JPH0381265B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0381265B2 JPH0381265B2 JP59070682A JP7068284A JPH0381265B2 JP H0381265 B2 JPH0381265 B2 JP H0381265B2 JP 59070682 A JP59070682 A JP 59070682A JP 7068284 A JP7068284 A JP 7068284A JP H0381265 B2 JPH0381265 B2 JP H0381265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- separator
- glass
- powder
- alkali
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 60
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 50
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 22
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 14
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 36
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 9
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 5
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- -1 (However Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
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
- 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
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
- H01M50/437—Glass
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
［発明の利用分野］
本発明は蓄電池用セパレータに係り、特に電解
液の保持性が改良された蓄電池用セパレータに関
するものである。 ［従来技術］ 電解液の保持性が優れたセパレータとして、平
均直径1μm以下のガラス繊維のマツト状シートが
密閉形鉛蓄電池用のセパレータとして提案され、
特に高さが約120mm以下の極板を使用した小容量
密閉形鉛蓄電池に実用化されてきた。しかしなが
ら極板高さが、例えば180mm以上となる大型電池
においては、マツト状シートの上部の電解液保持
量が下部よりもかなり少なくなるため所望の性能
が得られないという欠点がある。これは繊維の径
が比較的大きいため、毛管現象による吸液高さが
低下するためである。 セパレータの吸液性を高めて電解液保持性を改
良しようとするものとして、繊維と粉体とを組み
合わせたものが公知である。 例えば、 特開昭54−22531号公報には 「口水度200〜600c.c.のフイブリル化熱可塑性合
成繊維と熱可塑性合成繊維と耐酸性の無機繊維
又は及び粉体とから混合抄紙して成り、且つ該
絡み合う合成繊維は相互に熱融着し１体に構成
された加圧成形板から成る蓄電池用隔離板。」 が開示され、 特開昭56−560110号公報には、ガラス繊維と
パーライトからなるセパレータが開示され、 実開昭49−122327号公報には、リンターパル
プ、合成繊維、ガラス繊維の１〜２種と珪酸粉
又はこれを主成分として、耐酸性無機微粉を加
えたものを混抄し、合成樹脂で接着したセパレ
ータが開示されている。さらに、 特開昭58−206046号公報にはSiO2粒子を保
持したガラス繊維もしくは合成繊維からなるセ
パレータが開示されている。 しかしながら上記のセパレータは特殊なバイン
ダを用いなければセパレータ取扱時に粉末粒子が
剥離・脱落し易く、電池組立作業などに支障が生
じることがある。 またバインダを用いればそれだけ原材料コスト
が高くなると共に、当該セパレータが組み込まれ
た蓄電池においては、使用中にバインダが徐々に
溶出し、電解液を汚し電池の性能を劣化させる虞
れがある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、吸液高さが大きくセパレータ上部でも多量の
電解液が保持され、しかもバインダーの溶出によ
る電池性能の低下の虞れもない蓄電池用セパレー
タを提供することにある。 ［発明の構成］ この目的を達成するために、本発明の蓄電池用
セパレータは、含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を主
体とする繊維と、含アルカリ珪酸塩ガラス粉末を
主体とする粉末とを湿式混抄し、ガラス繊維の間
隙に粉末粒子を介在させて孔径を微細化すると共
に、繊維同志又は繊維と粉末粒子とを、主として
抄造の際に生じる水ガラス状物質によつて相互に
結合するようにしたものであつて、 平均直径0.5〜1.0μmの含アルカリ珪酸塩ガラス
繊維を主体とする繊維と、平均直径が20μm以下
の含アルカリ珪酸塩ガラス粉末を主体とする粉末
とが湿式混抄され且つ加熱処理され、前記繊維が
絡み合わされると共に、繊維と繊維との間に前記
粉末粒子が介在されてなる蓄電池用セパレータで
あつて、前記粉末の量がセパレータ重量の１〜40
重量％であることを特徴とする蓄電池用セパレー
タ、 を要旨とするものである。 即ち本発明によればガラス繊維同志の間の空間
に粉末粒子が介挿され、これにより微細孔径のセ
パレータとなり、液保持力が向上される。またか
かる繊維及び粒子は主として含アルカリ珪酸塩ガ
ラスの繊維及び粉末の表面に生ずる水ガラス状接
着剤層により、相互に接着され、特別のバインダ
を使わなくとも、粉末の剥離・脱落が無く、取扱
いが容易となる。 以下本発明について更に詳細に説明する。 まず繊維に関し説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は含アルカ
リ珪酸塩ガラス繊維を主体とするものである。即
ち含アルカリ珪酸塩ガラス繊維だけを含んだもの
でも良く、その他の繊維例えばガラス繊維製セパ
レータにしばしば混合される熱可塑性有機繊維を
含むようにしても良い。 繊維の主体となる含アルカリ珪酸塩ガラス繊維
の平均直径は0.5〜1.0μm、より好ましくは0.6〜
0.9μmである。直径が1.0μmを超えるとセパレー
タの空間率が小さくなり、逆に0.5μmよりも小さ
くなるとその製造コストが高価となる。 又、このガラス繊維の平均長さは好ましくは７
〜50mm、より好ましくは10〜40mmである。平均長
さが10mmよりも短くなるとセパレータの強度が小
さくなり、50mmよりも長くなると抄造時に水中へ
均一に分散するのが困難になる。 なお直径1μm以下のガラス繊維の他に、直径
1μm以上例えば５〜30μmの含アルカリ珪酸塩ガ
ラス繊維をセパレータ重量の20重量％まで含有す
ることができる。この1μm以上のガラス繊維は５
mm〜80mmの長さのものが好ましい。この太径のガ
ラス繊維を加えるとセパレータの引張強度が高く
なる。 このような平均直径が0.5〜1.0μmの含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維はFA法（火炎法）、遠心法その
他のガラス短繊維製造法によつて製造できる。な
おガラス繊維の平均直径は、試料の３ケ所を電子
顕微鏡で写真撮影し、それぞれ20本の繊維の直径
を0.1μm単位で測定し、これらの平均値をとるこ
とにより計算される。 なおガラス組成の好適な範囲については後述す
る。 本発明のセパレータはこのような含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維の他に熱可塑性有機繊維を含んで
も良いのであるが、その場合には混合割合をセパ
レータ重量の７重量％以下とするのが好ましい。
これは有機繊維混合量が７重量％を超えると、有
機繊維の材質いかんによつては、電池性能に悪影
響を及ぼすおそれがあるからである。 なお熱可塑性有機繊維を用いると、セパレータ
の引張強度が向上する。この熱可塑性有機繊維と
しては、長さ２〜10mm、平均径１〜300μmのもの
が好ましい。熱可塑性有機繊維としてはアクリル
繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。 次に粉末について説明する。本発明のセパレー
タに用いられる粉末は、含アルカリ珪酸塩の粉末
を主体とするものであり、含アルカリ珪酸塩の粉
末のみを用いても良く、また粉末100重量部のう
ち50重量部以下の範囲でシリカ粉末（好ましくは
比表面積100m2／ｇ以上のシリカ粉末）を混合し
て用いることができる。このようにガラス粉末の
一部をシリカ粉末で代替すると、セパレータの吸
液性が向上する。 用いられるガラス粉末の平均直径は20μm以下
であり、とりわけ6μm以下のものが好ましい。平
均直径が20μmを超えるとガラス繊維の間隔をお
し広げ、吸液性を低下させるようになると共に、
粒子と繊維の接合強度が小さくなつて、粒子がセ
パレータから脱落し易くなる。ガラス粉末の平均
直径は、本発明では、試料の３ケ所について電子
顕微鏡で写真撮影し、それぞれ100個の粒子の直
径を0.1μm単位で測定し、その平均値を求めるこ
とにより決定される。 本発明のセパレータにおいては、含アルカリ珪
酸塩ガラス粉末を主体とする粉末の量は、セパレ
ータ重量の１〜40重量％である。特に５〜30重量
％が好ましい。 粉末の量がセパレータ重量の１％以下では吸液
性向上効果が乏しく、また40％を超えると、セパ
レータの引張強度が不足するようになる。また、
セパレータの密度が高くなり、この結果空間率が
小さくなる。空間率が小さいと、電極で発生した
ガスが移動しにくくなる。 次にガラス繊維及びガラス粉末の組成について
説明する。 本発明のセパレータを構成するガラス繊維及び
ガラス粉末は含アルカリ珪酸塩ガラス組成のもの
であり、その表面に水ガラスを形成し得るもので
ある。又、蓄電池用に使用されることから耐酸性
の良好なものが好適に使用される。この耐酸性の
程度は、平均繊維径1μm以下のガラス繊維の状態
でJISC−2202に従つて測定した場合の重量減が
２％以下であるのが望ましい。又、このようなガ
ラス繊維及び粉末の組成としては、重量比で60〜
75％のSiO2、及び８〜20％のR2O（Na2O、K2O
などのアルカリ金属酸化物）を主として含有し、
（ただしSiO2＋R2Oは75〜90％）、その他に、例え
ばCaO、MgO、B2O3、Al2O3、ZnOFe2O3などの
１種又は２種以上を含んだものが挙げられる。尚
好ましい含アルカリ珪酸塩ガラスの一例を次の第
１表に示す。
液の保持性が改良された蓄電池用セパレータに関
するものである。 ［従来技術］ 電解液の保持性が優れたセパレータとして、平
均直径1μm以下のガラス繊維のマツト状シートが
密閉形鉛蓄電池用のセパレータとして提案され、
特に高さが約120mm以下の極板を使用した小容量
密閉形鉛蓄電池に実用化されてきた。しかしなが
ら極板高さが、例えば180mm以上となる大型電池
においては、マツト状シートの上部の電解液保持
量が下部よりもかなり少なくなるため所望の性能
が得られないという欠点がある。これは繊維の径
が比較的大きいため、毛管現象による吸液高さが
低下するためである。 セパレータの吸液性を高めて電解液保持性を改
良しようとするものとして、繊維と粉体とを組み
合わせたものが公知である。 例えば、 特開昭54−22531号公報には 「口水度200〜600c.c.のフイブリル化熱可塑性合
成繊維と熱可塑性合成繊維と耐酸性の無機繊維
又は及び粉体とから混合抄紙して成り、且つ該
絡み合う合成繊維は相互に熱融着し１体に構成
された加圧成形板から成る蓄電池用隔離板。」 が開示され、 特開昭56−560110号公報には、ガラス繊維と
パーライトからなるセパレータが開示され、 実開昭49−122327号公報には、リンターパル
プ、合成繊維、ガラス繊維の１〜２種と珪酸粉
又はこれを主成分として、耐酸性無機微粉を加
えたものを混抄し、合成樹脂で接着したセパレ
ータが開示されている。さらに、 特開昭58−206046号公報にはSiO2粒子を保
持したガラス繊維もしくは合成繊維からなるセ
パレータが開示されている。 しかしながら上記のセパレータは特殊なバイン
ダを用いなければセパレータ取扱時に粉末粒子が
剥離・脱落し易く、電池組立作業などに支障が生
じることがある。 またバインダを用いればそれだけ原材料コスト
が高くなると共に、当該セパレータが組み込まれ
た蓄電池においては、使用中にバインダが徐々に
溶出し、電解液を汚し電池の性能を劣化させる虞
れがある。 ［発明の目的］ 本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、吸液高さが大きくセパレータ上部でも多量の
電解液が保持され、しかもバインダーの溶出によ
る電池性能の低下の虞れもない蓄電池用セパレー
タを提供することにある。 ［発明の構成］ この目的を達成するために、本発明の蓄電池用
セパレータは、含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を主
体とする繊維と、含アルカリ珪酸塩ガラス粉末を
主体とする粉末とを湿式混抄し、ガラス繊維の間
隙に粉末粒子を介在させて孔径を微細化すると共
に、繊維同志又は繊維と粉末粒子とを、主として
抄造の際に生じる水ガラス状物質によつて相互に
結合するようにしたものであつて、 平均直径0.5〜1.0μmの含アルカリ珪酸塩ガラス
繊維を主体とする繊維と、平均直径が20μm以下
の含アルカリ珪酸塩ガラス粉末を主体とする粉末
とが湿式混抄され且つ加熱処理され、前記繊維が
絡み合わされると共に、繊維と繊維との間に前記
粉末粒子が介在されてなる蓄電池用セパレータで
あつて、前記粉末の量がセパレータ重量の１〜40
重量％であることを特徴とする蓄電池用セパレー
タ、 を要旨とするものである。 即ち本発明によればガラス繊維同志の間の空間
に粉末粒子が介挿され、これにより微細孔径のセ
パレータとなり、液保持力が向上される。またか
かる繊維及び粒子は主として含アルカリ珪酸塩ガ
ラスの繊維及び粉末の表面に生ずる水ガラス状接
着剤層により、相互に接着され、特別のバインダ
を使わなくとも、粉末の剥離・脱落が無く、取扱
いが容易となる。 以下本発明について更に詳細に説明する。 まず繊維に関し説明する。 本発明のセパレータを構成する繊維は含アルカ
リ珪酸塩ガラス繊維を主体とするものである。即
ち含アルカリ珪酸塩ガラス繊維だけを含んだもの
でも良く、その他の繊維例えばガラス繊維製セパ
レータにしばしば混合される熱可塑性有機繊維を
含むようにしても良い。 繊維の主体となる含アルカリ珪酸塩ガラス繊維
の平均直径は0.5〜1.0μm、より好ましくは0.6〜
0.9μmである。直径が1.0μmを超えるとセパレー
タの空間率が小さくなり、逆に0.5μmよりも小さ
くなるとその製造コストが高価となる。 又、このガラス繊維の平均長さは好ましくは７
〜50mm、より好ましくは10〜40mmである。平均長
さが10mmよりも短くなるとセパレータの強度が小
さくなり、50mmよりも長くなると抄造時に水中へ
均一に分散するのが困難になる。 なお直径1μm以下のガラス繊維の他に、直径
1μm以上例えば５〜30μmの含アルカリ珪酸塩ガ
ラス繊維をセパレータ重量の20重量％まで含有す
ることができる。この1μm以上のガラス繊維は５
mm〜80mmの長さのものが好ましい。この太径のガ
ラス繊維を加えるとセパレータの引張強度が高く
なる。 このような平均直径が0.5〜1.0μmの含アルカリ
珪酸塩ガラス繊維はFA法（火炎法）、遠心法その
他のガラス短繊維製造法によつて製造できる。な
おガラス繊維の平均直径は、試料の３ケ所を電子
顕微鏡で写真撮影し、それぞれ20本の繊維の直径
を0.1μm単位で測定し、これらの平均値をとるこ
とにより計算される。 なおガラス組成の好適な範囲については後述す
る。 本発明のセパレータはこのような含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維の他に熱可塑性有機繊維を含んで
も良いのであるが、その場合には混合割合をセパ
レータ重量の７重量％以下とするのが好ましい。
これは有機繊維混合量が７重量％を超えると、有
機繊維の材質いかんによつては、電池性能に悪影
響を及ぼすおそれがあるからである。 なお熱可塑性有機繊維を用いると、セパレータ
の引張強度が向上する。この熱可塑性有機繊維と
しては、長さ２〜10mm、平均径１〜300μmのもの
が好ましい。熱可塑性有機繊維としてはアクリル
繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。 次に粉末について説明する。本発明のセパレー
タに用いられる粉末は、含アルカリ珪酸塩の粉末
を主体とするものであり、含アルカリ珪酸塩の粉
末のみを用いても良く、また粉末100重量部のう
ち50重量部以下の範囲でシリカ粉末（好ましくは
比表面積100m2／ｇ以上のシリカ粉末）を混合し
て用いることができる。このようにガラス粉末の
一部をシリカ粉末で代替すると、セパレータの吸
液性が向上する。 用いられるガラス粉末の平均直径は20μm以下
であり、とりわけ6μm以下のものが好ましい。平
均直径が20μmを超えるとガラス繊維の間隔をお
し広げ、吸液性を低下させるようになると共に、
粒子と繊維の接合強度が小さくなつて、粒子がセ
パレータから脱落し易くなる。ガラス粉末の平均
直径は、本発明では、試料の３ケ所について電子
顕微鏡で写真撮影し、それぞれ100個の粒子の直
径を0.1μm単位で測定し、その平均値を求めるこ
とにより決定される。 本発明のセパレータにおいては、含アルカリ珪
酸塩ガラス粉末を主体とする粉末の量は、セパレ
ータ重量の１〜40重量％である。特に５〜30重量
％が好ましい。 粉末の量がセパレータ重量の１％以下では吸液
性向上効果が乏しく、また40％を超えると、セパ
レータの引張強度が不足するようになる。また、
セパレータの密度が高くなり、この結果空間率が
小さくなる。空間率が小さいと、電極で発生した
ガスが移動しにくくなる。 次にガラス繊維及びガラス粉末の組成について
説明する。 本発明のセパレータを構成するガラス繊維及び
ガラス粉末は含アルカリ珪酸塩ガラス組成のもの
であり、その表面に水ガラスを形成し得るもので
ある。又、蓄電池用に使用されることから耐酸性
の良好なものが好適に使用される。この耐酸性の
程度は、平均繊維径1μm以下のガラス繊維の状態
でJISC−2202に従つて測定した場合の重量減が
２％以下であるのが望ましい。又、このようなガ
ラス繊維及び粉末の組成としては、重量比で60〜
75％のSiO2、及び８〜20％のR2O（Na2O、K2O
などのアルカリ金属酸化物）を主として含有し、
（ただしSiO2＋R2Oは75〜90％）、その他に、例え
ばCaO、MgO、B2O3、Al2O3、ZnOFe2O3などの
１種又は２種以上を含んだものが挙げられる。尚
好ましい含アルカリ珪酸塩ガラスの一例を次の第
１表に示す。
【表】
本発明の蓄電池用セパレータは、含アルカリ珪
酸塩ガラス繊維を主体とする繊維と含アルカリ珪
酸塩ガラス粉末を主体とする粉末とを例えばPH
値を2.5〜3.5に保つた水の中に一定時間、例えば
５〜20分水流型分散機等を用いて繊維をなるべく
切断せずに分散させておき、それを湿式抄造し
て、該ガラス繊維及びガラス粉末の表面に接着層
おそらくは水ガラス層を形成せしめ、ついでこれ
を所定温度、例えば80〜180℃に加熱することに
よりガラス繊維及びガラス粉末をその表面の水ガ
ラスによつて相互に接着することによつて得るこ
とができる。即ち本発明のセパレータを構成する
ガラス繊維及びガラス粉末は含アルカリ珪酸塩ガ
ラス組成を有するところから、ガラス中のアルカ
リ成分及びシリカ成分が、分散のための水と反応
し水ガラス層がガラス繊維表面に形成され、この
水ガラス層が接着剤として作用しガラス繊維及び
ガラス粉末が接着される。 なお繊維の一部として熱可塑性有機繊維を用い
た場合には、この有機繊維も後工程の熱処理工程
（例えば乾燥工程）において成形もしくは接着作
用を発揮し、セパレータの強度を高める。 本発明のセパレータ自体の厚さは、使用される
蓄電池によつて異なるが0.3〜３mmであることが
好ましい。なお、ガラス繊維を水中に分散させる
に際し分散剤を使用しても良い。又、湿式抄造さ
れた繊維抄造体、例えば抄造コンベア−上にある
繊維抄造体にジアルキルスルフオサクシネートを
スプレーして、ガラス繊維に対して0.005〜10重
量％付着させることによつて、ジアルキルスルフ
オサクシネートの有する親水性によりセパレータ
の保液性を向上させることができる。ジアルキル
スルフオサクシネートを上記の如くスプレーする
代わりに抄造槽中の分散水に混入してもよい。 ［発明の実施例］ 以下実施例について説明する。 実施例 組成が第１表のＡであるガラス繊維を用いて、
火炎法によつて平均直径0.8μm、平均長さ10mm、
及び平均直径19μm、平均長さ25mmのガラス繊維
を製造した。 また同様の組成のガラスカレツトを粉砕して得
た平均直径5μmのガラス粉末を用意した。また市
販のアクリル有機繊維（商品名カシミロン）を長
さ７mmに切断し、用意した。さらにシリカ粉末と
して比表面積が230m2／ｇの市販品（商品名カー
プレツクス＃80、塩野義製薬(株)製）を用意した。 これらの繊維及び粉末を第２表に示す割合にて
水中に投入して水流型分散機により撹拌して分散
させ、更に硫酸を加えて水のPHを2.7とし約10分
間保持した。次いで抄造を行い150℃に加熱して
マツト状の蓄電池用セパレータを製造した。この
セパレータを構成する各ガラス繊維及びガラス粉
末はその表面に形成された水ガラスにより相互に
接着されていることが観察された。 これらのセパレータは第２表に示すような厚
み、目付、密度、引張強度、24時間吸液高さを有
していた。 これらの特性値の測定法は次の通りである。 (1) 厚み 試料をその厚み方向に20Kg／ｄm2の荷
重で押圧した状態で測定する。 （JISC−2202） (2) 密度 試料10cm×10cmの面積（Ｓ）に20Kgの
荷重（Ｗ）を加えた時の試料の厚さＴとした時
に、式：Ｗ／（Ｓ×Ｔ）（ｇ／cm3）で与えられ
る値で表わす。 (3) 目付 試料重量を試料面積で除して得られる
値である。 (4) 引張り強度 幅15mmの試料の両端を引張りそ
れが切断するときの外力の値（Kg）で表示す
る。 (5) 24時間吸液高さ 試料を垂直にしてその下部
を比重1.30の希硫酸液に浸漬し、希硫酸が24時
間に上昇する距離で表わす。 比較例 １、２ 粉末を用いずに、第２表に示す割合でガラス繊
維のみを用いた他は実施例と同様にしてセパレー
タを製造し、その特性を測定した。結果を第２表
に併せて示す。
酸塩ガラス繊維を主体とする繊維と含アルカリ珪
酸塩ガラス粉末を主体とする粉末とを例えばPH
値を2.5〜3.5に保つた水の中に一定時間、例えば
５〜20分水流型分散機等を用いて繊維をなるべく
切断せずに分散させておき、それを湿式抄造し
て、該ガラス繊維及びガラス粉末の表面に接着層
おそらくは水ガラス層を形成せしめ、ついでこれ
を所定温度、例えば80〜180℃に加熱することに
よりガラス繊維及びガラス粉末をその表面の水ガ
ラスによつて相互に接着することによつて得るこ
とができる。即ち本発明のセパレータを構成する
ガラス繊維及びガラス粉末は含アルカリ珪酸塩ガ
ラス組成を有するところから、ガラス中のアルカ
リ成分及びシリカ成分が、分散のための水と反応
し水ガラス層がガラス繊維表面に形成され、この
水ガラス層が接着剤として作用しガラス繊維及び
ガラス粉末が接着される。 なお繊維の一部として熱可塑性有機繊維を用い
た場合には、この有機繊維も後工程の熱処理工程
（例えば乾燥工程）において成形もしくは接着作
用を発揮し、セパレータの強度を高める。 本発明のセパレータ自体の厚さは、使用される
蓄電池によつて異なるが0.3〜３mmであることが
好ましい。なお、ガラス繊維を水中に分散させる
に際し分散剤を使用しても良い。又、湿式抄造さ
れた繊維抄造体、例えば抄造コンベア−上にある
繊維抄造体にジアルキルスルフオサクシネートを
スプレーして、ガラス繊維に対して0.005〜10重
量％付着させることによつて、ジアルキルスルフ
オサクシネートの有する親水性によりセパレータ
の保液性を向上させることができる。ジアルキル
スルフオサクシネートを上記の如くスプレーする
代わりに抄造槽中の分散水に混入してもよい。 ［発明の実施例］ 以下実施例について説明する。 実施例 組成が第１表のＡであるガラス繊維を用いて、
火炎法によつて平均直径0.8μm、平均長さ10mm、
及び平均直径19μm、平均長さ25mmのガラス繊維
を製造した。 また同様の組成のガラスカレツトを粉砕して得
た平均直径5μmのガラス粉末を用意した。また市
販のアクリル有機繊維（商品名カシミロン）を長
さ７mmに切断し、用意した。さらにシリカ粉末と
して比表面積が230m2／ｇの市販品（商品名カー
プレツクス＃80、塩野義製薬(株)製）を用意した。 これらの繊維及び粉末を第２表に示す割合にて
水中に投入して水流型分散機により撹拌して分散
させ、更に硫酸を加えて水のPHを2.7とし約10分
間保持した。次いで抄造を行い150℃に加熱して
マツト状の蓄電池用セパレータを製造した。この
セパレータを構成する各ガラス繊維及びガラス粉
末はその表面に形成された水ガラスにより相互に
接着されていることが観察された。 これらのセパレータは第２表に示すような厚
み、目付、密度、引張強度、24時間吸液高さを有
していた。 これらの特性値の測定法は次の通りである。 (1) 厚み 試料をその厚み方向に20Kg／ｄm2の荷
重で押圧した状態で測定する。 （JISC−2202） (2) 密度 試料10cm×10cmの面積（Ｓ）に20Kgの
荷重（Ｗ）を加えた時の試料の厚さＴとした時
に、式：Ｗ／（Ｓ×Ｔ）（ｇ／cm3）で与えられ
る値で表わす。 (3) 目付 試料重量を試料面積で除して得られる
値である。 (4) 引張り強度 幅15mmの試料の両端を引張りそ
れが切断するときの外力の値（Kg）で表示す
る。 (5) 24時間吸液高さ 試料を垂直にしてその下部
を比重1.30の希硫酸液に浸漬し、希硫酸が24時
間に上昇する距離で表わす。 比較例 １、２ 粉末を用いずに、第２表に示す割合でガラス繊
維のみを用いた他は実施例と同様にしてセパレー
タを製造し、その特性を測定した。結果を第２表
に併せて示す。
【表】
第２表より本発明のセパレータは粉末を用いな
かつた比較例１、２のものに比べて著しく24時間
吸液高さが優れると共に高強度であることが認め
られる。 なお同様の試験を第１表のＢ及びＣの組成のガ
ラス繊維について行つたところ、同様の結果が認
められた。 実施例１と比較例２との対比及び実施例２と比
較例１と対比から明らかな通り、ガラス粉末を添
加しないと、24時間吸液高さが著しく低くなり、
吸液性が乏しくなる。また、引張強度も低くな
る。 また、実施例３と実施例５との対比から明らか
な通り、熱可塑性有機繊維を加えると引張強度が
著しく高くなる。 実施例１と実施例２との対比、及び、実施例３
と実施例４との対比から明らかな通り、太径のガ
ラス繊維を加えるとセパレータの引張強度が高く
なる。 実施例１と実施例３との対比、及び、実施例２
と実施例４との対比から明らかな通り、ガラス粉
末の一部をシリカ粉末で置き換えると、吸液性
（24時間吸液高さ）が向上する。 比較例 ３ ガラス繊維の平均直径を0.4μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。 比較例 ４ ガラス繊維の平均直径を1.1μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。 比較例 ５ ガラス粉末の平均直径を30μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。
かつた比較例１、２のものに比べて著しく24時間
吸液高さが優れると共に高強度であることが認め
られる。 なお同様の試験を第１表のＢ及びＣの組成のガ
ラス繊維について行つたところ、同様の結果が認
められた。 実施例１と比較例２との対比及び実施例２と比
較例１と対比から明らかな通り、ガラス粉末を添
加しないと、24時間吸液高さが著しく低くなり、
吸液性が乏しくなる。また、引張強度も低くな
る。 また、実施例３と実施例５との対比から明らか
な通り、熱可塑性有機繊維を加えると引張強度が
著しく高くなる。 実施例１と実施例２との対比、及び、実施例３
と実施例４との対比から明らかな通り、太径のガ
ラス繊維を加えるとセパレータの引張強度が高く
なる。 実施例１と実施例３との対比、及び、実施例２
と実施例４との対比から明らかな通り、ガラス粉
末の一部をシリカ粉末で置き換えると、吸液性
（24時間吸液高さ）が向上する。 比較例 ３ ガラス繊維の平均直径を0.4μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。 比較例 ４ ガラス繊維の平均直径を1.1μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。 比較例 ５ ガラス粉末の平均直径を30μmとしたほかは実
施例２と同様にしてセパレータを製造した。
【表】
比較例 ６
ガラス繊維の量を50重量％としガラス粉末の量
を50重量％としたほかは実施例２と同様にしてセ
パレータを製造した。 比較例３〜６の結果を第３表に示す。なお、第
３表には、前記第２表の実施例２及び比較例１も
再示する。 第３表より、次のことがわかる。 細径のガラス繊維の径が0.5μmよりも小さく
なるとコスト高である。（比較例３）。 比較例４の通り、細径のガラス繊維の径が
1.0μmよりも大きくなると、密度がかなり高く
なる。また、吸液性が低下する。さらに、引張
強度も低下する。 ガラス粉末径が20μmよりも大きくなると、
24時間吸液高さが小さくなる（比較例５）。ま
た、引張強度も低下する。 ガラス粉末の量が40重量％を超えるとセパレ
ータの密度が高くなり、好ましくない。また、
引張強度が低下する（比較例６）。 ［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
タは液保持力に優れ、とりわけ吸液高さが大きい
のでセパレータ上部でも多量の電解液が保持され
る。 なおガラス粉末やシリカ粉末はガラス繊維に比
べ相当に低価格であるので、本発明のセパレータ
はその素材価格も安い。 また粒子と繊維とが主として水ガラス状物質で
接着されており、粒子の剥離、脱落が無く取扱い
に不便がない。さらに、セパレータからのバイン
ダ溶出による電解液汚染の虞れがなく、バインダ
溶出による電池性能の低下が防止される。
を50重量％としたほかは実施例２と同様にしてセ
パレータを製造した。 比較例３〜６の結果を第３表に示す。なお、第
３表には、前記第２表の実施例２及び比較例１も
再示する。 第３表より、次のことがわかる。 細径のガラス繊維の径が0.5μmよりも小さく
なるとコスト高である。（比較例３）。 比較例４の通り、細径のガラス繊維の径が
1.0μmよりも大きくなると、密度がかなり高く
なる。また、吸液性が低下する。さらに、引張
強度も低下する。 ガラス粉末径が20μmよりも大きくなると、
24時間吸液高さが小さくなる（比較例５）。ま
た、引張強度も低下する。 ガラス粉末の量が40重量％を超えるとセパレ
ータの密度が高くなり、好ましくない。また、
引張強度が低下する（比較例６）。 ［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
タは液保持力に優れ、とりわけ吸液高さが大きい
のでセパレータ上部でも多量の電解液が保持され
る。 なおガラス粉末やシリカ粉末はガラス繊維に比
べ相当に低価格であるので、本発明のセパレータ
はその素材価格も安い。 また粒子と繊維とが主として水ガラス状物質で
接着されており、粒子の剥離、脱落が無く取扱い
に不便がない。さらに、セパレータからのバイン
ダ溶出による電解液汚染の虞れがなく、バインダ
溶出による電池性能の低下が防止される。
Claims (1)
- １ 平均直径0.5〜1.0μmの含アルカリ珪酸塩ガラ
ス繊維を主体とする繊維と、平均直径が20μm以
下の含アルカリ珪酸塩ガラス粉末を主体とする粉
末とが湿式混抄され且つ加熱処理され、前記繊維
が絡み合わされると共に、繊維と繊維との間に前
記粉末粒子が介在されてなる蓄電池用セパレータ
であつて、前記粉末の量がセパレータ重量の１〜
40重量％であることを特徴とする蓄電池用セパレ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070682A JPS60216442A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 蓄電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070682A JPS60216442A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 蓄電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216442A JPS60216442A (ja) | 1985-10-29 |
| JPH0381265B2 true JPH0381265B2 (ja) | 1991-12-27 |
Family
ID=13438660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070682A Granted JPS60216442A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 蓄電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216442A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6699383B2 (ja) * | 2016-06-15 | 2020-05-27 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59070682A patent/JPS60216442A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60216442A (ja) | 1985-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5225298A (en) | Sealed lead acid battery and separator for use in sealed lead acid battery | |
| US6821672B2 (en) | Mat of glass and other fibers and method for producing it | |
| CA2941786C (en) | Battery containing acid resistant nonwoven fiber mat with biosoluble microfibers | |
| JPS62252065A (ja) | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ | |
| JPH0381266B2 (ja) | ||
| EP0515105B1 (en) | Sheet like separator and valve regulated lead acid battery | |
| KR20090052566A (ko) | 고체산화물 연료전지용 알루미나 입자 함유 고온 밀봉재조성물 | |
| JP2762446B2 (ja) | 蓄電池用セパレータ | |
| JP2632716B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| JP2546240B2 (ja) | 蓄電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| JP3705164B2 (ja) | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ及び密閉型鉛蓄電池 | |
| JPH0732007B2 (ja) | 蓄電池用セパレ−タ | |
| JPH0521306B2 (ja) | ||
| JPS59138058A (ja) | 蓄電池用隔離板 | |
| JPH0457068B2 (ja) | ||
| JPH01294352A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| JPS60216442A (ja) | 蓄電池用セパレ−タ | |
| JPH0266850A (ja) | 密閉型鉛蓄電池 | |
| JPS5971255A (ja) | 蓄電池用セパレ−タ− | |
| JPS60119073A (ja) | 蓄電池用隔離板 | |
| JPH0567463A (ja) | シート状セパレータ及び密閉形鉛蓄電池 | |
| JPH06325744A (ja) | 蓄電池用セパレータ | |
| JPH0555977B2 (ja) | ||
| JPH0422061A (ja) | 蓄電池用セパレータ | |
| JPS62195850A (ja) | 蓄電池用セパレ−タ |