JPH047067B2 - - Google Patents
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- JPH047067B2 JPH047067B2 JP58075643A JP7564383A JPH047067B2 JP H047067 B2 JPH047067 B2 JP H047067B2 JP 58075643 A JP58075643 A JP 58075643A JP 7564383 A JP7564383 A JP 7564383A JP H047067 B2 JPH047067 B2 JP H047067B2
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- fibers
- polypropylene
- separator
- polyamide
- fiber
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- 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
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- 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
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/423—Polyamide resins
-
- 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
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
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- 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
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (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
たポリアミド繊維のみ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
を溶出して繊維表面に多数の微細な孔を有する多
孔質の構造にしたものが見られる。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劣化が
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等の問題点があ
る。 更に、ポリプロピレン樹脂のメルトプロー方式
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、セパレーターの機械的強度が弱い為、電池
製造工程に於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を80〜50％：20〜50％の比
率で混合し形成したウエブを加熱、加圧してポリ
エチレン成分を溶融し、繊維相互間を一体に結合
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、また強力を付
与するため複合繊維を20〜50％未満混合するとポ
リアミド繊維が50％以上含まれることになり、前
記アルカリ電池の高温時或は連続的過充電が行わ
れる様な条件下では電解液の温度上昇や電気化学
的変化が大きい為にポリアミド繊維の劣化が著し
くなり繊維が分解されてセパレーターとしての機
能が低下するので好ましくなく、又、上記複合繊
維を50％以上混入させると加熱・加圧時に該複合
繊維を形成する低融点樹脂成分（ポリエチレン）
が溶融・圧着によりフイルム化し易く、繊維間〓
の閉塞現象が発生し易くなり、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の混入割合が非常
に限定される上に、ポリアミド繊維の存在が50％
を越えると、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１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、剥離
型複合紡糸法を利用して、放射型紡糸口金と複数
個の三角形状紡糸口金を使用し、上記放射型紡糸
口金よりポリアミド樹脂、三角形状紡糸口金より
ポリプロピレン樹脂を同時に紡糸して形成した、
放射型多層貼り合わせ構造の繊維と、ポリプロピ
レン−ポリエチレン系サイドバイサイド、又は海
島型の複合繊維との混合繊維を用いる。例えばポ
リプロピレン樹脂80％、ポリアミド樹脂20％の割
合（重量比）でもつて繊維を構成する80％のポリ
プロピレン樹脂片が略三角柱形状で軸芯より放射
状に配列し、上記三角柱形状のポリプロピレン樹
脂片部を残り20％の放射型ポリアミド樹脂で貼り
合わせた断面形状になる様に特殊形状紡糸口金よ
り同時に紡糸して得られる放射状多層貼合せ型複
合繊維を70％とポリプロピレン−ポリエチレン系
複合繊維30％との混合繊維をランドウエバー機又
はカード機にかけて、目付90ｇ／m3のランダムウ
エブ又はクロスウエブを形成し、一対の加熱、加
圧ロールを通過させて、ポリエチレン成分の溶融
によりウエブ構成繊維間相互を一体に接着し、見
掛密度0.2〜0.5ｇ／cm3の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られて用いられ、ま
た見掛密度は0.20ｇ／cm2未満になるとセパレータ
ーの強度や吸液速度が低下し、又0.5ｇ／cm2をこ
えると目が詰まり過ぎて、電解により発生した酸
素の通過が阻害されるので好ましくなく適宜の空
隙を保つ必要があり、好ましくは0.20〜0.50ｇ／
cm3に調整する。 本発明に用いるポリプロピレン−ポリアミド放
射状多層貼合せ型複合繊維は、第１図及び第２図
に示す様に、断面が略三角形の三角柱形状のポリ
プロピレン樹脂成分１が芯部より放射状に配列
し、その相隣り合う部分を放射型ポリアミド樹脂
成分２で線状に貼合せた構造よりなり耐アルカリ
性にすぐれた上記複合繊維３のポリプロピレン樹
脂成分１と同時に用いるポリプロピレン−ポリエ
チレン複合繊維４のポリエチレン樹脂成分５との
融着によつてウエブ構成繊維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−ポリアミド放射状多層貼り合せ型複
合繊維は初期性能はポリアミド−ポリプロピレン
のサイドバイサイド型複合繊維に比べ、初期の吸
液量はポリアミド樹脂量が少ない為劣るが、ポリ
アミド成分劣化後に生成するポリアミド空〓部及
びポリプロピレン樹脂成分の分割フアインデニー
ル化によつて毛細管現象が発現しアルカリ電池用
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、上記実施例において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
の形態は第２図に示す如く、ポリエチレン成分が
必ず複合繊維表面の一部を形成するサイドバイサ
イド型又は全部を占める海島型であることが必要
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、ポリプロピレン混合繊維セパレータ
ーＤの物性を下表に示した。
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
たポリアミド繊維のみ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
を溶出して繊維表面に多数の微細な孔を有する多
孔質の構造にしたものが見られる。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劣化が
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等の問題点があ
る。 更に、ポリプロピレン樹脂のメルトプロー方式
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、セパレーターの機械的強度が弱い為、電池
製造工程に於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を80〜50％：20〜50％の比
率で混合し形成したウエブを加熱、加圧してポリ
エチレン成分を溶融し、繊維相互間を一体に結合
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、また強力を付
与するため複合繊維を20〜50％未満混合するとポ
リアミド繊維が50％以上含まれることになり、前
記アルカリ電池の高温時或は連続的過充電が行わ
れる様な条件下では電解液の温度上昇や電気化学
的変化が大きい為にポリアミド繊維の劣化が著し
くなり繊維が分解されてセパレーターとしての機
能が低下するので好ましくなく、又、上記複合繊
維を50％以上混入させると加熱・加圧時に該複合
繊維を形成する低融点樹脂成分（ポリエチレン）
が溶融・圧着によりフイルム化し易く、繊維間〓
の閉塞現象が発生し易くなり、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の混入割合が非常
に限定される上に、ポリアミド繊維の存在が50％
を越えると、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１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、剥離
型複合紡糸法を利用して、放射型紡糸口金と複数
個の三角形状紡糸口金を使用し、上記放射型紡糸
口金よりポリアミド樹脂、三角形状紡糸口金より
ポリプロピレン樹脂を同時に紡糸して形成した、
放射型多層貼り合わせ構造の繊維と、ポリプロピ
レン−ポリエチレン系サイドバイサイド、又は海
島型の複合繊維との混合繊維を用いる。例えばポ
リプロピレン樹脂80％、ポリアミド樹脂20％の割
合（重量比）でもつて繊維を構成する80％のポリ
プロピレン樹脂片が略三角柱形状で軸芯より放射
状に配列し、上記三角柱形状のポリプロピレン樹
脂片部を残り20％の放射型ポリアミド樹脂で貼り
合わせた断面形状になる様に特殊形状紡糸口金よ
り同時に紡糸して得られる放射状多層貼合せ型複
合繊維を70％とポリプロピレン−ポリエチレン系
複合繊維30％との混合繊維をランドウエバー機又
はカード機にかけて、目付90ｇ／m3のランダムウ
エブ又はクロスウエブを形成し、一対の加熱、加
圧ロールを通過させて、ポリエチレン成分の溶融
によりウエブ構成繊維間相互を一体に接着し、見
掛密度0.2〜0.5ｇ／cm3の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られて用いられ、ま
た見掛密度は0.20ｇ／cm2未満になるとセパレータ
ーの強度や吸液速度が低下し、又0.5ｇ／cm2をこ
えると目が詰まり過ぎて、電解により発生した酸
素の通過が阻害されるので好ましくなく適宜の空
隙を保つ必要があり、好ましくは0.20〜0.50ｇ／
cm3に調整する。 本発明に用いるポリプロピレン−ポリアミド放
射状多層貼合せ型複合繊維は、第１図及び第２図
に示す様に、断面が略三角形の三角柱形状のポリ
プロピレン樹脂成分１が芯部より放射状に配列
し、その相隣り合う部分を放射型ポリアミド樹脂
成分２で線状に貼合せた構造よりなり耐アルカリ
性にすぐれた上記複合繊維３のポリプロピレン樹
脂成分１と同時に用いるポリプロピレン−ポリエ
チレン複合繊維４のポリエチレン樹脂成分５との
融着によつてウエブ構成繊維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−ポリアミド放射状多層貼り合せ型複
合繊維は初期性能はポリアミド−ポリプロピレン
のサイドバイサイド型複合繊維に比べ、初期の吸
液量はポリアミド樹脂量が少ない為劣るが、ポリ
アミド成分劣化後に生成するポリアミド空〓部及
びポリプロピレン樹脂成分の分割フアインデニー
ル化によつて毛細管現象が発現しアルカリ電池用
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、上記実施例において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
の形態は第２図に示す如く、ポリエチレン成分が
必ず複合繊維表面の一部を形成するサイドバイサ
イド型又は全部を占める海島型であることが必要
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、ポリプロピレン混合繊維セパレータ
ーＤの物性を下表に示した。
【表】
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−ポリエチレン複合繊維の混
入割合が接着力、即ち引張強力保持特性にのみ役
割りが限定され、セパレーターとして必要かつ十
分なる吸液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最小混合割合（30〜50％）
に抑制することができる。 また電解液によるセパレーターの劣化による形
態変化がなくなり、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表
層部に細孔を設けた複合繊維を主体とするセパレ
ーターに比べ、親水性のポリアミド樹脂が複合繊
維の長手方向に直線状に配置されるためポリアミ
ド樹脂の吸水性と毛細管現象による吸液速度が大
巾に増加し、更にポリアミド樹脂部分の劣化後も
充分に吸液性能を発揮する。 又、吸液量、短絡率、耐アルカリ性とも従来セ
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
等の秀れた効果を有する発明である。
なるポリプロピレン−ポリエチレン複合繊維の混
入割合が接着力、即ち引張強力保持特性にのみ役
割りが限定され、セパレーターとして必要かつ十
分なる吸液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最小混合割合（30〜50％）
に抑制することができる。 また電解液によるセパレーターの劣化による形
態変化がなくなり、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表
層部に細孔を設けた複合繊維を主体とするセパレ
ーターに比べ、親水性のポリアミド樹脂が複合繊
維の長手方向に直線状に配置されるためポリアミ
ド樹脂の吸水性と毛細管現象による吸液速度が大
巾に増加し、更にポリアミド樹脂部分の劣化後も
充分に吸液性能を発揮する。 又、吸液量、短絡率、耐アルカリ性とも従来セ
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
等の秀れた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−ポリアミド放射状多層
貼合せ型複合繊維の要部拡大図、第２図は同ポリ
プロピレン−ポリアミド放射状多層貼合せ型複合
繊維とポリプロピレン−ポリエチレン複合繊維接
着部拡大図である。 １…三角柱形状ポリプロピレン樹脂成分、２…
ポリアミド樹脂成分、３…ポリプロピレン−ポリ
アミド放射状多層貼合せ型複合繊維、４…ポリプ
ロピレン−ポリエチレン複合繊維、５…ポリエチ
レン樹脂成分。
に用いるポリプロピレン−ポリアミド放射状多層
貼合せ型複合繊維の要部拡大図、第２図は同ポリ
プロピレン−ポリアミド放射状多層貼合せ型複合
繊維とポリプロピレン−ポリエチレン複合繊維接
着部拡大図である。 １…三角柱形状ポリプロピレン樹脂成分、２…
ポリアミド樹脂成分、３…ポリプロピレン−ポリ
アミド放射状多層貼合せ型複合繊維、４…ポリプ
ロピレン−ポリエチレン複合繊維、５…ポリエチ
レン樹脂成分。
Claims (1)
- １ 断面形状が放射型であるポリアミド樹脂芯体
の放射片の間〓に、断面形状が略三角柱形状のポ
リプロピレン樹脂片が配列した状態に複合紡糸し
た放射状多層貼合せ型複合繊維とポリプロピレン
−ポリエチレンの複合接着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繊維層で
構成され、ウエブ構成繊維相互が加熱・加圧によ
るポリエチレン成分の溶融により一体に接着した
見掛密度0.20〜0.50ｇ／cm3のアルカリ電池用セパ
レーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075643A JPS59201366A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | アルカリ電池用セパレ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075643A JPS59201366A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | アルカリ電池用セパレ−タ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201366A JPS59201366A (ja) | 1984-11-14 |
| JPH047067B2 true JPH047067B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=13582132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58075643A Granted JPS59201366A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | アルカリ電池用セパレ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201366A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764335B2 (ja) * | 1990-03-07 | 1998-06-11 | 大和紡績株式会社 | アルカリ電池用セパレータ |
| JP6420141B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-11-07 | 株式会社クラレ | 導電性糸条およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP58075643A patent/JPS59201366A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59201366A (ja) | 1984-11-14 |
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