JP2020202190A - 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ - Google Patents

鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ Download PDF

Info

Publication number
JP2020202190A
JP2020202190A JP2020146312A JP2020146312A JP2020202190A JP 2020202190 A JP2020202190 A JP 2020202190A JP 2020146312 A JP2020146312 A JP 2020146312A JP 2020146312 A JP2020146312 A JP 2020146312A JP 2020202190 A JP2020202190 A JP 2020202190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
woven fabric
battery separator
acid
battery
gel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020146312A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7121082B2 (ja
Inventor
アール． ティモンズ，ジョン
R Timmons John
アール． ティモンズ，ジョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daramic LLC
Original Assignee
Daramic LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daramic LLC filed Critical Daramic LLC
Publication of JP2020202190A publication Critical patent/JP2020202190A/ja
Priority to JP2022123848A priority Critical patent/JP7582770B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7121082B2 publication Critical patent/JP7121082B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
    • H01M10/10—Immobilising of electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/18—Lead-acid accumulators with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H01M50/434—Ceramics
    • H01M50/437—Glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005—Acid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005—Acid electrolytes
    • H01M2300/0011—Sulfuric acid-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

【課題】ＨＥＶの電池においても良好な電池特性を得ることができる、鉛酸電池用電池セパレータの提供。【解決手段】細孔性膜１２と、細孔性膜に隣接する不織布１４であって、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維の混合物を含み、前記非酸溶解性繊維に対する前記酸溶解性繊維の重量比は２０〜８０：２０〜８０である不織布と、不織布に含浸されているゲルとを含み、不織布は１０００ｌ/ｍ２を超える多孔性を有する、鉛酸電池用電池セパレータ１０。【選択図】図１

Description

関連出願
本出願は、同時係属中の仮米国出願シリアル番号第６１／６９２，０５８号（出願日：２０１２年８月２２日）への優先権を主張し、同出願の恩恵を主張する。本明細書中、同文献を参考のため援用する。
本発明は、新規のまたは向上した電池セパレータ、コンポーネント、電池および／または関連する製造方法および／または使用方法と、鉛酸電池中において用いられるゲル含浸不織布を用いた電池セパレータと、ゲル含浸不織布と、このようなセパレータまたは不織布を含む電池とに関する。
モバイル電力源への要求の高まりと共に、鉛酸電池も進化してきている。この技術は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）または「マイクロＨＥＶ」の人気の高まりと共に、さらに進化してきている。ＨＥＶ用電池への要求は、従来のガソリン動力の車両への要求とは異なる。例えば、ＨＥＶの電池は、部分充電状態（ＰＳｏＣ）（およそ５０〜８０％の充電）で動作する。そのため、電池において短い充電／再充電サイクルが行われるため、水解離から水素および酸素が発生し、セル内に成層化された酸が混合される過充電は行われない。さらに、活性物質の保持についても、対処する必要がある。
そのため、ＨＥＶの登場に起因する新たな問題を解消するための新規なセパレータ技術が必要とされている。
本発明の例示目的のため、図中、現在好適である形態が図示される。しかし、本発明は図示の配置構成および手段のみに限定されないことが理解されるべきである。
本発明のセパレータの実施形態の模式図である。
一実施形態において、鉛酸電池用電池セパレータは、ゲル含浸不織布を含む。不織布は好適には、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維を含む。ゲルの基本重量は、不織布の基本重量の約２０〜１６０％の範囲であり得る。別の実施形態において、鉛酸電池用電池セパレータは、ゲル含浸不織布が接着された細孔性膜を含む。
図１を参照して、類似の参照符号は類似の要素を指し、鉛酸電池用セパレータ１０が図示されている。セパレータ１０は、一実施形態において、ゲル含浸不織布１４であり得る。別の実施形態において、セパレータ１０は、ゲル含浸不織布１４が接着された細孔性膜１２を含み得る。
細孔性膜１２は、任意の従来の細孔性膜であり得る。一実施形態において、膜１２は、鉛酸電池において従来から用いられている膜（例えば、Ｏｗｅｎｓｂｏｒｏ（ＫＹ）のＤａｒａｍｉｃＬＬＣから提供されるもの）であり得る。このような従来の膜は、充填ポリマーで構成され得、上記ポリマーは、ポリオレフィン（例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ））であり得、フィラーはシリカである（例えば、米国特許ＵＳ３，３５１，４９５号、ＵＳ３，９１７，７７２号、ＵＳ４，９２７，７２２号、ＵＳ５，２３０
，８４３号、ＵＳ５，６７９，４７９号、ＵＳ５，７７６，６３０号、ＵＳ５，７８９，１０３号、ＵＳ６，４１０，１８３号、Ｗ００１／１３，４４２（Ｂｅｓｅｎｈａｒｄ、Ｊ．Ｏ．、Ｅｄｉｔｏｒ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ Ｖｅｒｌａｇ ＧｍｂＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ、Ｇｅｒｍａｎｙ（１９９９）、Ｃｈａｐｔｅｒ９、ｐｐ．２４５〜２９２を参照）。本明細書中、同文献を参考のため援用する。これらの膜は、バックウェブ１８上に起立する複数のリブ１６を含み得る。これらのリブ１６は、機械方向（ＭＤ）に主に延びる。膜１４もまた、複数の横方向縁リブ２０を含み得る。横方向縁リブ２０も、バックウェブ１８上に起立するが、高さはリブ１６の高さよりも低い場合が多い。横方向縁リブ２０は、機械方向（ＭＤ）に主に延びる。膜１２も、複数の負方向クロスリブ２２（図示せず）を含み得る。負方向クロスリブ２２は、膜の後側（すなわち、リブ１６を含む側と反対側）から起立し、クロス機械方向（ＴＤ）に主に延びる。
ゲル含浸不織布１４は、膜１２へ接着され得る。一実施形態において、接着とは、相互結合または接合を指す。不織布１４は、リブ１６の上へ接合され得る。接合部２４は、接着および／または溶接によって形成され得る。溶接とは、加圧溶接、熱溶接および／または超音波溶接を含み得る。
ゲル含浸不織布１４の不織布は、任意の不織布であり得る。一実施形態において、不織布は、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維の混合物であり得る。酸溶解性繊維は、電池の電解質の酸（鉛酸電池中においては、この酸は典型的には、硫酸である）中においては溶解性である任意の繊維であり得、ゲル（またはその前駆物質）を繊維へ接着させることを可能にする。一実施形態において、溶解性繊維は、セルロース繊維、ポリアミド（例えば、ナイロン）繊維、その共重合体またはその混合物であり得る。非溶解性繊維は、電池の電解質の酸中に非溶解性である任意の繊維であり得、ゲルの繊維への接着を可能にする場合もあれば、可能にしない場合もある。一実施形態において、非溶解性繊維は、合成繊維、ガラス繊維またはその混合物であり得る。合成繊維は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン）、ポリエステル（すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ））、アクリル、その共重合体および／またはその混合物を含む。溶解性繊維の非溶解性繊維に対する重量比は、一実施形態において約２０〜８０：２０〜８０であり得、別の実施形態において約３０〜７０：３０〜７０であり得、さらに別の実施形態において約４０〜６０：４０〜６０であり得、上記した範囲中の小集団全てを含む。不織布の基本重量は、約１０〜５０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の範囲内であり得、別の実施形態において約２０〜４０ｇｓｍの範囲内であり得、または別の実施形態において約２５〜３５ｇｓｍの範囲内であり得、上記した範囲中の小集団全てを含む。不織布の多孔性は、約１０００ｌ／ｍ２・ｓまたは約１２００ｌ／ｍ２・ｓまたは約１５００ｌ／ｍ２・ｓを超え得る。一実施形態において、不織布は、鉛酸電池のプレートまたは電極の形成に用いられる「ペーストペーパー」であり得る。このような１つのペーストペーパーは、Ｇｌａｔｆｅｌｔｅｒ ＧｍｂＨからＤＹＮＡＧＲＩＤＮＧ２８として市販されている。
ゲル含浸不織布１４のゲル（またはゲル化剤）は、電池の電解質と接触した歳にゲルを形成することが可能な任意の材料であり得る。ゲルは、この材料が電解質と接触した際に形成される。これらのゲルは、電池の電解質を生き延びることができ、例えば、溶解性および物理吸着特性を有することにより、半溶解によるゲル形成および酸取り入れを電池電解質のｐＨ制約の範囲内で可能かすることができる。例えば、ゲル化剤は、スラリー（ゲル化剤）、流体（任意選択）および結合剤（任意選択）中において不織布へ付加され得る。その後、スラリーを乾燥させることにより、ゲル化剤を不織布へ接着（または含浸）させる。ゲル含浸セパレータを電解質中に浸漬させると、ゲル化剤は電解質の酸を吸収し、膨張し、これによりゲルを形成する。一実施形態において、ゲルは、シリカ（Ｓｉ０２）
ベースのゲルである。シリカは、沈殿、ヒューム、コロイドおよび／または化学修飾されたものを含む任意のシリカであり得る。別の実施形態において、ゲル化剤は、ケイ酸塩および／または非ケイ酸塩鉱物または化合物または高吸収ポリマーであり得る。
ゲルを不織布中に含浸させる。含浸とは、不織布の多孔性のうち少なくとも一部を維持しつつ、ゲルを不織布の繊維の全てまたは大部分へ接着させることを意味する。ゲルの不織布中への含浸は、任意の様態で行うことができる。ゲル（またはその前駆物質）は典型的には、非ゲル状態の不織布（すなわち、前駆物質）へ付加され得る。ゲルは、カーテンコーティング、ディッピング、噴霧、ローリング、ブラッシングなどにより不織布へ付加され得る。一実施形態において、ゲルは、不織布の基本重量の約２０〜１６０重量％を含み得、別の実施形態において約２５〜１５０重量％を含み得、さらに別の実施形態において約４０〜１００％を含み得、さらに別の実施形態において約５０〜８０％を含み得、上記した範囲中の小集団全てを含む。結合剤をゲル化剤（またはその前駆物質）を付加した後、不織布へ付加することにより、この材料の不織布への接着を支援する。結合剤は、任意の結合剤であり得る。一実施形態において、結合剤は、ラテックス、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）およびこれらの組み合わせであり得る。
使用時において、ゲル含浸不織布を正電極に隣接して（押圧し）（電池放電に言及する）、細孔性膜（ただし、用いる場合）を負方向電極に隣接して配置する（放電に言及する）。いかなる特定の理論に縛られることなく、本発明のセパレータが電池の電解質中へ配置されると、酸が溶解性繊維を絶え間なく溶解し、その結果、ゲルがそのままの形で残り、残留材料の中空管を形成すると考えられる。この中空管は多孔性が極めて高いため、溶解性繊維がそのままであるゲル含浸不織布と比較して、セパレータの抵抗が低下する。
上記のセパレータは、任意の電池において用いられ得る。一実施形態において、電池は、鉛酸電池であり得る。セパレータは、例えば、以下の例示的用途において用いられる電池において用いられ得る：ＩＳＳ（アイドルストップスタート電池）、ＨＥＶ（ハイブリッド車電池）およびＥＦＢ（電気燃料電池）。
実施例
以下の表は、ゲル化剤を用いた不織布とゲル化剤を用いない不織布との間の比較を示す。用いた不織布は、４０ｗｔ％の溶解性繊維（セルロース）および６０ｗｔ％の非溶解性繊維（ポリエステル）を有するＧｌａｔｆｅｌｔｅｒのＤＹＮＡＧＲＩＤ３２８ＮＧペーストペーパー（基本重量２８ｇｓｍ）とした。
各不織布を以下のように処理した：Ａ−ゲル化剤を含まない不織布を硫酸中に２４時間浸漬；Ｂ−１１ｇｓｍのシリカを含む不織布を２週間後にセル中に配置；Ｃ−１６ｇｓｍのシリカを含む不織布を２週間後にセル中に配置；およびＤ-２１ｇｓｍのシリカを含む
不織布を２週間後にセル中に配置。５枚のシートを試験し、平均抵抗を報告した。
Figure 2020202190
少なくとも選択された実施形態、局面または目的によれば、本発明は、新規のまたは向
上した電池セパレータ、コンポーネント、電池、および／または関連する製造方法および／または使用方法と、鉛酸電池中において用いられるゲル含浸不織布を用いた電池セパレータと、ゲル含浸不織布と、および／またはこのようなセパレータまたは不織布を含む電池の必要性に対処するか、これらをを提供するか、またはこれらに向けられる。
少なくとも選択された実施形態、局面または目的によれば、本発明は、鉛酸電池用電池セパレータの必要性に対処するか、鉛酸電池用電池セパレータを提供するか、または鉛酸電池用電池セパレータに向けられる。この鉛酸電池用電池セパレータはゲル含浸不織布を含み、不織布は、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維を含む。上記の電池セパレータにおいて、不織布は基本重量を有し、ゲルの基本重量は、不織布基本重量の約２０〜１６０％の範囲内である。上記の電池セパレータにおいて、ゲルはシリカゲルである。上記の電池セパレータにおいて、酸溶解性繊維はセルロース繊維である。上記の電池セパレータにおいて、非溶解性繊維は、ポリマーおよび／またはガラス繊維である。上記の電池セパレータにおいて、溶解性繊維の非溶解性繊維に対する重量比は、約２０〜８０：２０〜８０の範囲内である。上記の電池セパレータは、ゲル含浸不織布へ接着された細孔性膜をさらに含む。上記の電池セパレータにおいて、膜は、ポリマー充填膜である。上記の電池セパレータにおいて、ポリマーはポリオレフィンである。上記の電池セパレータにおいて、フィラーは、シリカベースの材料である。上記の電池セパレータにおいて、膜はリブを有する。上記の電池セパレータにおいて、リブは、機械方向および／またはクロス機械方向に走るリブであり、正方向面または負方向面上に設けられる。上記の電池セパレータにおいて、不織布は、接合によって膜へ接着される。上記の電池セパレータにおいて、接合は、接着および／または溶接である。上記の電池セパレータにおいて、溶接は、圧力、熱および／または超音波を含む。電池において、向上は、上記の電池セパレータを含む。
鉛酸電池用電池セパレータは、非溶解性繊維を有する不織布、およびゲル製の管とを含む。電池において、向上は、上記の電池セパレータを含む。
ＩＳＳ、ＨＥＶまたはＥＦＢ電池などの鉛酸電池用の複合電池セパレータにおいて用いられるゲル含浸不織布は、非溶解性繊維を有するゲル含浸不織布、およびゲル製の管を含む。電池において、向上は、上記の不織布を含む。
少なくとも１つの特定の実施形態において、鉛酸電池用電池セパレータは、ゲル含浸不織布を含む。この不織布は、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維とを含む。ゲルの基本重量は、不織布の基本重量の約２０〜１６０％の範囲内であり得る。別の実施形態において、鉛酸電池用電池セパレータは、ゲル含浸不織布が接着された細孔性膜を含む。
本発明は、その意図および本質的属性から逸脱することなく他の形態で具現化され得る。よって、上記の明細書ではなく、本発明の範囲としての添付の特許請求の範囲を参照されたい。

Claims (11)

  1. 鉛酸電池用電池セパレータであって、
    細孔性膜と、
    前記細孔性膜に隣接する不織布であって、酸溶解性繊維および非酸溶解性繊維の混合物を含み、前記非酸溶解性繊維に対する前記酸溶解性繊維の重量比は２０〜８０：２０〜８０である前記不織布と、
    前記不織布に含浸されているゲルと
    を含み、前記不織布は１０００ｌ/ｍ２を超える多孔性を有する鉛酸電池用電池セパレ
    ータ。
  2. 前記不織布は基本重量を有し、前記ゲルの基本重量は、前記不織布基本重量の２０〜１６０％の範囲内である、請求項１に記載の電池セパレータ。
  3. 前記ゲルはシリカゲルである、請求項１に記載の電池セパレータ。
  4. 前記シリカは、沈殿シリカ、ヒュームシリカ、コロイドシリカ、化学修飾されたシリカ、及びこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項１に記載の電池セパレータ。
  5. 前記酸溶解性繊維はセルロース繊維である、請求項１に記載の電池セパレータ。
  6. 前記非溶解性繊維は、ポリマーおよび／またはガラス繊維である、請求項１に記載の電池セパレータ。
  7. 前記不織布は細孔性膜に接着されている、請求項１に記載の電池セパレータ。
  8. 前記細孔性膜は前記細孔性膜の第一の表面上に第一組のリブを含む、請求項１に記載の電池セパレータ。
  9. 前記リブは、機械方向および/または機械方向をの横切る方向に延びるリブである、請
    求項８に記載の電池セパレータ。
  10. 前記不織布は、前記不織布の第一の表面上において前記第一組のリブに隣接される、請求項８に記載の電池セパレータ。
  11. 前記不織布は、前記不織布の第一の表面上において前記第一組のリブに接着される、請求項８に記載の電池セパレータ。
JP2020146312A 2012-08-22 2020-08-31 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ Active JP7121082B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022123848A JP7582770B2 (ja) 2012-08-22 2022-08-03 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261692058P 2012-08-22 2012-08-22
US61/692,058 2012-08-22

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018090438A Division JP6758342B2 (ja) 2012-08-22 2018-05-09 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022123848A Division JP7582770B2 (ja) 2012-08-22 2022-08-03 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020202190A true JP2020202190A (ja) 2020-12-17
JP7121082B2 JP7121082B2 (ja) 2022-08-17

Family

ID=50148246

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015528648A Active JP6339077B2 (ja) 2012-08-22 2013-08-22 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ
JP2018090438A Active JP6758342B2 (ja) 2012-08-22 2018-05-09 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ
JP2020146312A Active JP7121082B2 (ja) 2012-08-22 2020-08-31 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ
JP2022123848A Active JP7582770B2 (ja) 2012-08-22 2022-08-03 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015528648A Active JP6339077B2 (ja) 2012-08-22 2013-08-22 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ
JP2018090438A Active JP6758342B2 (ja) 2012-08-22 2018-05-09 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022123848A Active JP7582770B2 (ja) 2012-08-22 2022-08-03 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9263720B2 (ja)
EP (1) EP2888772B1 (ja)
JP (4) JP6339077B2 (ja)
KR (2) KR102151647B1 (ja)
CN (1) CN104584270B (ja)
WO (1) WO2014031835A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104584270B (zh) * 2012-08-22 2017-07-18 达拉米克有限责任公司 用于铅酸电池的具有凝胶浸渍非织造物的电池隔板
BR112015005394A2 (pt) 2012-09-12 2017-07-04 Bosch Gmbh Robert sistema de ignição para um motor de combustão interna
DE102013218227A1 (de) 2012-09-12 2014-05-28 Robert Bosch Gmbh Zündsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2016072980A2 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Daramic, Llc Improved battery separators and related methods
CN108292725B (zh) 2015-10-05 2022-05-13 达拉米克有限责任公司 功能化的铅酸电池隔板、改进的铅酸电池及相关方法
KR102755380B1 (ko) * 2015-10-07 2025-01-17 다라믹 엘엘씨 개선된 성능의 납축전지 분리기, 이를 포함하는 전지 및 운송수단, 및 관련 방법
JP2018006258A (ja) * 2016-07-07 2018-01-11 旭化成株式会社 鉛蓄電池用セパレータ、及びこれを用いた鉛蓄電池
KR101864861B1 (ko) * 2016-09-29 2018-06-05 롯데케미칼 주식회사 레독스 흐름 전지용 이온교환막 및 레독스 흐름 전지
USD847746S1 (en) * 2016-10-07 2019-05-07 Daramic, Llc Battery separator
CN111799423A (zh) * 2020-07-13 2020-10-20 天能电池(芜湖)有限公司 一种提升电池寿命的高性能隔板
US11837767B2 (en) 2020-12-23 2023-12-05 Uop Llc Electrolyte compositions for redox flow batteries
US11749811B2 (en) 2021-03-25 2023-09-05 Uop Llc Ionically conductive asymmetric composite membrane for electrochemical energy system applications
US12551879B2 (en) 2021-05-19 2026-02-17 Uop Llc Sandwich-structured thin film composite anion exchange membrane for redox flow battery applications
CN114256559B (zh) * 2021-12-24 2023-05-26 合肥艺光高分子材料科技有限公司 一种应用于新能源汽车动力电池包硅胶发泡隔片
EP4548426A1 (en) * 2022-08-10 2025-05-07 Daramic, LLC Improved separator for reduction of acid stratification in a lead acid battery and improved batteries containing same

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5091726A (ja) * 1973-12-13 1975-07-22
JPS51140134A (en) * 1975-05-28 1976-12-02 Nippon Mineral Fiber Mfg Separator plate for storage battery
JPS5241838A (en) * 1975-09-30 1977-03-31 Shin Kobe Electric Machinery Separator for lead battery
JPS5530194A (en) * 1978-08-21 1980-03-03 Grace W R & Co Battery separator
JPS6446956U (ja) * 1987-09-18 1989-03-23
JPH01169869A (ja) * 1987-12-25 1989-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
JPH02500202A (ja) * 1987-03-13 1990-01-25 ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド ガス再結合隔離板
JPH04118853A (ja) * 1990-09-07 1992-04-20 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池用セパレータ
JPH05283053A (ja) * 1991-03-13 1993-10-29 Mitsui Petrochem Ind Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2000268796A (ja) * 1999-03-15 2000-09-29 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2001185115A (ja) * 1999-12-28 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型鉛蓄電池
JP2003100276A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ及びそれを用いた密閉型鉛蓄電池
JP2003151522A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Yuasa Corp 制御弁式鉛電池
JP2003308818A (ja) * 2002-04-11 2003-10-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2006527470A (ja) * 2003-06-13 2006-11-30 ダラミック エルエルシー 鉛・酸・蓄電池のセパレータを形成するセパレータ材料
JP6339077B2 (ja) * 2012-08-22 2018-06-06 ダラミック エルエルシー 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3351495A (en) 1966-11-22 1967-11-07 Grace W R & Co Battery separator
US3917772A (en) 1972-02-10 1975-11-04 Grace W R & Co Method for producing battery separator sheet
US5230843A (en) 1987-12-21 1993-07-27 Entek Manufacturing Inc. Process of forming microporous fibers and filaments
US4927722A (en) 1988-09-09 1990-05-22 Grace G.M.B.H. Separator for starter batteries
DE4108176C1 (ja) * 1991-03-09 1992-08-27 Grace Gmbh, 2000 Norderstedt, De
DE4414723A1 (de) 1994-04-25 1995-10-26 Daramic Inc N D Ges D Staates Separator mit Längs- und Querrippen zur Verwendung in Akkumulatoren
US5679479A (en) 1996-05-08 1997-10-21 Amtek Research International Llc Battery separator
CA2260005C (en) * 1996-07-01 2004-04-06 Hollingsworth & Vose Company Glass fiber separators for batteries
US5789103A (en) 1997-04-11 1998-08-04 Amtek Research International Llc Battery separator and method of making
US6071641A (en) * 1997-09-02 2000-06-06 Zguris; George C. Glass fiber separators and batteries including such separators
US6821672B2 (en) * 1997-09-02 2004-11-23 Kvg Technologies, Inc. Mat of glass and other fibers and method for producing it
US6410183B2 (en) 1999-04-16 2002-06-25 Daniel E. Weerts Battery separator with improved shoulders
US20030129486A1 (en) 1999-08-11 2003-07-10 Werner Bohnstedt Battery separator provided with a plurality of studs and vertical ribs
US20020106557A1 (en) * 2000-09-19 2002-08-08 Graeme Fraser-Bell Separator assembly for use in a recombinant battery
JP2002313305A (ja) * 2001-04-18 2002-10-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 鉛蓄電池用セパレータ及びそれを用いた鉛蓄電池
US7097939B2 (en) * 2001-07-13 2006-08-29 Hollingsworth & Vose Company Gel-forming battery separator
GB0131091D0 (en) * 2001-12-29 2002-02-13 Hawker Batteries Ltd Improvements in or relating to storage devices
LU90901B1 (fr) * 2002-03-20 2003-09-22 Amer Sil Sa Séparateur pour accumulateurs électriques secondaires à recombinaison des gaz
US7087343B2 (en) * 2003-07-15 2006-08-08 Celgard, Inc. High melt integrity battery separator for lithium ion batteries
KR100821027B1 (ko) * 2004-03-04 2008-04-08 니혼 이타가라스 가부시키가이샤 프로톤 전도성 막용 보강재 및 그것을 사용한 프로톤전도성 막 및 연료 전지
US7445735B2 (en) * 2004-12-07 2008-11-04 Daramic Llc Method of making microporous material
EP2313940B1 (en) * 2008-07-10 2013-05-29 Johnson Controls Technology Company Reinforced battery separator
US9935302B2 (en) * 2009-10-20 2018-04-03 Daramic, Llc Battery separators with cross ribs and related methods
KR20120132491A (ko) * 2010-03-01 2012-12-05 신코베덴키 가부시키가이샤 납 축전지
WO2012040395A2 (en) * 2010-09-21 2012-03-29 Hollingsworth & Vose Company Compositions and delivery systems with leachable metal ions
EP3517578B1 (en) * 2010-09-22 2021-12-08 Daramic, LLC Improved separator for lead acid batteries and use of the separator
EP4336619A1 (en) * 2010-09-22 2024-03-13 Daramic, LLC Improved lead acid battery separators, batteries and related methods
CN103959510B (zh) * 2011-11-21 2017-11-17 达拉米克有限责任公司 压花隔板、电池和方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5091726A (ja) * 1973-12-13 1975-07-22
JPS51140134A (en) * 1975-05-28 1976-12-02 Nippon Mineral Fiber Mfg Separator plate for storage battery
JPS5241838A (en) * 1975-09-30 1977-03-31 Shin Kobe Electric Machinery Separator for lead battery
JPS5530194A (en) * 1978-08-21 1980-03-03 Grace W R & Co Battery separator
JPH02500202A (ja) * 1987-03-13 1990-01-25 ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッド ガス再結合隔離板
JPS6446956U (ja) * 1987-09-18 1989-03-23
JPH01169869A (ja) * 1987-12-25 1989-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
JPH04118853A (ja) * 1990-09-07 1992-04-20 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池用セパレータ
JPH05283053A (ja) * 1991-03-13 1993-10-29 Mitsui Petrochem Ind Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2000268796A (ja) * 1999-03-15 2000-09-29 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2001185115A (ja) * 1999-12-28 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型鉛蓄電池
JP2003100276A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ及びそれを用いた密閉型鉛蓄電池
JP2003151522A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Yuasa Corp 制御弁式鉛電池
JP2003308818A (ja) * 2002-04-11 2003-10-31 Nippon Sheet Glass Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
JP2006527470A (ja) * 2003-06-13 2006-11-30 ダラミック エルエルシー 鉛・酸・蓄電池のセパレータを形成するセパレータ材料
JP6339077B2 (ja) * 2012-08-22 2018-06-06 ダラミック エルエルシー 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015531153A (ja) 2015-10-29
EP2888772A4 (en) 2016-04-27
JP7582770B2 (ja) 2024-11-13
KR102151647B1 (ko) 2020-09-03
JP2018152350A (ja) 2018-09-27
KR102254496B1 (ko) 2021-05-21
EP2888772A1 (en) 2015-07-01
US20140057154A1 (en) 2014-02-27
KR20150047514A (ko) 2015-05-04
JP6339077B2 (ja) 2018-06-06
KR20200104942A (ko) 2020-09-04
WO2014031835A1 (en) 2014-02-27
CN104584270B (zh) 2017-07-18
CN104584270A (zh) 2015-04-29
JP2022160562A (ja) 2022-10-19
US9263720B2 (en) 2016-02-16
JP6758342B2 (ja) 2020-09-23
JP7121082B2 (ja) 2022-08-17
EP2888772B1 (en) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6758342B2 (ja) 鉛酸電池用のゲル含浸不織布を用いた電池セパレータ
KR101827528B1 (ko) 배터리 전극 및 배터리 전극을 제조하는 방법
KR20180089526A (ko) 납축전지용 부직포 세퍼레이터 및 이것을 이용한 납축전지
ES2734744T3 (es) Mallas de vidrio resistentes al ácido que incluyen aglutinantes con agentes hidrófilos
CN104521029B (zh) 锂离子电池用隔板
EA016283B1 (ru) Структуры сепараторов батарей
CN107834010A (zh) 改进的铅酸电池隔板、电池、及相关方法
CN102263252A (zh) 具有无纺玻璃毡的氧化铅蓄电池板
CN113013550B (zh) 改进的vrla电池隔板及相关方法
JP2021515969A (ja) 鉛蓄電池セパレータ及び関連する方法
CN104518189A (zh) 非水电解质二次电池用隔板和非水电解质二次电池
JP4577920B2 (ja) 電池用セパレータおよびこれを用いた電池
CN104103795B (zh) 一种粘连微结构agm隔板
JP2018006258A (ja) 鉛蓄電池用セパレータ、及びこれを用いた鉛蓄電池
JP4814392B1 (ja) 電池用セパレータ
JP4417232B2 (ja) 鉛蓄電池
US20200365861A1 (en) Application of lignosulfonates and high surface area carbon on battery separator component for high charge acceptance in enhanced flooded and vrla agm batteries
CN120357149A (zh) 铅酸电池隔板、铅酸电池及带铅酸电池的系统
JP2022089292A (ja) 電池用セパレータ
WO2016187496A2 (en) Polyolefinic plate wraps, improved wrapped plates, improved lead acid batteries, and related methods
JP2006100121A (ja) アルカリ蓄電池用セパレータ、及びアルカリ蓄電池
JP2003045399A (ja) セパレータおよびアルカリ電池
CN111769244A (zh) 一种无汞锌空气电池用复合膜结构
CN114730967A (zh) 被配置成用于减少增强型富液式电池酸分层的电池隔膜
JP2006114259A (ja) アルカリ蓄電池用セパレータ、及びアルカリ蓄電池

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200924

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210921

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7121082

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250