JP2002134086A - 電池の活性炭複合状セパレータ - Google Patents
電池の活性炭複合状セパレータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 未充電或いは過放電に於ける反復使用で形成
する、サルフェーション及びデントライトを防いで、電
池に至便性と長寿命性をもたらすようにする。 【解決手段】 セパレータに固着或いはセパレータに内
蔵或いはセパレータに混成せしめた、活性炭とセパレー
タの複合状構造で活性炭を電池に介在せしめる。 【効果】 セパレータとの複合状構造からなる活性炭
が、サルフェーション或いはデントライトの起因である
電池内部抵抗増幅を抑え、急速充放電にともなう未充電
状態及び過放電状態に於ける電池使用を可能にし、電池
に至便性と長寿命性をもたらした。
する、サルフェーション及びデントライトを防いで、電
池に至便性と長寿命性をもたらすようにする。 【解決手段】 セパレータに固着或いはセパレータに内
蔵或いはセパレータに混成せしめた、活性炭とセパレー
タの複合状構造で活性炭を電池に介在せしめる。 【効果】 セパレータとの複合状構造からなる活性炭
が、サルフェーション或いはデントライトの起因である
電池内部抵抗増幅を抑え、急速充放電にともなう未充電
状態及び過放電状態に於ける電池使用を可能にし、電池
に至便性と長寿命性をもたらした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池を構成す
るセパレータに関する改良である。
るセパレータに関する改良である。
【０００２】
【従来の技術】電池のセパレータ（以下、セパレータ）
は、紙類、ガラスマット、或いは微孔を有する合成樹脂
の膜と不織布等、或いは微孔を有するセラミック等の材
質からなっていて、正極材と負極材間隔の正確性、電解
液拡散性、ガス透過性、イオン伝導性、等、電気化学上
求められる条件（以下、セパレータ機能）を多く満たし
ている。
は、紙類、ガラスマット、或いは微孔を有する合成樹脂
の膜と不織布等、或いは微孔を有するセラミック等の材
質からなっていて、正極材と負極材間隔の正確性、電解
液拡散性、ガス透過性、イオン伝導性、等、電気化学上
求められる条件（以下、セパレータ機能）を多く満たし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】二次電池の急速充電は
不可欠の条件になりつつあり、鉛系二次電池（以下、Ｐ
ｂＢ）の急速充電は、既存諸装置の至便性上早急に確立
すべき技術である。又、エネルギー密度が大きいリチウ
ム系二次電池（以下、ＬｉＢ）も同様である。然し乍
ら、急速充電時にともなう電池内部抵抗増幅を起因にし
て生成するＰｂＢの酸化鉛膜状析出物（以下、サルフェ
ーション）及びＬｉＢのリチウム樹枝状析出物（以下、
デントライト）の発生が、それら電池の急速充電を阻ん
でいる。
不可欠の条件になりつつあり、鉛系二次電池（以下、Ｐ
ｂＢ）の急速充電は、既存諸装置の至便性上早急に確立
すべき技術である。又、エネルギー密度が大きいリチウ
ム系二次電池（以下、ＬｉＢ）も同様である。然し乍
ら、急速充電時にともなう電池内部抵抗増幅を起因にし
て生成するＰｂＢの酸化鉛膜状析出物（以下、サルフェ
ーション）及びＬｉＢのリチウム樹枝状析出物（以下、
デントライト）の発生が、それら電池の急速充電を阻ん
でいる。
【０００４】本発明は、セパレータの材質或いは活物質
組成にかかわらず、サルフェーション及びデントライト
の発生を抑える機能を有するセパレータを目的とする。
組成にかかわらず、サルフェーション及びデントライト
の発生を抑える機能を有するセパレータを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】活性炭は、サルフェーシ
ョン及びデントライトを抑える作用があることが知られ
ている。例えば特開平９−２４５７７２があるが、該方
法はセパレータとは異なるポジションでの活性炭による
電池改良技術である。本発明は、粒状活性炭或いは繊維
状活性炭を二次電池のセパレータに接着剤で固着する構
造で電池内に介在せしめ、サルフェーション及びデント
ライトを抑える手段とした。
ョン及びデントライトを抑える作用があることが知られ
ている。例えば特開平９−２４５７７２があるが、該方
法はセパレータとは異なるポジションでの活性炭による
電池改良技術である。本発明は、粒状活性炭或いは繊維
状活性炭を二次電池のセパレータに接着剤で固着する構
造で電池内に介在せしめ、サルフェーション及びデント
ライトを抑える手段とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】セパレータに接着剤を正確に塗布
するには、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷、等の方法が
好ましい。実証では、高粘度印刷インク等が一定形状で
通過できるスクリーン（以下、スクリーン）と、上記イ
ンクをスクリーン上に拡散圧着するローラー状用具（以
下、ローラ）からなる孔版印刷方法を用いた。セパレー
タ上に、セパレータ機能を侵さない最小限の間隔（以
下、適宜な間隔）で孔状の目開き（以下、目開き）が設
けてあるスクリーンを設置し、次に、スクリーン上に接
着剤をローラーで拡散圧着すると、スクリーンの目開き
を通過した接着剤が適宜な間隔でセパレータに塗布され
る。次に、接着剤を塗布した状態のセパレータ上に粒状
活性炭を散布すると、接着剤塗布形状と同形状に適宜な
間隔を保って粒状活性炭とセパレータが固着する。
するには、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷、等の方法が
好ましい。実証では、高粘度印刷インク等が一定形状で
通過できるスクリーン（以下、スクリーン）と、上記イ
ンクをスクリーン上に拡散圧着するローラー状用具（以
下、ローラ）からなる孔版印刷方法を用いた。セパレー
タ上に、セパレータ機能を侵さない最小限の間隔（以
下、適宜な間隔）で孔状の目開き（以下、目開き）が設
けてあるスクリーンを設置し、次に、スクリーン上に接
着剤をローラーで拡散圧着すると、スクリーンの目開き
を通過した接着剤が適宜な間隔でセパレータに塗布され
る。次に、接着剤を塗布した状態のセパレータ上に粒状
活性炭を散布すると、接着剤塗布形状と同形状に適宜な
間隔を保って粒状活性炭とセパレータが固着する。
【０００７】繊維状活性炭をセパレータに固着するに
は、
は、
【０００６】項で記した工程で良い。異なるところは、
繊維状活性炭は散布する形状ではないので、セパレータ
上に接着している接着剤に繊維状活性炭の適宜な片を載
置する方法になる。以上の工程で繊維状活性炭は、適宜
な間隔を保ってセパレータと固着する。
繊維状活性炭は散布する形状ではないので、セパレータ
上に接着している接着剤に繊維状活性炭の適宜な片を載
置する方法になる。以上の工程で繊維状活性炭は、適宜
な間隔を保ってセパレータと固着する。
【０００８】尚、
【０００６】項で記した工程をセパレータの両面に施し
て粒状活性炭或いは繊維状活性炭を固着すると、それら
活性炭の固着量が倍増し電池内部抵抗の増幅をより強く
抑える効果をもつた活性炭と複合一体化したセパレータ
（以下、本件セパレータ）が構成される。
て粒状活性炭或いは繊維状活性炭を固着すると、それら
活性炭の固着量が倍増し電池内部抵抗の増幅をより強く
抑える効果をもつた活性炭と複合一体化したセパレータ
（以下、本件セパレータ）が構成される。
【０００９】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１に於いて、
図１に於いて、
【０００６】項の工程を経た接着剤４がセパレータ３上
に塗布されている状態で粒状活性炭１をセパレータ３に
散布すると、粒状活性炭１はセパレータ３上に固着し本
件セパレータ３を構成する。
に塗布されている状態で粒状活性炭１をセパレータ３に
散布すると、粒状活性炭１はセパレータ３上に固着し本
件セパレータ３を構成する。
【００１０】図２に於いて、
【０００６】項の工程を経た接着剤４がセパレータ３上
に塗布されている状態で繊維状活性炭２をセパレータ３
に載置すると、繊維状活性炭２はセパレータ３上に固着
し本件セパレータ３を構成する。
に塗布されている状態で繊維状活性炭２をセパレータ３
に載置すると、繊維状活性炭２はセパレータ３上に固着
し本件セパレータ３を構成する。
【００１１】図３に於いて、負極端子７を連結して鉛負
極活物質からなる負極４と、正極端子８を連結して酸化
鉛正極活物質からなる正極５と、それら負極４と正極５
を一定間隔に保っていて両面に粒状活性炭を固着した複
数の本件セパレータ３が、電池槽６に内設してある状態
でＰｂＢが構成されている。
極活物質からなる負極４と、正極端子８を連結して酸化
鉛正極活物質からなる正極５と、それら負極４と正極５
を一定間隔に保っていて両面に粒状活性炭を固着した複
数の本件セパレータ３が、電池槽６に内設してある状態
でＰｂＢが構成されている。
【００１２】図１の、粒状活性炭１、接着剤４、セパレ
ータ３は、本件セパレータ３の構造を説明する概略拡大
図で、実際の構造はそれら各部材が緻密に連鎖してい
る。図２の、繊維状活性炭２、接着剤４、セパレータ３
は、本件セパレータ３の構造を説明する概略拡大図で、
実際の構造はそれら各部材は緻密に連鎖している。図３
の電池構造は、本件セパレータの形態を説明する化学電
池の基本的構成を示したもので、本件セパレータを用い
た電池の形状を限定するものではない。
ータ３は、本件セパレータ３の構造を説明する概略拡大
図で、実際の構造はそれら各部材が緻密に連鎖してい
る。図２の、繊維状活性炭２、接着剤４、セパレータ３
は、本件セパレータ３の構造を説明する概略拡大図で、
実際の構造はそれら各部材は緻密に連鎖している。図３
の電池構造は、本件セパレータの形態を説明する化学電
池の基本的構成を示したもので、本件セパレータを用い
た電池の形状を限定するものではない。
【００１３】
【発明の効果】上記の様に構成された本件セパレータ３
のサルフェーションを抑える働きを確認するために、規
格表示６Ｎ２−２Ａの３セル構造既存ＰｂＢの１セル
に、本件セパレータ３を用いて実証ＰｂＢ（以下、実証
ＰｂＢ）とし、比較のための１セルは既存ＰｂＢ現状品
を用いた。又、双方セルには電解液、充電及び放電、短
絡等、全て同条件を施し（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の運転とか
かる測定をした。 （Ａ）２．５Ｖ定電圧で６０分充電後、充電後電池内部
抵抗を測定。 （Ｂ）１Ａ定電流で終止電圧を１．７Ｖとして放電後、
終止電圧１．７Ｖ時点の電池内部抗と終止電圧１．７Ｖ
迄の放電持続時間を測定。 （Ｃ）終止電圧１．７Ｖ迄放電後、負極端子７と正極端
子８を６０分短絡。 以上の実証作業を１２回反復した運転各数値を以下に記
した。
のサルフェーションを抑える働きを確認するために、規
格表示６Ｎ２−２Ａの３セル構造既存ＰｂＢの１セル
に、本件セパレータ３を用いて実証ＰｂＢ（以下、実証
ＰｂＢ）とし、比較のための１セルは既存ＰｂＢ現状品
を用いた。又、双方セルには電解液、充電及び放電、短
絡等、全て同条件を施し（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の運転とか
かる測定をした。 （Ａ）２．５Ｖ定電圧で６０分充電後、充電後電池内部
抵抗を測定。 （Ｂ）１Ａ定電流で終止電圧を１．７Ｖとして放電後、
終止電圧１．７Ｖ時点の電池内部抗と終止電圧１．７Ｖ
迄の放電持続時間を測定。 （Ｃ）終止電圧１．７Ｖ迄放電後、負極端子７と正極端
子８を６０分短絡。 以上の実証作業を１２回反復した運転各数値を以下に記
した。
【００１４】 第１回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３８．８ｍΩ ３３．３ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６５．１ｍΩ ５９．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １７．２６秒 ２１．４３秒 第２回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ４０．２ｍΩ ４１．７ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５９．４ｍΩ ７２．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 ９．１５秒 ６．１２秒 第３回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３９．３ｍΩ ３７．７ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６１．２ｍΩ ６９．３ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １３．５４秒 １０．５０秒 第４回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ４０．１ｍΩ ６７．２ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５８．６ｍΩ １０７．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １３．５３秒 ２．０３秒 第５回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３５．２ｍΩ ７８．１ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５２．８ｍΩ １１２．９ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．０９秒 １．３２秒 第６回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．８ｍΩ ８７．３ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ４９．９ｍΩ １２１．４ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １１．１１秒 １．１６秒 第７回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３２．８ｍΩ １７６．１ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６７．６ｍΩ １８９．３ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．１６秒 ０．１６秒 第８回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．３ｍΩ ２４０．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６９．２ｍΩ ２７０．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．５６秒 ０．１秒 第９回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．１ｍΩ ２９７．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ７２．８ｍΩ ３２２．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １１．１３秒 ０．１秒 第１０回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３４．２ｍΩ ２９５．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６５．１ｍΩ ２１１．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １７．２６秒 ０．１秒 第１１回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３４．８ｍΩ １２４．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ８０．５ｍΩ １３２．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １５．５７秒 ０．６秒 第１２回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．６ｍΩ １２９．９ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ８１．７ｍΩ １５６．６ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １８．１７秒 ０．１秒
【００１５】
【発明の効果】上記、１２回反復の運転数値と観察か
ら、実証ＰｂＢは第１２回運転に於いても正常な電池機
能を保っているが、一方の既存ＰｂＢは、第４回運転後
の（Ａ）電池内部抵抗値と（Ｂ）放電持続時間値が電池
機能停止状態を示している。又、第１２回運転後の観察
では、既存ＰｂＢの負極と正極はサルフェーション皮膜
で覆われていたが、実証ＰｂＢの負極４及び正極５は何
らの異常もなかった。
ら、実証ＰｂＢは第１２回運転に於いても正常な電池機
能を保っているが、一方の既存ＰｂＢは、第４回運転後
の（Ａ）電池内部抵抗値と（Ｂ）放電持続時間値が電池
機能停止状態を示している。又、第１２回運転後の観察
では、既存ＰｂＢの負極と正極はサルフェーション皮膜
で覆われていたが、実証ＰｂＢの負極４及び正極５は何
らの異常もなかった。
【００１６】以上の効果から、本件セパレータ３は、急
速充電にともなうサルフェーションの起因である電池内
部抵抗の増幅を防ぎＰｂＢの急速充電を可能にした。
速充電にともなうサルフェーションの起因である電池内
部抵抗の増幅を防ぎＰｂＢの急速充電を可能にした。
【００１７】又、本件セパレータ３は、ＬｉＢに於いて
も上記同様の効果により急速充電にともなうデントライ
トの起因である電池内部抵抗の増幅を防ぎ、それら電池
の急速充電に於いても有効に作用する。
も上記同様の効果により急速充電にともなうデントライ
トの起因である電池内部抵抗の増幅を防ぎ、それら電池
の急速充電に於いても有効に作用する。
【図１】本件セパレータの、粒状活性炭に於ける実施例
を示す縦断概略図
を示す縦断概略図
【図２】本件セパレータの、繊維状活性炭に於ける実施
例を示す縦断概略図
例を示す縦断概略図
【図３】本件セパレータを用いた、鉛二次電池の実施例
を示す縦断概略図
を示す縦断概略図
１ 粒状活性炭 ２ 繊維状活性炭 ３ セパレータ ４ 負極（鉛） ５ 正極（酸化鉛） ６ 電池槽 ７ 負極端子 ８ 正極端子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月１日（２００１．３．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】電池の活性炭複合状セパレータ
【特許請求の範囲】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータを利用
した活性炭の電池応用技術に関する。
した活性炭の電池応用技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池のセパレータ（以下、セパレータ）
とは、絶縁体からなる、紙類、ガラスマット、或いは微
孔を有する合成樹脂の膜と不織布等、或いは微孔を有す
るセラミック等の材質からなっていて、正極材と負極材
間隔の正確性を満たす物理的条件と電解液拡散性、ガス
透過性、イオン伝導性、等、電気化学上求められる条件
を満たしている（以下、セパレータ機能）電池部材であ
る。
とは、絶縁体からなる、紙類、ガラスマット、或いは微
孔を有する合成樹脂の膜と不織布等、或いは微孔を有す
るセラミック等の材質からなっていて、正極材と負極材
間隔の正確性を満たす物理的条件と電解液拡散性、ガス
透過性、イオン伝導性、等、電気化学上求められる条件
を満たしている（以下、セパレータ機能）電池部材であ
る。
【０００３】又、電池に於いて、粉状、破砕状、球状か
らなる粒状活性炭（以下、粒状活性炭）或いは繊維状活
性炭は、サルフェーション及びデントライトを抑える作
用があることが知られている、例えば特開平９−２４５
７７２がある他、集電体としても広く使われている。
らなる粒状活性炭（以下、粒状活性炭）或いは繊維状活
性炭は、サルフェーション及びデントライトを抑える作
用があることが知られている、例えば特開平９−２４５
７７２がある他、集電体としても広く使われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電池の急速充放電は不
可欠条件になりつつある、とりわけ鉛系二次電池（以
下、ＰｂＢ）及びリチウム系二次電池（以下、ＬｉＢ）
の急速充放電は既存諸装置の至便性上早急に確立すべき
技術であり、他の種の電池も同様な状況にある。然し乍
ら、急速充放電に係る未充電状態或いは過放電状態にと
もなう電池内部抵抗増幅を起因にして生成するＰｂＢの
酸化鉛膜状析出物（以下、サルフェーション）及びＬｉ
Ｂのリチウム樹枝状析出物（以下、デントライト）の発
生が、それら電池の急速充放電使用を阻んでおり解決す
べき問題である。
可欠条件になりつつある、とりわけ鉛系二次電池（以
下、ＰｂＢ）及びリチウム系二次電池（以下、ＬｉＢ）
の急速充放電は既存諸装置の至便性上早急に確立すべき
技術であり、他の種の電池も同様な状況にある。然し乍
ら、急速充放電に係る未充電状態或いは過放電状態にと
もなう電池内部抵抗増幅を起因にして生成するＰｂＢの
酸化鉛膜状析出物（以下、サルフェーション）及びＬｉ
Ｂのリチウム樹枝状析出物（以下、デントライト）の発
生が、それら電池の急速充放電使用を阻んでおり解決す
べき問題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池内に活性
炭を介在せしめた構造によって前記問題を解決するもの
であるが、振動等の原因によって電池内に活性炭が拡散
すると、活性炭が伝導体になって負極と正極を短絡し電
池を破損する原因になる。そこで本発明では、
炭を介在せしめた構造によって前記問題を解決するもの
であるが、振動等の原因によって電池内に活性炭が拡散
すると、活性炭が伝導体になって負極と正極を短絡し電
池を破損する原因になる。そこで本発明では、
【０００６】請求項１に於いて、セパレータに活性炭を
接着或いは溶着の方法で固着する（以下、活性炭複合セ
パレータ）形態により、電池内に介在せしめた活性炭の
拡散を防ぐ方法とした。
接着或いは溶着の方法で固着する（以下、活性炭複合セ
パレータ）形態により、電池内に介在せしめた活性炭の
拡散を防ぐ方法とした。
【０００７】請求項２に於いて、セパレータが活性炭を
包み覆う（以下、活性炭内蔵セパレータ）形態により、
電池内に介在せしめた活性炭の拡散を防ぐ方法とした。
包み覆う（以下、活性炭内蔵セパレータ）形態により、
電池内に介在せしめた活性炭の拡散を防ぐ方法とした。
【０００８】請求項３に於いて、セパレータの繊維に活
性炭を絡めた（以下、活性炭混成セパレータ）形態によ
り、電池内に介在せしめた活性炭の拡散を防ぐ方法とし
た。
性炭を絡めた（以下、活性炭混成セパレータ）形態によ
り、電池内に介在せしめた活性炭の拡散を防ぐ方法とし
た。
【０００９】
【発明の詳細な説明】 請求項１に於いて、セパレータに粒状活性炭を接着する
にあたりセパレータに接着剤を塗布するには、凸版印
刷、凹版印刷、孔版印刷、等の方法が好ましい。上記、
孔版印刷方法に於いて、セパレータ上にセパレータ機能
を侵さない最小限の間隔（以下、適宜な間隔）で孔状の
目開き（以下、目開き）が設けてあるスクリーンを設置
し、次に、スクリーン上に接着剤をローラーで拡散圧着
すると、スクリーンの目開きを通過した接着剤が適宜な
間隔でセパレータに塗布される。次に、接着剤を塗布し
た状態のセパレータ上に粒状活性炭を散布すると、接着
剤塗布形状と同形状に適宜な間隔を保って粒状活性炭と
セパレータが固着する。尚、繊維状活性炭に於いても同
様の接着工程でセパレータと固着する。
にあたりセパレータに接着剤を塗布するには、凸版印
刷、凹版印刷、孔版印刷、等の方法が好ましい。上記、
孔版印刷方法に於いて、セパレータ上にセパレータ機能
を侵さない最小限の間隔（以下、適宜な間隔）で孔状の
目開き（以下、目開き）が設けてあるスクリーンを設置
し、次に、スクリーン上に接着剤をローラーで拡散圧着
すると、スクリーンの目開きを通過した接着剤が適宜な
間隔でセパレータに塗布される。次に、接着剤を塗布し
た状態のセパレータ上に粒状活性炭を散布すると、接着
剤塗布形状と同形状に適宜な間隔を保って粒状活性炭と
セパレータが固着する。尚、繊維状活性炭に於いても同
様の接着工程でセパレータと固着する。
【００１０】又、請求項１に於いて、セパレータに粒状
活性炭或いは繊維状活性炭を溶着するには、そのセパレ
ータが高分子材であれば、セパレータ上のそれら活性炭
に任意の圧力をかけながら高周波を付与する誘電溶着加
工或いは前記同様な工程で、高分子材が熱溶着する例え
ば１３０℃程度の加熱を施す溶着加工が適切である。
活性炭或いは繊維状活性炭を溶着するには、そのセパレ
ータが高分子材であれば、セパレータ上のそれら活性炭
に任意の圧力をかけながら高周波を付与する誘電溶着加
工或いは前記同様な工程で、高分子材が熱溶着する例え
ば１３０℃程度の加熱を施す溶着加工が適切である。
【００１１】尚、
【０００９】或いは
【００１０】の項で記した工程をセパレータの両面に施
して粒状活性炭或いは繊維状活性炭を固着すると、それ
ら活性炭の固着量が倍増し電池内部抵抗の増幅をより強
く抑える効果をもつた活性炭複合セパレータが構成され
る。
して粒状活性炭或いは繊維状活性炭を固着すると、それ
ら活性炭の固着量が倍増し電池内部抵抗の増幅をより強
く抑える効果をもつた活性炭複合セパレータが構成され
る。
【００１２】請求項２に於いて、セパレータに粒状或い
は繊維状の活性炭を内蔵するには、扁平な袋状或いはチ
ューブ状のセパレータにそれら活性炭を挿入し、挿入し
た箇所を密閉すればよい。
は繊維状の活性炭を内蔵するには、扁平な袋状或いはチ
ューブ状のセパレータにそれら活性炭を挿入し、挿入し
た箇所を密閉すればよい。
【００１３】請求項３に於いて、粒状の活性炭或いは繊
維状活性炭を、セパレータの繊維に絡ませるには、例え
ば、電池用セパレータに多く用いられている不織布の代
表的製法である、繊維シート層（以下、フリース）の中
に熱接着性繊維を混合し溶融させて繊維間を結合するサ
ーマルボンド法では、フリース中にそれら活性炭を混和
すればよい。
維状活性炭を、セパレータの繊維に絡ませるには、例え
ば、電池用セパレータに多く用いられている不織布の代
表的製法である、繊維シート層（以下、フリース）の中
に熱接着性繊維を混合し溶融させて繊維間を結合するサ
ーマルボンド法では、フリース中にそれら活性炭を混和
すればよい。
【００１４】尚、請求項１に記載の活性炭複合セパレー
タと、請求項２に記載の活性炭内蔵セパレータと、請求
項３に記載の活性炭混成セパレータに於いては、セパレ
ータの形状以外は活性炭が電池内に介在する位置或いは
作用など全て共通であるので、請求項２及び請求項３に
於ける実施例及び発明の効果の説明は、請求項１に於け
る実施例及び発明の効果と重複するので省略し、発明の
実施の形態と図面の簡単な説明についてのみ記載する。
タと、請求項２に記載の活性炭内蔵セパレータと、請求
項３に記載の活性炭混成セパレータに於いては、セパレ
ータの形状以外は活性炭が電池内に介在する位置或いは
作用など全て共通であるので、請求項２及び請求項３に
於ける実施例及び発明の効果の説明は、請求項１に於け
る実施例及び発明の効果と重複するので省略し、発明の
実施の形態と図面の簡単な説明についてのみ記載する。
【００１５】
【発明の実施の形態】請求項１に於ける実施の形態つい
て図面を参照して説明する。図１に於いて、
て図面を参照して説明する。図１に於いて、
【０００９】項の工程を経た接着剤４がセパレータ３上
に塗布されている状態で粒状活性炭１をセパレータ３に
散布すると、粒状活性炭１はセパレータ３上に固着し活
性炭複合セパレータを構成する。
に塗布されている状態で粒状活性炭１をセパレータ３に
散布すると、粒状活性炭１はセパレータ３上に固着し活
性炭複合セパレータを構成する。
【００１６】図２に於いて、
【０００９】項の工程を経た接着剤４がセパレータ３上
に塗布されている状態で繊維状活性炭２をセパレータ３
に載置すると、繊維状活性炭２はセパレータ３上に固着
し活性炭複合セパレータを構成する。
に塗布されている状態で繊維状活性炭２をセパレータ３
に載置すると、繊維状活性炭２はセパレータ３上に固着
し活性炭複合セパレータを構成する。
【００１７】請求項２に於ける実施の形態ついて図面を
参照して説明する。図３に於いて、粒状活性炭１は、
参照して説明する。図３に於いて、粒状活性炭１は、
【００１２】の工程を経て連鎖しているチューブ状セパ
レータ３と密閉部９からなる構造によって覆われた、活
性炭内蔵セパレータを構成する。
レータ３と密閉部９からなる構造によって覆われた、活
性炭内蔵セパレータを構成する。
【００１８】図４に於いて、繊維状活性炭２は、
【００１２】の工程を経て扁平な袋状のセパレータ３と
密閉部９からなる構造によって覆われた、活性炭内蔵セ
パータを構成する。
密閉部９からなる構造によって覆われた、活性炭内蔵セ
パータを構成する。
【００１９】請求項３に於ける実施の形態ついて図面を
参照して説明する。図５に於いて、粒状活性炭１は、
参照して説明する。図５に於いて、粒状活性炭１は、
【００１３】の工程を経てセパレータの繊維に絡んで固
定した、活性炭混成セパレータを構成する。
定した、活性炭混成セパレータを構成する。
【００２０】図６に於いて、電解液１１と、負極端子７
を連結して鉛負極活物質からなる負極５と正極端子８を
連結して酸化鉛正極活物質からなる正極６と、それら負
極５と正極６を一定間隔に保っていて両面に粒状活性炭
１を固着した活性炭複合セパレータの各部材が、電池槽
１０に内設してある状態でＰｂＢが構成されている。
を連結して鉛負極活物質からなる負極５と正極端子８を
連結して酸化鉛正極活物質からなる正極６と、それら負
極５と正極６を一定間隔に保っていて両面に粒状活性炭
１を固着した活性炭複合セパレータの各部材が、電池槽
１０に内設してある状態でＰｂＢが構成されている。
【００２１】図７に於いて、電解液１１と、負極端子７
を連結して鉛負極活物質からなる負極５と正極端子８を
連結して酸化鉛正極活物質からなる正極６と、それら負
極５と正極６を一定間隔に保っていて粒状活性炭１を内
蔵した活性炭内蔵セパレータの各部材が、電池槽１０に
内設してある状態でＰｂＢが構成されている。
を連結して鉛負極活物質からなる負極５と正極端子８を
連結して酸化鉛正極活物質からなる正極６と、それら負
極５と正極６を一定間隔に保っていて粒状活性炭１を内
蔵した活性炭内蔵セパレータの各部材が、電池槽１０に
内設してある状態でＰｂＢが構成されている。
【００２２】図１、図２、図３、図４、図５の、粒状活
性炭１繊維状活性炭２セパレータ３接着剤４は、活性炭
複合セパレータ及び活性炭内蔵セパレータ及び活性炭混
成セパレータの構造を説明する概略拡大図で、実際の構
造はそれら各部材が緻密に連鎖している。又、図５及び
図６の電池構造は、化学電池の基本的構成を示したもの
で、活性炭複合セパレータ或いは活性炭内蔵セパレータ
を用いた電池の形状を限定するものではない。
性炭１繊維状活性炭２セパレータ３接着剤４は、活性炭
複合セパレータ及び活性炭内蔵セパレータ及び活性炭混
成セパレータの構造を説明する概略拡大図で、実際の構
造はそれら各部材が緻密に連鎖している。又、図５及び
図６の電池構造は、化学電池の基本的構成を示したもの
で、活性炭複合セパレータ或いは活性炭内蔵セパレータ
を用いた電池の形状を限定するものではない。
【００２３】
【実施例】図６から、サルフェーションを抑える働きを
確認するために、短時間にサルフェーションを形成せし
めるシュミレーションとして、電池規格表示６Ｎ２−２
Ａ−８の３セル構造既存ＰｂＢの１セルに、粒状活性炭
からなる活性炭複合セパレータを用いて実証のＰｂＢ
（以下、実証ＰｂＢ）とし、比較のための１セルは既存
ＰｂＢ現状品を用いた。又、双方セルには電解液、充電
及び放電、短絡等、全て同条件に於いて、以下の（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）からなる運転を施した。 （Ａ）２．５Ｖ定電圧で６０分充電後、充電後電池内部
抵抗を測定。 （Ｂ）１Ａ定電流で終止電圧を１．７Ｖとして放電後、
終止電圧１．７Ｖ時点の電池内部抗と終止電圧１．７Ｖ
迄の放電持続時間を測定。 （Ｃ）終止電圧１．７Ｖ迄放電後、負極端子７と正極端
子８を６０分短絡。 以上の実証運転を１２回反復した一連の運転各数値を以
下に記した。
確認するために、短時間にサルフェーションを形成せし
めるシュミレーションとして、電池規格表示６Ｎ２−２
Ａ−８の３セル構造既存ＰｂＢの１セルに、粒状活性炭
からなる活性炭複合セパレータを用いて実証のＰｂＢ
（以下、実証ＰｂＢ）とし、比較のための１セルは既存
ＰｂＢ現状品を用いた。又、双方セルには電解液、充電
及び放電、短絡等、全て同条件に於いて、以下の（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）からなる運転を施した。 （Ａ）２．５Ｖ定電圧で６０分充電後、充電後電池内部
抵抗を測定。 （Ｂ）１Ａ定電流で終止電圧を１．７Ｖとして放電後、
終止電圧１．７Ｖ時点の電池内部抗と終止電圧１．７Ｖ
迄の放電持続時間を測定。 （Ｃ）終止電圧１．７Ｖ迄放電後、負極端子７と正極端
子８を６０分短絡。 以上の実証運転を１２回反復した一連の運転各数値を以
下に記した。
【００２４】 第１回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３８．８ｍΩ ３３．３ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６５．１ｍΩ ５９．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １７．２６秒 ２１．４３秒 第２回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ４０．２ｍΩ ４１．７ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５９．４ｍΩ ７２．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 ９．１５秒 ６．１２秒 第３回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３９．３ｍΩ ３７．７ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６１．２ｍΩ ６９．３ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １３．５４秒 １０．５０秒 第４回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ４０．１ｍΩ ６７．２ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５８．６ｍΩ １０７．８ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １３．５３秒 ２．０３秒 第５回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３５．２ｍΩ ７８．１ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ５２．８ｍΩ １１２．９ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．０９秒 １．３２秒 第６回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．８ｍΩ ８７．３ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ４９．９ｍΩ １２１．４ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １１．１１秒 １．１６秒 第７回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３２．８ｍΩ １７６．１ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６７．６ｍΩ １８９．３ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．１６秒 ０．１６秒 第８回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．３ｍΩ ２４０．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６９．２ｍΩ ２７０．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １２．５６秒 ０．１秒 第９回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．１ｍΩ ２９７．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ７２．８ｍΩ ３２２．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １１．１３秒 ０．１秒 第１０回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３４．２ｍΩ ２９５．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ６５．１ｍΩ ２１１．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １７．２６秒 ０．１秒 第１１回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３４．８ｍΩ １２４．ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ８０．５ｍΩ １３２．ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １５．５７秒 ０．６秒 第１２回運転 実証ＰｂＢ 既存ＰｂＢ （Ａ）の電池内部抵抗値 ３３．６ｍΩ １２９．９ｍΩ （Ｂ）の電池内部抵抗値 ８１．７ｍΩ １５６．６ｍΩ （Ｂ）の放電持続時間値 １８．１７秒 ０．１秒
【００２５】
【発明の効果】上表運転に於ける、サルフェーションを
形成せしめる為の未充電状態での過放電と短絡からなる
反復運転の一連数値と、１２回反復運転後の負極と正極
の観察から発明の効果を以下に説明する。実証ＰｂＢは
第１２回運転に於いても正常な電池機能を保っている
が、一方の既存ＰｂＢは、第４回運転後の（Ａ）電池内
部抵抗値と（Ｂ）放電持続時間値が電池機能停止状態を
示している。又、第１２回運転後の既存ＰｂＢ負極と正
極は乳白色系のサルフェーション皮膜で覆われていた
が、実証ＰｂＢの負極４及び正極５は何らの異常もなか
った。以上の効果から、粒状活性炭からなる活性炭複合
セパレータは、急速充放電に係るサルフェーションを防
ぎ、電池に至便性と長寿命性をもたらした。
形成せしめる為の未充電状態での過放電と短絡からなる
反復運転の一連数値と、１２回反復運転後の負極と正極
の観察から発明の効果を以下に説明する。実証ＰｂＢは
第１２回運転に於いても正常な電池機能を保っている
が、一方の既存ＰｂＢは、第４回運転後の（Ａ）電池内
部抵抗値と（Ｂ）放電持続時間値が電池機能停止状態を
示している。又、第１２回運転後の既存ＰｂＢ負極と正
極は乳白色系のサルフェーション皮膜で覆われていた
が、実証ＰｂＢの負極４及び正極５は何らの異常もなか
った。以上の効果から、粒状活性炭からなる活性炭複合
セパレータは、急速充放電に係るサルフェーションを防
ぎ、電池に至便性と長寿命性をもたらした。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、粒状活性炭からなる活性炭複合セパ
レータの縦断概略図
レータの縦断概略図
【図２】本発明の、繊維状活性からなる活性炭複合セパ
レータの縦断概略図
レータの縦断概略図
【図３】本発明の、粒状活性炭からなる活性炭内蔵セパ
レータの縦断概略図
レータの縦断概略図
【図４】本発明の、繊維状活性炭からなる活性炭内蔵セ
パレータの縦断概略図
パレータの縦断概略図
【図５】本発明の、粒状活性炭からなる活性炭混成セパ
レータの縦断概略図
レータの縦断概略図
【図６】本発明の、粒状活性炭からなる活性炭複合セパ
レータを用いた鉛二次電池の縦断概略図
レータを用いた鉛二次電池の縦断概略図
【図７】本発明の、粒状活性炭からなる活性炭内蔵セパ
レータを用いた鉛二次電池の縦断概略図
レータを用いた鉛二次電池の縦断概略図
【００２７】
【符号の説明】 １は粒状活性炭 ２は繊維状活性炭 ３はセパレータ ４は接着剤 ５は負極 ６は正極 ７は負極端子 ８は正極端子 ９はセパレータ密閉部 １０は電池槽 １１は電解液
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
Claims (1)
- 【請求項１】表面に比表面積が３００ｍ２／ｇ以上の炭
化物からなる粒状活性炭或いは繊維状活性炭が接着剤で
固着されている構造を特徴とする二次電池のセパレー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369244A JP2002134086A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 電池の活性炭複合状セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369244A JP2002134086A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 電池の活性炭複合状セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134086A true JP2002134086A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18839313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000369244A Pending JP2002134086A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 電池の活性炭複合状セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134086A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006001902T5 (de) | 2005-07-20 | 2008-07-03 | Ion Technology Inc. | Stromerzeugungsvorrichtung |
| WO2012165624A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 富士シリシア化学株式会社 | セパレータ、電気化学素子、及びセパレータの製造方法 |
| JP2013157266A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Yamagata Univ | 非水電解液二次電池用セパレータ及びその製造方法並びに非水電解液二次電池 |
| JP2017515284A (ja) * | 2014-05-05 | 2017-06-08 | ダラミック エルエルシー | 改良された鉛蓄電池セパレータ、電池およびそれらの製造方法 |
| JPWO2022034918A1 (ja) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000369244A patent/JP2002134086A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006001902T5 (de) | 2005-07-20 | 2008-07-03 | Ion Technology Inc. | Stromerzeugungsvorrichtung |
| WO2012165624A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 富士シリシア化学株式会社 | セパレータ、電気化学素子、及びセパレータの製造方法 |
| JPWO2012165624A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-02-23 | 富士シリシア化学株式会社 | セパレータ、及び電気化学素子 |
| JP2013157266A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Yamagata Univ | 非水電解液二次電池用セパレータ及びその製造方法並びに非水電解液二次電池 |
| JP2017515284A (ja) * | 2014-05-05 | 2017-06-08 | ダラミック エルエルシー | 改良された鉛蓄電池セパレータ、電池およびそれらの製造方法 |
| CN111628132A (zh) * | 2014-05-05 | 2020-09-04 | 戴瑞米克有限责任公司 | 改进的铅酸电池隔板、电极、电池和制造方法及其用途 |
| JP2021093372A (ja) * | 2014-05-05 | 2021-06-17 | ダラミック エルエルシー | 改良された鉛蓄電池セパレータ、電池およびそれらの製造方法 |
| US11152647B2 (en) | 2014-05-05 | 2021-10-19 | Daramic, Llc | Lead-acid battery separators, electrodes, batteries, and methods of manufacture and use thereof |
| JP7307108B2 (ja) | 2014-05-05 | 2023-07-11 | ダラミック エルエルシー | 改良された鉛蓄電池セパレータ、炭素シートおよび鉛蓄電池 |
| JPWO2022034918A1 (ja) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 | ||
| WO2022034918A1 (ja) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 | 旭化成株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ、および鉛蓄電池 |
| JP7412571B2 (ja) | 2020-08-14 | 2024-01-12 | 旭化成株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ、および鉛蓄電池 |
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