JPH0564418B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0564418B2
JPH0564418B2 JP60057042A JP5704285A JPH0564418B2 JP H0564418 B2 JPH0564418 B2 JP H0564418B2 JP 60057042 A JP60057042 A JP 60057042A JP 5704285 A JP5704285 A JP 5704285A JP H0564418 B2 JPH0564418 B2 JP H0564418B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibers
nylon
separator
nonwoven fabric
ratio
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
Application number
JP60057042A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61214357A (ja
Inventor
Etsuro Nakao
Hiroaki Yamazaki
Masanori Hirooka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Vilene Co Ltd
Original Assignee
Japan Vilene Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Vilene Co Ltd filed Critical Japan Vilene Co Ltd
Priority to JP60057042A priority Critical patent/JPS61214357A/ja
Priority to DE8686101074T priority patent/DE3670404D1/de
Priority to EP86101074A priority patent/EP0196416B1/de
Priority to BR8601196A priority patent/BR8601196A/pt
Priority to ES553104A priority patent/ES8703063A1/es
Priority to US06/841,275 priority patent/US4699858A/en
Publication of JPS61214357A publication Critical patent/JPS61214357A/ja
Publication of JPH0564418B2 publication Critical patent/JPH0564418B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423Polyamide resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014Alkaline electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/903Microfiber, less than 100 micron diameter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は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関する。 (従来の技術) 従来、アルカリ電池用セパレータにはナイロン
6、ナイロン66からなる不織布やポリオレフイン
繊維からなる不織布が使用されていた。ナイロン
6、ナイロン66の不織布からなるセパレータは電
解液の保持性が良く、放電容量が大きいので、高
率放電用に使用できる利点をもつているが、高温
における耐アルカリ性、耐酸化性が悪いのでアル
カリ電池に用いた場合、繊維の分解により硫酸根
や炭酸根が発生して電池寿命が短くなるという大
きな欠点があつた。 一方、ポリオレフイン繊維の不織布からなるセ
パレータは耐アルカリ性、耐酸化性に優れている
のだが、電解液の保持性に劣り、短時間に高率放
電を行う用途に用いるとリーク現象が生じて使用
できないという欠点があつた。 このため、耐アルカリ性、耐酸化性に優れるポ
リオレフイン繊維からなる不織布に界面活性剤を
付与するなどの親水化処理を施したり、ポリオレ
フイン繊維に微細繊維を用いたりして、セパレー
タの電解液の保持性を高めることが行われたが、
根本的にポリオレフイン繊維が疎水性であること
から、その効果が一時的であつたり、高率放電の
用途に用いるには不十分であつたりした。また、
ナイロン6またはナイロン66とポリオレフイン繊
維とを所定割合で配合し、電解液の保持性と耐ア
ルカリ性、耐酸化性を同時に満足させることが試
みられたが、比較的短時間のうちにナイロン6、
ナイロン66がアルカリ電解液により選択的に劣化
してしまうので、その効果は一時的なものでしか
なかつた。 (発明の目的) 本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなさ
れたものであり、電解液の保持性に優れ、高温に
おける耐アルカリ性、耐酸化性を有するセパレー
タを得ることを目的とする。 (発明の構成及び作用) 本発明はポリアミド繊維の不織布からなるセパ
レータにおいて、該ポリアミド繊維を形成するポ
リアミド樹脂の〔CONH/CH2の比〕が1/9
〜1/12であることを特徴とするアルカリ電池用
セパレータである。 すなわち、本発明はポリアミド繊維であつても
〔CONH/CH2の比〕が1/9〜1/12の範囲に
あるものは耐アルカリ性、耐酸化性に優れ、かつ
アルカリ電解液を保持するのに十分な親水性を有
していることに着眼してなされたものである。 本発明でいう〔CONH/CH2の比〕とは分子
鎖中のアミド基(−CONH−)の数とメチレン
基(−CH2−)の数との比で、例えばナイロン6
やナイロン66はその繰返し単位から推定してこの
比は1/5になる。従つて本発明の〔CONH/
CH2の比〕が1/9〜1/12のポリアミド繊維と
はナイロン1010、ナイロン11、ナイロン12、ナイ
ロン13などである。この〔CONH/CH2の比〕
が1/9より大きいポリアミド繊維を用いると耐
アルカリ性や耐酸化性に劣るセパレータとなり、
逆に1/12より小さいポリアミド繊維を用いると
必要な親水性が得られず、電解液保持性の低いセ
パレータとなる。 本発明における不織布は公知の乾式法、湿式法
などにより製造すればよく、特に限定されるもの
ではないが、〔CONH/CH2の比〕が1/9〜
1/12のポリアミド樹脂からなるポリアミド繊維
100%の実質的に接着剤や他の繊維を含まない不
織布を必要とする場合には、溶解紡糸しながら周
囲から高温気流を噴出して繊維を細化し、これを
捕集面上に集積する、いわゆるメルトブローイン
グ法によるのがより好ましい。この方法によれば
平均繊維直径が10μ以下の実質的に連続した微細
繊維からなる不織布が得られ、電解液との接触面
積が飛躍的に増大するので電解液の保持性が向上
する。 ただし、平均繊維直径が3μ未満になると緻密
になりすぎて、極板で発生するガスの移動を妨げ
てしまうので、平均繊維直径は3〜10μの範囲に
あることが望ましく、とくに好ましくは平均繊維
直径が5〜8μの範囲にあるのがよい。また、上
記メルトブローイング法による場合、紡糸した繊
維が自己粘着性を有する間に紡糸の射出方向に対
して5〜80°の傾斜角度を有する移動捕集面上に
集積することにより、繊維を捕集面の移動方向に
配列させてウエブを形成し、次いでこの繊維ウエ
ブを捕集面の移動方向に延伸すれば、繊維の大部
分が略一定方向に配列され、かつその方向に延伸
されることになるので、一定方向の機械的強度に
優れた不織布が得られ、本発明のセパレータとし
てより好ましい。この様にして得られる不織布
は、見掛密度が0.2〜0.8g/cm3の範囲にあること
が望ましい。 なお、とくに電解液の保持性が必要とされ、繊
維の親水性を要する場合には界面活性剤を用いて
処理してもよい。特に耐アルカリ性の良好なノニ
オン系界面活性剤で、かつ、HLB価12〜15の範
囲のもので処理するとより効果が高い。 (実施例および比較例) 実施例 ナイロン12(〔CONH/CH2の比〕は1/11)
を押出機に供給して溶融し、その溶融物を直線上
に並ぶ孔径0.3mmから成る温度350℃に加熱された
オリフイスから吐出量0.3g/分で紡出し、それ
と共にオリフイスの両側に接するスリツトから温
度380℃に加熱された圧搾空気を噴出して紡出繊
維を搬送細化し、次いで該繊維を捕集面上に集積
して平均繊維径6μの連続したナイロン12繊維か
らなる不織布を得た。この不織布を電池セパレー
タに用いた場合の物性を下表に示す。 比較例 1 ナイロン6(〔CONH/CH2の比〕は1/5)
を使用し、実施例と同様の方法で平均繊維径6μ
の連続したナイロン6繊維からなる不織布を得
た。この不織布を電池セパレータに用いた場合の
物性を下表に示す。 比較例 2 ナイロン66繊維70重量%とナイロン6とナイロ
ン66と芯鞘型複合繊維30重量%とからなるウエブ
を形成し、無押圧下で240℃で加熱することによ
りナイロン6を溶融させて不織布を得た。この不
織布を電池セパレータに用いた場合の物性を下表
に示す。
【表】 試験法 イ マイクロメーターによる測定 ロ 80℃の30%KOH溶液中に1000時間浸漬後の
重量減 ハ 50℃の5%KMnO4溶液250mlと30%KOH溶
液50mlとからなる混合液中に1時間浸漬後の重
量減 ニ サンプル中に30%KOH溶液が充分吸収され
る様に浸漬した後、引上げて10分後のサンプル
重量に対する保液率 物性表から明らかなように保液率については実
施例、比較例1、2ともほぼ同様の値を示すが、
耐アルカリ性と耐酸化性については実施例では
0.1%、3.5%とほとんど変化がないのに、比較例
1、2では耐アルカリ性が40%、30%と重量減が
大きく、耐酸化性も溶解とその変質がはなはだし
く、高温下で用いるような苛酷な条件下では使用
できない。 また、図は電池性能の試験結果を示したもの
で、容量1200mAhrの電池に上述のセパレータの
組込み、充放電を繰り返した時の放電容量の維持
率がプロツトされており、横軸は充放電の繰返し
回数(サイクル)を、縦軸は放電容量の維持率を
示している。なお、ここで放電容量の維持率とは
初期放電容量に対する各サイクルでの放電容量の
比を百分率で示したものであり、試験条件は温度
20℃、充電条件400mA×4hr、放電条件1Ω定抵
抗放電×2hrである。図から明らかなように繰返
し使用を行つた場合でも実施例のセパレータの放
電容量ほほとんど低下せず、長期の使用に十分耐
えることを示しているが、比較例1、2のセパレ
ータは徐々に放電容量が低下しており、1000サイ
クル時には放電容量の維持率が約50%程度とな
り、長期の使用には耐えない。 (発明の効果) 以上に示すように本発明のセパレータは耐アル
カリ性、耐酸化性に優れると共に電解液の保持性
にも優れるので、高率放電用の長期寿命を有する
電池が形成できる極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
図は実施例と比較例1、2のセパレータを組み
込んだ電池の充放電の繰り返し回数(サイクル)
と放電容量の維持率との関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリアミド繊維の不織布からなるセパレータ
    において、該ポリアミド繊維を形成するポリアミ
    ド樹脂の〔CONH/CH2の比〕が1/9〜1/
    12であることを特徴とするアルカリ電池用セパレ
    ータ。 2 ポリアミド繊維が平均繊維直径3〜10μの実
    質的に連続した繊維である特許請求の範囲第1項
    記載のアルカリ電池用セパレータ。 3 ポリアミド繊維の大部分が略一定方向に配列
    されており、かつ該方向に延伸されている特許請
    求の範囲第1項または第2項記載のアルカリ電池
    用セパレータ。
JP60057042A 1985-03-19 1985-03-19 アルカリ電池用セパレ−タ Granted JPS61214357A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60057042A JPS61214357A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 アルカリ電池用セパレ−タ
DE8686101074T DE3670404D1 (de) 1985-03-19 1986-01-28 Batterieseparator.
EP86101074A EP0196416B1 (de) 1985-03-19 1986-01-28 Batterieseparator
BR8601196A BR8601196A (pt) 1985-03-19 1986-03-18 Separador para pilhas alcalinas
ES553104A ES8703063A1 (es) 1985-03-19 1986-03-18 Procedimiento para fabricar un material de velo para reparadores de baterias alealinas.
US06/841,275 US4699858A (en) 1985-03-19 1986-03-19 Separator for an alkaline battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60057042A JPS61214357A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 アルカリ電池用セパレ−タ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61214357A JPS61214357A (ja) 1986-09-24
JPH0564418B2 true JPH0564418B2 (ja) 1993-09-14

Family

ID=13044385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60057042A Granted JPS61214357A (ja) 1985-03-19 1985-03-19 アルカリ電池用セパレ−タ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4699858A (ja)
EP (1) EP0196416B1 (ja)
JP (1) JPS61214357A (ja)
BR (1) BR8601196A (ja)
DE (1) DE3670404D1 (ja)
ES (1) ES8703063A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62154559A (ja) * 1985-12-27 1987-07-09 Kuraray Co Ltd アルカリ乾電池用セパレ−タ−紙
JP2636854B2 (ja) * 1987-08-28 1997-07-30 ユニチカ株式会社 電池セパレーター用フェルト及びその製造方法
JP2948905B2 (ja) * 1989-05-16 1999-09-13 サフト 保守管理が軽減されたニッケル―カドミウム蓄電池
US5700599A (en) * 1996-01-12 1997-12-23 Danko; Thomas High absorption rate battery separator
US5700600A (en) * 1996-01-12 1997-12-23 Danko; Thomas Long life battery separator
US5935884A (en) * 1997-02-14 1999-08-10 Bba Nonwovens Simpsonville, Inc. Wet-laid nonwoven nylon battery separator material
JP2008016238A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液二次電池
JP6659214B2 (ja) 2014-10-17 2020-03-04 トヨタ自動車株式会社 電池用セパレータ、積層セパレータ、リチウムイオン二次電池および組電池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2071253A (en) * 1935-01-02 1937-02-16 Du Pont Linear condensation polymers
US3147150A (en) * 1957-12-16 1964-09-01 Yardney International Corp Battery electrode separator
AR194525A1 (es) * 1971-12-28 1973-07-23 Freudenberg C Un separador para acumuladores alcalinos
FR2224879A1 (en) * 1973-04-06 1974-10-31 Fuji Electrochemical Co Ltd Synthetic fibre separator for alkali cells - impregnated with poly-oxy-ethylene-alkyl-amine surfactant
US4034144A (en) * 1976-07-27 1977-07-05 Yardney Electric Corporation Separator for secondary alkaline batteries
JPS5991662A (ja) * 1982-11-17 1984-05-26 Japan Vilene Co Ltd 電池用セパレ−タ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR8601196A (pt) 1986-11-25
DE3670404D1 (de) 1990-05-17
EP0196416B1 (de) 1990-04-11
US4699858A (en) 1987-10-13
ES553104A0 (es) 1987-01-16
EP0196416A1 (de) 1986-10-08
ES8703063A1 (es) 1987-01-16
JPS61214357A (ja) 1986-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101479749B1 (ko) 폴리올레핀에 폴리비닐리덴플루오라이드(pvdf)를 전기방사하고 무기물을 코팅한 이차전지용 다공성 분리막 및 이의 제조방법
US20160351876A1 (en) Heat resisting separator having ultrafine fibrous layer and secondary battery having the same
US20100233523A1 (en) Heat resisting ultrafine fibrous separator and secondary battery using the same
US20020076615A1 (en) Separator for secondary battery and method for producing the same
KR101402976B1 (ko) 폴리올레핀 기재 상 폴리이미드를 전기방사한 후 무기물을 코팅한 이차전지용 다공성 분리막 및 이의 제조방법
EP0450449B1 (en) Separator material for storage batteries and method for making the same
JPH0564418B2 (ja)
JP2006222083A (ja) 不織布、繊維および電気化学的電池
JPH05283053A (ja) 密閉型鉛蓄電池用セパレータ
KR101100299B1 (ko) 폴리프로필렌과 친수성 폴리머의 균질 혼합물을 포함하는 친수성 부직포 및 그 제조방법
JP7195763B2 (ja) アルカリ電池用セパレータ
JPH11185722A (ja) アルカリ電池セパレータ
JP3775814B2 (ja) 電池用セパレーター及びその製造方法とアルカリ蓄電池
JP2622744B2 (ja) 保水性不織布
JP2002198024A (ja) 電池用セパレータ
JP3831144B2 (ja) 芯鞘型繊維、この芯鞘型繊維を使用した繊維シート、及びこの芯鞘型繊維を使用した電池用セパレータ
JP3226363B2 (ja) アルカリ電池用セパレータ
JP3383823B2 (ja) 電池用セパレータとその製造方法及びこれを用いた電池
JP3366426B2 (ja) 易スルホン化繊維
JP2593698B2 (ja) アルカリ電池用セパレーター
Khodaverdi et al. The Effect of Different Ratios of Malonic Acid to Plyvinylalcohol on Electrochemical and Mechanical Properties of Polyacrylonitrile Electrospun Separators in Lithium-Ion Batteries
JPH08212995A (ja) アルカリ電池セパレ−タ用不織布
JPH07105927A (ja) 電池用セパレータ
JPH05822B2 (ja)
JP2009091689A (ja) 繊維、不織布とこれを用いた電池用セパレータ、電池及びイオン交換フィルター