TW201640714A

TW201640714A - 鉛蓄電池用間隔件及鉛蓄電池

Info

Publication number: TW201640714A
Application number: TW105101902A
Authority: TW
Inventors: Kyouko HIRAI; Hiroshi Kawazoe
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2016-11-16
Also published as: TWI677130B; JPWO2016121511A1; JP6769306B2; WO2016121511A1

Abstract

本發明關於一種鉛蓄電池用間隔件，其包含玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物。又，本發明關於一種鉛蓄電池，其具備前述鉛蓄電池用間隔件。

Description

鉛蓄電池用間隔件及鉛蓄電池

本發明關於鉛蓄電池用間隔件及鉛蓄電池。

密閉型鉛蓄電池，是在密閉容器內具備積層配置有間隔件與電極板而成的構成之鉛蓄電池。密閉型鉛蓄電池，因為使用了密閉容器，而具有耐漏液性優異、不需要補充水這樣的特徵。密閉型鉛蓄電池內的電解液，要以不會在間隔件的孔內進行流動的方式來保持。因此，密閉型鉛蓄電池用間隔件，使用了一種以玻璃纖維為主體之不織布間隔件，其電解液的吸水性良好(參照下述專利文獻1)。

另一方面，隨著密閉型鉛蓄電池的高輸出化，為了提升高倍率(high-rate)特性而要求薄型的間隔件。然而，在以玻璃纖維為主體之不織布間隔件中，拉伸強度、穿孔強度等機械性強度較低，當作成薄膜化時，有時會有下述情況：由於組裝電池時的負載而造成間隔件的斷裂；或是，極板的突起物等，將間隔件穿孔而造成正極板與負極板電性短路(short)。

作為提高密閉型鉛蓄電池用間隔件的機械強度的方法，已提案有一種使玻璃纖維墊(glass fiber mat)與二氧化矽包覆聚烯烴系纖維重疊的方法(參照下述專利文獻2)；又，提案有一種使用玻璃纖維、有機纖維、陰離子性合成樹脂黏合劑乳液及離子性無機添加劑等來製造間隔件的方法(參照下述專利文獻3)。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本特開平4-106869號公報

專利文獻2：日本特開2002-313305號公報

專利文獻3：日本特許第2745308號公報

但是，對於具有電解液(例如硫酸水溶液)之鉛蓄電池的鉛蓄電池用間隔件而言，為了獲得優異的電池特性，被要求兼具吸水性(例如電解液的吸水性)與機械強度。對於這點，為了要充分地提升間隔件的機械強度，雖然增加有機纖維的比例會有效，但是表面是疏水性的有機纖維對於電解液的濕潤性較低，而有使吸水性降低的傾向。因此，如同上述專利文獻2所述之使玻璃纖維網與二氧化矽包覆聚烯烴系纖維重疊的方法，雖然在提升機械強度這點是有效的，但有降低吸水性的可能性。同樣地，上述專利文獻3的間隔件也有吸水性不充分的可能性。將這些間隔件應用在鉛蓄電池(例如密閉型鉛蓄電池)時，會有無法獲得充分的電池特性的疑慮。

本發明是有鑑於上述實情而完成，其目的在於提供一種吸水性和機械強度優異的鉛蓄電池用間隔件，以及提供一種具備該鉛蓄電池用間隔件之鉛蓄電池。

本發明提供一種鉛蓄電池用間隔件，其包含玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物。

本發明的鉛蓄電池用間隔件，其吸水性和機械強度優異。本發明的鉛蓄電池用間隔件，藉由優異的機械強度，故組裝作業性優異並可進行薄型化，且具有可長期使用的耐久性。本發明的鉛蓄電池用間隔件，特別適合密閉型鉛蓄電池。

前述鉛蓄電池用間隔件的吸水率，較佳是500質量%以上。此時，可進一步提升電池特性。

相對於前述玻璃纖維的總量，前述聚烯烴系樹脂的含量較佳是0.5~10質量%。此時，能夠更進一步高度地兼具吸水性和機械強度。

相對於前述玻璃纖維的總量，前述鋁化合物的含量較佳是0.5~6質量%。此時，能夠更進一步高度地兼具吸水性和機械強度。

本發明提供一種鉛蓄電池，其具備前述鉛蓄電池用間隔件。

根據本發明，能夠提供一種吸水性和機械強度優異的鉛蓄電池用間隔件，以及提供一種具備該鉛蓄電池用間隔件之鉛蓄電池。根據本發明，能夠提供一種間隔件對於鉛蓄電池之應用。並且，根據本發明，能夠提供一種間隔件對於密閉型鉛蓄電池之應用。

第1圖是利用實施例3製作而成的鉛蓄電池用間隔件的電子顯微鏡照片。

以下，詳細地說明本發明的實施形態。

以下所例示的材料，若無特別說明，可以單獨使用一種，亦可以組合兩種以上來使用。組成物中各成分的含量，當組成物中相當於各成分的物質存在有複數種時，若無特別說明，則是意指存在於組成物中的該複數種物質的合計量。使用「~」所表示的數值範圍，是表示將「~」的前後所述之數值分別作為最小值及最大值來包含的範圍。在本說明書中階段性地記載之數值範圍中，某階段的數值範圍的上限值或下限值，可以置換成其他階段的數值範圍的上限值或下限值。在本說明書中所記載之數值範圍中，其數值範圍的上限值或下限值，可以置換成實施例中所示的值。

〈鉛蓄電池用間隔件〉

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件，包含玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物。

作為玻璃纖維，從與鉛蓄電池的電解液也就是硫酸接觸的這點來看，較佳是耐酸性玻璃纖維，更佳是含鹼玻璃纖維。

在本實施形態的鉛蓄電池用間隔件中，玻璃纖維彼此，較佳是以聚烯烴樹脂與鋁化合物來進行黏合。該鉛蓄電池用間隔件，能夠藉由先將玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物混合，然後進行溼式抄紙來獲得。在抄造後的乾燥步驟中，藉由使聚烯烴系樹脂熔融，而能夠使玻璃纖維彼此更堅固地進行黏合。為了熔融，也可以追加進行乾燥。此時，乾燥溫度，較佳是聚烯烴系樹脂的熔點也就是135℃左右。

玻璃纖維的平均纖維直徑，從纖維直徑越細的玻璃纖維其間隔件的孔便能夠越微細化，並且可作成機械強度和耐浸透短路性進一步優異的間隔件的觀點來看，較佳是5μm以下，更佳是3μm以下，進一步較佳是2μm以下。玻璃纖維的平均纖維直徑，從纖維直徑越粗在抄造時的濾水性越優異，而能夠提升生產效率的觀點來看，較佳是0.5μm以上，更佳是0.8μm以上。從這些觀點來看，玻璃纖維的平均纖維直徑，較佳是0.5~5μm，更佳是0.8~3μm，進一步較佳是0.8~2μm。

所謂的「玻璃纖維的平均纖維直徑」，是基於玻璃纖維的測定結果所算出的平均(算數平均)纖維直徑；該玻璃纖維，是由間隔件隨機地選擇掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察的區域後，以SEM觀察此區域並且隨機地選出的100根玻璃纖維。作為玻璃纖維，可以單獨使用平均纖維直徑相同的玻璃纖維，亦可以組合兩種以上平均纖維直徑不同的玻璃纖維來使用。

間隔件(例如多孔質薄片)中的玻璃纖維的基重(basis weight)，從藉由抑制製造時的濾水性的降低，因為可抑制產生材料的濃度分布，而可抑制間隔件內部構造的不均勻化的觀點來看，較佳是400g/m²以下，更佳是350g/m²以下，進一步較佳是300g/m²以下，特佳是250g/m²以下。間隔件(例如多孔質薄片)中的玻璃纖維的基重，從藉由抑制間隔件的厚度過度減少，而容易抑制短路的觀點來看，較佳是30g/m²以上，更佳是100g/m²以上，進一步較佳是150g/m²以上，特佳是200g/m²以上。從這些觀點來看，間隔件(例如多孔質薄片)中的玻璃纖維的基重，較佳是30~400g/m²，更佳是30~350g/m²，進一步較佳是100~300g/m²，特佳是150~300g/m²，極佳是200~300g/m²，非常佳是200~250g/m²。

間隔件(例如多孔質薄片)的密度，從電池特性(輸出特性、電池容量等)進一步優異的觀點、及製造時容易乾燥的觀點來看，較佳是0.1~0.2g/cm³，更佳是0.12~0.18g/cm³，進一步較佳是0.13~0.15g/cm³。

玻璃纖維，能夠作為間隔件的主材料來使用。間隔件中的玻璃纖維的含量，從吸水性和機械強度的平衡優異的觀點來看，相對於間隔件的總量，較佳是在下述範圍內。間隔件中的玻璃纖維的含量，較佳是99.9質量%以下，更佳是98質量%以下。間隔件中的玻璃纖維的含量，較佳是60質量%以上，更佳是85質量%以上，進一步較佳是90質量%以上。從這些觀點來看，間隔件中的玻璃纖維的含量，較佳是60~99.9質量%，更佳是85~98質量%，進一步較佳是90~98質量%。將玻璃纖維設為主材料的間隔件(例如多孔質薄片)之製作方法，並無特別限定，能夠藉由依據通常方法的抄造等來獲得。

作為聚烯烴系樹脂，較佳是耐酸性和耐水性優異的聚烯烴樹脂，更佳是選自由聚丙烯和聚乙烯所組成之群組中的至少一種。又，聚烯烴系樹脂，從使在電池內部的間隔件的親水性提升的觀點來看，也可以具有磺基、羥基、羧基等親水基。聚烯烴系樹脂，可以單獨使用一種，亦可以組合兩種以上來使用。

鉛蓄電池用間隔件中的聚烯烴系樹脂的含量，從容易抑制吸水量的降低的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量，較佳是10質量%以下，更佳是7質量%以下，進一步較佳是5質量%以下。聚烯烴系樹脂的含量，從容易提高機械強度的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量來看，較佳是0.5質量%以上，更佳是1質量%以上。聚烯烴系樹脂的含量，從更進一步高度地兼具吸水性與機械強度的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量，較佳是0.5~10質量%，更佳是1~7質量%。又，若構成間隔件(例如多孔質薄片)的玻璃纖維的平均纖維直徑越粗，為了達成目的之機械強度，會有增加必要的聚烯烴系樹脂的比例的傾向。

作為用以製造間隔件之漿液(溶液)，含有聚烯烴系樹脂之漿液，可以是聚烯烴系樹脂分散在分散介質中而成的分散系溶液，也可以是聚烯烴系樹脂均勻地溶解在溶劑中而成的均勻溶液。聚烯烴系樹脂的分散介質及溶劑並無特別限定，但是為了應用在抄造步驟，較佳是水系。

聚烯烴系樹脂可以在抄造時添加。具體而言，在將成為主材料的玻璃纖維解聚(disaggregation)並分散後的玻璃溶液中，添加聚烯烴系樹脂，使其在抄造時堆積在間隔件的內部。又，可以藉由噴霧等將聚烯烴系樹脂進行噴霧在抄造後的薄片(例如多孔質薄片)上，使其浸透在薄片表面及/或內部，亦可以浸漬或塗佈在薄片上。

作為鋁化合物(包含鋁之化合物)，從耐酸性、耐水性及吸水性進一步優異的觀點來看，較佳是無機化合物。作為鋁化合物，可列舉硫酸鋁、氧化鋁等。作為鋁化合物，從將漿液(溶液)設為酸性的觀點、或使其兼具作為凝集劑的機能的觀點來看，較佳是硫酸鋁。又，作為鋁化合物，可以包含鋁以外的元素，例如，可以包含鎂及/或矽。鋁化合物，可以單獨使用一種，亦可以組合兩種以上。

當製作用以製造間隔件之漿液時，鋁化合物(硫酸鋁、氧化鋁等)，較佳是添加至已使玻璃纖維分散後的分散液中。鋁化合物(硫酸鋁、氧化鋁等)，在水中會解離成陰離子(硫酸離子等)與鋁離子，然後與玻璃表面的親水基進行相互作用。通常玻璃的表面電荷是負電，但是鋁化合物(硫酸鋁、氧化鋁等)會有使此表面電荷成為正電的效果。聚烯烴系樹脂的表面電荷在水分散液中是負電，所以難以固定在玻璃纖維的表面，但是藉由鋁化合物(硫酸鋁、氧化鋁等)的效果，使玻璃纖維的表面電荷成為正電，藉由靜電作用，而使得聚烯烴系樹脂變得容易固定在玻璃纖維表面。藉此，能夠獲得一種吸水性和機械強度優異的鉛蓄電池用間隔件。

硫酸鋁，在乾燥後會變成包含硫酸離子之氫氧化鋁，藉由高溫加熱等，會有一部分變成氧化鋁。藉此，即便間隔件包含聚烯烴系樹脂，亦較通常的間隔件富有親水性，並且容易一邊維持吸水性一邊達成高機械強度。

氧化鋁，從凝集性、與玻璃的親合性、及耐硫酸性優異的觀點來看，較佳是氧化鋁溶膠(alumina sol)。前述氧化鋁溶膠，較佳是使用陰離子作為安定劑，並且是使粒徑5~200nm氧化鋁水合物粒子分散在水中而成的分散液。作為前述陰離子，可列舉Cl^-、CH₃COO^-、NO^3-等。氧化鋁水合物粒子，因為帶有正電，而與硫酸鋁同樣地具有使玻璃表面電荷成為正電的效果。

鉛蓄電池用間隔件中的鋁化合物的含量，從抑制隨著間隔件中的孔變小所造成的吸水量的降低，而不易阻礙電解液的擴散的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量，較佳是6質量%以下，更佳是5質量%以下，進一步較佳是3質量%以下，特佳是2.5質量%以下。鋁化合物的含量，從增加聚烯烴系樹脂的固定量而提高機械性強度的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量，較佳是0.5質量%以上，更佳是1質量%以上，進一步較佳是1.5質量%以上。鋁化合物的含量，從進一步高度地兼具吸水性與機械強度的觀點來看，相對於鉛蓄電池用間隔件中的玻璃纖維的總量，較佳是0.5~6質量%，更佳是1~5質量%，進一步較佳是1~3質量%，特佳是1.5~2.5質量%。又，構成間隔件(例如多孔質薄片)的玻璃纖維的平均纖維直徑越粗，為了達成目的之機械強度，會有增加必要的鋁化合物的比例的傾向。

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的膜厚，從容易成為高倍率特性優異的鉛蓄電池的觀點來看，較佳是3.0mm以下，更佳是2.5mm以下，進一步較佳是2.0mm以下。本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的膜厚，從容易成為耐浸透短路性優異的鉛蓄電池的觀點來看，較佳是0.1mm以上，更佳是0.5mm以上，進一步較佳是1.0mm以上。從這些觀點來看，本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的膜厚，較佳是0.1~3.0mm，更佳是0.5~2.5mm，進一步較佳是1.0~2.0mm。

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的吸水率，從電池特性(輸出特性、電池容量等)優異的觀點來看，較佳是500質量%以上，更佳是600質量%以上，進一步較佳是700質量%以上。吸水率的上限並無特別限制，但是從實用性的觀點來看，較佳是1800質量%以下，更佳是1600質量%以下。再者，前述吸水率，相對於乾燥狀態的間隔件的質量，是使乾燥狀態的間隔件在25℃飽和吸水後的吸水量(濕潤狀態的質量-乾燥狀態的質量)的比例(吸水量/乾燥狀態的質量)。

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的孔徑(pore diameter)，從容易抑制短路的觀點、硫酸離子的擴散性優異的觀點、及反應時產生的氣體的脫氣性優異的觀點來看，較佳是30μm以下，更佳是10μm以下，進一步較佳是6μm以下。本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的孔徑，從容易抑制短路的觀點、硫酸離子的擴散性優異的觀點、及反應時產生的氣體的脫氣性優異的觀點來看，較佳是0.1μm以上，更佳是0.5μm以上，進一步較佳是1μm以上，特佳是3μm以上，極佳是5μm以上。從這些觀點來看，本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的孔徑，較佳是0.1~30μm，更佳是0.5~10μm，進一步較佳是1~6μm，特佳是3~6μm，極佳是5~6μm。孔徑，能夠藉由壓汞式孔隙儀法、起泡點法(JIS K 3832)等來測定。

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件，從高機械強度並且吸水性(例如電解液的吸水性)亦優異的這點來看，能夠適合使用在鉛蓄電池。

〈鉛蓄電池用間隔件的製造方法〉

作為本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的製造方法，並無特別限制，可列舉溼式抄造、乾式抄造等。在本實施形態中，其中較佳是採用基於溼式法的抄造法。本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件的製造方法，具備下述步驟：調製漿液的步驟，該漿液包含玻璃纖維、鋁化合物、及聚烯烴系樹脂；製作抄造體的步驟，其將漿液進行抄紙；製作壓縮體的步驟，其使用加壓器將抄造體往厚度方向進行壓縮；及，壓縮體的乾燥步驟，其將壓縮體以樹脂的軟化點以上的溫度進行乾燥(熱處理)。

可以重疊複數片單獨製造而成的間隔件，亦可以在間隔件的製造階段一邊積層一邊製造地來進行積層。

(調製漿液的步驟)

在本步驟中，例如，調製一種漿液，其是使玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物，與依據必要的木漿等其他原料成分一起分散在特定的分散介質中而成。漿液的調製，能夠藉由混合機、球磨機、磨碎機等來實行。再者，作為分散介質，一般可使用水。

(製作抄造體的步驟~製作壓縮體的步驟)

在這些步驟中，依照JISP8222「木漿試驗用手抄紙的調製方法」，使用一般的造紙機，將漿液進行造紙來製作造全張成形體之後，進一步使用加壓器，將造全張成形體往厚度方向進行壓縮來製作成壓縮體。再者，為了獲得期望的壓縮體，較佳是將造全張成形體在410MPa中進行壓縮5分鐘。

(壓縮體的乾燥步驟)

本步驟是為了使脫水後的間隔件完全乾燥而實行。此時的乾燥溫度通常是105℃，但亦可以是聚烯烴系樹脂的軟化點以上的溫度。藉由調整至軟化點以上的溫度，可熔解樹脂的一部分作為模板來作用，而能夠容易提高間隔件的機械強度。

〈鉛蓄電池〉

本實施形態中的鉛蓄電池，其特徵在於：具備上述鉛蓄電池用間隔件。本實施形態中的鉛蓄電池，能夠進一步具備正極(正極板等)及負極(負極板等)。鉛蓄電池的製作方法，並無特別限定，而能夠依照通常的方法來製作。

作為鉛蓄電池，可列舉例如：液式鉛蓄電池及密閉式鉛蓄電池。作為密閉式鉛蓄電池的方式，可列舉例如：將電解液保持在鉛蓄電池用間隔件的方式也就是閥調式鉛蓄電池(Valve regulated lead storage battery)。閥調式鉛蓄電池，在蓄電池的內部並不存在自由流動的電解液，而具有即便將電池橫放電解液也不會漏出的優點。又，在充電時即便產生水的電解反應，仍可抑制氫氣氣體的產生，並且所產生的氧氣氣體亦會藉由在負極板表面的化學反應還原成原本的水，而有回到電解液中的作用，所以不會喪失水分，而具有不需要液量檢測及補充水分的優點。

本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件，從易於兼具機械強度及吸水性的觀點來看，尤其能夠適合用於閥調式鉛蓄電池。

在閥調式鉛蓄電池中，為了保持蓄電池內部的氣密性，內藏在蓋部分的橡膠閥(排氣閥)雖然是密閉狀態，但是在過大的充電電流經過而蓄電池的內部壓力上升時，橡膠閥會打開而成為可釋放壓力的構造。除此之外，閥調式鉛蓄電池不需要均衡充電、電解液比重測定等，而具有維護極為簡化的特點。作為閥調式鉛蓄電池的用途，可列舉例如不斷電電源裝置。

鉛蓄電池(例如閥調式鉛蓄電池)，例如能夠利用以下的方式來製作。

以下說明製作負極板的方法。首先，對活性材料的原料也就是鉛粉，添加補強用短纖維、碳材料、硫酸鋇等來混練成混合物，在此混合物中，加入並混合水、及具有磺基及/或磺酸鹽基之樹脂(雙酚系樹脂、木質磺酸鹽等)等，並且進一步加入稀硫酸，來製作成負極活性材料漿液。

作為補強用短纖維，可列舉聚丙烯腈纖維、聚丙烯纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維等。

作為碳材料，可列舉碳黑、石墨等。作為碳黑，可列舉爐黑、槽黑、乙炔黑、熱碳黑、科琴碳黑(Ketjen black)等。

負極活性材料漿液中的補強用短纖維的含量，相對於鉛粉的總量，較佳是0.05~0.3質量%。碳材料的含量，相對於鉛粉的總量，較佳是0.2~1.4質量%。硫酸鋇的含量，相對於鉛粉的總量，較佳是0.01~1.0質量%。具有磺基及/或磺酸鹽基之樹脂(雙酚系樹脂、木質磺酸鹽等)的含量，相對於鉛粉的總量，以樹脂固體含量，較佳是0.01~2.0質量%。

接下來，將上述負極活性材料漿液填充在集電體格柵進行熟成後使其乾燥，來製作未化成(未活化)的負極板。熟成條件，較佳是在溫度35~85℃、溼度50~98RH%的氣氛下進行15~60小時。乾燥條件，較佳是在溫度50~80℃進行15~30小時。

作為集極柵，能夠使用由下述合金所構成者：鉛-鈣-錫合金、鉛-鈣合金；或在這些合金中微量添加砷、硒、銀或者鉍而成的鉛-鈣-錫系合金、鉛-鈣系合金。

當製作正極板時，例如，對於鉛粉加入補強用短纖維，然後進一步加入水及稀硫酸，將其混練來製作成正極活性材料漿液。將此正極活性材料漿液填充至集電體格柵進行熟成後使其乾燥，來製作未化成的正極板。集電體格柵的種類、熟成條件及乾燥條件，幾乎與負極板時相同。

將如上述方式製作而成的負極板與正極板，隔著本實施形態中的鉛蓄電池用間隔件來進行積層，使同極性的極板彼此以搭接線(strap)連接成極板群。然後在電瓶內配置極板群而成的未化成(未活化)電池中倒入稀硫酸，進行化成而成為鉛蓄電池。硫酸的比重較佳是1.25~1.35。

[實施例]

以下，列舉實施例及比較例，更具體地說明本發明，但本發明並未限定於以下的實施例。

〈製作鉛蓄電池用間隔件〉

(實施例1)

將13.75g(基重：220g/m²)平均纖維直徑1.0μm的玻璃纖維(Johns-Manville股份有限公司製造，製品名：108A)、1361.25g淨化水及0.5g界面活性劑(明成化學工業股份有限公司，製品名：Pascol HA-52)，加入試驗用2L磨碎機(熊谷理機工業股份有限公司)中後，攪拌10分鐘。接下來，添加0.275g硫酸鋁及0.55g聚丙烯乳液(不揮發分：0.1375g)充分攪拌後倒入方形標準手抄紙機(square standard sheet machine)(熊谷理機工業股份有限公司)中。注入水後，藉由充分攪拌並進行過濾水，獲得膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。將此間隔件一邊以濾紙夾住一邊以410MPa壓縮5分鐘來進行脫水。然後使脫水後的間隔件在設定成105℃的旋轉乾燥機中進行乾燥。再者，間隔件主要是藉由玻璃纖維、硫酸鋁及聚丙烯乳液的不揮發分所構成。

(實施例2)

除了將聚丙烯乳液的不揮發分變更為0.9625g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(實施例3)

除了將聚丙烯乳液的不揮發分變更為0.6875g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.4mm、密度0.157g/cm³的間隔件。第1圖是利用實施例3製作而成的鉛蓄電池用間隔件的1000倍的掃描式電子顯微鏡照片。

(實施例4)

除了將硫酸鋁的使用量變更成0.6875g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(實施例5)

除了將硫酸鋁的使用量變更成0.6875g並且將聚丙烯乳液的不揮發分變更成1.375g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.47mm、密度0.149g/cm³的間隔件。

(實施例6)

除了將硫酸鋁的使用量變更成0.1375g並且將聚丙烯乳液的不揮發分變更成0.6875g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.43mm、密度0.153g/cm³的間隔件。

(實施例7)

除了將聚丙烯乳液的不揮發分變更為0.4125g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(實施例8)

除了將硫酸鋁變更為氧化鋁溶膠(日產化學股份有限公司製造，商品名：氧化鋁溶膠)以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(實施例9)

除了將硫酸鋁變更為氧化鋁溶膠(日產化學股份有限公司製造，商品名：氧化鋁溶膠)以外，與實施例3同樣地製作出膜厚1.48mm、密度0.148g/cm³的間隔件。

(實施例10)

除了將硫酸鋁變更為氧化鋁溶膠(日產化學股份有限公司製造，商品名：氧化鋁溶膠)以外，與實施例4同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(比較例1)

除了不使用聚丙烯乳液以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.55mm、密度0.142g/cm³的間隔件。

(比較例2)

除了不使用硫酸鋁，並且將聚丙烯乳液的不揮發分變更成0.6875g以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

(比較例3)

除了不使用硫酸鋁及聚丙烯乳液而僅使用玻璃纖維以外，與實施例1同樣地製作出膜厚1.5mm、密度0.146g/cm³的間隔件。

將以實施例及比較例製作而成的鉛蓄電池用間隔件的組成表示在表1。再者，表1中，聚烯烴系樹脂的含量，是聚丙烯乳液的不揮發分的含量。

〈間隔件物性的評價〉

將實施例與比較例的各間隔件的吸水性、機械強度(拉伸強度)及孔徑，藉由以下方法來評價。將結果表示在表1。

[吸水性]

將間隔件切割成20mm×20mm的大小來獲得試驗片，在25℃、65.0%RH(乾燥狀態)中測定該試驗片的質量至1mg單位。接下來，將試驗片浸漬在室溫(25℃±2℃)的蒸餾水中2分鐘使其含水後，測定從水中撈出並放置1分鐘後的試驗片的質量(濕潤狀態)，然後藉由以下的公式算出吸水率。

吸水率(質量%：g/g)=[濕潤狀態的試驗片的質量-乾燥狀態的試驗片的質量]/乾燥狀態的試驗片的質量×100

[機械強度]

先準備將間隔件切割成10mm×40mm的大小所獲得的試驗片，然後使用精密萬能試驗機(島津製作所股份有限公司，製品名：AGS-X)，以夾頭間的距離20mm、拉伸速度5mm/分鐘、25.0℃的條件來實行拉伸試驗，將斷裂時的應力的拉伸強度作為機械強度來評價。

[孔徑]

間隔件的孔徑，藉由壓汞式孔隙儀法，使用自動壓汞式孔隙儀IV-9510(島津製作所股份有限公司製造)來測定。先藉由將間隔件切割成0.5cm×1cm的條狀來製作出樣品，然後將此樣品裝設在樣品夾(sample folder)內，一邊對樣品施加壓力一邊注入水銀，而從壓力響應來求出孔徑。

〈鉛蓄電池特性(初次容量)的評價〉

使用實施例的各間隔件製作出閥調式鉛蓄電池，來測定初次容量。

[閥調式鉛蓄電池的製作]

混練下述材料來製作出正極活性材料漿液(正極用漿液狀活性材料)：將氧化鉛和鉛設為主成分之球磨式鉛粉；及，以前述鉛粉的總量為基準計，0.07質量%聚丙烯腈纖維、特定量的水及稀硫酸。將製作而成的正極活性材料漿液，填充至寬度43mm、長度67mm、厚度2.7mm的鉛-鈣-錫合金製的集電體格柵，來製作出未化成的漿液式正極板。然後，放置在溫度40℃、溼度95%的大氣中24小時進行熟成後，在50℃乾燥16小時，來製作出未化成的正極板。

接下來，混練下述材料來製作出負極活性材料漿液(負極用漿液狀活性材料)：將氧化鉛和鉛設為主成分之球磨式鉛粉；及，以前述鉛粉的總量為基準計，0.2質量%(樹脂固體含量)雙酚P215(雙酚、胺基苯磺酸及甲醛的縮合物，商品名，日本製紙股份有限公司製造)、0.1 質量%聚丙烯腈纖維、0.2質量%爐黑、1質量%硫酸鋇、特定量的水及稀硫酸(比重1.280)。將製作而成的負極活性材料漿液，填充至寬度43mm、長度67mm、厚度1.6mm的鉛-鈣-錫合金製的集電體格柵，來製作出未化成的漿液式負極板。然後，放置在溫度40℃、溼度95%的大氣中24小時進行熟成後，在50℃乾燥16小時，來製作出未化成的負極板。

將製作而成的4片正極板與5片負極板，隔著實施例的各間隔件來進行積層，將電極的極耳部進行焊接來作為電極群，然後以成為20kg/dm²的群體加壓(group pressurization)的方式來組裝在ABS製的電瓶中。在其中注入電解液，然後以周圍溫度約25℃、充電量是額定容量的250%、化成時間48小時的條件來實行電瓶內化成，來製作出一種公稱容量是9Ah-12V的閥調式鉛蓄電池。

[初次容量的試驗方法]

鉛蓄電池的初次容量，設為下述容量：使閥調式鉛蓄電池成為充滿電的狀態，在周圍溫度25℃，以0.1CA(1.8A)放電至終止電壓是1.75V(1.75V/單電池(cell))時所獲得的容量。將結果顯示於表1。

實施例的間隔件，藉由包含玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物，能夠確認其吸水性和機械強度優異。

Claims

一種鉛蓄電池用間隔件，其包含玻璃纖維、聚烯烴系樹脂及鋁化合物。
如請求項1所述之鉛蓄電池用間隔件，其中，吸水率是500質量%以上。
如請求項1或2所述之鉛蓄電池用間隔件，其中，相對於前述玻璃纖維的總量，前述聚烯烴系樹脂的含量是0.5~10質量%。
如請求項1~3中任一項所述之鉛蓄電池用間隔件，其中，相對於前述玻璃纖維的總量，前述鋁化合物的含量是0.5~6質量%。
一種鉛蓄電池，其具備請求項1~4中任一項所述之鉛蓄電池用間隔件。