JPH0355938B2 - - Google Patents
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- JPH0355938B2 JPH0355938B2 JP57211727A JP21172782A JPH0355938B2 JP H0355938 B2 JPH0355938 B2 JP H0355938B2 JP 57211727 A JP57211727 A JP 57211727A JP 21172782 A JP21172782 A JP 21172782A JP H0355938 B2 JPH0355938 B2 JP H0355938B2
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Classifications
-
- 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
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-
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
- H—ELECTRICITY
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
本発明は、密閉型アルカリ電池、特にニツケル
カドミウム蓄電池に用いるアルカリ電池用セパレ
ーターの構成に関するものである。 従来、アルカリ電池用セパレーターにはポリア
ミド繊維の持つ吸水性、吸液性等の特性を利用し
たポリアミド繊維よりなる不織布が一般に用いら
れている。また、ポリアミド繊維の吸液性、吸水
性をより向上させる為に無機塩類により繊維を溶
出してポーラスな構造にしたものがみられる。 このように繊維を多孔性としたことにより、電
解液の保液量は均一となり、それがため放電容量
が大きくなるという特徴がある。 然るに、アルカリ電池は高温時或は連続的に過
充電が行なわれる様な条件下では、電解液の温度
上昇や電気化学変化が大きい為に、上記ポリアミ
ド製不織布セパレーターではポリアミド繊維が電
解液のKOH溶液により分解され、強度低下が著
しく、長期の使用に耐え難いという欠点がある。 また、ポリアミド繊維に電解液に対し耐性のあ
るポリプロピレン繊維を混入した不織布よりなる
セパレーターも見られるが、ポリプロピレン繊維
の熱溶着により繊維間相互を接着するため、加熱
溶着時にポリプロピレン繊維の収縮が著しく、厳
密な工程管理を必要とし、均一な製品を大量、か
つ安価に製造することが困難であるという問題点
がある。 更に、ポリプロピレン樹脂のメルトブロー方式
による不織布、ポリプロピレン繊維の湿式法によ
る不織布をセパレーターとしたものがあるが、吸
液性、耐アルカリ性等の電池特性は満足しうるも
のの、製法上の欠点であるセパレーターの機械的
強度が弱い為、電池製造工程においてセパレータ
ーの伸び、切断等の問題が発生することによりラ
インアツプされていないのが現状である。 更に、ポリアミド繊維とポリプロピレン−ポリ
エチレン系複合繊維との混合ウエブを加熱・加圧
してポリエチレン成分を溶融し、繊維間相互を一
体に結合したセパレーターも工夫されてはいる。 しかし、上記ポリプロピレン−ポリエチレン系
複合繊維の混合割合が非常に限定されるという問
題点がある。即ち、上記複合繊維が20％以下では
接着力不足となり、電池組立工程にかけられず、
また、組立工程に必要な引張強度値（１Kg／cm以
上）を付与するために複合繊維を20〜50％混合す
ると、ポリアミド繊維が50％以上含まれることに
なり、電解液によるポリアミド繊維の分解、脆弱
化に伴う短絡現象発生の問題で好ましくなく、
又、上記複合繊維を50％以上混入させると加熱・
加圧時に溶融した複合繊維の低融点樹脂成分が加
圧により圧延されて通気性が著しく低下し、セパ
レーターとしての性能に悪影響を及ぼす。この様
にポリプロピレン−ポリエチレン系複合繊維との
混入割合が非常に限定される上に、ポリアミド繊
維が存在するため、劣化による形態変化が著し
く、大巾な性能低下をきたすことになる。 本発明は上記諸欠点を克服し、如何なる条件下
でも十分実用に供し得るアルカリ電池用セパレー
ターを提供するものである。 以下本発明の一実施例を詳細に説明する。 本発明のアルカリ電池用セパレーターは、第１
図に示す様にポリプロピレン樹脂95〜70％（重量
比）と、ポリアミド樹脂５〜30％（重量比）とを
混合し、溶融紡糸によりポリプロピレン樹脂成分
２を海とし、ポリアミド樹脂成分３が島状に点在
して形成される海島型の複合繊維１50〜70％（重
量比）と、第２図に示す様にポリプロピレン−ポ
リエチレン系サイドバイサイド型の複合繊維６50
〜30％（重量比）との混合繊維を用いる。 例えばポリプロピレン樹脂90％とポリアミド樹
脂10％との混合繊維よりなる海島型複合繊維70％
とポリプロピレン−ポリエチレン系サイドバイサ
イド型複合繊維30％との混合繊維をランドウエツ
バー機又はカード機にかけて、目付90ｇ／m2のラ
ンダムウエブ又はクロスウエブを形成し、該サイ
ドバイサイド型複合繊維のポリエチレン成分の軟
化点以上（120℃〜130℃）に加熱された一対の加
熱・加圧ロール間隙を通過させ、上記ポリエチレ
ン成分の軟化溶融によりウエブ構成繊維相互間を
一体に圧着すると共に、ロール通過時の圧力調整
により、厚さ0.45mm乃至0.18mmで見掛密度を0.2乃
至0.5ｇ／cm3となした不織布シートよりなるアル
カリ電池用セパレーターを形成する。 尚、セパレーターの重量は40〜200ｇ／m2の間
で使用目的に応じて適宜変えて用いられ、また見
掛密度（単位面積当りの重量／厚さ）は0.2ｇ／
cm3未満になると不織布セパレーターは厚みが大で
嵩高となり、セパレーターの強度、寸法安定性及
び電解液の吸液速度が低下し、電池組込時におけ
る作業性が著しく低下する。また嵩高の不織布セ
パレーターの使用は、特に円筒形、角形等のNi
−Cd二次電池に於いて、正極板／セパレータ
ー／負極板集合体の収容量低下の原因となり、電
池の容量低下をひき起し好ましくない。また見掛
密度が0.5ｇ／cm3を超えると、高密度不織布セパ
レーターとなる為、目が詰まり過ぎて電池セパレ
ーターに要求される電解液の吸液保持量が不充分
となり、更に密閉形のNi−Cd二次電池セパレー
ターに要求される電解反応により発生する酸素ガ
スの通過が阻害されるので好ましくなく、適切な
空隙を保つ必要があり、好ましくは0.2〜0.5ｇ／
cm3に調整する。 また、複合接着繊維としてはサイドバイサイド
型の他、芯・鞘型、海島型等の複合繊維を用いる
事ができる。 本発明に用いるポリプロピレン−ポリアミド海
島型複合繊維１は、第１図及び第２図に示す様
に、ポリプロピレン樹脂成分２を海としてポリア
ミド樹脂成分３が島状に点在しており、耐アルカ
リ性に優れたポリプロピレン樹脂成分４とポリエ
チレン樹脂成分５からなる熱接着性複合繊維即
ち、サイドバイサイド型複合繊維６のポリエチレ
ン成分の融着によつてウエブ構成繊維間相互を一
体に接着してセパレーターを構成する。 従つて、セパレーターの主構成繊維であるポリ
プロピレン−ポリアミド海島型複合繊維は初期性
能即ち初期の吸液量は、上記海島型複合繊維と同
じポリプロピレン、ポリアミド樹脂を用いるサイ
ドバイサイド型複合繊維に比べ劣るがポリアミド
成分が電解液により分解脱落後はポリプロピレン
繊維表面が孔明き構造を呈し、非常に多孔質化す
るので、アルカリ電池用セパレーターとしての性
能低下は極力押えられる特性を持つ。 また、繊維間相互の接着繊維となるポリプロピ
レン−ポリエチレン複合繊維の形態は低融点接着
樹脂となるポリエチレン成分が必ず複合繊維表面
の一部、例えばサイドバイサイド型や或は全部を
占める芯鞘型等の複合繊維を用いることがセパレ
ーターとしての強度を得るため必要である。 次に、上記本発明のアルカリ電池用セパレータ
ーＡと、比較例としての従来のポリアミド繊維セ
パレーターＢ、ポリプロピレン繊維セパレーター
Ｃ、ポリアミド繊維とポリプロピレン繊維との混
合繊維セパレーターＤの物性を下表に示した。
カドミウム蓄電池に用いるアルカリ電池用セパレ
ーターの構成に関するものである。 従来、アルカリ電池用セパレーターにはポリア
ミド繊維の持つ吸水性、吸液性等の特性を利用し
たポリアミド繊維よりなる不織布が一般に用いら
れている。また、ポリアミド繊維の吸液性、吸水
性をより向上させる為に無機塩類により繊維を溶
出してポーラスな構造にしたものがみられる。 このように繊維を多孔性としたことにより、電
解液の保液量は均一となり、それがため放電容量
が大きくなるという特徴がある。 然るに、アルカリ電池は高温時或は連続的に過
充電が行なわれる様な条件下では、電解液の温度
上昇や電気化学変化が大きい為に、上記ポリアミ
ド製不織布セパレーターではポリアミド繊維が電
解液のKOH溶液により分解され、強度低下が著
しく、長期の使用に耐え難いという欠点がある。 また、ポリアミド繊維に電解液に対し耐性のあ
るポリプロピレン繊維を混入した不織布よりなる
セパレーターも見られるが、ポリプロピレン繊維
の熱溶着により繊維間相互を接着するため、加熱
溶着時にポリプロピレン繊維の収縮が著しく、厳
密な工程管理を必要とし、均一な製品を大量、か
つ安価に製造することが困難であるという問題点
がある。 更に、ポリプロピレン樹脂のメルトブロー方式
による不織布、ポリプロピレン繊維の湿式法によ
る不織布をセパレーターとしたものがあるが、吸
液性、耐アルカリ性等の電池特性は満足しうるも
のの、製法上の欠点であるセパレーターの機械的
強度が弱い為、電池製造工程においてセパレータ
ーの伸び、切断等の問題が発生することによりラ
インアツプされていないのが現状である。 更に、ポリアミド繊維とポリプロピレン−ポリ
エチレン系複合繊維との混合ウエブを加熱・加圧
してポリエチレン成分を溶融し、繊維間相互を一
体に結合したセパレーターも工夫されてはいる。 しかし、上記ポリプロピレン−ポリエチレン系
複合繊維の混合割合が非常に限定されるという問
題点がある。即ち、上記複合繊維が20％以下では
接着力不足となり、電池組立工程にかけられず、
また、組立工程に必要な引張強度値（１Kg／cm以
上）を付与するために複合繊維を20〜50％混合す
ると、ポリアミド繊維が50％以上含まれることに
なり、電解液によるポリアミド繊維の分解、脆弱
化に伴う短絡現象発生の問題で好ましくなく、
又、上記複合繊維を50％以上混入させると加熱・
加圧時に溶融した複合繊維の低融点樹脂成分が加
圧により圧延されて通気性が著しく低下し、セパ
レーターとしての性能に悪影響を及ぼす。この様
にポリプロピレン−ポリエチレン系複合繊維との
混入割合が非常に限定される上に、ポリアミド繊
維が存在するため、劣化による形態変化が著し
く、大巾な性能低下をきたすことになる。 本発明は上記諸欠点を克服し、如何なる条件下
でも十分実用に供し得るアルカリ電池用セパレー
ターを提供するものである。 以下本発明の一実施例を詳細に説明する。 本発明のアルカリ電池用セパレーターは、第１
図に示す様にポリプロピレン樹脂95〜70％（重量
比）と、ポリアミド樹脂５〜30％（重量比）とを
混合し、溶融紡糸によりポリプロピレン樹脂成分
２を海とし、ポリアミド樹脂成分３が島状に点在
して形成される海島型の複合繊維１50〜70％（重
量比）と、第２図に示す様にポリプロピレン−ポ
リエチレン系サイドバイサイド型の複合繊維６50
〜30％（重量比）との混合繊維を用いる。 例えばポリプロピレン樹脂90％とポリアミド樹
脂10％との混合繊維よりなる海島型複合繊維70％
とポリプロピレン−ポリエチレン系サイドバイサ
イド型複合繊維30％との混合繊維をランドウエツ
バー機又はカード機にかけて、目付90ｇ／m2のラ
ンダムウエブ又はクロスウエブを形成し、該サイ
ドバイサイド型複合繊維のポリエチレン成分の軟
化点以上（120℃〜130℃）に加熱された一対の加
熱・加圧ロール間隙を通過させ、上記ポリエチレ
ン成分の軟化溶融によりウエブ構成繊維相互間を
一体に圧着すると共に、ロール通過時の圧力調整
により、厚さ0.45mm乃至0.18mmで見掛密度を0.2乃
至0.5ｇ／cm3となした不織布シートよりなるアル
カリ電池用セパレーターを形成する。 尚、セパレーターの重量は40〜200ｇ／m2の間
で使用目的に応じて適宜変えて用いられ、また見
掛密度（単位面積当りの重量／厚さ）は0.2ｇ／
cm3未満になると不織布セパレーターは厚みが大で
嵩高となり、セパレーターの強度、寸法安定性及
び電解液の吸液速度が低下し、電池組込時におけ
る作業性が著しく低下する。また嵩高の不織布セ
パレーターの使用は、特に円筒形、角形等のNi
−Cd二次電池に於いて、正極板／セパレータ
ー／負極板集合体の収容量低下の原因となり、電
池の容量低下をひき起し好ましくない。また見掛
密度が0.5ｇ／cm3を超えると、高密度不織布セパ
レーターとなる為、目が詰まり過ぎて電池セパレ
ーターに要求される電解液の吸液保持量が不充分
となり、更に密閉形のNi−Cd二次電池セパレー
ターに要求される電解反応により発生する酸素ガ
スの通過が阻害されるので好ましくなく、適切な
空隙を保つ必要があり、好ましくは0.2〜0.5ｇ／
cm3に調整する。 また、複合接着繊維としてはサイドバイサイド
型の他、芯・鞘型、海島型等の複合繊維を用いる
事ができる。 本発明に用いるポリプロピレン−ポリアミド海
島型複合繊維１は、第１図及び第２図に示す様
に、ポリプロピレン樹脂成分２を海としてポリア
ミド樹脂成分３が島状に点在しており、耐アルカ
リ性に優れたポリプロピレン樹脂成分４とポリエ
チレン樹脂成分５からなる熱接着性複合繊維即
ち、サイドバイサイド型複合繊維６のポリエチレ
ン成分の融着によつてウエブ構成繊維間相互を一
体に接着してセパレーターを構成する。 従つて、セパレーターの主構成繊維であるポリ
プロピレン−ポリアミド海島型複合繊維は初期性
能即ち初期の吸液量は、上記海島型複合繊維と同
じポリプロピレン、ポリアミド樹脂を用いるサイ
ドバイサイド型複合繊維に比べ劣るがポリアミド
成分が電解液により分解脱落後はポリプロピレン
繊維表面が孔明き構造を呈し、非常に多孔質化す
るので、アルカリ電池用セパレーターとしての性
能低下は極力押えられる特性を持つ。 また、繊維間相互の接着繊維となるポリプロピ
レン−ポリエチレン複合繊維の形態は低融点接着
樹脂となるポリエチレン成分が必ず複合繊維表面
の一部、例えばサイドバイサイド型や或は全部を
占める芯鞘型等の複合繊維を用いることがセパレ
ーターとしての強度を得るため必要である。 次に、上記本発明のアルカリ電池用セパレータ
ーＡと、比較例としての従来のポリアミド繊維セ
パレーターＢ、ポリプロピレン繊維セパレーター
Ｃ、ポリアミド繊維とポリプロピレン繊維との混
合繊維セパレーターＤの物性を下表に示した。
【表】
表中 ◎印…最適 ○…良好 △印…やや
不良 ×印…不良
本発明は上記の如く構成したから、接着繊維と
なるポリプロピレン−ポリエチレン複合接着繊維
の混合繊維の混入割合が接着力、即ち、セパレー
ターの引張強力保持特性にのみ役割が限定され、
セパレーターとして必要かつ十分なる吸着速度及
び吸液率を維持しながら耐久性のある必要強度を
得ることになる。 また、従来のポリアミド繊維のみよりなるセパ
レーターの様に電解液によるセパレーターの分
解・脱落による性能低下がなくなり、電池寿命が
大幅に延長する。 また、上表に示す如く、本発明のセパレーター
は電池特性として吸液速度、吸液量、短絡率、耐
アルカリ性ともに従来セパレーターに比較して全
般に良好な結果を示し、理想的なアルカリ電池用
セパレーターが得られる等の優れ効果を有する発
明である。
不良 ×印…不良
本発明は上記の如く構成したから、接着繊維と
なるポリプロピレン−ポリエチレン複合接着繊維
の混合繊維の混入割合が接着力、即ち、セパレー
ターの引張強力保持特性にのみ役割が限定され、
セパレーターとして必要かつ十分なる吸着速度及
び吸液率を維持しながら耐久性のある必要強度を
得ることになる。 また、従来のポリアミド繊維のみよりなるセパ
レーターの様に電解液によるセパレーターの分
解・脱落による性能低下がなくなり、電池寿命が
大幅に延長する。 また、上表に示す如く、本発明のセパレーター
は電池特性として吸液速度、吸液量、短絡率、耐
アルカリ性ともに従来セパレーターに比較して全
般に良好な結果を示し、理想的なアルカリ電池用
セパレーターが得られる等の優れ効果を有する発
明である。
第１図は本発明のアルカリ電池用セパレーター
に用いるポリプロピレン−ポリアミド海島型複合
繊維の拡大図、第２図はポリプロピレン−ポリア
ミド海島型複合繊維とポリプロピレン−ポリエチ
レン系サイドバイサイド型複合繊維の接着部拡大
図である。 １……ポリプロピレン−ポリアミド海島型複合
繊維、２……ポリプロピレン樹脂成分、３……ポ
リアミド樹脂成分、４……ポリプロピレン樹脂成
分、５……ポリエチレン樹脂成分、６……サイド
バイサイド型複合繊維。
に用いるポリプロピレン−ポリアミド海島型複合
繊維の拡大図、第２図はポリプロピレン−ポリア
ミド海島型複合繊維とポリプロピレン−ポリエチ
レン系サイドバイサイド型複合繊維の接着部拡大
図である。 １……ポリプロピレン−ポリアミド海島型複合
繊維、２……ポリプロピレン樹脂成分、３……ポ
リアミド樹脂成分、４……ポリプロピレン樹脂成
分、５……ポリエチレン樹脂成分、６……サイド
バイサイド型複合繊維。
Claims (1)
- １ ポリプロピレン樹脂成分が海で、ポリアミド
樹脂成分を島として紡糸された海島型複合繊維
と、ポリプロピレン−ポリエチレン系複合繊維と
の混合繊維からなるクロスウエブ又はランダムウ
エブの加熱、加圧により、該ポリプロピレン−ポ
リエチレン系複合繊維のポリエチレン成分を溶融
圧着してウエブ構成繊維間相互を一体に接着した
見掛密度0.2〜0.5ｇ／cm3の不織布からなることを
特徴とするアルカリ電池用セパレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211727A JPS59101763A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | アルカリ電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211727A JPS59101763A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | アルカリ電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101763A JPS59101763A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0355938B2 true JPH0355938B2 (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=16610597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211727A Granted JPS59101763A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | アルカリ電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101763A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224262A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | Nippon Muki Kk | アルカリ蓄電池用セパレ−タ− |
| JPS63148539A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Kanai Hiroyuki | アルカリ電池用セパレ−タ− |
| JPS63158743A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-01 | Kanai Hiroyuki | アルカリ電池用セパレ−タ− |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57211727A patent/JPS59101763A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59101763A (ja) | 1984-06-12 |
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