JPS6142855A - 無機非水電解液電池用セパレ−タの製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオキシハロゲン化物を電解液に用いる無機非水
電解液電池用のセパレータの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの
オキシハロゲン化物を電解液に用いる無機非水電解液電
池では、オキシハロゲン化物の酸化力が強いため、ポリ
エチレン不織布やポリプロピレン不織布などをセパレー
タに用いることができず、ガラス繊維不織布がセパレー
タに用いられてきた（たとえば、特開昭５８−１２１５
６３号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ガラス繊維そのものはオキシハロゲン化
物に対して安定で、長期の使用に耐えるものの、ガラス
繊維のみで抄紙すると、ガラス繊維自体に粘着性がない
ため、繊維相互のからみ合いのみで強度を保持せねばな
らず、その結果、強度に乏しくなり、不織布の形成がし
がたく、厚さが０゜２１１−以下の薄い不織布は安定し
て作製することができず、゛特に小形、薄形の電池に要
望されるような厚さが０．０５〜Ｏ，１５ａｕ＋程度の
薄い不織布になるとまったく作製することができなかっ
た。そのため、ポリビニルアルコールやポリエチルアク
リレートなどの有機バインダーを溶解または分散させて
抄紙が行なわれているので、電池内に有機物が混入する
ことになり、それがオキシハロゲン化物と反応して分解
され電池性能を低下させる原因になっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、抄紙はバイ
ンダーの存在下に行ない、不織布形成後、バインダーを
溶媒で抽出することにより除去して、セパレータとする
ことによって、厚さが０．２ｍｍ以下、特に小形、薄形
の電池において要望されているような厚さが０．０５〜
０．１５ｍ５程度の薄いガラス繊維不織布の形成、取扱
いを容易にし、かつバインダーに基づく電池性能の低下
を防止したものである。

溶媒によるバインダーの抽出はガラス繊維不織布を溶媒
中にｙｔ　ｔｄ４することによって行なわれるが、その
時期は、通常は電池組込み前に行なわれるが、筒形電池
では後記の実施例２に示すようにガラス繊維不織布を電
池に組込んだ状態で行なってもよい、後者による場合は
電池内に既にリチウムなどの負極活物質が収容されてい
るので、溶媒にはリチウムなどの負極活物質と反応しに
くいものを選択する必要があり、それに伴なってバイン
ダーも上記溶媒に可溶で溶媒によって抽出され得るもの
を選択する必要がある。ｔ＆者による方法は上記のよう
な制約を受けるが、筒形の電池ではセパレータを電池に
組込む際のセパレータの破損が多いので、そのような破
損防止に対する効果が大きい。

〔実施例〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ポリビニルアルコールｓｉｉ量部を溶解させた水にガラ
ス繊維（繊維径１μ醸以下、繊維長２〜７ａｓ）　９５
重量部を分散させて抄紙し厚さ０．１５ｍｍ、坪量２４
　ｇ　／　ＩＴｒのガラス繊維不織布を作製した。抄紙
時の切断や破れはほとんどなかった。この不織布の引張
強度を測定したところ、６００　ｇ　／　１０ｍｍであ
った。

このガラス繊維不織布を所定寸法の円形に打ち抜き、こ
れをエチルアルコール中に２４時間浸漬して、バインダ
ーとして使用されたポリビニルアルコールをエチルアル
コールで抽出して除去した。

上記のようにバインダーを溶媒抽出により除去したガラ
ス繊維不織布をセパレータに用い、第１図に示すような
直径３０１、高さ５ｍ−の扁平形無機非水電解液電池Ａ
を組み立てた。第１図において、１は負極で、この負極
１はステンレス鋼製の網２にリチウム板を圧着してなり
、網２の中央部はステンレス鋼製の集電ピン３にスポッ
ト溶接されている。

４はセパレータで、このセパレータ４は前記のように抄
紙後溶媒抽出によりバインダーを除去した２枚のガラス
繊維不織布で構成され、その上側部分４にと下側部分４
ｙで前記の負極１をはさみ、負極１と正極５とを隔離し
ている。

上記正極５、負極１、セパレータ４は電解液と共にステ
ンレス鋼製の電池容器６に収容され、電池容器６の開口
部にはステンレス鋼製の電池蓋７が嵌合され、電池容器
６の開口端部と電池Ｍ７の外周縁部とを溶接することに
よって電池容器６の開口部の封口がなされている。

電池蓋７の内周側にはガラスＷ１８が形成され、該ガラ
スＦ５ｉ８の内周側には前記の集電ピン３が溶着されて
おり、負極端子としての機能を有する集電ピン３と正極
端子としての機能を有する電池蓋７の本体部分とは上記
ガラスＩＷ８によって絶縁されている。この電池の電解
液は塩化チオニルに四塩化アルミニウムリチウムを１．
０モル／Ｑ溶解させたものが使用され、上記電解液に溶
媒として使用されている塩化チオニルはこの電池におい
て正極活物質としても働くものであり、正極５はアセチ
レンブランクに結着剤としてのポリテトラフルオルエチ
レンと強度保持のためにｐＡ鉛を添加して成形した炭素
多孔質成形体からなるものである。

比較例１　　′ 実施例１と同様のガラス繊維のみで抄紙して厚さ０．２
５ｍｍ、坪１３３　ｇ　／　ｔｄのガラス繊維不織布を
作製した。抄紙の際、切断や破れが多数発生し歩留りは
非常に悪かった。この不織布の引張強度を測定したとこ
ろ１３０　ｇ　／　１０ｍ５であった。なお、上記ガラ
ス繊維不織布の作製にさきだって厚さ０−１５ｍ＋ｗの
ガラス繊維不織布を作製しようとしたが、切断や破れの
発生がはげしく抄紙できなかった。

上記のようにして得られた厚さ０．２５ａｍのガラス繊
維不織布をセパレータとして用いたほかは前記と同様の
扁平形無機非水電解液電池Ｂを組み立てた。

比較例２ 実施例１と同様にポリビニルアルコールを熔解させた水
に実施例１と同様のガラス繊維を分散させて抄紙し厚さ
０１１５ｍｍ、坪量２４　ｇ　／　ｒｄのガラス繊維不
織布を作製した。この不織布の引張強度は６゜Ｏｇ／１
０＋ｓｍであった。

上記のようにポリビニルアルコールをバインダーとして
用いて抄紙したガラス繊維不織布をセパレータとして用
いた番よかは実施例１の場合と同様の扁平形無機非水電
解液電池Ｃを組み立てた。

上記電池Ａ、ＢおよびＣを６０°、１００日間貯蔵した
後、２０℃、ＩｋΩで放電させたときの放電特性を第２
図に示す、なお、電池ＡおよびＢの放電曲線はほぼ同一
になったため、第２図において電池ＡおよびＢについて
は同一の曲線で表示した。

第２図に示す結果から明らかなように、本発明の実施例
１のセパレータを用いた電池Ａはセパレータ中のバイン
ダーを除去しているのでバインダーに基づく放電性能の
劣化はなかったが、バインダーを除去していない比較例
２のセパレータを用いた電池Ｃは貯蔵中における放電性
能の劣化が認められた。

実施例２ ポリエチルアクリレート５ｆＩｆｆｉ部を実施例１と同
様のガラス繊維９５重量部とともに分散させて抄紙した
厚さ０．１５ｍ５、坪量２４　ｇ　／　ｃｄのガラス繊
維不織布を第３図に示すように組立中の電池に組み込み
、そこに塩化メチレンを注入し、常温で２４時間放置し
てガラス繊維不織布中のポリエチルアクリレートを塩化
メチレンに溶出させ、セパレータとして使用するガラス
繊維不織布中のバインダーの除去を行なった。

第３図において、６はステンレス鋼製の電池容器で、ｌ
はリチウムよりなる負極で、上記のように塩化メチレン
によりガラス繊維不織布中のバインダーを抽出しうる状
態にするには、電池容器６の内周壁にリチウムソートを
圧着して負極ｌとし、つぎにセパレータの筒状部となる
ガラス繊維不織布４１ａを核部状負極ｌの内周壁にそわ
せて筒状に配置し、底部にセパレータの底部となるガラ
ス繊維不織布４１ｂを配置し、ついで塩化メチレン１０
を電池容器６内に注入した。

なお、セパレータとしては、正極上に配置する上蓋部を
必要とするので、それについては別途塩化メチレンにガ
ラス繊維不織布を２４時間浸漬して、バインダーとして
使用されたポリエチルアクリレートをガラス繊維不織布
中から除去した。

塩化メチレン注入より２４時間後に吸引によって電池容
器６内から塩化メチレンを除去し、乾ｆｆ１ｌ＆、以下
に示すように常法にしたがって第４図に示すような筒形
の無機非水電解液電池りを組み立てた。

前記のように溶媒抽出によりバインダーを除去したガラ
ス繊維不織布で構成されたセパレータ４の筒状部４ａと
底部４ｂで形成される中空部内に炭素多孔質成形体より
なる正極５を挿入したのち、前記のように別途電池外で
バインダーの除去を行なったセパレータの上蓋部４ｃを
正極５上に載置し、ステンレス鋼製の電池蓋７を上記電
池容器６の開口部に嵌合し、電池蓋７の外周縁部と電池
容器６の開口端部とを溶接し、電池蓋７の内周側に形成
されたガラスＩ’ｉｉ８にあらかじめ溶着されているス
テンレス鋼製のパイプ９から電解液を真空含浸法によっ
て電池内に注入したのち、パイプ９にステンレス鋼製の
集電ビン３を挿入し、その下端を正極５内に到達せしめ
、集電ビン３の上部をパイプ９の上端部比溶接して電池
内部を密閉構造にすることによって筒形の無機非水電解
液電池りを組み立てた。正極５は前記電池Ａの場合と同
様にアセチレンブラックに結着剤としてのポリテトラフ
ルオルエチレンと強度保持のための黒鉛を添加して成形
された炭素多孔質成形体からなるものである。

電解液は塩化チオニルに四塩化アルミニウムリチラムを
溶解させたもので、塩化チオニルは上記のように電解液
に溶媒として使用されると共に工種活物質としての作用
も果すものである。なお、この１Ｈ池においては、電池
容器６は負極端子としての機能を兼ね、一方、集電ビン
３は正極端子としての機能を有しており、この集電ピン
３と上記電池容器６同様に負極端子としての機能を有す
る電池Ｍ７の本体部分とはガラスＩＷ８によって絶縁さ
れている。

比較例３ ポリエチルアクリレートをバインダーに用い、ポリエチ
ルアクリレート５重量部を実施例１と同様のガラス繊維
９５重量部とともに分散させて抄紙し厚さ０．１５ｍｍ
、坪量２４　ｇ　／　ｒｄのガラス繊維不織布を作製し
た。

得られたガラス繊維不織布をポリエチルアクリレートの
除去を行なうことなくセパレータに用いたほかは実施例
２の場合と同様の筒形の無機非水電解液電池Ｅを作製し
た。

また、前記比較例１のガラス繊維のみで抄紙した厚さ０
．２５＋＋＋＋、坪！３３ｇ／＋ｄのガラス繊維不織布
をセパレータに用い、それ以外は実施例２のｔｌと同様
の筒形の無機非水電解液電池Ｆを作製した。

上記電池り、Ｅ、Ｆの組立中におけるセパレータの破れ
を調べた結果を第１表に示す。

第　　１　　表 また、電池り、Ｅ、Ｆの初度および６０℃、１００日間
貯蔵後の２０℃、３００Ωで連続放電させたときの放電
持続期間を第２表に示す。

第　　　２　　　表 第１表および第２表に示すように、本発明の実施例２の
セパレータを用いた電池りでは、電池組立中のセパレー
タの破れかなく、また貯蔵中の放電性能の劣化が少なか
ったが、バインダーとして用いられたポリエチルアクリ
レートを除去することなくそのままセパレータにした電
池Ｅでは貯蔵中の放電性能の劣化が認められた。また、
ガラス繊維のみで抄紙した不織布をセパレータとした電
１ｌｈＦでは電池組立中のセパレータの破れが多く発生
した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ガラス繊維不織
布で小形、薄形の無機非水電解液電池に通する厚みが薄
く、かつ貯蔵中の電池性能の低下を招（おそれがないセ
パレータが提供された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるセパレータを用いた無機非水電解
液電池の一例を示す断面図で、第２ＴＩ！Ｊは本発明の
セパレータを用いた電池Ａと従来法によるセパレータを
用いた電池Ｂ、Ｃの放電特性図である。第３〜４図は本
発明によるセパレータを用いた無機非水電解液電池の他
の例を示すもので、第３図はセ）＜レークとして用いる
ガラス繊維不織布を組立中の電池に組込んだ状態でバイ
ンダーを？８媒抽出によりガラス繊維不織布中から除去
する状態を示す断面図、第４図は組立完了後の電池の部
分断面図である。 ４・・・セパレータ、　４１ａ・・・セパレータの筒状
部となるガラス繊維不織布、　４１ｂ・・・セバレ−タ
の底部となるガラス繊維不織布、 １０・・・塩化メチレン 特許出願人　日立マクセル株式会社 第２図 スミ待址睡１ｔ［ｈ） ＄３Ｉ２１ １ｂ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）オキシハロゲン化物を電解液に用いる無機非水電
   解液電池用のガラス繊維不織布からなるセパレータを製
   造するにあたり、バインダーを溶解または分散させた液
   にガラス繊維を分散させて抄紙したガラス繊維不織布を
   溶媒に浸漬し、バインダーを溶媒で抽出して除去するこ
   とを特徴とする無機非水電解液電池用セパレータの製造
   方法。