JPS62295348A - グラフトフィルムからなる電池用セパレータを製造する方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明コ 本発明は電池ｍセパレータ、特にアルカリ水溶液を電解
液とする電池用セパレータに関するものである。

従来アルカリ電池、特に陽極が酸化銀または過酸化銀よ
りなり、かつ陰極が亜鉛またはカドミウムよりなる酸化
銀密閉型電池に使用されるセパレータは、ｒ＠極から溶
解するｊＩｌｌ駿イオシイオンへの移動を防止するため
、極めてｆＲ綱な孔を有する半透膜タイプの膜、例えば
再生セルロース膜、架盾ポリビニルアルコール膜、ポリ
エチレン−アクリル酸グラフト重合体農などが使用さＪ
ｌている。これらの膜はアクリル電解液により膨潤し、
これによりイオン伝導性が得られるという共通した性質
を有している。これらの性質により微細な孔を有するも
の、あるいは電力Ｖｉｒ！により膨潤するものは。

これらの電池の要求に応えることができた。これらの材
料の中で、特にアクリル酸をグラフト重合させたポリエ
チレンフィルムは、耐アルカリ性に浸れ、且つ陽極活物
質、酸銀イオンなどに対しても耐酸化性が大であり、し
かも薄膜とすることができ、更にイオン伝導性にも優れ
ているなど種々の特徴を有している。

しかし、実際に電池に組み込む作業上の問題として、ポ
リエチレン−アクリル酸グラフト共重合体よりなるセパ
レータを円型に打ち抜き極板上に静置後、アルカリ電解
液を滴下して、セパレータに電解液を吸収させる際、セ
パレータの膨潤度が方向性を有するため楕円形に変形す
るとともに、完全に吸収するまでにセパレータが反り返
り、著しい場合には、セパレータの上方に静置されてい
る保液紙などが電池容器外に脱落するなどの欠点があっ
た。電解液の吸収によるセパレータの変形は外装缶の締
着を不十分にし、電解液の漏液を促進することになる。

これらの変形および反り返りの原因としては、グラフト
率の不均一性および基材ポリエチレンフィルムの製膜法
に基づく方向性などがある。特に、ポリエチレンフィル
ムは一般にインフレーション法およびＴダイ押し出し法
により製膜されており、いずれの場合にらフィルムは方
向性を有しているため、いかに均一にグラフト重合を行
っても、電解液によって膨潤の際の寸法変化の異方性を
改善することは困難であった。

本発明は上記従来の欠点を除去するもので、合成樹脂フ
ィルムの平面方向ではアルカリ電解液に膨潤しないかま
たはするとしても少なくとも平面方向の縦横に同一の膨
潤度含有せしめて、アルカリ電解液と接触したときに変
形あるいは反り返りなどのないセパレータを提供するも
のである。その方法として、基材となる合成樹脂フィル
ムに、該フィルムと同質かまたは異種の耐薬品性および
ｆｉ械的性質に優れた材質、例えばテトラフルオロエチ
レン−エチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン
、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチ
レンなどのネットまたは織布を、その内部に一体化して
、これに解離基を有するモノマーをグラフト重合させる
ことにより異方性変形をフィルム中の補強基材により防
止して平面方向ではアルカリ電解液に膨潤しても伸長し
ないセパレータを得るものである。

本発明に用いられる補強基材は、ネット、クロスなどが
よく、厚さはセパレータの厚さを規定することになるの
で薄いほうが好ましく、少なくとも０　、１　＋ａｍ以
下が望ましい、その材質はフィルム材質よりもグラフト
重合しにくいもの、例えばフッ素系樹脂、ポリイミド樹
脂などが好ましい、また補強基材を用いないフィルム単
体のグラフト重合では、グラフト率が高くなり過ぎると
フィルムの機械的強度が低下して、その取扱いが困難と
なるが、補強基材を用いることによって、取扱いが容易
になり、更に高いグラフト率の膜を得ることができ、そ
れだけ電気抵抗を下げることができる。

本発明におけるグラフト重合法は、基材フィルムに電離
性放射線を照射し、その後モノマー溶液に浸漬または接
触させる、いわゆる前照射法が、グラフト重合の均一性
および生産性が良いことなどから、好ましい、しかし、
基材フィルムをモノマー溶液に浸漬または接触せしめた
状君で電離性放射線を照射してグラフト重合する同時照
射法も使用することができる。

電離性放射線の照射線量は、前照射法では５０Ｍｒａｄ
以下、好ましくは１〜３０　Ｍ　ｒａｄであり、同時照
射法では１０Ｍｒａｄ以下が好ましい。

電解基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタク
リル酸、スチレンスルホン酸などが挙げられる。また、
反応溶液は、基材フィルムを膨潤させる有機溶剤、例え
ば、キシレン、四塩化炭素、二塩化エチレン、ベンゼン
、トルエンなどを含有することにより、より均一なグラ
フト重合を行うことができるが、これらの有機溶剤は必
ずしも不可欠ではなく、モノマーの水溶液ら使用できる
。

更に、グラフト反応において、そのグラフト率は該モノ
マー溶液に浸漬または接触させる温度および時間を調節
することにより決定することができる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、
これらは本発明の範囲を何ら限定するものではない。

実施例１ メルトインデックス２．０、密度０．９２２の低密度ポ
リエチレン樹脂（旭ダウ製Ｆ−２１３５）を、Ｔダイ押
し出し成形する際、芳香族ポリアミド樹脂（量大製Ｃｏ
ｎｅｘ）よりなる厚さ５０μ、３５０メツシユのネット
上にフィルムを成形し、ネットとポリエチレンとを一体
化した。こうして得られたフィルムに電子線を２０　Ｍ
　ｒａｄ＠射した。ついで該被照射フィルムを、あらか
じめ窒素ガスを吹き込んで溶存酸素濃度を０　、１　ｐ
ｃｎ以下としたアクリル酸５０部、水４０１ｇ、二塩化
エチレン１０部、モール塩０．２５％からなる反応溶液
中に、２５℃で４０分間浸漬してグラフト重合させた０
反応後フィルムを取り出し、９５℃の熱水に６０分間浸
漬して未反応アクリル酸およびそのホモポリマーを洗浄
除去した。更に、このフィルムを５％ＫＯＨ水溶液に９
０℃で１０分間浸漬してカリウム塩とし、水洗ののち乾
燥してセパレータを得た。このセパレータのグラフト率
は７３％であり、厚さは乾燥状態で７２μ、電気抵抗は
２５℃４０％ＫＯＨ水溶液中で１３５ｍΩ・ｅ１ｍ２で
あった。

本実施例のセパレークを用いて電池を組み立てた際、電
解液の注液を行ってもセパレータの反り返りもなく、ま
た平面方向へのｒＪｌｉＲによる詔著な変形も全く認め
られず、何ら支障なく電池組立を行うことができた。

実Ｊｉｆｉｉ例２ 実施例１で用いられるポリエチレン樹脂を、Ｔダイ押し
出し法により、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
き体く旭硝子製アフロン）からなる線径５０μの１００
メツシユのネットと一体成形してフィルムを得た。この
フィルムを実施例１と全く同様な方法でグラフト重合し
た。その結果グラフト率はグラフト時間３時間で１３８
％に達し、このセパレータの乾燥状態での厚みは８７μ
、４０％ＫＯＨ水溶液中での電気抵抗は１２５悄Ω・Ｃ
Ｔａ２であった０本セパレータを電池に組み込み試験し
た結果、電解液による平面方向への変形はほとんどなく
、容易に電池を組み立てることができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合成樹脂フィルムに解離基を有するモノマーをグラ
   フト重合させて得られるグラフト共重合体からなるフィ
   ルムであって、合成樹脂フィルムがその内部に該フィル
   ムと同質かまたは異種の耐薬品性および機械的性質に優
   れた材質からなる少なくとも０．１ｍｍ以下の厚さのテ
   トラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリテトラ
   フルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ
   イミド、またはポリエチレンのネットまたは織布を、一
   体化して有する平面方向にはアルカリ電解液による膨潤
   を生ぜず、あるいは少なくとも平面の縦横（長さ・巾）
   方向に同一の膨潤度で膨潤する性質を有するフィルムか
   らなることを特徴とする電池用セパレータ。 ２、解離基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メ
   タクリル酸、またはスチレンスルホン酸であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電池用セパレー
   タ。