TW219377B - Electrochemicl energy storage apparatus use hydrophilic separation material made of non-woven cloth and its production method - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社^11¾ 219377 A6 _ B6_ 五，發明説明（f ) 本發明關於一種平坦軟性耐電解質的分離材料，全由 纖維不織布構成，它可很快並完全地被水性鹼電解液浸潤 。此外本發明闋於這種分離材料之製方法。大部分之由聚 醭胺及/或聚烯纖維製的不織布，由於具可撓性及耐電解 質性，故都可使用。 這種分離材料用於在具鹼電解液的電化學能量儲存器 中防止正負電極接觸以及造成不想要的電流，而不會對電 解液的離子的透過有顯著的阻礙。 舉例而言，水性鹼電解液可用於錁鎘電池或鎳、氫及 鎳-金屬氫化物的蓄電池。在此情形中，正負電極由薄而 可捲的帶子構成，該帶子由該活性物料製成。由上述方式 的織維不雜布構成的分離材料放在二電極間，並随電極一 齊捲入。這種由正負電極與二層分離材料構成的四層物材 捲起後，將所造成的繞捲纳入一個鍍鎳之銷片所製的杯形 殼體中，然後將該殼體注/以高度湊縮的水性苛性鉀（ Kalilauge)。在此該電解質須能迅速被所使用的不織布吸 附並存在其毛細孔中。 不利的因素偽為聚截胺或聚烯纖維分雞器的性質為嫌 水性.因此本身無法逹成電解質以上述所需之量迅速良好 地浸潤的這種重要之要件。但浸潤性不良，會在製造電池 時造成困擾，因為所予之電解質不能夠快地被接收且會在 電池内分布，因此在隨後加電解質時，該電解質會溘流並 污染製造裝置。又，在這種能量儲存器以後的操作中，如 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 82.3. 40,000 213377 A6 B6

經濟部中央標準局员工消費合作钍印S 五、發明説明（/) 浸潤不良時，則氣泡會聚積在分離材料中，而造成對離子 通過路徑長期性的阻礙，且因此使蓄電池的功率顯箸地減 少，甚至受阻。當電池偽為密不透氣者，這種情形還會造 成過高壓，使電池殼體爆炸。 曾有人做各種試驗，將本身為嫌水性的纖維不鏃布材 料所製的分離器做成充分親水，以用於電化學能量儲存器 中。 其例子中，美專利3947537提到利用一種表面 活性劑，一種張力劑（Tensid)處理纖維表面。 德專利申謓案DE — A2543 1 49提到在單絲纺 纱時加入親水性物質到聚合物熔融物中（該單絲傜要做分 離器用者）。 這二種方法都未顯示出滿意結果，因為每次把添加化 學品加入蓄電池敏感的化學条統中會造成干擾，當有多種 不同化學個別物存在時，<其原因很難確定位置。因此寧願 將分離器僅用準確界定的缕維材料構成，並且僅使用在能 量儲存器操作時不會干擾的親水性添加物。 具水性鹸電解質的電化學能量儲存器用的，由不織布 織的親水化分離材料主要利用一種聚醛胺及/或聚烯纖維 所製且梳理過的纖維不織布熱固化而製成。在此，所用之 纖維或纖維成份的30〜50%的材料熔點（熔軟點）較 其餘者為低。 此纖維不織布在一爐中加熱到一溫度，此溫度高於該 -4- (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙托尺圪通用中餿3家怍卒（CNS)甲4規济（21U X 297公穿） 82.3. 40,000 2193Π A6 B6 經濟部中央標準居員工消費合作社印" 五、發明説明（j) 缫維混合物第一成份的熔解範圍而低於其第二成份之熔解 範圍。如此在嫌出口加壓造成接合，在此該不織布（宜適 當地在二値羅拉間）做成所要的最終厚度，然後冷却。先 前熔軟的纖維隨後自發地至少部分地與其周圍者熔合，舉 例而言，這種方法發表於DE—0S 2164901。 本發明之目的在於，使構成分離材料用的不纗布的聚 烯及聚醯胺缕維變親水性。其中，在纖維不纗布之裂造之 前後不須用張力劑，且能確保不織布對30%水性齡溶液 有浸潤性。 造成這種親水性的物質必須對能量儲存器的所有材料 都能和平相處。 此處有一意外的發現.即，由聚醯胺及/或聚烯缕維 所製，在壚中的溫度完全乾燥的不織布的可潤濕性（邸親 水性）可以藉箸冷却後捲取前均匀地噴以除離子水而顯著 地改善，所用之除離子水/相對於該離開嫌且冷却至室溫的 不織布的乾重量的比為0. 5〜7重量％。 如此所濕化的分離材料對於3 0%Κ0Η水性液的浸 潤性有顯著改善，且在室溫濕度下儲藏至5天仍穩定，而 不須用任何張力劑。 以下用實例說明本發明，其中觀察親水性的大小。 〔實例1〕 在一梳理機（Krempel )上，把一種纖雒〔由3 0% -5- (請先閲讀背面之注意事項再項寫本頁) 82.3. 40,000 219377 A6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印^ 五、發明説明（士） 重量聚丙烯纖雒，分德士支數2/38m, 70%重量的 二成份继維，分德士支數3. 3/64mm,由聚丙烯與 聚乙烯檐成，呈側對側排列〕做成一種重量72克/m2 的纖維不戡布。此不織布在一壚中加熱到145¾的溫度 並在二個冷羅拉間做為0. 2 2mm厚度。如此固化的不 織布的一部分在捲取前共噴以lh/m2除離子水，另一 部分不噴水。 然後用30%水性KOH溶液測潤濕性，其方法傜測 一分鐘及十分鐘後毛细管吸取高度，如上述用水預先潤化 的分離材料在1分後吸取高度為3 5nim,十分後為8 3 mm.而未潤化的産物1分後僅1 6mm,十分後僅54 m m 〇 〔實施例2〕 在一梳理機上，將一'種纖雒混合物〔含50%重量醯 胺6, 6 —纖維，分德士支數1. 7/40mm,及50 %重量之二成份绻维（同實例1之組成）〕做成一種80 g/m2重量的纖維不織奄。將此不織布在一遽中加熱到 14 5t：的溫度及做成◦. 27mm厚度，將如此所做的 不織布一部分在捲取前共用1 g/m2的除離子水潤化。 另一部分不噴水。 對3 0 % Κ Ο Η水溶液的潤濕性测試顯示出，預潤化 的分離材料的吸取高度為30mm ( —分後）及65mm -6 - (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 82.3. 40,000 S19377 A6 _B6 __ 五、發明説明（¢) (十分後），而未潤濕之産品僅8mm (—分後）與35 m m (十分後）。 〔實例3 ) 在一梳理機上，將一種纗雒混合物（含65%重置聚 醯胺6, 6 —纖維.分德士支數1. 7/4〇mm，35 %重量之聚醯胺纖維，分德士支數3. 3/40mm·它 一部分由聚醯胺6構成，一部分由聚胺醛胺6, 6構成， 且做成核心/函殼式二成份绻維形式）做成重量70sm 2的不織布。此不織布在一壚中加熱至2 3 5 ¾溫度並在 二個冷羅拉間減厚至0. 25mm厚度。如此所製且固化 的不織布一部分在捲取前用1 g/m2除離子水潤化。另 一並分不潤化。 對3 0 % Κ Ο Η水溶液的潤濕性測試顯示出，預潤化 之材料的毛細管吸取高度/為22mm ( —分後）及67m m (十分後），而未潤化之産品僅為5mm ( —分後）及 2 5m ( 5 分後）。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印災 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) ，裝. 利用本發明方法的所得到的如實例所示的潤濕性之改 良效果是長期性的：即使在實内溫濕氣候條件下儲食5天 ，預潤之分離材料在十分後，所能得到的吸取高度仍較未 預潤者相關對照組分別高出22% (實例1) 27% (實 例2)及29% (實例3)。 本纸伍又/t边用中围;写家作苹（C,VS)甲.！現珞（210 X 297公$ ) 82.3. 40,〇〇〇

Claims (1)

1. 219377 B7 C7 __D7 _ 六、申請專利範圍 1 .電化學能量儲存器用的由不織布製的親水化分離 材料，該電化學儲存器具有水性驗電解質，其中該不織布 由熔軟範圍不同的聚醛胺及/或聚烯纖維的混合物構成， 且藉加熱加壓使其低熔黏之缕維成分軟化而固定並壓縮， 其待戡在，該分離材料在使用前用除離子水潤化，其量為 其乾重量之0. 5〜7%重置。 2. —種含水性齡電解質的電化學能量鍺存器所用的 織維不織布的親水化分離材料的製造方法，其中將一種不 熔軟範圍的聚酵胺及/或聚烯纖維的混合物在一梳理機 成不織布，該熔點較低之缕雒之重量成份佔30〜50 % ^並將該不織布在一爐中加熱，僅使較低熔點之纗維成 解，然後加壓成所要之最终厚度並冷却固定成一種自 發性熔合之纖維不織布，其持擻在： 將該冷却到室溫的不織布用除離子水潤化，所用水量 為其重量的0. 5〜7 9T重量，然後將之捲取。 (請先閲讀背面之注意事項再碘寫本頁) 丨裝· 訂 絰濟部中央標準局R工消費合作：：一印炎 甩中aw家«準（CNS)甲4规恪（210 X 297公贷）