JPS59151753A - 蓄電池用セパレ−タ - Google Patents

蓄電池用セパレ−タ

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Publication number
JPS59151753A
JPS59151753A JP58025976A JP2597683A JPS59151753A JP S59151753 A JPS59151753 A JP S59151753A JP 58025976 A JP58025976 A JP 58025976A JP 2597683 A JP2597683 A JP 2597683A JP S59151753 A JPS59151753 A JP S59151753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
storage battery
substance
sheet
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP58025976A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Ashida
芦田 勝二
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.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Publication date
Application filed by Yuasa Corp, Yuasa Battery Corp filed Critical Yuasa Corp
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Publication of JPS59151753A publication Critical patent/JPS59151753A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

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】 本発明は安価で生産性良好なる蓄電池用セパレータに関
する。
従来の蓄電池用セパレータは下記の如く多くの欠点を有
していた。
1)合成樹脂、溶剤、非溶剤よりなる混和液を基体に塗
布してシート状にした後、揮発乾燥して形成したセパレ
ータシートは、それ自体の厚さが0.1〜0.2鱈と薄
く、蓄電池用セパレータとして使用するには厚さ0.5
酊程度のガラスマットと貼合わせるか、或はエンボス加
工することにより0.8耀程度の厚さにして用いていた
。しかしこれらの方法では蓄電池用セパレータの厚さを
0.8〜1.0j11にすることが限度であること、ガ
ラスマットを用いる方法ではコストが高くなることなど
の多くの欠点を有していた。
2)オレフィン系合成樹脂、シリカ微粉末、オイル状物
質を混合溶融して押出し成形し、延伸するかせずして後
、オイル状物質を抽出して形成したセパレータシートは
、シート厚さがQ、3+++mであり両表面にリブを形
成せしめ。
有効高さを0,7〜j 、 Q III#Iにしたもの
であるが。
リブそのものには弾力性がなく押圧されると元の厚さに
復元せず、電池に組込んだ時に活物質の脱落を防止する
だけの充分なる弾力性を有していないという欠点があっ
た。また均一なリブ高さを得るために押出し成形時の生
産スピードが制限されると共に、形成されたリブの形状
は連続した1本のスジ状のみであり、この形状では活物
質の脱落を防止しきれないという欠点があった。
3)アクリル系繊維及びポリエチレン合成パルプ、無機
粉末、無機繊維を混合した水溶液を湿式抄紙した後、加
熱加圧して形成した蓄電池セパレータはシート厚さを0
.4朋以上にすると電気抵抗が実用できない程度に高く
なるため、有効高さを0.7〜1.5顛とするためには
ガラスマットと貼合わせるか、或はエンボス加工するこ
とにより所定の厚さにしていたが、前者の方法ではコス
トが高くなり、後者ではエンボス加工を行っても繊維に
対して無機粉末の比率が高くなることから弾力性に乏し
く、活物質の脱落を防止するだけの能力はほとんどない
という欠点があった。
4)ポリ塩化ビニルの粉体を焼結して形成した蓄電池用
セパレータは、シート厚さを薄くするとピンホールが発
生することや、電池組立時にワレ、カケが発生し易くな
ることから。
シート厚さとしては0.5〜Q 、 7 mmに通常製
造されており、これに0.7〜0.9朋のリブを付けて
有効高さを1.2〜1.6Mとして用いていたが、セパ
レータの材質が焼結体であるためリブに弾力性がないと
いう欠点があった。
本発明は上記の欠点を解消したものであり。
耐酸、耐酸化性を有する蓄電池用セパレータに。
熱膨張性物質を塗布又は混入した後、この熱膨張性物質
を加熱して膨張させることにより、蓄電池用セパレータ
の一部に弾力性のあるリブ又は凸起を形成したものであ
り、以下実施例により詳細に説明する。
実施例1 第1図に示す如くポリアクリロニトリル繊維65部9金
成パルプ35部、シリカクイソウ土50部を水に分散し
た混和液を湿式抄紙法により厚さ0.4朋の耐酸、耐酸
化性セパレータシーに h1/形成し、耐酸性合成樹脂エマルジョンに発泡剤と
してイソブタンを内包カプセル化した塩化ビニリデン−
アクリロニトリルの共重合体の殻より形成された中空マ
イクロバルーンよりなる熱膨張性物質を15%混合した
樹脂溶液2をセパレータシート1に厚さ0,2朋で線状
に塗布した後、加熱ロール6でセパレータシート1と樹
脂溶液2を120°Cに加熱し、第2図に示す如く合成
パルプを融着させてシリカケイソウ土を固定し、且つ熱
膨張性物質を膨張させて高さ1.0朋の線状リブ4を形
成して、有効厚さ1.4順の蓄電池用セパレータ5を得
た。この蓄電池用セパレータ5は、電気抵抗0.000
7Ω・6し2枚。
透気度30seC/100cC・枚、耐酸化性150 
hr/枚の特性を有し、リブ4の弾力性については10
kg/crlの荷重を与えて後、荷重を取り去っても1
00%元の厚さに回復することが確認された。
この蓄電池用セパレータを電池に組込んで寿命試験を行
ったところ、上記方法で形成したリブの代わりにガラス
マットを貼合わせたセパレータを組込んだ電池と同等の
寿命サイクル数を示し良好なる結果を得た。またポリ塩
化ビニルを焼結することにより得たシート厚Q 、 4
 +o+ 、  リブ高さ1.0朋の蓄電池用セパレー
タを用いた電池と比較°して8本発明蓄電池用セパレー
タを用いた電池の寿命サイクル数は約15%延び、活物
質脱落量も115に減少した。また焼結セパレータで生
じた電池組立時のセパレータのカケやワレなどによる不
良率も115に減少した。
実施例2 高密度ポリエチレン粉末10部、シリカ微粉体15部、
ペトロリウムオイル75部を混線押出して厚さ0.25
 Mの耐酸、耐酸化性セパレータシートを形成し2石油
エーテル中に浸漬してベトロリウムオイルを抽出した後
、実施例1と同様の方法で熱膨張性物質を混合した樹脂
溶液をセパレータシートに線状に塗布して、90°C〜
130’C間の任意の温度に設定したオーブン中にセパ
レータシートを通し加熱した。その結果、加熱温度が1
00°C,110°C,120°C9160°Cで、そ
れぞれ0.6闘10.8111#l+ 1.0間。
1.4酊の高さのリブを形成することができた。
即ち加熱温度を変えることにより任意の高さのJ   
      IJブを形成することができ、従来の様に
各寸法に合わせて高価な押出し金型を製作する必要がな
くなり、仕様の変更にも容易に対応できるという利点が
明確となった。拳法により得られた蓄電池用セパレーク
は電気抵抗0.0010Ω・djR/枚、透気度110
05ec7100cc一枚、耐酸化性650hr/枚の
特性を有し、リブの弾力性や電池に組込んだ時の性能は
実施例1と同様の効果を示した0 実施例6 ポリ塩化ビニル粉末を焼結することにより厚さ0.4鰭
の耐槃、耐酸化性多孔シートを形成し。
実施例1と同様にして熱膨張性物質を線状に塗布した後
、加熱したものは弾力性に富むリブを有する蓄電池用セ
パレータとすることができた。
実施例4 合成樹脂、溶剤、非溶剤よりなる混和液に更に実施例1
と同様な熱膨張性物質を10%混合した混液を基体に塗
布し、揮発乾燥して厚さ0.1mmの耐酸、耐酸化性徴
孔シート6を形成した後。
点状凸起を設けた加熱ロールで120°Cに加熱し、第
6図に示す如く微孔シート乙に混入している熱膨張性物
質を膨張させ、高さ1.Ommの弾力性のある点状凸起
7を形成して蓄電池用セパレータ8を得た。この蓄電池
用セパレータ8は実施例1と同様の効果を示した。
実施例5 ケイソウ土をビニル化合物、溶剤、希釈剤と混練した混
合パテをフェノール処理した紙に塗布して得られた耐酸
、耐酸化性セパレータシートに、実施例1と同様の方法
で熱膨張性物質を塗布した後、加熱して膨張させて得ら
れた蓄電旭川セパレータは実施例1と同様の効果を示し
た。
上記の実施例に示した如く1本発明の蓄電池用セパレー
タは特に電気抵抗が低く且つ耐酸。
耐酸化性に優れ、電池に組込んだ場合、鉛貫通ショート
など生じにくいという特徴を持っているものであるが、
耐酸、耐酸化性を有するセパレータシートに熱膨張性物
質を塗布又は混入することができるものであれば、特に
実施例に限定されるものではない。
熱膨張性物質の殻としては、塩化ビニリデン−アクリロ
ニトリルの共重合体の他にメチルメタクリレート−アク
リロニトリル或は塩化ビニリデン−メチルメタクリレー
ト−アクリロニトリルの共重合体を用いることができ1
発泡剤としてはイソブタンの他に石油エーテルを用いる
ことができる。上記の材料は特に耐酸性に優れ。
中空マイクロバルーンの形成が非常に安定しており、蓄
電池用セパレータの材料としては好適である。しかし他
の耐酸、耐酸化性材料よりなる熱膨張性物質であっても
本発明に適用できる。
上記実施例における熱膨張性物質の加熱温度は、90°
C〜130°Cの間が最適であり、この温度は共重合体
の軟化温度により決定されるものであるが、実施例以外
の種類の共重合体を用いる場合は、特にこの温度に限定
されるものではない。本実施例では加熱温度が130’
Cを越えると中空マイクロバルーンが破裂して逆に収縮
してしまい、90’Cを下回ると中空マイクロバルーン
が膨張しなくなる。したがって90°C〜130°Cの
間以外の温度では、所定の弾力性を有するリブ又は凸起
を得られないという結果になる。
蓄電池用セパレータにリブ又は凸起を形成する方法とし
ては、先にセパレータシートヲ製造した後、このセパレ
ータシートに熱膨張性物質を必要とする部分のみ塗布し
、加熱して膨張させることにより形成する方法でもよく
、或はセパレータシート製造時にセパレータシートに熱
膨張性物質を混入させ、必要とする部分のみ加熱して膨
張させることにより形成する方法でもよい。
なお熱膨張性物質を固定するバインダーとしては耐酸、
耐酸化性の素材であればよく、特に実施例に示した合成
樹脂エマルジョン°二唄定己れるものではない。
また蓄電池用セパレータの表面及び裏面のいずれか一方
、或は両面にリブ又は凸起を形成させることができ、特
にその方向は限定されるものではない。
本発明は上述の如き構成とすることにより1)セパレー
タシート厚さが0.1〜0.2闘のものでも、そのまま
のシート厚さで弾力性のある任意の高さのリブ又は凸起
を形成させることができ、電池に組込んだ時に極板間に
フリーな電解液を多く配置することができる。
2)シート厚さが薄い従来の蓄電池用セパレータをその
まま用いてリブ又は凸起を形成することができる。
6)蓄電池の充放電による活物質の軟化脱落をよ 防メする弾力性のあるリブ又は凸起を形成することがで
きるため、蓄電池の寿命を大巾に延ばすことができる。
4)セパレータシートに任意の形状のリフ又ハ凸起を形
成できる。
5)形成するリブ又は凸起の高さは加熱温度により任意
に調節可能である。
6)熱膨張性物質をセパレータシートに印刷した後、加
熱してリブ又は凸起を形成することができるため、蓄電
池用セパレータを高速で安価に生産できる。
7)熱膨張性物質を原料に投入してセパレータシートを
形成した後、加熱ロールを通して加熱ロールと接触する
パターン部のみにリブ又は凸起を形成することができる
ため、蓄電池用セパレータを高速で安価に生産できる。
8)リブ又は凸起の高い蓄電池用セパレータでも容易に
且つ安価に安定して生産できる。
などの大きな利点を有している。
上述の如く本発明は、安価で生産性良好なる蓄電池用セ
パレータを生産することができ、その工業的価値は大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱膨張性物質2をセパレータシート1に塗布し
た後、加熱ロール3で加熱してリブ4を形成中の側面図
、第2図はリブ4を形成した蓄電池用セパレータ5の断
面図、第3図は凸起7を形成した蓄電池用セパレータ8
の平面図である。 1:セパレータシート 2:熱膨張性物質6:加熱ロー
ル  4:リブ  7:凸起出願人 湯浅電池株式会社 第1図 第2図 ) 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)耐酸、耐酸化性を有する蓄電池用セパレータに、熱
    膨張性物質を塗布又は混入し、該熱膨張性物質を加熱し
    て膨張させることにより。 該蓄電池用七パレータの一部にリブ又は凸起を形成した
    ことを特徴とする蓄電池用セパレータ。 2)熱膨張性物質がガス又は液体を内包した塩化ビニリ
    デン−アクリロニトリル又はメチルメタクリレート−ア
    クリロニトリル或は塩化ビニリデン−メチルメタクリレ
    ート−アクリロニトリルの共重合体の殻よりなる中空マ
    イクロバルーンである特許請求の範囲第1項記載の蓄電
    池用セパレータ。 5) 熱膨張性物質が90℃〜130℃の間にて加熱膨
    張される特許請求の範囲第1項記載の蓄電池用セパレー
    タ。
JP58025976A 1983-02-17 1983-02-17 蓄電池用セパレ−タ Pending JPS59151753A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090280381A1 (en) * 2006-07-07 2009-11-12 World Minerals, Inc. Diatomaceous Earth Proton Conductor

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US20090280381A1 (en) * 2006-07-07 2009-11-12 World Minerals, Inc. Diatomaceous Earth Proton Conductor

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