JPH07161343A

JPH07161343A - 電池用セパレータ

Info

Publication number: JPH07161343A
Application number: JP6012635A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Oka; 良雄岡; Takafumi Uemiya; 崇文上宮; Takeshi Sakamoto; 健坂本; Akira Harada; 章原田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】保液性とガス透過性の両方に優れた電池用セ
パレータを提供する。【構成】厚み方向において孔径が変化している多孔性
樹脂膜１からなる電池用セパレータ。多孔性樹脂膜は、
疎水性樹脂に親水ポリマーを固定化することによって形
成することができる。多孔性膜の孔径は、表面部分にお
いて小さくされ、内部において大きくされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池用セパレータに関
し、特に、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素
電池などのアルカリ水溶液を電解液として用いる電池の
セパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ蓄電池において、たとえばニッ
ケル−カドミウム電池では、活物質として金属カドミウ
ムを含む負極と、活物質としてオキシ水酸化ニッケルを
含む正極とが、セパレータを挟んで渦巻状に巻かれ、こ
れが電槽内に収められて強アルカリ液に漬けられてい
る。

【０００３】このようなアルカリ蓄電池のセパレータと
して、硫酸処理したポリプロピレン等のポリオレフィン
からなる不織布や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）等の各種樹脂からなる多孔性膜が用いられてき
た。

【０００４】セパレータには、イオンの通過が良いこ
と、アルカリに強いこと、酸化されにくいこと、熱に強
いこと、電解液を十分保持できること、過充電時には正
極から発生する酸素ガスを負極で還元させるため速やか
にガスを透過できることなどが要求される。

【０００５】このような要求特性のうち、保液性と、ガ
ス透過性との両方を十分に向上させることは従来、困難
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、保液
性とガス透過性がともに優れた電池用セパレータを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電池用セパレー
タは、厚み方向において孔径が変化している多孔性樹脂
膜からなることを特徴とする。

【０００８】本発明において、多孔性膜の孔径または気
孔率は、膜の材質、電解液の種類、膜厚等に応じ、膜の
厚み方向に種々変化させることができる。

【０００９】変化の好ましい態様として、多孔性膜の対
向する１対の主表面のうち少なくとも一方の表面部分の
孔径が、内部の孔径よりも小さくすることができる。

【００１０】また、膜の厚み方向において気孔率を変化
させることもできる。図１は、主表面の一方側のみにお
いて孔径が小さくされている例を示す。図２は、両主表
面側において孔径が小さくされている例を示す。

【００１１】図１に示す多孔性膜１では、一方の主表面
１ａから他方の主表面１ｂにいくに従って孔径が小さく
なっている。このような膜において、孔径が大きい部分
の気孔率を、孔径が小さい部分の気孔率よりも大きくす
ることができる。

【００１２】図２に示す多孔性膜２では、両主表面２ａ
および２ｂの部分の孔径よりも内部の孔径の方が大きく
なっている。このような構造における気孔率について
は、内部の方を表面より大きくすることができる。

【００１３】孔径または気孔率の分布は、上述した種々
の条件によって変わるが、たとえば、多孔性膜において
正極側での酸素透過性に優れるよう最大の孔径を５０〜
１５０μｍとする一方、負極側での電解液の保持性を高
めるため最小の孔径を２０μｍ以下とすることができ
る。また、気孔率は電解液の保持性を考慮すると膜全体
において７０％以上が望ましいが、酸素透過性が必要と
なる正極に接する部分の気孔率を部分的に増大させるこ
とが可能である。たとえば正極と接触する部分の多孔性
膜の気孔率を部分的に８５％以上に高めることも可能で
ある。

【００１４】図に示した孔径の変化は、多孔性膜の製造
において、原料樹脂の押出し、圧延、延伸等の条件を変
えることによってもたらすことができる。また、延伸に
より多孔性構造を形成した後、膜の表面を内部より強い
条件で加熱することによって表面の孔径を内部より小さ
くすることができる。また、このような方法が困難な場
合、孔径の異なる複数の膜または気孔率の異なる複数の
膜を重ね合わせてもよい。

【００１５】本発明の電池用セパレータは、疎水性樹脂
からなる多孔性膜の多孔性空間に一種または二種以上の
親水性高分子を固定化した膜から形成することができ
る。多孔性膜を形成する疎水性樹脂には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、またはフッ素
樹脂等が好ましく用いられる。多孔性膜は、織布、不織
布または延伸膜等から形成することができる。

【００１６】本発明において、フッ素樹脂は、耐薬品性
および耐熱性等の点から多孔性膜に好ましい材料であ
る。フッ素樹脂には、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリクロロト
リフルオロエチレン等の重合体、ならびにテトラフルオ
ロエチレンとフッ化ビニリデンとの共重合体、パーフル
オロエチレンプロピレン共重合体、パーフルオロアルキ
ルエーテルとテトラフルオロエチレンとの共重合体等の
共重合体を用いることができる。本発明において、多孔
性膜は、膜の材質がマトリックスとなって内部に空間を
有しており、その空間が膜の表面から裏面まで貫通して
いるものを対象としており、独立気泡のみを有する膜は
除外される。

【００１７】疎水性樹脂からなる多孔性膜に固定化する
親水性高分子には水溶性高分子が好ましく用いられる。
水溶性高分子には、たとえば、ポリビニルアルコール、
ポリエチレングリコール、メチルセルロース、エチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース等のヒドロキシル基を含む高分子（重
合体または共重合体）、ポリアクリル酸、ポリメタクリ
ル酸等のカルボキシル基を含む高分子（重合体または共
重合体）、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン等の窒素を
含む高分子（重合体または共重合体）、ポリスチレンス
ルホン酸、ナフィオン（登録商標）等のスルホン酸基を
含む高分子（重合体または共重合体）またはそれらの組
合わせを用いることができる。たとえば、ポリビニルア
ルコールおよびポリエチレンイミンは、重合度などの点
で品質的に安定な市販品をそのまま使用することができ
る。水溶性高分子は、疎水性樹脂多孔性膜の撥水性を抑
え親水性を与えるための物質として、膜の多孔性空間内
に固定化される。

【００１８】固定化にあたり、まず水溶性高分子の水溶
液が調製され、この水溶液を疎水性樹脂多孔性膜に含浸
させて多孔性空間内に高分子を導入する。次いで、水溶
性高分子の固定化のため、架橋処理が行なわれる。この
固定化のため、熱処理、アセタール化処理、エステル化
処理、重クロム酸カリによる化学反応、または電離性放
射線による架橋反応等を行なうことができる。多孔性空
間の内部に水溶性高分子を均一に分布させるため、たと
えば、稀薄な水溶液について数回にわたり含浸と乾燥を
繰り返し、内部空間の水溶性高分子の濃度を高めていく
ことができる。また、多孔性膜の孔径が小さいときに
は、まず、エタノール、メタノール、アセトン、または
界面活性剤水溶液中に多孔性膜を浸漬し、次いで水中に
浸漬して多孔性空間内に水が保持されるよう処理を行な
う。その後、水溶性高分子の水溶液に多孔性膜を浸漬す
れば、多孔性空間内に高分子を効率的に導入することが
できる。

【００１９】固定化された高分子は、疎水性樹脂多孔性
膜の表面に化学的に結合されているだけでなく、高分子
自体の架橋によって分子量を増大させ固定化することが
できる。固定化された高分子は、疎水性樹脂多孔性膜に
絡みつき、多孔性構造の表面を覆う。

【００２０】また、疎水性樹脂が不溶でかつ親水性樹脂
が可溶の溶媒に、親水性樹脂を溶解し、疎水性樹脂の多
孔性膜をこれに浸漬した後、乾燥することにより、多孔
性膜内に親水性樹脂を閉じ込めることもできる。たとえ
ば、ポリエチレンとポリビニルアルコールの共重合体な
どが好ましい。また、これにスルホン基を導入してもよ
い。

【００２１】また、本発明の好ましい態様において、親
水性高分子の多孔性膜における分布は、不均一であり、
これにより、多孔性空間は、親水性を有する第１の部分
と、第１の部分よりも親水性が低いかまたは疎水性を有
する第２の部分とを備えることができる。第１の部分
は、第２の部分よりも多く親水性高分子を含むことがで
きる。また、第２の部分は親水性高分子を含まない部分
とすることができる。第２の部分の性質は、多孔性膜を
構成する疎水性樹脂の影響が強く、第１の部分の性質は
親水性高分子の影響が強い。

【００２２】図３は、このような部分を形成したセパレ
ータの具体例を示す。図３（ａ）に示すセパレータで
は、親水性が低いかまたは疎水性である部分１１（図に
おいて斜線で示す）がストライプ状に形成されている。
他の部分１２は、親水性高分子によって十分な親水性を
付与されている。図３（ｂ）に示すセパレータでは、親
水性が低いかまたは疎水性である部分２１（斜線で示
す）が、スポット状あるいは水玉状に設けられている。
他の部分２２は、十分な親水性を付与されている。

【００２３】以上に示すようなパターンを形成するに
は、たとえば、多孔性膜に親水ポリマー溶液を含浸させ
て、電子線等を照射して架橋、固定化する際、所望のパ
ターンを有するマスクで多孔性膜を覆い、その上から電
子線等を照射すればよい。この方法によれば、パターン
に従って電子線が照射された部分に親水ポリマーを選択
的に固定化することができる。照射されなかった部分の
ポリマーは、溶解すればよい。

【００２４】また、図３（ａ）のパターンを形成する他
の方法として、複数のスリット（たとえば間隔８ミリ、
スリット幅６ミリ）を設けたマスクを多孔性膜上におい
て、そのマスクの上から親水性高分子溶液（たとえばポ
リビニルアルコール１％水溶液）を塗布し、その後乾燥
することによってストライプ状の親水性部分を形成する
ことができる。なお、親水性高分子溶液は、多孔性膜の
面方向にも浸透して広がるから、マスクの隣接スリット
間の部分の幅と親水性高分子溶液の粘度（たとえば溶液
の濃度または温度でコントロール）を任意に定めること
によって親水性が低いか疎水性である部分の幅を調整す
ることができる。

【００２５】図３（ｂ）のパターンを形成する方法とし
て、任意径の複数の円形穴または六角穴を設けたマスク
を用い、図３（ａ）と同様に親水性の部分を形成するこ
とができる。また、水玉状の部分を親水性が低い部分ま
たは疎水性である部分としてもよい。

【００２６】以上のようにパターンを形成することによ
って、親水性高分子が孔の内面に被覆され孔径がたとえ
ば８０〜８５％に減少する（たとえばポリビニルアルコ
ール１％水溶液を用いた場合）が、セパレータ全体とし
てのガス透過性は維持でき、親水性の部分における高い
保液性によってセパレータ全体としての保液性を高める
ことができる。

【００２７】また、図３（ｃ）に示すように、セパレー
タの対向する１対の主表面の片方だけ疎水性である部分
３１を設けることもできる。部分３１（斜線で示す）
は、他の部分３２よりも親水性高分子の含量が少ないか
または該高分子を含まない部分とすることができる。部
分３１は、部分３２よりも親水性が低いかまたは疎水性
である。このようなセパレータをＮｉ−ＭＨ電池等に用
いる場合、疎水性の面をＮｉ極に接するようにするのが
好ましく、また、Ｎｉ−Ｃｄ電池の場合は、疎水性の面
をＣｄ極に接するようにすることが好ましい。

【００２８】他の面側を親水性の部分とする方法とし
て、たとえば濃度、温度を設定することによって所定の
粘度とした親水性高分子溶液を多孔性膜の他の面に塗
布、浸透させ、該溶液が一方の表面に到達する前に乾燥
することによって、図３（ｃ）に示す構成のセパレータ
を製造することができる。塗布に代わって、該溶液を霧
状に散布することによっても、散布時間によって親水性
部分の厚さを調整することができる。また、霧状に散布
することによって、親水性の部分をセパレータにおいて
微小な単位で形成することも可能である。

【００２９】１つの多孔性膜において、親水性ポリマー
の分布を不均一にすることが困難な場合、複数の別体の
多孔性膜を準備し、いくつかの膜について親水性の度
合、疎水性の度合を変えればよい。たとえば、それぞれ
の膜に異なる含量の親水ポリマーを固定化し、それらの
膜を重ね合わせることができる。また、十分な親水性を
有する膜と、この膜よりも親水性が低いかまたは疎水性
である膜を重ね合わせることもできる。後者の膜は、親
水基を少量含むかまたは親水基を全く含まない膜とする
ことができる。図３（ｄ）は、疎水性膜４１と親水性膜
４２とを重ね合わせてなるセパレータの例を示してい
る。このような膜の組成は、上述したとおりとすること
ができる。このような膜を重ね合わせたものは、図３
（ｃ）のように１つの膜において片面だけを疎水性にし
たものと同等の効果をもたらすことができる。セパレー
タの酸素ガス透過率は、親水性が低いかまたは疎水性で
ある部分によってさらに向上される。

【００３０】本発明は、アルカリ水溶液を電解液として
用いる蓄電池に適用され、特にニッケル−カドミウム電
池やニッケル−水素電池などのアルカリ二次電池に好ま
しく適用できるが、これらに限定されることなく、たと
えば鉄−ニッケル電池、亜鉛−ニッケル電池などにも適
用することができる。

【００３１】

【作用】たとえば、所定の気孔率を有するセパレータに
おいて、ガス透過性と保液性との関係は、図４に示すよ
うになると本発明者は考えた。図に示すように、ある範
囲の孔径においてガス透過率を向上させるとすれば、孔
径を大きくしなければならず、一方保液性を向上させよ
うとすれば、孔径を小さくしなければならなかった。し
たがって、ある孔径で十分な保液性を得たとしても、ガ
ス透過性が不十分であることがしばしばであった。この
ように、孔径が均一な膜では、両方の特性を十分に向上
させることは困難であった。

【００３２】そこで本発明者は、孔径の大きい部分と小
さい部分とでセパレータを構成することにより、大きい
部分でガス透過性を促進し、小さい部分で保液性を向上
させることによって、両方の特性を十分満足させるセパ
レータを提供するに至った。

【００３３】本発明のセパレータでは、孔径の小さい部
分で電極物質の短絡を食い止め、かつ保液性を高める一
方、孔径の大きい部分で、ガスの透過率を大幅に向上さ
せ、かつ液が充填される空間を広くとることができる。
孔径の大きい部分によって含浸できる電解液の量を増加
させれば、セパレータを薄くすることにつながる。

【００３４】また、図２に示すように、両面において孔
径を小さくすれば、一度セパレータに含浸された液は、
両面の孔径が小さくされているため、外に出にくくな
る。すなわち保液性が高くなる。また、両面の孔径を小
さくすれば、中心部の気孔率を大きくとることができる
ので、電解液の含浸量も向上させることができる。セパ
レータにおいて、一定の体積当り含浸できる電解液量を
増やすことができれば、薄いセパレータで所定の機能を
果たすことができる。薄いセパレータを用いることによ
り、電池において活物質の量を増やすことができる。

【００３５】なお、孔径の小さい部分は、保液性が高い
ため、電池を構成する際には、充放電反応に伴って吸水
するＣｄ極またはＭＨ極等に気孔の小さい部分が接する
ようセパレータを設けることが好ましい。

【００３６】一方、上述したように親水基の分布を変
化、調節することによって、セパレータ全体としてのガ
ス透過性を維持しながら、親水性の部分により保液性を
高めることができる。したがって、本発明は、膜の厚み
方向において孔径および／または気孔率を調節し、必要
に応じて親水基の分布を調節することにより、所望のガ
ス透過性および保液性を兼ね備える電池用セパレータを
提供するものである。

【００３７】

【実施例】

実施例１ダイキン工業社製ＰＴＦＥファインパウダーＦ−１０４
（分子量４００万〜５００万）１０００ｇに、液状潤滑
剤としてホワイトオイル２３０ｇを加えて、均一に混和
し、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加圧予備成形した。その
後、シリンダ径１３０ｍｍφのペースト押出機により押
出し、圧延により０．３ｍｍ厚のシートを形成した。こ
れをトリクロロエチレン中に浸漬し、液状潤滑剤を抽出
除去した。

【００３８】次に、各試料を１５０℃に加熱したロール
型延伸機で１軸方向（長手方向）に５００％延伸し、幅
方向に５００％延伸した。この延伸シートを延伸した状
態のまま加熱炉に入れ約５００℃で１分間加熱すること
により焼結した。

【００３９】このようにして作製した膜において表面付
近の気孔径は１０μｍ、膜の中心部の気孔径は８０μ
ｍ、膜全体の気孔率は８５％であった。得られた膜の断
面を図５に示す。図に示すように、膜の表面部分の孔は
小さく、一方内部は、非常に大きな孔が形成されてい
る。このようにして得られた厚み１００μｍの膜を、ポ
リビニルアルコール（クラレポバールＰＶＡ−２１７、
平均重合度１７５０、けん化度８８モル％、株式会社ク
ラレ製）０．５％の水溶液に浸漬した。次に、ポリビニ
ルアルコール水溶液を含浸させた多孔性膜に６Ｍｒａｄ
の電子線を照射してポリビニルアルコールの水不溶化を
行ない、親水性樹脂層を形成した。このようにして得ら
れた膜を電池のセパレータとして用いた。

【００４０】電池の正極には、水酸化ニッケル粉末、ニ
ッケル粉末およびコバルト粉末を充填した公知の発泡式
ニッケル極を用いた。負極には、ＭｍＮｉ_3.8 Ｍｎ_0.4
Ａｌ _0.3 Ｃｏ_0.5 （Ｍｍはミッシュメタルを示す）の水
素吸蔵合金を用い、この合金粉末を２％のポリビニルア
ルコール水溶液と混合してペースト状にし、発泡ニッケ
ル多孔体（住友電気工業株式会社製セルメット（登録商
標））に充填してローラープレスを行なった。

【００４１】以上のように作製された正極と負極との間
にセパレータを挟んでスパイラル状に巻き、径２２．５
ｍｍ、高さ４９．２ｍｍサイズの電槽に収納後、比重
１．２０の水酸化カリウム水溶液に水酸化リチウム３０
ｇ／ｌを溶解させた電解液を注入し、その後封口して密
閉型電池を作製した。

【００４２】実施例２押出機のシリンダ径を９０ｍｍφに変更した以外は、実
施例１と同様にしてＰＴＦＥを押出し、延伸した。その
後、４００℃の加熱ロールに沿わせて圧着しながら焼結
を行なった。これにより、ロールに接触した表面の気孔
径は１０μｍとなり、反対側表面の気孔径は５０μｍと
なった。得られた膜の気孔率は８５％であった。このよ
うにして得られた厚み１００μｍの多孔膜に、実施例１
と同様にして親水性樹脂層を設けた。この膜をセパレー
タとして用い、気孔径５０μｍの表面が正極に接するよ
うにスパイラル状に巻き、実施例１と同様の密閉型電池
を作製した。

【００４３】実施例３ダイキン工業社製ＰＴＦＥファインパウダーＦ−１０４
（分子量４００万〜５００万）１０００ｇに、液状潤滑
剤としてホワイトオイル２３０ｇを加えて、均一に混和
し、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加圧予備成形した。その
後、シリンダ径１３０ｍｍφのペースト押出機により押
出し、圧延により０．３ｍｍ厚のシートを形成した。こ
れをトリクロロエチレン中に浸漬し、液状潤滑剤を抽出
除去した。

【００４４】次に、各試料を１５０℃に加熱したロール
型延伸機で１軸方向（長手方向）に５００％延伸し、幅
方向に５００％延伸した。この延伸シートを延伸した状
態のまま加熱炉に入れ約５００℃で１分間加熱すること
により焼結した。

【００４５】このようにして作製した膜において表面付
近の気孔径は１０μｍ、膜の中心部の気孔径は８０μ
ｍ、膜全体の気孔率は８５％であった。得られた膜の断
面を図５に示す。図に示すように、膜の表面部分の孔は
小さく、一方内部は、非常に大きな孔が形成されてい
る。このようにして得られた厚み１００μｍの膜を、ポ
リビニルアルコール（クラレポバールＰＶＡ−２１７、
平均重合度１７５０、けん化度８８モル％、株式会社ク
ラレ製）０．５％の水溶液に浸漬した。

【００４６】次に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸
させた多孔膜の上に幅１ｍｍの鉛線を、１０ｍｍ間隔に
設置し、これらの上方から６Ｍｒａｄの電子線を照射し
て、部分的にポリビニルアルコールの水不溶化を行なっ
た。水洗することにより、ポリビニルアルコールの水不
溶化されない部分（鉛線により電子線が遮蔽された部
分）に付着したポリビニルアルコールを抽出除去した。
このようにして部分的に親水性樹脂を形成した。得られ
た膜を実施例１と同様に電池のセパレータとして用い
た。

【００４７】実施例４ダイキン工業社製ＰＴＦＥファインパウダーＦ−１０４
（分子量４００万〜５００万）１０００ｇに、液状潤滑
剤としてホワイトオイル２３０ｇを加えて、均一に混和
し、圧力５０ｋｇ／ｃｍ² で加圧予備成形した。その
後、シリンダ径１３０ｍｍφのペースト押出機により押
出し、圧延により０．３ｍｍ厚のシートを形成した。こ
れをトリクロロエチレン中に浸漬し、液状潤滑剤を抽出
除去した。

【００４８】次に、各試料を１５０℃に加熱したロール
型延伸機で１軸方向（長手方向）に５００％延伸し、幅
方向に５００％延伸した。この延伸シートを延伸した状
態のまま加熱炉に入れ約５００℃で１分間加熱すること
により焼結した。

【００４９】このようにして作製した膜において表面付
近の気孔径は１０μｍ、膜の中心部の気孔径は８０μ
ｍ、膜全体の気孔率は８５％であった。膜の厚みは１０
０μｍであった。この膜をエチレンとビニルアルコール
のランダム共重合体（クラレエバールＥＰ−Ｆ１０１
（エチレン共重合比率３２％、融点１８３℃、（株）ク
ラレ製）１重量％の水−プロピルアルコール混合溶液
（水：プロピルアルコール＝３：７）に浸漬した。次に
浸漬した膜を室温にて乾燥させ、親水性樹脂層を形成し
た。このようにして得られた膜を電池のセパレータとし
て用い、実施例１と同様の密閉型電池を作製した。

【００５０】実施例５実施例４と同様な方法で作製した親水性多孔膜を温度３
０℃で、濃度２５％の発煙硫酸中に約１５分間浸漬し、
水洗い後乾燥することにより、エチレンとビニルアルコ
ールの共重合体部分をスルホン化した。このようにして
得られた膜を実施例１と同様に電池のセパレータとして
用いた。

【００５１】比較例１従来どおりシリンダ径を９０ｍｍφとして、上記ＰＴＦ
Ｅの押出しを行ない、シート状に成形した。次に、実施
例１よりも延伸率を小さくして延伸を行なった後、加熱
炉に入れて焼結を行なうことにより、膜厚の方向に気孔
径がほとんど変化していない従来からの膜を得た。この
膜の気孔径は約１０μｍ、気孔率は８２％であった。得
られた膜の断面を図６に示す。図に示すように、膜の多
孔性構造はほぼ均一である。得られた膜を実施例１と同
様に親水化処理し、密閉型電池を作製した。

【００５２】実施例１のようにシリンダ径を従来より大
きくすることによって、押出シート表面において強いせ
ん断力がかかり、樹脂粒子同士がよく接着するようにな
るとともに樹脂の密度が高くなる。このため、延伸した
ときの気孔径が表面付近で小さくなる。また、気孔径は
焼結により小さくなるので、実施例２に示すように膜の
片側だけ焼結することによって、気孔径が一方の表面か
ら他方の表面に大きくなっていく膜が得られる。

【００５３】以上６種の電池について、０．５Ａで７時
間充電−０．５Ａで０．９Ｖまで放電のサイクルを５回
行なった。５サイクル目の放電容量は、いずれも２．５
Ａｈであった。次に、６種の電池について２．５Ａで
１．５時間の充電−２．５Ａで０．９Ｖまでの放電の急
速充放電サイクルを長期間繰り返して実験を行なった。
その結果を表１に示す。表１に示すとおり、本発明に従
う実施例１〜５の電池は寿命が長く、急速充放電サイク
ルにおいても酸素ガスをうまくセパレータを介して透過
させ、内圧を低く保っていることがわかる。

【００５４】

【表１】

【００５５】なお、上記実施例では１つの膜について気
孔径を変える例を示したが、気孔率を膜厚方向で変化さ
せる効果は、気孔率、気孔径の異なる膜を積層すること
によっても得られる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電解液を十分に保持でき、かつ充電時の酸素ガス透過性
に優れたセパレータを提供することができる。本発明の
セパレータを電池に用いることにより、電池の特性や寿
命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】本発明のもう１つの実施例を示す概略断面図で
ある。

【図３】本発明において、疎水性の部分と親水性の部分
を兼ね備えるセパレータの具体例を示す断面図である。

【図４】セパレータにおいて、ガス透過性と保液性との
関係を説明するための図である。

【図５】本発明の一具体例に用いる薄膜の断面における
多孔性組織を示す電子顕微鏡写真である。

【図６】比較例に用いる薄膜の断面における多孔性組織
を示す電子顕微鏡写真である。

【符号の説明】１、２多孔性膜１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ主表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田章大阪府泉南郡熊取町大字野田950 住友電気工業株式会社熊取製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚み方向において孔径が変化している多
孔性樹脂膜からなることを特徴とする、電池用セパレー
タ。
【請求項２】前記多孔性膜の対向する１対の主表面の
うち少なくとも一方の表面部分の孔径が、内部の孔径よ
りも小さく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。
【請求項３】前記多孔性膜が、疎水性樹脂膜の多孔性
空間に一種または二種以上の親水性高分子を固定化した
膜からなり、前記親水性高分子の前記多孔性膜における分布が不均一
であり、これにより、前記多孔性空間が、前記親水性高
分子によって親水性を有する第１の部分と、前記第１の
部分よりも親水性が低いかまたは疎水性を有する第２の
部分とを備えることを特徴とする、請求項１または２記
載の電池用セパレータ。
【請求項４】厚み方向において気孔率が変化している
多孔性樹脂膜からなることを特徴とする、電池用セパレ
ータ。
【請求項５】前記多孔性膜が、疎水性樹脂膜の多孔性
空間に一種または二種以上の親水性高分子を固定化した
膜からなり、前記親水性高分子の前記多孔性膜における分布が不均一
であり、これにより、前記多孔性空間が、前記親水性高
分子によって親水性を有する第１の部分と、前記第１の
部分よりも親水性が低いかまたは疎水性を有する第２の
部分とを備えることを特徴とする、請求項４記載の電池
用セパレータ。