JPS5873954A - 密閉型アルカリ蓄電池 - Google Patents
密閉型アルカリ蓄電池Info
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- JPS5873954A JPS5873954A JP56173344A JP17334481A JPS5873954A JP S5873954 A JPS5873954 A JP S5873954A JP 56173344 A JP56173344 A JP 56173344A JP 17334481 A JP17334481 A JP 17334481A JP S5873954 A JPS5873954 A JP S5873954A
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- JP
- Japan
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- nonwoven fabric
- woven
- battery
- polyolefin
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/42—Acrylic resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は密閉型アルカリ蓄電池の改良に係り、その目的
は極板とセパレータとの接触を良くし、充放踵特性及び
寿命を向上することである。
は極板とセパレータとの接触を良くし、充放踵特性及び
寿命を向上することである。
密閉型アルカリ蓄電池のセパレータとしては過充電時又
は過放電時に発生ず・る酸素ガスを円滑に対極へ導びく
働きが要求される。そのためにこの種の電池のセパレー
タとしては一般にポリプロピレン等のポリオレフィン系
或はナイロン等のポリアミド系の不織布又は織布が用い
られている。
は過放電時に発生ず・る酸素ガスを円滑に対極へ導びく
働きが要求される。そのためにこの種の電池のセパレー
タとしては一般にポリプロピレン等のポリオレフィン系
或はナイロン等のポリアミド系の不織布又は織布が用い
られている。
完全密閉型ニッケルカドミウム電池の不織布或は織布と
して要求される項目としては前述の酸素ガス透過性の他
に電解液に対する濡れも重要な点である。このアルカリ
電解液に対する親水性は電池の内部抵抗すなわち充電、
放電特性に多いに関係がある。
して要求される項目としては前述の酸素ガス透過性の他
に電解液に対する濡れも重要な点である。このアルカリ
電解液に対する親水性は電池の内部抵抗すなわち充電、
放電特性に多いに関係がある。
ナイロン等ポリアミド系不織布又は織布はこの親水性に
関しては非常に良好である。しかし、長期間の使用に際
しては耐酸化性が劣ることから、繊維そのものが劣化を
起し、ぼろぼろとなり遂には内部短絡に至る危険性があ
る。
関しては非常に良好である。しかし、長期間の使用に際
しては耐酸化性が劣ることから、繊維そのものが劣化を
起し、ぼろぼろとなり遂には内部短絡に至る危険性があ
る。
これに対してポリプロピレン等のポリオレフィン系不織
布或は織布は繊維そのものの耐酸化性は優れているもの
の、このアルカリ電解液に対する親水性は乏しい。
布或は織布は繊維そのものの耐酸化性は優れているもの
の、このアルカリ電解液に対する親水性は乏しい。
そこで従来このポリオレフィン系不織布或は織布のアル
カリ電解液に対する親水性を高めるために、幾つかの工
夫がなされ、実施されてきた。その一つは界面活性剤の
使用であり、また一つは！耐酸化性は乏しいが親水性の
優れているポリアミド系繊維と、親水性は乏しいが耐酸
化性に優れているポリオレアイン系繊維との混合による
不織布或は織布としたものである。しかし前者は使用初
期は良いが使用中に界面活性剤が分解され、徐々に親水
性を失っていく欠点があり、後者もまた使用中に親水性
、耐酸化性とも低下していく欠点がある。
カリ電解液に対する親水性を高めるために、幾つかの工
夫がなされ、実施されてきた。その一つは界面活性剤の
使用であり、また一つは！耐酸化性は乏しいが親水性の
優れているポリアミド系繊維と、親水性は乏しいが耐酸
化性に優れているポリオレアイン系繊維との混合による
不織布或は織布としたものである。しかし前者は使用初
期は良いが使用中に界面活性剤が分解され、徐々に親水
性を失っていく欠点があり、後者もまた使用中に親水性
、耐酸化性とも低下していく欠点がある。
これに対して全く新しい工夫としてポリオレフィン系不
織布の繊維表面を親液性の樹脂とグラフト重合させるこ
とにより耐酸化性及び親水性の改善を計ることが提案さ
れた。しかしこれは後述するように極板との接触の悪い
ことがわ゛からた。極板とセパレータとの接触の良し悪
しは非常に重要なことであるが、従来のポリオレフィン
系或はポリアミド系の不織布或は織布についてもこの率
はあまり考慮がなされて（讐なかった。
織布の繊維表面を親液性の樹脂とグラフト重合させるこ
とにより耐酸化性及び親水性の改善を計ることが提案さ
れた。しかしこれは後述するように極板との接触の悪い
ことがわ゛からた。極板とセパレータとの接触の良し悪
しは非常に重要なことであるが、従来のポリオレフィン
系或はポリアミド系の不織布或は織布についてもこの率
はあまり考慮がなされて（讐なかった。
本発明は上記従来の欠点“に鑑み、ア、りＩＪ ）し酸
又はメタクリル酸をグラフト：率２０〜８０％の範囲で
グラフト重合させたポリオレフィン糸織布、或は不織布
を一一一揚棒することで厚み調整したセ・（レータを電
池に組込み、その後電解液で膨潤させることを特数とす
るもので、その目的は長期使用′に際しても耐酸化性及
びアルカリ電解液に対する親水性を良好ならしめ且つ極
板とセパレーータとの接触を良好ならしめることにより
、高率充放電性能及び寿命を向上させることである。以
下図（こ基いて密閉型ニッケルカドミウム電池の一実施
例について説明する。
又はメタクリル酸をグラフト：率２０〜８０％の範囲で
グラフト重合させたポリオレフィン糸織布、或は不織布
を一一一揚棒することで厚み調整したセ・（レータを電
池に組込み、その後電解液で膨潤させることを特数とす
るもので、その目的は長期使用′に際しても耐酸化性及
びアルカリ電解液に対する親水性を良好ならしめ且つ極
板とセパレーータとの接触を良好ならしめることにより
、高率充放電性能及び寿命を向上させることである。以
下図（こ基いて密閉型ニッケルカドミウム電池の一実施
例について説明する。
第１図は円筒密閉型ニッケルカドミウム電池の横断面図
であり、ｊは陰極端子を兼ねた電槽、２は水酸化カドミ
ウムを主活物−質とする陰極板、ろは水酸化ニッケルを
主活物質とする陽極板、４はポリアミド系繊維或はポリ
オレフィン系繊維よりなる不織布又は織布である。
であり、ｊは陰極端子を兼ねた電槽、２は水酸化カドミ
ウムを主活物−質とする陰極板、ろは水酸化ニッケルを
主活物質とする陽極板、４はポリアミド系繊維或はポリ
オレフィン系繊維よりなる不織布又は織布である。
〕−イン系繊維よめなる不織布又は織布を用いた場合の
第１図の要部拡大図である。
第１図の要部拡大図である。
この図で、通□常゛：、陰極板２は一般に０．４〜０．
８餌の厚みを肴己、陽極板３は０．４〜０．８鱈の厚み
を有する。この図で表わされるように、極板は陽極、陰
極いずれも滑らかな曲線を描いている訳ではなく、多角
形を成している。これは極板の芯金材質、芯金構造、プ
ラーク体のポロシティ−１活物′ｄの充填密度、極板厚
み等によって種々異なり又電池の中、６部になるほど鋭
角”になる。従来これに用いられている不織布或は織布
は享みが０．１５〜０．４鰭であるが極板を捲き込６段
階でおのずから厚みは限定されてしまう。極板及びセパ
レータを捲込み后一槽に挿入して、電解液を注入しても
従来の不織布或は織布は膨潤しないために図のよう□に
極板とセパレータとの間にすき間５を生じてしまう。こ
のすき間の占める面積は中心部に近い程その割合が大き
い。 −′ 第６図は本発明による不織布或は織布を用いた円筒密閉
型ニッケルカドミウム電池の横゛断面の要部或は織布で
ある。′ポリオレフィン°ン系の不織布あるいは織布に
グラフト重合し親水性を付与するには次に示す任意の製
法で行なうことができる。メタクリル酸、アクリル酸な
どの親水基をもった官能性モノマーの溶液中に不織布、
織布を浸漬し、ＣＯのγ線などの電離性放射線を照射す
る放射線同時照射法、あらかじめ電子線加速器の電子線
などの電離性放射線を照射後、不織布を官能性七ツマー
溶液に浸漬してグラフト重合さ′せる放射線前照射法、
ベンゾフェノンなどの増感剤を不織布表面」こ塗布して
紫外線を照射してグラフト重合さ゛せる紫外線照射法、
過酸化ベンゾイルなどのラジカル発生剤を用いる化学法
などがあげられる。
８餌の厚みを肴己、陽極板３は０．４〜０．８鱈の厚み
を有する。この図で表わされるように、極板は陽極、陰
極いずれも滑らかな曲線を描いている訳ではなく、多角
形を成している。これは極板の芯金材質、芯金構造、プ
ラーク体のポロシティ−１活物′ｄの充填密度、極板厚
み等によって種々異なり又電池の中、６部になるほど鋭
角”になる。従来これに用いられている不織布或は織布
は享みが０．１５〜０．４鰭であるが極板を捲き込６段
階でおのずから厚みは限定されてしまう。極板及びセパ
レータを捲込み后一槽に挿入して、電解液を注入しても
従来の不織布或は織布は膨潤しないために図のよう□に
極板とセパレータとの間にすき間５を生じてしまう。こ
のすき間の占める面積は中心部に近い程その割合が大き
い。 −′ 第６図は本発明による不織布或は織布を用いた円筒密閉
型ニッケルカドミウム電池の横゛断面の要部或は織布で
ある。′ポリオレフィン°ン系の不織布あるいは織布に
グラフト重合し親水性を付与するには次に示す任意の製
法で行なうことができる。メタクリル酸、アクリル酸な
どの親水基をもった官能性モノマーの溶液中に不織布、
織布を浸漬し、ＣＯのγ線などの電離性放射線を照射す
る放射線同時照射法、あらかじめ電子線加速器の電子線
などの電離性放射線を照射後、不織布を官能性七ツマー
溶液に浸漬してグラフト重合さ′せる放射線前照射法、
ベンゾフェノンなどの増感剤を不織布表面」こ塗布して
紫外線を照射してグラフト重合さ゛せる紫外線照射法、
過酸化ベンゾイルなどのラジカル発生剤を用いる化学法
などがあげられる。
これ′らの方法から任意選択した製法によって所望のグ
ラフトしたポリオレフィン系の織布或は不織布を得、こ
の織布或は不織布を更に所定の厚みになるよう圧縮する
。圧縮方法はカレンダーロールなどのロール掛けでも、
プレスなどの圧縮γもよく、製法、工程によって任意に
選択できる。以下ロール掛、けの場合について説明する
。
ラフトしたポリオレフィン系の織布或は不織布を得、こ
の織布或は不織布を更に所定の厚みになるよう圧縮する
。圧縮方法はカレンダーロールなどのロール掛けでも、
プレスなどの圧縮γもよく、製法、工程によって任意に
選択できる。以下ロール掛、けの場合について説明する
。
九ロ□−ル掛けでの厚み調整は不織布のグラフト率及び
組込む電池の種類により変え、電解液注液后の不織布の
膨潤状態をチェックして決定するが、一般に−はグラフ
ト重合処理した不織布の厚みの０．８〜０．５倍になる
ようロール掛けし、薄くすることで所定の厚みになるよ
う調整する。その後膨潤によってグラフト重合後の初期
のセパレータ厚みに近づくぐらいが適当である−０ このロール掛けの方法としては、室温にて行ってもよい
が、例えばロール温度を９０〜１２０℃にすればロール
掛は后の保存における不織布の厚み変動が少ない。更に
このホットロール掛けに際して不織布に数〜十数パーセ
ントの水分を含ませて行えば、その効果はより優れたも
のになる。このロール掛けの具体的例としてはグラフト
率４０％処理した０、３５．、の不織布を０．２０’ｍ
間隔に調整した１００℃のホットロールにかけることで
約０゜２４゜厚みにするといった方法で行う。
組込む電池の種類により変え、電解液注液后の不織布の
膨潤状態をチェックして決定するが、一般に−はグラフ
ト重合処理した不織布の厚みの０．８〜０．５倍になる
ようロール掛けし、薄くすることで所定の厚みになるよ
う調整する。その後膨潤によってグラフト重合後の初期
のセパレータ厚みに近づくぐらいが適当である−０ このロール掛けの方法としては、室温にて行ってもよい
が、例えばロール温度を９０〜１２０℃にすればロール
掛は后の保存における不織布の厚み変動が少ない。更に
このホットロール掛けに際して不織布に数〜十数パーセ
ントの水分を含ませて行えば、その効果はより優れたも
のになる。このロール掛けの具体的例としてはグラフト
率４０％処理した０、３５．、の不織布を０．２０’ｍ
間隔に調整した１００℃のホットロールにかけることで
約０゜２４゜厚みにするといった方法で行う。
グラフト率を０〜１００％まで変化させ、その后０．２
４ ｍの厚みにロール掛けしたポリオレフィン系不織布
を用いて、円筒密閉型ニッケルカドミウム電池を従来の
製法で徨り、どの電池の切断面をよく観察し、或は電池
の内部インピーダンスを測定して極板と不織布との接触
率をスメしてみると、第４図のようになった。
４ ｍの厚みにロール掛けしたポリオレフィン系不織布
を用いて、円筒密閉型ニッケルカドミウム電池を従来の
製法で徨り、どの電池の切断面をよく観察し、或は電池
の内部インピーダンスを測定して極板と不織布との接触
率をスメしてみると、第４図のようになった。
この図からグラフト率Ｑ％の従来のポリオレフィン系不
織布を用いたものでは接触率は７５９６、これに対して
グラフト率４０％で接触率９５９６、グラフト率８０％
以上では接触率１００％となった。またこの時の不織布
の電解液吸収速度は第５図のようになり、グラフト率０
％のポリオレフィン系不織布ではアルカリ電解液に対す
る濡れが全く悪く、はとんど吸液しないのに対して、グ
ラフト率２０％のものでは８０．、／１０分と良好で、
その后グラフト率を高めても吸収速度は漸増するのみで
あった。
織布を用いたものでは接触率は７５９６、これに対して
グラフト率４０％で接触率９５９６、グラフト率８０％
以上では接触率１００％となった。またこの時の不織布
の電解液吸収速度は第５図のようになり、グラフト率０
％のポリオレフィン系不織布ではアルカリ電解液に対す
る濡れが全く悪く、はとんど吸液しないのに対して、グ
ラフト率２０％のものでは８０．、／１０分と良好で、
その后グラフト率を高めても吸収速度は漸増するのみで
あった。
以Ｆから本発明に適するグラフト率は２０〜８０％の範
囲のものが適当であることがわかる。
囲のものが適当であることがわかる。
次に本発明によるグラフト率４０％でかつ０．２４１の
厚みにカレンダーロール掛けしたポリオレフィン系不織
布を用いて作った円筒密閉型ニッケルカドミウム電池の
放電性能を示すと第１表のようになった。
厚みにカレンダーロール掛けしたポリオレフィン系不織
布を用いて作った円筒密閉型ニッケルカドミウム電池の
放電性能を示すと第１表のようになった。
第 １ 表
第１表において従来電池ＴＩ）はグラフト重合処理をし
ていないポリオレフィン系不織布で界面活性剤処理品で
ある。又従来電池（印はグラフト重合を４０％行ったも
のでその后のロール掛をしていないものである。第１表
において充電は０．１（！で１５時間行い、温度につい
ては充放電共に２０℃である。
ていないポリオレフィン系不織布で界面活性剤処理品で
ある。又従来電池（印はグラフト重合を４０％行ったも
のでその后のロール掛をしていないものである。第１表
において充電は０．１（！で１５時間行い、温度につい
ては充放電共に２０℃である。
この第１表から初期においてＯ１ｅ放電では放電時間に
差はないが、１ｃ１２ｃと高率放電になるに従い本発明
による電池が一番優れていることが分る。これは本発明
による電池の場合極板と不織布との接触率が一番良好な
ことに起因している。
差はないが、１ｃ１２ｃと高率放電になるに従い本発明
による電池が一番優れていることが分る。これは本発明
による電池の場合極板と不織布との接触率が一番良好な
ことに起因している。
又、第１表中充放電２．００サイクル后の放電時間をみ
ると従来電池（ＩＩ）及び本発明電池は従来電池（Ｉ）
に比べ劣化率が少いことが分る。これは従来上ｍ （Ｉ
）の不織布が充放電サイクルの経過に伴い界面活性剤の
分解及び遊離を部分的に起し、一部攬水性を帯びたのに
対し、従来電池（ＩＩ）及び本発明電池に用いた不織布
の場合にはほとんど変化しないために起因している。
□ 以上のように本発明は密閉型アルカリ蓄電池に后′礁解
液で膨潤させ、電池の充放電特性及び寿命を向１させた
もので１、その工業的価値は大きい。
ると従来電池（ＩＩ）及び本発明電池は従来電池（Ｉ）
に比べ劣化率が少いことが分る。これは従来上ｍ （Ｉ
）の不織布が充放電サイクルの経過に伴い界面活性剤の
分解及び遊離を部分的に起し、一部攬水性を帯びたのに
対し、従来電池（ＩＩ）及び本発明電池に用いた不織布
の場合にはほとんど変化しないために起因している。
□ 以上のように本発明は密閉型アルカリ蓄電池に后′礁解
液で膨潤させ、電池の充放電特性及び寿命を向１させた
もので１、その工業的価値は大きい。
第１図は円筒密閉型ニッケルカドミウム電池の横断面図
、第２図は第７１図の要部拡大図、第ろ図は本発明によ
る要部拡大図、第４図は極板と不織布との接触率とグラ
フト率との相関々係図、第５図は不織布の１解液吸液速
度とグラフト率との相関々係図である。 １・・・電 槽 ２・・・陰極板６・・・陽極
板 ４・・・不織布又は織布５・・・すき間 出願人 湯浅電池株式会社 ご 第１図 第２図 第３図
、第２図は第７１図の要部拡大図、第ろ図は本発明によ
る要部拡大図、第４図は極板と不織布との接触率とグラ
フト率との相関々係図、第５図は不織布の１解液吸液速
度とグラフト率との相関々係図である。 １・・・電 槽 ２・・・陰極板６・・・陽極
板 ４・・・不織布又は織布５・・・すき間 出願人 湯浅電池株式会社 ご 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- アクリル酸又はメタクリル酸をグラフト率２０〜８０％
の範囲でグラフト重合させたポリオレフィン糸織布或は
不織布を圧縮することで厚み調整したセパレータを電池
に組込み后電解液で膨潤させることを特許とする密閉型
アルカリ蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56173344A JPS5873954A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 密閉型アルカリ蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56173344A JPS5873954A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 密閉型アルカリ蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873954A true JPS5873954A (ja) | 1983-05-04 |
Family
ID=15958675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56173344A Pending JPS5873954A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 密閉型アルカリ蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251150A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-05 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池用セパレ−タ |
| EP0710994A2 (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-08 | Pall Corporation | Battery separator comprising a non-woven web of polyolefinic, grafted fibers |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP56173344A patent/JPS5873954A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251150A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-05 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池用セパレ−タ |
| EP0710994A2 (en) * | 1994-11-04 | 1996-05-08 | Pall Corporation | Battery separator comprising a non-woven web of polyolefinic, grafted fibers |
| EP0710994A3 (ja) * | 1994-11-04 | 1996-05-29 | Pall Corp |
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