JP4193923B2

JP4193923B2 - アルカリ蓄電池

Info

Publication number: JP4193923B2
Application number: JP30346299A
Authority: JP
Inventors: 正治綿田; 政彦押谷; 俊雄田中; 直彦滝本
Original assignee: GS Yuasa Corp; Toyobo Co Ltd
Current assignee: GS Yuasa Corp; Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001126698A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蓄電池、特に、アルカリ蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
携帯電話をはじめとするエレクトロニクス機器類の小型軽量化に伴い、その携帯電源であるアルカリ蓄電池に対し、小型化、軽量化を図りつつエネルギー密度を高めることが要求されている。このような要求に応えるため、正極および負極の活物質の高容量化や電槽材の薄肉化など、電池構成部材の改良、改質が種々検討されている。ここで、電池構成部材の一要素であるセパレータは、活物質等とは異なり電池容量に直接関与しない電池構成部材であるが、電池内における体積占有率によって電池の小型化に影響を与える部材であるため、その薄型化が懸案になっている。
【０００３】
ところで、アルカリ蓄電池用に用いられるセパレータは、通常、耐熱性および耐酸化性に優れたポリオレフィン系の繊維を用いて形成された布帛であり、乾式法または湿式法により製造されたものである。ここで、乾式法は、ニードルパンチ法などの手法でポリオレフィン系繊維から不織布を製造する方法であるが、それにより得られる不織布は、疎密の多い不均質な場合が多く、所要の強度と耐短絡性を達成するためには少なくとも厚さを１２０μｍ程度に設定する必要があり、セパレータの薄膜化を図るのが困難である。また、ここで用いるポリオレフィン系繊維の平均繊維径は１０数μｍであって太いため、薄膜化に伴って電解液の保持性が低下し、電池に必要な量の電解液を保持するのが困難になる。
【０００４】
一方、湿式法は、ポリオレフィン系繊維を抄かして不織布を製造する方法であり、乾式法の場合に比べて繊維径が小さなポリオレフィン系繊維を用いることができるため、耐短絡性および電解液の保持性に優れた緻密で均質な薄膜状の不織布を得ることができる。しかし、この方法により得られる不織布は、電解液を保持させた場合、それを全体に均一に保持することになるため、通気性が低下する。このため、このような不織布をアルカリ蓄電池用、特に密閉式高エネルギー密度型アルカリ蓄電池用のセパレータとして用いた場合は、過充電時に正極に発生する酸素ガスを負極側へ円滑に透過させるのが困難になり、負極側における酸素ガスの吸収反応を妨げることになるので、電池の内圧上昇を招いて電池寿命を短縮してしまう可能性がある。特に、充放電サイクルの繰返しにより電解液が正極に取り込まれてセパレータ中の電解液が過少状態になり、電池の内部抵抗が増大して期待寿命よりも早期に寿命に至る現象（セパレータドライアウト現象）を防止するために、過剰の電解液を用いて正極側の電解液不足が生じ難くするような場合は、負極側の通気性がより一層低下することになるので、電池の内圧上昇を招き易い。
【０００５】
また、湿式法により製造された不織布は、強度が不十分であり、特に、自己放電を抑制して容量保持性を高めるためのスルホン化処理を施すとさらに強度が低下する傾向にあるため、アルカリ蓄電池の製造工程で破損する可能性が高く、また、劣化が早期に進行して電池内での短絡を招く可能性もある。
【０００６】
本発明の目的は、電解液の保持性と通気性とを両立させたアルカリ蓄電池用セパレータを実現することにある。
本発明の他の目的は、セパレータドライアウト現象を起こしにくく、しかも過充電時でも内圧の上昇を起こしにくいアルカリ蓄電池を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルカリ蓄電池は、平均繊維径が０．５〜９μｍのポリオレフィン系極細繊維を用いて形成された通気性を有する不織布からなる第１層と、平均繊維径が少なくとも１０μｍのポリオレフィン系繊維を用いて形成された通気性を有する布帛からなる第２層とを別個に用意し、第１層と第２層とを積層して一体化したセパレータと、セパレータの第１層側に配置された正極と、セパレータの第２層側に配置された負極とを備え、セパレータは、第１層と第２層との厚さの比率（第１層／第２層）が０．１〜０．６に設定されており、また、スルホン酸基を有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るアルカリ蓄電池用セパレータは、第１層と第２層とを備えた２層構造に構成されている。
第１層は、極細繊維を用いて形成された通気性を有する不織布からなる。ここで用いられる極細繊維は、ポリオレフィン系樹脂を紡糸して得られたもの、すなわちポリオレフィン系極細繊維であり、平均繊維径が０．５〜９μｍのものであり、好ましくは２〜７μｍのものである。この平均繊維径が０．５μｍ未満の場合は、第１層の通気性が低下し、アルカリ蓄電池の過充電時に発生する酸素ガスを円滑に透過させるのが困難になる。逆に、９μｍを超える場合は、セパレータによる電解液の保持性が低下する。
【００１３】
このようなポリオレフィン系極細繊維を用いた不織布からなる第１層は、通気度が少なくとも４ｃｃ／ｃｍ²／秒に設定されているのが好ましい。通気度が４ｃｃ／ｃｍ²／秒未満の場合は、アルカリ蓄電池の過充電時に発生する酸素ガスを円滑に透過させるのが困難になるおそれがあり、本発明のセパレータをアルカリ蓄電池に用いた場合に電池の内圧上昇を招き易くなる可能性がある。なお、第１層の通気度の上限値は、特に限定されるものではないが、電解液の保持性を良好に維持する観点から、通常は３０ｃｃ／ｃｍ²／秒以下に設定するのが好ましく、２５ｃｃ／ｃｍ²／秒以下に設定するのがより好ましい。
【００１４】
また、第１層の厚さは、通常、２０〜６０μｍに設定されているのが好ましく、２５〜５０μｍに設定されているのがより好ましい。この厚さが２０μｍ未満の場合は、本発明のセパレータの電解液保持性が低下するおそれがある。逆に、６０μｍを超える場合は、本発明のセパレータの電解液保持性はより高まることになるが、セパレータ全体の厚さが大きくなるので、アルカリ蓄電池の小型化を図る上で障害となる場合がある。
【００１５】
上述の第１層を構成する不織布は、例えば、メルトブロー法により製造することができる。具体的には、紡糸孔（ノズル）より押出された溶融ポリオレフィン系樹脂を、紡糸孔の周囲から吹き出された高温高速の気流により極細繊維状に紡糸し、これを捕集コンベアネットや回転ドラム上に吹き付けて繊維ウエブを形成すると製造することができる。
【００１６】
一方、第２層は、通気性を有する布帛からなる。この布帛は、ポリオレフィン系樹脂を紡糸して得られるポリオレフィン系繊維を用いて形成されたものであり、例えば不織布、織物または編物等の各種の形態のものである。ここで、用いられるポリオレフィン系繊維は、平均繊維径が少なくとも１０μｍのものである。この平均繊維径が１０μｍ未満の場合は、セパレータの機械的強度が低下する。その結果、アルカリ蓄電池の組立て時等におけるセパレータのハンドリング性が低下し、また、充放電サイクルの繰り返し途中でセパレータが破損して短絡を招き易くなり、アルカリ蓄電池の寿命を短縮する可能性が高くなる。
【００１７】
なお、上述の布帛を構成するポリオレフィン系繊維の平均繊維径の上限は、特に限定されるものではないが、通常は、繊維の分散が良好な布帛を得る観点から５０μｍ以下に設定するのが好ましく、４０μｍ以下に設定するのがより好ましい。
【００１８】
上述の布帛からなる第２層は、第１層よりも通気度が大きく設定されている。第２層の通気度が第１層に比べて小さい場合は、アルカリ蓄電池の過充電時に生じる酸素ガスの透過性が低下し、アルカリ蓄電池の内圧の上昇を招き易くなるおそれがある。因みに、第２層の通気度は、通常、３５〜１５０ｃｃ／ｃｍ²／秒に設定されているのが好ましく、４０〜１００ｃｃ／ｃｍ²／秒に設定されているのがより好ましい。通気度が１５０ｃｃ／ｃｍ²／秒を超える場合は、セパレータに所要の機械的強度を付与するのが困難になるおそれがある。
なお、本発明において、第１層および第２層の通気度は、ＪＩＳ−１０９６に記載された、フラジール型試験機による通気性試験により求めたものである。
【００１９】
また、第２層の厚さは、通常、５０〜１５０μｍに設定されているのが好ましく、６０〜１２０μｍに設定されているのがより好ましい。この厚さが５０μｍ未満の場合は、本発明のセパレータの機械的強度が不足するおそれがある。逆に、１５０μｍを超えると、本発明のセパレータの機械的強度は高まることになるが、セパレータ全体の厚さが大きくなるので、アルカリ蓄電池の小型化を図る上で障害となる場合がある。
【００２０】
なお、上述の第１層および第２層にそれぞれ用いられるポリオレフィン系極細繊維およびポリオレフィン系繊維を構成するポリオレフィン系樹脂は、特に限定されるものではなく、通常はポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などの公知の各種のもの、またはそれらの混合物である。因みに、このようなポリオレフィン系樹脂からなるポリオレフィン系極細繊維およびポリオレフィン系繊維は、超高分子量ポリエチレン繊維が配合されていると、強度および耐短絡性のより高いセパレータを実現することができる。
【００２１】
本発明のセパレータは、上述のような第１層と第２層とを積層した２層構造を有するものであるが、全体の厚さが通常９０〜１９０μｍに設定されているのが好ましく、９５〜１８０μｍに設定されているのがより好ましい。この厚さが９０μｍ未満の場合は、セパレータが強度不足になるおそれがある。逆に、１９０μｍを超える場合は、アルカリ蓄電池中におけるセパレータの体積占有率が高まることになるので、アルカリ蓄電池の小型化が困難になるおそれがある。
【００２２】
また、本発明のセパレータは、上述の厚さに設定されかつ第１層と第２層との厚さの比率（第１層／第２層）が０．１〜０．６に設定されているのが好ましく、０．２〜０．５に設定されているのがより好ましい。この比率が０．６を超える場合は、セパレータの強度が低下し、また、アルカリ蓄電池の過充電時に発生する酸素ガスの透過性が低下するおそれがある。逆に、０．１未満の場合は、セパレータによる電解液の保持性が低下するおそれがある。
【００２３】
本発明のセパレータは、上述のように第１層と第２層とが積層された２層構造を有するものであるが、さらに、イオン交換能を有しているのが好ましい。ここでのイオン交換能は、陽イオン交換能であり、例えばスルホン酸基、カルボキシル基、酸性水酸基等の酸性基によるものである。ここで、本発明のセパレータは、スルホン酸基を有し、当該スルホン酸基によるイオン交換能を示すものが特に好ましい。この場合、本発明のセパレータは、アルカリ蓄電池、特にニッケル水素電池の自己放電を効果的に抑制することができ、当該電池の容量保持性を高めることができる。
【００２４】
本発明のセパレータが示すイオン交換能は、カリウムイオンの交換量として０．０３〜０．５ミリ当量／ｇが好ましい。この交換量が０．０３ミリ当量／ｇ未満の場合は、セパレータの親水性および電解液保持性が低下し、アルカリ蓄電池のエネルギー密度を高めるのが困難になるおそれがある。また、アルカリ蓄電池の自己放電を効果的に抑制しにくくなり、結果的にアルカリ蓄電池の容量保持性を高めるのが困難になるおそれがある。逆に、０．５ミリ当量／ｇを超える場合は、そのようなイオン交換能を第１層および第２層を構成する上述の繊維に付与する際にこれらの繊維の強度が低下してしまい、結果的にセパレータの機械的強度が低下することになる。
【００２５】
なお、本発明におけるイオン交換能は、以下の方法により測定したものである。イオン交換基の末端がプロトンである場合は、１／１０ｍｏｌ／ｄｍ³のＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液にセパレータを浸漬し、その際の中和反応により消費されたＫＯＨ量を塩酸規定液で滴定して求め、その結果に基づいて算出する。一方、イオン交換基の末端に塩が結合している場合は、１ｍｏｌ／ｄｍ³の塩化水素水溶液に予めセパレータを浸漬してイオン交換基の末端をプロトンで置換した後、イオン交換基の末端がプロトンの場合と同一の測定方法に従う。
【００２６】
本発明のセパレータは、主として上述の第１層により電解液が保持され、また、主として第２層により所要の機械的強度が付与されると共に所要の通気性が確保される。その結果、このセパレータを用いたアルカリ蓄電池では、主に第１層側に電解液が保持されることになり、電解液の分布が第１層側において密に、また、第２層側において疎になる。このため、第２層は、その通気性が電解液により妨げられにくく確保され得るので、アルカリ蓄電池の過充電時に発生する酸素ガスを円滑に透過させることができる。また、このセパレータは、第２層により所要の機械的強度が付与されるため、湿式法により製造される従来の薄型のものと同様の薄膜状に設定されている場合でも、アルカリ蓄電池の組立て時におけるハンドリング性が良好であり、また、充放電サイクルの繰返し中でも破損しにくく短絡を招きにくい。
【００２７】
次に、本発明のアルカリ蓄電池用セパレータの製造方法を説明する。ここでは、スルホン酸基によるイオン交換能を有するセパレータを製造する場合を例に挙げる。この方法では、第１層を構成する上述のポリオレフィン系極細繊維からなる不織布と、第２層を構成する上述のポリオレィン系繊維からなる布帛とを別個に用意する。そして、第１層用の不織布と第２層用の布帛とを積層し、両者を一体化する。両者を一体化するための方法としては、両者を接着剤を用いて接着する方法、両者を熱融着させる方法、および積層された不織布と布帛とに対してエンボス加工やピンソニック加工を施す方法などを採用することができる。
【００２９】
次に、上述のようにして形成された第１層と第２層との積層体に対し、スルホン化処理を施してスルホン酸基を付与する。これにより、目的とするセパレータが得られる。この工程では、積層体を発煙硫酸、亜硫酸ガスおよび濃硫酸などのスルホン化剤を用いて処理する。処理方法としては、積層体を発煙硫酸や濃硫酸中に浸漬する方法や、積層体を亜硫酸ガス気流中に配置する方法等を採用することができる。なお、本発明では、第１層と第２層との強度維持を図るために、１００℃以下の温度に設定された濃硫酸中に積層体を浸漬してスルホン化処理するのが好ましい。
【００３３】
上述の製造方法では、イオン交換基としてスルホン酸基を有するセパレータを製造する場合について説明したが、イオン交換基としてカルボキシル基や酸性水酸基を有するセパレータを製造する場合は、例えばグラフト重合法などの手法により、第１層および第２層用の繊維を形成するためのポリオレフィン系樹脂にこれらのイオン交換基を予め導入しておくのが好ましい。
【００３４】
本発明のセパレータは、ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池などのアルカリ蓄電池用のセパレータとして利用することができる。図１を参照して、本発明のセパレータを利用したニッケル水素蓄電池の一例を説明する。図において、ニッケル水素蓄電池１は、図示しない安全弁を備えた円筒状の液密な電槽２、電槽２内に配置された電極群３および電槽２内に注入された電解液４を主に備えている。
【００３５】
電極群３は、図２に示すように、セパレータ５を挟んで正極６および負極７が配置されたシート状の部材からなり、これをロール状に巻込んだ状態で電槽２内に配置されている。ここで、セパレータ５は、上述の第１層５ａと第２層５ｂとの積層体からなる本発明のものである。正極６は、ニッケル発泡基板に水酸化ニッケルが主成分の活物質を充填したニッケル電極であり、セパレータ５の第１層５ａ側に配置されている。一方、負極７は、穿孔鋼板に水素吸蔵合金をバインダーと共に塗布した水素電極であり、セパレータ５の第２層５ｂ側に配置されている。
【００３６】
電解液４は、例えば水酸化カリウム水溶液であって電極群３が電槽２内に配置された状態で電槽２内に注入されており、セパレータ５に含浸されている。
このニッケル水素電池１は、セパレータ５として本発明の薄膜状のものを用いているため、セパレータ５の電槽２内における体積占有率を小さくすることができ、結果的に携帯電話などに適した小型の携帯電源として有効に利用することができる。
【００３７】
また、このニッケル水素蓄電池１において、セパレータ５に含浸された電解液４は、主として液体保持性が良好な第１層５ａ側に多く保持され、第２層５ｂ側には相対的に少なく保持されることになる。すなわち、セパレータ５における電解液４の分布は、第１層５ａ、すなわち主に電解液を必要とする正極６側が密に設定され、第２層５ｂ側、すなわち通気性が要求される負極７側が疎に設定されることになる。このため、このニッケル水素蓄電池１は、セパレータドライアウト現象を防止するために過剰の電解液４を電槽２内に注入した場合であっても、セパレータ５において負極７側の通気性を確保することができるので、過充電時に正極６側で生じる酸素ガスを円滑に負極７側に透過させて吸収することができる。したがって、このニッケル水素蓄電池１は、過充電時においても酸素ガスによる内圧の上昇が起こり難く、安全弁の作動や液洩れ等による電池寿命の短縮を起こし難い。
【００３８】
さらに、このニッケル水素蓄電池１は、セパレータ５に上述のようなイオン交換能を示す親水性が付与されているため、自己放電し難く、容量保持性が良好である。
【００３９】
【実施例】
実施例１（アルカリ蓄電池用セパレータの製造）
メルトインデックスが１３０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂を２９５℃の温度で単孔吐出量０．５ｇ／分の割合で押出し、これを０．８ｋｇ／ｃｍ²で３００℃に設定された空気流で牽引細化させるメルトブロー法により、平均繊維径が３〜４μｍのポリプロピレン樹脂極細繊維からなる、目付量が２０ｇ／ｍ²で厚さが４０μｍの不織布（第１層不織布）を製造した。この第１層不織布の通気度は、フラジール型通気度試験機を用いて測定したところ、１０ｃｃ／ｍ²／秒であった。
【００４０】
また、平均繊維径が１８μｍのポリプロピレン樹脂長繊維を抄造し、目付量が２２ｇ／ｍ²で厚さが９５μｍの不織布（第２層不織布）を製造した。この第２層不織布は、通気性が高く、通気抵抗は実質的に無視できる程度のものであった。
【００４１】
次に、第１層不織布と第２層不織布とを積層し、両者をピンソニック加工により一体化して積層体を得た。この積層体をカレンダーロールで調圧し、厚さが９５μｍ、目付量が４２ｇ／ｍ²の薄型セパレータ用基布を得た。得られた薄型セパレータ用基布を、８０℃の９８％濃硫酸中に１時間浸漬し、スルホン化処理した。その後、薄型セパレータ用基布を濃硫酸から取り出して付着した濃硫酸を除去し、さらに水酸化カリウム水溶液で洗浄した後に水洗した。これにより、イオン交換基としてのスルホン酸基が第１層不織布および第２層不織布に導入された薄型セパレータを得た。得られた薄型セパレータのイオン交換能は、カリウムイオン交換能として０．０６ミリ当量／ｇであった。
【００４２】
比較例１（アルカリ蓄電池用セパレータの製造）
実施例１の製造過程において得られた薄型セパレータ用基布に対し、ノニオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを用いて処理することにより親水性を付与した。これにより、薄型セパレータを得た。
【００４３】
比較例２（アルカリ蓄電池用セパレータの製造）
平均繊維径が１５μｍのポリプロピレン樹脂繊維を用い、ニードルパンチ法により厚さが９５μｍ、目付量が４２ｇ／ｍ²の不織布からなる薄型セパレータ用基布を得た。この薄型セパレータ用基布に対し、実施例１の場合と同じ方法によるスルホン化処理と洗浄処理を施し、薄型セパレータを得た。
【００４４】
実施例２（ニッケル水素蓄電池の製造）
多孔度が９５％のニッケル発泡基板に対して水酸化ニッケルが主成分の活物質を充填し、柔軟な正極板を製造した。また、穿孔鋼板に対してＭｍＮｉＡｌＣｏＭｎの５元系組成の希土類系ＡＢ₅型水素吸蔵合金をバインダーとともに塗布し、柔軟な負極板を製造した。
【００４５】
実施例１で得られた薄型セパレータの第１層不織布側に正極板を、また、第２層不織布側に負極板をそれぞれ積層し、この積層物を渦巻き状に巻き込んで電極群を製造した。この際、薄型セパレータの破損等は生じず、正極板と負極板との短絡は発生しなかった。次に、この電極群を安全弁を有する円筒状の電槽に挿入し、さらに当該電槽中に水酸化カリウム水溶液からなるアルカリ電解液を注入した後、電槽を封口して密閉した。これにより、エネルギー密度が１，５００ｍＡｈのＡＡサイズのニッケル水素蓄電池（Ａ）を製造した。
【００４６】
比較例３（ニッケル水素蓄電池の製造）
比較例１で得られた薄型セパレータを用いて実施例２と同様のニッケル水素蓄電池（Ｂ）を製造した。
【００４７】
比較例４（ニッケル水素蓄電池の製造）
比較例２で得られた薄型セパレータを用いて実施例２と同様のニッケル水素蓄電池（Ｃ）を製造した。なお、この際、正極板、薄型セパレータおよび負極板からなる積層物の巻き込み時に薄型セパレータにクラックが発生し、短絡の発生が見られた。
【００４８】
比較例５（ニッケル水素蓄電池の製造）
実施例１で得られた薄型セパレータの第１層不織布側に負極板を、また、第２層不織布側に正極板をそれぞれ積層した点を除き、実施例２と同様のニッケル水素蓄電池（Ｄ）を製造した。
【００４９】
評価
実施例２および比較例３〜５でそれぞれ得られたニッケル水素蓄電池（Ａ）〜（Ｄ）について、下記の方法により過充電試験を実施した。また、ニッケル水素電池（Ａ）〜（Ｃ）については、下記の方法により自己放電試験およびサイクル耐久試験をさらに実施した。
【００５０】
過充電試験
各ニッケル水素蓄電池を数サイクル充放電して活性化した後、２０℃において０．１ＣｍＡの電流値で４８時間連続充電した。実施例２の電池（Ａ）は、安全弁の作動や漏液等、電池の内圧の上昇による異常は認められなかった。これに対し、各比較例の電池（Ｂ）〜（Ｄ）は、安全弁が作動し、また、漏液が認められた。
【００５１】
電池（Ｂ）および（Ｃ）が上述の結果に至ったのは、薄型セパレータによる電解液の保持性が小さいため、電極面にフリーな電解液が存在し、それにより過充電時に正極側で発生した酸素ガスの負極側への透過が妨げられ、負極によるその吸収反応が円滑に進行しなかったためと思われる。また、電池（Ｄ）の結果は、電解液がセパレータの負極側に密に分布することになるため、同様に酸素ガスの透過が妨げられ、負極による酸素ガスの吸収反応が阻害されたことによるものと思われる。
【００５２】
因みに、電池（Ａ）で用いた実施例１に係る薄型セパレータと、電池（Ｃ）で用いた比較例２に係る薄型セパレータとについて、加圧時における電解液の保持率（１ｋｇｆ／ｃｍ²）を調べたところ、それぞれ１７０％および９０％であり、実施例１に係る薄型セパレータの電解液保持力が優れていることが判明した。
【００５３】
自己放電試験
各ニッケル水素蓄電池を、周囲温度２０℃の環境下において、０．１ＣｍＡの電流値で容量の１５０％まで完全充電した後、０．２ＣｍＡの電流値で電池電圧が１Ｖになるまで放電し、初期の電池容量を求めた。次に、同じ条件で各電池を再度完全充電し、４５℃の恒温槽内で放置した。なお、放置期間は、７日間および３５日間の２種類に設定した。
【００５４】
放置後、上述と同じ条件で放電し、電池容量を求めた。そして、放置後の電池容量の初期の電池容量に対する比率を求め、これを容量保持率とした。結果を図３に示す。図３から、電池（Ａ）は電池（Ｂ）および（Ｃ）以上の優れた容量保持率を示し、自己放電しにくいことが分かる。
【００５５】
サイクル耐久試験
各ニッケル水素電池を、周囲温度２０℃の環境下において、０．３ＣｍＡの電流値で容量の１２０％まで充電し、また、０．５ＣｍＡの電流値で電池電圧が１Ｖになるまで放電した。この充電−放電操作を１サイクルとして各電池を繰返し充放電し、サイクル毎の放電容量と内部抵抗の変化とを測定した。結果を図４に示す。
【００５６】
図４より、電池（Ａ）は長期間安定なサイクル特性を示すが、電池（Ｂ）は早期に内部抵抗が増大して容量低下し、また、電池（Ｃ）は電池（Ｂ）に比べて比較的安定したサイクル特性を示すものの、徐々に内部抵抗が増大し始めて容量低下することがわかる。電池（Ｂ）において内部抵抗が早期に増大したのは、セパレータに塗布した界面活性剤が早期に遊離または分解してしまい、それによりセパレータ自体の親水性が早期に低下したためと思われる。一方、電池（Ｃ）において内部抵抗が徐々に増大したのは、充放電サイクルの繰返しに従って正極が徐々に膨潤し、それによってセパレータドライアウト現象が生じたためと思われる。
【００５７】
因みに、電池（Ａ）を分解したところ、正極の膨潤は認められたものの、セパレータ中、特に第１層不織布側に電解液が保持されていることが認められ、それがセパレータドライアウト現象を抑制したことが確認された。
【００５９】
【発明の効果】
本発明のアルカリ蓄電池は、平均繊維径が０．５〜９μｍのポリオレフィン系極細繊維を用いて形成された通気性を有する不織布からなる第１層と、平均繊維径が少なくとも１０μｍのポリオレフィン系繊維を用いて形成された通気性を有する布帛からなる第２層とを別個に用意し、第１層と第２層とを積層して一体化したセパレータの第１層側に正極を配置し、第２層側に負極を配置しているため、セパレータドライアウト現象を起こしにくく、しかも過充電時でも内圧の上昇を起こしにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るニッケル水素蓄電池の一部切欠き斜視図。
【図２】前記ニッケル水素蓄電池において用いられる電極群の断面部分図。
【図３】実施例において実施した電池の自己放電試験結果を示す図。
【図４】実施例において実施した電池のサイクル耐久試験結果を示す図。
【符号の説明】
１ニッケル水素蓄電池
５セパレータ
５ａ第１層
５ｂ第２層
６正極
７負極

Claims

平均繊維径が０．５〜９μｍのポリオレフィン系極細繊維を用いて形成された通気性を有する不織布からなる第１層と、平均繊維径が少なくとも１０μｍのポリオレフィン系繊維を用いて形成された通気性を有する布帛からなる第２層とを別個に用意し、前記第１層と前記第２層とを積層して一体化したセパレータと、
前記セパレータの前記第１層側に配置された正極と、
前記セパレータの前記第２層側に配置された負極とを備え、
前記セパレータは、前記第１層と前記第２層との厚さの比率（第１層／第２層）が０．１〜０．６に設定されており、前記セパレータはスルホン酸基を有する、
アルカリ蓄電池。