JPH03222256A - アルカリ電池用セパレータ - Google Patents
アルカリ電池用セパレータInfo
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- JPH03222256A JPH03222256A JP2015863A JP1586390A JPH03222256A JP H03222256 A JPH03222256 A JP H03222256A JP 2015863 A JP2015863 A JP 2015863A JP 1586390 A JP1586390 A JP 1586390A JP H03222256 A JPH03222256 A JP H03222256A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
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。
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〕
本発明はニッケルーカドミウム蓄電池、ニッケルー亜鉛
蓄電池、ニッケルー水素蓄電池等の密閉型アルカリ蓄電
池に用いられるセパレータの構成に関するものである。
蓄電池、ニッケルー水素蓄電池等の密閉型アルカリ蓄電
池に用いられるセパレータの構成に関するものである。
アルカリ蓄電池に用いられるセパレータは、正・負両極
板間に存在して両者の接触による短絡を防止すると共に
、アルカリ電解液を保持し、電池反応を円滑に進行させ
るものでなければならない。このため、アルカリ電池用
セパレータとしては従来より、ポリアミド繊維の熱接着
による不織布や、ポリオレフィン系繊維の熱接着による
不織布が用いられている。
板間に存在して両者の接触による短絡を防止すると共に
、アルカリ電解液を保持し、電池反応を円滑に進行させ
るものでなければならない。このため、アルカリ電池用
セパレータとしては従来より、ポリアミド繊維の熱接着
による不織布や、ポリオレフィン系繊維の熱接着による
不織布が用いられている。
ポリアミド繊維からなる不織布は、吸液性が高く、電解
液の保持性が良い為多用されるが、長期間の充放電の繰
り返し使用における化学的耐久性に劣るという欠点を有
している。一方、高温における耐アルカリ性、耐酸化性
等の化学的安定性に優れたポリプロピレン繊維等、ポリ
オレフィン系繊維を用いた不織布が提案されているが、
オレフィン系繊維は親水性に劣る為電解液保液性が極め
て悪く、セパレータがドライアウトし易い傾向にあり、
急速充電、高率放電用途では使用出来ないのが実状であ
る。
液の保持性が良い為多用されるが、長期間の充放電の繰
り返し使用における化学的耐久性に劣るという欠点を有
している。一方、高温における耐アルカリ性、耐酸化性
等の化学的安定性に優れたポリプロピレン繊維等、ポリ
オレフィン系繊維を用いた不織布が提案されているが、
オレフィン系繊維は親水性に劣る為電解液保液性が極め
て悪く、セパレータがドライアウトし易い傾向にあり、
急速充電、高率放電用途では使用出来ないのが実状であ
る。
また、近年では電池の小型・軽量化、好容量化、急速充
電等の性能向上に対する要求に加え、電池組み込みライ
ン速度の向上に対応可能な、機械的強度・寸法安定性に
優れた薄型にして高信頼性を有する電池セパレータの開
発が課題となっている。
電等の性能向上に対する要求に加え、電池組み込みライ
ン速度の向上に対応可能な、機械的強度・寸法安定性に
優れた薄型にして高信頼性を有する電池セパレータの開
発が課題となっている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ポリア
ミド繊維の不織布からなるアルカリ電池用セパレータに
おいて、電解液の保持性に優れ、高温における耐アルカ
リ性、耐酸化性を有し、且つ、電池組み込みラインの高
速化に対応可能な充分な機械的強度及び寸法安定性を有
するセパレータを得る事によりその課題を解消したもの
である。
ミド繊維の不織布からなるアルカリ電池用セパレータに
おいて、電解液の保持性に優れ、高温における耐アルカ
リ性、耐酸化性を有し、且つ、電池組み込みラインの高
速化に対応可能な充分な機械的強度及び寸法安定性を有
するセパレータを得る事によりその課題を解消したもの
である。
即ち、本発明はセパレータを構成するポリアミド繊維の
破断伸度が40%以下である低伸度ポリアミド繊維を少
なくとも50重量%以上用いて、第1図に示す様に長さ
方向に対し平行配列させたパラレルウェブ繊維層(1)
と、第2図に示す繊維交差角θが45度以上になるよう
配列させたクロスウェブ繊維層(2)を各々−層温上積
層後加熱接着して得られたものであり、該低伸度ポリア
ミド繊維は結晶化度が25%以上で破断伸度が40%以
下のナイロン6又はナイロン66繊維、及び芯部がナイ
ロン6又はナイロン66の結晶性ナイロンよりなり、鞘
部がナイロン6、ナイロン610.ナイロン10.ナイ
ロン12等の共重合ナイロンより構成される鞘部の融点
が芯部の融点より50℃低い芯鞘型複合繊維よりなる破
断伸度が40%以下の低伸度のポリアミド系バインダー
繊維を各々単独に、又は適宜選択混合してアルカリ電池
用セパレータを構成したものである。
破断伸度が40%以下である低伸度ポリアミド繊維を少
なくとも50重量%以上用いて、第1図に示す様に長さ
方向に対し平行配列させたパラレルウェブ繊維層(1)
と、第2図に示す繊維交差角θが45度以上になるよう
配列させたクロスウェブ繊維層(2)を各々−層温上積
層後加熱接着して得られたものであり、該低伸度ポリア
ミド繊維は結晶化度が25%以上で破断伸度が40%以
下のナイロン6又はナイロン66繊維、及び芯部がナイ
ロン6又はナイロン66の結晶性ナイロンよりなり、鞘
部がナイロン6、ナイロン610.ナイロン10.ナイ
ロン12等の共重合ナイロンより構成される鞘部の融点
が芯部の融点より50℃低い芯鞘型複合繊維よりなる破
断伸度が40%以下の低伸度のポリアミド系バインダー
繊維を各々単独に、又は適宜選択混合してアルカリ電池
用セパレータを構成したものである。
本発明は高延伸処理等により結晶化度を大巾に向上させ
る事により繊維の初期絶対強力及耐アルカリ性、耐酸化
性を大巾に改良した低伸度ナイロン6又はナイロン66
繊維を用いて構成したものであり、さらには、ポリアミ
ド樹脂に於いては耐アルカリ性、耐酸化性の良好なナイ
ロン610.ナイロンlO,ナイロ/1211を使用し
た共重合ナイロンを鞘部に配した低伸度の芯鞘型バイン
ダー繊維を用いて構成する事により、アルカリ耐性、耐
酸化性に優れ、且つ、繊維を長さ方向に対し平行配列さ
せたパラレルウェブ繊維層と、45度以上の繊維交差角
よりなるクロスウェブ繊維層の複合により構成される為
、縦方向(長さ方向)の強度に優れ、良好なる寸法安定
性を有するナイロンセパレータを提供するものである。
る事により繊維の初期絶対強力及耐アルカリ性、耐酸化
性を大巾に改良した低伸度ナイロン6又はナイロン66
繊維を用いて構成したものであり、さらには、ポリアミ
ド樹脂に於いては耐アルカリ性、耐酸化性の良好なナイ
ロン610.ナイロンlO,ナイロ/1211を使用し
た共重合ナイロンを鞘部に配した低伸度の芯鞘型バイン
ダー繊維を用いて構成する事により、アルカリ耐性、耐
酸化性に優れ、且つ、繊維を長さ方向に対し平行配列さ
せたパラレルウェブ繊維層と、45度以上の繊維交差角
よりなるクロスウェブ繊維層の複合により構成される為
、縦方向(長さ方向)の強度に優れ、良好なる寸法安定
性を有するナイロンセパレータを提供するものである。
本発明におけるパラレルウェブ繊維層とクロスウェブ繊
維層の積層枚数及び重量構成比等については特に限定す
るものではないが、目的とするセパレータ厚みに応じて
2〜4層構成とすることが好ましい。尚、本発明でいう
低伸度ポリアミド繊維とは、25%以上の結晶化度を有
し、その破断時伸度が40%以下のものをいう。
維層の積層枚数及び重量構成比等については特に限定す
るものではないが、目的とするセパレータ厚みに応じて
2〜4層構成とすることが好ましい。尚、本発明でいう
低伸度ポリアミド繊維とは、25%以上の結晶化度を有
し、その破断時伸度が40%以下のものをいう。
この様な低伸度ポリアミド繊維は主としてナイロン6、
ナイロン66繊維の高延伸処理により得られるものであ
るが、ポリアミド樹脂中に無機物、フィラー等を添加混
入後高延伸処理して得られるフィラー強化繊維を用いて
も良い。
ナイロン66繊維の高延伸処理により得られるものであ
るが、ポリアミド樹脂中に無機物、フィラー等を添加混
入後高延伸処理して得られるフィラー強化繊維を用いて
も良い。
第3図に破断時伸度が25%である低伸度6ナイロン(
1,5dX51mm)(a)と、破断時伸度が50%で
あるレギュラー6ナイロン(1,5dx51mm)(b
)の80°C140%苛性カリ溶液中での経時的な強度
変化の様子を示す。図により明らかな様に、低伸度ナイ
ロンは一般レギュラーナイロンに比較し、初期絶対強力
において約30%の強度向上が見られ、上記耐アルカリ
性500時間耐久試験結果では2倍以上の強力を維持す
る事が窺える。
1,5dX51mm)(a)と、破断時伸度が50%で
あるレギュラー6ナイロン(1,5dx51mm)(b
)の80°C140%苛性カリ溶液中での経時的な強度
変化の様子を示す。図により明らかな様に、低伸度ナイ
ロンは一般レギュラーナイロンに比較し、初期絶対強力
において約30%の強度向上が見られ、上記耐アルカリ
性500時間耐久試験結果では2倍以上の強力を維持す
る事が窺える。
同様に、ナイロン6を芯部に、ナイロン6゜ナイロン1
0.ナイロン12の共重合ナイロン(融点が160℃で
ある)を鞘部に配して構成される破断時伸度が35%で
あるバインダー繊維(2cl X 51mm) (c)
と、ナイロン66を芯部に、ナイロン6を鞘部に配した
破断時伸度が55%であるバインダー繊維(3,3dX
51mm)(d)の同一試験条件での経時変化を第3図
に示す。
0.ナイロン12の共重合ナイロン(融点が160℃で
ある)を鞘部に配して構成される破断時伸度が35%で
あるバインダー繊維(2cl X 51mm) (c)
と、ナイロン66を芯部に、ナイロン6を鞘部に配した
破断時伸度が55%であるバインダー繊維(3,3dX
51mm)(d)の同一試験条件での経時変化を第3図
に示す。
本発明に用いた鞘部を構成するナイロン6゜ナイロン1
0.ナイロン12よりなる共重合ナイロンは、比較対象
のナイロン6単独よりなる繊維よりもアミド結合密度が
小さく、さらに芯部ナイロン6は高度に結晶化している
為にアルカリ耐性に優れるものと推察される。
0.ナイロン12よりなる共重合ナイロンは、比較対象
のナイロン6単独よりなる繊維よりもアミド結合密度が
小さく、さらに芯部ナイロン6は高度に結晶化している
為にアルカリ耐性に優れるものと推察される。
本発明は上記の構成とする事により、長期間の充放電の
繰り返しにおいても良好な耐久性と優れた保液性を有し
、更に、電池組み込み作業のライン高速化に対応可能な
充分な強度と寸法安定性を有するセパレータが得られる
。これは、低伸度ナイロンが一般のレギュラーナイロン
に比較して初期絶対強度が大きく、且つアルカリ耐久性
に優れる事に加えて、パラレルウェブ繊維層とクロスウ
ェブ繊維層の複合により構成される事より、縦方向の機
械的強度が強化されると共に、良好な寸法安定性のセパ
レータを形成する為である。
繰り返しにおいても良好な耐久性と優れた保液性を有し
、更に、電池組み込み作業のライン高速化に対応可能な
充分な強度と寸法安定性を有するセパレータが得られる
。これは、低伸度ナイロンが一般のレギュラーナイロン
に比較して初期絶対強度が大きく、且つアルカリ耐久性
に優れる事に加えて、パラレルウェブ繊維層とクロスウ
ェブ繊維層の複合により構成される事より、縦方向の機
械的強度が強化されると共に、良好な寸法安定性のセパ
レータを形成する為である。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
〔実施例1〕
破断時伸度が25%である低伸度ナイロン6繊維1.5
dX38mm70%、破断時伸度が35%であるナイロ
ン6を芯部に、ナイロン6゜ナイロン10.ナイロン1
2よりなる共重合ナイロンを鞘部に配してなる鞘部の融
点が160°Cであるバインダー繊維2 d X 38
rtm 30%の混率よりなる、長さ方向に平行配列
させた目付40g/I11のパラレルウェブ繊維層と、
上記パラレルウェブ繊維層と同−綿配合で構成される第
2図に示す繊維交差角度θが約80度である目付40g
/Iのクロスウェブ繊維層を積層し、160℃に加熱し
た一対の熱ロールに導き、線圧25kg/cmにてカレ
ンダー加工を実施して、目付80g/ld、厚さ0.2
0n+mのアルカリ電池用セパレータ(4)を得た。
dX38mm70%、破断時伸度が35%であるナイロ
ン6を芯部に、ナイロン6゜ナイロン10.ナイロン1
2よりなる共重合ナイロンを鞘部に配してなる鞘部の融
点が160°Cであるバインダー繊維2 d X 38
rtm 30%の混率よりなる、長さ方向に平行配列
させた目付40g/I11のパラレルウェブ繊維層と、
上記パラレルウェブ繊維層と同−綿配合で構成される第
2図に示す繊維交差角度θが約80度である目付40g
/Iのクロスウェブ繊維層を積層し、160℃に加熱し
た一対の熱ロールに導き、線圧25kg/cmにてカレ
ンダー加工を実施して、目付80g/ld、厚さ0.2
0n+mのアルカリ電池用セパレータ(4)を得た。
〔実施例2〕
破断時伸度が25%である低伸度ナイロン6繊維1.5
dX38m+n60%、破断時伸度が35%であるナイ
ロン6を芯部に、ナイロン6、ナイロン10.ナイロン
12よりなる共重合ナイロンを鞘部に配してなる鞘部の
融点が160℃であるバインダー繊維2dX38nm4
0%の混率よりなる、長さ方向に平行配列させた目付2
0 y/iのパラレルウェブ繊維層を上下層に、上記低
伸度ナイロン6繊維1.5dX38ms+80%、バイ
ンダー繊維2dX38m+20%の混率よりなる80度
の交差角度を有する目付40g/dのクロスウェブ繊維
層を中間層とする三層積層体を実施例1と同様のカレン
ダー加工を実施して、目付80g/rd、厚さ0.20
m+nのアルカリ電池用セパレータ■を得た。
dX38m+n60%、破断時伸度が35%であるナイ
ロン6を芯部に、ナイロン6、ナイロン10.ナイロン
12よりなる共重合ナイロンを鞘部に配してなる鞘部の
融点が160℃であるバインダー繊維2dX38nm4
0%の混率よりなる、長さ方向に平行配列させた目付2
0 y/iのパラレルウェブ繊維層を上下層に、上記低
伸度ナイロン6繊維1.5dX38ms+80%、バイ
ンダー繊維2dX38m+20%の混率よりなる80度
の交差角度を有する目付40g/dのクロスウェブ繊維
層を中間層とする三層積層体を実施例1と同様のカレン
ダー加工を実施して、目付80g/rd、厚さ0.20
m+nのアルカリ電池用セパレータ■を得た。
一般レギュラーナイロン6繊維(破断時伸度50%)1
.5dX38mg+ 70%、ナイロン66を芯部φこ
、ナイロン6を鞘部に配したバインダー繊維(破断時伸
度55%)3.3dX51nun(1,C,I製)30
%の混率よりなる60度の交差角度を有する目付80g
#のクロスウェブ繊維層を、220℃に加熱した一対の
熱ロールに導き、線圧25kg/cmにてカレンダー加
工を実施して、百付Boy/d、厚さ0−20mmの電
池用セパレータ(c)を得た。
.5dX38mg+ 70%、ナイロン66を芯部φこ
、ナイロン6を鞘部に配したバインダー繊維(破断時伸
度55%)3.3dX51nun(1,C,I製)30
%の混率よりなる60度の交差角度を有する目付80g
#のクロスウェブ繊維層を、220℃に加熱した一対の
熱ロールに導き、線圧25kg/cmにてカレンダー加
工を実施して、百付Boy/d、厚さ0−20mmの電
池用セパレータ(c)を得た。
以下実施例1.2及び比較例の諸物性を下表に示す。
※1
※2
比重1.30の苛性カリ溶液中にセパレータを浸漬し、
10分間吊り干し・水切り後の溶液吸液率比重1.30
の苛性カリ溶液中に80℃にて1ケ月間浸漬した時の重
量減少率 さらに、本発明による実施例1,2及び比較例より得ら
れたセパレータ(4)、(B)、(Qを容量1200i
Ahのニッケルーカドミウム電池に組み込み、充放電を
繰り返した時の放電容量の維持率を第5図に示す。
10分間吊り干し・水切り後の溶液吸液率比重1.30
の苛性カリ溶液中に80℃にて1ケ月間浸漬した時の重
量減少率 さらに、本発明による実施例1,2及び比較例より得ら
れたセパレータ(4)、(B)、(Qを容量1200i
Ahのニッケルーカドミウム電池に組み込み、充放電を
繰り返した時の放電容量の維持率を第5図に示す。
横軸は充放電の繰り返し回数(サイクル)を、縦軸は放
電容量の維持率を示している。
電容量の維持率を示している。
サイクル試験条件は、温度20℃、充電条件400mA
X4hr、放電条件1Ωの定抵抗放電×2hrである。
X4hr、放電条件1Ωの定抵抗放電×2hrである。
第5図より明らかな様に、本発明によるセパレータ(A
)、G3)を使用した電池は、充放電を繰り返し行なっ
ても放電容量の低下は少なく、長期の使用に十分耐える
事を示すが、比較例によるセパレータ(Qを用いた電池
は徐々に放電容量が低下しており、長期の使用には耐え
ないものであった。
)、G3)を使用した電池は、充放電を繰り返し行なっ
ても放電容量の低下は少なく、長期の使用に十分耐える
事を示すが、比較例によるセパレータ(Qを用いた電池
は徐々に放電容量が低下しており、長期の使用には耐え
ないものであった。
本発明は上記の如く構成したことにより、長期サイクル
にわたって高容量がM持出来、保液性、I!械的強度及
び寸法安定性に優れる為、電池の小型、軽量化、高容量
化、急速充電用途。
にわたって高容量がM持出来、保液性、I!械的強度及
び寸法安定性に優れる為、電池の小型、軽量化、高容量
化、急速充電用途。
電池組み込みライン高速化等の諸要求に対応可能であり
、その工業的価値は極めて大きい。
、その工業的価値は極めて大きい。
第1図及び第2図は夫々パラレルウェブ及びクロスウェ
ブの繊維配列を示す模式図、第3図及び第4図は実施例
及び比較例に使用のポリアミド繊維のアルカリ耐性を示
す糸強力の比較特性図、第5図は電池の充放電サイクル
を示す特性図である。 (1)・・・・・・パラレルウェブ繊維層(2)・・・
・・・クロスウェブ繊維層第 図 第 図 函寸アルカッt1.Mtりn−11時NiN丁アルカリ
f氏験処理時間
ブの繊維配列を示す模式図、第3図及び第4図は実施例
及び比較例に使用のポリアミド繊維のアルカリ耐性を示
す糸強力の比較特性図、第5図は電池の充放電サイクル
を示す特性図である。 (1)・・・・・・パラレルウェブ繊維層(2)・・・
・・・クロスウェブ繊維層第 図 第 図 函寸アルカッt1.Mtりn−11時NiN丁アルカリ
f氏験処理時間
Claims (2)
- (1)ポリアミド繊維を長さ方向に対し平行配列させた
パラレルウェブ繊維層と、ポリアミド繊維が45度以上
の交差角を有する様配列させたクロスウェブ繊維層とを
夫々少なくとも一層以上積層して形成されるパラレル・
クロスウェブ複合不織布から構成され、該ポリアミド繊
維の破断伸度が40%以下である低伸度ポリアミド繊維
を少なくとも50重量パーセント以上含有してなる事を
特徴とするアルカリ電池用セパレータ。 - (2)パラレル・クロスウェブ不織布に含まれる低伸度
ポリアミド繊維が芯部にナイロン6又はナイロン66を
用い、鞘部に芯部の融点より50℃以上低い共重合ナイ
ロンを用いてなる芯鞘型複合繊維で、破断伸度が40%
以下の低伸度ポリアミド系バインダー繊維及び結晶化度
が25%以上のナイロン6、ナイロン66の単一成分よ
りなる破断伸度が40%以下の低伸度ポリアミド繊維を
適宜選択混合してなる請求項1記載のアルカリ電池用セ
パレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015863A JPH03222256A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | アルカリ電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015863A JPH03222256A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | アルカリ電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03222256A true JPH03222256A (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=11900640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015863A Pending JPH03222256A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | アルカリ電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03222256A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005071868A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-03-17 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ二次電池 |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP2015863A patent/JPH03222256A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005071868A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-03-17 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ二次電池 |
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