KR100389123B1 - Separator for alkali secondary battery and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A separator for an alkali secondary battery and its preparation method are provided, to prevent an electrolyte solution from being dried after charge/discharge for a long time for improving the lifetime of a battery and to prevent a free electrolyte solution from being generated for improving the capacity of a battery. CONSTITUTION: The separator comprises a polyolefin-based or nylon-based nonwoven whose surface has spacers having a diameter of 50-100 micrometers. The method comprises the steps of placing a glass bead(spacer) having a diameter of 50-100 micrometers on the surface of a polyolefin-based or nylon-based nonwoven, and mechanically compressing the glass bead. Preferably the compression pressure is 5-7 kgf/cm¬2.

Description

알칼리 2차전지용 세퍼레이터 및 이의 제조방법Separators for alkaline secondary batteries and manufacturing method thereof

본 발명은 알카리 2차전지용 세퍼레이터(separator) 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 니켈-카드뮴, 니켈-카드뮴, 니켈-아연, 니켈-수소, 은-아연7 2차전지 등과 같이 알카리 수용액을 전해액으로 사용하는 알카리 2차전지에 있어서, 알카리 전해액의 함유 및 유지역활을 맡고 있는 세퍼레이터를 개선하여 전지의 수명을 향상시키는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for an alkaline secondary battery and a method of manufacturing the same, and more particularly, such as nickel-cadmium, nickel-cadmium, nickel-zinc, nickel-hydrogen, silver-zinc 7 secondary batteries, and the like. In an alkaline secondary battery using an aqueous solution as an electrolytic solution, the present invention relates to improving the separator in charge of containing and maintaining the alkaline electrolytic solution and improving the life of the battery.

알카리 2차전지용 세퍼레이터로 사용되기 위해서는 통상 전해액과의 친화성이 좋고 흡수속도 및 흡액성이 뛰어나야 하며, 장기간의 층방전 등의 반복 사용에도 견딜 수 있는 내알카리성, 내산화성 등의 화학적 안정성 등이 좋을 것과 내부저항이 작고 전극에서 발생하는 가스의 통과를 방해하지 않는 좋은 통기성 등 여러가지의 성능 및 특성이 요구되고 있다.In order to be used as a separator for alkaline secondary batteries, it has to have good affinity with electrolyte solution, excellent absorption rate and liquid absorption, and good chemical stability such as alkali resistance and oxidation resistance that can withstand repeated use such as long-term layer discharge. Various performances and characteristics are required, such as low internal resistance and good air permeability, which does not interfere with the passage of gas generated from the electrode.

현재까지 알카리 2차전지용 세퍼레이터로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올리핀계 부직포와 폴리아미드 등의 나일론계 부직포가 대부분 사용되어 왔는데, 이들 부직포들이 전지에 사용될 경우에는 대부분 길이방향으로 응용이 되고 있는 실정이다.Up to now, most of the separators for alkaline secondary batteries have been polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and nylon nonwoven fabrics such as polyamide. However, when these nonwoven fabrics are used in batteries, they are mostly applied in the longitudinal direction. to be.

그러나, 기존의 일반적인 부직포로 된 세퍼레이터를 사용할 경우에는 알카리 2차전지들이 점차 대형화됨에 따라 충 방전 과정을 거듭하므로써 전극의 스웰링 현상(skelling) 등에 의해 전지사이의 공간이 조밀해지면서 전해액이 말라버리게 되어 세퍼레이터는 거의 1차원적인 구조를 갖게 된다. 이것은 기존 부직포들이 대부분 평범한 화이버(fiber) 타입의 구조를 갖고 있기 때문에 중 방전 과정중 국판의 스웰링이 현상 등으로 인해 부직포가 거의 1 차원 구조를 갖게 되므로써 전해액의 흡액속도 및 보액성이 현저히 저하되어 전자가 재용량을 충분히 내지 못하고 전극의 열화가 가속화되어, 결과적으로 전지의 수명이 단축되게 된다.However, in the case of using a conventional non-woven separator, as the secondary rechargeable batteries gradually increase in size, the charge and discharge process is repeated, which causes the electrolyte to dry out due to the densities of the electrodes due to skelling of the electrodes. Thus, the separator has a nearly one-dimensional structure. This is because most of the existing nonwoven fabrics have an ordinary fiber type structure, so that the nonwoven fabric has almost one-dimensional structure due to the phenomenon of swelling of the national board during the heavy discharge process. The electrons do not sufficiently recapture and deterioration of the electrode is accelerated, resulting in shortening of the battery life.

이러한 전지의 싸이클 수명을 부직포를 통해 해결하고자 하는 시도고서 먼저일본 특허공고 평 제 6-163023호에서는 에닐린과 프로필렌러버(rubber)의 혼합물을 마공성 다공막으로 사용하였다는 내용이 기재되어 있으나, 기공율이 50% 내외로서 현격히 떨어지며 전해액의 함침높이도 상당히 떨어져서는 단점이 있었다.In an attempt to solve the cycle life of such a battery using a nonwoven fabric, Japanese Patent Publication No. 6-163023 describes that a mixture of aniline and propylene rubber was used as a porous porous membrane. The porosity is about 50%, which drops considerably, and the impregnation height of the electrolyte is also considerably dropped.

또한, 일본 특허공고 평 제 6-163020호 에서는 장기전에 걸친 충방전 반복에서도 안정한 알카리 전지용 제퍼레이터를 제조하기 위해 부직포 시트(sheet) 표면에 NBR-멜라닌 가교수지에 키르복실기 및 술폰산기를 도입하였는데, 이것은 흡수속도와 흡액성을 어느 정도까지는 향상시킬 수 있었으나 이때 도입한 작용기가 산 작용기이기 때문에 장기간 사용하다 보면 알카리 전해액과 작용하며 중화되어 버리므로 본래의 효과를 내기가 어려운 문제점이 있었다.In addition, Japanese Patent Publication No. 6-163020 introduced a carboxyl group and a sulfonic acid group in an NBR-melanin crosslinking resin on the surface of a nonwoven fabric sheet to produce an alkaline battery separator that is stable even in charge and discharge repeats over a long period of time. This was able to improve the absorption rate and the liquid absorption to some extent, but since the introduced functional group is an acid functional group, it has a problem that it is difficult to achieve the original effect because it acts and neutralizes with the alkaline electrolyte after long-term use.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결할 뿐만 아니라 종래의 세퍼레이터보다 전해액의 함습량과 흡수속도가 비약적으로 향상된 알카리 2차전지용 세퍼레이터를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a separator for an alkaline secondary battery, which not only solves the above problems but also improves the moisture content and absorption rate of the electrolyte solution significantly compared to the conventional separator.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 알카리 2차전지용 세퍼레이터의 제조 방법을 제공하는데 있다.On the other hand, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the separator for alkaline secondary batteries.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알카리 2차전지용 세퍼레이터는 부직포 표면에 스페이서(spacer)가 형성된 것으로 이루어진다.The separator for alkaline secondary batteries of the present invention for achieving the above object consists of a spacer formed on the surface of a nonwoven fabric.

이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

알카리 2차전지의 세퍼레이터로 사용되기 위해서는 전술한 바와 같이 다양한 특성들이 요구되고 있지만, 기존의 세퍼레이터들은 이러한 특성들을 완전히 만족시키지는 못하고 있다. 즉, 일반적인 부직포로 된 세퍼레이터를 사용하여 충·방전 과정을 반복할 경우에는 전극의 스웰링 현상 등에 의해 전해액이 말라버리게 되어 세퍼레이터는 거의 1차원적인 구조를 갖게 되며, 전해액의 흡액속도 및 보액성이 현저히 저하되어 전지기 재용량을 충분히 내지 못해 전지의 수명이 단축되게 된다.In order to be used as a separator of an alkaline secondary battery, various characteristics are required as described above, but existing separators do not fully satisfy these characteristics. In other words, when the charging / discharging process is repeated using a separator made of a general nonwoven fabric, the electrolyte dries out due to swelling of the electrode, and the separator has a nearly one-dimensional structure. Significantly lowered, the battery capacity is not sufficiently reduced to shorten the life of the battery.

따라서, 본 발명에서는 이러한 종래의 세퍼레이터의 문제점들을 해결할 수 있도록 알카리 용액과 전혀 반응을 일으키지 않으며 충·방전과정중에도 전해액중에 탈락할 위험이 전혀 없는 스페이서를 사용하여 부직포가 처음과 같이 3차원 구조를 갖게 하므로써 전해액의 흡수속도는 물론 보액률을 계속적으로 보유하게 하여 전지가 제 수명을 발휘할수 있도록 한 것이다.Therefore, in the present invention, the nonwoven fabric has a three-dimensional structure as described above by using a spacer that does not cause any reaction with the alkaline solution and does not have any risk of dropping out of the electrolyte during the charging and discharging process. As a result, the battery retains the absorption rate as well as the retention rate of the electrolyte, thereby allowing the battery to exhibit its service life.

간략히 말해, 본 발명의 세퍼레이터는 부직포 표면에 스페이서가 형성되어 이루어진 것에 특징이 있다. 즉 알카리 2차전지에 사용시 전해액의 흡수속도와 보액성을 향상시키기 위해서 본 발명에서는 전해액량의 함습율을 규제하되 장시간 충·방전을 거치면서 부직포가 거의 1차원 상으로 되는 것을 막고, 전해액의 건조한 상태를 방지할 수 있도록 스페이서를 사용한 것이다. 이때 사용되는 스페이서로는 글래스 비드(glass beads)가 바람직하지만, 이외 유사한 다른 종루의 스페이서도 또한 사용될 수 있다. 또한 사용되는 스페이서의 크기는 구경 약 50㎛~100㎛정도가 바람직하다. 만약 스페이서의 구경이 50㎛ 이하인 경우에는 부직포의 함습율이 스페이서를 사용치 않을 때와 마찬가지로 현저히 저하된다. 또한, 스페이서의 구경이 100㎛ 이상일 겅우에는 니켈극의 스웰링과 겹쳐 적극의 부피팽창이 심화되어 전지 캐이스가 심하게 변형되어 전지의 용량이 감소되는 문제점이 있다.In short, the separator of the present invention is characterized in that a spacer is formed on the surface of the nonwoven fabric. That is, in order to improve the absorption rate and liquid retention of the electrolyte when used in an alkaline secondary battery, the present invention regulates the moisture content of the electrolyte, but prevents the nonwoven fabric from becoming almost one-dimensional while undergoing charge and discharge for a long time. Spacers are used to prevent the condition. Glass beads are preferable as the spacer used, but other similar bell tower spacers may also be used. The size of the spacer used is preferably about 50 μm to 100 μm in diameter. If the diameter of the spacer is 50 µm or less, the moisture content of the nonwoven fabric is significantly lowered as in the case of not using the spacer. In addition, when the diameter of the spacer is 100 μm or more, the volume expansion of the positive electrode is deepened by overlapping with the swelling of the nickel electrode, and the battery casing is severely deformed, thereby reducing the capacity of the battery.

한편, 본 발명의 세퍼레이터의 제조방법은 부직포 표면애 스페이서를 위치시켜 기계적인 방법으로 압착시키는 것에 특징이 있다. 즉, 상기 방법은 구경 약 50㎛~100㎛정도인 글래스 비드를 깨끗하게 세척하여 건조시킨 다음 사용하려는 부직포, 예를들면 폴리아미드 부직포 위에 상기 글래스 비드를 위치시키고 기계적으로 압력을 가하여 글래스 비드가 믈리적으로 자리하도록 하는 것이다. 이때 글래스 비드에 가해지는 압력은 약 5~7/Kgf/㎠정도이다. 만약 5Kgf/㎠이하의 압력을 가하여 제조한 부직포에서는 글래스 비드가 많이 떨어져 나와 아무런 개선효과를 보지 못한다. 또한, 7Kgf/㎠ 이상의 압력을 가할 경우에는 부직포를 이루는 섬유소가 서로 이탈되어 공경 크기(pore size)가 커져서 전해액의 함습울이 현저히 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, the method of manufacturing the separator of the present invention is characterized by placing a spacer on the surface of the nonwoven fabric and pressing it by a mechanical method. That is, the method cleans and dries the glass beads having a diameter of about 50 μm to 100 μm, and then places the glass beads on a nonwoven fabric to be used, for example, a polyamide nonwoven fabric, and mechanically pressurizes the glass beads. It is to be seated. At this time, the pressure applied to the glass beads is about 5 ~ 7 / Kgf / ㎠. If the nonwoven fabric manufactured by applying the pressure of 5Kgf / ㎠ or less, glass beads fall off and show no improvement effect. In addition, when applying a pressure of 7Kgf / ㎠ or more, the fibers forming the nonwoven fabric are separated from each other to increase the pore size (pore size) there is a problem that the moisture content of the electrolyte is significantly reduced.

이하 제조예를 통하여 본 발명의 세퍼레이터의 제조공정을 좀 더 상세히 설명하며, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 좀 더상세히 설명하지만, 이것이 본 발명의 범주르 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the manufacturing process of the separator of the present invention will be described in more detail with reference to the production examples, and the effects of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

제조예 1Preparation Example 1

구경이 약 75㎛인 글래스 비드를 깨끗하게 세척한 다음 드라이 오븐(dry oven) 내에서 5분간 건조시켰다. 그 다음 #100 시브(sieve)를 이용하여 사용하려는 폴리아미드 부직 포위에 1㎠당 100개의 비드가 지리하도록 하고 그 위를 스테인레스 롤(stainless roll)을 사용하여 6Kgf/㎠)의 압력하에서 압연(rolling)을 하여 글래스 비드가 폴리아미드 부직포 표면에 물리적으로 자리하도록 하여 본 발명의 세퍼레이터를 제조하였다.Glass beads having a diameter of about 75 μm were washed thoroughly and then dried in a dry oven for 5 minutes. Then 100 beads per cm 2 are geographicly wrapped around the polyamide nonwoven fabric to be used using # 100 sieves, and then rolling it under a pressure of 6 Kgf / cm 2 using a stainless roll. The glass beads were physically placed on the surface of the polyamide nonwoven fabric, thereby preparing the separator of the present invention.

부직포상의 글래스 비드 분포상태를 확인하기 위해서 X-선 분석을 통하여 확인한 결과, 부직포 1㎠당 최서 30개, 최대 50개의 글래스 비드가 자리한 것으로 확인되었다. 또한, 내알카리성 실험, 통풍실험, 압착실험 등을 통하여 본 발명의 세퍼레이터가 사용상 문제점이 없다는 것으로 확인되았다. 즉, 시편 10㎝×10㎝ 부직포를 비중 1.3인 KOH용액에 30일간 20℃ 방치한 다음 , 차음무게와 비교하여 글래스 비드의 탈락정도를 측정한 비 글래스 비드의 탈락이 거의 없음을 알수 있었다. 또한, 지름 8㎝인 부직포를 원형으로 잘라 지름 5㎝인 송풍구에 장치한 다음, 10m/sec 속도로 10초 동안 강제 배기시켜 글래스 비드의 탈락정도를 확인한 결과 아무런 변화가 없음을 확인하였다.As a result of X-ray analysis to confirm the glass bead distribution on the nonwoven fabric, it was confirmed that up to 30 glass beads per 50 cm2 of nonwoven fabric were located. In addition, it was confirmed that the separator of the present invention has no problem in use through alkali resistance test, ventilation test, and compression test. That is, it was found that the specimen 10 cm × 10 cm non-woven fabric was left for 20 days in a KOH solution having a specific gravity of 1.3 for 30 days, and then there was almost no drop of non-glass beads measured the degree of glass beads drop compared to the sound insulation weight. In addition, the nonwoven fabric having a diameter of 8cm was cut into a circle and installed in a 5cm diameter tuyere, and forcedly exhausted for 10 seconds at a speed of 10m / sec to confirm the degree of dropping of the glass beads.

한편, 압착정도를 알아보기 위하여 사편을 10cm×10cm 크기로 자른 다음, 이것을 스태인레스판 사이에 놓고 압력 게이지를 사용해서 전지의 사용가능범위인 0~2.5atm까지 압력을 가했다 플었다를 300번 반복한 다음 부직포의 무게차이를 비교하여 글래스 비드의 탈락정도를 측정한 결과, 글래스 비드의 탈락이 거의 없음을 알수 있었다.On the other hand, to determine the crimping degree, cut the piece into 10cm × 10cm size, place it between the stainless plate and press the pressure gauge to the usable range of 0 ~ 2.5atm using the pressure gauge. After repeating, the weight difference of the glass cloth was measured by comparing the weight difference of the nonwoven fabric. As a result, it was found that there was almost no drop of the glass beads.

실시예 1Example 1

제 1도는 본 발명에 따른 알카리 2차전지의 구성도이고, 도면중 부호 1은 니켈 소결전극, 2는 아연전극, 3은 폴리아미드 부직포, 4는 폴이프로필렌 미공성막, 5는 면 부직포, 6은 Ag 코팅된 폴리프로필렌막이며, 상기 도면을 본 발명에 따른 알카리 2차전지의 제조공정을 설명하기로 한다.1 is a block diagram of an alkaline secondary battery according to the present invention, in which 1 is a nickel sintered electrode, 2 is a zinc electrode, 3 is a polyamide nonwoven fabric, 4 is a polypropylene microporous film, 5 is a cotton nonwoven fabric, 6 Ag is a polypropylene film coated with Ag, and the drawings will be described a manufacturing process of the alkaline secondary battery according to the present invention.

본 실시예에서 사용한 양극은 니켈 소결전극(1)이고, 음극은 드라이 컴팩션법에 의해 제조된 아연전극(2)이다.The anode used in this embodiment is a nickel sintered electrode 1, and the cathode is a zinc electrode 2 produced by a dry compaction method.

음극 활물질로는 산화아연 80wt%와 아연분말 10wt%에 접합제로서 PTFE(polytetrafluoroethylene) 수지와 에틸렌 옥사이드 수지 5wt%, 산화납 2wt%, 및 산화카드뮴 3wt%을 넣고, 혼련기에서 잘 혼련시킨 다음 로울러를 이용하여 제조하였다.In the negative electrode active material, zinc oxide (80 wt%) and zinc powder (10 wt%) were added PTFE (polytetrafluoroethylene) resin, ethylene oxide resin (5 wt%), lead oxide (2 wt%), and cadmium oxide (3 wt%) and kneaded well in a kneader. It was prepared using.

니켈 소결전극(1)은 다공도가 75%인 소결기판으로서, 니켈 플레이트를 익스펜디드(expanded)시킨 집전체를 사용하였다. 전해액은 아연 덴드 라이트의 생성을 억제할 수 있으며 산화아연을 포화시키지 않고 아연적극의 활물질이 전해액에 과다하게 용출되는 것을 최대한 억제시키면서 충전효율 및 전지의 수명을 향상시키려는 목적에서 수신화칼륨 25%, 수산화리튬 5%인 전해액을 사용하였다.The nickel sintered electrode 1 is a sintered substrate having a porosity of 75%, and a current collector in which a nickel plate is expanded is used. The electrolyte solution can suppress the production of zinc dendrites and 25% potassium sorbate for the purpose of improving charging efficiency and battery life while maximally suppressing the zinc active material being excessively eluted in the electrolyte solution without saturating zinc oxide. An electrolyte solution of 5% lithium hydroxide was used.

한편, 니켈 소결전극(1)이 충분한 용량을 내고 충분한 전해액을 보유할 수 있도록 상기 제조에 1을 통해 제조한 글래스 비드로 처리된 친수성의 폴리아미드 부직포(3)를 세퍼레이터로 사용하였으며, 그 위에 폴리프로필렌 미공성막(4)을 사용하였다.Meanwhile, a hydrophilic polyamide nonwoven fabric 3 treated with glass beads prepared in 1 was used as a separator so that the nickel sintered electrode 1 had a sufficient capacity and a sufficient electrolyte solution. The propylene microporous membrane 4 was used.

또한, 아연적극(2)에는 면부직포(5) 사용하였고, 그 위에 충전시 발생하는 아연 덴드라이트의 관통억제 및 니켈 소결전극(1)에서 발생하는 산소가스의 빠른 흡수를 위해 Ag 코팅된 폴리프로필렌막(6)을 사용하였다.Also, a nonwoven fabric (5) was used for the zinc electrode (2), and Ag-coated polypropylene was used for the inhibition of penetration of zinc dendrites and the rapid absorption of oxygen gas from the nickel sintered electrode (1). Membrane 6 was used.

본 실시예에서 사용된 테스트용 전지의 전극은 가로 6cm 세로 4cm 크기로 니켈전극은 2장을 1매로 하여 2매를 사용하였으며, 용량은 3.4Ah로 하였다. 아연전극은 니켈전극과 동일한 크기로 3장을 사용하였고 용량을 11.7Ah하였으며, 음극과 양극의 용량비는 3.45:1로 양극용량 율속으로 하였다.The electrode of the test battery used in this example was 6 cm in width and 4 cm in size, and two nickel electrodes were used as one sheet, and two sheets were used. The capacity was 3.4 Ah. The same size as the nickel electrode was used for three zinc electrodes, and the capacity was 11.7 Ah, and the capacity ratio of the negative electrode and the positive electrode was 3.45: 1, which was the rate of positive electrode capacity.

전술한 과정을 거쳐 본 실시예의 실시예의 전지 A를 제조하였으며, 상기 전지에 대해 전지의 충방전 싸이클특성을 다음과 같이 알아보았다.The battery A of the example of the present invention was manufactured through the above-described process, and the charge / discharge cycle characteristics of the battery were examined as follows.

먼저 본 실시예의 전지에 대해 90% 충전에 80% DOC로 충방전을 실시하였다. 즉, 3단계로 층전을 실시하고 3시간 방전율로 방전하여 전지의 전압이 1.2V가 될때까지를 전지의 용량으로 하였으며, 싸이클 수명은 정격용량의 60%가 될때 까지를 계산에 넣었다.First, the battery of the present example was charged and discharged at 80% DOC at 90% charge. In other words, the layer was carried out in three stages and discharged at a discharge rate of 3 hours until the battery voltage reached 1.2 V. The battery capacity was calculated. The cycle life was calculated until 60% of the rated capacity.

또한, 본 실시예의 전지에 대해 1.4ml/Zn,Ah로 전해액량을 규제하였으며, 전해액을 주입한 후 24시간동안 대기압에 방치히여 전극이 전해액으로 충분히 에이징(aging) 되도록 하였다. 이후 압력측정 게이지를 달아 충전시의 내부압력을 측정하였다.In addition, the amount of the electrolyte was regulated to 1.4 ml / Zn, Ah for the battery of the present embodiment, and the electrode was left at atmospheric pressure for 24 hours after the injection of the electrolyte so that the electrode was sufficiently aged with the electrolyte. Thereafter, a pressure gauge was used to measure the internal pressure during charging.

비교예 1Comparative Example 1

본 비교에는 본 발명과의 비교를 위하여 도입한 것으로, 그래스 비드를 사용하지 않은 일반적인 부직포를 세퍼레이터로 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지B를 제조하였으며, 상기 실시예 1과 동일한 측정방법을 이용하여 전지의 싸이클수명 및 내부압력 변화를 측정하였다.In this comparison, a battery B was prepared in the same manner as in Example 1, except that a general nonwoven fabric without using glass beads was used as a separator, which was introduced for comparison with the present invention. The cycle life and the internal pressure change of the battery were measured using the same measurement method as 1.

제 2도는 종래 및 본 발명에 따른 전지에 대해 충방전 싸이클에 따른 용량 유지율 변화를 비교한 그래프이다. 제 2도에 의하면, 글래스 비드를 첨가한 본 발명의 부직포를 사용한 전지가 일반적인 부직포를 사용한 종래 전지에 비해 충방전 싸이클 수명이 개선되었다는 것을 알 수 있다.2 is a graph comparing capacity retention ratios according to charge / discharge cycles of batteries according to the related art and the present invention. According to FIG. 2, it can be seen that the charge / discharge cycle life is improved in the battery using the nonwoven fabric of the present invention to which glass beads are added, compared to the conventional battery using the general nonwoven fabric.

제 3도는 종래 및 기술 본 발명에 따른 전지에 대해 충방전 싸이클에 따른 전지의 내부압력 변화를 비교한 그래프이다. 제 3도에 의하면, 글래스 비드를 첨가한 본 발명의 부직포를 사용한 전지가 일반적인 부직포를 사용한 종래 전지에 비해 충전시 싸이클에 따른 전지의 내부압력 특성이 우수하며, 이것은 본 발명의 세퍼레이터가 산소가스를 효과적으로 흡수했기 때문이라 사료된다.3 is a graph comparing the change in the internal pressure of the battery according to the charge and discharge cycle for the battery according to the prior art and technology. According to FIG. 3, the battery using the nonwoven fabric of the present invention to which glass beads are added has superior internal pressure characteristics of the battery according to the cycle during charging, compared to a conventional battery using a conventional nonwoven fabric. This is because it is effectively absorbed.

그러므로, 본 발명의 알카리 2차전자용 세퍼레이터를 사용하므로써, 장시간 충·방전 이후에도 전해액의 건조현상이 거의 나타나지 않기 때문에 전지가 제 용량을 충분히 발휘할 수 있으므로 전지의 수명이 더욱 더 길어진다. 또한 일반적인 세퍼레이터에서는 충전시 스웰링 현상으로 인해 세퍼레이터가 압착되기 때문에 유리 전해액이 많이 발생되지만, 본 발명의 세퍼레이터는 압착현상이 전혀 없기 때문에 유리 전해액이 거의 없고, 따라서 생성된 산소가스의 투과가 굉장히 쉬워지므로 전지의 용량이 최대가 될 수 있다.Therefore, by using the alkaline secondary electron separator of the present invention, since the drying phenomenon of the electrolyte solution hardly appears even after a long time of charge and discharge, the battery can exhibit its full capacity, and thus the battery life becomes longer. In addition, in general separators, the separator is squeezed due to the swelling during charging, and thus a lot of glass electrolyte is generated. However, the separator of the present invention is almost free of electrolyte because there is no crimping phenomenon, and thus the permeation of the generated oxygen gas is very easy. The capacity of the battery can be maximized.

제 1도는 본 발명에 따른 알카리 2차전자의 구성도,1 is a block diagram of an alkali secondary electron according to the present invention,

제 2도는 종래 및 본 발명에 따른 전자에 대해 충방전 싸이클에 따른 용량 유지율 변화를 비교한 그래프,2 is a graph comparing capacity change rate according to charge and discharge cycles for the former and the electron according to the present invention;

제 3도는 종래 및 본 발명에 따른 전자에 대해 충방전 싸이클에 따른 전지의 내부압력 변화를 비교한 그래프.3 is a graph comparing the change in the internal pressure of the battery according to the charge and discharge cycle for the former and the electron according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 니켈 소결전극 2 : 아연전극1: nickel sintered electrode 2: zinc electrode

3 : 폴리아미드 부직포 4 : 폴리프르필렌 미공성막3: polyamide nonwoven fabric 4: polypropylene filtration microporous membrane

5 : 면 부직포 6 : Ag 코팅된 폴리프로필렌막5: cotton nonwoven fabric 6: Ag coated polypropylene film

Claims (3)

폴리올레핀계 또는 나일론계 부직포의 표면에 50~100㎛ 의 구경을 갖는 스페이서가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 알칼리 2차전지용 세퍼레이터.A separator for alkaline secondary batteries, wherein a spacer having a diameter of 50 to 100 μm is formed on a surface of a polyolefin-based or nylon-based nonwoven fabric. 폴리올레핀계 또는 나일론계 부직포의 표면에 50~100㎛ 의 구경을 갖는 글래스 비드인 스페이서를 위치시켜 기계적인 방법으로 압착시키는 것을 특징으로 하는 알칼리 2차전지용 세퍼레이터의 제조방법.A method for producing a separator for alkaline secondary batteries, characterized by placing a spacer, which is a glass bead having a diameter of 50 to 100 μm, on a surface of a polyolefin-based or nylon-based nonwoven fabric, and pressing it by a mechanical method. 제2항에 있어서, 상기 압착시 압력이 5∼7kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 알칼리 2차전지용 세퍼레이터의 제조방법.The method of manufacturing a separator for alkaline secondary batteries according to claim 2, wherein the pressure during compression is 5 to 7 kgf / cm 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011088522A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Redflow Pty Ltd Battery separator having z-dimension spacing beads and method of making same
WO2020235969A1 (en) * 2019-05-22 2020-11-26 주식회사 엘지화학 Separator stacked body for lithium secondary battery, and electrode assembly and lithium secondary battery comprising same

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