DE60118066T2

DE60118066T2 - Batterieseparator

Info

Publication number: DE60118066T2
Application number: DE60118066T
Authority: DE
Inventors: c/o Japan Vilene Company Toshiaki Sashima-gun Takase; c/o Japan Vilene Company Yoshihiko Sashima-gun Kondo; c/o Japan Vilene Company Noriko Sashima-gun Miyaguchi; c/o Japan Vilene Company Masanao Sashima-gun Tanaka
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: US20020090876A1; EP1179864A3; CN1291506C; EP1179864A2; CN1356731A; EP1179864B1; HK1044226A1; HK1044226B; US7402539B2; DE60118066D1

Description

STAND DER TECHNIK FÜR DIE ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Batterieseparator.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einer Batterie wird ein Separator verwendet, um positive und negative Elektrode voneinander zu trennen und dazwischen einen Kurzschluss zu verhindern, und weiterhin, um einen Elektrolyten aufzunehmen und eine reibungslose elektromotorische Reaktion zu ermöglichen.
In jüngerer Zeit ist aufgrund der Notwendigkeit von Miniaturisierung und Gewichtseinsparung in elektronischen Ausrüstungen der für die Batterie zur Verfügung stehende Platz kleiner geworden. Dennoch sind die Anforderungen an die Leistung einer solchen kleineren Batterie dieselben oder höher als bei einer herkömmlichen Batterie, weshalb es erforderlich ist, die Kapazität der Batterie und den Anteil an aktiven Materialien in den Elektroden zu erhöhen. Dementsprechend muss das für den Separator in der Batterie zur Verfügung stehende Volumen verkleinert werden. Obwohl ein dünner Separator mit einer Dicke von 0,15 mm vorgeschlagen worden ist, wird ein noch dünnerer Separator mit einer Dicke von 0,1 mm oder kleiner vom Markt gewünscht.
Ein Separator, der bis auf eine Dicke von 0,1 mm oder dünner gebracht werden kann, ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-126595 vorgeschlagen. In jener Veröffentlichung ist ein für eine Alkalibatterie bestimmter Separator mit einem Flächengewicht von 15 bis 55 g/m², einem Hohlraumanteil von 40 bis 80% und einer Dicke von 0,05 bis 0,12 mm vorgeschlagen, der aus einem laminierten Vliesstoff besteht, der hergestellt wird, indem ein Vliesstoff aus feinen Fasern auf beiden Seiten eines Vliesstoffs anhaften gelassen wird, der durch ein nasses Ablegeverfahren hergestellt worden ist und Hülle-Kern-Verbundfasern enthält, die aus einem Hüllpolymer mit einem niedrigen Schmelzpunkt und einem Kernpolymer mit einem hohen Schmelzpunkt bestehen.
Jedoch besteht der in dieser ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 11-126595 offenbarte Separator aus einem laminierten Vliesstoff, der hergestellt wird, indem Vliesstoffe aus feinen Fasern auf dem Vliesstoff anhaften gelassen werden, der durch ein nasses Ablegeverfahren hergestellt worden ist, weshalb der Elektrolyt in den Vliesstoffen aus feinen Fasern ungleichmäßig verteilt ist. Deshalb erhöht sich der Innendruck, weshalb es im Ergebnis schwierig ist, die Kapazität der Batterie zu erhöhen, obwohl der Separator gestaltet worden ist, um dünner zu sein und damit eine Erhöhung der Batteriekapazität zu ermöglichen.
In EP 0 834 936 A1 ist ein Vliesstoff für Separatoren von nichtwässrigen Elektrolytbatterien offenbart, der anorganische Fasern mit einem mittleren Durchmesser von vorzugsweise 3 μm oder kleiner und/oder organische Fasern mit vorzugsweise einem Schmelzpunkt oder Zersetzungspunkt in der Wärme von 250°C oder höher enthält.
In EP 0 848 436 A2 ist ein Separatormaterial für alkalische Akkumulatoren offenbart, das eine Vliesstofflage aus einem Gemisch aus dünnen Polyolefinfasern mit einem Filamentdurchmesser von 2 bis 8 μm und dicken Polyolefinfasern mit einem Filamentdurchmesser von 9 bis 15 μm umfasst. In JP 56 138 863 A ist ein Batterieseparator offenbart, der mindestens drei Arten von Fasern mit unterschiedlichem Durchmesser umfasst, wobei die Durchmesser aller Fasern 1 bis 20 μm betragen und der Durchmesser der Faser mit dem größten Durchmesser 7 bis 15 Mal größer als derjenige der Faser mit dem kleinsten Durchmesser ist. In JP 10 312 786 ist ein Separator für Alkalibatterien offenbart, der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Behandlung durchgeführt worden ist, um einem Vliesstoff Hydrophilie zu verleihen, der durch durch physikalische Einwirkung erfolgendes Aufteilen von zerteilbaren Fasern A, die in der Lage sind, feine Polyolefinfasern A₁ und feine Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer-Fasern A₂ zu erzeugen, und zerteilbaren Fasern B, die in der Lage sind, ausschließlich feine Polyolefinfasern B₁ zu erzeugen, zu einem Faservlies, das 5 bis 40 Masse-% zerteilbare Fasern A, 20 bis 55 Masse-% zerteilbare Fasern B, 20 bis 45 Masse-% hochfeste Fasern mit einer Einzelfaserfestigkeit von 5 g/d oder mehr und 20 bis 35 Masse-% schmelzbare Fasern, die auf wenigstens der Oberfläche eine Kunststoffkomponente mit einem Schmelzpunkt tragen, der niedriger als derjenige der Kunststoffkomponenten der zerteilbaren Fasern A, der zerteilbaren Fasern B und der hochfesten Fasern ist, umfasst, Verwirren der Fasern und Schmelzen der schmelzbaren Fasern hergestellt worden ist. In EP 0 861 929 A1 ist eine leicht fibrillierbare Faser mit einer sea-islands-Struktur offenbart, die ein auf Vinylalkohol basierendes Polymer (A) und ein wasserunlösliches, auf Cellulose basierendes Polymer (B) umfasst, wobei A die Seekomponente und B die Inselkomponente des Faserquerschnitts ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Deshalb liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik zu beheben und einen dünnen Batterieseparator bereitzustellen, der die Erhöhung der Kapazität einer Batterie ermöglicht.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile werden anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert.
Erfindungsgemäß wird ein Batterieseparator bereitgestellt, der im Wesentlichen aus einem Vliesstoff mit einer im Wesentlichen einschichtigen Struktur und im Wesentlichen aus auf einem Polyolefin basierenden Fasern besteht, wobei die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht des Vliesstoffs 20 m² oder mehr, die Dicke des Vliesstoffs 0,1 mm oder weniger und der Einheitlichkeitsindex des Vliesstoffs 0,15 oder weniger beträgt und der Vliesstoff feine Fasern mit einem Durchmesser von 4 μm oder kleiner enthält, die aus den Inselkomponenten gebildet sind, die nach der Entfernung der Seekomponente aus islands-in-sea-Verbundfasern, die durch ein Verbundspinnverfahren erhalten worden sind, übriggeblieben sind.
Dabei bedeutet die Bezeichnung "im Wesentlichen einschichtige Struktur", dass der mittlere Faserdurchmesser eines Teils mit einer Faserzusammensetzung und einer Faserkombination, die sich von denjenigen des gesamten Vliesstoffs in Dickenrichtung des Vliesstoffs unterscheiden, innerhalb von ±20% des mittleren Faserdurchmessers des gesamten Vliesstoffs liegt.
Da der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff eine im Wesentlichen einschichtige Struktur hat, kann der Elektrolyt im Vliesstoff gleichmäßig aufgenommen und deshalb eine Batterie mit einem niedrigen Innendruck und einer hohen Kapazität hergestellt werden. Weiterhin beträgt die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht des Vliesstoffs 20 m² oder mehr, obwohl seine Dicke so gering wie 0,1 mm oder dünner ist. Deshalb kann ein Batterieseparator mit einem guten Elektrolyt-Aufnahmevermögen, insbesondere einem lange anhaltenden Elektrolytaufnahmevermögen, und somit eine Batterie mit langer Lebensdauer hergestellt werden.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff hat eine im Wesentlichen einschichtige Struktur, um eine ungleichmäßige Verteilung des Elektrolyten zu vermeiden. Dabei bedeutet die hier für den Vliesstoff benutzte Bezeichnung "im Wesentlichen einschichtige Struktur", dass der mittlere Faserdurchmesser eines Teils mit einer Faserzusammensetzung und einer Faserkombination, die sich von denjenigen des gesamten Vliesstoffs in Dickenrichtung des Vliesstoffs unterscheiden, innerhalb von ±20% des mittleren Faserdurchmessers des gesamten Vliesstoffs liegt. Deshalb kann der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff durch Laminieren einer Vielzahl von Faservliesen hergestellt werden, solange er die Forderung erfüllt, dass das Laminat in Bezug auf den mittleren Faserdurchmesser einheitlich ist.
Die hier benutzte Bezeichnung "Richtung in der Dicke" oder "Dickenrichtung" bedeutet die Richtung im rechten Winkel zu der planaren Oberfläche des Vliesstoffs. In diesem Zusammenhang ist die planare Oberfläche des Vliesstoffs nicht glatt, weshalb planare Oberfläche des Vliesstoffs die Oberfläche einer Platte bedeutet, die auf der Oberfläche des Vliesstoffs befestigt worden ist. Weiterhin bedeutet Dickenrichtung die Richtung im rechten Winkel zur Plattenoberfläche. Die hierin in Bezug auf die kurzen Fasern benutzte Bezeichnung "mittlerer Faserdurchmesser" bedeutet den Mittelwert der Durchmesser von 100 oder mehr kurzen Fasern. Die hier in Bezug auf die langen Fasern benutzte Bezeichnung "mittlerer Faserdurchmesser" bedeutet den Mittelwert der Durchmesser von 100 oder mehr Punkten auf langen Fasern. Die hier in Bezug auf eine Faser mit einem kreisförmigen Querschnitt benutzte Bezeichnung "Faserdurchmesser" bedeutet den Kreisdurchmesser. Bei einer Faser, die einen nicht kreisrunden Querschnitt hat, wird der Durchmesser des Kreises, der dieselbe Fläche wie der nicht kreisrunde Querschnitt hat, als Durchmesser angesehen.
Es ist bevorzugt, dass der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff im Wesentlichen aus nicht fibrillierten Faser besteht, wenn der Vliesstoff aus einer oder mehreren Faserarten zusammengesetzt ist. Wenn der Vliesstoff im Wesentlichen aus nicht fibrillierten Fasern besteht, wird der Vliesstoff einheitlich und der Elektrolyt kann vom gesamten Vliesstoff gleichmäßig aufgenommen werden.
Die hierin benutzte Bezeichnung "nicht fibrillierte Faser" bedeutet eine Faser ohne einen Bindungsteil für mehrere Fasern. Fasern, die keine "nicht fibrillierten Fasern" sind, sind beispielsweise Fasern mit vielen von ihnen abzweigenden Fibrillen (beispielsweise Fasern, die durch Mahlen mechanisch zerteilbarer Fasern bzw. einer Pulpe in einer Mühle hergestellt worden sind) oder Fasern mit einer Netzwerkstruktur, die durch Verbinden mehrerer Fasern vor einer Schmelzbehandlung (beispielsweise Fasern, die durch ein Flush-Spinnverfahren hergestellt worden sind) gebildet worden ist.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann aus einem oder mehreren Materialien wie auf Polyamid basierenden Fasern oder auf einem Polyolefin basierenden Fasern gebildet werden. Der Vliesstoff besteht im Wesentlichen aus auf einem Polyolefin basierenden Fasern, da diese ausgezeichnete Elektrolytbeständigkeit besitzen und kein Ammoniak erzeugen, von welchem angenommen wird, dass es eine Selbstentladung verursacht. Auf einem Polyolefin basierende Fasern bedeuten eine Faser, die insgesamt ausschließlich aus einem auf einem Polyolefin basierenden Kunststoff besteht, und eine Faser, die auf mindestens der Oberfläche aus einem auf einem Polyolefin basierenden Kunststoff besteht. Dies deshalb, da ein Teil, der einen Einfluss auf die Elektrolytbeständigkeit hat, die Faseroberfläche ist. Deshalb ist beispielsweise eine Verbundfaser, die aus einem Polyamid und einem Polyolefin besteht und eine Oberfläche hat, die aus einem auf einem Polyolefin basierenden Kunststoff (außer beide Enden) besteht, in dieser auf einem Polyolefin basierenden Faser eingeschlossen. Als auf einem Polyolefin basierender Kunststoff sind beispielsweise auf Polyethylen basierende Kunststoffe wie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte bzw. Ethylencopolymere, auf Polypropylen basierende Kunststoffe wie Polypropylen und Propylencopolymere oder auf Polymethylpenten basierende Kunststoffe wie Polymethylenpenten und Methylpentencopolymere zu nennen. Von diesen Kunststoffen ist auf Polypropylen basierender Kunststoff oder auf Polyethylen basierender Kunststoff bevorzugt.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff enthält vorzugsweise Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul, das heißt mit einem Elastizitätsmodul von 50 cN/dtex oder darüber. Aufgrund der Elastizität der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul wird ein Kurzschluss, der verursacht wird, indem ein an der Elektrode erzeugter Blitz in den Separator eintritt, verhindert, und es wird verhindert, dass der Separator von einer Elektrodenkante eingerissen wird, wenn er um die Elektroden gewickelt wird. Deshalb kann die Batterie zuverlässig zusammengebaut werden. Weiterhin werden nach dem Umhüllen der Elektroden mäßige Hohlräume im Separator beibehalten und kann der Elektrolyt über einen langen Zeitraum aufgenommen werden. Deshalb kann eine Batterie mit langer Lebensdauer zusammengebaut werden.
Die hier benutzte Bezeichnung "Elastizitätsmodul" bedeutet einen scheinbaren Elastizitätsmodul, der aus der ursprünglichen Zugfestigkeit berechnet wird, die gemäß einem Verfahren ermittelt wird, das in JIS (Japanischer Industriestandard) L 1015:1999, 8.11 definiert ist. Die ursprüngliche Zugfestigkeit wird von einer Zugprüfmaschine mit konstanter Zuggeschwindigkeit ermittelt.
Diese vorteilhaften Effekte können aufgrund eines höheren Elastizitätsmoduls erhalten werden. Dabei beträgt der Elastizitätsmodul vorzugsweise 65 cN/dtex oder mehr und besonderes bevorzugt 80 cN/dtex oder mehr.
Der Durchmesser der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber vorzugsweise 12 bis 35 μm, besonders bevorzugt 13 bis 30 μm, und am meisten bevorzugt 13 bis 25 μm, sodass die absolute Festigkeit des Vliesstoffs erhöht ist, wenn der Vliesstoff als Separator verwendet wird, um somit einen an der Elektrode entstehenden Blitz am Eindringen in den Separator, die Elektrodenkante am Zerreißen des Separators oder das Auftreten eines Kurzschlusses zu verhindern und die Ungleichmäßigkeit des Widerstands gegenüber einer eindringenden Kraft zu verringern.
Diese vorteilhaften Effekte können leicht erreicht werden, wenn die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul mit einem Anteil von 5 Masse-% oder mehr und vorzugsweise 10 Masse-% oder mehr in den den Vliesstoff bildenden Fasern enthalten sind. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Anteil der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul 98 Masse-% oder weniger beträgt, sodass der Anteil der feinen Fasern mit der Funktion, das Elektrolytaufnahmevermögen zu verbessern, nicht sinkt.
Die Materialien für die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul sind nicht besonders beschränkt, sie sind beispielsweise auf Polyethylen basierende Kunststoffe wie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte oder Ethylencopolymere, auf Polypropylen basierender Kunststoff wie hochkristallines Polypropylen und Propylencopolymere oder auf Polymethylpenten basierender Kunststoff wie Polymethylenpenten und Methylpentencopolymere. Von diesen Kunststoffen ist Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht oder hochkristallines Polypropylen bevorzugt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Fasern mit hohem Elastizitätsmodul können aus einer einzigen Komponente aus diesem Material oder einem Gemisch bzw. einem Verbund aus zwei oder mehreren Komponenten aus diesen Materialien bestehen. Wenn die Faser mit hohem Elastizitätsmodul eine Misch- oder Verbundfaser ist, die aus zwei oder mehreren dieser Materialien besteht, kann der Querschnitt beispielsweise vom Hülle-Kern-Typ, exzentrischen Typ oder islands-in-sea-Typ sein. Wenn die Faser mit hohem Elastizitätsmodul eine Misch- oder Verbundfaser ist, die aus zwei oder mehreren Kunststoffkomponenten besteht, können die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul miteinander über die Kunststoffkomponente, die ihre Oberfläche bildet, verschmolzen sein.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff enthält feine Fasern mit einem Durchmesser von 4 μm oder kleiner, vorzugsweise 3 μm oder kleiner, und besonders bevorzugt 2 μm oder kleiner. Deshalb hat der Vliesstoff eine große scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht und kann ein Separator mit einem ausgezeichneten Elektrolytaufnahmevermögen, obwohl er dünn ist, bereitgestellt werden.
Bei den feinen Fasern, die in dem für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff enthalten sind, sind die Durchmesser aller feinen Fasern in einem engen Bereich verteilt und sind die Durchmesser der feinen Fasern nahezu identisch. Dies deshalb, da, wenn die Durchmesser der feinen Fasern nahezu identisch sind, sich Poren mit einem einheitlichen Durchmesser und Zwischenräume mit einer einheitlichen Größe bilden, weshalb der Elektrolyt gleichmäßig verteilt wird.
Insbesondere beträgt das Verhältnis (σ/d), das heißt der Quotient, der erhalten wird, wenn die Standardabweichung (σ) der Verteilung der Durchmesser der feinen Fasern durch den Mittelwert (d) der Durchmesser der feinen Fasern geteilt wird, vorzugsweise 0,2 oder weniger und besonderes bevorzugt 0,18 oder weniger. Sind alle Durchmesser der feinen Fasern gleich, werden Standardabweichung (σ) und Untergrenze des Verhältnisses (σ/d) Null.
Der "Mittelwert (d) der Durchmesser der feinen Fasern" ist der Wert, der erhalten wird, indem eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer Probe des Vliesstoffs angefertigt wird, die Durchmesser von 100 oder mehr feinen Fasern der elektronenmikroskopischen Aufnahme ermittelt werden und der Mittelwert der 100 oder mehr bestimmten Faserdurchmesser genommen wird. Die Standardabweichung (σ) der feinen Fasern kann berechnet werden aus den Durchmessern (X) der feinen Fasern und der Anzahl (n, mindestens 100) der bestimmten feinen Fasern unter Anwendung der Gleichung: Standardabweichung = {(nΣX2 – (ΣX 2)/n(n – 1)}1/2,worin n die Anzahl der bestimmten feinen Fasern und X den Durchmesser der jeweiligen feinen Faser bedeutet.
Wenn der Vliesstoff zwei oder mehr Gruppen von feinen Fasern mit einem Durchmesser von 4 μm oder weniger enthält, so erfüllt hinsichtlich der Faserdurchmesserverteilung vorzugsweise jede Gruppe diese Gleichung.
Jede feine Faser hat eine Durchmesser, der sich in axialer Richtung im Wesentlichen nicht ändert, das heißt einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser, sodass der Poren enthaltende Vliesstoff einen einheitlichen Porendurchmesser hat und Zwischenräume mit einheitlicher Größe gebildet werden können.
Die feinen Fasern, die einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser haben, der sich in axialer Richtung im Wesentlichen nicht ändert, oder die feinen Fasern mit fast gleichem Faserdurchmesser bei vielen feinen Fasern werden hergestellt, indem die Seekomponente aus den islands-in-sea-Verbundfasern entfernt wird, die durch ein Verbundspinnverfahren wie ein Verfahren zum Extrudieren und Verbinden von Inselkomponenten in Seekomponenten unter der Bedingung erhalten werden, dass die Spinndüse kontrolliert wird. Es ist im Allgemeinen schwierig, feine Fasern mit einem im Wesentlichen gleichen Durchmesser, der sich in axialer Faserrichtung im Wesentlichen nicht ändert, oder feine Fasern mit fast gleichem Durchmesser bei mehreren feinen Fasern durch ein als Mischspinnverfahren bezeichnetes Verfahren, das heißt ein Verfahren zum Vermischen von Kunststoffen für Inselkomponenten und Kunststoffen für Seekomponenten, Verspinnen des Produkts, um islands-in-sea-Fasern zu erhalten, und Entfernen der Seekomponente, herzustellen.
Auch ist es im Allgemeinen schwierig, feine Fasern mit einem im Wesentlichen gleichen Durchmesser, der sich in axialer Faserrichtung im Wesentlichen nicht ändert, oder feine Fasern mit fast gleichem Durchmesser bei mehreren feinen Fasern durch ein als Schmelzblasen bezeichnetes Verfahren zu erhalten.
Der Querschnitt der feinen Fasern ist vorzugsweise kreisförmig, da dadurch die Einheitlichkeit des Vliesstoffs weiter erhöht werden kann. Außerdem würde, wenn der Vliesstoff Bündel aus feinen Fasern enthielte, seine Einheitlichkeit verschlechtert. Bündel können entstehen, indem zerteilbare Fasern nach dem Bilden eines zerteilbare Fasern enthaltenden Vliesstoffs zerteilt werden. Deshalb ist es bevorzugt, die Bildung solcher Bündel zu verhindern.
Die feinen Fasern werden vorzugsweise aus Polyolefinen, beispielsweise aus auf Polyethylen basierenden Kunststoffen wie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte bzw. Ethylencopolymere, auf Polypropylen basierenden Kunststoffen wie Polypropylen bzw. Propylencopolymeren oder auf Polymethylpenten basierenden Kunststoffen wie Polymethylpenten und Methylpentencopolymeren, hergestellt. Von diesen Kunststoffen ist ein auf Polypropylen basierender Kunststoff oder ein auf Polyethylen basierender Kunststoff bevorzugt.
Es ist bevorzugt, dass die feinen Fasern eine Kunststoffkomponente enthalten, die in der Lage ist, am Schmelzvorgang teilzunehmen (anschließend mitunter auch als schmelzbare Komponente bezeichnet), da die feinen Fasern fest miteinander verbunden werden können, um ein Herabfallen oder Auf richten der Fasern zu verhindern, wenn die feinen Fasern durch die schmelzbaren Komponenten vergeschmolzen werden.
Wenn es erwünscht ist, die feinen Fasern zu schmelzen, so können sie ausschließlich aus der schmelzbaren Komponente aus diesem auf einem Polyolefin basierenden Kunststoff oder aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, beispielsweise der schmelzbaren Komponente und einer Komponente (anschließend mitunter als nicht schmelzbare Komponente bezeichnet) mit einem Schmelzpunkt, der höher als derjenige der schmelzbaren Komponente ist. Es ist besonders bevorzugt, dass die feinen Fasern aus zwei oder mehr Komponenten, beispielsweise der schmelzbaren Komponente und der nicht schmelzbaren Komponente, bestehen, da die Form oder Gestalt der feinen Fasern aufgrund des Vorhandenseins der nicht schmelzbaren Komponente beibehalten werden kann und somit eine Beeinträchtigung der Funktion der feinen Fasern, dass heißt eine Beeinträchtigung der Bildung von Poren mit einheitlichem Durchmesser und Zwischenräumen mit einheitlicher Größe, wenn die schmelzbaren Komponenten geschmolzen werden, nicht stattfinden kann.
Wenn die feinen Fasern aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, so nimmt die schmelzbare Komponente vorzugsweise einen Teil von der oder die gesamte Oberfläche der feinen Fasern ein und kann somit am Schmelzvorgang teilnehmen. Wenn die feinen Fasern Verbundfasern sind, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen, so ist der Querschnitt beispielsweise vorzugsweise vom Hülle-Kern-, exzentrischen oder islands-in-sea-Typ. Der Schmelzpunkt der nicht schmelzbaren Komponente ist vorzugsweise um 10°C oder mehr und besonders bevorzugt um 20°C oder mehr höher als derjenige der schmelzbaren Komponente, sodass die Form oder Gestalt der feinen Fasern von der nicht schmelzbaren Komponente aufrechterhalten werden kann.
Die feinen Verbundfasern, die aus zwei oder mehr Komponenten wie der schmelzbaren Komponente und der nicht schmelzbaren Komponente bestehen, können durch ein Verfahren, in welchem eine Düse, die in der Lage ist, diesen Querschnitt (wie vom Hülle-Kern-, exzentrischen oder islands-in-sea-Typ) zu erzeugen, als die Düse für die Inselkomponenten verwendet wird und diese zu islands-in-sea-Verbundfasern versponnen werden, wenn die islands-in-sea-Verbundfasern in einem herkömmlichen Verbundspinnverfahren ersponnen werden, oder durch ein Verfahren, in welchem ein Kunststoffgemisch aus zwei oder mehr Kunststoffkomponenten einer Düse für die Inselkomponenten zugeführt und zu den islands-in-sea-Verbundfasern versponnen wird, wenn die islands-in-sea-Verbundfasern in einem herkömmlichen Verbundspinnverfahren ersponnen werden, und anschließend die Seekomponente daraus entfernt wird, hergestellt werden.
Die hier benutzte Bezeichnung "Schmelzpunkt" bedeutet die Temperatur des Maximalwertes in einer endothermen Schmelzkurve, die erhalten wird, indem die Temperatur ab Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters erhöht wird. Falls es zwei oder mehr Maxima geben sollte, ist der höchste Wert der Schmelzpunkt.
Die weiter oben genannten vorteilhaften Effekte können leicht erhalten werden, wenn die feinen Fasern 2 Masse-% oder mehr (besonders bevorzugt 5 Masse-% oder mehr und am meisten bevorzugt 10 Masse-% oder mehr) der den Vliesstoff bildenden Fasern ausmachen. Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann ausschließlich aus feinen Fasern bestehen, enthält aber vorzugsweise die weiter oben beschriebenen Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, um mäßige Hohlräume aufrechtzuerhalten. Deshalb beträgt die Obergrenze des Anteils an feinen Fasern 95 Masse-%.
Die feinen Fasern sind vorzugsweise Kurzfasern mit einer Länge von 30 mm oder kürzer und einem hohen Freiheitsgrad, sodass sie sich leicht und gleichmäßig in dem Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs verteilen lassen. Wenn die feinen Fasern oder die Inselkomponenten in den islands-in-sea-Verbundfasern miteinander druckverbunden werden, wenn sie zerschnitten werden, so werden die erhaltenen Fasern wie fibrillierte Fasern. Deshalb ist es bevorzugt, feine Fasern, die sich beim Zuschneiden schlecht miteinander druckverbinden lassen, oder islands-in-sea-Verbundfasern, die Inselkomponente enthalten, die sich beim Zuschneiden schlecht miteinander druckverbinden lassen, zu verwenden.
So kann beispielsweise ein hochkristalliner Kunststoff als ein Material für feine Fasern, die sich schlecht druckverbinden lassen, oder können Inselkomponenten (in den islands-in-sea-Verbundfasern), die sich schlecht druckverbinden lassen, verwendet werden. Es ist insbesondere bevorzugt, Polymethylpenten oder Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von 166°C oder darüber und besonders bevorzugt 168°C oder darüber zu verwenden.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann weiterhin schmelzbare Fasern enthalten, um seine Festigkeit zu erhöhen.
Die schmelzbare Komponente der schmelzbaren Fasern hat vorzugsweise einen Schmelzpunkt, der die Fasern wie die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und/oder die feinen Fasern, die keine schmelzbaren Fasern sind, nicht beeinflusst. So enthalten beispielsweise, wenn die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, die ausschließlich aus einem auf Polypropylen basierenden Kunststoff bestehen, und die feinen Fasern, die ausschließlich aus einem auf Polypropylen basierenden Kunststoff bestehen, als Fasern enthalten sind, die keine schmelzbaren Fasern sind, die schmelzbaren Fasern vorzugsweise einen auf Polyethylen basierenden Kunststoff wie Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte oder ein Ethylencopolymer als schmelzbare Komponente. Weiterhin enthalten, wenn die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, die ausschließlich aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht bestehen, und die feinen Fasern, die ausschließlich aus einem auf Polypropylen basierenden Kunststoff bestehen, als Fasern enthalten sind, die keine schmelzbaren Fasern sind, die schmelzbaren Fasern vorzugsweise Polyethylen wie Polyethylen mit hoher Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, lineares Polyethylen mit niedriger Dichte oder ein Ethylencopolymer als schmelzbare Komponente.
Wenn der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff feine Fasern, Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und schmelzbare Fasern enthält und der Kunststoff, der die Oberfläche der feinen Fasern und der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul bildet, ausschließlich ein auf Polypropylen basierender Kunststoff ist, so ist es bevorzugt, schmelzbare Fasern, die ein Polypropylencopolymer (wie Ethylen-Buten-Propylen-Copolymer, Ethylen-Butadien-Propylen-Copolyermer oder Ethylen-Propylen-Copolymer) als schmelzbare Komponente enthalten, zu verwenden, sodass ein Vliesstoff, dessen Fasern hochschmelzend sind und welcher eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit (einschließlich einer hohen Beständigkeit gegenüber Zerreißen durch die Elektrode oder einer hohen Festigkeit gegenüber Durchschlagen eines Blitzes) und eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit besitzt, hergestellt werden kann.
Die schmelzbaren Fasern können ausschließlich aus der schmelzbaren Komponente bestehen oder eine nicht schmelzbare Komponente, deren Schmelzpunkt höher als derjenige der schmelzbaren Komponente ist, zusätzlich zu der schmelzbaren Komponente enthalten. Wenn die schmelzbaren Fasern Verbundfasern sind, die aus einer wie zuvor beschriebenen schmelzbaren Komponente und nicht schmelzbaren Komponente bestehen, kann die Festigkeit des Vliesstoffs erhöht werden. Dabei kann der Querschnitt der Verbundfaser beispielsweise vom Hülle-Kern-, exzentrischen oder islands-in-sea-Typ sein. Weiterhin besteht die nicht schmelzbare Komponente vorzugsweise aus einem Kunststoff, dessen Schmelzpunkt höher als derjenige der schmelzbaren Komponente, vorzugsweise um 10°C oder mehr und besonders bevorzugt 20°C oder mehr, ist.
Die schmelzbaren Fasern sind mit einem Anteil von vorzugsweise 20 Masse-% oder mehr und besonders bevorzugt 40-Masse-% oder mehr in den den Vliesstoff bildenden Fasern enthalten, sodass die Festigkeit des Vliesstoffs erhöht werden kann. Andererseits beträgt der Anteil der schmelzbaren Fasern vorzugsweise 98 Masse-% oder weniger, aufgrund des weiter oben diskutierten notwendigen Vorhandenseins von feinen Fasern.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann aus ausschließlich feinen Fasern mit einem Durchmesser von 4 μm oder kleiner, wie weiter oben beschrieben, bestehen. Weiterhin kann der Vliesstoff aus einer Kombination aus feinen Fasern und Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, einer Kombination aus feinen Fasern und schmelzbaren Fasern oder einer Kombination aus feinen Fasern, Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und schmelzbaren Fasern bestehen. Ferner kann der Vliesstoff zusätzlich zu den feinen Fasern, den Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und den schmelzbaren Fasern übliche Fasern enthalten, auf welche sich die weiter oben gegebenen Definitionen nicht anwenden lassen. Das heißt, dass übliche Fasern wie normale Polypropylenfasern einen Durchmesser von mehr als 4 μm und einen Elastizitätsmodul von weniger als 50 cN/dtex haben und keine schmelzbare Komponente enthalten. Die üblichen Fasern können mit einem Anteil von etwa 93 Masse-% oder weniger und vorzugsweise 60 Masse-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs, enthalten sein.
Wenn der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff aus einer Kombination aus feinen Fasern und Fasern mit hohem Elastizitätsmodul besteht, ist das Massenkombinationsverhältnis (feine Fasern Fasern mit hohem Elastizitätsmodul) nicht besonders beschränkt, kann aber beispielsweise 50 bis 90:50 bis 10, besonders bevorzugt 60 bis 80:40 bis 20, und am meisten bevorzugt 65 bis 80:35 bis 20 betragen.
Wenn der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff aus einer Kombination aus feinen Fasern und schmelzbaren Fasern besteht, ist das massenbezogene Kombinationsverhältnis (feine Fasern:schmelzbare Fasern) nicht besonders beschränkt, kann aber beispielsweise 10 bis 80:90 bis 20, besonders bevorzugt 10 bis 50:90 bis 50, und am meisten bevorzugt 10 bis 30:90 bis 70 betragen.
Wenn der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff aus einer Kombination aus feinen Fasern, Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und schmelzbaren Fasern besteht, ist das massenbezogene Kombinationsverhältnis (feine Fasern:Fasern mit hohem Elastizitätsmodul: schmelzbare Fasern) nicht besonders beschränkt, kann aber beispielsweise 10 bis 40:15 bis 40:20 bis 75, besonders bevorzugt 10 bis 40:20 bis 40:20 bis 70, und am meisten bevorzugt 10 bis 30:20 bis 35:40 bis 65 betragen.
Wenn der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff feine Fasern und Fasern mit hohem Elastizitätsmodul enthält, so beträgt der mittlere Durchmesser der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul vorzugsweise das 5fache oder mehr, besonders bevorzugt das 6fache oder mehr, und am meisten bevorzugt das 6,5fache oder mehr des mittleren Durchmessers der feinen Fasern. Der feine Fasern und Fasern mit hohem Elastizitätsmodul enthaltende Vliesstoff besitzt daher eine derartige Struktur, dass die dicken Fasern mit hohem Elastizitätsmodul ein Gerüst bilden und die feinen Fasern in dem Gerüst angeordnet sind. Beträgt der Durchmesser der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul das 5fache oder mehr des Durchmessers der feinen Fasern, kann der Vliesstoff aufgrund der hohen Elastizität der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul effektiv Zwischenräume beibehalten und wird der Hohlraumanteil unter Druck und somit das Elektrolytaufnahmevermögen ebenfalls erhöht.
Ähnliche vorteilhafte Effekte lassen sich erhalten, wenn die mittlere Länge der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul das 2,5fache oder mehr, vorzugsweise das 3fache oder mehr, besonders bevorzugt das 4fache oder mehr, und am meisten bevorzugt das 5fache oder mehr der mittleren Länge der feinen Fasern beträgt. Weiterhin lassen sich, wenn die mittlere Länge der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul 10 μm oder mehr beträgt, ähnliche vorteilhafte Effekte durch Einstellung des Masseanteils der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul im Vliesstoff auf das 1 bis 2,5fache des Masseanteils der feinen Fasern erhalten.
Wenn die gesamte Oberfläche der den für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff bildenden Fasern aus einem auf Propylen basierenden Kunststoff besteht, kann ein Vliesstoff mit hochschmelzenden Eigenschaften der Fasern, einer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit (einschließlich der Beständigkeit gegenüber Zerreißen durch die Elektrode oder Festigkeit gegen Durchschlagen durch einen Blitz) und einer ausgezeichneten Hitzebeständigkeit hergestellt werden. Weiterhin kann, wenn alle schmelzbaren Komponenten der den Vliesstoff bildenden Fasern aus einem auf Ethylen basierenden Kunststoff bestehen, ein Vliesstoff mit hochschmelzenden Eigenschaften der Fasern und einer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit (einschließlich der Beständigkeit gegenüber Zerreißen durch die Elektrode oder Festigkeit gegen Durchschlagen durch einen Blitz) hergestellt werden.
Die Fasern wie die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, die feinen Fasern, die schmelzbaren Fasern oder die üblichen Fasern, die den für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff bilden, können unverstreckt sein, sind aber vorzugsweise verstreckt, da dadurch eine gute mechanische Festigkeit erhalten wird.
Die Länge der Fasern wie der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, der feinen Fasern, der schmelzbaren Fasern oder der üblichen Fasern, die den für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff bilden, ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber vorzugsweise 0,5 bis 30 mm, da eine kürzere Länge zu einem höheren Freiheitsgrad der Fasern führt und diese sich im Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs gleichmäßig verteilen lassen. Besonders bevorzugt werden Fasern verwendet, die auf eine Länge von 1 bis 20 mm zugeschnitten worden sind. Dabei bedeutet die hier benutzte Bezeichnung "Faserlänge" den Wert, der gemäß JIS L1015 (einem Prüfverfahren für künstliche Stapelfasern), dem B-Verfahren (einem im Anhang befindlichen Verfahren für ein Stapeldiagramm) gemessen wird. Die mittlere Faserlänge ist der Mittelwert von 100 Fasern.
Die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt 20 m² oder mehr. Deshalb hat der Vliesstoff ein ausgezeichnetes Elektrolytaufnahmevermögen und kann den Elektrolyten über einen langen Zeitraum halten, selbst wenn die Separatordicke 0,1 mm oder weniger beträgt. Die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht beträgt vorzugsweise 22 m² oder mehr und besonders bevorzugt 25 m² oder mehr.
Die hier benutzte Bezeichnung "Flächengewicht" bedeutet die flächenbezogene Masse, die gemäß einem Verfahren bestimmt wird, das in JIS P 8124 (Papier und Pappe; Verfahren zur Messung der flächenbezogenen Masse) ermittelt wird. Die hierin benutzte Bezeichnung "scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht" bedeutet die Summe der Oberflächen (außer den Querschnittsflächen auf beiden Enden) der in diesem "Flächengewicht" vorhandenen Fasern unter der Bedingung, dass die Fasern nicht aneinander befestigt sind. So ist beispielsweise, wenn das Flächengewicht 40 g/m², der Anteil der feinen Fasern 20 Masse-% und der Anteil der schmelzbaren Fasern 80 Masse-% beträgt, die "scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht" die Summe der Oberfläche aus 8 g (= 40·0,2) der feinen Fasern (außer den Querschnittsflächen an beiden Enden) und der Oberfläche von 32 g (= 40·0,8) der schmelzbaren Fasern (außer den Querschnittsflächen an beiden Enden). Wenn der Vliesstoff schmelzbare Fasern enthält, so sind diese geschmolzen. Es wird jedoch die "scheinbare Gesamtoberfläche" auf der Basis der Oberfläche (außer den Querschnittsflächen an beiden Enden) der schmelzbaren Fasern vor dem Schmelzen berechnet. Die Oberfläche der Fasern kann aus dem Faserdurchmesser, dem Flächengewicht, dem Kombinationsverhältnis und der Feinheit berechnet werden. Die Oberfläche der schmelzbaren Fasern vor dem Schmelzen kann aus dem Faserdurchmesser ihres ungeschmolzenen Teils berechnet werden.
Die Dicke des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt 0,1 mm oder weniger. Da der Vliesstoff dünn ist, kann die Batteriekapazität erhöht werden. Dabei ist die Untergrenze der Dicke nicht besonders beschränkt, solange die Elektroden ausreichend voneinander getrennt sind und der Elektrolyt zufrieden stellend aufgenommen wird, wenn der Vliesstoff als Separator verwendet wird. Beträgt die Dicke weniger als etwa 0,005 mm, fließt ein sehr schwacher Strom hindurch oder wird das Elektrolytaufnahmevermögen verschlechtert. Deshalb beträgt die Dicke vorzugsweise etwa 0,005 mm oder mehr und besonders bevorzugt etwa 0,01 mm oder mehr. Die hier benutzte Bezeichnung "Dicke" bedeutet den Mittelwert aus 10 Dicken, die zufällig ausgewählt und gemäß dem in JIS C2111 5.1(1) definierten Verfahren unter Verwendung einer in JIS B 7502:1994 beschriebenen Außenmikrometerschraube (0 bis 25 mm) bestimmt worden sind.
Bei dem für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff ist es bevorzugt, dass die Fasern im Wesentlichen ausschließlich durch Verschmelzen der Fasern miteinander verbunden sind. Wenn die Fasern ausschließlich durch Schmelzen miteinander verbunden sind, wird die Faseranordnung nicht gestört. Deshalb kann ein Separator mit guter Einheitlichkeit, der in der Lage ist, einen Kurzschluss wirksam zu verhindern und den Elektrolyten gleichmäßig zu verteilen und einen niedrigen Innenwiderstand besitzt, hergestellt werden. So wird beispielsweise, wenn die Fasern durch Verwirren miteinander verbunden werden, von Löchern, die sich von der Vorderseite bis zur Rückseite des Vliesstoffs durch das Verwirren der Fasern durch einen Fluidstrahl wie einen Wasserstrahl oder durch das Durchstechen mit einer Nadel bilden, leicht ein Kurzschluss verursacht. Demgegenüber wird, wenn die Fasern ausschließlich durch Verschmelzen miteinander verbunden werden, die Anordnung der Fasern durch das Schmelzen nicht gestört, weshalb ein Kurzschluss selten auftritt.
Auch wenn ein Vliesstoff ohne Verwirren hergestellt wird, verwirren sich einige Fasern miteinander. So kann beispielsweise ein Faservlies, das durch Kardieren oder Nassablegen hergestellt wird, seine Form behalten. Das bedeutet, dass die Fasern im Faservlies mehr oder weniger verwirrt sind. Jedoch stört diese Verwirrung die Faseranordnung im Faservlies nicht wie durch das Wasserstrahlverwirren oder Nähen, weshalb es erfindungsgemäß nicht als eine wesentliche Verwirrung angesehen wird. Wie weiter oben bedeutet die hier benutzte Bezeichnung "im Wesentlichen ausschließlich durch Verschmelzen der Fasern" den Zustand, in welchem die Fasern ausschließlich durch Verschmelzen nach der Bildung des Faservlieses miteinander verbunden werden. Unter einem anderen Gesichtspunkt lässt sich dieser Zustand als der Zustand definieren, in welchem die Fasern, das heißt die feinen Fasern, und beispielsweise die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, die schmelzbaren Fasern und/oder die üblichen Fasern, die den Vliesstoff bilden, im Wesentlichen zweidimensional angeordnet sind.
Der Einheitlichkeitsindex des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt 0,15 oder weniger. Somit hat der Vliesstoff eine ausgezeichnete Einheitlichkeit, ist in der Lage, einen Kurzschluss wirksam zu verhindern, und kann den Elektrolyten gleichmäßig aufnehmen. Vorzugsweise beträgt der Einheitlichkeitsindex 0,10 oder weniger.
Der "Einheitlichkeitsindex" wird durch ein Verfahren berechnet, das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2001-50902 offenbart ist. Insbesondere wird der "Einheitlichkeitsindex" durch folgende Methode berechnet, wobei:

1) Helligkeitsinformationen durch Bestrahlung einer Vliesstoffprobe mit Licht aus einer Lichtquelle erhalten werden und das reflektierte Licht aus einem festgelegten Probenbereich von einem Lichtempfänger empfangen wird,
2) vier Teilmuster mit einer Bildgröße von 3 mm × 3 mm, 6 mm × 6 mm, 12 mm × 12 mm und 24 mm × 24 mm durch gleiches Aufteilen des festgelegten Probenbereichs erhalten werden,
3) der Helligkeitswert von jedem Bereich der erhaltenen Teilmuster auf der Basis der Helligkeitsinformationen berechnet wird,
4) die mittlere Helligkeit (X) der Teilmuster auf der Basis des Helligkeitswerts eines jeden Bereichs berechnet wird,
5) die Standardabweichung (σ) eines jeden Teilmusters berechnet wird,
6) der Variationskoeffizient (CV) eines jeden Teilmusters mit der Gleichung: Variationskoeffizient (CV) = (σ/X)·100,worin σ die Standardabweichung eines jeden Teilmusters und X die mittlere Helligkeit eines jeden Teilmusters bedeutet, berechnet wird und
7) eine Koordinatengruppe mit der X-Achse des Logarithmus der jeweiligen Bildgröße und der Y-Achse des Variationskoeffizienten der entsprechenden Bildgröße erzeugt wird und auf die Grundlinie durch das Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate zurückgeführt wird, um ihren Anstieg zu berechnen; der Absolutwert des erhaltenen Anstiegs ist der Einheitlichkeitsindex.

In dem für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff beträgt die maximale Porengröße vorzugsweise 40 μm oder weniger, da dadurch die Einheitlichkeit des Vliesstoffs ausgezeichnet wird und, wenn der aus dem Vliesstoff bestehende Separator stark an die Elektroden gepresst wird, lose pulverförmige aktive Materialien kaum in die inneren Zwischenräume im Separator eindringen, weshalb ein Kurzschluss wirksam verhindert wird. Die maximale Porengröße in dem Vliesstoff beträgt besonders bevorzugt 35 μm oder weniger und am meisten bevorzugt 30 μm oder weniger. Dabei bedeutet die hier benutzte Bezeichnung "maximale Porengröße" den Wert, der gemäß dem Blasenbildungspunktverfahren unter Verwendung eines Porometers (Coulter Electronics Ltd.) gemessen wird.
In dem für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff beträgt die maximale Porengröße der Poren im Vliesstoff vorzugsweise das 2fache oder weniger und besonders bevorzugt das 1,9fache oder weniger der mittleren Fließporengröße. Innerhalb dieses Bereichs hat der Vliesstoff eine enge Porengrößenverteilung und kann ein Elektrolyt gleichmäßig verteilt werden, wodurch eine Batterie mit niedrigem Innenwiderstand entsteht. Idealerweise beträgt die maximale Porengröße der Poren im Vliesstoff das 1fache der mittleren Fließporengröße, das heißt, dass alle Poren dieselbe Größe haben. Die hier benutzte Bezeichnung "mittlere Fließporengröße" bedeutet den von ASTM-F316 definierten Wert und wird beispielsweise gemäß dem mittleren Fließpunktverfahren unter Verwendung eines Porometers (Coulter Electronics Ltd.) gemessen.
Der Hohlraumanteil des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt vorzugsweise 45 bis 65% und besonders bevorzugt 50 bis 60%, sodass Innenwiderstand und Innendruck sinken und das Elektrolytaufnahmevermögen verbessert wird.
Der Hohlraumanteil (P) wird berechnet mit der Gleichung: Hohlraumanteil (P) = {1 – W/(T·d)}·100,worin W das Flächengewicht (g/m²), T die Dicke (μm) des Vliesstoffs (oder des Separators) und d die Dichte (g/cm³) des Kunststoffs (beispielsweise einer Faser), der den Vliesstoff bildet, bedeutet. Wenn der Vliesstoff zwei oder mehr Kunststoffarten enthält, ist die Dichte der konstituierenden Kunststoffe das Mittel aus den Massen der konstituierenden Kunststoffe. So wird beispielsweise, wenn a Masse-% des Kunststoffs A mit der Dichte d₁ und b Masse-% des Kunststoffs B mit der Dichte d₂ vorliegen, die Dichte (d) der konstituierenden Kunststoffe berechnet aus der Gleichung: Dichte (d) = d1·a/100 + d2·b/100.
Es ist bevorzugt, dass die Zugfestigkeit in mindestens einer Richtung des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs 20 N/5 cm Breite oder mehr beträgt, da damit eine Elektrodengruppe ohne Zerreißen und eine Batterie mit einem hohen Wirkungsgrad, wenn er als Separator verwendet wird, zusammengebaut werden kann. Die Zugfestigkeit beträgt besonders bevorzugt 30 N/5 cm Breite oder mehr und am meisten bevorzugt 40 N/5 cm Breite oder mehr.
"Zugfestigkeit" bedeutet die Kraft, die erforderlich ist, um eine Vliesstoffprobe (eine Separatorprobe) zu zerreißen, nachdem eine auf 5 cm Breite zugeschnittene Probe zwischen Klemmbacken (Abstand zwischen den Klemmbacken = 10 cm) einer Zugprüfmaschine (TENSILON UTM-III-100, hergestellt von ORIENTEC, Co.) eingespannt und mit einer Ziehgeschwindigkeit von 300 mm/min gezogen worden ist.
Die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt vorzugsweise 500 p oder mehr. Beträgt die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel weniger als 500 p, werden die den Vliesstoff bildenden Fasern von einem Blitz von einer Elektrode getrennt, wenn der Vliesstoff als Separator verwendet wird, und kann leicht ein Kurzschluss entstehen, nachdem die Elektrodengruppe gebildet worden ist. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel beträgt besonders bevorzugt 600 p oder mehr und am meisten bevorzugt 700 p oder mehr.
Die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel wird wie folgt gemessen:
Eine Vliesstoffprobe wird auf einem Tragezylinder mit einem durchgängigen Loch (Innendurchmesser = 11 mm) mit einem kreisförmigen Querschnitt derart befestigt, dass das Durchgangsloch von der Probe bedeckt wird. Weiterhin wird ein Befestigungszylinder mit einem Durchgangsloch (Innendurchmesser = 11 mm) mit einem kreisförmigen Querschnitt derart auf der Probe befestigt, dass die Mitte des Befestigungszylinders mit der Mitte des Durchgangslochs des Tragezylinders übereinstimmt, sodass die Probe befestigt ist. Danach wird eine Nadel (Krümmungsradius = 0,5 mm an der Spitze, Durchmesser = 1 mm und mit einer von der Halterung vorstehenden Länge = 2 cm), die in ein Hand-Druckprüfgerät (KES-G5, hergestellt von KATO TECH Co., Ltd.) eingesetzt ist, mit einer Geschwindigkeit von 0,01 cm/s senkrecht in die Probe gestoßen und die Kraft, die erforderlich ist, um die Probe mit der Nadel zu durchlöchern, gemessen. Die erforderliche Kraft ergibt die Widerstandsfähigkeit der Probe gegenüber dem Eindringen einer Nadel.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff hat eine mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht von vorzugsweise 14 p oder mehr, besonders bevorzugt 15 p oder mehr, noch mehr bevorzugt 16 p oder mehr, und am meisten bevorzugt von 18 p oder mehr. Wenn der Vliesstoff keine Durchgangslöcher enthält, sind die Fasern einheitlich verteilt und ist seine Einheitlichkeit ausgezeichnet und die mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht erhöht. Die mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel ist der Mittelwert, der erhalten wird, wenn die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel im Vliesstoff an 30 Punkten gemessen wird. Die mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht ist der Quotient, der erhalten wird durch Dividieren der mittleren Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel durch das Flächengewicht (g/m²).
Das Flächengewicht des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs beträgt vorzugsweise 5 bis 55 g/m² und besonders bevorzugt 10 bis 40 g/m².
Es ist bevorzugt, eine oder mehrere Sauerstoff und/oder Schwefel enthaltende funktionelle Gruppen wie die Sulfonsäure-, Sulfat-, Sulfofluorid-, Hydroxy-, Carboxyl- oder Carbonylgruppe auf die Oberfläche der Fasern, die den für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff bilden, aufzubringen, ein oder mehrere hydrophile Monomere auf die Oberfläche aufzupfropfen, ein oder mehrere Tenside auf die Oberfläche oder ein oder mehrere hydrophile Kunststoffe auf die Oberfläche aufzubringen, sodass ihr Affinität gegenüber einem Elektrolyten verliehen oder diese verbessert wird.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann beispielsweise als Separator in einer Primärbatterie wie in einer Alkali-Mangan-, Quecksilber-, Silberoxid- und Luftbatterie oder dergleichen oder in einer Sekundärbatterie wie einem Nickel-Cadmium-, Silber-Zink-, Silber-Cadmium-, Nickel-Zink-, Nickel-Wasserstoff- und Bleiakkumulator oder dergleichen, insbesondere als Separator in einem Nickel- Cadmium-, Nickel-Wasserstoff- oder Bleiakkumulator, verwendet werden.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann beispielsweise durch folgendes Verfahren hergestellt werden:
Zunächst wird das Flächengewicht (g/m²) festgelegt. Danach wird auf der Grundlage des festgelegten Flächengewichts eine Faserkombination derart bestimmt, dass die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht des gewünschten Vliesstoffs 20 m² oder mehr beträgt. Im Allgemeinen wird diese Forderung leicht erfüllt, wenn feine Fasern mit einem großen Anteil enthalten sind. Weiterhin kann, wenn nicht fibrillierte Fasern als Fasern verwendet werden, ein Separator mit einer guten Einheitlichkeit und dem Vermögen, einen Elektrolyten gleichmäßig aufzunehmen, leicht hergestellt werden. Dabei ist es bevorzugt, im Wesentlichen ausschließlich auf einem Polyolefin basierende Fasern mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber dem Elektrolyten, das heißt vorzugsweise die weiter oben beschriebenen Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, die weiter oben beschriebenen feinen Fasern und die weiter oben beschriebenen schmelzbaren Fasern, auszuwählen.
Danach wird aus den ausgewählten Fasern ein Faservlies gebildet. Das Verfahren zur Herstellung des Faservlieses ist nicht besonders beschränkt, wobei aber das Faservlies durch ein trockenes Ablegeverfahren wie das Kardieren, ein Luftablegeverfahren, ein Spinnvliesverfahren bzw. ein Schmelzblasverfahren oder ein nasses Ablegeverfahren gebildet werden kann. Davon ist das nasse Ablegeverfahren bevorzugt, da ein Vliesstoff mit einheitlicher Verteilung der Fasern und einem guten einheitlichen Elektrolytaufnahmevermögen leicht hergestellt werden kann. Als nasses Ablegeverfahren ist ein herkömmliches Verfahren wie das flache Langdrahtverfahren, geneigte Kurzdrahtverfahren, zylindrische Verfahren bzw. Langdraht/zylindrische Verfahren zu nennen.
Danach können die das Faservlies bildenden Fasern miteinander verbunden werden, um den für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoff zu erhalten. Die Verbindung der Fasern wird vorzugsweise ausschließlich durch Verschmelzen durchgeführt. Wenn die Fasern ausschließlich durch Verschmelzen miteinander verbunden werden, so wird die Faseranordnung nicht gestört. Deshalb kann ein Separator mit guter Einheitlichkeit, der in der Lage ist, einen Kurzschluss wirkungsvoll zu verhindern und den Elektrolyten einheitlich aufzunehmen, und einen niedrigen Innenwiderstand hat, leicht hergestellt werden. Daher enthält das Faservlies vorzugsweise schmelzbare Fasern als konstituierende Fasern.
Die Schmelzstufe des Faservlieses kann gegebenenfalls unter Druck durchgeführt werden. Alternativ können die schmelzbaren Komponenten drucklos geschmolzen werden, wonach (vorzugsweise unmittelbar danach) das Faservlies gepresst werden kann. Die Erwärmungstemperatur reicht in jedem Fall vorzugsweise vom Erweichungspunkt der schmelzbaren Komponente der schmelzbaren Fasern bis zu einer Temperatur, die um 30°C höher als der Schmelzpunkt der schmelzbaren Komponente der schmelzbaren Fasern ist. Dabei ist es bevorzugt, den Druck, falls er ausgeübt wird, so einzustellen, dass der Hohlraumanteil des resultierenden Vliesstoffs 45 bis 65% und die Zugfestigkeit des resultierenden Vliesstoffs 20 N/5 cm Breite oder mehr in mindestens einer Richtung wird.
Dabei bedeutet die hier benutzte Bezeichnung "Erweichungspunkt" die Temperatur des Ausgangspunktes in einer endothermen Schmelzkurve, die erhalten wird, indem die Temperatur ab Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters erhöht wird.
Der für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendete Vliesstoff kann, da er dünn ist, zur Erhöhung der Batteriekapazität verwendet werden. Deshalb wird, wenn die Dicke des Faservlieses nach dem Schmelzen mehr als 0,1 mm beträgt, diese Dicke auf 0,1 mm oder darunter eingestellt, indem das Faservlies beispielsweise durch ein Rollenpaar geschickt wird.
Der Vliesstoff mit einem Einheitlichkeitsindex von 0,15 oder weniger, einer maximalen Porengröße von 40 μm oder weniger und/oder einer maximalen Porengröße, die das 2fache oder weniger der mittleren Fließporengröße beträgt, kann durch ein Verfahren, in welchem nicht fibrillierte Fasern verwendet werden, ein Verfahren, in welchem feine Fasern mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet werden, ein Verfahren, in welchem Kurzfasern mit einer Länge von 1 bis 20 mm verwendet werden, ein Verfahren, in welchem das Faservlies durch das nasse Ablegeverfahren erzeugt wird, ein Verfahren, in welchem die Fasern ohne Verwirren ausschließlich durch Verschmelzen miteinander verbunden werden, oder durch eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Verfahren hergestellt werden.
Der Vliesstoff mit einem Hohlraumanteil von 45 bis 65% kann durch ein Verfahren, in welchem der Anteil der feinen Fasern verringert ist, ein Verfahren, in welchem die Menge aller verwendeten Fasern verringert ist, ein Verfahren, in welchem Druck ausgeübt wird, wenn das Schmelzen so eingestellt ist, dass sich die Dicke erhöht, oder durch eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Verfahren hergestellt werden.
Der Vliesstoff mit einer Zugfestigkeit von 20 N/5 cm Breite oder mehr in mindestens einer Richtung kann durch ein Verfahren, in welchem die Fasern in einer Richtung durch Einstellung der Menge eines Stromes aus der Dispersion und der Fortbewegungsgeschwindigkeit des die Fasern aufnehmenden Siebes ausgerichtet werden, ein Verfahren, in welchem der Verschmelzungsgrad erhöht wird, ein Verfahren, in welchem Fasern mit einer großen Länge verwendet werden, oder durch eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Verfahren hergestellt werden.
Ein Vliesstoff mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel von 500 p oder mehr oder einer mittleren Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht von 14 p oder mehr kann durch ein Verfahren, in welchem Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul verwendet werden, ein Verfahren, in welchem der Anteil der verwendeten Fasern mit hohem Elastizitätsmodul erhöht ist, ein Verfahren, in welchem die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul gleichmäßig dispergiert werden, ein Verfahren, in welchem ein enges Verschmelzen durch die schmelzbaren Fasern erreicht wird, ein Verfahren, in welchem die schmelzbaren Fasern geschmolzen und unmittelbar danach zusammengedrückt werden, um eine Schmelzverbindung herzustellen, oder durch eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Verfahren hergestellt werden.
Der durch diese Verfahren hergestellte Vliesstoff hat eine im Wesentlichen einschichtige Struktur, eine scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht von 20 m² oder mehr und eine Dicke von 0,1 mm oder weniger. Deshalb kann, wenn der Vliesstoff als Separator verwendet wird, eine Batterie, die in der Lage ist, den Elektrolyten im gesamten Separator gleichmäßig aufzunehmen, und einen niedrigen Innendruck und eine hohe Kapazität besitzt, hergestellt werden. Weiterhin kann eine Batterie mit einem guten Aufnahmevermögen für den Elektrolyten, insbesondere einem Langzeit-Aufnahmevermögen für den Elektrolyten, und somit einer langen Lebensdauer hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des für den erfindungsgemäßen Batterieseparator verwendeten Vliesstoffs bestehen die Fasern ausschließlich aus auf einem Polyolefin basierenden Fasern, um eine ausgezeichnete Elektrolytbeständigkeit zu erhalten. Deshalb ist es bevorzugt, eine Behandlung durchzuführen, durch welche Hydrophilie verliehen wird, um das Elektrolytaufnahmevermögen zu verbessern. Die Behandlung zur Verleihung von Hydrophilie kann beispielsweise eine sulfonierende, eine Behandlung mit gasförmigem Fluor, eine Pfropfpolymerisationsbehandlung mit Vinylmonomeren, eine Behandlung mit einem Tensid, eine Entladungsbehandlung oder eine Behandlung, um hydrophile Kunststoffe anhaften zu lassen, sein.
Die Sulfonierungsbehandlung umfasst beispielsweise ein Verfahren zum Einbauen von Sulfonsäuregruppen in den Vliesstoff, indem dieser in eine Lösung von rauchender Schwefelsäure, Schwefelsäure, Schwefeltrioxid, Chlorschwefelsäure oder Sulfurylchlorid getaucht wird, oder ein Verfahren zum Einbauen von Sulfonsäuregruppen in den Vliesstoff, indem dieser in Gegenwart von gasförmigem Schwefelmonoxid, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid oder dergleichen einer Entladungsbehandlung unterworfen wird.
Die Behandlung mit gasförmigem Fluor ist nicht beschränkt. So kann beispielsweise Hydrophilie den Faseroberflächen des Vliesstoffs verliehen werden, indem dieser einem Gasgemisch aus Fluor, verdünnt mit einem inerten Gas (wie Stickstoff oder Argon), und mindestens einem Gas, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sauerstoff, Kohlendioxid und Schwefeldioxid besteht, ausgesetzt wird. Permanente Hydrophilie kann effizienter verliehen werden, indem gasförmiges Schwefeldioxid am Vliesstoff anhaften gelassen und anschließend dieser mit gasförmigem Fluor in Berührung gebracht wird.
Beispiele für das Vinylmonomer, das für die Pfropfpolymerisation mit Vinylmonomeren verwendet werden kann, sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylat, Methacrylat, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon oder Styrol. Wird Styrol pfropfpolymerisiert, ist es bevorzugt, eine Sulfonierung durchzuführen, um Affinität gegenüber dem Elektrolyten zu verleihen. Von diesen Monomeren hat Acrylsäure eine gute Affinität zu dem Elektrolyten und kann bevorzugt verwendet werden.
Ein Verfahren zur Polymerisation der Vinylmonomere ist beispielsweise ein Verfahren zum Eintauchen des Vliesstoffs in eine Lösung, die die Vinylmonomere und einen Initiator enthält, und anschließenden Erwärmen; ein Verfahren zum Beschichten des Vliesstoffs mit Vinylmonomeren und Bestrahlen; ein Verfahren zu dem Bestrahlen des Vliesstoffs und dessen anschließendem In-Berührung-Bringen mit den Vinylmonomeren und ein Verfahren zum Imprägnieren des Vliesstoffs mit einer Lösung, die Vinylmonomere und einen Sensibilisator enthält, und Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlung. Die Pfropfpolymerisation kann wirkungsvoll durchgeführt werden, indem die Faseroberfläche mit einer Ultraviolettstrahlung, Korona- oder Plasmaentladung modifiziert wird, um ihre Affinität zu der Vinylmonomerlösung zu erhöhen, bevor der Vliesstoff mit der Vinylmonomerlösung in Berührung gebraucht wird.
Die Behandlung mit einem Tensid kann beispielsweise durchgeführt werden durch Beschichten oder Aufsprühen einer Lösung eines anionischen Tensids (wie eines Alkalimetallsalzes einer höheren Fettsäure, Alkylsulfonats oder Sulfosuccinats) oder eines nichtionischen Tensids (wie Polyoxyethylenalkylether oder Polyoxyethylenalkylphenolether) auf den Vliesstoff oder dessen Eintauchen in die Lösung.
Als Entladungsbehandlung ist beispielsweise eine Behandlung mit einer Korona-, Plasma-, Glimm- und Oberflächenentladung oder mit Elektronenstrahlung zu nennen. Von den Entladungsbehandlungen kann ein Verfahren, das die Stufen Anordnen des Vliesstoffs zwischen ein Paar Elektroden, die jeweils eine dielektrische Schicht tragen, in Luft unter Atmosphärendruck, sodass der Vliesstoff mit beiden dielektrischen Schichten in Berührung gebracht wird, und anschließendes Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden, um eine elektrische Entladung in den im Vliesstoff enthaltenen Hohlräumen auszulösen, vorzugsweise durchgeführt werden. Dies deshalb, da so nicht nur die Außenflächen, sondern auch die Innenflächen des Vliesstoffs behandelt werden können, weshalb eine Batterie mit einem Separator mit ausgezeichnetem Elektrolytaufnahmevermögen aus dem erhaltenen Vliesstoff hergestellt werden kann.
Die Behandlung zum Aufbringen eines hydrophilen Kunststoffs kann durchgeführt werden, indem ein hydrophiler Kunststoff wie Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, vernetzbarer Polyvinylalkohol oder Polyacrylsäure an dem Vliesstoff anhaften gelassen wird. Der hydrophile Kunststoff kann am Vliesstoff anhaften gelassen werden, indem dieser mit einer Lösung beschichtet oder besprüht wird, die durch Auflösen oder Dispergieren des hydrophilen Kunststoffs in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt worden ist, oder durch Tauchen des Vliesstoffs in die Lösung und anschließendes Trocknen anhaften gelassen werden. Der Anteil des anhaftenden hydrophilen Kunststoffs beträgt vorzugsweise 0,3 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Menge des gesamten Separators, sodass die Luftdurchlässigkeit nicht beeinträchtigt wird.
Der vernetzbare Polyvinylalkohol ist beispielsweise ein Polyvinylalkohol, der in einem Teil der Hydroxygruppen durch eine photosensitive Gruppe substituiert ist, insbesondere Polyvinylalkohol mit Styrylpyridinium-, Styrylchinolinium- oder Styrylbenzthiazoliniumgruppen als photosensitive Gruppen. Die Vernetzung der vernetzbaren Polyvinylalkohole kann durchgeführt werden, indem die vernetzbaren Polyvinylalkohole an dem Vliesstoff wie bei den anderen hydrophilen Kunststoffen anhaften gelassen und die vernetzbaren Polyvinylalkohole mit Licht bestrahlt werden. Ein Polyvinylalkohol, der in einem Teil der Hydroxygrupppen durch eine photosensitive Gruppe substituiert ist, hat ausgezeichnete Alkalibeständigkeit und enthält viele Hydroxylgruppen, die in der Lage sind, mit Ionen Chelate zu bilden und somit Chelate mit Ionen zu bilden, bevor die Ionen sich auf den Elektroden in Form von Verzweigungen während des Ladens/Entladens ablagern, wodurch Kurzschlüsse zwischen den Elektroden wirkungsvoll verhindert werden.
Beispiele
Die Erfindung wird anschließend anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Als islands-in-sea-Verbundfasern wurden Fasern (Feinheit = 1,65 dtex, Länge = 2 mm) mit 25 Inselkomponenten aus Polypropylen in einer Seekomponente aus Poly-L-Milchsäure (anschließend als "PLLA" bezeichnet) durch ein Verbundspinnverfahren hergestellt.
Danach wurden die islands-in-sea-Verbundfasern in ein Bad (Temperatur = 80°C) aus einer 10gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid 30 Minuten lang getaucht und wurde die Seekomponente, PLLA, aus den islands-in-sea-Verbundfasern extrahiert und entfernt, um feine Polypropylenfasern zu erhalten (Durchmesser = 2 μm, ρ/d = 0,083, Schmelzpunkt = 172°C, Länge = 2 mm, Dichte = 0,91 g/cm³ und Querschnitt = kreisförmig). Die erhaltenen feinen Polypropylenfasern wurden verstreckt und nicht fibrilliert. Jede der Fasern hatte in axialer Richtung im Wesentlichen denselben Durchmesser.
Weiterhin wurden als schmelzbare Fasern Verbundfasern vom Hülle-Kern-Typ (Feinheit = 0,8 dtex, Länge = 5 mm, Masseverhältnis von Kernkomponente zu Hüllkomponente = 1:1, nicht fibrilliert, verstreckt) mit einer Kernkomponente (unschmelzbare Komponente) aus Polypropylen (Schmelzpunkt = 168°C, Dichte = 0,91 g/cm³) und einer Hüllkomponente (schmelzbare Komponente) aus Polyethylen mit hoher Dichte (Schmelzpunkt = 135°C, Dichte = 0,96 g/cm³) hergestellt.
Ferner wurden als Fasern mit hohem Elastizitätsmodul Fasern (Elastizitätsmodul = 90 cN/dtex, Feinheit = 1,3 dtex, Durchmesser = 13,5 μm, Länge = 10 mm, Dichte = 0,91 g/cm³, nicht fibrilliert, verstreckt) aus hochkristallinem Polypropylen hergestellt.
Danach wurden 20 Masse-% feine Polypropylenfasern, 50 Masse-% Hülle-Kern-Verbundfasern und 30 Masse-% Polypropylenfasern mit hohem Elastizitätsmodul vermischt und wurde ein Faservlies aus einer Dispersion durch ein nasses Ablegeverfahren (horizontales Fourdrinier-Verfahren) gebildet.
Danach wurde das Faservlies in einem Umlufttrockenofen bei 135°C 3 Minuten lang liegen gelassen, um es zu trocknen; die Hüllkomponente (Polyethylen mit hoher Dichte) der Hülle-Kern-Verbundfasern zu schmelzen und somit ein verschmolzenes Faservlies zu bilden.
Anschließend wurde das verschmolzene Faservlies 2 Minuten lang in eine Lösung aus rauchender Schwefelsäure (15% SO₃) bei 60°C getaucht, gründlich mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei ein sulfonierter Vliesstoff mit in die Faseroberfläche eingeführten Sulfonsäuregruppen erhalten wurde.
Dann wurde der sulfonierte Vliesstoff kalandriert, um einen einschichtigen Separator (Flächengewicht = 40 g/m², Dicke = 0,10 mm, scheinbare Gesamtoberfläche = 29,8 m², die Fasern waren im Wesentlichen zweidimensional und ohne Bündel aus feinen Fasern angeordnet) herzustellen.
Beispiel 2
Als islands-in-sea-Verbundfasern wurden Fasern (Feinheit = 1,65 dtex, Länge = 2 mm) mit 25 Inselkomponenten aus einem Gemisch aus Polypropylen und Polyethylen mit hoher Dichte in einer PLLA-Seekomponente durch ein Verbundspinnverfahren hergestellt.
Danach wurden die islands-in-sea-Verbundfasern 30 Minuten lang in ein Bad (Temperatur = 80°C) aus einer 10gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid getaucht und wurde die Seekomponente, PLLA, der islands-in-sea-Verbundfasern extrahiert und entfernt, um feine Polypropylen-Polyethylen-mit-hoher-Dichte-Mischfasern (Schmelzpunkt des Polyethylens mit hoher Dichte = 135°C, Durchmesser = 2 μm, ρ/d = 0,09, Länge = 2 mm, Dichte des Polypropylens = 0,91 g/cm³, Dichte des Polyethylens mit hoher Dichte = 0,96 g/cm³, Mischungsverhältnis von Polypropylen zu Polyethylen mit hoher Dichte = 1:1, nicht fibrilliert, verstreckt, Faserquerschnitt = kreisförmig, Durchmesser der Fasern in axialer Richtung im Wesentlichen derselbe) zu erhalten.
Danach wurden die schmelzbaren Fasern (Hülle-Kern-Verbundfasern) und die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul wie in Beispiel 1 hergestellt.
Anschließend wurden 20 Masse-% feine Polypropylen-Polyethylen-mit-hoher-Dichte-Mischfasern, 50 Masse-% Hülle-Kern-Verbundfasern und 30 Masse-% Polypropylenfasern mit hohem Elastizitätsmodul vermischt und wurde der Vorgang von Beispiel 1 wiederholt, um einen einschichtigen Separator (Flächengewicht = 40 g/m², Dicke = 0,10 mm, scheinbare Gesamtoberfläche = 29,2 m², die Fasern waren im Wesentlichen zweidimensional angeordnet und es gab keine Bündel aus feinen Fasern) herzustellen, wobei die Polyethylenkomponente mit hoher Dichte der feinen Polypropylen-Polyethylen-mit-hoher-Dichte-Mischfasern und die schmelzbare Komponente der schmelzbaren Fasern verschmolzen und Sulfonsäuregruppen in die Faseroberfläche eingeführt wurden.
Beispiel 3
Der in Beispiel 1 beschriebene Vorgang wurde wiederholt, außer dass als schmelzbare Fasern Hülle-Kern-Verbundfasern (Feinheit = 0,8 dtex, Länge = 5 mm, Masseverhältnis von Kernkomponente zu Hüllkomponente = 1:1, nicht fibrilliert, verstreckt) mit einer Kernkomponente (unschmelzbare Komponente) aus Polypropylen (Schmelzpunkt = 161°C, Dichte = 0,91 g/cm³) und einer Hüllkomponente (schmelzbare Komponente) aus Ethylen-Buten-Propylen-Copolymer (Schmelzpunkt = 137°C, Dichte = 0,92 g/cm³) verwendet wurden und ein thermischer Schmelzvorgang 90 Sekunden lang in einem Umlufttrockenofen bei 140°C durchgeführt wurde, um einen einschichtigen Separator (Flächengewicht = 40 g/m², Dicke = 0,10 mm, scheinbare Gesamtoberfläche = 29,9 m², die Fasern waren im Wesentlichen zweidimensional und ohne Bündel aus feinen Fasern angeordnet) herzustellen.
Vergleichsbeispiel 1
Schmelzbare Fasern (Hülle-Kern-Verbundfasern) und Fasern mit hohem Elastizitätsmodul wurden wie in Beispiel 1 hergestellt.
Danach wurden 65 Masse-% Hülle-Kern-Verbundfasern und 35 Masse-% Polypropylenfasern mit hohem Elastizitätsmodul vermischt und wurde aus der Dispersion durch ein nasses Ablegeverfahren (horizontales Fourdrinier-Verfahren) ein Faservlies gebildet.
Danach wurde das Faservlies 3 Minuten lang in einen Umlufttrockenofen bei 135°C gelegt, um es zu trocknen und die Hüllkomponente (Polyethylen mit hoher Dichte) der Hülle-Kern-Verbundfasern thermisch zu schmelzen und so einen verschmolzenen Vliesstoff (Flächengewicht = 32 g/m²) zu bilden.
Anschließend wurden zwei schmelzgeblasene Polypropylenvliesstoffe mit einem mittleren Faserdurchmesser von 2 μm und einem Flächengewicht von 4 g/m² hergestellt.
Dann wurde einer der schmelzgeblasenen Vliesstoffe auf den verschmolzenen Vliesstoff gelegt und das Ganze durch auf 135°C erhitzte Walzen geschickt, um die Hüllkomponenten (Polyethylen mit hoher Dichte) der Hülle-Kern-Verbundfasern des verschmolzenen Vliesstoffs thermisch zu verbinden und dadurch einen einseitig verschmolzenen Vliesstoff zu bilden.
Danach wurde der andere schmelzgeblasene Vliesstoff auf die nicht verschmolzene Oberfläche des erhaltenen einseitig verschmolzenen Vliesstoffes gelegt und das Ganze durch auf 135°C erhitzte Walzen geschickt, um die Hüllkomponenten (Polyethylen mit hoher Dichte) der Hülle-Kern-Verbundfasern des verschmolzenen Vliesstoffs thermisch zu verbinden und dadurch einen beidseitig verschmolzenen Vliesstoff zu bilden.
Dann wurden, wie in Beispiel 1, Sulfonsäuregruppen in den erhaltenen beidseitig verschmolzenen Vliesstoff eingeführt und wurde der sulfonierte Vliesstoff kalandriert, um einen dreischichtigen Separator (Flächengewicht = 40 g/m², Dicke = 0,10 mm, scheinbare Gesamtoberfläche = 29,8 m²) herzustellen.
Vergleichsbeispiele 2
Die schmelzbaren Fasern (Hülle-Kern-Verbundfasern) und die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul wurden wie in Beispiel 1 hergestellt.
Danach wurden 70 Masse-% Hülle-Kern-Verbundfasern und 30 Masse-% Fasern aus Polypropylen mit hohem Elastizitätsmodul vermischt und wurde aus der Dispersion durch ein nasses Ablegeverfahren (horizontales Fourdrinier-Verfahren) ein Faservlies gebildet.
Anschließend wurde das Faservlies 3 Minuten lang in einen Umlufttrockenofen bei 135°C gelegt, um es zu trocknen und die Hüllkomponente (Polyethylen mit hoher Dichte) der Hülle-Kern-Verbundfasern zu schmelzen und so einen verschmolzenen Vliesstoff zu bilden.
Dann wurden, wie in Beispiel 1, Sulfonsäuregruppen in den erhaltenen verschmolzenen Vliesstoff eingeführt und wurde der sulfonierte Vliesstoff kalandriert, um einen einschichtigen Separator (Flächengewicht = 40 g/m², Dicke = 0,10 mm, scheinbare Gesamtoberfläche = 15,5 m²) herzustellen.
Bewertung von Eigenschaften
A) Messung des Einheitlichkeitsindex
Der Einheitlichkeitsindex der Separatoren wurde durch folgende Vorgänge bestimmt:

1) Helligkeitsinformationen wurden durch Bestrahlung einer Separatorprobe mit Licht aus einer Lichtquelle erhalten und das reflektierte Licht wurde aus einem festgelegten Probenbereich von einem Lichtempfänger empfangen,
2) vier Teilmuster mit einer Bildgröße von 3 mm × 3 mm, 6 mm × 6 mm, 12 mm × 12 mm und 24 mm × 24 mm wurden durch gleiches Aufteilen des festgelegten Probenbereichs erhalten,
3) der Helligkeitswert von jedem Bereich der erhaltenen Teilmuster wurde auf der Basis der Helligkeitsinformationen berechnet,
4) die mittlere Helligkeit (X) der Teilmuster auf der Basis des Helligkeitswerts eines jeden Bereichs wurde berechnet,
5) die Standardabweichung (σ) eines jeden Teilmusters wurde berechnet,
6) der Variationskoeffizient (CV) eines jeden Teilmusters wurde berechnet mit der Gleichung: Variationskoeffizient (CV) = (σ/X)·100,worin σ die Standardabweichung eines jeden Teilmusters und X die mittlere Helligkeit eines jeden Teilmusters bedeutet, und
7) eine Koordinatengruppe mit der X-Achse des Logarithmus der jeweiligen Bildgröße und der Y-Achse des Variationskoeffizienten der entsprechenden Bildgröße wurde erzeugt und auf die Grundlinie durch das Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate zurückgeführt, um ihren Anstieg zu berechnen; der Absolutwert des erhaltenen Anstiegs war der Einheitlichkeitsindex; je kleiner der Einheitlichkeitsindex ist, umso gleichmäßiger sind die Fasern verteilt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, haben die erfindungsgemäßen Separatoren einen kleinen Einheitlichkeitsindex von 0,09 oder weniger und eine ausgezeichnete Einheitlichkeit. Deshalb wird erwartet, dass die erfindungsgemäßen Separatoren wirkungsvoll Kurzschlüsse verhindern und den Elektrolyten gleichmäßig aufnehmen können.
B) Messung der maximalen Porengröße
Die maximale Porengröße der Separatoren wurde gemäß dem Blasenbildungspunktverfahren unter Verwendung eines Porometers (Coulter Electronics Ltd.) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, haben die erfindungsgemäßen Separatoren eine kleine maximale Porengröße von 21 μm oder kleiner. Deshalb wird erwartet, dass die erfindungsgemäßen Separatoren eine ausgezeichnete Einheitlichkeit haben und lose pulverförmige aktive Materialien daran hindern können, zu der anderen Elektrode zu gelangen.
C) Messung des Verhältnisses (maximale Porengröße/mittlere Fließporengröße)
Die mittlere Fließporengröße der Separatoren wurde gemäß dem mittleren Fließpunktverfahren unter Verwendung eines Porometers (Coulter Electronics Ltd.) gemessen.
Danach wurde das Verhältnis (maximale Porengröße/mittlere Fließporengröße) durch Dividieren der im obigen Abschnitt (B) erhaltenen maximalen Porengröße durch die mittlere Fließporengröße berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, haben die erfindungsgemäßen Separatoren ein kleines Verhältnis (maximale Porengröße/mittlere Fließporengröße). Deshalb wird erwartet, dass sich der Elektrolyt in den erfindungsgemäßen Separatoren gleichmäßig verteilen lässt und eine Batterie mit einem niedrigen Innenwiderstand hergestellt werden kann.
D) Messung des Anteils an Hohlräumen
Flächengewicht (W) und Dicke (T) jedes der Separatoren wurden gemessen.
Dann wurde die Dichte (d) der konstituierenden Fasern des jeweiligen Separators aus Dichte und Massenverhältnis der jeweiligen konstituierenden Fasern berechnet. Danach wurde der Hohlraumanteil (P) berechnet durch die Gleichung: Hohlraumanteil (P) = {1 – W/(T·d)}·100.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, ist zu erwarten, dass die erfindungsgemäßen Separatoren einen niedrigen Innenwiderstand und Innendruck und ein hohes Elektrolytaufnahmevermögen haben.
E) Messung der Zugfestigkeit in Längsrichtung
Die auf eine Breite von 5 cm zugeschnittene jeweilige Separatorprobe wurde in Klemmbacken (Abstand zwischen den Klemmbacken = 10 cm) einer Zugprüfmaschine (TENSILON UTM-III-100, hergestellt von ORIENTEC, Co.) eingespannt und in Längsrichtung mit einer Ziehgeschwindigkeit von 300 mm/min gezogen und die für das Zerreißen des Separators benötigte Kraft als Zugfestigkeit in Längsrichtung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, ist zu erwarten, dass die erfindungsgemäßen Separatoren nicht zerreißen, wenn die Elektrodengruppe zusammengebaut wird, weshalb Batterien mit hoher Produktivität hergestellt werden können. Beträgt die Zugfestigkeit in Längsrichtung 20 N/5 cm Breite oder mehr, lässt sich der Separator nicht leicht zerreißen, wenn die Elektrodengruppe gebildet wird.
F) Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen einer Nadel
Die jeweilige Separatorenprobe wurde auf einem Tragezylinder mit einem durchgängigen Loch (Innendurchmesser = 11 mm) mit einem kreisförmigen Querschnitt derart befestigt, dass das Durchgangsloch von der Probe bedeckt war. Weiterhin wurde ein Befestigungszylinder mit einem Durchgangsloch (Innendurchmesser = 11 mm) mit einem kreisförmigen Querschnitt derart auf der Probe befestigt, dass die Mitte des Befestigungszylinders mit der Mitte des Durchgangslochs des Tragezylinders übereinstimmte, sodass die Probe befestigt war. Danach wurde eine Nadel (Krümmungsradius = 0,5 mm an der Spitze, Durchmesser = 1 mm und mit einer von der Halterung vorstehenden Länge = 2 cm), die in ein Hand-Druckprüfgerät (KES-G5, hergestellt von KATO TECH Co., Ltd.) eingesetzt war, mit einer Geschwindigkeit von 0,01 cm/s senkrecht in die Probe gestoßen und die Kraft, die erforderlich war, um die Probe mit der Nadel zu durchlöchern, gemessen. Die erforderliche Kraft ergab die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, ist zu erwarten, dass die den erfindungsgemäßen Separator bildenden Fasern von einem von einer Elektrode kommenden Blitz nicht zerteilt werden, wenn die Elektrodengruppe gebildet wird, weshalb Kurzschlüsse nicht leicht auftreten.
Die mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel ist der Mittelwert, der erhalten wird, wenn die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel im Vliesstoff an 30 Punkten gemessen wird. Die mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht ist der Quotient, der erhalten wird durch Dividieren der mittleren Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel durch das Flächengewicht (g/m²). Die Werte sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die hohen Werte zeigen, dass kein durchgehendes Loch vorhanden ist, die Fasern gleichmäßig verteilt sind und die Einheitlichkeit ausgezeichnet ist.
G) Messung des elektrischen Widerstands
Die Separatoren wurde zu Proben von 35 mm × 35 mm zugeschnitten.
Danach wurde eine wässrige Kaliumhydroxidlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,3 (20°C) und einer Masse, die dieselbe wie die der Probe war, von einer Probe adsorbiert. Die Probe wurde zwischen zwei Nickelbleche (35 mm × 35 mm) gelegt und der elektrische Widerstand unter einem Druck von 5 kp gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, haben die erfindungsgemäßen Separatoren einen niedrigen elektrischen Widerstand und können verwendet werden, um die Batteriekapazität zu erhöhen.
H) Messung des Vermögens zur Aufnahme einer Flüssigkeit unter Druck
Die Separatoren wurde zu Proben von 30 mm × 30 mm zugeschnitten.
Jede Probe wurde bei 20°C und einer relativen Luftfeuchte von 65% bis zum Feuchtigkeitsgleichgewicht liegen gelassen, wonach ihre Masse (M₀) gewogen wurde. Anschließend wurde jede Probe 1 Stunde lang in eine wässrige Kaliumhydroxidlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,3 (20°C) getaucht, um die Luft in der Probe durch die wässrige Kaliumhydroxidlösung zu ersetzen, die anschließend in der Probe festgehalten wurde.
Danach wurde jede Probe zwischen zwei Sätze aus drei. Filterpapieren (Durchmesser = 30 mm) gelegt und ein Druck von 5,7 MPa 30 Sekunden lang durch eine Druckpumpe ausgeübt, wonach die Masse (M₁) gewogen wurde.
Das Aufnahmevermögen für eine Flüssigkeit unter Druck (HCUP) wurde berechnet mit folgender Gleichung: HCUP (%) = {(M1 – M0)/M0}·100.
Die Messungen wurden 4 Mal für jede Probe durchgeführt, und es wurde der Mittelwert des Aufnahmevermögens für die Flüssigkeit unter Druck berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie Tabelle 1 zu entnehmen, ist zu erwarten, dass die erfindungsgemäßen Separatoren ein ausgezeichnetes Elektrolytaufnahmevermögen haben und eine Batterie mit einer langen Lebensdauer hergestellt werden kann. Tabelle 1

1): Verhältnis = (maximale Porengröße)/(mittlere Fließporengröße)
2): Mittlere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen einer Nadel pro Flächengewicht

Claims

Batterieseparator, der im Wesentlichen aus einem Vliesstoff mit einer im Wesentlichen einschichtigen Struktur besteht, was bedeutet, dass der mittlere Faserdurchmesser eines Teils mit einer Faserzusammensetzung und einer Faserkombination, die sich von denjenigen des gesamten Vliesstoffs in Dickenrichtung des Vliesstoffs unterscheiden, innerhalb von ±20% des mittleren Faserdurchmessers des gesamten Vliesstoffs liegt, der im Wesentlichen aus auf einem Polyolefin basierenden Fasern besteht, wobei die scheinbare Gesamtoberfläche der Fasern pro Flächengewicht des Vliesstoffs 20 m² oder mehr, die Dicke des Vliesstoffs 0,1 mm oder weniger und der Einheitlichkeitsindex des Vliesstoffs 0,15 oder weniger beträgt und der Vliesstoff feine Fasern mit einem Durchmesser von 4 μm oder kleiner enthält, die aus den Inselkomponenten gebildet sind, die nach der Entfernung der Seekomponenten aus islands-in-sea-Verbundfasern, die durch ein Verbundspinnverfahren erhalten worden sind, übriggeblieben sind.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Vliesstoff im Wesentlichen aus nicht fibrillierten Fasern besteht.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Vliesstoff Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul von 50 cN/dtex oder darüber enthält.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Vliesstoff schmelzbare Fasern enthält.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Vliesstoff die feinen Fasern, die Fasern mit hohem Elastizitätsmodul und die schmelzbaren Fasern enthält.
Batterieseparator nach Anspruch 5, wobei das Massenverhältnis der Vereinigung von feinen Fasern:Fasern mit hohem Elastizitätsmodul:schmelzbaren Fasern 10 bis 40:15 bis 40:20 bis 75 beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 3, 5 oder 6, wobei der mittlere Durchmesser der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul mindestens das 5fache des mittleren Durchmessers der feinen Fasern beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 3, 5 oder 6, wobei die mittlere Länge der Fasern mit hohem Elastizitätsmodul mindestens das 2,5fache der mittleren Länge der feinen Fasern beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei die den Vliesstoff bildenden Fasern im Wesentlichen ausschließlich durch Verschmelzen miteinander verbunden werden.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei die maximale Porengröße des Vliesstoffs 40 μm oder weniger beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Anteil der Hohlräume im Vliesstoff 45 bis 65% beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei die Zugfestigkeit des Vliesstoffs in mindestens einer Richtung 20 N/5 cm Breite oder mehr beträgt.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei der Vliesstoff, um ihm Hydrophilie zu verleihen, einer Behandlung unterworfen wird, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer Sulfonierung, einer Behandlung mit gasförmigem Fluor, einer Pfropfpolymerisation mit Vinylmonomeren und einer Entladungsbehandlung besteht.
Batterieseparator nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche der den Vliesstoff bildenden Fasern im Wesentlichen aus einem Harz auf Polypropylenbasis besteht.