JPH03182047A

JPH03182047A - 蓄電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH03182047A
Application number: JP1321052A
Authority: JP
Inventors: Jiyunsuke Mutou; 武藤　純資; Hiroki Kitawaki; 北脇　宏紀; Masashi Sugiyama; 昌司杉山
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は蓄電池用セパレータに係り、特に、吸液性、保
液性に優れる上に、高強度で耐久性に優れた蓄電池用セ
パレータに関する。

［従来の技術］従来、密閉形鉛蓄電池用セパレータとして、平均繊維直
径２μｍ以下のガラス繊維を主体とする抄造シートが良
好な性能を示すことが知られている。

しかしながら、このような極細ガラス繊維の抄造シート
は強度が低いため、取り扱い難く、電池組立時の作業性
が悪いという欠点がある。

そこで、このような極細ガラス繊維の抄造シートの性能
低下を引き起こすことなく、抄造シートを補強する技術
が望まれており、従来、次のような方法が提案されてい
る。

■　有機合成繊維を配合することにより補強する方法（
特開昭６０−２２５３５２号、同６２−２４６２５２号
、同６２−２５２０６６号）。

■　水ガラス状接着剤を用いて補強する方法（特開昭６
２−２８１２６３号、同６２−２５２０６４号）。

■　アクリルバインダーを用いて補強する方法（特開昭
６２−２５２０６５号）。

■　熱接着することにより補強する方法（特開昭６２−
２５２０６３号、同６３−８０４７２号）。

■　天然セルローズを配合することにより補強する方法
（特開昭６３−２２４１４４号、同６４−５２３７５号
）。

■　抄造シートの密度を上げて強度を向上させる方法。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記■〜■の方法はいずれも何らかの欠
点を有し、埋憇的なものは得られておらず、更に良好な
補強方法の出現が望まれている。

即ち、■の有機合成繊維を用いる方法では、有機合成ｉ
ａ維が疎水性であるため、得られるセパレータの吸液性
能が若干低下するという欠点がある。■の水ガラス状接
着剤を用いる方法では、水ガラス状接着剤が固まると硬
くなることから、得られるセパレータの柔軟性が低下す
るという欠点がある。■のアクリルバインダーを用いる
方法では、アクリルバインダーが液体であるため、セパ
レータ内部に膜が形成され、このため得られるセパレー
タの吸液性能が低下するという欠点がある。■の熱接着
による方法では、加熱条件が高すぎると得られるセパレ
ータがボード化することから、これを防止するための条
件設定が難しく、製造条件の範囲が狭いどう欠点がある
。また、■の天然セルローズを用いる方法では、天然セ
ルローズは有機物であるため耐酸性、耐熱性がガラス繊
維に比べて低く、この結果、得られるセパレータの耐酸
性、耐熱性も低下するという欠点がある。

更に、■の密度を高める方法では、得られるセパレータ
の空間率が小さくなることから、吸液性能が低下すると
いう欠点がある。

本発明は上記従来の問題点を解決し、吸液性能や、耐熱
性、耐酸性、柔軟性等を低下させることなく、極細ガラ
ス繊維を主体とする蓄電池用セパレータを補強すること
ができる蓄電池用セパレータを提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明の蓄電池用セパレータは、平均繊維直径２μｍ以
下のガラス、及びガラス繊維との合計重量に対して１〜
１０重量％のコロイダルシリカを含有する抄紙原料スラ
リーを抄造してなることを特徴とする。

即ち、本発明者らは、吸液性能や耐熱性、耐酸性、柔軟
性等に優れ、しかも高強度で取り扱い作業性に優れた蓄
電池用セパレータを製造する方法について検討を重ね、
次のような知見を得た。

従来、シリカ粉末が蓄電池用セパレータの性能向上に有
効であることは知られている（特開昭６０−２２１９５
４号、同６１−２６９８５２号、ＥＰ２５３９８７号）
。しかしながら、シリカ粉末はガラスＩ維との接着力に
欠けるため、混抄が困難であり、ガラス繊維とシリカ粉
末とからなるＭ電池用セパレータを製造することは技術
的に難しかった。そこで、本発明者らは、シリカを導入
する方法について研究を重ねた結果、コロイダルシリカ
を用いることにより、良好な接着効果が発現され、ガラ
ス繊維とシリカ（本発明においては乾燥シリカゲル）と
の混抄体よりなる高性能セパレータを容易に得ることが
できることを見出し、本発明を完成させた。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明で用いられるガラス繊維の繊維直径が過度に大き
いとセパレータの最大細孔径が太きくなり、毛細管現象
による液保持力が低下して電解液の成層化防止効果が十
分に得られないおそれがあるので、平均繊維直径を２μ
ｍ以下、好ましくは０．９μｍ以下とする。また、逆に
ガラス繊維径が小さすぎると、セパレータがコスト高と
なるので、０．４μｍ以上、特に０．８μｍ以上とする
のが好適である。即ち、本発明において、用いる含アル
カリガラス繊維の平均繊維直径は２μｍ以下であり、好
ましくは０．４〜０．９μｍ１より好ましくは０．６〜
０．９μｍとするのが望ましい。

一方、コロイダルシリカは、負にｆ電した無定形シリカ
粒子が水中に分散してコロイド状をなしている製品であ
るが、本発明において用いるコロイダルシリカは、次の
ような特性を有するものが好ましい。

シＩＪ力（Ｓ　ｉ　０２　）含有量：２０〜４０３ｉ量
％ｐＨ：２〜４粒子径＝７〜５０μｍ粘度（２５℃）：　２５ｃ、ｐ、以下比重（２０℃）：１．１２〜１．２８木発明においては、このようなコロイダルシリカをガラ
ス繊維との合計重量に対して、コロイダルシリカの添加
量が１〜１０重量％となるように、抄紙原料スラリーに
添加する。コロイダルシリカの添加量が上記範囲よりも
少ない場合には、本発明による十分な効果が得られず、
逆に多い場合には硬くなりすぎてクツション性が損なわ
れる。

本発明の蓄電池用セパレータは、抄紙原料スラリーに所
定量のコロイダルシリカを添加すること以外は、従来の
蓄電池用セパレータと同様に製造することができるが、
後述する乾燥シリカゲルによる十分な接着力を得るため
に、抄紙ネット上に得られた抄造マットの乾燥は１４０
〜１８０℃で３〜１０分程度程度うようにするのが好ま
しい。

［作用］ガラス繊維を主体とする蓄電池用セパレータの補強材料
の要求特性としては、次のような条件が挙げられる。

■　耐熱性、耐酸性を考慮した場合、無機物であること
が好ましい。

■　吸液性を考慮した場合、親水性に富み、しかも膜を
はることのないものが好ましい。

■　製造作業面からは、温度、ｐＨ等の変化に対して安
定であることが好ましい。

■　強度向上効果の面からは、接着力が大きく、柔軟性
を損なうことのないものであることが望ましい。

コロイダルシリカは上記要求特性をいずれも満足する優
れた補強材料である。

即ち、コロイダルシリカは、乾燥により乾燥ゲル固形物
となり、著しく高い接着力を示す、また、シリカ粒子の
表面積が大きく、しかも表面にシラノール基を有するこ
とから親水性に富み、吸液性能を効果的に向上させるこ
とができる。その上、熱やｐＨにも安定である。

このため、コロイダルシリカを添加して抄造することに
より得られる本発明の蓄電池用セパレータは、著しく諸
特性に優れたものとなる。

［実施例］以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。

実施例１，２、比較例１〜６第１表に示す抄造原料配合にて蓄電池用セパレータを製
造し、その諸特性を測定した。結果を第１表に示す。

なお、用いた原料の詳細は次の通りである。

ガラス繊維：平均繊維直径０．８μｍ天然セルローズ：針葉樹系バルブをビータ−にて２４時間叩解して得たセ
ルロース（カナデイアン濾水度４０ｃｃ　（１，５重量
％濃度））アクリル合成繊維：濾水度２００ｃｃ　（３重量％濃度）のフィブリル化繊
維コロイダルシリカ：白滝化学製「スノーテックス　０」また、実施例及び比較例における特性値の測定法は次の
通りである。

■　密度（ｇ／ｃｒｎ’）試料（重量Ｗ）１０ｃｍｘｌＯｃｍの面積（Ｓ）に２０
ｋｇの荷重を加えた時の試料の厚さをＴとした時に、式
：Ｗ／（ＳＸＴ）（ｇ／ｃｒｎ”）で与えられる値で表
わす。

■　厚さ（ｍｍ）試料をその厚み方向に２０　ｋ　ｇ／ｄｒｒ／の荷重で
押圧した状態で測定する。（ＪＩＳＣ−２２０２）■　
秤量（ｇ／ｃｒｎ”）試料重量を試料面積で徐して得られる値である。

■　引張強度（ｇ／１０ｍｍ幅）幅１０ｍｍの試料の両端を引張りそれが切断するときの
外力の値（ｇ）を求め、厚さ（ｍｍ）で徐して、幅１０
ｍｍ、厚さ１ｍｍ当りの値で表示する。

■　吸液速度（秒／１００ｍｍ）試料を垂直にしてその下部を比重１．３の希硫酸液に浸
漬し、１００ｍｍ液位が上昇するに要する時間を測定す
ることにより求める。

■　耐熱性３００℃のオーブン中に３０分間入れ、前後の重量変化
率を求める。５％未満を良とする。

第１表より本発明の蓄電池用セパレータによれば、耐熱
性、吸液性等に優れ、しかも高強度な蓄電池用セパレー
タが提供されることが明らかである。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の蓄電池用セパレータによれ
ば、吸液性能、耐熱性、耐酸性、柔軟性に優れ、しかも
高強度で取り扱い作業性に優れた＠電池用セパレータが
提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均繊維直径２μｍ以下のガラス、及びガラス繊
維との合計重量に対して１〜１０重量％のコロイダルシ
リカを含有する抄紙原料スラリーを抄造してなる蓄電池
用セパレータ。