JPS58128652A - アルカリ電池用セパレ−タの製造方法 - Google Patents

アルカリ電池用セパレ−タの製造方法

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JPS58128652A
JPS58128652A JP57011111A JP1111182A JPS58128652A JP S58128652 A JPS58128652 A JP S58128652A JP 57011111 A JP57011111 A JP 57011111A JP 1111182 A JP1111182 A JP 1111182A JP S58128652 A JPS58128652 A JP S58128652A
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JP
Japan
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film
parts
separator
mixture
alkaline battery
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Application number
JP57011111A
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English (en)
Inventor
Takashi Sawazaki
沢崎 隆
Akio Nojiri
昭夫 野尻
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Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Battery Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417Polyolefins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014Alkaline electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は本質的に高度の耐アルカリ、耐アルカリ酸化性
及び耐熱性を有し、かつ機械的強度と金属イオン透過阻
止のすぐれたアルカリ電池用セ・ダレータの製造方法に
関する。
従来、アルカリ電池用セパレータとしては、ポリオレフ
ィンを素材としたフィルムに適当な方法で多数の黴孔を
もたせたもの、水溶性樹脂を原料としてフィルムを形成
し、これを水に不溶となるべく処理したもの、各種の不
織布を素材とし、これに親水性樹脂フィルムを貼付した
もの、または耐アルカリ性材料を乳化重合や焼結方法に
よシ微孔を有するフィルムとしたもの等があり、その一
部のものは実用されている。
しかし、かかるセノ母レータは親水性が不充分であると
か、微孔の孔径が大きすぎて亜鉛イオン等の金属イオン
を容易に透過させたり、あるいは耐アルカリ性が不充分
でセ・譬レータ寿命が短かい轡の欠点を有し、さらに製
造方法が複雑でコスト高になるものであった0 無機微粉体に有機液体を吸着させた彼、これをポリオレ
フィン樹脂に混合し、フィルム化し、次いでこのフィル
ムから有機液体および無機微粉体の少なくとも一方を抽
出する方法(%開昭51−74057号公報)が公知で
ある。しかしこの方法では製造工程が複雑となり、その
上多量の無機微粉体を含むため押出によるフィルム化が
容易でなく連続的に製造する場合に能率が悪い0 また/ IJオレフィンに無機充填剤を混合し、シート
状に成形後、含有無機充填剤を抽出する方法(特開昭5
0−74667号公報)も公知であゐ。し、かしこの方
法では充分な空孔率を得るためには延伸が必須となりこ
のため孔径が大となり七ノlレータとしては電気的特性
が充分でない0本発明はかかる現状に鏝みて鋭意研究し
た結果上記の如き従来の欠点を解決し、耐アルカリ性、
耐アルカリ酸化性に優れ、親水性が大で電気抵抗が小さ
く、シかも安価なアルカリ電池用セパレータを製造する
方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、ポリオレフィンにt4ラフインの
如き被抽出物質と非イオン性界面活性剤とを添加混合し
、フィルム化した後、骸フィルムを抽出処理して含有被
抽出性物質を抽出することにより微孔を有するアルカリ
電池用セ・ザレータの製造方法である。
本発明で用いるIリオレフィンとは、低密度。
中11および高書変のポリエチレン、プロピレンホモ4
リマー、エチレン−!ロビレンランダム共重合体、エチ
レン−プロピレンプロ、り共重合体、/リブテンー1等
のポリオレフィンおよびこれらの2種以上の混合物であ
る。
ポリオレフィンのメルトインデックス(MI )は0.
01〜10が好ましい。MIが0.01よりノ」\さい
と流動性が低いため被抽出性物質と非イオン性界面活性
剤とをポリオレフィ/に混練するとき及びフィルム成形
時に困離を来たす。またMIが10より大きいと、得ら
れたフィルムが屈曲に対して折れやすく、また伸びもな
い勢の機械的特性が充分でない。
本発明で用いる被抽出性物質とは、上記/ IJオレフ
ィンと相溶性があり、かつ有機溶剤等で抽出可能なもの
ならばよく、例えば固形物ではパラフィン、塩化・母ラ
フイン等があり、液状体ではゾオタチルフタレート等の
7タル酸エステル、ポリチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、グリセリン、/リプロピレングリコール
等のグリコール類及びそれらのエーテル類。
エステル類、またナフサ尋の石油系溶剤、ポリブデン勢
のオイル尋がある。
また、Iリインブチレン、アタクテ、りのポリグロピレ
ン、Iリスチレンの如き崩壊性高分子もポリエチレンに
混和し、フィルム状に成形螢亀離性放射lII勢の照射
によって崩壊せしめれば抽出可能であるので被抽出性物
質として用いられ、好ましいものである。
これらの被抽出物質の添加量は樹脂100重量部に対し
て40−100重量部である。添加量が40重量部より
少ないと抽出後のフィルムの気孔率(空孔率とも言う)
が低く、そのため電気抵抗が大きくなる。また100重
量部より多いと膜形成性が低下し、得られたフィルムの
機械的特性も低下しセz! (/−夕として用いること
が不可能となる。
本発明で用いる非イオン性界面活性剤とは、得られたフ
ィルムに親水性を与えるとともに、薄いフィルムの作成
を容易VCするための可塑剤としての効果も併せて有す
るもので、分解I!度が、If IJオレフィンの加工
温度(混和時及びフィルム成形時の温f)より高く、ま
た比表面張力および比界面張力低下能の大きいものが好
適であり、例えばラウリルエーテル系、ノニルフェニル
エーテル系、オクチルフェノール系、アルキルアリルエ
ーテル系、ノニルフェノール系。
脂肪酸系等の界面活性剤である。特に好ましいのは脂肪
酸系の中の脂肪酸アミド系の非イオン性界面活性剤で分
子量が200〜400の範囲のものである。
本発明において、ポリオレフィンに被抽出性物質と非イ
オン性界面活性剤のほかに、さらに抗酸化剤、紫外線吸
収剤、滑剤、成形助剤勢も本発明の効果を特に阻害しな
い限り、添加することは差支えない。
本発明において、ポリオレフィンに被抽出性物質、非イ
オン性界面活性剤等を混合する方法は、一般のプラスチ
、り混線方法すなわちバンバリーミキサ−、ニーグー、
二本ロール、カレンダーロール、押出機尋の溶融混練装
置を使用すればよい。能率を考慮して連続的にフィルム
成形するには押出機によるのが好ましい。また、混練性
を良くするためには2軸押用機が望ましい。
フィルム成形方法は、上記押出機のTダイま九はブロー
ダイによるほか、あらかじめシート状に押出したものを
圧延ロール尋により薄膜化する方法、また電熱また社蒸
気による熱プレスなどがある。
フィルム厚は10〜200μが望ましく、さらに好まし
くは20〜100μである。これはフィルムの機械的お
よび電気的特性によるほか、セノナレータとして電極板
への巻き易さ、巻き付は九後の厚みなどの問題をも考直
し念フィルム厚である。
また場合によっては、得られたフィルムを1輪を九は2
軸方向に延伸してもよい。延伸倍率は被抽出性物質の添
加量によって異なるが、体積地神倍率で10倍までであ
る。これ以上延伸するとセ・譬レータの微孔の孔径が大
きくなりすぎて好ましくない。
本発明における抽出処理は、フィルム中に分散している
被抽出性物質を溶解し、かつポリオレフィンを溶解し々
い溶剤と粂件で行なう。通常、ア七ト/、ベンゼン、キ
シレン、ノルマルヘキサン、アルコール@(例、ttf
エタノール。
メタノール)、四塩化縦索、クロロホルムなどの有機溶
剤を用い、常温〜60℃程度のIll範囲で行なう。
抽出処理稜フィルムを界面活性剤で表面処理するとフィ
ルムの親水性が向上するので好ましい。
次に本発明を実施例と比較例で説明する。以下部とある
のはいずれも重量部である。
実施例I MIo、3のエチレン−プロピレンプロ、り共重合体(
エチレン成分13重量−)100部に、融点68〜71
℃のノ!ラフイン55部、脂肪酸アミド系界面活性剤(
館土製薬株式会社製:ダイヤノール300)8部、及び
ヒングードフェノール系抗酸化剤0.5部を添加し、ニ
ーダ−で混練した。混線時の樹脂温度は約180℃、混
練時間Vi20分であった。
次に1この混線物を電熱プレスで40μのフィルムに成
形した後常温のベンゼン中に16時間浸漬して抽出処理
を行った。しかる後フィルムを乾燥した。
なお、比較例1として実施例1の組成で脂肪酸アミド糸
界面活性剤の代りにポリエチレングリコールラウリルエ
ーテルを用いたほかは、すべて*施@1と同様にしてフ
ィルムを得た。
かくして得た実施例1と比較例1との両フィルムについ
て各物性を測定した結果を#!1表に示す。
第1表 尚、第1表9次の第2表、第3I!中に示す諸物性値は
次の測定方法によった。
※引張破断強度: JIS−に−6781によった。
※引張破断伸度: JIS−に−6781によった。
実施例2 MxxolF+密f/IJエチレン(フィルムグレード
)100部に、ポリインブチレフ50部及び脂肪酸アミ
ド系界面活性剤(実施例1で用いたと同じもの)5部を
添加し、30 m1mφ2軸押出機によシ混合し、押出
しくレットとし、次に(し7トを40 m/mφ押出機
に投入し!ロー成形し30sのフィルムとした。
次にこのフィルムIC20Mradの電子線を照射した
後、80℃のキシレン中に24時間浸漬して抽出処理を
行なった。しかる後70℃に保っ7’h / リオキシ
エチレンオクチルフェニルエーテルの3重量饅溶液中に
4時間浸漬し、親水性を有する微多孔性フィルムを得た
次にかくして得九フィルムについて各物性を測定した結
果を第2表に示す。
尚、比較例2として、二酸化チタン150部に予しめジ
オクチルフタレート120部を吸着せしめたものを、実
施例2で用いたと同じポリx チv y 100 Il
l K fA 加L 、ヘンシェルにキサ−で均一に混
合し、実施例2と同じ操作法によりフィルム成形しよう
としたが、ブロー成形時にフィルムに穴があき、穴のな
い均一なフィルムを得ることができなかった。
第   2   表 実施例3 MIIのエチレン−!ロピレンブロック共重合体(・9
ウダー状、エチレン成分3重量%)100部に、ポリブ
テン−160部、アルカノールアミド型ノニオン系界面
活性剤8部及びヒンダードフェノール系抗酸化剤0.5
部を添加し、ヘンシェルミキサーで均一に混合した後、
実施例2と同様にしてペレット化し、次に幅400−〇
Tダイを付けた40rrv’−単軸押出機で厚さ150
μのフィルムラ得た。
次にこのフィルムをノルマルヘキサン中に24時間浸漬
して抽出処理をした後乾燥してフィルムを得た。このフ
ィルムについて各物性の測定をした結果を第3表に示す
比較例3 Mlloのポリゾロピレンホモポリマー100部tこ、
炭酸カルシウム200部および樹脂酸アミド°系界面活
性剤10部を添加し、Zキシングロールで混練し、ペレ
ットとした後、実施例3と同じ装蓋によりフィルム化し
300μのフィルムを得た。このフィルムを体積延伸倍
率で3倍となるように一軸延伸し、次に1規定のHCI
溶液に5時間、室温にて浸漬し抽出処理を行った。
かくして得られたフィルムについて各物性の測定をした
結果を第3表に示す。
第   3   表 実施例4 実施例1.実施例2.実施例3及び比較例3で得られた
各フィルムをそれぞれセル−1として、電解液に40重
1k % KOH水溶液を、を極に二、ケル板と亜鉛板
を用いてニッケル悪鉛電池をそれぞれ作成した。
次に各電池について、放電室流密f 20 m A/e
ll 2で放電率70%の充放電寿命試験を行ない、電
池容量の変化を測定した。その結果を図面に示した。図
面において、縦軸に電池容量(A−hr )、横軸に放
電サイクル数を採り、図中−lImは実施例1及び2の
特性−線、曲@bは実施例3の特性曲線及び曲線Cは比
較例3の特性曲線をそれぞれ示す。
図から明らかな如く、実施例1,2及び3によるフィル
ムは比較例3に比べてアルカリ電池用セ・Iレータとし
て著しくすぐれていることが判る。
以上の如く、本発明は、耐アルカリ性、耐アルカリ酸化
性、及び耐熱性を有し、かつ電気的および機械的特性に
優れ、しかも安価で工業的価値の高いアルカリ電池用セ
・fレータを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明実施例及び比較例により得られた各フィルム
をセノ平レータとして用いたニッケル亜鉛アルカリ電池
の放電サイクルと電池容量との関係を示す一線図である
。 1・゛・・実施例1及び2による特性曲線b・・・実施
例3による特性曲線 C・・・比較例3による特性曲線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリオレフィンに被抽出性物質と非イオン性界面活性剤
    を添加混合し、フィルム化した後、該フィルムを抽出処
    理することを特徴とするアルカリ電池用セ・やレータの
    製造方法。
JP57011111A 1982-01-27 1982-01-27 アルカリ電池用セパレ−タの製造方法 Pending JPS58128652A (ja)

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