JPS6043623B2 - 電池用セパレ−タ - Google Patents
電池用セパレ−タInfo
- Publication number
- JPS6043623B2 JPS6043623B2 JP51131960A JP13196076A JPS6043623B2 JP S6043623 B2 JPS6043623 B2 JP S6043623B2 JP 51131960 A JP51131960 A JP 51131960A JP 13196076 A JP13196076 A JP 13196076A JP S6043623 B2 JPS6043623 B2 JP S6043623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protrusions
- separator
- sheet
- battery separator
- linear
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Cell Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電池用セパレータに関するものであり、その
特徴は合成樹脂製を含む微孔性薄膜シートにエンボス加
工する際に、その凸部を特定の大きさの形状、例えば１
辺〜１０−ｆＷＬ範囲の菱形、或は直径１〜１０Ｔｆｇ
ｎの円などとし、しかも凸部相互間を巾０．２〜２Ｔｆ
ｒ！ｎで凸部よりも高さの低い線状の凸起によりつなぐ
ことにより電池セパレータを提供することにある。
特徴は合成樹脂製を含む微孔性薄膜シートにエンボス加
工する際に、その凸部を特定の大きさの形状、例えば１
辺〜１０−ｆＷＬ範囲の菱形、或は直径１〜１０Ｔｆｇ
ｎの円などとし、しかも凸部相互間を巾０．２〜２Ｔｆ
ｒ！ｎで凸部よりも高さの低い線状の凸起によりつなぐ
ことにより電池セパレータを提供することにある。
従来Ｏ、５ｗｒＩｎ以下の薄膜微孔性シートは、厚さ
が薄く、陰陽極板の間隙を保つためにスペーサとしてガ
ラスマットや、不織布が併用されるか、或はシート表面
にリブをつけて使用されていた。
が薄く、陰陽極板の間隙を保つためにスペーサとしてガ
ラスマットや、不織布が併用されるか、或はシート表面
にリブをつけて使用されていた。
しかしながらガラスマットを併用する場合は、電池組立
に於て取扱が不便であり、又コスト高になるという欠点
があつた。一方リブをつける方法も、リブ付けが困難で
あるという欠点があつた。これらの欠点をなくすために
微孔性薄膜シートをエンボス加工して凹凸をつけ、しか
もエンボス加工する際に、エンボスの凸部の多孔度を零
にするか、或は他の部分より減少させて使用するかとい
う方法が提案されている。しかしながらこのように単に
凸部をつけたものは第４図に示すように陽陰両極間に配
置された場合、凸部裏と極板とて囲まれた部分に電池充
放電中に発生するガスが溜り、イオンの移動を妨け電気
抵抗を増大せしめて充電電圧特性を低下せしめる欠点を
有していた。 本発明はこれらのエンボスセパレータの
改良に係り、微孔性薄膜シートをエンボス加工すること
により得られるセパレータのエンボスの形状が、或る間
隔を有する複数の凸部と該凸部間を結ふ該凸部よりも高
さの低い適当な二軸方向の線状の凸起よりなることを特
徴とするセパレータであり、このセパレータを使用する
ことにより電池極板より発生するガスの滞留を防止しか
つ電解液の流動性が良く、更に機械的弾力性に富むため
、性能のよい蓄電池を供し有るものてある。
に於て取扱が不便であり、又コスト高になるという欠点
があつた。一方リブをつける方法も、リブ付けが困難で
あるという欠点があつた。これらの欠点をなくすために
微孔性薄膜シートをエンボス加工して凹凸をつけ、しか
もエンボス加工する際に、エンボスの凸部の多孔度を零
にするか、或は他の部分より減少させて使用するかとい
う方法が提案されている。しかしながらこのように単に
凸部をつけたものは第４図に示すように陽陰両極間に配
置された場合、凸部裏と極板とて囲まれた部分に電池充
放電中に発生するガスが溜り、イオンの移動を妨け電気
抵抗を増大せしめて充電電圧特性を低下せしめる欠点を
有していた。 本発明はこれらのエンボスセパレータの
改良に係り、微孔性薄膜シートをエンボス加工すること
により得られるセパレータのエンボスの形状が、或る間
隔を有する複数の凸部と該凸部間を結ふ該凸部よりも高
さの低い適当な二軸方向の線状の凸起よりなることを特
徴とするセパレータであり、このセパレータを使用する
ことにより電池極板より発生するガスの滞留を防止しか
つ電解液の流動性が良く、更に機械的弾力性に富むため
、性能のよい蓄電池を供し有るものてある。
即ち本発明は、高率放電々圧特性、持続特性かよく、
かつ寿命特性のよい電池とするためのセパレータを提供
しうるものである。
かつ寿命特性のよい電池とするためのセパレータを提供
しうるものである。
本発明セパレータの特徴は１０．５悶以下の薄いシート
を、薄いという特徴を生かしたまま、変形せしめて見掛
厚さを得ているために電気抵抗が低く、高率放電特性が
よい。２比較的小さな凸部を多く有するために弾力性に
富み、極板間に配置されて活物質を加圧する力を有し、
０．５Ｔｗｔ以下の薄型セパレータを使用するにもかか
わらず０．７ｗｍのセパレータに０．４顛のガラスマッ
トを貼り合せたセパレータとほぼ同等の活物質脱落防止
効果を有し、第３図に示すような波形（コルゲート）セ
パレータよりも活物質脱落防止効果が大で寿命特性が大
である。
を、薄いという特徴を生かしたまま、変形せしめて見掛
厚さを得ているために電気抵抗が低く、高率放電特性が
よい。２比較的小さな凸部を多く有するために弾力性に
富み、極板間に配置されて活物質を加圧する力を有し、
０．５Ｔｗｔ以下の薄型セパレータを使用するにもかか
わらず０．７ｗｍのセパレータに０．４顛のガラスマッ
トを貼り合せたセパレータとほぼ同等の活物質脱落防止
効果を有し、第３図に示すような波形（コルゲート）セ
パレータよりも活物質脱落防止効果が大で寿命特性が大
である。
上記１２の特徴を発揮させるために本発明は下記構造を
有している。
有している。
即ち、セパレータに形成された凸部と凸部を結んだ且つ
凸部よりも高さの低い線状凸起を二軸方向に設けること
により、陽極板とセパレータとで形成される空間、及び
陰極板とセパレータとの間に形成される空間は、それぞ
れ連続した通路を有し、電解液の流動、ガスの移動を容
易にし、電池反応を円滑にし、電池性能を向上せしめる
効果を有している。更に線丈突起が二軸方向に延伸して
いるので、折り曲げ性がよく、特に極板を包み込むタイ
プのセパレータに適している。
凸部よりも高さの低い線状凸起を二軸方向に設けること
により、陽極板とセパレータとで形成される空間、及び
陰極板とセパレータとの間に形成される空間は、それぞ
れ連続した通路を有し、電解液の流動、ガスの移動を容
易にし、電池反応を円滑にし、電池性能を向上せしめる
効果を有している。更に線丈突起が二軸方向に延伸して
いるので、折り曲げ性がよく、特に極板を包み込むタイ
プのセパレータに適している。
本発明を図面により説明すれば、第１図イは本発明の一
実施例の部分平面図、第１図口はこれの部分斜視図、第
２図は第１図イのＡ−Ｎ断面図である。
実施例の部分平面図、第１図口はこれの部分斜視図、第
２図は第１図イのＡ−Ｎ断面図である。
図に於て１はエンボス加工された凸部、２は凸部相互を
結び且つ凸部よりも高さの低い線状の凸起であり、二軸
方向に延申されている。３はウェブである。
結び且つ凸部よりも高さの低い線状の凸起であり、二軸
方向に延申されている。３はウェブである。
図は本発明の一実施例であり、凸部の形状は菱形となつ
ているが、以下の実施例に示す如く、その大きさが一定
の範囲内であれば、円，楕円，正方契約は長方形等の類
似であつてもよく、又凸部をつなぐ凸起もその巾が０．
２〜２顛の範囲内であればよい。また凸部間の距離（凸
部の中心と中心とを結ぶ距離）が４〜２０ＷｒＩｉの範
囲であることが適当である。以下に実施例を示す。
ているが、以下の実施例に示す如く、その大きさが一定
の範囲内であれば、円，楕円，正方契約は長方形等の類
似であつてもよく、又凸部をつなぐ凸起もその巾が０．
２〜２顛の範囲内であればよい。また凸部間の距離（凸
部の中心と中心とを結ぶ距離）が４〜２０ＷｒＩｉの範
囲であることが適当である。以下に実施例を示す。
実施例１
厚さ０．２Ｔｎ１ｎの微孔性薄膜シートを、先端の形状
が１辺２ｗｍの菱形であるような凸起を有し凸起間の距
離が５ｍで、かつ凸起部相互を先端の巾０．２顛で凸起
部の高さより低い線状の凸起でつないだパターンをもつ
ロールにてエンボス加工し、該シートに菱形の凸部とこ
の凸部相互間をつなぐ線状凸起を設けるセパレータとし
た。
が１辺２ｗｍの菱形であるような凸起を有し凸起間の距
離が５ｍで、かつ凸起部相互を先端の巾０．２顛で凸起
部の高さより低い線状の凸起でつないだパターンをもつ
ロールにてエンボス加工し、該シートに菱形の凸部とこ
の凸部相互間をつなぐ線状凸起を設けるセパレータとし
た。
このセパレータは、１．２■希硫酸中の電気抵抗は０．
００１０（Ω／ｄイ／枚）と極めて抵抗が低く、耐酸化
性は、１３０Ｈ／枚と従来のフェノール処理した紙セパ
レータより同等以上の耐酸化性を有している。又このセ
パレータの弾力性は大きく１００ｃＩｔ当り２０ｋ９の
”荷重をかけた時の経時変化は３ケ月で１５％でありガ
ラスマットの弾力性に匹敵するものであつた。このセパ
レータを凸部が陽極にあたるように、かつ凸起相互をつ
なぐ線状凸起が垂直方向に斜になるようにして、電池に
組込んで試験したところ、セパレータに設けられた弾力
性のある凸部によつて、極板間隙を保持し、かつ凸起相
互間を凸起より高さの低い凸起で接続しているため、電
解液の移動が速やかになり、又極板から発生するガスが
極板とセパレータとの間に形成された空間を容易に移動
して極群外に除去せしめることができ、特に高率放電に
於て、従来のセパレータにない特性を示し、容量に於て
２０％、電圧特性において１０％の増加となつた。寿命
性能はリブ付セパレータ使用ン働池に比べて３０％大で
あつた。又凸部をつなぐ線状凸起が垂直方向に対し、斜
めになつていることもガスの抜けが良くなつた一因でも
ある。更にコストも従来のリブ貼付セパレータ、又はガ
ラスマット併用セパレータに比較して、エンボスセパレ
ータが単なるシートの変形によるものであるため、付加
する材料がなく３０〜４０％のコストダウンが可能とな
つた。実施例２ 厚さ０．１ｍの微孔性薄膜シートを先端の形状が直径３
顛の円であるような凸起を有し、凸起間の距離が６Ｔｎ
！Ｒで、かつ凸起部相互を先端の巾１Ｔｆａで凸起部の
高さよりも低い線状の凸起でつないだパターンをもつた
ロールにてエンボス加工して、該゛−シートに円形の凸
起とその凸起相互間を接続する線状凸起を設けるセパレ
ータとした。
００１０（Ω／ｄイ／枚）と極めて抵抗が低く、耐酸化
性は、１３０Ｈ／枚と従来のフェノール処理した紙セパ
レータより同等以上の耐酸化性を有している。又このセ
パレータの弾力性は大きく１００ｃＩｔ当り２０ｋ９の
”荷重をかけた時の経時変化は３ケ月で１５％でありガ
ラスマットの弾力性に匹敵するものであつた。このセパ
レータを凸部が陽極にあたるように、かつ凸起相互をつ
なぐ線状凸起が垂直方向に斜になるようにして、電池に
組込んで試験したところ、セパレータに設けられた弾力
性のある凸部によつて、極板間隙を保持し、かつ凸起相
互間を凸起より高さの低い凸起で接続しているため、電
解液の移動が速やかになり、又極板から発生するガスが
極板とセパレータとの間に形成された空間を容易に移動
して極群外に除去せしめることができ、特に高率放電に
於て、従来のセパレータにない特性を示し、容量に於て
２０％、電圧特性において１０％の増加となつた。寿命
性能はリブ付セパレータ使用ン働池に比べて３０％大で
あつた。又凸部をつなぐ線状凸起が垂直方向に対し、斜
めになつていることもガスの抜けが良くなつた一因でも
ある。更にコストも従来のリブ貼付セパレータ、又はガ
ラスマット併用セパレータに比較して、エンボスセパレ
ータが単なるシートの変形によるものであるため、付加
する材料がなく３０〜４０％のコストダウンが可能とな
つた。実施例２ 厚さ０．１ｍの微孔性薄膜シートを先端の形状が直径３
顛の円であるような凸起を有し、凸起間の距離が６Ｔｎ
！Ｒで、かつ凸起部相互を先端の巾１Ｔｆａで凸起部の
高さよりも低い線状の凸起でつないだパターンをもつた
ロールにてエンボス加工して、該゛−シートに円形の凸
起とその凸起相互間を接続する線状凸起を設けるセパレ
ータとした。
このセパレータは１．２ωの希硫酸中の電気抵抗は０．
０００８（Ω／ｄイ／枚）と極めて抵抗が低く、耐酸化
性は１２０Ｈ／枚と実施例１と同じく蓄電池用セパレー
タして適している。このセパレータを実施例１と同じく
凸部が陽極にあたるように、かつ凸起相互をつなぐ線状
凸起が垂直方向に斜になるようにして電池に組込んで試
験したところ、実施例１と同じく容量に於て２０％、電
圧特性において１０％の増加となつた。寿命性能はリブ
付セパレータに比べ２５％大であつた。実施例３ 高分子量のポリエチレン１熔量％と充填材として１熔積
％のシリカ及び１容積％のカーボンブラックと、可塑剤
として６喀積％のペトロリウムオイルとを均一にまぜ合
せて混合物をつくり、混合物を適当な方法でシートに成
形し、該シートを溶媒ヘキサンに浸漬してペトロリウム
オイルを抽出して薄膜微孔性シートとなした。
０００８（Ω／ｄイ／枚）と極めて抵抗が低く、耐酸化
性は１２０Ｈ／枚と実施例１と同じく蓄電池用セパレー
タして適している。このセパレータを実施例１と同じく
凸部が陽極にあたるように、かつ凸起相互をつなぐ線状
凸起が垂直方向に斜になるようにして電池に組込んで試
験したところ、実施例１と同じく容量に於て２０％、電
圧特性において１０％の増加となつた。寿命性能はリブ
付セパレータに比べ２５％大であつた。実施例３ 高分子量のポリエチレン１熔量％と充填材として１熔積
％のシリカ及び１容積％のカーボンブラックと、可塑剤
として６喀積％のペトロリウムオイルとを均一にまぜ合
せて混合物をつくり、混合物を適当な方法でシートに成
形し、該シートを溶媒ヘキサンに浸漬してペトロリウム
オイルを抽出して薄膜微孔性シートとなした。
該シートを先端の形状が１辺２７ｒ０ｎの菱形であるよ
うな凸起間の距離が５ｗｒｍてかつ凸起部相互を先端の
巾０．２ｗｎで凸起部の高さより低い線状の凸起でつな
いだパターンをもつロールにてエンボス加工し、該シー
トに菱形の凸部とこの凸部相互間をつなぐ線状凸起を設
けるセパレータとした。エンボスされたセパレータ厚さ
は０．８Ｔｒ０ｎであつた。このセパレータは一１．２
０Ｃｉ希硫酸中の電気抵抗は０．００１７（Ω／ｃ！ｔ
／枚）であり、耐酸化性は４５０Ｈ／枚以上てあつた。
但し、該セパレータは弾力性はややとぼしくなつたが、
実施例１及び２を同じく、蓄電池用セパレータとして適
している。
うな凸起間の距離が５ｗｒｍてかつ凸起部相互を先端の
巾０．２ｗｎで凸起部の高さより低い線状の凸起でつな
いだパターンをもつロールにてエンボス加工し、該シー
トに菱形の凸部とこの凸部相互間をつなぐ線状凸起を設
けるセパレータとした。エンボスされたセパレータ厚さ
は０．８Ｔｒ０ｎであつた。このセパレータは一１．２
０Ｃｉ希硫酸中の電気抵抗は０．００１７（Ω／ｃ！ｔ
／枚）であり、耐酸化性は４５０Ｈ／枚以上てあつた。
但し、該セパレータは弾力性はややとぼしくなつたが、
実施例１及び２を同じく、蓄電池用セパレータとして適
している。
実施例４
アクリロニトリル繊維２０％とガラス繊維２０％を均一
に混合して抄紙したのち、結合剤としてポリエチレン２
０％、充填剤としてホワイトカーボン４０％の混合物を
該シートに塗布し、適当な処理をして微孔性シートとな
した。
に混合して抄紙したのち、結合剤としてポリエチレン２
０％、充填剤としてホワイトカーボン４０％の混合物を
該シートに塗布し、適当な処理をして微孔性シートとな
した。
該シートを実施例３で使用したのと同じ形状のロールで
エンボス加工し、該シートに菱形の凸部とこの凸部相互
間をつなぐ線状凸起を設けるセパレータとした。このセ
パレータは１．２０Ｃｉ希硫酸中の電気抵抗は０．００
１３（Ω／Ｃｌｌ／枚）であり、耐酸化性は８０Ｈ／枚
てあつた。但し、該セパレータも、弾力性はとぼしくな
つたが、実施例１及び２と同じく蓄電池用セパレータと
して適したものであつた。
エンボス加工し、該シートに菱形の凸部とこの凸部相互
間をつなぐ線状凸起を設けるセパレータとした。このセ
パレータは１．２０Ｃｉ希硫酸中の電気抵抗は０．００
１３（Ω／Ｃｌｌ／枚）であり、耐酸化性は８０Ｈ／枚
てあつた。但し、該セパレータも、弾力性はとぼしくな
つたが、実施例１及び２と同じく蓄電池用セパレータと
して適したものであつた。
上述の如く凸部の形状、大きさ、凸部相互をつなぐ線状
凸起の形状及び凸部の間隔が、セパレータとしての特性
に影響があり、これが電池性能に対し影響がある。
凸起の形状及び凸部の間隔が、セパレータとしての特性
に影響があり、これが電池性能に対し影響がある。
他の形状についての実施例を第１表にまとめて示す。本
発明の特徴を更に詳記すれば、シートに単に．凸部を設
けた従来のものは、第４図に示す如く、両極板ではさん
だ場合、凸部４の裏側の凹部と極板５との間に形成され
た空間６は、密閉された形状となり、この中の電解液は
流動しにくく、又この中にとじこめられたガスは逃げ場
がなく滞留．し、イオンの流動をさまたげ、電池放電性
能を著しく妨ける結果となるのに反し、本発明は凸部と
凸部をつなく該凸部よりも高さの低い線状凸起を有する
ために、両極板間にセパレータが配置された場合に、極
板とセパレータとの間に形成される．空間を連続したも
のとすることができる。
発明の特徴を更に詳記すれば、シートに単に．凸部を設
けた従来のものは、第４図に示す如く、両極板ではさん
だ場合、凸部４の裏側の凹部と極板５との間に形成され
た空間６は、密閉された形状となり、この中の電解液は
流動しにくく、又この中にとじこめられたガスは逃げ場
がなく滞留．し、イオンの流動をさまたげ、電池放電性
能を著しく妨ける結果となるのに反し、本発明は凸部と
凸部をつなく該凸部よりも高さの低い線状凸起を有する
ために、両極板間にセパレータが配置された場合に、極
板とセパレータとの間に形成される．空間を連続したも
のとすることができる。
即ち弾力性を得るために、多くの凸部を有するにもかか
わらす、電解液の流動、ガス溜りの除去を可能したもの
で、セパレータとして電池性能の向上にきわめて効果の
あるものである。
わらす、電解液の流動、ガス溜りの除去を可能したもの
で、セパレータとして電池性能の向上にきわめて効果の
あるものである。
第１図イは本発明一実施例の部分平面図、第１図口は仝
部分斜視図、第２図は第１図イのＡ一Ａ″断面図、第３
図は従来の波形セパレータの斜視図、第４図イは従来の
エンボス加工されたセパレータの斜視図、第４図口は、
これを極板と組合せた部分断面図である。 １・・・・・・エンボス加工された凸部、２・・・・・
・線状凸起、３・・・・・・ウェブ、４・・・・・・凸
部、５・・・・・・極板、６・・・空間。
部分斜視図、第２図は第１図イのＡ一Ａ″断面図、第３
図は従来の波形セパレータの斜視図、第４図イは従来の
エンボス加工されたセパレータの斜視図、第４図口は、
これを極板と組合せた部分断面図である。 １・・・・・・エンボス加工された凸部、２・・・・・
・線状凸起、３・・・・・・ウェブ、４・・・・・・凸
部、５・・・・・・極板、６・・・空間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂製を含む微孔性薄膜シートに複数の凸部と
その凸部間を結び且つその凸部より高さの低い線状凸起
を二軸方向に施したことを特徴とする電池用セパレータ
。 ２ 凸部の形状が１辺１〜１０ｍｍの菱形又はこれと大
きさが類似の形状である特許請求の範囲第１項記載の電
池用セパレータ。 ３ 凸部間の距離が４〜２０ｍｍである特許請求の範囲
第１項記載の電池用セパレータ。 ４ 凸部相互を結ぶ線状凸起の巾が０．２〜２ｍｍであ
る特許請求の範囲第１項記載の電池用セパレータ。 ５ 凸部相互を結ぶ線状凸起を使用時垂直方向に対し斜
めにした特許請求の範囲第１項記載の電池用セパレータ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51131960A JPS6043623B2 (ja) | 1976-11-02 | 1976-11-02 | 電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51131960A JPS6043623B2 (ja) | 1976-11-02 | 1976-11-02 | 電池用セパレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5357438A JPS5357438A (en) | 1978-05-24 |
| JPS6043623B2 true JPS6043623B2 (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=15070230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51131960A Expired JPS6043623B2 (ja) | 1976-11-02 | 1976-11-02 | 電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043623B2 (ja) |
-
1976
- 1976-11-02 JP JP51131960A patent/JPS6043623B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5357438A (en) | 1978-05-24 |
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