TW293186B - Resilient battery separator - Google Patents

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A7 B7 293186 五、發明説明（/ ) 本發明的技術領域 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明说有關電池隔離器和相關製備的方法丨以及包 含該電池隔離器之電池_。 發明的背景 廣泛的多樣產品利用電化學的能源t，從消費者電子設 備至儲電池一動力車、。電池是能夠將電化學能轉換成直流 電且包括多種電化學糸統的装置t，例如 AgO/ Zn γ Ag2 0 / Zn > HgO/ Zn > HgO/Cd，，Ni/Zn，Ni/Cd,，N i / MH, 和Zn/空氣，。 電池由一個或M上電池電解槽組成t。在其最基本的形 式中，·電池電解槽包含一對電極\即陽極和陰極t,電池隔 離器，、和電解質？當對電池供應用負載時，，經過化氧化作 用在陽極產生電子、。如此產生的電子經由途徑，，然後回至IJ 電池電解槽之陰極\在陰極處還原，。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在該電池電解槽中；電解溶液，，也就是，，包含電解質 之溶液，、是用於該等電極間質量傳送之介質電池隔離器 的主要功能是避免在該等電極之間的物理接觸和保有電解 溶液4在一缺電一電解質電池電解槽中，，隔離器完全地完 全地佔領在該等電極間的空間，，和電解溶液完全包含在電 池隔離器範圍内。、因此電池隔離器功能如該電池中的電解 溶液的儲存器， 在電池電解池的放電和充電周期期間\電極物理的尺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公嫠） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 寸可改變，，例如，，由於潤脹的结果？期望隔離器，，特別是 在一缺電一電解質電池電解槽中，，是有彈性的以使其可保 持電解溶液的容量和雖然該尺寸變化仍維持與該等電極接 觸&除此之外，，該電池隔離器是自發地；均勻地，，和永久 可潤濕的俾使容納和完全保有電解溶液；該電解溶液典型 地為，t例如，，20-40重量％ΚΟΗ或NaOH水溶液

%本發明尋求提供一種具有該等想要的特性之電池隔離 器。，本發明的這些和其他的標的和優點丨和額外之發明特 徵，/從在本文所提供之發明的描述將是顯而易知的I 發明的簡要概述 本發明提供一種電池隔離器Y其係包含具有平均直徑 约15微米或更少的第一和第二纖維之非继物網，，其中該第 —纖維包含至少約60重量％之具有第一熔化溫度的第一聚 烯烴和不超過約40重量％之具有低於第一熔化溫度的第二 熔化溫度之第二聚烯烴，該等第二繼維包含具有高於第二 熔化溜度的第三個熔化溫度之第三聚烯烴，> 非继物網具有 二側；其中一側已經與加熱表面接觸κ致於非織物網已經 進行至高於第二熔化溫度和低於第一和第三熔化溫度的溫 度，,K便使得接觸側比另一側平滑，，電解質可自發潤濕該 電池隔離器/電池隔離器具有至少約50微米之厚度和該 電池隔離器在使用最多至80 kPa壓力之後具有至少约92% 之百分比反彈厚度丨本發明的電池隔離器較佳包含二個彼 -5- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 293186 a7 Β7 五、發明説明（3 ) 此非平滑側-對-非平滑側配對的該非继物網本發明也提 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 供一種製備該電池隔離器的方法* Μ及合併該電池隔離器 # 之電池。， 較佳具體實施例的說明 本發明的電池隔離器包含具有平均直徑約15微米或更 少的第一和第二之纖維非镅物網。，電解質可自發潤濕該電 池隔離器 第一纖維包含至少約60重量％之具有第 —個熔化溫度的第一聚烯烴，和不超過約40重量％之具有低 於第一個熔化溫度的第二熔化溫度之第二聚烯烴,。第一灌 維較佳包含至少約70重量％，，更佳至少約80重量％ (例如 ，约：80 -90重量％ )之第一聚烯烴和不超過約30重量％ ,， 更較佳不超過約20重量％ (例如，约10-20重量炻）之第二 聚烯烴。，第一纖維較佳包含第一聚烯烴的一個核心和至少 第二聚烯烴的部份地環繞表面的塗層，。較佳，，第一纖維包 含第一聚烯烴的一個核心和第二聚烯烴的一個鞘# (也魷是 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 壤 連 上 質 實 成 形 上 面 表 的 心 核 烴 烯 聚 1 第 在 烴 烯 ， 聚)° 二 層 第塗 , 的 1 烴 第烯 即聚 亦三 ; 第 度的 溫度 化溫 熔化 二熔 第三 於第 高的 有度 具溫 含化 包熔 維烴 纖烯 二聚 第 二 等第 該的 維 纖 有溫 所化 上熔 質之 實烴 要烯 只聚 / 二 烴第 烯的 聚維 個纖 1 一 過第 超於 含高 包有 可具 維分 纖成 二 的 第維 等纖 該二 〇 第 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（f) 度的熔化溫度。，較佳；該等第二纖維基本上由i:最佳獨佔 地，，第三聚烯烴組成。，第三聚烯烴可為，•且較佳為/與第 一纖維的第一聚烯烴相同。，因此，，該等第二纖維較佳從組 成第一纖維核心的相同聚烯烴製得，。 第一和第二纖維可從任何適當的聚烯烴製得#。適合的 聚烯烴包括聚乙烯：聚丙烯：和聚甲基戊烯，。第一和第三 聚烯烴較佳是聚丙烯；及第二聚烯烴較佳為聚乙烯Ϊ非继 物網的纖維較佳可以任何適當的方法製備和藉著任何適當 的方法形成非_物網，、例如習知的Fourdrinier紙製造方 法0t 非織物網可包含任何適當的相對量的第一和第二纖維# 。非織物網較佳包含約2 5 - 7 5重量％的第一纖維和約7 5 - 2 5 重量％的第二继維。，更佳丨非織物網包含約40-60重量％ 的第一纖維和約 6 Q - 4 0重量％的第二纖維；最佳各5 0重量 %的第一和第二继維。 9 非绷物網有二側和從非織物網的一 側受到較高於第二熔化溫度,和低於第一和第三熔化溫度的 溫度,从便使得該側較另一側更平滑。該非織物網可藉由任 何適當的技術不對稱地加熱，，例如.，藉由與加熱表面接觸 非織物網。，與非绷物網的一側接觸之表面的特定溫度/例 如，，熱的鼓輪或輥；連同非继物網在熱表面的膨潤時間應 足夠的：以將非織物網的溫度升高到高於第二熔化溫度和 低於第一和第三熔化溫度的溫度。

I -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（f ) 同樣地V加熱表面的溫度可比所有非織物網之纖維的 熔化溫度更大；只要非继物網在加熱表面上的膨潤時間為 該非继物網不升高到引起第一繼維的第一聚烯烴之顯著溶 化或第二纖維的第三聚烯烴顯著熔化溫度/其可能不利地 影響多孔性和非織物網的空隙體積例如，，關於包含具有 聚乙烯鞘之聚丙烯的第一纖維和僅聚丙烯之第二纖維的非 继物網；該非继物網可Μ約7 5公尺/分鐘的速率經過具有 接觸長度約4 5公分保持溫度於約2 Q Q - 2 2 Q I的網製鼓輪或 輥。，而它是想得到的非绷物網在非继物網之任何表面修飾 之後可如此的熱一處理Μ使得電解質可自發潤濕該非纈物 網，,例如，，適當單體的接枝聚合至在非織物網的表面上/ 非織物網通常在任何如此的表面修飾之前將會先Μ熱一處 理。· 該非绷物網的加熱引起第一纖維的第二聚烯烴變柔軟 及/或流動以使在第一和第二纖維中之有效鍵结實質上遍 及非織物網。.非織物網的加熱應足Κ不只有效產生接觸熱 表面的非绷物網表面之光滑；且也提供具有所需要操作的 特性之非继物網，f例如；張力性質，，同時不會不利地影響 空隙體積，f例如；電解質容量，，和非織物網的彈性，。 特而言之，，該等在使其較平滑之一側上（”平滑側”）的 繼維係融化在一起比該等在非織物網的剩餘者之纖維較大 的範圍，，實質上保有它最初的彈性程度j同樣地7使其較 不滑的一側（”非平滑側”），不像平滑側：具有從非孅物網 _ 8 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一衣. 訂 293186 a? _ B7__________ 五、發明説明（纟） 之表面製備的纖維。，因此，，例如，習知的膠帶的應用至該 非平滑側，，當膠黏帶從該側拉開時，，造成從非继物網表面 除去一些纖維然而當相同的”膠帶測試”應用到平滑側時, ，沒有產生明顯的继維除去，。 該等使用於形成非織物網之纖維通常具有約15微米或 較少之平均直徑/較佳,，實質上所有形成非織物網的纖維 都具有約15微米或較少之直徑，。該形成非織物網之纖維典 型地具有約2-12微米之平均直徑>，較典型地為约4-12微米/ ，及最典型地為約8-12微米，。該等濰維可具有任何適當的 長度，，較佳最高至約10毫米，。 在許多電池應用中丨電池隔離器在其兩側是平滑的/而 同時保有優良彈性是令人想要的因此，較佳將二張上述 9 9 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的非绷物網,Μ非平滑側-對-非平滑側配對> 在一起/以使該等 平滑側面向外/。當二張上述的非織物網配對在一起時>，較 佳在任何表面修飾之前將個別的非織物網配對在一起，，雖 然，，如果需要>，二張非继物網的配對可在其平面修飾之後 發生。，在電池中使用；該電池隔皤器之平滑側將畲在電池 中與該等電極接觸/ 可於任何適當的方法中電解質可自發潤濕非继物網〆 例如，/在任何適當的方法中藉由表面修飾該非織物網以提 供藉由電解質，，較佳為鹼性電解質/例如丨约20-40重悬 % ΚΟΗ水溶液t，較典型地約3 0 - 3 5重量％ ΚΟΗ水溶液/和尤 其為約30重量％ KOH可自發潤濕該非織物網^典型地在任 -9- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Γ]) 何通當的方法中藉由接枝聚合適合的單體至非锄物網上表 面修飾該非缃物網。^較佳，；該非織物網將會被修飾為具有 至少约之70mN/公尺之臨界濕潤表面張力（CWST)(以揭示 於美國專利案US 4,880,548之CWST測試測定）％較佳；非 織物網具有至少约78Π1Ν/公尺之臨界潤濕表面張力；及最 佳、非織物網以具有一滴具有表面張力約8 3 m N /公尺之臨 界濕潤張力的流體接觸該非绷物網的表面而在小於約3 0秒 内被吸收進該非继物内>。 單體較佳選自由乙烯基磺酸丨乙烯基膦酸；和丙烯酸 和甲基單體和其氫羥基功能的衍生物所組成的族群較佳, ’單體選自由丙烯酸丨甲基丙烯酸〆羥乙基丙烯酸酯.，羥 乙基甲基丙烯酸酯，，羥丙基丙烯酸酯，.羥丙基甲基丙烯酸 酯，、及其組合；特別是甲基丙烯酸和羥乙基甲基丙烯酸酯 所成組成之族群。 而任何適當的方法可用來接枝聚合單體至該等使用於 本發明中之疏水性纖維上，，照射接枝是達成所需要结果的 較隹技術。，照射的來源能可為來自放射性的同位素例如鈷 60，，緦90，或絶137。或者，照射可能來自例如X光機器 ，電子加速器、，紫外線的產生器；和等等之來源，。電子束 (E -束）照射是較佳的照射來源、。 接枝典型地將藉由照射非織物網和然後將其曝露於一 個適當的單體溶液\或者，藉由照射非绷物網其同時與簞 體溶液接觸而完成。t如果聚合作用藉由前一方法產生，非 » -10- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .1 訂 A7 B7 等藉由 任一情 的效力f 行。 表面塗 因此該 在暴露 濕的特 和再充 q且均 效率的 寸為電 垂直蕊 佳30重 離在約 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .1 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 293186 五、發明説明（s ) 绷物網應該儘快地與單體溶液接觸以使將會耗盡該 照射所產生的活性部位的任何副反應減到最少，。在 況中，，照射應實質上在缺氧下進行，，其減少該方法 。較佳，，照射藉由在氮或其他的惰性氣體（等）下進 電池隔離器，，詳而言之非織物網和其上任何的 層，，應該化學上耐電解質的ft特別地鹼性電解質，， 電池隔離器是特別適合的"j。此外，，電池隔離器應該 於該電解質一段顯著時間之後保持電解質可自發潤 性' 例如；在一電池合併該電池隔離器之多重充電 電周期之期間1。 在完成之後；1於一致的方式中該電池隔離器應 勻地可潤濕的^，在電池製造期間其允許電解質的有 和完全的引入1。電池隔離器的可濕性的實際測量尺 池隔離器的蕊心速率v例如，、電解質自電池隔離器 心一定的距離之相對時間If本發明的電池隔離器較 量％ Κ Ο Η水溶液垂直蕊心小於1吋（2 . 5 4公分）之距 3 0 0秒；較佳少於約2 0 0秒·，及最佳少於150秒j If電池隔離器可具有任何適當的厚度，，通常為至少約50 微米之厚度j電池隔離器是較佳儘可能薄的^例如_，足以 提供所需要的強度和均勻性I。再者I，該電池隔離器應該是 具有足夠厚度Μ提供在電池電極間所需要的物理和電性分 離及所需要的電解質容量，> 例如至少約200重量％電解 質溶液之吸附容量，較佳至少約300重量％電解質溶液之 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 五、發明説明（？） 吸附容量，> 特別是鹼性電解霣溶液例如約30重量％ KO Η水 溶液f電池瞞離器較佳具有厚度小於約1 0 Q G微米，較佳少 於約5 Q Q微米，和最佳約1 5 ϋ到約5 Q 0微米1。

V L電池隔離器之厚度應該是儘可能均匀的 >。較佳；電池 隔離器將會具有不超過約±10%之厚度可變性，較佳僅约 f ± 9%，其約3標準偏差的電池隔離器平均厚度。，最佳， 電池隔雜器將會具有不超過约士 5%的厚度可變性 電池隔離器可具有任何適當的基本（或單）重量^。電池 隔離器較佳有至少约1Q克/公尺2 ,，例如*,約10-120克/ 公尺2 \更佳大於約20克/公尺例如，，約20-100克/ 公尺2的基本重量。，電池隔離器典型地將具有約40-80克 /公尺2 ，最典型地約4Q-60克/公尺2的板重量，尤其 I · 金屬氫化物電池，特別地N i / Μ Η電池。] 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 (½池隔離器具有優良的彈性'^特而言之：在顯著量之 壓力應用Μ暫時壓縮電池隔離器後，，電池隔離器能夠反彈 到接近最初的厚度。，因此，，一般使用在在充電和放電周期 期間其潤脹和接觸之電掻間的電池圍内，電池隔離器雄持 與該等電極緊密的接觸而且保有其解質溶液之容量。 ^電池隔離器較佳在應用最多至80 kPa之壓力後具有至 少約92%之百分比反彈厚度2換句話說/該電池隔離器在 最多至80 kPa壓力的應用和除去之後能夠回1到其最初厚 度之至少約92%。較佳/在最多至80 kP a壓力的應用之後 ’電池隔離器具有百分比反彈厚度在至少約95%，最佳至 1 jf <[!> 本紙張尺度逍用中關家標準（CNS ) A4規格（210 XW公着) 經濟部中央標準局員工消费合作社印31 A7 _B7_ 五、發明説明（，。） 少約9 7 % i或甚至至少約3 8% /’ 除此之外，，電池隔離器較佳展現反彈厚度對壓力斜率 約〇到約-0 , 2微米/ k P a，較佳約◦到約-〇 . 1 5微米/ k P a ，和最佳約0到約-o.l微米/kPa>使用壓力的應用最多 可達8QkPa >。同樣地/電池隔離器較佳展現百分比反彈厚 度對壓力斜率约〇到约-〇 · 1 %反強厚度/ k P a，，較佳约0 到約 -0'. 0 7%反彈厚度/ k P a，^和最較佳約0到約-〇 . 〇 5 %弹性厚度/kPa ，#使用壓力的應用最多可達80kPa， 使用下列的測試程序決定百分比反彈厚度。/電池隔離 器的測試樣品之”當做是”厚度，/也就是丨非绷物網在接 枝、洗滌\和乾煉之後的厚度、使用手上型聯邦的標準度 量型號22P-1Q決定。丨電池隔離器被放置在一上平坦的；固 艘平面上，、和具裝載重量之3 . 8 1公分X 3 . 8 1公分X G . 4 8公分 不銹鋼板放置在電池隔離器的頂端上K使用最大至少80kPa 之應用的壓力壓縮電池隔離器i通常增加約1 0 - 2 0 k P a增量 。一次装載，，在電池隔離器上之壓力為維持約3分鐘，。該 然後裝載從電池隔離器除去。_在允許電池隔離器回彈為约 一分鐘之後、在五涸地方測量電池隔離器的厚度，，即在和 不锈鋼板接觸區域的各四個角落和中心％計算百分比反彈 厚度，，亦即回彈的厚度除Μ最初厚度乘以100%: 0[電池隔雜器可有任何適當的張力的性質通常，，電池 隔離器將會具有至少約5Q0N/公尺、更典型地為至少约800 Ν/公尺和最典型地為至少約1G0GN/公尺之機器方向（MD) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS >A4規格（210X297公釐） ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裝 293186 μ _____B7_ 五、發明説明（II ) 和横斷機器方向（CMD)二者。,較佳、電池隔離器將會有MD 抗張強度至少150QN/公尺和CMD抗張強度至少約ioogn/公 尺 '較佳地f，電池隔離器將會具有至少約2 0 Q Ο N /公尺之Ο 抗張強度及至少約150QN/公尺之CMD沆張強度在此處討 論的所有的張力性質都是遵照美國材料試驗學會D-1117使 用I n s t r ο n s ® 表格模型測試器量測,。 電池隔離器可具有任何適當的電性卩特而言之，，電池 隔離器較佳具儘可能低的電阻，、例如t f約15Q奄歐姆（mhom )-公分2或以下％典型地電池隔離器將具有約25-1Q0毫 歐姆-公分 2 :最典型地約5 Q - 1 Q 0亳歐姆-公分2之電阻j 0 °/ k本發明也包含一種製造如本文所述電池隔離器之方法 。該方法包含U)製備具有平均直徑約15微米或更少及厚 度至少約5 ϋ微米之纖維的非織物網·/其中該非織物網包含 (i)包含至少約60重量％具有第一熔化溫度之第一聚烯烴 和不超過約40重量％具有低於第一熔化溫度的第二熔化溫 度之第二聚烯烴之第一纖維（ii)包含具有高於第二熔化溫 度之第三個熔化溫度的第三聚烯烴之第二纖維、U)將非 继物網二側之一接觸加熱的表面K致於非继物網受到高於 第二熔化溫度和低於第一和第三熔化溫度的溫度K便使得 接觴的側比另一側為平滑，，和（c )表面修飾非继物網/例 如，,接枝聚合非孅物網的表面上的單體，，Μ便使得非織物 網藉著電解質％較佳鹼性電解質；例如•，約2 0 - 4 0重量％ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 取· 訂 Λ?Ζ18ί Α7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 Β7 _五、發明説明（A ) KOH水溶液，較典型地為約30-35重量％KOH水溶液.，和尤 其是約3 0重董％ KO Η可自發潤濕非绷物網^其中該設電池 隔離器在最多至80 kPa壓力的應用之後具有至少約92%之 百分比反彈厚度本發明方法比進一步包含配對該二個非 織物網，，較佳為在其表面修飾之前；非平滑側-到-非平滑 側K形成具平滑側面向外的電池隔離器意欲緊密地接觸在 電池裡面的該等電極丨本發明方法之各種不同的觀點，例 如非織物網的較佳特性f，較佳接枝聚合作用的單體/和相 似者、已經在上面有闞於本發明的電池隔離器中討論 本發明進一步地提供新穎的電池，> 和一種製備該電池 的方法特而言之發明提供一種電池，，尤其是鹸性電 池且特別是可再充電及/或缺電一電解質電池/其中改良 包括本發明電池隔離器之内含物在電池内分開一或K上對 的電極。1本發明的電池隔離器可與任何適當的電極一起使 用，f例如在揭示於美國專利案U.S. 5,330,861之該等奥凡 尼克電池公司（Ovonic Battery Company)驗合金電極γ或 密斯（nisch)-金靥電極，，該等電極在金屬製的氫化物電池 *尤其H i /Μ Η電池中特別有效的1 同樣地\本發明提供一種製備電池γ特別地可再充 電及/或缺電一電解質電池之方法，，其中該改良包括在該 電池的一個電池裡面包含本發明的隔離器/本發明的電池 隔離器可使用任何適當的製造方法合併至一電池中/。一個 廣泛的多樣之最主要和次要的電池落在本發明的範圍中 -15- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .1 裝· 訂 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 A7 —^----—_ 五、發明説明（|> ) 例如，HgO/Cd，Ni/Zn，Ni/Cd，Ni/MH，和 Zn/空氣電化學 的糸統$這些電池可藉由，，例如，，安排許多糸列的電池 ，其中至少一個電池榷包含本發明的一個電池隔離器而製 得。， 下列實施例更進一步地舉例說明本發明；但是#，當然 不應該K任何方式被解釋做為限制本發明的範圍 宜胞俐 這個實施例說明本發明電池隔離器的製備且將它的性 質與習知的電池隔離器作比較/ 使用習知的Fourdrinier纸製造方法從聚丙烯核心和 周圍的聚乙烯鞘的第一纖維Μ致於該等纖維為約80重量％ 聚丙烯和约20重量％聚乙烯ν和纯聚丙烯的第二纖維之50 /50重量/重量混合物製備非織物網t。第一和第二纖維二 者皆具有約5-1Q微米之平均直徑/非继物網在約60克/公 尺2形成•、然後經過一熱的鼓輪Μ不對稱地加熱非缃物網 W便使得接觸熱鼓輪之非織物網的一側是平滑的和非常黏 合的，，當彼此分開的時候丨非接觸的一側相當地鬆弛和有 彈性、。 當非織物網以610公分/分鐘之速率移經Ε-束的時候> ’非继物網在到單一途徑中在惰性氣壓之下進行至2 Mrad E-束輻射，。然後非绷物網受到包含3重量％甲基丙烯酸，， 2 4重量％第三-丁酵 >和73重量％水之接枝溶液。如此所 » -1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 :-=-° A7 ----- B7發明説明（叫） 接枝的非織物網水洗然後乾燥。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 所得之電池隔離器的性質陳述於表1中。 Λ 表 1 性質 值 基重量（克/公尺2 ) 59 +/-1·31 厚度（微米） 230 +/-10 抗張強度（Μ/公尺） 2100 抗張強度（Ν/公尺） 1480 電阻（奄歐姆-df ) 0.55 30重量％ K0H水溶液至距蕊心 83 2 . 5 4公分的距離需要之時間（秒） 30重量％ Κ0Η水溶液的吸收容量（重量％ ) 4 12 臨界濕潤表面張力（mN/公尺） 83 < 30 秒 Λ 評估所得電池隔離器的百分比反彈厚度/和與習知耐綸 電池隔離器,（可利用得自Freudenberg Nonwovens Groups ’、Weinheim ，·德國，，商標 viLEDON)的百分比反彈厚度比 較。，（也可利用來自 Veratec，Inc., Athens, Georgia，商 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :1 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 293186 a 7. ____B7 ___ 五、發明説明（iT ) 檷WEBRIL)。二個電池隔離器之反强厚度（微米和％)以一 應用的壓力（kPa)的函數陳述於表2中。 / 表 2 本 發明 習 知的耐 論 電池 隔離器 電 池隔離 器 壓 力 反彈 壓力 反强 (k P a) 厚度 (k P a ) 厚度 (微米）[% ] (微米）[% ] 0.0 2 〇6(1〇〇%) 0 . 0 2 6 2 ( 1 0 0¾ ) 3 1 .0 2 0 3 (99¾ ) 15.9 255 (97¾ ) 52 .4 2 0 2 (98% ) 3 1.0 246 (94¾ ) 66 • 9 202 (98% ) 6 1.4 243 (93¾ ) 82 .7 2 0 1 (98¾ ) 7 1.0 238 (91% ) 96 .5 200 (97% ) 83.4 236 (90% ) \如藉由反彈厚度測試結果証明，，本發明的電池隔離器 具與習知的耐綸電池隔離器比較有優良的彈性特而言之/ ，當習知的耐綸電池隔離器在約80 kPa之應用壓力時僅能 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝* 订 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4) 夠約9G%反彈，而本發明的電池隔離器在最高至約80 kPa 且甚至最大至約1 〇 〇 k P a應用壓力時能夠9 7 %反g。 除此之外，反彈厚度對應用壓力的作圖，，其所產生的 曲線（直線）的斜率丨本發明和習知的耐綸電池隔離器是戲 剌地不同丨習知的耐綸電池隔離器當增加應用的壓力時/， 反彈厚度顯著減少>(也就是，約-0.3微米/ kPa的斜率）， 本發明的霉池隔離器随增加的應用壓力時 >，反彈厚度僅小 變化/也就是，約-0.06微米/ kPa的斜率〆或與習知的 W綸電池隔離器比較約小五倍的斜率 同樣地，對於本發明的和習知耐綸電池隔離器，該百 分比反彈厚度對應用壓力的作圖也顯示該所得曲線的斜率 (直線）是戲剌性地不同/而習知的耐綸電池隔離器随應用 的壓力之增加而百分比反彈厚度顯著減少/(也就是，约 -0.1 2%反彈厚度/ kP a的斜率）；對於本發明的電池隔離 器百分比反彈厚度随增加應用壓力之變化很少"也就是， 約-0 . 0 3 %反彈厚度/ k P a的斜率丨或約四倍小於習知的附 綸電池隔離器之斜率）丨 在此處所引用的所有參考資料其全文都合併於此以供 參考％ 在本發明於較佳具體實施例上的強調描述期間/可使 用較佳具體資fe例的變化丨其對等諳热該技蓊之人士是明 顯的可知並且其意欲可在此處特別描述之外實施本發明/ 因此丨本發明包括在包含在本發明的精神和範圍中之所有 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公嫠） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Π ) 的修飾如下列申請專利範圍所定義。 / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 4 -20- 本紙張尺度適用中囷國家標率（CNS ) A4g ( 2丨0'〆297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局員工消費合作社印褽 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 1. 一種電池隔離器，其係包含具有平均直徑約15微米或更 少的第一和第二之纖維非绷物網/其中該第一纖維包含 至少約60重量％之具有第一熔化溫度的第一聚烯烴和不 超過約4 0重量％之具有低於該第一熔化溫度的第二熔化 溫度之第二聚烯烴/該等第二纖維包含具有高於該第二 熔化溫度的第三熔化溫度之第三聚烯烴/該非織物網具 有二側•，其中一側已經與加熱表面接觸Μ致於該非織物 網已經進行至高於第二熔化溫度的溫度和低於第一和第 三熔化溫度\ Μ便使得接觸側比另一側平滑,，電解質可 自發潤濕該電池隔離器，，電池隔離器具有至少約5D微米 之厚度，#和該電池隔離器在使用最多至80 kP a壓力之後 具有至少約9 2%之百分比反彈厚度》。 2. 根據申請專利範圍第1項的電池隔離器/其中該電池隔 離器進一步包含該該非继物網之另一個Μ使二個非缃物 網Μ非平滑側-對-非平滑側彼此配對一起>。 3. 根據申請專利範圍第2項的電池隔離器>，其中該電池隔 離器進一步包含接枝聚合該非織物網的表面上的單體/ 其使鹼電解質可自發潤濕得該非織物網方 4. 根據申請專利範圍第3項的電池隔離器》，其中該非继物 網在最多至80 kP a壓力應用之後具有至少约95%之百分 比反彈厚度。， 5. 根據申請專利範圍第4項的電池隔離器，> 其中該第一和 第三聚烯煙是相同的丨 -1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公嫠） --------Λ裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 293186 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 6.根據 網包 第二 7 .根據 離器 8 ·根據 解質 9 .根據 第二 10 .根據 第三 11 .根據 網包 %之 1 2 .根據 含該 繞表 13.根據 含該 14 .根據 申請專利範園第5項的電池隔離器；，其中該非继'物 含約25-75重量％之該第一繼維和75-25重量％之該 纖維 申請專利範園第6項的電 具有約1 5 0 - 5 0 0微米之厚 申請專利範圍第7項的電 是約20-40重量％ KOH水 申請専利範圍第8項的電 纖維具有約2-12微米之平 申請專利範圍第9項的電 聚烯烴為聚丙烯且該第二 申謅專利範園第1 0項的電 含至少约80重量％之該一 該第二聚烯烴f 申請專利範圍第1 1項的電 第一聚烯烴之核心及該第 池隔離器/其中該電池隔 度。， 池隔離器，·其中該鹼性電 溶液。* 池隔離器/其中該第一和 均直徑。》 池隔離器，> 其中該第一和 聚烯烴為聚乙辦。 池隔離器，，其中該非織物 聚烯烴和不超過约20重量 池隔離器丨其中該纖維包 二聚烯烴的至少部份地環 面的塗層。， 申請專利範圍第12項的電池隔離器γ其中該纖維包 第一聚烯烴之核心和該第二聚烯烴之鞘 申請專利範圍第13項的電池隔離器v其中該非織物 網具有至少約70πιΝ/公尺之臨界濕潤表面張力,。 15.—種可再充電^、缺電一電解質電池，，其包含藉由根據申 謓專利範圍第1項的電池隔離器分開的二個電極. 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 裝. 訂 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 16. —種可再充電、缺電一電解質電池\其包含藉由根據申 請専利範圃第2項的電池隔離器分開的二個電極，。 17. —種可再充電、》缺電一電解質電池i其包含藉由根據申 請專利範圃第3項的電池隔離器分開的二個電極 18. —棰電池隔離器，》其包含具有平均直徑約15微米或更少 的第一和第二纖維之非織物網，，其中該第一纖維包含至 少約60重量％之具有第一熔化溫度的第一聚烯烴和不超 過約4 ϋ重量％之具有低於該第一熔化溫度的第二熔化溫 度之第二聚烯烴該等第二纖維包含具有高於該第二熔 化溫度的第三個熔化溫度之第三聚烯烴，，該非继物網具 有二側，、其中一側已經與加熱表面接觸以致於該非继物 網已經進行至高於第二熔化溫度和低於第一和第三熔化 溫度的溫度\以便使得接觸側比另一側平滑，，電解質可 自發潤濕該電池隔離器（該電池隔離器具有至少約50微 米之厚度4和該電池隔離器在使用最多至80 kPa壓力之 後具有约0到約-0 . 1 %之百分比反彈厚度對壓力斜率卩 1 9 .根據申請專利範圍第1 8項的電池隔離器、其中該電池隔 離器進一步包含該的非織物網之二個以非平滑側-對-非 平滑側彼此配對一起i 20. 根據申請專利範圍第19項的電池隔離器；其中該電池隔 離器進一步包含接枝聚合該非缃物網的表面上的單體 其使得鹼電解質可自發潤濕該非織物網》。 21. —種可再充電^缺電一電解質電池，》其包含藉由根據申 -3 - (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 裝· 訂 M 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 293186 ?δ8 __ D8 六、申請專利範圍 請專利範圍第18項的電池隔離器分開的二個電極。 22. —種可再充電、、缺電一電解質電池：其包含藉由根據申 請專利範圍第1 9項的電池隔雠器分開的二個電極/ 23. —種可再充電v、缺電一電解質電池，，其包含藉由根據申 請專利範圍第20項的電池隔離器分開的二個電極。 I 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 24. —種製備電池隔離器之方法《其係包含（a)製備具有平 均直徑約15微米或更少及厚度至少约50微米之纖維的非 绷物網’、其中該非嫌物網包含（i)包含至少約60重量％ 具有第一熔化溫度之第一聚烯烴和不超通約40重置％具 有低於該第一熔化溫度的第二熔化溫度之第二聚烯烴的 第一纖維（ii)包含具有高於該第二熔化溫度之第三個熔 化溫度的第三聚烯烴之第二繈維(b)將非織物網二側 之一接觸加熱的表面Μ致於該非織物網受到高於第二熔 化溫度和低於該第一和第三熔化溫度的溫度Κ便使得接 觸的側比另一側為平滑，》和（c)表面修飾非織物網〆以 便使得電解質可自發潤濕非继物網,，其中該設電池隔離 器在最多至80 kPa壓力的應用之後具有至少約92%之百 分比反彈厚度。， 25. 根據申請專利範圍第24項的方法，其中該非继物網的表 面修飾包含在該非继物網的表面上接枝聚合單體Μ便使 得鹼性電解質可自發性潤濕該非織物網，。 26. 根據申請專利範圍第25項的方法，*其中該鹼的電解質是 約2Q-40重量％ ΚΟΗ水溶液 / -4- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 293186 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 在的 含中 包網 步物一 0 隹 巨Μ， 法理 方處 該熱 ,/ 該 法對 方配 的前 項之 2 飾 第修 圍面 範表 利的 專網 請物 申继 據非 根該 側 滑 平 之 外 向 面 有 具 成 形 Μ 側 滑 平 bh ΤΓΤν- 到 - o# 側器 滑離 平隔 非池 個 電 二 之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、·ΙΤ Μ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

   293186 申請曰期 pr、/、1 案 號 類 别 ί々\ηΐ/ίγ、 (以上各棚由本局填柱）

   新型 %專利説明書 中文 發明 新型 名稱 英文 姓 名 國 籍 彈性的電池隔離器 RESILIENT BATTERY SEPARATOR 1.彼德J.狄根 2 .約瑟夫.李庸 3 ·伊歐尼P .希沙斯 裝 發明 創作 人 住、居所 美國 1 ·美國，紐約州11 743杭汀頓，葛雷迪路24號 2. 美國，紐约州1Π20南瑟脫克特，荷花路20號 3. 美國，紐約州1 1 3 75佛瑞丘3D 73路11Q-31號 訂 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 申請人 姓 名 (名稱） 國 籍 住 、居所 (事務所） 代 表人 姓 名 椎幕公司 美國 美國，紐約坩11548,東丘市，北方大道2200號 吉爾伯特P .威拿 -1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 線