JPS59138058A - 蓄電池用隔離板 - Google Patents

蓄電池用隔離板

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JPS59138058A
JPS59138058A JP58010059A JP1005983A JPS59138058A JP S59138058 A JPS59138058 A JP S59138058A JP 58010059 A JP58010059 A JP 58010059A JP 1005983 A JP1005983 A JP 1005983A JP S59138058 A JPS59138058 A JP S59138058A
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JP
Japan
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diameter
separator
glass fiber
small
glass
Prior art date
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Pending
Application number
JP58010059A
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English (en)
Inventor
Jiyunsuke Mutou
武藤 純資
Masaru Masukawa
益川 勝
Harusaku Hamada
浜田 治策
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NIPPON GLASS SENI KK
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
NIPPON GLASS SENI KK
Nippon Glass Fiber Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M50/434Ceramics
    • H01M50/437Glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
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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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓄電池用隔離板、特にガラス繊維を主体とする
鉛蓄電池用隔離板に関するものである。
従来、平均直径が1s−isμのガラス繊維を交錯させ
て製造したいわゆるガラスマントと微孔セパレーターと
を張り合せたものが蓄電池用隔離板として用いられてい
る。しかし、この隔離板はガラスマントと微孔セパレー
ターとを別個に製造し、これを張り合わせるという複雑
な工程を要し、製造コストが比較的に高いという欠点が
ある。このような張り合せ工程を必要としない一体型の
隔離板として、例えば特開昭3;3−/3乙乙32には
繊維直径が/μ以下(たとえば0.3μ)のガラス繊維
50重量部、繊維直径が10〜30μ(たとえば//μ
)のガラス繊維its重量部および天然セルロース繊維
5重量部を含み、これらを互に絡み合わせてなる蓄電池
用隔離板が記載されている。しかしこの隔離板は耐酸性
がそれほど良いとは言えず、従ってこの隔離板を使った
蓄電池の寿命を長くするには限度があり、また隔離板の
製造コストもそれほど安いとは言えなかった。
本発明はこのような従来の蓄電池用隔離板の欠点をなく
して、複雑な工程を要せず製造することができる奏耐酸
性のすぐれた製造コストの安価な蓄電池用隔離板を提供
することを目的とする。
すなわち本発明は73〜30μの平均直径と3〜100
mmの平均長さとを有する大径のガラス繊維と、3μ以
下の平均直径を有する小径のガラス繊維とからなり、大
径ガラス繊維はそれと小径ガラス繊維との合語量に対し
て、20〜ざ0重量%になるように含まれ、大径ガラス
繊維および小径ガラス繊維はともに含アルカリ珪酸塩ガ
ラスの組成を有しており、これらは湿式抄造により特別
な接着剤なしは相互に接着され絡み合っている蓄電池用
隔離板である。
本発明の蓄電池用隔離板は大径のガラス繊維と小径のガ
ラス繊維とから構成されており、大径のガラス繊維は7
3〜30μの平均直径、より好ましくは/3−、.25
μの平均直径と3〜100mmの平均長さを有する。大
径の繊維の直径が73μより小さいときには繊維の生産
性が低くなってコスト高となり、逆に30μよりも大き
くなると隔離板の可撓性が小さ過ぎて蓄電池の組立作業
が困難になり、かつ抄造が困難になる。大径繊維は紡糸
された連続状のガラス繊維をカッターにより3〜100
 mmの長さに切断することにより得られる。切断長さ
が3mm未満にした場合には切断コストが高くなり、ま
た抄造の際に孔あきコンベアネットから水と共に抜は落
ちて損失となる割合が増加するので好ましくなく、逆に
10ommを越えた長さに切断した場合には抄造のため
の水中への分散を均一にすることが容易でなくなるので
好ましくない。
用いられる小径のガラス繊維は3μ以下、好ましくは0
.に〜/、夕μの平均直径を有する。3μよりも平均直
径の大きな小径ガラス繊維は隔離板の最大如孔径を増大
させ゛C1蓄電池電極間の短絡をひきおこす危険がある
ので好ましくない。しかしあまり小さな平均直径のガラ
ス繊維はその製造コストが高価となるので0168以上
であることが好ましい。この小径のガラス繊維はFA法
、遠心法その他いわゆるガラス短繊維製法によって製造
され、通常はq〜3Qmmの平均長さを有している。
本発明の隔離板を構成する大径ガラス繊維と小径ガラス
繊維との混合割合は、両繊維の合語量に対して大径繊維
が、20〜ざ0重量%、好ましくはグ0〜go重量%で
ある。大径繊維の混入割合が、20%未満の場合には隔
離板の機械的強度が減少するとともに、小径繊維量増加
による製造コストの増加をもたらすので好ましくない。
逆に大径繊維量がgo%を越えると、隔離板の保液力の
低下および吸液度の悪化をもたらすので好ましくない。
本発明の隔離板の大径ガラス繊維および小径カラス繊維
はともに含アルカリ珪酸塩ガラス組成を有する。これら
のガラス繊維を用いて湿式抄造により隔離板を製造する
とき、ガラス繊維中のアルカリ成分およびンリカ成分が
、分散のための水と反応しておそらく水ガラス層がガラ
ス繊維表面に形成され、この水ガラス層が接着剤として
作用しガラス繊維を相互に接着させる。従って隔離板を
製造スルために従来必要とされた有機繊維、バインダー
等は本発明においては全く必要ではなく、本発明の隔離
板は有機繊維や、樹脂バインダーその他の特別の接着剤
を含有しない。
これらの接着剤は隔離板の耐酸性を弱めるので、それ故
に本発明の隔離板は従来の隔離板に比して優れた耐酸性
を有する。
抄造のときに生ずる上記接着層の好ましい生成条件は次
の通りである。ともに含アルカリ珪酸塩ガラス組成を有
する大径のガラス繊維および小径のガラス繊維を、たと
えば硝酸を添加してPH値を2〜3に保った水の中に一
定時間たとえばs−,2゜分分散させておく。この間に
ガラス繊維表面に接着層が形成され、このガラス繊維を
抄造し、ついでこれを所定温度たとえばgo〜/llo
”cに加熱することにより、相互に絡み合った大径ガラ
ス繊維および小径のガラス繊維は強固な接着層によって
相互に接着される。大径ガラス繊維および小径ガラス繊
維は、同一のガラス組成を有していなくてもよいが、と
もに耐酸性の良好な含アルカリ珪酸塩ガラス組成のもの
が使用される。
この耐酸性の程度は、ガラス繊維の状態でJ工5Q−2
J!0.2  に従って測定した場合の重量減が2%以
下であるのが望ましい。抄造工程中にガラス繊維表面に
接着層が形成しやすく、かつ耐酸性のすぐれたガラス繊
維は、珪酸(SiO2)成分が重量比で乙O〜7j%で
あり、アルカリ成分R20(Na20 +に20などの
金側)がg〜、20%であり、ただし5102十R20
は75〜90%であり、その他の含まれてもよい成分と
しては、例えばGa、Cr M ’;’ O+ B 2
03 。
Al2O3+ Zn○、 Fe2O3などのすくなくと
も7種であるような含アルカリ珪酸塩ガラスからなるこ
とが好ましい。好ましい含アルカリ珪酸塩ガラスの例を
第7表に示している。
本発明の隔離板はそれが組み込まれる蓄電池の種類1寸
法などによって異なるが、通常はO,S−5mmの厚み
と、0./!r 〜0.2/ 9/Cm3の密度を有す
る。
次に本発明を実施例について説明する。
組成が第7表のCガラスの組成をもち平均直径が79μ
のガラス長繊維を紡糸しカッターにより長繊維を紡糸し
カッターにより長さ2Qmmに切断し大径のガラス繊維
を得る。また組成が第7表のAガラスの組成をもち平均
直径がo、gμで平均長さが9 mmのガラス短繊維を
FA法で製造し小径のガラス繊維を得る。この両方のガ
ラス繊維を水100重量部に対して、両繊維合泪でO,
S重量部の割合でかつ第2表に示す混合比をもって投入
、攪拌して均一に分散させ、更に硫酸を添加して水のP
Hを3.0に保ち、約70分間攪拌を続ける。
その後に抄造をおこない100°Cに加熱してマット状
の蓄電池用隔離板を得た。この隔離板を構成する大径お
よび小径のガラス繊維はその表面に形成された水ガラス
により相互に接着されていることが観察された。
これらの隔離板は第2表に示すような厚み、密度。
引張強度、吸液度、保液力、電気抵抗、耐酸性および最
大姻孔径を有していた。
これらの特性値および繊維の平均直径、平均長さの測定
法は次の通りである。
(1)厚み 試料をその厚み方向に20 Kg/C1m
2の第7表 〕3 荷重で押圧した状態で測定する。
(J工SC−,220,2) (2)密度 試料100m×100mの面積(S)ニ2
0に9の荷! (W)を加えた時の試料の厚さTとした
時に、式: W/(sxT)<9/am3)で与えられ
る値で表わす。
(3)引張り強度幅10 tramの試料の両端を引張
りそれが切断するときの外力の値 (Kり)で表示する。
(4)吸液速度 試料を垂直にしてその下部を比重1.
2乙の希硫酸液に浸漬し、希硫 酸が1分間に上昇する距m<mm7 分)で表わす。
(5)保液性 試料に水を飽和するまで含ませ、その試
料を吊下げて氷がしたたり落ち なくなった時の水を含む試料の重さ W2と、水を含まないときの試料の 重さWlを遍定し、/(7(7X (W2−Wl)/W
2の値(%)で表わす。
(6)電気抵抗 窓面積5drn2を有する試験電槽(
J工S Cr5t3)の電極間に複数電極間に/Aの直
流電流を流して 電圧降下v2を測定し、また試料 をセットせず希硫酸を入れた場合 の電圧降下v1を測定し、(V2− Vl)S/n を計算して電気抵抗 (Ω・dm2/枚)とする。
(7)耐酸性 重量Wl (ダラム)の乾燥試料をg。
1.2Q。
°Cに保った比重慄井写−〇″C)の希硫酸液中に5時
間浸漬し、その後試 料を洗浄・乾燥してその重量W2(グ ラム)を測定し、10O×(Wl−W2)/W1で計算
した重量減(%)で表わす。
この値が小さいほど耐酸性が良好で ある。
(8)平均直径 原料試料の3ケ所から、それぞれ約/
g−の繊維をとり、更にそれぞ れから、20本の繊維をとり、顕微 鏡によってその直径を測定し、こ れらの平均値をとることにより計 算される。
(9)平均長さ 上記平均直径の測定で取り出した60
本の繊維の長さを測定しその 平均値で表わす。
比較のため、平均直径//μ、平均長さ2Qmm。
Cガラス組成のガラス繊維70% (重量%、以下同じ
)と、平均直径3.5μ、平均長さ/、2mm。
Aガラス組成のガラス繊維ゲ5%と、平均直径0ざμ、
平均長さ9mm、Aガラス組成のガラス繊維qO%と、
リンク〜S%からなる隔離板(比較例/)、ならびに平
均直径79μ、平均長さ−2(7m m +オ  −表 Cガラス組成のガラス繊維IO%と、平均直径2Sμ、
平均長さ77mm、Aガラス組成のガラス繊維70%と
、平均直径O0gμ、平均長さ9mm。
Aガラス組成のガラス繊維、20%とからなる隔離板(
比較例、2)を実施例と同様に抄造法により製造し、そ
の特性をオコ表に示している。表かられかるように本発
明の隔離板は比較例のものに比較してすぐれた耐酸性を
有している。また隔離板を構成するガラス繊維はその直
径が犬であるほどその製造コストは安くなるが、本発明
の隔離板を構成するガラス繊維は従来の隔離板のガラス
繊維よりもその直径が大であり、従って本発明の隔離板
は従来に比して安価に製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  73〜30μの平均直径と3〜100mmの
    平均長さとを有する大径のガラス繊維と、3μ以下の平
    均直径を有する小径のガラス繊維とからなり、大径ガラ
    ス繊維は、それと小径ガラス繊維との合計量に対して、
    ?0〜go重量%になるように含まれ、大径ガラス繊維
    および小径ガラス繊維はともに含アルカリ珪酸塩ガラス
    の組成を有しており、これらは湿式抄造により特別な接
    着剤なしに相互に接着され絡み合っている蓄電池用隔離
    板。
  2. (2)前記大径ガラス繊維および小径ガラス繊維がそれ
    ぞれ/j〜2Sμ、およびO1乙〜75μの平均直径を
    有し、大径ガラス繊維がそれと小径ガラス繊維との合計
    量に対してl1oep−ざ0重量%になるように含まれ
    ている特許請求の範囲オ/項記載の蓄電池用隔離板。
JP58010059A 1983-01-25 1983-01-25 蓄電池用隔離板 Pending JPS59138058A (ja)

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