JPH0456062A - 電池用セパレータの製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ポリオレフィン系の合成樹脂繊維により構成
される電池用セパレータの製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 従来、例えばニッケルーカドミウム蓄電池用のセパレー
タとしては、ナイロン不織布が多く用いられてきた。こ
れはナイロン不織布が適度な強度、ガス透過性および親
水性を有しているためである。しかし、ナイロンは素材
そのものの耐アルカリ性、耐酸化性が十分であるとは言
い難く、特（：４５℃以上の高温では比較的簡単に分解
してしまい、電池性能に悪影響を及ぼす炭酸根やアンモ
ニアを生成する。また分解が進むとセパレータとしての
絶縁能力が低下し、ついには電池内部短絡をも引き起こ
すことになる。

この問題を解決す、るために、セパレータの素材をポリ
オレフィン系の樹脂に変更しようとする試みが続けられ
ており、特に高温下で使用する電池を中心にポリプロピ
レン不織布が使用されるようになってきた。ポリプロピ
レン不織布は耐アルカリ性、耐酸化性に優れ、また強度
やガス透過性等についてもナイロン不織布と同等のもの
が得られてはいるが、素材自体が親水性に乏しいことか
ら電解液の保持能力が低い。そのためポリプロピレン不
織布をセパレータに使用した電池は、充放電サイクルの
進行に伴ない、セパレータ中の電解液の枯渇を生じ、い
わゆるドライアウトによる電池の寿命低下が、ナイロン
に比べ早いという欠点があった。

このポリプロピレン不織布の電解液保持能力を向上させ
るために、細Ｉ＆維や異型断面繊維を使用する試みがな
されているが、その効果は十分ではなく、また放射線等
の照射による親水基のグラフト重合や、スルホン化処理
によるセパレータの親水性向上策も提案されているが、
効果を長期間持続できないという問題があった。

また特開昭６０−１０９１７１号公報では、フッ素を含
む反応ガスと反応させることによりポリプロピレンセパ
レータに親水性を付与することが提案されており、この
方法によれば比較的長期間、親水性の維持が期待できる
。しかしこの方法においても問題がないわけではなく、
フッ素ガスにより処理されたセパレータを用いた電池は
、サイクル初期段階でカドミウム負極板の放電性が低下
し、電池が負極支配となり、容量低下が著しいという開
門がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は前記せる問題点、即ちフッ素ガスにより処理さ
れたセパレータを用いて電池に組み込んだ際、カドミウ
ム負極板の放電性が低下してしまうという問題点を解決
し、フッ素ガス処理による親水性付与の効果を生かせる
セパレータを７Ｍ　供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の電池用セパレータの製造方法は、ポリオレフィ
ン系樹脂繊維をフ・ノ素を含む反応ガスと接触反応させ
た後、界面活性剤処理してセパレータとすることを特徴
とするものである。

この時に、前記ポリオレフィン系樹脂繊維は、予め不織
布に構成されているものが望ましい。

（ホ）作　用 フッ素ガス処理したセパレータが、カドミウム負極板の
放電性を阻害する原因は次の様に考えられる。一般に繊
維は紡糸される際、静電気防止等の目的で油剤と呼ばれ
る界面活性剤が使用される。フッ素ガス処理を行なう前
のポリプロピレンセパレータにも、水洗等の処理を施さ
ない限り、その繊維表面には界面活性剤が存在しており
、フッ素ガス処理された際その界面活性剤は分解される
ものと考えられる。

界面活性剤は一般にカドミウム負極のサイクルに伴なう
放電性の低下、即ち放電不能な金属カドミウムの凝集、
蓄積を抑制する働きがあることが知られており、フッ素
ガス処理されたセパレータはその繊維表面の界面活性剤
が分解したためにカドミウム負極板の放電性低下を抑制
する効果が消失したものと考えられる。

よってガス処理した後、再度セパレータの繊維表面に界
面活性剤処理してやることにより、カドミウム負極板の
放電性低下を抑制できる。

（へ）実施例 以下に、本発明の実施例と比較例との対比に言及し、詳
述する。

［実施例１］ 公知の１．０〜１．５デニ一ル程度の繊維径を有するポ
リプロピレン繊維と、接着性繊維として約１゜０デニー
ルのポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維であるＥＳ
繊維（チッソ（株）製）を、１：１の重量比率にて均一
混合した後、これを加熱融着して、目付８０ｇ／ｍ’、
厚みＱ、２Ｑｎｕｎの不織布を作製した。この不織布を
、鉄製の反応容器内に収納し真空排気した後、フッ素ガ
スを窒素ガスで希釈してなる反応ガスを前記容器内に大
気圧になるまで導入して、一定時間接触反応させた。そ
の後、前記不織布を取り出し、その表面にノニオン系界
面活性剤を約０．２重量％噴霧し、本発明のセパレータ
ａを得た。

［比較例１］ ガス反応後、界面活性剤処理しないこと以外は、前記実
施例１と同様にして、セパレータｂを得た（特開昭６０
−１０９１７１号公報に開示された技術思想によるもの
）。

［比較例２］ フッ素ガス処理および界面活性剤処理を施していない油
密のポリプロピレン不織布を、セパレータＣとした。尚
、この繊維表面には紡糸時に使用される界面活性剤が存
在している。

こうして作製されたセパレータａ−Ｃを用い、公知の焼
結式ニッケル正極と焼結式カドミウム負極とともに巻回
して、それぞれ公称容量１．２Ａ１１のＳＣサイズの密
閉形ニッケルーカドミウム蓄電池Ａ、Ｂ、Ｃを作製した
。

［実　　験］ に記電池Ａ−Ｃを用い、電池のサイクル試験を行った。

この時の条件は、各電池を２５℃にて１．８Ａ　Ｉ：１
．５ｃ）の電流で１時間充電を行なった後、１．２Ａ　
（Ｉｃ）の電流で終止電圧１．ＯＶまで放電するという
ものである。第１図に、この結果を示す。第１図は、こ
の時のサイクル数と、電池の初期容量に対する容量比を
示す図である。

これより本発明電池Ａは、比較電池Ｂ、Ｃよりも、サイ
クル数の進行に伴なう電池容量の低下が少なく、サイク
ル特性が極めて優れたものであることがわかる。比較電
池Ｂは、フッ素ガス処理によりセパレータに親水性が付
与され電解液保持能力が高まったため、ガス処理されて
いないセパレータを用いた比較電池Ｃより、セパレータ
のドライアウトによる電池寿命ははるかに長くなってい
るが、ガス処理時の繊維表面の界面活性剤の分解に起因
してカドミウム負極板の放電性が低下し、サイクル初期
段階での容量低下が大きいことがわかる。また比較電池
Ｃは、繊維にもともと存在している界面活性剤の影響で
サイクル初期段階での劣化はほとんどみられないものの
、七ノでレータに親水性がないためドライアウトによる
寿命低下が早い結果となっている。

これに対し、本発明電池Ａは、フッ素ガス処理によるセ
パレータへの親水性付与により、電池寿命が長く且つガ
ス処理時の界面活性剤の分解に伴なうカドミウム負極の
放電性低下の問題をガス処理後の界面活性剤処理により
補なっているため、サイクル初期段階での容量低下もほ
とんどなく、極めて優れたサイクル特性を示しているこ
とがわかる。

尚、本実施例では、ポリプロピレン、ポリエチレンの混
合繊維からなる不織布を用いたが、ポリオレフィン系樹
脂繊維であれば同様の効果が期待できるのは言うまでも
ない。

（ト）発明の効果 本発明の電池用セパレータの製造方法によれば、ポリオ
レフィン系樹脂繊維とフッ素を含む反応ガスとを接触反
応させてなる繊維を用いたものであるから、樹脂表面の
形態が変化して親水性が向１−シ、電解液の保持能力が
上がり、１つガス処理後の界面活性剤処理により、サイ
クル初期段階のカドミウム負極板の放電性低下に伴なう
電池容量の低下を防止できるものであり、サイクル特性
に優れた電池が提供できるので、その工業的価値は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は電池のサイクル特性図である。 Ａ・・・本発明電池、Ｂ、Ｃ・・・比較電池。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィン系樹脂繊維を、フッ素を含む反応
   ガスと接触反応させた後、界面活性剤処理してセパレー
   タとすることを特徴とする電池用セパレータの製造方法
   。
2. （２）前記ポリオレフィン系樹脂繊維は、予め不織布に
   構成されていることを特徴とする請求項（１）記載の電
   池用セパレータの製造方法。