JPH08180852A - 蓄電池用袋状セパレータ及びその製造方法 - Google Patents

蓄電池用袋状セパレータ及びその製造方法

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JPH08180852A
JPH08180852A JP6322386A JP32238694A JPH08180852A JP H08180852 A JPH08180852 A JP H08180852A JP 6322386 A JP6322386 A JP 6322386A JP 32238694 A JP32238694 A JP 32238694A JP H08180852 A JPH08180852 A JP H08180852A
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JP
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sheet
bag
heat
papermaking
separator
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JP6322386A
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Inventor
Hiroki Kitawaki
宏紀 北脇
Kazuo Goto
和夫 後藤
Masashi Sugiyama
昌司 杉山
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Glass Fiber Co Ltd
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    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易かつ安価に製造することができ、しかも
強度やセパレータ性能にも優れる蓄電池用袋状セパレー
タを提供する。 【構成】 無機質材と合成繊維とバインダーとを含む抄
紙シートの少なくとも一方の面に耐酸性熱融着樹脂の塗
布層を形成し、このシートを塗布層が重なり合うように
2つ折りして熱融着して袋状とする。 【効果】 二層抄紙設備等を必要とすることなく、少な
い工程数にて容易かつ効率的に製造することができる。
二層抄紙に比べて繊維使用量が少なく、繊維コストも安
くなるため、安価に製造できる。抽出のための有機溶剤
を使用する必要がなく、作業環境が良好である。抄紙シ
ートと耐酸性熱融着樹脂との接触面積を十分に確保する
ことができ、熱融着の密着性が高められ、剥離強度の高
い袋状セパレータを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蓄電池用袋状セパレータ
及びその製造方法に係り、特に、強度やセパレータ性能
に優れ、しかも、容易かつ安価に製造することができる
蓄電池用袋状セパレータ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用途が主な需要を占めている液式
鉛蓄電池において、(+)極板と(−)極板の隔離に用
いられるセパレータとしては、従来、リンターパルプを
フェノール樹脂処理したシート、無機粉末と合成繊維、
ガラス繊維を混抄したシート等にガラス繊維からなる保
護マットを組み合わせて構成されるセパレータ、或い
は、主にポリオレフィン樹脂に無機粉末、鉱物油等を混
合し、押し出し機にてシート化し、極板を包み込むよう
に熱融着して袋状にした袋状セパレータがある。
【0003】ここで、セパレータの機能は (a) (+)極板と(−)極板とが電池の中で接触
し、短絡することを防止する。 (b) 電解液を吸収し、イオンを良く通す。 ことであるから、セパレータはミクロンオーダーの微孔
が無数にあいた、耐薬品性に優れたシートで構成されて
いる。
【0004】ところで、近年、自動車用蓄電池のセパレ
ータは、(+)極板からの活物質が脱落して短絡を起こ
すのを防ぐため、蓄電池のコンパクト化のため、更に電
池の組立作業性の簡素化のために、上述のセパレータの
うち袋状タイプのセパレータが多く使用されるようにな
ってきた。
【0005】従来、この種の袋状セパレータは、主に次
のような方法で製造されている。
【0006】 合成繊維と合成パルプとガラス繊維及
び無機粉末とを混合した原料を抄紙してシート化したも
のを2つ折りして熱融着する。
【0007】 ポリオレフィン系樹脂と無機粉末及び
鉱物油等を混合し、押し出し機を使用してシート形成
後、シート中に含まれる鉱物油を有機溶剤を用いて抽出
してシートに微孔を形成した後、2つ折りして熱融着す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法のう
ち、の方法は、生産性に優れているが熱融着部が剥離
し易く、破れ易いという欠点がある。この改善策として
無機材質(無機粉末、ガラス繊維)と合成繊維及びバイ
ンダーからなる微孔性抄紙層と無機材質を含まない熱融
着層を別々に抄紙後、湿紙の状態で重ね合わせて一体化
する2層抄紙法も提案されている(特公平4−4974
2号公報)が、この方法では、 (i) 二層抄紙のための2種類の原料を調合する必要が
あり作業が複雑になる。 (ii) 無機材質混合系の白水が熱融着層系に混じると熱
融着の効果が落ちる。 (iii) (i), (ii) より作業が複雑になり、安定した品
質が得られ難い。 (iv) 二層抄紙のため重ね合わせ部の結合が弱く、抄き
合わせ部で剥離し易い。 といった不具合がある。
【0009】一方、上記の方法では、微孔を作るため
鉱物油を配合し、更にこれを抽出するためにトリクレン
等の有機溶剤を使用しなければならず、作業上の安全性
が劣る上に、生産性も悪いという問題がある。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、容易
かつ安定に製造することができ、しかも強度やセパレー
タ性能にも優れる蓄電池用袋状セパレータ及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の蓄電池用袋状
セパレータは、無機質材と合成繊維とバインダーとを含
む抄紙シートの少なくとも一方の面に耐酸性熱融着樹脂
の塗布層が形成されたセパレータシートを、該塗布層が
重なり合うように2つ折りし、該塗布層の部分で熱融着
して袋状に形成してなることを特徴とする。
【0012】請求項2の蓄電池用袋状セパレータの製造
方法は、無機質材と合成樹脂とバインダーとを含む混合
物を抄紙する工程と、該抄紙中又は抄紙後において、耐
酸性熱融着樹脂を塗布して抄紙シートの少なくとも一方
の面に該耐酸性熱融着樹脂の塗布層を形成する工程と、
該塗布層を形成した抄紙シートを、該塗布層が重なり合
うように2つ折りし、該塗布層の部分で熱融着する工程
とを備えることを特徴とする。
【0013】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0014】図1は、無機質材と合成繊維とバインダー
とを含む抄紙原料で抄紙シートを抄紙する際に、耐酸性
熱融着樹脂の塗布を行う方法を説明する系統図であり、
抄紙原料を抄紙パート1,プレスパート2,多筒式ドラ
イヤー3を経て抄紙し、その一方の面に塗布機4で耐酸
性熱融着樹脂を塗布した後熱風乾燥機5で乾燥し、加圧
ローラ6で押圧してセパレータシート10を得、これを
巻取り機7で巻取る。
【0015】図2は、予め製造した抄紙シートに耐酸性
熱融着樹脂の塗布を行う方法を説明する系統図であり、
抄紙シート11を送り出し、塗工機12で一方の面に耐
酸性熱融着樹脂を塗布した後、熱風乾燥炉13で乾燥
し、加圧ローラ6で押圧してセパレータシート10を
得、これを巻取り機7で巻取る。
【0016】図1,図2のいずれの場合においても、図
3に示す如く、ベースシート、即ち抄紙シート10Aの
表面に耐酸性熱融着樹脂の塗布層10Bが密着性良く形
成されたセパレータシート10を得ることができる。
【0017】得られたセパレータシートは、耐酸性熱融
着樹脂の塗布層を内側にして2つ折りし、常法に従って
熱融着することにより、容易に袋状セパレータとするこ
とができる。
【0018】なお、この袋状セパレータの製造に当り、
熱融着はセパレータシートの両側縁部で行うため、本発
明においては、耐酸性熱融着樹脂の塗布層は、セパレー
タシートの全面に形成する必要はなく、熱融着部のみで
良い。従って、図4に示す如く、ベースシート10Aの
両側縁部にのみ帯状の塗布部10Bを設けたものであっ
ても良い。
【0019】この場合、この帯状の塗布部10Bの面積
は、セパレータシート10の面積に対して5〜35%、
特に10〜20%となるように設けるのが好ましい。塗
布部の面積割合が上記範囲よりも少ないと、熱融着効果
が劣り、剥離し易くなる。逆に、塗布部の面積割合が上
記範囲よりも多いとセパレータシートの通気性、電気抵
抗、耐酸性熱融着樹脂コストの面で好ましくない。
【0020】耐酸性熱融着樹脂の塗布面積当りの塗布量
は、5〜20g/cm2 とするのが好ましい。この塗布
量が上記範囲よりも少ないと、熱融着効果が劣り、剥離
し易くなる。逆に、上記範囲よりも多いとセパレータシ
ートの通気性、電気抵抗、耐酸性熱融着樹脂コストの面
で好ましくない。
【0021】本発明において、耐酸性熱融着樹脂として
は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用
いることができる。これらの耐酸性熱融着樹脂としては
三井石油化学社製「ケミパール」、住友化学社製「スミ
カフレックス」等の市販品を使用することができる。
【0022】このような耐酸性熱融着樹脂は、10〜5
0重量%程度の水性ディスパーション液として塗布に供
される。この塗布液中には、塗布作業性の改善の目的
で、CMC等の増粘剤を0.01〜0.5重量%、アル
キルスルホン酸塩等の浸透剤を0.5〜5重量%、その
他消泡剤等を添加しても良い。
【0023】また、塗布液にシリカ粉末,珪藻土等の無
機粉末を配合することにより、得られるセパレータの電
解液の浸透性を高めることもできる。この場合、無機粉
末は塗布樹脂に対して10〜80重量%程度配合するの
が好ましく、また、用いる無機粉末の粒径は3〜15μ
m程度であることが好ましい。
【0024】なお、本発明において、抄紙原料として用
いる無機質材は、無機粉、無機繊維又はこれらの混合物
であり、無機粉としては、シリカ、珪酸カルシウム、カ
オリン、クレー、タルク、珪藻土等の1種又は2種以上
を使用することができる。また、無機繊維としては、ガ
ラス繊維、ロックウール、アスベスト繊維等の1種又は
2種以上を使用することができる。
【0025】合成繊維としては、ポリエステル系、ポリ
アクリルニトリル系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニ
ル系、フェノール樹脂系等の1種又は2種以上を使用す
ることができ、その繊維径は5〜30μm、繊維長さは
2〜10mmのものが好ましい。
【0026】バインダーとしては一般に合成樹脂バイン
ダーを用い、例えば、合成パルプバインダーとしてはポ
リオレフィン系樹脂、好ましくは、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリブテン及びこれらの共重合物、その他
の合成樹脂のパルプで前記合成繊維より融点の低いもの
を使用するのが好ましい。
【0027】抄紙原料は、これらの無機質材を20〜6
0重量%、合成繊維を10〜50重量%、バインダーを
5〜30重量%含む混合液として調製され、常法に従っ
て抄紙することにより、通常、厚さ0.2〜0.6m
m、目付60〜300g/m2の抄紙シートとされる。
【0028】なお、本発明においては、耐酸性熱融着樹
脂塗布後において、ホットメルト樹脂等でリブを設け、
リブ付袋状セパレータとすることもできる。また、予め
抄紙シートを作製した後、この抄紙シートに耐酸性熱融
着樹脂を塗布する場合において、抄紙シートにロール状
のガラスマットを重ね合せて一体化したものに耐酸性熱
融着樹脂を塗布して熱融着することにより、ガラスマッ
ト付きの袋状セパレータとすることもできる。
【0029】
【作用】本発明においては、耐酸性熱融着樹脂を塗布し
て抄紙シートに熱融着(熱シール)性を付与するため、 (A) 二層抄紙設備等を必要とすることなく、少ない工程
数にて容易かつ効率的に製造することができる。 (B) 二層抄紙に比べて繊維使用量が少なく、繊維コスト
も安くなるため、安価に製造できる。 (C) 抽出のための有機溶剤を使用する必要がなく、作業
環境が良好である。 といった優れた効果が奏される。
【0030】しかも、耐酸性熱融着樹脂の塗布によれ
ば、抄紙シートと耐酸性熱融着樹脂との接触面積を十分
に確保することができ、熱融着の密着性が高められ、剥
離強度の高い袋状セパレータを得ることができる。
【0031】特に、熱融着に必要な箇所のみに耐酸性熱
融着樹脂を塗布した場合には、耐酸性熱融着樹脂使用量
の低減を図ることができる上に、セパレータの電気抵抗
を下げることができ、また、通気性を良好にすることが
できることから、極めて有利である。
【0032】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0033】なお、実施例及び比較例における各種物性
及び特性の試験方法は次の通りである。
【0034】<厚み試験法>JISC2313による。
20Kgf/100cm2 の加圧がかかるダイヤルゲー
ジ又は同等の測定治具にて測定を行う。
【0035】<電気抵抗試験法>JISC2313によ
る。約7cm角の試験片を規定枚数切り出し、比重1.
2の希硫酸中に浸漬し、測定装置にセット後、電流を流
し測定する。
【0036】<耐酸化性試験法>7cm角の試験片を5
cm角の電極間にセットし、5Kgの荷重をかけ、比重
1.3の希硫酸を注入後電流を流し、電圧のバラツキが
一定値を超えた時間をもって表す。
【0037】<剥離強度試験法>熱融着方向に対し直角
に25mm幅に試験片を切り出し、引っ張り試験機(オ
ートグラフ)にセットし、JISP8113に準じて測
定する。
【0038】実施例1 図1に示す方法に従って、本発明の蓄電池用袋状セパレ
ータを製造した。
【0039】まず、ポリエステル繊維(繊維径10〜2
5μm,繊維長さ3〜7mm)20重量%、ポリエチレ
ン合成パルプ30重量%、無定形シリカ粉末50重量%
からなる混合物を抄紙機で抄紙し、一方の面に、ポリオ
レフィン系樹脂40重量%の水性ディスパーション液4
7重量部と増粘剤(CMC)1重量部及び浸透剤2重量
部の混合液をポリオレフィン系樹脂の付着量が10g/
cm2 となるように塗布後乾燥して、厚さ0.4mm、
目付160g/m2 のセパレータシートを得た。
【0040】得られたセパレータシートを極板の長さの
約2倍の長さに裁断後、塗布層を内側にして中央で2つ
折りし、その両側縁を超音波加熱器により互いに熱融着
(熱融着部の幅5mm)して袋状のセパレータを製造し
た。
【0041】得られた袋状セパレータの物性及び特性の
試験結果を表1に示す。
【0042】実施例2 実施例1において、抄紙後乾燥して得られた抄紙シート
に、図2に示す方法に従ってポリオレフィン系樹脂を含
む塗布液を塗布したこと以外は同様にして袋状セパレー
タを製造し、得られた袋状セパレータの物性及び特性の
試験結果を表1に示した。
【0043】実施例3 実施例2において、図4に示す如く、塗布液を熱融着に
必要な部分(幅10mm:シート面の8%に相当す
る。)のみに塗布したこと以外は同様にして袋状セパレ
ータを製造し、得られた袋状セパレータの物性及び特性
の試験結果を表1に示した。
【0044】比較例1 実施例1で用いた抄紙原料と、ポリエチレン合成パルプ
60重量%及びポリエステル繊維40重量%の混合原料
との2種類の原料を別々に抄紙し、湿紙の状態で重ね合
わせ脱水後乾燥して、厚み0.4mm、目付150g/
2 のセパレータシートを得た。このシートを極板の長
さの約2倍の長さに裁断後、上記混合原料の層を内側に
して中央で2つ折りし、実施例1と同様に熱融着して袋
状のセパレータを製造した。
【0045】得られた袋状セパレータの物性及び特性の
試験結果を表1に示す。
【0046】比較例2 ポリエチレン樹脂40重量部、シリカ粉末60重量部及
び鉱物油150部を混合し、二軸押し出し機で押し出し
成形して厚み0.3mmのシートを得た。このシートを
トリクロロエチレン液に浸漬して鉱物油の90%を抽出
してセパレータシートを得た。このシートを極板の長さ
の約2倍の長さに裁断後、中央で2つ折りし、実施例1
と同様に熱融着して袋状のセパレータを製造した。
【0047】得られた袋状セパレータの物性及び特性の
試験結果を表1に示す。
【0048】
【表1】
【0049】表1より、本発明によれば、簡易な方法で
各種特性に優れた袋状セパレータを製造できることが明
らかである。
【0050】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の蓄電池用袋
状セパレータ及びその製造方法によれば、強度やセパレ
ータ性能等が良好な蓄電池用袋状セパレータを、容易か
つ安価に、しかも良好な作業性にて製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蓄電池用袋状セパレータの製造方法の
一実施例を示す系統図である。
【図2】本発明の蓄電池用袋状セパレータの製造方法の
他の実施例を示す系統図である。
【図3】本発明の蓄電池用袋状セパレータの一実施例を
示す模式的断面図である。
【図4】本発明の蓄電池用袋状セパレータの一実施例を
示す平面図である。
【符号の説明】
1 抄紙パート 2 プレスパート 3 多筒式ドライヤー 4 塗布機 5 熱風乾燥機 6 加圧ローラ 7 巻取り機 10 セパレータシート 10A ベースシート 10B 塗布層 11 抄紙シート 12 塗工機 13 熱風乾燥炉

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機質材と合成繊維とバインダーとを含
    む抄紙シートの少なくとも一方の面に耐酸性熱融着樹脂
    の塗布層が形成されたセパレータシートを、該塗布層が
    重なり合うように2つ折りし、該塗布層の部分で熱融着
    して袋状に形成してなる蓄電池用袋状セパレータ。
  2. 【請求項2】 無機質材と合成樹脂とバインダーとを含
    む混合物を抄紙する工程と、該抄紙中又は抄紙後におい
    て、耐酸性熱融着樹脂を塗布して抄紙シートの少なくと
    も一方の面に該耐酸性熱融着樹脂の塗布層を形成する工
    程と、 該塗布層を形成した抄紙シートを、該塗布層が重なり合
    うように2つ折りし、該塗布層の部分で熱融着する工程
    とを備える蓄電池用袋状セパレータの製造方法。
JP6322386A 1994-12-26 1994-12-26 蓄電池用袋状セパレータ及びその製造方法 Pending JPH08180852A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008034167A (ja) * 2006-07-27 2008-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
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