態となし、30
分後に毛細管現象により水酸化カリウム溶液が上昇した
高さ(mm)を測定した。
(I) Electrolyte absorption rate: A test piece of 2.5 × 18 cm was taken from each battery separator and was subjected to 40 ± 5 ° C.
Preliminary drying is performed under the standard moisture content, and the test specimen is left in the test room at the standard temperature and humidity. Then, the test specimen is weighed at intervals of 1 hour or more. (A water equilibrium state). Next, the test pieces were hung down on a water tank containing a potassium hydroxide solution having a specific gravity of 1.3 at 20 ± 2 ° C., with the lower ends thereof aligned with a horizontal bar having a predetermined height, and the horizontal bars were lowered to lower each test piece. With the lower end of 5 mm immersed in the liquid, 30
After a minute, the height (mm) at which the potassium hydroxide solution rose by capillary action was measured.

【0068】(ii)電解液保持率:各電池用セパレータ
から10×10cmの大きさの試験片を採取し、水分平
衡状態となしたときの重量をW(g)とする。次に、上
記水酸化カリウム溶液中に試験片を広げて浸漬し、1時
間以上放置した後、液中から取りだして試験片の一つの
角を吊り下げ、10分後に重量W1を測定し、次の式数
1より電解液保持率(%)を算出した。
(Ii) Electrolyte retention rate: A test piece having a size of 10 × 10 cm was sampled from each battery separator, and the weight when water equilibrium was established was defined as W (g). Next, the test piece was spread and immersed in the potassium hydroxide solution, allowed to stand for one hour or more, taken out of the solution, suspended at one corner of the test piece, and measured for weight W 1 after 10 minutes. The electrolyte retention rate (%) was calculated from the following equation (1).

【0069】[0069]

【数1】 電解液保持率(%)=[(W1−W)/W]×100## EQU1 ## Electrolyte retention rate (%) = [(W 1 −W) / W] × 100

【0070】(iii)通気度:正極側から発生する酸素
が電池用セパレータを経て負極側への透過するしやすさ
の評価として、フラジール通気度(cc/cm2/se
c)を測定した。フラジール通気度は、JIS−L−1
096により、フラジール型通気度試験機を用いて、試
験片を通過する空気量を5回測定し、その平均値を示し
た。
(Iii) Air permeability: Frazier air permeability (cc / cm 2 / sec) was used to evaluate the ease with which oxygen generated from the positive electrode side permeates to the negative electrode side through the battery separator.
c) was measured. Frazier air permeability is JIS-L-1
According to No. 096, the amount of air passing through the test piece was measured five times using a Frazier-type air permeability tester, and the average value was shown.

【0071】(iv)引張強度:電極板に巻き付ける際
に、流れ方向に引っ張りながら巻き付けるために必要な
強度と、不織布製造時の取扱性の目安として、縦(抄造
流れ方向)の引張強度(kg/2cm幅)を測定した。
引張強度は、JIS−P−8113により、各電池用セ
パレータを幅2cm、長さ20cmに裁断し、テンシロ
ン測定機(オリエンテック社製;HTM−100)を用
いて、破断時の荷重を10回測定し、その平均値を示し
た。
(Iv) Tensile strength: When wound around an electrode plate, the strength required for winding while pulling in the flow direction and the longitudinal (paper flow direction) tensile strength (kg / 2 cm width).
Tensile strength was measured according to JIS-P-8113. Each battery separator was cut into a width of 2 cm and a length of 20 cm, and the load at the time of breaking was measured 10 times using a Tensilon measuring instrument (Horizon Tech; HTM-100). It measured and showed the average value.

【0072】(v)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、セパレータと
して電池用セパレータA〜EおよびX〜Zを各々用い
て、ニッケル−水素電池を作製した。これらの電池を1
C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120%定電流充電した状態で6
0℃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。
(V) Battery self-discharge characteristics: Foamed nickel electrode as positive electrode, hydrogen storage alloy as negative electrode, potassium hydroxide solution with specific gravity of 1.3 as electrolyte, battery separators A to E and X as separators To Z, a nickel-hydrogen battery was produced. One of these batteries
After the battery was charged at a constant current of 120% at C, the battery was discharged at a constant current of 1 C until the battery voltage reached 1.0 V, and the initial discharge capacity V 1 was measured. Next, when charging at 120% constant current at 1 C, 6
After being left in a thermostat at 0 ° C. for 3 days, the battery was discharged at a constant current of 1 C, the discharge capacity V 2 was measured, and the capacity storage rate (%) was obtained from the following equation (2).

【0073】[0073]

【数2】容量保存率(%)=(V2/V1)×100[Equation 2] Capacity storage rate (%) = (V 2 / V 1 ) × 100

【0074】(vi)イオン交換量:各電池用セパレータ
から、1gの試験片を採取し、1NのHCl溶液に、7
0℃で1時間含浸した後、イオン交換水でpHが6〜7
になるまで数回洗浄した。次いで、90℃の送風乾燥機
で2時間乾燥し、室温まで冷却した後の試験片の重量W
2を0.01mgまで測定した。重量測定後の試験片を
0.01NのKOH溶液約110gに、70℃で1時間
含浸した後、試験片を取り出し、溶液を室温まで冷却し
た。冷却後の溶液約100gを0.01gまで量り取り
(S1)、pH計(堀場製作所製)を用いて、0.02
NのHCl溶液で中和滴定した。ブランク溶液も同様に
滴定し、次式数3より、カリウムイオン交換量を算出し
た。
(Vi) Ion exchange amount: 1 g of a test piece was collected from each battery separator and added to a 1N HCl solution.
After impregnation at 0 ° C. for 1 hour, the pH is adjusted to 6 to 7 with ion exchanged water.
Washed several times until Next, the test piece was dried for 2 hours with a blow dryer at 90 ° C., and cooled to room temperature.
2 was measured to 0.01 mg. After the test piece after the weight measurement was impregnated with about 110 g of a 0.01 N KOH solution at 70 ° C. for 1 hour, the test piece was taken out, and the solution was cooled to room temperature. Approximately 100 g of the cooled solution was weighed to 0.01 g (S 1 ), and the pH was measured at 0.02 g by using a pH meter (manufactured by Horiba Ltd.)
Neutralization titration was performed with N HCl solution. The blank solution was titrated in the same manner, and the potassium ion exchange amount was calculated from the following equation (3).

【0075】[0075]

【数3】 (Equation 3)

【0076】(vii)アルカリ処理後の電解液吸液速
度:各電池用セパレータから2.5×18cmの試験片
を採取し、70℃の比重1.3の水酸化カリウム溶液に
3日間浸漬し、次いでイオン交換水で中性になるまで洗
浄した。その後、40±5℃の下に予備乾燥を行い、公
定水分率以下にした後、試験片を標準温湿度状態の試験
室に放置し、その後試験片を1時間以上の間隔で計量
し、その前後の質量差が後の質量の0.1%以内になっ
た状態(水分平衡状態)とする。次に試験片を20±2
℃における比重1.3の水酸化カリウム溶液を入れた水
槽上に所定高さの水平棒に下端を揃えて留めて垂れ下
げ、水平棒を降下させて各試験片の下端が5mmだけ液
中に浸かった状態となし、30分後に毛細管現象により
水酸化カリウム溶液が上昇した高さ(mm)を測定し
た。
(Vii) Electrolyte absorption rate after alkali treatment: A 2.5 × 18 cm test piece was collected from each battery separator and immersed in a potassium hydroxide solution having a specific gravity of 1.3 at 70 ° C. for 3 days. Then, it was washed with ion-exchanged water until neutral. After that, pre-drying was performed at 40 ± 5 ° C. to make the moisture content equal to or less than the official moisture content, and the test piece was left in a test room in a standard temperature / humidity state. The mass difference between before and after is within 0.1% of the mass after (moisture equilibrium state). Next, the test piece was
A horizontal bar having a specific gravity of 1.3 ° C. was placed in a water tank containing a potassium hydroxide solution, and the lower end of the horizontal bar was fixed to a predetermined height of the horizontal bar, and the horizontal bar was lowered. After the immersion state, the height (mm) at which the potassium hydroxide solution rose by capillary action was measured 30 minutes later.

【0077】[0077]

【表5】 [Table 5]

【0078】本発明の電池用セパレータA〜Eは、グラ
フト化処理、スルホン化処理等の工程を経ることなく、
電解液への親和性が向上した。不織布を構成している繊
維の劣化もなく、高い機械的強度を示した。
The battery separators A to E of the present invention can be obtained without going through steps such as grafting and sulfonation.
The affinity for the electrolyte was improved. There was no deterioration of the fibers constituting the nonwoven fabric, and high mechanical strength was exhibited.

【0079】本発明の電池用セパレータA、Bは、アル
コキシ基を含有するシリコーン界面活性剤によって親水
化処理がなされた乾式不織布であるので、比較例の乾式
抄造不織布である電池用セパレータXと比較して、機械
的強度、吸液速度、保液性、容量保存率が向上した。
Since the battery separators A and B of the present invention are dry nonwoven fabrics that have been subjected to a hydrophilization treatment with a silicone surfactant containing an alkoxy group, they are compared with the battery separator X of the dry papermaking nonwoven fabric of the comparative example. As a result, the mechanical strength, the liquid absorption rate, the liquid retention, and the capacity storage rate were improved.

【0080】本発明の電池用セパレータC〜Eは、アル
コキシ基を含有するシリコーン界面活性剤によって親水
化処理がなされた湿式抄造不織布であるので、比較例の
湿式抄造不織布である電池用セパレータZと比較して、
機械的強度、吸液速度、保液性、容量保存率が向上し
た。
The battery separators C to E of the present invention are wet-laid nonwoven fabrics that have been subjected to a hydrophilic treatment with a silicone surfactant containing an alkoxy group. Compared to,
The mechanical strength, liquid absorption rate, liquid retention, and volume storage rate were improved.

【0081】本発明の電池用セパレータA、Bは、アル
コキシ基による架橋によって、シリコーン界面活性剤が
電解液に対して不溶性となっている。したがって、アル
カリ処理を行った後も高い電解液に対する親和性を示し
た。これに対し、架橋性のない界面活性剤を用いて親水
化処理を行った電池用セパレータYでは、アルカリ処理
によって電解液吸液速度が無くなることが確認された。
In the battery separators A and B of the present invention, the silicone surfactant is insoluble in the electrolytic solution due to crosslinking by the alkoxy group. Therefore, even after the alkali treatment, a high affinity for the electrolytic solution was exhibited. On the other hand, it was confirmed that in the battery separator Y subjected to the hydrophilization treatment using a surfactant having no cross-linking property, the electrolytic solution absorption rate was lost by the alkali treatment.

【0082】本発明の電池用セパレータC〜Eは、不織
布を構成する分割型複合繊維がエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体を含有しているので、シリコーン界面活性
剤が該繊維の水酸基と結合するため、非常に強固に結合
している。したがって、アルカリ処理後の電解液吸液速
度(vii)がアルカリ処理前の電解液吸液速度(i)と
比較しても、余り変化がなかった。不織布を構成する繊
維が水酸基を含有しない本発明の電池用セパレータA、
Bでは、アルカリ処理によって若干の電解液吸液速度の
低下が確認された。
In the battery separators CE of the present invention, since the splittable conjugate fibers constituting the nonwoven fabric contain an ethylene-vinyl alcohol copolymer, the silicone surfactant binds to the hydroxyl groups of the fibers. , Very tightly bound. Therefore, even when the electrolyte absorption rate (vii) after the alkali treatment was compared with the electrolyte absorption rate (i) before the alkali treatment, there was no significant change. The battery separator A of the present invention in which the fibers constituting the nonwoven fabric do not contain a hydroxyl group,
In B, a slight decrease in the electrolyte solution absorption rate was confirmed by the alkali treatment.

【0083】本発明の電池用セパレータC〜Eは、湿式
抄造不織布であり、かつ水流交絡処理がなされている。
また、微細な分割型複合繊維を用いている。したがっ
て、乾式抄造不織布を用いた電池用セパレータA、Bと
比較して、機械的強度が強く、また地合も良好であっ
た。
The battery separators CE of the present invention are wet-laid nonwoven fabrics and have been subjected to a hydroentanglement treatment.
In addition, fine splittable composite fibers are used. Therefore, as compared with the battery separators A and B using the dry-type nonwoven fabric, the mechanical strength was strong and the formation was good.

【0084】本発明の電池用セパレータD、Eは、バイ
ンダーとして熱水可溶性ポリビニルアルコールではな
く、バクテリアセルロースを使用している以外は、本発
明の電池用セパレータCと同様に製造されたものであ
る。本発明の電池用セパレータD、Eは、バクテリアセ
ルロースがポリオレフィン系繊維を絡合するので、良好
な機械的強度を示すことが確認された。
The battery separators D and E of the present invention were produced in the same manner as the battery separator C of the present invention, except that bacterial cellulose was used instead of hot water-soluble polyvinyl alcohol as a binder. . It was confirmed that the battery separators D and E of the present invention exhibited good mechanical strength because bacterial cellulose entangled the polyolefin-based fibers.

【0085】本発明の電池用セパレータEは、シリコー
ン界面活性剤で処理した後の加熱処理を行わない以外
は、電池用セパレータDと同等の方法で製造したもので
ある。電池用セパレータEでは、電池用セパレータDと
比較して、シリコーン界面活性剤の架橋が不十分なため
に、アルカリ処理によって電解液吸液速度の低下が大き
いことが確認された。
The battery separator E of the present invention is manufactured by the same method as the battery separator D except that the heat treatment after the treatment with the silicone surfactant is not performed. In the battery separator E, it was confirmed that, compared to the battery separator D, the cross-linking of the silicone surfactant was insufficient, so that the reduction in the electrolyte absorption rate by the alkali treatment was large.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明の電池用セ
パレータは、グラフト処理等を行うことなく容易且つ廉
価な方法で得ることができる。また、本発明の電池用セ
パレータは、親水性が高くかつイオン交換能を有するの
で、電解液との親和性が非常に優れている。さらに、本
発明の電池用セパレータは、湿式抄造不織布や水流交絡
不織布であること、分割型複合繊維を含有しているこ
と、さらにバクテリアセルロースを含有していること
で、機械的強度、保液性等の性質をより強化することが
可能である。また、本発明の電池用セパレータを用いた
電池は、良好な自己放電特性を示すという秀逸な効果が
得られる。
As described above, the battery separator of the present invention can be obtained by an easy and inexpensive method without performing a graft treatment or the like. Further, the battery separator of the present invention has a high hydrophilicity and an ion exchange ability, so that it has a very good affinity for an electrolytic solution. Furthermore, the battery separator of the present invention is a wet-laid nonwoven fabric or a hydroentangled nonwoven fabric, contains splittable conjugate fibers, and further contains bacterial cellulose to provide mechanical strength and liquid retention. It is possible to further enhance such properties. Further, the battery using the battery separator of the present invention has an excellent effect of exhibiting good self-discharge characteristics.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1種のポリオレフィン系繊維
からなる不織布が、アルコキシ基を含有するシリコーン
界面活性剤で親水化処理されていることを特徴とする電
池用セパレータ。
1. A battery separator, wherein a nonwoven fabric made of at least one kind of polyolefin-based fiber is subjected to a hydrophilic treatment with a silicone surfactant containing an alkoxy group.
【請求項2】 加熱処理によってアルコキシ基が架橋構
造をなし、シリコーン界面活性剤が不織布に固定化され
ていることを特徴とする請求項1記載の電池用セパレー
タ。
2. The battery separator according to claim 1, wherein the alkoxy group forms a crosslinked structure by heat treatment, and the silicone surfactant is fixed to the nonwoven fabric.
【請求項3】 シリコーン界面活性剤がポリアルキレン
オキシド基を含有することを特徴とする請求項1または
2記載の電池用セパレータ。
3. The battery separator according to claim 1, wherein the silicone surfactant contains a polyalkylene oxide group.
【請求項4】 シリコーン界面活性剤が酸基を含有して
いることを特徴とする請求項1、2または3記載の電池
用セパレータ。
4. The battery separator according to claim 1, wherein the silicone surfactant contains an acid group.
【請求項5】 酸基がカルボン酸基および/またはスル
ホン酸基である請求項4記載の電池用セパレータ。
5. The battery separator according to claim 4, wherein the acid group is a carboxylic acid group and / or a sulfonic acid group.
【請求項6】 少なくとも1種の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1〜5
の何れか記載の電池用セパレータ。
6. The fiber according to claim 1, wherein the at least one polyolefin fiber is a splittable conjugate fiber.
The battery separator according to any one of the above.
【請求項7】 不織布が水酸基を有する繊維を含有する
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか記載の電池用セ
パレータ。
7. The battery separator according to claim 1, wherein the nonwoven fabric contains a hydroxyl group-containing fiber.
【請求項8】 不織布が湿式抄造不織布であることを特
徴とする請求項1〜7の何れか記載の電池用セパレー
タ。
8. The battery separator according to claim 1, wherein the nonwoven fabric is a wet-laid nonwoven fabric.
【請求項9】 不織布が水流交絡処理不織布であること
を特徴とする請求項1〜8の何れか記載の電池用セパレ
ータ。
9. The battery separator according to claim 1, wherein the nonwoven fabric is a hydroentangled nonwoven fabric.
【請求項10】 不織布がミクロフィブリル化セルロー
スを含有することを特徴とする請求項1〜9の何れか記
載の電池用セパレータ。
10. The battery separator according to claim 1, wherein the nonwoven fabric contains microfibrillated cellulose.
【請求項11】 請求項1〜10の何れか記載の電池用
セパレータを含有する電池。
A battery comprising the battery separator according to any one of claims 1 to 10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017092686A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Xiamen Wensign Enterprises Limited Aerial plant planter

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