JPH0864192A - 電池用セパレータ - Google Patents
電池用セパレータInfo
- Publication number
- JPH0864192A JPH0864192A JP6198257A JP19825794A JPH0864192A JP H0864192 A JPH0864192 A JP H0864192A JP 6198257 A JP6198257 A JP 6198257A JP 19825794 A JP19825794 A JP 19825794A JP H0864192 A JPH0864192 A JP H0864192A
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- Japan
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- graft
- separator
- hydrophilic substance
- graft copolymer
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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
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池を組み立てた際にセパレータが電解液と
接触して膨潤したり収縮したりして寸法変化し、シワを
生ずるようなことを防止する。 【構成】 プラスチックフィルムにイオン透過性を付与
し得るビニルモノマーをグラフト共重合させて成るグラ
フト共重合体の片面または両面に親水性物質層を形成す
ることにより、寸法変化を小さくする。
接触して膨潤したり収縮したりして寸法変化し、シワを
生ずるようなことを防止する。 【構成】 プラスチックフィルムにイオン透過性を付与
し得るビニルモノマーをグラフト共重合させて成るグラ
フト共重合体の片面または両面に親水性物質層を形成す
ることにより、寸法変化を小さくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池の正負両極間の短絡
を防止するために用いられる電池セパレータの改良に関
するものである。
を防止するために用いられる電池セパレータの改良に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】電池のセパレータとしては、例えば、米
国特許第３，４２７，２０６号明細書に記載されている
ように、ポリエチレンフィルムをアクリル酸やメタクリ
ル酸のようなエチレン性不飽和カルボン酸を含む溶液中
に浸漬し、これに放射線を照射し、ポリエチレンに前記
カルボン酸をグラフト共重合させたものが知られてい
る。
国特許第３，４２７，２０６号明細書に記載されている
ように、ポリエチレンフィルムをアクリル酸やメタクリ
ル酸のようなエチレン性不飽和カルボン酸を含む溶液中
に浸漬し、これに放射線を照射し、ポリエチレンに前記
カルボン酸をグラフト共重合させたものが知られてい
る。
【０００３】また、特公昭５８−４３８６６号公報には
プラスチックフィルムに、アクリル酸、メタクリル酸か
ら選ばれる１種以上のモノマーと、アクリル酸ヒドロオ
キシアルキルエステル、メタクリル酸ヒドロオキシアル
キルエステルから選ばれる１種以上のモノマーとをグラ
フト共重合させて得られるセパレータが開示されてい
る。このセパレータはヒドロキシアルキルエステルの併
用により耐酸化性の向上効果が得られる利点が知られて
いる。
プラスチックフィルムに、アクリル酸、メタクリル酸か
ら選ばれる１種以上のモノマーと、アクリル酸ヒドロオ
キシアルキルエステル、メタクリル酸ヒドロオキシアル
キルエステルから選ばれる１種以上のモノマーとをグラ
フト共重合させて得られるセパレータが開示されてい
る。このセパレータはヒドロキシアルキルエステルの併
用により耐酸化性の向上効果が得られる利点が知られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のグラフト共
重合体フィルムから成る電池セパレータは電気抵抗が低
く好ましいものである。ところで、陽極と陰極の間にセ
パレータを介在させ、電解液を注入して密封して電池組
み立る際におけるセパレータの寸法安定性は重大な特性
である。
重合体フィルムから成る電池セパレータは電気抵抗が低
く好ましいものである。ところで、陽極と陰極の間にセ
パレータを介在させ、電解液を注入して密封して電池組
み立る際におけるセパレータの寸法安定性は重大な特性
である。
【０００５】そして、上記いずれのセパレータも電解液
と接触すると一方向に膨潤（寸法が増す）すると共に、
該方向に直交する方向への収縮（寸法が減る）する傾向
があり、その結果、電池内部でシワを生じ、陽極あるい
は陰極との接触状態が不均一となり、電池の内部抵抗が
増加するという不都合があった。
と接触すると一方向に膨潤（寸法が増す）すると共に、
該方向に直交する方向への収縮（寸法が減る）する傾向
があり、その結果、電池内部でシワを生じ、陽極あるい
は陰極との接触状態が不均一となり、電池の内部抵抗が
増加するという不都合があった。
【０００６】従って、本発明は電解液に接しても膨潤や
収縮の程度の少ないセパレータを提供することを目的と
する。
収縮の程度の少ないセパレータを提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は従来技術の有
する上記問題を解決するため鋭意研究の結果、特定の層
を形成することにより所期の目的を達成できることを知
り本発明を完成するに至ったものである。
する上記問題を解決するため鋭意研究の結果、特定の層
を形成することにより所期の目的を達成できることを知
り本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】即ち、本発明に係る電池用セパレータは、
プラスチックフィルムにイオン透過性を付与し得るビニ
ルモノマーをグラフト共重合させて成るグラフト共重合
体の少なく共片面に、親水性物質層が形成されて成るも
のである。
プラスチックフィルムにイオン透過性を付与し得るビニ
ルモノマーをグラフト共重合させて成るグラフト共重合
体の少なく共片面に、親水性物質層が形成されて成るも
のである。
【０００９】本発明において用いられるグラフト共重合
体の基材としてのプラスチックフィルムは、特に格別で
ある必要はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビリリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフロオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポ
リアクリロニトリル、ポリカーボネート等を用いること
ができる。なお、このフィルムの厚さは特に限定されな
いが、機械的強度の点から、通常、約５〜２００μｍと
する。
体の基材としてのプラスチックフィルムは、特に格別で
ある必要はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビリリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフロオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポ
リアクリロニトリル、ポリカーボネート等を用いること
ができる。なお、このフィルムの厚さは特に限定されな
いが、機械的強度の点から、通常、約５〜２００μｍと
する。
【００１０】そして、このプラスチックフィルムにはイ
オン透過性を付与するためのビニルモノマーがグラフト
共重合される。このグラフト率は適宜設定するが、通常
は約１０〜１００％である。ビニルモノマーはイオン透
過性を付与することができるものであれば限定されない
が、特に好ましいのはアクリル酸またはメタクリル酸で
ある。
オン透過性を付与するためのビニルモノマーがグラフト
共重合される。このグラフト率は適宜設定するが、通常
は約１０〜１００％である。ビニルモノマーはイオン透
過性を付与することができるものであれば限定されない
が、特に好ましいのはアクリル酸またはメタクリル酸で
ある。
【００１１】また、セパレータの耐酸化性を向上させる
ため、アクリル酸ヒドロオキシメチル、アクリル酸ヒド
ロオキシエチル、アクリル酸ヒドロオキシプロピル、ア
クリル酸ヒドロオキシブチルのような炭素数が１〜４の
アクリル酸ヒドロオキシアルキルエステル、メタクリル
酸ヒドロオキシメチル、メタクリル酸ヒドロオキシエチ
ル、メタクリル酸ヒドロオキシプロピル、メタクリル酸
ヒドロオキシブチルのような炭素数が１〜４のメタクリ
ル酸ヒドロオキシアルキルエステルう同時にグラフト共
重合させてもよい。アクリル酸ヒドロオキシアルキルエ
ステル、メタクリル酸ヒドロオキシアルキルエステルを
用いる場合には、アクリル酸やメタクリル酸１００重量
部に対し、通常、１００重量部以下、好ましくは５〜３
０重量部とする。
ため、アクリル酸ヒドロオキシメチル、アクリル酸ヒド
ロオキシエチル、アクリル酸ヒドロオキシプロピル、ア
クリル酸ヒドロオキシブチルのような炭素数が１〜４の
アクリル酸ヒドロオキシアルキルエステル、メタクリル
酸ヒドロオキシメチル、メタクリル酸ヒドロオキシエチ
ル、メタクリル酸ヒドロオキシプロピル、メタクリル酸
ヒドロオキシブチルのような炭素数が１〜４のメタクリ
ル酸ヒドロオキシアルキルエステルう同時にグラフト共
重合させてもよい。アクリル酸ヒドロオキシアルキルエ
ステル、メタクリル酸ヒドロオキシアルキルエステルを
用いる場合には、アクリル酸やメタクリル酸１００重量
部に対し、通常、１００重量部以下、好ましくは５〜３
０重量部とする。
【００１２】プラスチックフィルムにビニルモノマー、
アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸
ヒドロキシアルキルエステルをグラスト共重合させるに
は、プラスチックフィルムに予め放射線や紫外線等のエ
ネルギー線を照射し、次いで、グラフト共重合すべきモ
ノマーと接触させる方法、プラスチックフィルムをグラ
フト共重合すべきモノマーと接触させ、エネルギー光線
を照射して共重合させる方法、ポラスチックフィルムに
予めラジカル発生剤を含有させておき、モノマーは接触
させ加熱することによりグラフト共重合させる方法等を
挙げることができる。
アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸
ヒドロキシアルキルエステルをグラスト共重合させるに
は、プラスチックフィルムに予め放射線や紫外線等のエ
ネルギー線を照射し、次いで、グラフト共重合すべきモ
ノマーと接触させる方法、プラスチックフィルムをグラ
フト共重合すべきモノマーと接触させ、エネルギー光線
を照射して共重合させる方法、ポラスチックフィルムに
予めラジカル発生剤を含有させておき、モノマーは接触
させ加熱することによりグラフト共重合させる方法等を
挙げることができる。
【００１３】アクリル酸やメタクリル酸とグラフト共重
合させたセパレータはこのまま使用することもできる
が、電池に組み込む前に、予め、電池の電解液成分、例
えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等と反応さ
せ、アクリル酸部分やメタクリル酸部分をカリウム塩や
ナトリウム塩にしておくこともできる。
合させたセパレータはこのまま使用することもできる
が、電池に組み込む前に、予め、電池の電解液成分、例
えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等と反応さ
せ、アクリル酸部分やメタクリル酸部分をカリウム塩や
ナトリウム塩にしておくこともできる。
【００１４】本発明において、更に、重要なことは、上
記のグラフト共重合体の片面または両面に、親水性物質
層を形成することである。この親水性物質層はポリビニ
ルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という）、カルボキシ
メチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩
等により形成できる。
記のグラフト共重合体の片面または両面に、親水性物質
層を形成することである。この親水性物質層はポリビニ
ルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という）、カルボキシ
メチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩
等により形成できる。
【００１５】グラフト共重合体の片面または両面への親
水性物質層の形成は、親水性物質を水、アルコール等の
適宜の溶剤に溶解し、これを前記グラフト共重合体表面
に塗布した後乾燥して溶剤を除去する方法、親水性物質
をフィルム状として、これをグラフト共重合体表面に重
ね合わせ、接着または融着する方法、等を採用できる。
なお、親水性物質層の厚さは任意であってよいが、通常
は約５〜５０μｍである。グラフト共重合体の少なく共
片面に親水性物質層を形成することより、電解液と接触
した際の寸法変化率が何故少なくなるのかは未だ解明さ
れていないが、後述の実施例に示した如くその効果が確
認された。
水性物質層の形成は、親水性物質を水、アルコール等の
適宜の溶剤に溶解し、これを前記グラフト共重合体表面
に塗布した後乾燥して溶剤を除去する方法、親水性物質
をフィルム状として、これをグラフト共重合体表面に重
ね合わせ、接着または融着する方法、等を採用できる。
なお、親水性物質層の厚さは任意であってよいが、通常
は約５〜５０μｍである。グラフト共重合体の少なく共
片面に親水性物質層を形成することより、電解液と接触
した際の寸法変化率が何故少なくなるのかは未だ解明さ
れていないが、後述の実施例に示した如くその効果が確
認された。
【００１６】本発明に係る電池用セパレータはグラフト
共重合体とその片面または両面に設けられた親水性層の
みからなるものであってよいが、所望により、他の層を
更に設けて電池に組み込むこともできる。他の層を形成
した実例としては、例えば、（ａ）グラフト共重合体の
片面に親水性物質層を形成し、該重合体の他面にセロハ
ンと不織布を順次積層したセパレータ、（ｂ）グラフト
共重合体の片面に親水性物質層を形成し、この親水性物
質層上にセロハンおよび不織布を順次積層したセパレー
タ、（ｃ）グラフト共重合体の片面に親水性物質層を形
成し、該重合体の他面にセロハン、グラフト共重合体お
よび不織布を順次積層したセパレータ等を挙げることが
できる。
共重合体とその片面または両面に設けられた親水性層の
みからなるものであってよいが、所望により、他の層を
更に設けて電池に組み込むこともできる。他の層を形成
した実例としては、例えば、（ａ）グラフト共重合体の
片面に親水性物質層を形成し、該重合体の他面にセロハ
ンと不織布を順次積層したセパレータ、（ｂ）グラフト
共重合体の片面に親水性物質層を形成し、この親水性物
質層上にセロハンおよび不織布を順次積層したセパレー
タ、（ｃ）グラフト共重合体の片面に親水性物質層を形
成し、該重合体の他面にセロハン、グラフト共重合体お
よび不織布を順次積層したセパレータ等を挙げることが
できる。
【００１７】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１８】実施例１ 厚さ２５μｍの長尺ポリエチレンフィルムに２０Ｍｒａ
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩とした。
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩とした。
【００１９】一方、これとは別にポリビニルアルコール
（日本合成化学工業社製、商品名ゴーセノールＧＭ−１
４）の５重量％水溶液を前記グラフト共重合体の片面に
塗布し、温度７０℃で６０分間乾燥し溶媒を除去し、厚
さ５μｍの親水性物質層を形成したセパレータを得た。
（日本合成化学工業社製、商品名ゴーセノールＧＭ−１
４）の５重量％水溶液を前記グラフト共重合体の片面に
塗布し、温度７０℃で６０分間乾燥し溶媒を除去し、厚
さ５μｍの親水性物質層を形成したセパレータを得た。
【００２０】実施例２ ポリビニルアルコールによる親水性物質層の厚さを１５
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
【００２１】実施例３ ポリビニルアルコールによる親水性物質層の厚さを３０
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
【００２２】実施例４ ポリビニルアルコールによる親水性物質層の厚さを５０
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
μｍとすること以外は全て実施例１と同様に作業してセ
パレータを得た。
【００２３】実施例５ 厚さ２５μｍの長尺ポリエチレンフィルムに２０Ｍｒａ
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩とした。
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩とした。
【００２４】一方、これとは別にポリアクリル酸ナトリ
ウム（和光純薬社製、重合度１５０００〜２００００）
の５重量％水溶液を前記グラフト共重合体の片面に塗布
し、温度７０℃で６０分間乾燥し溶媒を除去し、厚さ３
０μｍの親水性物質層を形成したセパレータを得た。
ウム（和光純薬社製、重合度１５０００〜２００００）
の５重量％水溶液を前記グラフト共重合体の片面に塗布
し、温度７０℃で６０分間乾燥し溶媒を除去し、厚さ３
０μｍの親水性物質層を形成したセパレータを得た。
【００２５】実施例６ 実施例１で作成したのと同じグラフト共重合体（メタク
リル酸部分をカリウム塩としたもの）の片面に、厚さ３
０μｍのポリビニルアルコールフィルムを重ね合わせ、
温度７０℃で加熱加圧して貼り合わせてセパレータを得
た。
リル酸部分をカリウム塩としたもの）の片面に、厚さ３
０μｍのポリビニルアルコールフィルムを重ね合わせ、
温度７０℃で加熱加圧して貼り合わせてセパレータを得
た。
【００２６】比較例 厚さ２５μｍの長尺ポリエチレンフィルムに２０Ｍｒａ
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩としセパレータを得た。
ｄの電子線を照射し、これをメタクリル酸の４０重量％
水溶液に５時間浸漬し、ポリエチレンにメタクリル酸を
グラフト共重合（グラフト率３５％）させて引き上げ、
１０重量％の水酸化カリウム水溶液に１時間浸漬してメ
タクリル酸部分をカリウム塩としセパレータを得た。
【００２７】上記実施例および比較例によって得られた
セパレータを、４０重量％の水酸化カリウム水溶液に２
０時間浸漬した後の二方向の寸法変化率を測定した結果
を表１に示す。この寸法変化率（％）は下記の数１によ
り算出した値である。
セパレータを、４０重量％の水酸化カリウム水溶液に２
０時間浸漬した後の二方向の寸法変化率を測定した結果
を表１に示す。この寸法変化率（％）は下記の数１によ
り算出した値である。
【００２８】
【数１】
【００２９】なお、表１中における「縦方向」はセパレ
ータを得るのに用いたポリエチレンフィルムの長尺方
法、「横方向」は長尺方向に直交する方向である。
ータを得るのに用いたポリエチレンフィルムの長尺方
法、「横方向」は長尺方向に直交する方向である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され、グラフ
ト共重合体に親水性物質層を設けたので、電解液に接触
しても寸法変化し難く、シワを生ずることがなく、電池
の内部抵抗を増加させるよう不都合がない利点を有す
る。
ト共重合体に親水性物質層を設けたので、電解液に接触
しても寸法変化し難く、シワを生ずることがなく、電池
の内部抵抗を増加させるよう不都合がない利点を有す
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 プラスチックフィルムにイオン透過性を
付与し得るビニルモノマーをグラフト共重合させて成る
グラフト共重合体の少なくとも片面に、親水性物質層が
形成されて成ることを特徴とする電池用セパレータ。 - 【請求項２】 プラスチックフィルムにイオン透過性を
付与し得るビニルモノマーをグラフト共重合させて成る
グラフト共重合体の少なくとも片面に、親水性物質層が
形成されており、更に、この親水性物質層を有するグラ
フト共重合体にプラスチックフィルムにイオン透過性を
付与し得るビニルモノマーをグラフト共重合させたグラ
フト共重合体、セロハンあるは不織布の少なくとも一つ
が積層されて成る電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198257A JPH0864192A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6198257A JPH0864192A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864192A true JPH0864192A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16388125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6198257A Pending JPH0864192A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864192A (ja) |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP6198257A patent/JPH0864192A/ja active Pending
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