CN1177382C - 碱性电池用隔板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性电池用隔板,其中含有这样一种纤维片材,在发射光电子的逸出角等于约30°条件下,用X-射线光电分光计对构成此纤维片材表面纤维的外侧表面测定的场合下,其中存在显示530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质;或者结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量,比结合在构成纤维片材表面的纤维外侧表面上的羧基存在量多;或者平均氨扑获量在0.4毫摩尔/升以上。本发明的碱性电池用隔板,自放电抑制作用和湿润性优良,而且容量保持率的波动小。
Description
技术领域
本发明涉及碱性电池用隔板(以下有时简称为“隔板”)及其制造方法。本发明的碱性电池用隔板,例如可以用于碱性一次电池(例如碱性锰电池、水银电池、氧化银电池或空气电池)或二次电池(例如镍镉电池、银锌电池、银镉电池、镍锌电池、镍氢电池或充电碱性锰电池),特别是能极好地用于镍镉电池和镍氢电池等中。
背景技术
过去使用隔板的目的在于隔离碱性电池正极和负极防止短路,同时保持电解液,以便能使放电反应顺利地进行。由于这种隔板必须保持氢氧化钾等组成的电解液,所以优选使用耐碱性优良的聚烯烃纤维制成的纤维片材。
然而,聚烯烃纤维与电解液之间的亲和性差,电解液保持性极低,所以用各种方法对聚烯烃纤维制成的纤维片材进行亲水处理,赋予电解液的保持性。
亲水处理方法之一是使乙烯基单体接枝聚合。例如,在特表平6-509208号公报中,公开了使乙烯基单体接枝聚合在聚烯烃类纤维布帛上制成的隔板。此外上公报还公开了以下工序组成的这种隔板的制造方法:使聚烯烃类纤维布帛含浸乙烯基单体溶液的工序和不暴露在氧气中的条件下用紫外线照射布帛的工序。
但是,若将这种隔板用在镍镉电池和镍氢电池等电池上,则充电过度时产生的氧使隔板劣化,造成短路,或者因氧气引起的劣化物对极板产生不利影响,缩短电池寿命,且自放电抑制作用也差。
发明内容
本发明人为获得能够消除这些缺点的碱性电池用隔板而进行了深入研究,发现:若使用构成纤维片材表面的纤维外侧面上存在能显示特定范围结合能峰物质的纤维片材时,可以得到一种难被电池内部产生的氧劣化,耐氧化性和自放电抑制作用均优良的碱性电池用隔板。而且还发现,若使用结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量,比结合在构成纤维片材表面的纤维表面上的羧基存在量多的纤维片材,可以得到一种难被电池内部产生的氧劣化,而且耐氧化性和自放电抑制作用均优良的电池用隔板。此外还发现,例如在氧存在下进行第一步接枝聚合处理,和在用不透气性膜缠绕纤维片材周围的状态下进行第二步接枝聚合处理,可以得到上述的优良纤维片材。
本发明人为了获得自放电抑制作用更加优良的碱性电池用隔板而进行深入研究,发现使用高氨扑获量纤维片材可以得到自放电抑制作用极为优良的碱性电池用隔板。而且还发现,例如通过使用含有表面活性剂的接枝聚合液进行上述第一步和第二步接枝聚合处理,可以获得高氨扑获量纤维片材。使用这样得到的纤维片材作为碱性电池用隔板时还发现,不仅自放电抑制作用优良,而且还具有优良的湿润性和容量保持率波动性小等优良特性。本发明是基于这些发现而完成的。
因此,本发明课题在于提供一种难被电池内部产生的氧劣化,耐氧化性和自放电抑制作用均优良的碱性电池用隔板及其制造方法。
此外,本发明课题还特别在于提供一种自放电抑制作用优良的碱性电池用隔板,以及提供一种除自放电抑制作用外,湿润性也优良,而且容量保持率波动小的碱性电池用隔板及其制造方法。
本发明的其它目的和效果,通过以下说明将会更加清楚。
本发明涉及一种碱性电池用隔板,其中含有这样一种纤维片材,当发射光电子的逸出角约等于30°条件下,用X-射线光电分光计对构成此隔板表面的纤维的外侧表面测定的场合下,其中存在显示530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质(以下有时称为“表面氧化型纤维片材”)。
而且,本发明也涉及这样一种碱性电池用隔板,其中含有这样一种纤维片材,其中结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量,比结合在构成纤维片材外侧表面的纤维表面上的羧基存在量多(以下有时称为“内部高羧基化纤维片材”)。
此外,本发明还涉及一种碱性电池用隔板,其中含有平均氨扑获量在0.4毫摩尔/克以上的纤维片材(以下有时称为“高氨扑获性纤维片材”)。
本说明书中所说的“平均氨扑获量”,是指在十处以上测定氨扑获量数值的平均值,而且按照后述的方法,就目标纤维片材任意十处以上测定氨扑获量,算出这些数值的平均值后可以得到。
在本说明书中,将具有上述“表面氧化型纤维片材”性质、“内部高羧基化纤维片材”性质和“高氨扑获性纤维片材”性质中一种性质的,或者同时具有这些性质的纤维片材,有时统称为“高性能纤维片材”。
本发明还涉及碱性电池用隔板的制造方法,其中包括:在氧存在下,对附着有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物的纤维片材(即至少附着能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物中一种物质的纤维片材)进行接枝聚合处理后,在用不透气性薄膜缠绕纤维片材四周的状态下再进行接枝聚合处理,制备碱性电池隔板用接枝聚合化的纤维片材。
此外,本发明也涉及碱性电池用隔板的制造方法,其中包括:在氧存在下对附着了含有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物以及0.01~3质量%表面活性剂的接枝聚合液的纤维片材进行接枝聚合处理后,用不透气性薄膜覆盖纤维片材上面和下面全部区域的状态下再次进行接枝聚合处理,制备碱性电池隔板用接枝聚合化的纤维片材。
附图说明
附图1是氨扑获量测定用装置的示意说明图。
附图2是在发射光电子逸出角度30°条件下,用X-射线光电分光计测定构成实施例1隔板表面纤维的外侧表面的记录图。
附图3是在发射光电子逸出角度为30°条件下,用X-射线光电分光计测定构成对照例1隔板表面纤维的外侧表面的记录图。
具体实施方式
能够用于本发明碱性电池隔板的“表面氧化型纤维片材”,用X-射线光电分光计测定构成这种隔板表面纤维的外侧表面时(在光电子逸出角度为约30°条件下),可以检出具有530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质。这种具有530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质,据认为是氧原子和/或氧分子,即使在过度充电时等产生氧,由于已经存在氧原子和/或氧分子,几乎不能进一步氧化,所以隔板难被氧劣化。
其中,当氧以C=O或O-C=O结合状态存在情况下,可以检出532~533eV的峰;当氧以C-O结合状态存在情况下,可以检出533.5~534.5eV的峰,所以据检出具有530.5~531.5eV峰的物质,可以推定是上述的C=O或O-C=O结合状态和C-O结合状态以外某种特定结合状态存在的物质。此外,由于X-射线光电分光计测定是真空状态下进行,所以仅以物理吸附状态存在于表面上的物质,因测定时逃逸而不能检出。总之,按照已有方法使乙烯基单体、低聚物和/或聚合物接枝聚合时,不能检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
在能够用于本发明的碱性电池隔板上的“内部高羧基化纤维片材”中,结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量,多于结合在构成纤维片材表面纤维的外侧表面上的羧基存在量。也就是说,利用X-射线微观分析仪测定构成“内部高羧基化纤维片材”表面的纤维外侧表面和构成纤维片材内部纤维表面的情况下,在构成纤维片材内部纤维的表面上结合有更多羧基。因此,在隔板表面及其附近容易被氧化的羧基存在量少,所以耐氧化性优良。而且由于在构成隔板内部的纤维表面上结合有更多羧基,所以电解液的保持性也优良。
包含本发明上述“表面氧化型纤维片材”或“内部高羧基化纤维片材”隔板的制造方法,例如在氧存在下对附着有能接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物的纤维片材进行第一步接枝聚合处理后,在纤维片材的四周用不透气性薄膜缠绕,在这种状态下进行第二步接枝聚合处理。据认为按照这种方法,首先在氧存在下进行第一步接枝聚合,在单体、低聚物和/或聚合物进行接枝聚合的同时,在构成纤维片材表面纤维的外侧表面上,还会吸附氧原子和/或氧分子。然后,一旦用不透气性薄膜缠绕纤维片材四周,自接枝聚合用溶液蒸发的单体低聚物和/或聚合物不容易扩散,在此状态下再进行第二步接枝聚合处理,据认为在构成纤维片材表面纤维的外侧表面上也会发生吸附氧原子和/或氧分子的反应,在构成纤维片材内部纤维的表面上将进行接枝聚合反应,从而能赋予纤维片材以亲水性。因此,按照本发明方法,能够方便地制造据认为氧原子和/或氧分子结合在构成隔板表面的纤维外侧表面上的隔板,即耐氧化性优良的隔板。而且,若使用具有羧基的单体、低聚物和/或聚合物,则能方便地制造出与构成隔板内部的纤维表面相比存在更多羧基的隔板,即耐氧化性优良,且电解液保持性也优良的隔板。
本说明书中所说的“构成纤维片材表面的纤维”,是指在构成纤维片材(或隔板)的纤维中,其中一部分或在整个长度上能够与假设平面(即与纤维片材表面连接的假设的平滑表面)实际上外接的纤维。而所谓“外侧表面”是指,处于与上述隔板表面纤维构成的假设平面外接侧的表面。
在本发明中,用X-射线光电分光计测定构成上述“表面氧化型纤维片材”纤维的外侧表面时,应当在产生光电子逸出角度大约30°条件下测定。其中所谓大约30°是指30°±1°。用X-射线光电分光计测定时,为仅仅得到表面区域数据必须减小逸出角度。但是,逸出角度减小会降低测定灵敏度。所以本发明中,为保持一定程度测定灵敏度和获得表面区域数据,应当在产生光电子逸出角度为约30°条件下测定。
当表面和表面附近区域内氧原子和/或氧分子含量多时耐氧化性优良,而且要使内部区域(距离表面深的区域)能保持电解液,应当减少氧原子和/或氧分子。例如,在光电子逸出角度为30°和光电子逸出角度为90°条件下测定的情况时,在光电子逸出角度30°条件下检出具有530.5~531.5eV结合能峰物质的检出量,比在光电子逸出角度90°条件下检出有530.5~531.5eV结合能峰物质的检出量多的物质优选。
使用本发明的“内部高羧基化纤维片材”隔板时,用X-射线微量分析仪测定的场合下,与结合在构成纤维片材(隔板)表面纤维的表面上的羧基存在量相比,结合在构成纤维片材(隔板)内部纤维表面上的羧基存在量多。在能这样用X-射线微量分析仪测定的构成纤维片材(隔板)表面的纤维的外侧表面的区域(以下叫作“表面区域”)中,因容易被氧化的羧基少,所以耐氧化性优良;而且,在能用X-射线微量分析仪测定的构成隔板内部的纤维的表面的区域(以下叫作“内部区域”)中,因羧基多而具有优良的电解液保持性。由于处于这种状态下,所以自放电抑制作用也优良。为使耐氧化性优良,优选表面区域不存在羧基的。
本发明的碱性电池用隔板中的“高性能纤维片材”,可以是具有上述“表面氧化型纤维片材”性质、“内部高羧基化纤维片材”性质和/或“高氨扑获性纤维片材”性质的无纺布、织物、编织物或其复合物等,但是优选分别被接枝聚合的无纺布、织物、编织物或其复合物。在这些物质中,可以使纤维三维配置,从电解液保持性优良的角度来看,更优选含有接枝聚合无纺布的,最好是用接枝聚合的无纺布制成的。而且,若这种“高性能的纤维片材”具有防止短路所需的适当致密性或对产生的气体有优良透气性,优选用0.01~4分特纤维制成。
以下,以本发明的“高性能纤维片材”是接枝聚合化纤维片材为例,说明本发明。
构成本发明“高性能纤维片材”的纤维,例如可以举出聚烯烃类纤维(例如聚丙烯纤维或聚乙烯纤维)、聚酰胺纤维、维尼纶纤维、亚乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚酯纤维、丙烯酸纤维或聚氨酯纤维等。在这些纤维中,从耐碱性优良的观点来看优选聚烯烃类纤维。
上述聚烯烃类纤维中,例如可以含有丙烯、乙烯、丁烯或甲基戊烯等单体聚合物,这些单体中两种以上单体共聚物,或者这些单体与乙烯醇、丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物(例如乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物等)等树脂成分。其中,聚烯烃类纤维既可以是仅由上述一种树脂成分构成的单一成分纤维,也可以是由上述两种以上树脂成分构成的复合纤维。对后者复合型纤维而言,可以举出断面形状呈芯壳型、并列型、偏芯型、海岛型、橙子型或多重双金属型的复合纤维。
聚乙烯类树脂容易接枝聚合,所以将其接枝聚合之前,在构成纤维片材的总纤维表面中,优选高于60%数量的树脂是由聚乙烯类树脂组成。而且,若构成纤维表面的树脂成分由乙烯-乙烯醇聚合物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物所组成,则接枝反应速度加快,同时纤维本身也是亲水性的,因而适用。
此外,本发明碱性电池用隔板中的上述“高性能纤维片材”,例如可以含有上述极细纤维、高强度纤维或热粘纤维的至少一种。
上述的极细纤维,可以举出纤度小于0.55分特,优选7.8×10-7~0.33分特的纤维。含有这种极细纤维,可以提高电解液的保持性,获得防止树晶组织形成的优良特性,能提高容量和延长电池寿命。
为了获得优良耐碱性,上述极细纤维优选由聚烯烃类聚合物,例如由聚乙烯(例如低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯等)、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丁烯-丙烯共聚物等所组成。更具体讲,更优选由聚乙烯(低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯)、聚丙烯或聚甲基戊烯等组成。
这种极细纤维,例如用机械处理(用水流等流体处理或压光机处理)或化学处理(例如除去聚合物处理或至少使一种聚合物膨润处理),使能够分割的分割性纤维分割,或者用熔体流动法成形。上述方法中,优选将分割性纤维分割,形成纤维强度优良的极细纤维的方法。所用分割性纤维的断面形状,例如可以举出海岛型、橙子型或多重双金属型等。这种分割性纤维,可以用常规复合纺丝法纺丝。
构成本发明碱性电池用隔板的上述“高性能纤维片材”,可以含有抗拉强度处于4.5cN/分特以上的高强度纤维。上述的高强度纤维,优选抗拉强度处于6.2cN/分特以上,更优选处于8cN/分特以上,最好是10.7cN/分特以上的纤维。本说明书中所说的“抗拉强度”,是指按JIS L 1015(化学纤维原材料试验法)规定的方法测定的数值。上述“高性能纤维片材”含有这种高强度纤维的情况下,制造电池时能防止当基板变化超过隔板或被基板边缘切断时引起的短路。
为了使上述高强度纤维获得优良耐碱性,优选聚烯烃类聚合物,例如聚乙烯(例如低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯等)、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丁烯-丙烯共聚物等。其中,由聚丙烯或超高分子量聚乙烯(平均分子量为100万~500万左右)组成的更好。
构成本发明碱性电池用隔板的上述“高性能纤维片材”,还可以含有热粘纤维。所说的热粘纤维,可以举出公知无纺布中使用的热粘纤维。当“高性能纤维片材”中含有热粘纤维时,能提高隔板的抗拉强度和抗弯性,所以能够制造合格率优良的电池。
上述热粘纤维,优选至少在纤维表面上含有熔点比热粘纤维以外全部构成纤维的熔点更低的树脂成分(有时叫作低熔点成分),这样能够不降低构成上述“高性能纤维片材”的成分中除热粘纤维之外全部纤维成分的纤维强度。这种低熔点成分,优选熔点比上述“高性能纤维片材”中热粘纤维之外的任何构成纤维的树脂成分,低10℃以上,更优选低15℃以上的。
为获得优良耐碱性,上述热粘纤维也可以由一种以上下列聚合物制成:例如聚烯烃类树脂,例如聚乙烯(例如低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯等)、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丁烯-丙烯共聚物等。当上述“高性能纤维片材”含有超高分子量聚乙烯纤维作为高强度纤维时,为不使超高分子量聚乙烯纤维强度降低,应当优选在至超高分子量聚乙烯纤维的软化温度(例如125℃)更低的温度下使热粘纤维热粘。因此作为低熔点成分,这种热粘纤维优选含有低密度聚乙烯的。
上述热粘纤维既可以只由单一树脂成分构成,也可以由两种以上树脂成分构成。优选后者热粘纤维,因为它能进一步提高隔板的抗拉强度。在由两种以上树脂成分组成的情况下,纤维断面形状可以呈芯壳型、并列型、偏芯型、海岛型、橙子型或多重双金属型。
对于构成本发明碱性电池用隔板的上述“高性能纤维片材”中所包含极细纤维、高强度纤维和/或热粘纤维的比例,并没有特别限制。高性能纤维片材中,通常可以含有0~70质量%(优选10~70质量%)极细纤维、0~70质量%(优选5~40质量%)高强度纤维和0~95%(优选10~85质量%)热粘纤维。上述“高性能纤维片材”,优选由高强度纤维和热粘纤维,或者由高强度纤维、热粘纤维和极细纤维组成的。
此外,构成本发明碱性电池用隔板的上述“高性能纤维片材”,除了极细纤维、高强度纤维和/或热粘纤维之外,还可以含有纤度超过0.55分特的非极细纤维、高强度纤维或热粘纤维的聚烯烃类纤维。若使用这种聚烯烃类纤维,由于形成适当孔隙而能制成具有优良的气体(例如氧气)透过性隔板。
本发明的上述“高性能纤维片材”或含有这种片材的隔板,其化学耗氧量(以下记作“COD”)优选小于250毫克·氧/米2。若COD超过250毫克·氧/米2,则氧导致显著劣化,使用这种高性能纤维片材作为隔板的电池寿命短。所说的COD值更优选小于230毫克·氧/米2,最好小于220毫克·氧/米2。其中本说明书中的COD值,是按后述实施例中记载方法测定的数值。
构成本发明电池用隔板的高氨扑获性纤维片材,与单位质量相当的平均氨扑获量应当大于0.4毫摩尔/克,优选0.45毫摩尔/克以上,更优选0.5毫摩尔/克以上。若平均氨扑获量低于0.4毫摩尔/克,则自放电抑制作用降低。
在本说明书中所说的“平均氨扑获量”,如上所述,是指在十处以上测得的氨扑获量数值的平均值,利用由工序(A)~(D)组成的测定方法,对目标纤维片材上任意十处以上之处测定氨扑获量,算出这些数值的平均值后即可得到。
(A)试验片的预处理
(1)从试样中取大约2克试验片,测定试验片的质量(W,单位:克)(测定精度达0.001克)。
(2)用量筒量取120毫升8摩尔/升氢氧化钾水溶液,注入250毫升三角瓶(带玻璃塞)中。
(3)用纯水将试验片完全润湿后充分拧干,切成约1厘米2的小片,放入上述(2)的三角瓶中。
(4)用移液管再向上述三角瓶中准确添加5毫升含有0.3摩尔/升氨和8摩尔/升氢氧化钾的水溶液(向8摩尔/升氢氧化钾水溶液中添加氯化铵,制成氨浓度为0.3摩尔/升的溶液)后,迅速盖玻璃塞振荡,充分浸渍试验片。
(5)将置有试验片的三角瓶放入40℃恒温槽中静置三天。
(6)在上述(2)中另外准备两个三角瓶,除了不在三角瓶中放置试验片之外,重复上述(2)~(5)中操作。
(B)残氨的蒸馏[使用巴纳斯-维格奈蒸馏装置(参见附图1)按基耶达微量氮测定法蒸馏]
(1)从恒温槽中取出三角瓶,置于自来水中冷却。
(2)另外,从附图1所示的巴纳斯-维格奈蒸馏装置的加料管21,向水蒸汽发生用圆底烧瓶11内加入纯水,将其煮沸。其中,若不使用管21,例如也可以向圆底烧瓶11中加入纯水后,装好蒸馏装置。
(3)使用与上述(1)中三角烧瓶不同的新的500毫升三角烧瓶作为扑获氨用烧瓶,向其中注入200毫升纯水,然后用滴定管加入2.5毫升0.1摩尔/升盐酸,再加入十滴左右的甲基红后,将此500毫升三角烧瓶作为扑获氨用烧瓶16安装在巴纳斯-维格奈蒸馏装置1上。此时,自蒸馏装置的冷却器15中伸出的导管26的下端,恰好处于上述500毫升三角烧瓶16的液体之中。
(4)用移液管自上述(1)的三角烧瓶中取25毫升含氨的溶液,从巴纳斯-维格奈蒸馏装置1的注液口13注入。注入的含氨溶液经导管24流入真空瓶14中。用纯水流动洗涤上述注液口13后,由旋塞17关闭注液口13。
(5)利用使上述(2)的圆底烧瓶11内的纯水沸腾的方法产生水蒸汽。产生的水蒸汽依次通过导管22、排水器12、导管23和导管24后,被引入上述真空瓶14中。此水蒸汽使真空瓶中含氨溶液所含的氨蒸发,蒸发的氨蒸气经过安装在真空瓶14上部的导管25被送入冷凝器15中冷凝。冷凝的氨经过从冷凝器伸出的导管16,被回收在扑获氨用的500毫升三角烧瓶16中。
(6)上述氨蒸馏终止后,从巴纳斯-维格奈蒸馏装置1上取下扑获氨用的500毫升三角烧瓶16。用蒸馏水洗涤从冷凝器15伸出的导管26的外部,将此洗涤液也收集在上述500毫升三角烧瓶中。
(C)滴定
(1)当上述(B)中(6)的500毫升三角烧瓶内溶液颜色为粉红色的情况下(即残留盐酸的情况下),用滴定管向此烧瓶中滴加0.1摩尔/升氢氧化钾水溶液的方法滴定至溶液变黄(将滴加的0.1摩尔/升氢氧化钠水溶液量记作V1)。当上述(B)中(6)的500毫升三角烧瓶内溶液颜色为黄色的情况下(即未残留盐酸的情况下),用滴定管向此烧瓶中滴加0.1摩尔/升盐酸的方法滴定至溶液变红(将滴加的0.1摩尔/升盐酸量记作V2)。
(2)在作为空白准备的500毫升三角烧瓶中,由于此三角烧瓶中的酸被全部消耗而变黄,所以用滴定管滴加0.1摩尔/升盐酸至溶液变红的方法滴定(滴加的0.1摩尔/升盐酸量记为V0)。
(D)氨扑获量的确定
(1)氨扑获量(Cp,单位:毫摩尔氨/克)可以按下式(1)算出:
Cp=(n0-np)/W (1)
[式中,n0是用下式(1a)算出的空白试验中残存的氨量(毫摩尔氨),而np是用下式(1b)算出的未被试验片扑获的氨量n1(毫摩尔氨),或者是用下式(1c)算出的未被试验片扑获的氨量n2(毫摩尔氨)]。其中,n0是两个空白的平均值。
计算式(1a):
n0=(125/25)×(2.5+V0)×0.1 (1a)
计算式(1b):
n1=(125/25)×(2.5-V1)×0.1 (1b)
计算式(1c):
n0=(125/25)×(2.5+V2)×0.1 (1c)
构成本发明碱性电池用隔板的高氨扑获性纤维片材,其单位质量的钾离子交换容量优选为0.3~2meq/克,更优选0.4~1.7meq/克,最优选0.5~1.5meq/克。若钾离子交换容量低于0.3meq/克,则有湿润性恶化的倾向;反之若钾离子交换容量超过2meg/克,则电解液中的钾离子被扑获,钾离子浓度降低,有电池寿命缩短的倾向。
在本说明书中记载的“钾离子交换容量”,是指用以下操作过程(A)~(E)组成的测定方法算出的数值。
(A)试验片的准备
(1)沿试样的宽度方向取50mm×200mm的试验片3片作为试验片。
(2)测定取样的各试验片的质量(W,单位:克)(测定精度为0.001克)。
(B)试验片的预处理
(1)在带盖的塑料容器中加入1摩尔/升盐酸水溶液。其中,盐酸水溶液的量,是指在下步骤(2)中能够将放入塑料容器中的试验片充分淹没的量。
(2)用纯水将试验片充分湿润后,放入带盖的塑料容器中,密闭。
(3)将上述带盖的塑料容器置于60℃恒温槽中1小时。
(4)1小时后,从带盖的塑料容器中取出试验片,用纯水充分洗涤。
(C)加碱
(1)将上述(B)项预处理过的试验片一个个卷成圆形后,放入新的带盖塑料容器(100毫升)中,加入纯水90毫升。用滴定管向其中准确滴加10毫升0.1摩尔/升氢氧化钾标准溶液,盖好盖子后轻轻摇动。
(2)作为空白,在与上述(1)不同的两个带盖塑料容器(100毫升)中,各加入90毫升纯水,用滴定管向其中准确滴加10毫升0.1摩尔/升氢氧化钾标准溶液,盖好盖子后轻轻摇动。
(3)将上述(1)和(2)中各带盖塑料容器全部放入60℃恒温槽中2小时。
(4)2小时后,取出塑料容器,放入水中冷却至常温(20分钟左右)。
(D)滴定
(1)从容有试验片的带盖塑料容器中仅仅取出液体,转移至烧杯中(试验片仍然在容器中处于含浸状态下)。
(2)用纯水充分洗净带盖容器内和试验片,将洗涤液也加入上述(1)的烧杯中。
(3)一边搅拌烧杯中的溶液,一边加入几滴滴定指示剂酚酞溶液(大约2滴)(溶液变成红色)。
(4)用滴定管加入0.1摩尔/升盐酸标准液,进行滴定。
(5)记录溶液颜色由红色变成无色时的数值(试验片的盐酸滴定量:b毫升)。
(6)就准备的两个带盖塑料容器作为空白,重复上述(1)~(5)中的操作,滴定(空白的盐酸消耗量:c毫升)。
(E)钾离子交换容量的确定
(1)钾离子交换容量(X;单位:meq/克)按照以下算式(2)计算,用三个试验片的测定计算平均值表示(精确至小数点后1位):
[X(meq/克)]={(c-b)×0.1}/W (2)
[式中,X是相当于单位重量的离子交换容量,b是试验片的盐酸滴定量,c是空白的盐酸滴定量,W是试验片的重量(克)]。
构成本发明碱性电池用隔板的上述“高性能纤维片材”,接枝率优选为5~20%,更优选6~16%,最好为7~15%。当接枝率低于5%时,湿润性具有恶化的倾向,而接枝率一旦高于20%,具有或者内压增高,或者电极干枯(干燥)或钾离子浓度降低的倾向。
本说明书中所说的“接枝率”,是指公式(3)定义的数值:
[接枝率(%)]={A/(A+B)}×100 (3)
(式中,A是因接枝聚合处理而导入聚合物的质量,B是进行接枝聚合处理前纤维片材的干燥质量)。
在本发明碱性电池用隔板之中,特别是上述“表面氧化型纤维片材”和“内部高羧基化纤维片材”,但并不限于此,例如可以用包含以下步骤:
(1)在氧存在下,对附着有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物的纤维片材进行第一步接枝聚合工序(以下称为第1a接枝聚合处理工序),和
(2)进而在用非透气性薄膜缠绕在纤维片材周围的状态下,进行第二步接枝聚合处理工序(以下称为第2a接枝处理工序)的本发明制造方法A加以制备。
而且,在本发明碱性电池用隔板之中,特别是上述“高氨扑获性纤维片材”,但并不限于此,例如可以用包含以下步骤:
(1)在氧存在下,对附着含有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物以及含有0.01~3质量%表面活性剂的接枝聚合用溶液的纤维片材进行第一步接枝聚合工序(以下称为第1b接枝聚合处理工序),
(2)进而在用非透气性薄膜覆盖纤维片材上面和下面全部区域的状态下,进行第二步接枝聚合处理工序(以下称为第2b接枝处理工序)的本发明制造方法B加以制备。
在本发明的各种制造方法A和B中,能够用作原料使用的纤维片材(也就是附着接枝聚合用溶液之前的纤维片材,以下称为“处理前的纤维片材”),例如可以举出无纺布、织物、编织物或其复合物等。纤维可以三维配置,从电解液保持性优良的观点来看,优选含有无纺布的,更优选由无纺布制成的。
构成上述处理前的纤维片材,例如可以举出聚烯烃类纤维(例如聚丙烯纤维或聚乙烯纤维)、聚酰胺纤维、维尼纶纤维、亚乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚酯纤维、丙烯酸纤维或聚氨酯纤维等。这些纤维中,从耐碱性优良的观点来看,优选使用聚烯烃类纤维。
上述处理前的纤维片材,能用常法容易制造。例如所用的无纺布,可以如下制造。
也就是说,使用上述纤维(优选聚烯烃类纤维),利用湿法或干法(例如梳棉法、气流成网法、熔喷法或纺粘法)等形成纤维网。其中,纤维长度一般因纤维网的形成方法而异,例如利用湿法形成纤维网的情况下,使用纤维长度1~25毫米左右的短纤维,而利用干法(梳棉法和气流成网法等)形成纤维网的情况下,一般使用纤维长度25~110毫米左右的长纤维。这种纤维网既可以由一层组成,也可以将湿法纤维网和干法纤维网、纤维配合不同的纤维网或不同的纤维网层叠在一起。特别是将干法纤维网和湿法纤维网层叠在一起制成的,既有湿法纤维网的均一性,又具有干法纤维网的强度。
然后,可以将这种纤维网粘合在一起制成无纺布。作为粘合的方法,例如可以举出(1)用流体流(例如水流)交织的方法,(2)事先将热粘纤维混合作为构成纤维网的纤维,再将这种热粘纤维一部分或全部热粘的方法,(3)用粘接剂部分或全部粘接的方法,以及(4)同时并用这些方法的方法等。其中,如上所述,在将湿法纤维网和干法纤维网层叠在一起的情况下,优选采用流体流(例如水流)交织的方法,这样能够使湿法纤维网和干法纤维网之间没有区别,实际上制成一层无纺布。而且,在含有用机械处理法能够分割成极细纤维的分割性纤维的情况下,利用流体流也具有能够同时分割分割性纤维的效果。此外,若是热粘纤维热粘,则能够提高隔板的抗拉强度和抗弯性,因而是适用的。
本发明制造方法A使用的接枝聚合液中,至少含有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物。
本发明制造方法B使用的接枝聚合液中,至少含有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物以及0.01~3质量%表面活性剂。
作为可用于本发明制造方法A和B中的能够接枝聚合的单体,例如可以举出乙烯基单体(即具有C=C双键的单体)。作为上述的乙烯基单体的具体化合物,例如可以举出不饱和一元羧酸(例如丙烯酸、α-乙基丙烯酸、丁烯酸、异丁烯酸、乙烯基醋酸、甲基丙烯酸、当归酸、惕各酸、烯丙基醋酸、α-乙基丁烯酸、肉桂酸、10-十一碳烯酸、油酸、反油酸、芥酸、巴西烯酸、三十碳烯酸、山梨酸、亚油酸、桐酸、亚麻酸、花生四烯酸、乙炔基羧酸、丁炔酸、硬脂炔酸、山萮炔酸或西门木炔酸)或上述不饱和一元羧酸的衍生物(例如酯化物)、不饱和二元羧酸(例如马来酸、富马酸、甲基马来酸、甲基富马酸、戊烯二酸、衣康酸、烯丙基丙二酸、芸康酸、粘康酸或丁烯二酸)或上述不饱和二元羧酸的衍生物(例如酯化物),不饱和三元羧酸(例如乌头酸)或上述不饱和三元羧酸的衍生物(例如酯化物),杂环乙烯基单体(例如乙烯基吡啶或乙烯基吡咯烷酮)或芳族乙烯基单体(例如苯乙烯)。使用苯乙烯作为能够接枝聚合单体的情况下,优选在实施了第2a、2b接枝聚合处理工序后,再进行磺化。
在这些能够接枝聚合的单体中,从容易接枝聚合的观点来看,优选羧基直接结合在带双键的碳原子上的不饱和一元羧酸或不饱和二元羧酸。而且,从容易控制聚合和通过接枝聚合能够产生良好亲水性的观点来看,更优选丙烯酸或甲基丙烯酸。
作为能够接枝聚合的低聚物或聚合物,例如是上面例示的能够接枝聚合单体的聚合物。作为纤维片材可以使用的能接枝聚合的聚合物,从反应活性考虑,优选丙烯酸或甲基丙烯酸的低聚物或聚合物。
在本发明制造方法A和B中,使这种能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物附着在处理前纤维片材上时,可以采用:例如(1)将含有单体、低聚物和/或聚合物的溶液涂布或分布在处理前纤维片材上的方法,和(2)将处理前的纤维片材浸渍在含有单体、低聚物和/或聚合物的溶液中的方法。
在本发明制造方法A和B中使用的接枝聚合液,既可以单独含有可接枝聚合的单体、低聚物或聚合物,也可以同时含有两种以上单体、低聚物和/或聚合物。
对于上述接枝聚合用液中所含能接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物浓度,虽然没有特别限制,但是优选5~60%质量%,更优选10~40质量%,再优选15~35质量%,最好为20~35质量%。当能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物浓度低于5质量%时,有电解液保持性或抑制自放电作用降低的倾向。当能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物浓度在10质量%以上时,则更容易得到接枝率在5%以上的隔板;而当能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物浓度超过60质量%时,耐氧化性有降低的倾向;当能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物浓度在40质量%以下时,则更容易得到接枝率在20%以下的隔板。
能用于本发明制造方法B的接枝聚合液中所含的表面活性剂,可以举出例如非离子表面活性剂(例如聚氧乙烯烷基醚或聚氧乙烯烷基酚醚、高级醇或烷基乙氧化物)或阴离子表面活性剂(例如高级脂肪酸的碱金属盐、烷基磺酸盐或磺基琥珀酸酯盐)。考虑到赋予湿润性或电池性能优选非离子表面活性剂,更优选高级醇或烷基乙氧化物。
本发明制造方法B使用的接枝聚合液中所含的表面活性剂浓度,只要在0.01~3质量%范围内就没有特别限制,但是优选0.03~3质量%,更优选0.05~1质量%。表面活性剂浓度不足0.01质量%时,得到的接枝聚合纤维片材在碱溶液中的湿润性恶化;而当表面活性剂浓度高于3质量%时,很难制成平均氨扑获量大于0.4毫摩尔/克的隔板,而且也容易产生粘着性,给制造带来麻烦。
本发明制造方法A和B中使用接枝聚合液,必要时还可以含有例如链转移剂和/或反应引发剂。
例如,据认为向接枝聚合液中添加链转移剂能缩短接枝链,容易洗除未反应的均聚物,所以有利于制造。而且,使用含有链转移剂的接枝聚合液实施第1a,1b接枝聚合工序(即在氧存在下进行接枝聚合处理)时,因自放电抑制作用优良而优选。因此,自放电抑制作用优良的情况下可以降低接枝率,结果还有耐氧化性提高的二次效果。
上述链转移剂,可以使用低级醇(如异丙醇)、多官能团醇(如聚乙二醇)或二元羧酸(如马来酸),考虑到对电池性能影响,优选聚乙二醇,特别优选聚合度小于2000的聚乙二醇。所用聚乙二醇的聚合度超过2000时变成固体,难于均匀分散。若不能均匀分散,则不能产生均匀的接枝聚合反应,例如会导致氨扑获性不均匀。上述聚乙二醇聚合度的下限值为100左右,更优选聚合度为200~1000的聚乙二醇。
对于本发明制造方法A和B用接枝聚合液中可包含链转移剂(例如聚乙二醇)的浓度,虽然没有特别限制,但是优选3~50质量%,更优选优选3~30质量%,最好为5~25质量%。链转移剂浓度低于3质量%时,很难制成平均氨扑获量大于0.4毫摩尔/克的隔板,而且容易产生粘着性,给制造带来麻烦。若链转移剂浓度超过50重量%,则接枝率降低,而且氨扑获量也降低。
本发明制造方法A和B中接枝聚合液可以包含的反应引发剂,例如可以是二苯甲酮、过氧化物(如过氧化苯甲酰)或偶氮化合物,考虑到对电池性能的影响,优选二苯甲酮。
对于本发明制造方法A和B所用接枝聚合液中可以含有的反应引发剂(特别是二苯甲酮)浓度,虽然没有特别限制,但是优选0.05~1质量%,更优选0.05~0.5质量%,最好是0.05~0.3质量%。反应引发剂浓度不足0.05质量%时,接枝聚合反应不能充分进行,而反应引发剂浓度超过1质量%的情况下,很难制成平均氨扑获量高于0.4毫摩尔/克的隔板。
对于本发明制造方法A和B中所用接枝聚合液的溶剂(分散剂)没有特别限制,可以使用例如水、醇或酮。
上述的接枝聚合液,必要时还可以含有均聚物生成抑制剂(例如硫酸铁)。
使接枝聚合液附着在处理前纤维片材上之际,若含有多余接枝聚合液,则在重力作用下接枝聚合液产生偏置,结果在偏置状态下接枝聚合,所以应当除去多余的接枝聚合液。也就是说,当使接枝聚合液附着在处理前纤维片材上时,相对于处理前纤维片材面密度100克/米2,接枝聚合用液的数量优选处于40~250克/米2之间,更优选处于50~200之间。除去这种多余的接枝聚合液的手段,可以举出例如在一对轧辊之间通过或在平板压机之间通过等方法。
为使接枝聚合液与处理前纤维片材间具有良好亲合性,使接枝聚合液附着在处理前纤维片材之前,例如最好用紫外线照射、电晕放电和/或等离子放电等手段对处理前纤维片材作表面处理。
在本发明制造方法A,B的第1a,1b接枝聚合处理工序中,在氧存在下,对附着有接枝聚合液的纤维片材进行第1a,1b接枝聚合处理。这种在氧存在下进行第1a,1b接枝聚合处理,只要存在氧即可,例如可以在空气中进行,或者边供氧边进行,从制造工序简单(容易使氧浓度一定)的角度出发,优选在空气中进行。
第1a,1b接枝聚合处理工序中采用的接枝聚合方法,可以举出例如紫外线照射、远红外线照射或放射线(X-射线、α-射线、β-射线或γ-射线)照射聚合或者热聚合等方法。这些方法中,虽然都能仅在纤维表面产生接枝聚合,但是考虑到反应引发剂产生游离基的时间短,并能够在短时间内进行接枝聚合,因而优选紫外线照射聚合法。
在本发明制造方法A的第1a接枝聚合处理工序中,单体、低聚物和/或聚合物接枝聚合时,在构成处理前纤维片材表面的纤维外侧表面上,对具有530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质(据认为是氧原子和/或氧分子)也同时进行吸附反应,所以能够提高隔板的耐氧化性。而且,即使用具有羧基的物质作为能进行接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物,由于构成处理前纤维片材表面的纤维外侧表面上几乎不存在羧基,或者即使存在数量也很少,所以能提高纤维片材的耐氧化性。
在第1a,1b接枝聚合处理工序中,可以使第1a,1b接枝聚合处理进行到接枝聚合液完全不蒸发挥散的程度。第1a,1b接枝聚合处理工序中的接枝聚合处理时间,例如可以根据所用接枝聚合方法的种类、接枝聚合条件(例如照射强度)、接枝率或氨扑获率适当确定。
在本发明制造方法A、B的第2a,2b接枝聚合处理工序中,将经第1a,1b接枝聚合处理工序得到的第一步接枝聚合的纤维片材,用不透气性薄膜缠绕(第2a接枝聚合处理工序)的状态下,或者用不透气性薄膜将第1接枝聚合处理的纤维片材的上面和下面全部区域覆盖的状态(第2b接枝聚合处理工序)下,再进行第二步接枝聚合处理,赋予亲水性。
通过用不透气性薄膜缠绕,能够防止载带在第一步接枝聚合后纤维片材上的单体、低聚物和/或聚合物进一步蒸发挥散。在此第二步接枝聚合处理工序中,通过在氧存在下接枝聚合,可以认为已经接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物因进一步接枝聚合能延长接枝链。因此,构成第1接枝聚合处理的纤维片材内部的纤维表面上因容易进行第2接枝聚合,所以在使用单体、低聚物和/或聚合物形的具有羧基物质的情况下,在构成第1接枝聚合处理的纤维片材内部的纤维表面上能结合许多羧基。另外可以想见氧原子和/或氧分子在第1接枝聚合处理的纤维片材表面侧纤维上的吸附过程也进一步进行。
而且在第2b接枝聚合处理工序中,通过用不透气性薄膜覆盖纤维片材上面和下面全部区域,能防止自第1接枝聚合处理的纤维片材中蒸发的单体、低聚物和/或聚合物挥散。
在第2a和2b接枝聚合处理工序中,上述不透气性薄膜只要是不能透过气体(尤其是接枝聚合用液体蒸汽)的薄膜就没有特别限制,但是从反应引发剂在吸收波长下光透过率高(例如80%以上)的观点来看,例如优选聚烯烃类薄膜(如聚乙烯膜或聚丙烯膜)。这是因为一旦反应引发剂在吸收波长下光透过率低,就会妨碍聚合反应进行。
在第2b接枝聚合处理工序中,用不透气性薄膜覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材上面和下面全部区域的情况下,用不透气性薄膜夹住第1接枝聚合处理的纤维片材时,为了允许第1接枝聚合处理的纤维片材内部空间及其外侧表面附近的空间存在空气,不要从两侧加压。也就是说,在存在氧的条件下进行第2b的接枝聚合处理工序。
而且,在第2b接枝聚合处理工序中,既可以用不透气性薄膜覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材的端部及其周边部分(例如覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材上面的不透气性薄膜与覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材下面的不透气性薄膜连接在一起),也可以不用透气性薄膜覆盖其端部及周边部分(例如覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材上面的不透气性薄膜与覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材下面的不透气性薄膜互相分离)。
第2a和2b接枝聚合处理工序,优选在100℃(更优选110℃)以上温度条件下进行。这样,通过高温能容易制造出耐氧化性优良而且平均氨扑获量达0.4毫摩尔/克以上的高性能纤维片材(隔板)。
第2a和2b接枝聚合处理工序中采用的接枝聚合方法,可以举出例如紫外线照射、远红外线照射或放射线(X-射线、α-射线、β-射线或γ-射线)照射聚合或者热聚合等方法。关于第1a和1b接枝聚合处理工序中的接枝聚合方法,可以采用前面例示的方法。其中,第1a和1b接枝聚合处理工序中的第1a和1b接枝聚合(即在氧存在下接枝聚合)与第2a和2b接枝聚合处理工序中的第2a和2b接枝聚合(即用不透气性薄膜缠绕或用不透气性薄膜覆盖状态下接枝聚合),除了缠绕或覆盖第1接枝聚合处理的纤维片材的薄膜有无之外,其它聚合条件可以相同或不同。
例如,在第2b接枝聚合处理工序中,可以将第2b接枝聚合处理进行到氨扑获量达到0.4毫摩尔/克以上(优选0.45毫摩尔/克以上,更优选0.5毫摩尔/克以上)为止。第2a和2b的接枝聚合处理工序的接枝聚合处理时间,可以根据接枝聚合方法的种类、接枝聚合条件(例如照射强度)、接枝率或氨扑获率适当确定。
对于第1a和1b接枝聚合的处理时间(A)与第2a和2b接枝聚合的处理时间(B)之比(即A∶B)虽然没有特别限制,但是优选1∶8~5∶4,更优选2∶7~5∶4。第一步接枝聚合处理时间与第二步接枝聚合处理时间之比小于1∶8时,构成隔板表面纤维外侧表面上具有530.5~531.5eV结合能峰的物质数量减少,会使耐氧化性变劣,或者使氨扑获量降低。反之,若第一步接枝聚合处理时间与第二步接枝聚合处理时间之比大于5∶4,则接枝聚合反应难于进行,使电解液保持性降低或者使抑制自放电更困难,结果导致容量保持率产生降低倾向。
实施第一步和第二步接枝聚合处理工序得到的纤维片材,例如最好用水、温水、热水或乙醇等充分洗涤干净。因为第一步和第二步接枝聚合处理工序得到的纤维片材,会或多或少含有未反应物(例如单体、低聚物和/或聚合物)。
而且,第一步和第二步接枝聚合处理工序得到的纤维片材,可以用公知的亲水方法,例如表面活性剂处理法,气体处理法(所述气体是用氮气等惰性气体稀释的氟气与选自氧气、二氧化碳气和二氧化硫气体中至少1种气体的混合气体)或放电处理法等方法作进一步亲水处理,加快电解液的注液速度,提高电池的生产效率。
在表面活性剂处理工序中,相对于隔板质量,优选使之附着0.1~3(更优选0.2~1.5,尤其是0.3~1.2)质量%表面活性剂。
包含本发明表面氧化型纤维片材的本发明碱性电池用隔板,不易被电池内部产生的氧劣化,而且耐氧化性和自放电抑制作用优良。而且,包含本发明的内部高羧基化纤维片材的本发明碱性电池用隔板,不易被电池内部产生的氧劣化,而且耐氧化性和自放电抑制作用优良。此外,包含高氨扑获性纤维片材的本发明碱性电池用隔板,不仅自放电抑制作用优良,而且具有湿润性和容量保持率波动小的优良特性。
因此,本发明的这些碱性电池用隔板,能够适用于镍-镉电池或镍-氢电池等过充电时产生氧的电池中。当然,也适于作为其它一些电池中隔板,例如碱性一次电池(例如碱性锰电池、水银电池、氧化银电池或空气电池)或碱性二次电池(例如银-锌电池、银-镉电池、镍-锌电池或充电式镍-锰电池)的隔板。
实施例
以下通过实施例具体说明本发明,但是本发明的范围并不受这些实施例的限制。其中,用X-射线微量分析仪对构成隔板表面的纤维外侧表面和构成纤维隔板内部的纤维表面的测定,按照以下操作进行。
(1)将隔板浸渍在1当量的盐酸水溶液中2小时。
(2)充分水洗后,浸渍在1当量的氢氧化钾水溶液中2小时,用钾置换氢。
(3)充分水洗后干燥。
(4)用能量分散型X-射线微量分析仪测定钾。
实施例1
将芯材成分由聚丙烯组成且壳材成分由高密度聚乙烯(熔点132℃)组成的芯壳型热粘纤维(纤度=1.2分特,纤维长=10毫米,高密度聚乙烯占纤维表面的100%)100质量%分散成浆,用常规湿式抄造法使这种浆形成纤维网。接着在136℃热处理这种纤维网,使之在10牛顿/厘米线压力的辊间通过,使作为芯壳型热粘纤维壳材成分的高密度聚乙烯粘结,形成处理前无纺布(面密度=55.4克/米2)。
另外,用如下组成制备了接枝聚合液。
(1)丙烯酸单体 25质量%
(2)二苯甲酮 0.3质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 3质量%
(5)水 71.3质量%
然后,将上述处理前无纺布浸渍在上述接枝聚合用混合液中(相对于面密度为100克/米2的无纺布,含有80克/米2比例的混合液),进而在空气中,在无纺布两面各设置一个金属卤化物水银灯,在180毫瓦/厘米2照度下,对无纺布两侧表面照射中心波长为365nm紫外线15秒钟,使丙烯酸接枝聚合。接着,用两片不透气性薄膜夹住此第1接枝聚合处理后的无纺布成三明治状,以便不排除在第1接枝聚合处理后的无纺布内部空间和外侧表面附近空间的空气。再次用各设置一个的金属卤化物水银灯,在180毫瓦/厘米2照度下,对第1接枝聚合处理后的无纺布两侧表面照射中心波长为365nm的紫外线15秒钟,使丙烯酸进一步聚合在在上述工序中聚合的接枝聚合物上。此时,第1接枝聚合处理后的无纺布温度为110℃,上述接枝聚合用液处于从两片不透气性薄膜四周蒸发的状态下。然后用水充分洗涤此经接枝聚合的无纺布,干燥后在10牛顿/厘米线压力下作砑光处理,制成面密度60.8克/米2、厚度0.15毫米、接枝率9.8%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质(参见附图2)。在附图2中,曲线a是源于O或O2的波形分离光谱,曲线b是源于C=O、O-C=O的波形分离光谱,曲线c是源于C-O的波形分离光谱,曲线d是O1S光谱。其中,曲线a~c是为了分析曲线d的O1S光谱中存在的官能团,利用Gauss/Lorentzian函数进行波形分离处理得到的光谱。
而且,在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,根本未检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后,在表面区域完全不存在羧基,而仅在内部区域存在羧基。
对照例1
将与实施例1同样形成的处理前无纺布浸渍在与实施例1同样的接枝聚合用混合液中后(相对于面密度为100克/米2,含有80克/米2比例的混合液),用不透气性薄膜夹住无纺布,在此无纺布两侧各设置一个金属卤化物水银灯,在180毫瓦/厘米照度下照射中心波长为365nm紫外线30秒钟,使丙烯酸接枝聚合。然后,用水充分洗涤此接枝聚合后的无纺布,干燥后经线压力10牛顿/厘米砑光处理,制成面密度59.8克/米2、厚度0.15毫米和接枝率10.5%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,根本未检出具有530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质(参见附图3)。即未得到源于O或O2的波形分离光谱。在附图3中,各曲线b、c和d分别与附图2中的相同。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,在表面区域和内部区域都存在同等数量的羧基。
实施例2
由聚丙烯成分(断面形状为扇形,熔点=160℃)和高密度聚乙烯(断面形状为扇形,熔点=130℃)组成的、具有橙子形状断面的、纤度2.2分特和纤维长度10毫米的、能够用水流分割的分割性纤维(能够分割成8根纤度0.138分特聚丙烯极细纤维和8根纤度0.138分特聚乙烯极细纤维)占70质量%,以及芯材成分由聚丙烯组成且壳材成分由低密度聚乙烯(熔点110℃)组成的纤度2.2分特和纤维长10毫米的芯壳型热粘纤维占30质量%的混合纤维,经分散制浆后,按常规湿式抄造法使之形成纤维网。
接着通过在115℃热处理这种纤维网,仅使芯壳型热粘纤维中的低密度聚乙烯成分粘结。进而,将此被热粘后的纤维网置于100目的网上,用喷嘴直径0.13毫米间距0.6毫米的喷嘴板向两面交替喷射两次压力12.7MPa的水流,使分割性纤维分割。然后,在115℃下热处理此分割的纤维网,再次仅使芯壳型热粘纤维中低密度聚乙烯成分粘结形成处理前无纺布。此后,与实施例1同样接枝聚合,充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度60.5克/米2、厚度0.15毫米、接枝率10%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,根本未检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
实施例3
与实施例2同样方式形成面密度35克/米2的湿式纤维网。另外,除了实施例2的分割性纤维和纤维长度为38毫米之外,将与实施例2完全相同的分割性纤维占70质量%,与除了实施例2的芯壳型纤维和纤维长度为38毫米之外,将与实施例2完全相同的芯壳型纤维占30质量%共同混合,用梳棉机开纤,形成面密度为20克/米2的同向性纤维网。然后,将湿式纤维网和同向性纤维网层叠在一起,形成层叠纤维网。
接着,与实施例2完全相同地处理此层叠纤维网,即按照使芯壳型热粘纤维中低密度聚乙烯成分热粘、用水流使分割性纤维分割、使芯壳型热粘纤维中低密度聚乙烯成分再热粘的顺序操作,制成实际上是一层的由长纤维和短纤维交织在均匀交织在一起的处理前无纺布。进而,与实施例1完全相同地进行接枝聚合,充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度59.2克/米2、厚度0.15毫米、接枝率10.2%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,根本未检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
实施例4
接枝聚合液是用以下成分制备的。
(1)丙烯酸单体 25质量%
(2)二苯甲酮 0.3质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 3质量%
(5)水 61.3质量%
(6)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
然后,除了将与实施例1同样形成的处理前无纺布浸渍在上述接枝聚合用混合液中之外,与实施例1同样使之接枝聚合,充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度60.3克/米2、厚度0.15毫米、接枝率9.9%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,虽然检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质,但是与发射光电的逸出角为30°测定时相比,检出该物质的数量少。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
对照例2
将与实施例1同样形成的处理前无纺布浸渍在与实施例4同样的接枝聚合混合液中后(相对于无纺布面密度100克/米2,含有80克/米2的混合液),用不透气性薄膜夹住无纺布,在此无纺布两侧各设置一个金属卤化物水银灯,以180毫瓦/厘米2的照度照射中心波长365nm紫外线30秒钟,使丙烯酸接枝聚合。接着,将此接枝聚合的无纺布充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度60克/米2、厚度0.15毫米、接枝率11%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,完全未检出具有530.5~531.5eV(电子伏特)结合能峰的物质。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,在表面区域和内部区域都存在同等程度的羧基。
实施例5
接枝聚合液是用以下成分制备的。
(1)丙烯酸单体 25质量%
(2)二苯甲酮 0.3质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 3质量%
(5)水 51.3质量%
(6)异丙醇 20质量%
然后,除了将与实施例1同样形成的处理前无纺布浸渍在上述接枝聚合用混合液中之外,与实施例1同样使之接枝聚合,充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度60.4克/米2、厚度0.15毫米、接枝率9.8%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,虽然检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质,但是与发射光电的逸出角为30°测定时相比,检出该物质的数量少。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
实施例6
接枝聚合液是用以下成分制备的。
(1)丙烯酸单体 25质量%
(2)二苯甲酮 0.3质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 3质量%
(5)水 61.3质量%
(6)马来酸 10质量%
然后,除了将与实施例1同样形成的处理前无纺布浸渍在上述接枝聚合用混合液中之外,与实施例1同样使之接枝聚合,充分水洗,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度59.2克/米2、厚度0.15毫米、接枝率9.2%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,虽然检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质,但是与发射光电的逸出角为30°测定时相比,检出该物质的数量少。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
实施例7
将聚丙烯芯成分和高密度聚乙烯(熔点132℃)壳成分制成的纤度0.77分特、长度5毫米的芯壳型热粘纤维占80重量%和纤度2.2分特和长度10毫米、抗拉强度8cN/分特的高强度聚丙烯纤维占20重量%的混合纤维分散成浆,用湿法抄造法将其制成纤维网。然后,在136℃对此纤维网热处理后,使之通过线压力10牛顿/厘米(常温)的辊间,使作为芯壳型热粘纤维壳成分的高密度聚乙烯热粘形成处理前无纺布。
此外,用以下成分制备了接枝聚合液。
(1)丙烯酸单体 30质量%
(2)二苯甲酮 0.1质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 1质量%
(5)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
(6)水 58.5质量%
然后,使上述处理前无纺布浸渍上述接枝聚合用混合液(相对于面密度为100克/米2,含有80克/米2比例的混合液),在无纺布两侧各设置的一个金属卤化物水银灯,以180毫瓦/厘米2的照度照射中心波长为365nm的紫外线15秒钟,使丙烯酸接枝聚合。存在于无纺布表面层纤维上丙烯酸几乎不聚合,而处于无纺布表面层以内纤维上的丙烯酸则产生接枝聚合。
然后,用不透气性薄膜夹住此第1接枝聚合处理后的无纺布,使第1接枝聚合处理后的无纺布两侧不加压,以便允许第1接枝聚合处理后的无纺布内存在空气。用第1接枝聚合处理后的无纺布两侧各设置的一个金属卤化物水银灯,以180毫瓦/厘米2的照度照射中心波长为365nm的紫外线16秒钟,使在上述工序中能够接枝聚合的共聚物与丙烯酸进一步聚合。进而充分水洗经接枝聚合的无纺布,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成面密度60.8克/米2、厚度0.15毫米、接枝率9.8%的隔板。
在发射光电逸出角等于30°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面后,检出了具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。而且在发射光电逸出角等于90°的条件下,用X-射线光电分光计测定构成隔板表面纤维的外侧表面后,完全没有检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
此外,用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面后发现,表面区域完全不存在羧基,仅内部区域存在羧基。
实施例8
将占80重量%的聚丙烯芯成分和高密度聚乙烯(熔点132℃)壳成分制成的芯壳型热粘纤维(纤度=0.8分特,纤维长度=5毫米)和占20重量%的高强度聚丙烯纤维(纤度=2.2分特,纤维长度=10毫米,抗拉强度=8cN/分特的混合纤维分散成浆,用湿法抄造法将其制成纤维网。然后,在136℃对此纤维网热处理后,使之通过线压力10牛顿/厘米(常温)的辊间,使作为芯壳型热粘纤维中壳成分的高密度聚乙烯热粘形成处理前无纺布。
此外,用以下成分(1)~(6)制备了接枝聚合液。其中,硫酸铁是作为均聚物形成抑制剂而加入的。
(1)丙烯酸单体 30质量%
(2)二苯甲酮 0.1质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 0.5质量%
(5)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
(6)水 59质量%
然后,使上述处理前无纺布浸渍上述接枝聚合用混合液(相对于面密度为100克/米2,含有80克/米2比例的混合液),在无纺布两侧各设置的一个金属卤化物水银灯,在空气中以180毫瓦/厘米2的照度照射中心波长为365nm的紫外线15秒钟,使丙烯酸接枝聚合。接着,用两片不透气性薄膜夹住此第1接枝聚合处理后的无纺布成三明治状,操作时应当允许在第1接枝聚合处理后的无纺布内部空间及其外侧表面附近空间的空气存在。用无纺布两侧各设置的一个金属卤化物水银灯,以180毫瓦/厘米2的照度照射中心波长为365nm的紫外线15秒钟,使上述工序中粘合的接枝共聚物与丙烯酸进一步聚合。此时,无纺布温度为110℃,上述接枝聚合液处于从两片不透气性薄膜四周蒸发的状态下。
接着,充分水洗经接枝聚合的无纺布,干燥后在10牛顿/厘米线压力下砑光处理,制成本发明的隔板(面密度=60.8克/米2,厚度=0.15毫米,接枝率=9.8%)。
实施例9
除了使用由以下成分制备的接枝聚合液之外,重复上述实施例8的操作手续,制成本发明的隔板(面密度=60.8克/米2,厚度=0.15毫米,接枝率=9.8%)。
(1)丙烯酸单体 30质量%
(2)二苯甲酮 0.1质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 0.1质量%
(5)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
(6)水 59.4质量%
实施例10
除了使用由以下成分制备的接枝聚合液之外,重复上述实施例8的操作手续,制成本发明的隔板(面密度=60.8克/米2,厚度=0.15毫米,接枝率=9.8%)。
(1)丙烯酸单体 30质量%
(2)二苯甲酮 0.1质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 0.05质量%
(5)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
(6)水 59.45质量%
实施例11
除了使用由以下成分制备的接枝聚合液之外,重复上述实施例8的操作手续,制成本发明的隔板(面密度=60.8克/米2,厚度=0.15毫米,接枝率=9.8%)。
(1)丙烯酸单体 25质量%
(2)二苯甲酮 0.3质量%
(3)硫酸铁 0.4质量%
(4)非离子表面活性剂 3质量%
(5)聚乙二醇(聚合度400) 10质量%
(6)水 61.3质量%
物质性质评价
(A)COD
COD值用以下方法测得。
(1)根据作为氧化剂使用的20~40%高锰酸钾消耗量的大小,将隔板剪切(面积A厘米2)。例如切成5厘米的正方形(面积0.0025米2)。
(2)再将上述隔板切成1~2厘米2的正方形后,置于300毫升烧瓶中。
(3)用量筒向烧瓶中注入100毫升纯水。
(4)一边将硫酸水溶液(按容积计硫酸∶蒸馏水=1∶2)振荡混合,一边注入烧瓶中10毫升。
(5)一边用滴定管向烧瓶中滴加5毫摩尔/升(N/40)高锰酸钾溶液10毫升,一边振荡混合,立即置于80℃热水浴中(带振荡器)使之反应30分钟。此时,使热水浴水面高于烧瓶内水面,以便使之充分反应。经30分钟反应后,确认是否残留有高锰酸钾的红色。由于颜色消失意味着隔板量过多,所以应当减少隔板数量后重复上述(1)~(5)中的操作。
(6)从热水浴中取出烧瓶,用滴定管向烧瓶中滴加12.5毫摩尔/升(N/40)碘酸钠溶液10毫升,振荡使之充分反应。此时,应当确认高锰酸钾的红色消失变成无色。
(7)一边使烧瓶内溶液保持在60~80℃,一边用5毫摩尔/升(N/40)高锰酸钾溶液滴定。当淡红色保持30秒以上时为滴定终点。读取此时所需的高锰酸钾溶液的量a(毫升)。
(8)另取100毫升纯水置于烧瓶中,进行(4)~(7)中操作(空白试验)。读取此时所需高锰酸钾溶液的量b(毫升)。
(9)用以上试验结果,按照下式(4)算出COD。
COD(毫克·O/米2)=(a-b)×f×0.2×1/A (4)
上式中,a为滴定所需的高锰酸钾量(毫升),b为空白滴定所需的高锰酸钾量(毫升),f为5毫摩尔/升高锰酸钾溶液的校正因子,而且A是隔板的面积(米2)。
实施例1~7和对照例1~2隔板的COD值,如表1所示。
(B)使用X-射线光电分光计的测定方法
X-射线光电分光计的测定,是按照以下条件用X-射线光电分光计(JPS-9010MX,日本电子社制)测定的。
隔板用纯水洗涤干净后干燥,固定在样品架上。然后,在真空度达到10-6Pa(帕斯卡)的真空下,用Mg-kα作为激发源(X-射线源),于10KV加速电压和10mA电子束电流条件下测定对象表面。结果示于表1之中。
(C)容量保持率的测定
制成了以发泡镍为原料的糊状镍正极(33毫米宽,182毫米长)和糊状储氢合金负极(网状金属类合金,宽33毫米,长247毫米)作为电极的集电体。然后,将按照上述实施例1~11和上述对照例1~2制成的各种隔板切成宽35和长410毫米大小后,分别夹在正极和负极之间,卷成卷筒状,制成与SC型对应的电极组。将此电极组置于外装罐内后,向此外装罐内注入5摩尔/升氢氧化钾和1N氢氧化锂作为电解液,封罐后制成圆筒形镍氢电池。
接着,对各圆筒形镍氢电池在0.1C下相对于容量充电150%后,再于0.1C下放电,测定终止电压为1.0V的初期容量(A)。进而,再于0.1C下相对于容量充电150%后,于65℃恒温室内放置5日。然后再于0.1C下放电,测定终止电压为1.0V的初期容量(B)。按照下式(5),由这些结果算出容量保持率(C)。
C(%)=(B/A)×100 (5)
其中,就各种隔板各使用10个样品进行了测定。
结果示于表1和2之中。在表2中,括弧内的数据表示10个数值中的最大值和最小值,其外的数据表示10个数据的平均值。单位是“%”。
(D)循环寿命试验
按照以下方法测定了实施例1~7以及对照例1~2的寿命。首先,作为电极的集电体,制成了以发泡镍为原料的糊状镍正极(33毫米宽,182毫米长)和糊状储氢合金负极(网状金属类合金,宽33毫米,长247毫米)。然后,将剪切成33毫米宽、410毫米长的实施例1~7和对照例1~2的各隔板分别夹在正极和负极之间,卷成卷筒状,制成与SC型对应的电极组。将此电极组置于外装罐内后,向此外装罐内注入5N氢氧化钠和1N氢氧化钾作为电解液,封罐后制成圆筒形镍氢电池。其次,对各圆筒形镍氢电池重复0.2C、150%充电和1C、终止电压1.0V放电,测定直到放电容量达到初期容量50%时的循环数。结果示于表1之中。
(E)氨扑获量的测定
按上述方法测定了在上述实施例7~11中制造的本发明隔板以及上述对照例1中制造的对照用隔板的氨扑获量。其中,就各个隔板的测定都是使用10个样品进行的。
结果示于表2之中。表2中,括弧内的数值,表示10个数据中的最小值和最大值,括弧上面达到数据表示10个数据的平均值。单位是毫摩尔/克。
表 1
A | B | C | COD(mg·O/m2) | 容量保持率(%) | 循环寿命(循环数) | |
实施例1 | 有 | 无 | 无 | 205 | 60 | >1000 |
对照例1 | 无 | 无 | 有 | 282 | 45 | 500 |
实施例2 | 有 | 无 | 无 | 198 | 60 | >1000 |
实施例3 | 有 | 无 | 无 | 201 | 60 | >1000 |
实施例4 | 有 | 有少许 | 无 | 220 | 60 | >1000 |
对照例2 | 无 | 无 | 有 | 260 | 45 | 500 |
实施例5 | 有 | 有少许 | 无 | 150 | 60 | >1000 |
实施例6 | 有 | 有少许 | 无 | 210 | 60 | >1000 |
实施例7 | 有 | 有少许 | 无 | 220 | 60 | >1000 |
A:在发射光电子逸出角等于30°条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面时,是否能检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
B:在发射光电子逸出角等于90°条件下,用X-射线光电分光计测定构成此隔板表面纤维的外侧表面时,是否能检出具有530.5~531.5eV结合能峰的物质。
C:用X-射线微量分析仪测定构成此隔板表面纤维的外侧表面和构成隔板内部纤维的表面时,是否检出了表面区域的羧基。
表1说明,使用本发明的表面氧化型纤维片材或内部高羧基化纤维片材作为隔板制成的镍氢电池,是一种耐氧化性优良,能够长时间使用的电池。
表 2
氨扑获量 | 容量保持率 | |
实施例8 | 0.55(0.53~0.58) | 61(58~62) |
实施例9 | 0.58(0.56~0.60) | 62(60~63) |
实施例10 | 0.63(0.62~0.64) | 63(62~64) |
实施例7 | 0.48(0.40~0.52) | 60(50~62) |
实施例11 | 0.43(0.38~0.48) | 58(48~61) |
对照例1 | 0.35(0.32~0.38) | 45(42~48) |
表2说明,用本发明高氨扑获性纤维片材制成的隔板,由于容量保持率高,而且容量保持率波动小,所以是质量稳定的隔板。
含有本发明的表面氧化型纤维片材的本发明电池用隔板,难于被电池内部产生的氧所劣化,而且耐氧化性和自放电抑制作用均优良。含有本发明的内部高羧基化纤维片材的本发明电池用隔板,也难于被电池内部产生的氧所劣化,而且耐氧化性和自放电抑制作用均优良。此外,含有本发明的高氨扑获性纤维片材的本发明电池用隔板,不仅自放电抑制作用优良,而且还具有在湿润性和容量保持率波动性优良的特性。
以上虽然是按照特定实施方式说明本发明的,但是本领域普通技术人员自知的各种变化也包括在本发明的范围内。
Claims (9)
1、一种碱性电池用隔板,其中含有这样一种纤维片材,当发射光电子的逸出角约等于30°条件下,用X-射线光电分光计对构成此纤维片材表面的纤维的外侧表面测定的场合下,其中存在显示530.5~531.5eV结合能峰的物质;而且结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量,比结合在构成纤维片材表面的纤维的外侧表面上的羧基存在量多。
2、按照权利要求1所述的碱性电池用隔板,其中所说的纤维片材是接枝聚合的纤维片材。
3、按照权利要求2所述的碱性电池用隔板,其中所说的接枝率为5~20%。
4、一种碱性电池用隔板的制造方法,其中包括在氧存在下,对附着有含有能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物的接枝聚合用液的纤维片材进行接枝处理后,在用不透气性薄膜围绕纤维片材四周的状态下,进行进一步接枝处理,制成碱性电池隔板用接枝聚合化的纤维片材的工序。
5、按照权利要求4所述的制造方法,其中在所说的接枝聚合用液中所含能够接枝聚合的单体、低聚物和/或聚合物的浓度为5~60质量%。
6、按照权利要求5所述的制造方法,其中在所说的接枝聚合用液中还含有3~50质量%链转移剂。
7、按照权利要求6所述的制造方法,其中所说的链转移剂是聚乙二醇。
8、按照权利要求7所述的制造方法,其中在所说的接枝聚合用液中,还含有0.05~1质量%反应引发剂。
9、按照权利要求4所述的制造方法,其中在用不透气性薄膜围绕纤维片材四周的状态下进行所说的接枝聚合处理是在100℃以上温度条件下实施的。
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