碱性电池用隔离膜、其制造方法及碱性电池的制作方法

文档序号:6973618阅读:264来源:国知局
专利名称:碱性电池用隔离膜、其制造方法及碱性电池的制作方法
技术领域
本发明涉及碱性电池用隔离膜(separator)、其制造方法及碱性电池。
背景技术
一直以来,在电池的正极和负极之间使用隔离膜,以通过分离正 极和负极来防止短路,同时保持电解液,能够顺利地进行起电反应。
近年,随着电子设备的小型轻量化,尽管电池所占的空间也缩小, 但要求电池具有与现有技术相同程度以上的性能,因此要求电池的高 容量化。为此,需要增加电极的活物质量,因此必然要缩小所述隔离 膜所占的体积。
作为这种隔离膜所占体积小的隔离膜,申请人提出了 "一种电池 用隔离膜,该电池用隔离膜实质上由基本上一层结构的无纺布构成, 其特征在于所述无纺布的单位面密度的纤维的表观总表面积为20m2 以上,所述无纺布的厚度为O.lmm以下,所述无纺布的质地指数为 0.15以下,而且所述无纺布包含纤维直径4pm以下的极细纤维"的方 案(专利文献1)。
此外,提出了 "一种电池用隔离膜,其特征在于含有热粘接性 纤维(A),该热粘接性纤维(A)对构成的全部纤维质量的质量比为0.1 以上,在通过所述热粘接性纤维(A)来热粘接构成纤维的湿式无纺布的 至少一个面上,层叠由湿式抄纸网(web)构成的湿式抄纸网层,该湿式 抄纸网层中含有热粘接性纤维(B),而该热粘接性纤维(B)对构成湿式 抄纸网的全部纤维质量的质量比为0.1以上,所述湿式无纺布与所述 湿式抄纸网层的层间通过从热粘接性纤维(A)及热粘接性纤维(B)中选择的至少一种纤维来热粘接,从而结合为一体,在JIS-L- 1086的 6.19.1中的剥离强度在0.1 5N的范围。"的方案(专利文献2)。而且,申请人还提出了 "混有疏部分的络合纤维网(web)的、至少 在疏部分附着了纤维状物的、平均孔径在12|iim以下的无纺布。,,的 方案(专利文献3)。专利文献1:日本特开2002 - 124239号公报(权利要求1 ,实施例等)专利文献2:日本特开2002 - 124242号公报(权利要求1等) 专利文献3:日本特开平7 - 272709号公报(权利要求1 , 0037段 落等)专利文献l的电池用隔离膜如在实施例中公开的那样,如果用湿 式法制造厚度为O.lmm左右的电池用隔离膜,则在致密性或强度上没 有问题,因此在制作电池时不会发生短路,而能够制造出电池,但是 为了对应更加薄型化的市场需求,而进一步减薄厚度,则在致密性或 强度上出现问题,具有在制作电池时容易发生短路的趋势。此外,要 薄型化时需要低目付化,若做低目付化,则因无纺布的前驱体即纤维 网的强度低而在传送时会断开,还存在生产性非常差的问题。而且, 为了提高致密性,而增多极细纤维的配合量,则在通过湿式法来形成 纤维网时,产生极细纤维对抄制线的进入,难以从抄制线剥离纤维网, 存在不能生产的问题。专利文献2中的电池用隔离膜在某一程度的致密上具有强度,但 在湿式无纺布层与湿式抄纸网层的层间容易产生电解液的偏差,并且 电阻高。在专利文献3的电池用隔离膜中,所用的纤维状物具有原纤维 (fibril)状分支结构,因此纤维状物与络合纤维网的一体化不充分,在 纤维状物的层和络合纤维网的层间容易产生电解液的偏差,并且电阻高。本发明为了解决上述问题构思而成,其目的在于提供即使厚度薄于0.1mm,致密性、强度也优异,而且能够制造电阻低的碱性电池的 碱性电池用隔离膜,还提供在制造碱性电池用隔离膜时不会断开什么 的,且能够生产性良好地制造的碱性电池用隔离膜的制造方法以及石成 性电池。本发明涉及以下方面。[1] 一种碱性电池用隔离膜,其特征在于具有熔敷第一熔敷纤 维的熔敷纤维层;以及与熔敷纤维层邻接,并熔lt第二熔敷纤维的极 细纤维层,其中包含平均纤维直径在5pm以下的极细纤维和第二熔敷 纤维,所述极细纤维的一部分进入熔敷纤维层中,即使要测定所述熔 敷纤维层与极细纤维层的层间剥离强度,也会在极细纤维层内剥离, 不能测定所述层间剥离强度。[2]上述[1]方面的碱性电池用隔离膜,其中,极细纤维的平均纤维 直^f圣在2)tim以下。[3]上述[1]或[2]方面的碱性电池用隔离膜,其中,熔敷纤维层的 目付为5 ~ 30g/m2,且极细纤维层的目付为1 ~ 50g/m2。[4]上述[1] [3]方面的碱性电池用隔离膜,其中,每单位目付的 抗拉强度在2N/5cm宽以上。[5]上述[1] [4]方面的碱性电池用隔离膜,其中,质地指数在O.l 以下。[6]上述[l]-[5]方面的碱性电池用隔离膜,其中,仅通过第一熔 敷纤维及第二熔敷纤维的熔敷和极细纤维对熔敷纤维层的进入来维 持形态。[7]上述[1] [6]方面的碱性电池用隔离膜,其中,最大孔径/平均 流量孔径之比在1.7以下。[8] —种碱性电池用隔离膜的制造方法,其特征在于包含 制造熔敷第 一熔敷纤维的熔敷纤维片的工序;6形成包含平均纤维直径在5pm以下的极细纤维和第二熔敷纤维 的浆(slurry)的工序;在所述熔敷纤维片上,抄所述浆,使极细纤维的一部分进入熔敷 纤维片内的工序;将抄所述浆的熔敷纤维片的第二熔敷纤维熔敷,固定极细纤维的 工序的特征。[9]上述[8]方面的碱性电池用隔离膜的制造方法,其中,熔敷纤 维片由湿式无纺布构成。[10]上述[8]或[9]方面的碱性电池用隔离膜的制造方法,其中, 极细纤维的平均纤维直径在2pm以下。[11]上述[8]~ IO]方面的碱性电池用隔离膜的制造方法,其中, 在熔敷纤维片上抄浆时,从熔敷纤维片的抄面相反侧的面吸引。[12]具备上述[1] ~ [7]方面的碱性电池用隔离膜的碱性电池。(发明效果)依据本发明的上述[l]方面的碱性电池用隔离膜,通过熔敷纤维层 保持强度的同时通过极细纤维层来确保致密性。此外,构成极细纤维 层的极细纤维的 一部分进入熔敷纤维层而 一体化,因此即使想在熔敷 纤维层与极细纤维层的层间进行剥离也不能进行剥离,从而电解液难 以在熔敷纤维层与极细纤维层的层间产生偏差,可降低电池的电阻。依据本发明的上述[2]方面的碱性电池用隔离膜,由于极细纤维的 平均纤维直径在2inm以下,致密性更加优异。依据本发明的上述[3]方面的碱性电池用隔离膜,可具备所希望的 强度和致密性。依据本发明的上述[4]方面的碱性电池用隔离膜,抗拉强度优异, 且在制作电池时难以发生短路。依据本发明的上述[5]方面的碱性电池用隔离膜,致密性优异,且 防短路性能优异。依据本发明的上述[6]方面的碱性电池用隔离膜,致密性优异,且防短路性能优异。依据本发明的上述[7]方面的碱性电池用隔离膜,致密性优异,且 防短路性能优异。依据本发明的上述[8]方面的制造方法,能够制造强度、致密性优 异,且可降低电池的电阻的碱性电池用隔离膜,即上述[l]方面的碱性 电池用隔离膜。此外,由于在已经具有一定程度的强度的熔敷纤维片 上抄包含极细纤维的浆,在传送时不会断开什么的,且极细纤维不会 与抄制线缠在一起,从而能够生产性良好地制造。依据本发明的上述[9]方面的制造方法,能够制造致密性优异的碱 性电池用隔离膜。依据本发明的上述[10]方面的制造方法,可制造致密性优异的碱 性电池用隔离膜。依据本发明的上述[ll]方面的制造方法,能够使极细纤维深入到 熔敷纤维片,且能够制造熔敷纤维层与极细纤维层的层间不会进一步 发生电解液的偏差的碱性电池用隔离膜。性电池。
具体实施方式
本发明的碱性电池用隔离膜(以下,还有仅记为"隔离膜"的情形) 具备熔敷第一熔敷纤维的熔敷纤维层,以能够向隔离膜给予强度。该 熔敷纤维层能够向隔离膜给予采用隔离膜制造碱性电池所必需的强 度即可,并无特别限定,但最好是隔离膜的每单位目付的抗拉强度在 2N/5cm宽以上的熔敷纤维层。构成该熔敷纤维层的第一熔敷纤维可为由单一树脂成分构成的单 体型第 一熔敷纤维,也可为由不同熔点的两种以上的树脂成分构成 的、纤维截面配置为并列(sidebyside)型、芯鞘型或海岛型等复合型第 一熔敷纤维。如果是后者那样的复合型第一熔敷纤维,就可通过未熔敷的树脂成分来维持纤维形态,由于强度优异而合适。还有,第一熔敷纤维最好由聚烯烃(polyolefme)类树脂和/或聚酰胺 类树脂构成,以使耐碱性优异。具体地说,前者单体型第一熔敷纤维 可列举出诸如聚丙烯类纤维、聚乙烯类纤维、聚4-曱基戊烯-1纤 维等聚烯烃类纤维,以及6尼龙纤维、66尼龙纤维等聚酰胺类纤维。 作为后者复合型第 一熔敷纤维的高熔点/低熔点组合,可列举出聚丙烯 /高密度聚乙烯、聚丙烯/低密度聚乙烯、高密度聚乙烯/低密度聚乙烯、 聚4-曱基戊烯-l/聚丙烯、聚4-甲基戊烯-1/高密度聚乙烯、聚4 -曱基戊烯_ 1/低密度聚乙烯、66尼龙/6尼龙、66尼龙/6 - 12共聚尼 龙、66尼龙/聚4-曱基戊烯-1、 66尼龙/聚丙烯、66尼龙/高密度聚 乙烯、66尼龙/低密度聚乙烯、聚4-曱基戊烯-1/6尼龙、6尼龙/聚 丙烯、6尼龙/高密度聚乙烯、6尼龙/低密度聚乙烯、6尼龙/6-12共 聚尼龙等的组合。其中最好由耐碱性高的烯烃类树脂的组合构成,特 别优选由聚丙烯/高密度聚乙烯的组合构成。特别是,若第一熔敷纤维包含纤维强度在5.7cN/dtex以上高强度 的第一熔敷纤维,则强度更加优化,并且在制造碱性电池时,由电极 来切断,或者因变动(varition)穿透而不易短路,因此是合适。纤维强 度越强,所述效果就越优异,因此第一熔敷纤维的纤维强度更优选 6.0cN/dtex以上,若为6.5cN/dtex以上则更好。对于上限并不做特别 限定,但20cN/dtex左右就合适。还有,纤维强度指的是通过JIS L 1013k 规定的方法,在抓住间隔为100mm且拉伸速度为300mm/分的条件下, 恒速伸长形来测定的值。该高强度第 一熔敷纤维可由与上述的第 一熔敷纤维同样的树脂成 分构成,但最好由不会因电解液而劣化,而且不会因碱性电池内的电 气化学反应而劣化的聚烯烃类树脂构成。具体地说,最好由丙烯单独 聚合物、丙烯和a-烯烃(例如乙烯、丁烯-l等)的共聚物、高密度、 中密度、低密度聚乙烯或直链状低密度聚乙烯等乙烯类聚合物,聚4 -甲基戊烯-1等的一种或两种以上构成。特别优选由不同熔点的两种以上的树脂(熔点差最好在10。C以上,若为20。C以上则更好)构成, 且纤维表面存在熔点最高的树脂以外的树脂。还有,由两种以上的树 脂构成的高强度第一熔敷纤维的横截面上的树脂的配置状态列举出 例如芯鞘状、并列状、橙状、海岛状、多层层叠状等,特别优选与熔 敷相关的树脂的许多芯鞘状或海岛状。这种高强度第一熔敷纤维最好 占第一熔敷纤维的10mass。/o以上,若占15mass。/o以上则更好。
这种高强度第一熔敷纤维可通过在填充了绝对压在2.0kg/cm2以 上的加压饱和水蒸气的延伸槽中导入未延伸纤维,并在未延伸纤维表 面附着水分的状态下延伸来制造。例如,可通过日本特开2002 -180330号中公开的来制造。
本发明的第一熔敷纤维(还包含高强度第一熔敷纤维,以下,仅表 述"第一熔敷纤维"的场合也包含高强度第一熔敷纤维)的平均纤维直 径没有特别限定,但是为了能够给隔离膜一强度,最好在5nm,若为 10 |i m以上则更好。另 一方面,为了能够做成薄的隔离膜,最好是20|im 以下,若为14|am以下则更好。此外,由于优选湿式无纺布,第一熔 敷纤维的纤维长度最好在1 ~ 15mm,若为3 ~ 10mm则更好,以能够 制造厚度薄,且致密的隔离膜。
本发明中的"纤维直径"指的是纤维的横截面形状为圆形时的直 径,在圓形以外的场合,将具有与该横截面积相同的面积的圆直径看 成纤维直径。此外,"平均纤维直径"是10条纤维的纤维直径的算 术平均值。
本发明的熔敷纤维层上熔敷了第一熔敷纤维,第一熔敷纤维最好 占熔敷纤维层的60mass。/o以上,若占80mass。/o以上则更好,但最好由 100mass。/。构成第一熔敷纤维构成,以给隔离膜赋予充分的强度。还有, 熔敷纤维层在第 一熔敷纤维以外的部分具有比第 一熔敷纤维的低熔 点成分高的l(TC以上高的熔点,可包含平均纤维直径超过5inm。
本发明的隔离膜通过与上述那样的熔敷纤维层邻接并具备极细纤 维层,来确保隔离膜的致密性,并可防止短路。此外,即使想要测定熔敷纤维层与极细纤维层的层间剥离强度,也只会在极细纤维层内剥 离,极细纤维的一部分进入至熔敷纤维层,从而不能测定层间剥离强 度的测定,因此在熔敷纤维层与极细纤维层的层间上难以发生电解液 的偏差,可降低电池的电阻。
该极细纤维层是致密性优异的隔离膜,包含平均纤维直径在5pm 以下的极细纤维,以获得优异的防短路性能,而且得到优异的电解液 保持性。极细纤维的平均纤维直径越小,所述性能就越优异,因此极 细纤维的平均纤维直径最好在3|iim以下,若为2|tim以下则更好。另 一方面,极细纤维的平均纤维直径的下限没有特别限定,但最好在 O.lpm以上。
本发明的极细纤维没有浸渍在碱性电解液即可,并无特别限定, 但最好与第 一熔敷纤维同样由聚烯烃类树脂和/或聚酰胺类树脂的一 种以上构成。
还有,由不同熔点的(最好有10。C以上的差异)两种以上的树脂构 成的极细纤维,通过熔敷来使极细纤维难以从极细纤维层脱落。作为 在由这两种以上的树脂构成的极细纤维的横截面上树脂的配置状态, 例如可为芯鞘状(也包含偏芯状)、粘合状、海岛状、橙状、多层层叠 状,最好是熔敷面积宽的芯鞘状或海岛状。
该极细纤维的纤维长度没有特别限定,但最好是l 15mm,若为 2 10mm则更好,这样就容易作成致密的隔离膜。
这种极细纤维在极细纤维层中最好占10mass。/o以上,若占 20massQ/Q以上则更好,以使致密性及防短路性能优异。另一方,为了 防止极细纤维的脱落而包含第二熔敷纤维,因此最好在90mass。/c以下, 若为80mass。/。以下则更好,而在70mass。/。以下时更好,但最好是在 60mass。/。以下。
还有,本发明的极细纤维可通过常用的熔融纺丝法来获得,也可 通过常用的复合纺丝法或混合纺丝法来纺丝海岛型复合纤维后,除去 海岛型复合纤维的海分量来获得。依据后一方法,容易获得纤维直径
ii在5pm以下的极细纤维。特别是,通过除去用复合纺丝法纺丝的海岛 型复合纤维的海分量来获得的极细纤维,其纤维直径一致,可制造出 致密性更加优异的隔离膜,因此较理想。
在本发明的隔离膜中,即使想要测定熔敷纤维层与极细纤维层的 层间剥离强度,由于会在极细纤维层内剥离,且上述那样的极细纤维 的一部分进入到熔敷纤维层而一体化,以致不能进行层间剥离强度的 测定,所以在熔敷纤维层与极细纤维层的层间难以发生电解液的偏 差,可降低电池的电阻。
还有,"熔敷纤维层与极细纤维层的层间剥离强度的测定"是按 照没有进行JIS L 1086 - 1999 "粘接新质地试验方法(接着LAy地試験 方法)"7.19剥离强度a)前处理的状态而进行的试验方法,"会在极细 纤维层内剥离,不能进行所述层间剥离强度的测定"指的是在剥离之 后用显微镜等来放大并观察熔敷纤维层的极细纤维层侧表面时,极细 纤维的一部分进入熔敷纤维层内,会残留在熔敷纤维层的极细纤维层
的情形。
本发明的极细纤维层不仅包含上述那样的极细纤维,而且包含第 二熔敷纤维,通过熔敷第二熔敷纤维来防止极细纤维从极细纤维层脱 落。由于存在第二熔敷纤维,整个隔离膜的结构变得均匀,产生使电 解液分布 一 样的结果以及电阻降低的效果。
该第二熔敷纤维可为与单体型第 一熔敷纤维同样的单体型第二熔
敷纤维,也可为与复合型第 一熔敷纤维同样的复合型第二熔敷纤维。 此外,可组合与第一熔敷纤维同样的一种或两种以上的树脂。还有, 第二熔敷纤维也可包含与第 一熔敷纤维同样的树脂以及树脂配置而 成的纤维强度在5.7cN/dtex以上的高强度第二熔敷纤维。第二熔敷纤 维的平均纤维直径与第一熔敷纤维同样地,优选5~2(^m,更优选 10 ~ 14|im。此外,第二熔敷纤维的纤维长度优选1 ~ 15mm,更优选3 ~ 10mm。第二熔敷纤维的纤维直径最好与第一炫敷纤维相同,以使整
12个隔离膜的结构均匀。
这种第二熔敷纤维在树脂组成、树脂配置、纤维强度、平均纤维
直径和/或纤维长度方面,可为与第一熔敷纤维相同的纤维,也可为不 同的纤维。还有,第二熔敷纤维在熔敷时连极细纤维也熔化,但为了 不影响极细纤维带来的致密性或电解液保持性,使第二熔敷纤维熔敷 的树脂的熔点比极细纤维的最低熔点的树脂低10。C以上,最好低20°C 以上。
在本发明的极细纤维层中,熔敷了第二熔敷纤维,但该量能够防 止极细纤维脱落即可,没有特别限定,但第二熔敷纤维最好占极细纤
维层的10massO/o以上,若占20massO/o以上则更好,而占30mass。/o以上 则更好,最好是占40mass。/。以上。另一方面,为了使极细纤维不影响 致密性,最好占极细纤维层的90massO/o以下,若占80massQ/o以下则更 好,而占70massO/o以下就更好,最好是占60massO/o以下。
本发明的隔离膜的熔敷纤维层的目付为5-30g/m、优选5~ 20g/m2,更优选5 10g/m2),以使隔离膜具有强度且成为薄的隔离膜, 而且极细纤维层的目付优选l 50g/m2,而更优选5-20g/m2,以使隔 离膜具有密性。在本发明中的"目付"是基于JISP8124(纸以及板纸 -坪量测定法)规定的方法获得的坪量。
还有,本发明的隔离膜与熔敷纤维层邻接地具有极细纤维层,但 极细纤维层可以仅设在熔敷纤维层的一个面,也可设于熔敷纤维层的 两面。在减薄隔离膜厚度的意图下, 一般极细纤维层仅设于熔敷纤维 层的一个面。
本发明的隔离膜可为较薄的膜,以能够对应于电池的高容量化, 更具体地说,可做成小于100|um,但可以更优选90)am以下,若为80|im 以下则更好。但是,也可为100inm以上。另一方面,如果过薄就难以 确保强度,且具有制作电池时短路趋势,因此优选30fim以上。本发 明的"厚度"采用JIS B 7502: 1994规定的外侧千分尺(O ~ 25mm), 按照JIS C2111 5.1(1)的测定法随意选择测定IO个点后的算术平均值。页
本发明的隔离膜最好每单位目付的抗拉强度在2N/5cm宽以上, 以具备不致制作电池时短路的强度。更优选在3N/5cm宽以上,进一 步优选4N/5cm宽以上。强度越高,就越不会短路而能够制作电池, 对于每单位目付的抗拉强度的上限没有特别限定。该"抗拉强度"指
的是将以宽度50mm的长方形切断隔离膜而成的试料,固定于拉伸强 度试验机(才卩工7 f '_y夕制,f 7 二 口》UTM - III — IOO)(夹头 (chuck)间距离1 OOmm),以速度3OOmm/min拉伸并3次测定切断时 的强度后的算术平均值,"每单位目付的抗拉"指的是所述抗拉强度 除以目付后的商。
本发明隔离膜的目付因厚度不同而异,没有特别限定,如上述的 薄的隔离膜那样,最好是15~50g/m2,若为15-40g/m2则更如。
尽管本发明的隔离膜较薄,但是作为质地指标的质地指数最好在 0.1以下,以使致密性优异,难以发生短路,并且电解液的均匀保持 性优异。质地指数若为0.09以下则更好。该质地指数是按照下述步骤 获得的值。即,如下获得的值。
(1) 从光源向隔离膜照射光,由受光元件接受照射光中隔离膜的规 定区域中反射的反射光,取得亮度信息。
(2) 将隔离膜的规定区域按图像尺寸3mm角、6mm角、12mm角、 24mm角等分割,取得4个分割图案。
(3) 按所获得的各分割图案,根据亮度信息算出等分割的各分区的 亮度值。
(4) 基于各分区的亮度值,算出每个分割图案的亮度平均(X)。
(5) 求出每个分割图案的标准偏差(C7 )。
(6) 由以下式算出每个分割图案的变动系数(CV)。 变动系数(CV)-(o/X)x 100
(7) 以各图像尺寸的对数为X坐标,并与该图像尺寸对应的变动系 数为Y坐标的结果获得的坐标群,通过最小二乘法回归至一次直线, 算出其斜率,将该斜率的绝对值作为质地指数。本发明的隔离膜最好仅通过第 一熔敷纤维及第二熔敷纤维的熔敷 和极细纤维向熔敷纤维层的进入来维持形态,以使致密性优异、防短 路性能优异。即,在第一熔敷纤维及第二熔敷纤维的熔敷与极细纤维 的进入以外,若因水流等而接受络合作用,则平均流量孔径大,即致 密性差。此外,若接受乳液型粘接剂等的粘接作用,则粘接剂被皮膜 化而电阻变高,透气性变差,例如,作为密闭型碱性电池的隔离膜使 用时,具有内压提高的趋势。
本发明的隔离膜的平均流量孔径优选8(im以下,若为7pm以下 则更好,但最好是5pm以下,以使致密性优异、防短路性能优异。平 均流量孔径的下限优选lpm以上,更优选3ium以上,以^使电阻或透 气性优异。此外,隔离膜的最大孔径优选13^im以下,更优选10pm 以下,进一步优选8nm以下,以便优异的最大孔径的下限在平均流量 孔径以上,以使防短路性能优异。而且,优选最大孔径/平均流量孔径 之比在1.7以下,若为1.5以下则更好,以^使孔径一致、致密性优异、 防短路性能优异。最大孔径/平均流量孔径之比的下限是全部相同孔径 的1。还有,最大孔径指的是采用气孔计(Porometer,库尔特(Coulter) 社制),按发泡点(bubble point)法来测定的值,平均流量孔径是通过 ASTM-F316中规定的方法来获得的值,例如,是指采用气孔计 (Porometer,库尔特(Coulter)社制),通过平均流点(mean flow point)法 来测定的值。
这种本发明的隔离膜例如可通过以下步骤制造,即(l)制造熔敷了 第一熔敷纤维的熔敷纤维片的工序;(2)形成平均纤维直径在5pm以 下包含极细纤维和第二熔敷纤维的浆的工序;(3)在所述熔敷纤维片上 抄所述浆,使极细纤维的一部分进入至熔敷纤维片内的工序;以及(4) 熔敷抄所述浆的熔敷纤维片的第二熔敷纤维,固定极细纤维的工序。
首先,(l)制造熔敷了第一熔敷纤维的熔敷纤维片的工序,可通过 通常法来实施。熔敷纤维片也适合由该湿式无纺布构成,以使质地优 异,致密性优异。该合适的湿式无纺布例如可通过在利用湿式法(例如,
15水平长网方式、倾斜线型短网方式、圆网方式或者长网/圆网混合方式 等)形成包含第 一熔敷纤维的纤维网后,利用干燥机来熔敷第 一熔敷纤
维,或者利用夹持辊(niproll)等熔敷第一熔敷纤维来制造。如此,通过 熔敷第一熔敷纤维,也不会因制造隔离膜时的传送而断开,并且可提 高隔离膜的强度。还有,如果第一熔敷纤维被薄膜化,就会提高电阻, 因此第 一熔敷纤维最好使用由不同熔点的两种以上树脂构成的复合 型第一熔敷纤维,或者适当调节加热条件和/或加压条件,使第一熔敷 纤维不会薄膜化。
接着,(2)实施用于形成包含平均纤维直径在5|tim以下的极细纤 维和第二熔敷纤维的浆的工序。该工序可与通常方法的湿式法中的浆 形成方法同样。例如,可在准备平均纤维直径在5pm以下的极细纤维 和第二熔敷纤维之后,用抄纸机(pulper)、打手(beater)或匀浆机(refmer) 等作成各个纤维后,分散于水中形成浆。
还有,平均纤维直径在5pm以下的极细纤维可采用例如直接纺丝 的纤维、海岛型复合纤维除去海分量后的岛分量纤维、用打手或匀桨 机等来分割由不同树脂组成的两种以上树脂构成的分割型复合纤维 的极细纤维、用打手或匀浆机等来分割由熔融吹毛(meltblow)法制造的 熔融吹毛无纺布的极细纤维等。其中优选使用纤维直径一致的直接纺 丝的纤维或海岛型复合纤维除去海分量后的岛分量纤维,更优选使用 纤维直径更小的、海岛型复合纤维除去海分量后的岛分量纤维,进一 步优选使用纤维直径一致的、用复合纺丝法制造的海岛型复合纤维除 去海分量后的岛分量纤维。还有,极细纤维的平均纤维直径最好在 2pm以下,以使隔离膜的致密性优异。
接着,(3)实施在所述熔敷纤维片上抄所述浆,使极细纤维的一部 分进入熔敷纤维片内的工序。该工序可与由倾斜线型短网方式的湿式 法形成纤维网同样地实施。即,通常在网(net)等支持体上抄纤维形成 纤维网,但在网等支持体上层叠熔敷纤维片,并在该熔敷纤维片上抄 包含极细纤维及第二熔敷纤维的浆时,极细纤维的一部分与白水从支持体的排出(脱水)一起进入到熔敷纤维片内,因此可与通常的湿式法 同样地实施本工序。特别是,在熔敷纤维片上抄浆时,若从熔敷纤维 片的被抄面相反侧面吸引,则可使极细纤维深入到熔敷纤维片内,难 以引起熔敷纤维层与极细纤维层的层间电解液的偏差,可降低电阻。
这种吸引可使用例如减压箱(tank)来实施。减压吸引优选10~ 100kPa, 更优选30 70kPa,进一步优选40 60kPa。这种减压吸引难以用圆 网、长网来进行。
然后,(4)实施熔敷抄所述浆的熔敷纤维片的第二熔敷纤维,固定 极细纤维的工序,能够制造出本发明的隔离膜。随着该第二熔敷纤维 的熔敷而进行的极细纤维的固定最好通过例如用干燥机的第二熔敷 纤维的熔敷或用夹持辊等进行的第二熔敷纤维的熔敷来固定。这时, 第二熔敷纤维也最好使用由不同熔点的两种以上树脂构成的复合型 第二熔敷纤维,或适当调节诸如加热条件和/或加压条件而不做薄膜 化。还有,若熔敷第二熔敷纤维外还熔敷构成熔敷纤维层的第一熔敷 纤维,则可确实固定进入到熔敷纤维层的极细纤维,因此最好也熔敷 第一熔敷纤维。还有,基于第一熔敷纤维的固定和基于第二熔敷纤维 的固定可以同时进行,也可分别独立进行,但最好使用熔融的树脂相 同的第一熔敷纤维和第二熔敷纤维,同时通过熔敷来固定,以不会过 度熔融任何熔敷纤维而被薄膜化,且不会恶化电阻或透气性。
如上所述,依据本发明的制造方法,在预先制作相当于熔敷纤维 层的熔敷纤维片之后,抄包含极细纤维的浆,因此即使为了薄型化而 做低目付化,也是在传送时不会断开而能够制造的、生产性优异的方 法。此外,即使为了提高致密性,而增多浆中的极细纤维的配合量, 也在熔敷纤维片上抄极细纤维,因此也不会引起极细纤维对支持体(网 等)的进入,即使发生进入,也只是能够容易剥离的程度的进入,因此 从这方面来说也是生产性良好且能够制造隔离膜的方法。
此外,由于存在与熔敷纤维层相当的熔敷纤维片,可提高隔离膜 的抗拉强度,随着适当调整熔敷纤维片的制造条件提高抗拉强度,能够制造每单位目付的抗拉强度在2N/5cm宽以上的隔离膜。
而且,通过提高极细纤维的浆中的配合率,能够作出质地指数在 0.1以下的致密的隔离膜,或者最大孔径/平均流量孔径之比在1.7以 下的致密的隔离膜。具体地说,通过使浆中的极细纤维配合率在10% 以上,优选在20%以上,更优选在30%以上,进一步优选在40%以上, 容易制造出致密的隔离膜。
本发明的隔离膜最好是由聚烯烃类树脂构成的第 一熔敷纤维、第 二熔敷纤维、和/或极细纤维构成,以使耐电解液性优异。但是该聚烯 烃类纤维的比例较高时,具有电解液的保持性差的趋势,因此最好实 施公知的亲水化处理,例如,石黄化处理、氟气处理、乙烯单体的接技 聚合处理、放电处理、界面活性剂处理、或者亲水性树脂给予处理。
本发明的碱性电池是具备上述那样的隔离膜,因此可为高容量且 难以发生短^各、电阻低的电池。
本发明的碱性电池除了具备上述那样的隔离膜以外,与传统的碱 性电池完全相同。
例如,圆筒型镍氬电池具有在金属壳体中插入镍正极板和氢包藏 合金负极板之间隔着上述的隔离膜以涡形巻绕的极板群的结构。所述 镍正极板可以使用例如在海绵状镍多孔体中填充由氢氧化镍固溶体 粉末构成的活物质的正极板,而氢包藏合金负极板可以使用例如镀镍 穿孔钢板、发泡镍、或镍网中填充ABs类(稀土类)合金,AB/A2B类 (Ti/Zr类)合金、或ABs(Laves相)类合金的负极板。还有,电解液可以 使用例如氢氧化钾/氢氧化锂的二成分类电解液,或者氢氧化钾/氢氧 化钠/氢氧化锂的二成分类电解液。此外,所述壳体通过具有安全阀的 封口板,隔着绝缘垫圈(gasket)进行了封口。而且,具备正极集电体或 绝缘板,如果必要则具备负极集电体。
还有,本发明的碱性电池未必是圆筒形,可为角型、钮型等。在 角型的场合,具有在正极板和负极板之间配置隔离膜的层叠结构。此 外,可为密闭型,也可为开放型。
18本发明的碱性电池可为例如碱性锰电池、水银电池、氧化银电池、
或空气电池等一次电池,或者镍-镉电池、4艮-锌电池、银-镉电池、
镍锌电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池,特别优选镍镉电池、镍 氢电池。
实施例
以下描述本发明的实施例,但本发明并不限定于以下实施例。 (实施例1)
只使用芯成分由聚丙烯(熔点168。C)构成、鞘成分由高密度聚乙 烯(熔点135t:)构成的高强度芯鞘型第一熔敷纤维(纤维强度 6.5cN/dtex,平均纤维直径10pm,纤维长度5mm),通过倾斜线型 短网湿式法来形成湿式纤维网。接着,用传送带支撑该湿式纤维网,从传送带下方吸引,并将湿 式纤维网在密合到传送带的状态下传送,通过用设定为温度138。C的 热风贯通式干燥机来热处理湿式纤维网,只将高强度芯鞘型第一熔敷 纤维的鞘成分熔敷,制造了熔敷无纺布(=熔敷纤维片,目付8g/m2)。
还有,高强度芯鞘型第一熔敷纤维没有^f皮薄膜化。
另一方面,准备由通过复合纺丝法纺丝的海岛型复合纤维除去海 分量后的岛分量构成的聚丙烯极细纤维(平均纤维直径2pm,纤维长 度2mm,熔点168°C),和与高强度芯鞘型第一熔敷纤维相同的高 强度芯鞘型第二熔敷纤维,然后制作出混合聚丙烯极细纤维80mass% 和高强度芯鞘型第二熔敷纤维20mass。/。的浆。
接着,用网传送所述熔敷无纺布,并且在该熔敷无纺布上抄所述 浆,得到网抄制熔敷无纺布(抄制纤维量7g/m2)。还有,抄浆时,用 减压箱从网的熔敷无纺布担持面相反侧的面吸引浆(减压吸引 45kPa),使极细纤维的一部分进入到熔敷无纺布内。
接着,用传送带将该网抄制熔敷无纺布传送到设定温度为138°C 的热风贯通式干燥机,实施热处理,使熔敷无纺布的高强度芯鞘型第 一熔敷纤维的鞘成分及构成抄制网的高强度芯鞘型第二熔敷纤维的鞘成分熔敷,将极细纤维及高强度芯鞘型第二熔敷纤维固定于熔敷无纺布的同时形成极细纤维层,从而形成层叠无纺布。该网抄制熔敷无纺布可在不断开的情况下被传送,此外,无需结合纤维和传送带而能够制造出层叠无纺布。
然后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度60。C)该层叠无纺布调整厚度后,在温度6(TC的发烟硫酸溶液(15。/。S03溶液)中将层叠无纺布浸渍2分钟,然后,充分水洗,干燥而实施磺化处理,制造出在熔敷纤维层(源自熔敷无纺布)的一个面具备极细纤维层的隔离膜(目付15g/m2,厚度3(^m)。在该隔离膜中,高强度芯鞘型第一熔敷纤维、高强度芯鞘型第二熔敷纤维均没有被薄膜化。还有,该隔离膜的物性如表1所示。
(实施例2)
除了使浆中的聚丙烯极细纤维和高强度芯鞘型第二熔敷纤维的质量比例为50: 50以及对熔敷无纺布上的抄制纤维量为17g/m2的情形以外,与实施例1相同,从而制造了隔离膜(目付25g/m2,厚度52pm)。在该隔离膜中,高强度芯鞘型第一熔敷纤维、高强度芯鞘型第二熔敷纤维均没有被薄膜化。还有,该隔离膜的物性如表l所示。
(实施例3)
除了使浆中的聚丙烯极细纤维和高强度芯鞘型第二熔敷纤维的质量比例为60: 40以及对熔敷无纺布上的抄制纤维量为32g/rr^的情形以外,与实施例1相同,从而制造了隔离膜(目付40g/m2,厚度77pm)。在该隔离膜中,高强度芯鞘型第一熔敷纤维、高强度芯鞘型第二熔敷纤维均没有被薄膜化。还有,该隔离膜的物性如表l所示。
(实施例4)
仅使用以尼龙66为芯成分(熔点255°C)、以尼龙6和尼龙12的尼龙共聚物(摩尔比;(尼龙6):(尼龙12) = 35: 65)为鞘成分(熔点139°C)的尼龙第一熔敷纤维(纤维强度4.6cN/dtex,纤维直径14pm,纤维长5mm),通过倾斜线型短网湿式法来形成湿式纤维网。接着,用传送带来支撑该湿式纤维网,从传送带下方吸引,在使湿式纤维网密合在传送带的状态下进行传送,用设定温度155。C的热风贯通式干燥机来热处理湿式纤维网,仅使尼龙第一熔敷纤维的鞘成
分熔敷,从而制造了熔敷无纺布(=熔敷纤维片,目付10g/m2)。还有,尼龙第一熔敷纤维没有被薄膜化。
另一方面,准备由通过复合纺丝法纺丝的海岛型复合纤维除去海分量后的岛分量构成的尼龙66极细纤维(平均纤维直径2pm,纤维长度2mm,熔点255°C),和与尼龙第一熔敷纤维相同的尼龙第二熔敷纤维,然后,制作了混合尼龙66极细纤维60mass。/。和尼龙第二熔敷纤维40mass。/。的浆。
接着,用网传送所述熔敷无纺布,并且在该熔敷无纺布上抄所述浆,得到网抄制熔敷无纺布(抄制纤维量30g/m2)。还有,在抄浆时,用6减压箱从网的熔敷无纺布担持面相反侧面吸引浆(减压吸引45kPa),使极细纤维的一部分进入到熔敷无纺布内。
接着,用传送带将该网抄制熔敷无纺布传送至热风贯通式干燥机,在温度155。C下进行热处理,接着通过设定温度90。C的2个压辊(压力5N/mm)压接,使熔敷无纺布的尼龙第一熔敷纤维的鞘成分,以及由抄制网构成的尼龙第二熔敷纤维的鞘成分熔敷,将极细纤维以及尼龙第二熔敷纤维固定于熔敷无纺布上同时形成极细纤维层,从而制造了层叠无纺布。该网抄制熔敷无纺布可以不断开地被传送,此外,可在传送带上不结合纤维的情况下制造层叠无纺布。
然后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度60。C)该层叠无纺布来调整厚度后,用担持硅胶的平板状电极来夹持层叠无纺布的状态(硅胶与层叠无纺布抵接),在大气压下,存在空气(湿度60RH。/。)的情况下,在两电极间施加交流电压(电压24kVp,输出2.8kW,每单位面积的输出1.83W/cm2,频率25KHz,波形正弦波),使得在层叠无纺布内部产生放电,并亲水化,制造出在熔敷纤维层(源自熔敷无纺布)的一个面具备极细纤维层的隔离膜(目付40g/m2,厚度8C^m)。在该隔离膜中,尼龙第一熔敷纤维、尼龙第二熔敷纤维均没有薄膜化。还有,该隔离膜的物性如表1所示。(实施例5)
除了使熔敷无纺布上的抄制纤维量成为32g/l^以外,与实施例1
相同,制造出隔离膜(目付40g/m2,厚度84jum)。在该隔离膜中,高强度芯鞘型第一熔敷纤维、高强度芯鞘型第二熔敷纤维均没有薄膜化。还有,该隔离膜的物性如表2所示。(比较例1)
将由与实施例1相同的高强度芯鞘型第 一熔敷纤维80mass。/。和与实施例1相同的聚丙烯极细纤维20mass。/。构成的浆,通过倾斜线型短网湿式法来形成湿式纤维网。
接着,用传送带来支撑该湿式纤维网,从传送带下方吸引(减压吸引45kPa),使湿式纤维网密合于传送带的状态下传送,并且利用设定温度138。C的热风贯通式干燥机来热处理湿式纤维网,仅使高强度芯鞘型第一熔敷纤维的鞘成分熔敷,从而制造出熔敷无纺布(目付40g/m2)。
然后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度60。C)该熔敷无纺布来调整厚度后,将熔敷无纺布在温度60 °C的发烟硫酸溶液(l 5%S03溶液)中浸渍2分钟,然后充分水洗,干燥后实施磺化处理,制造出隔离膜(目付40g/m2,厚度92^m)。该隔离膜的物性如表1所示。
(比较例2)
除了使用由与实施例1相同的高强度芯鞘型第一熔敷纤维70mass。/。和与实施例1相同的聚丙烯极细纤维30mass。/。的浆以外,与比较例1相同,制造出隔离膜(目付25g/m2,厚度72ium)。该隔离膜的物性如表l所示。还有,在形成湿式纤维网时,引起极细纤维对抄制线的进入,难以从抄制线剥离湿式纤维网。
(比较例3)
与比较例1同样地,制造了熔敷无纺布(目付20g/m2)。然后,
22在叠加2张熔敷无纺布的状态下供给设定温度138。C的热风贯通式千燥机,使刚从干燥机出来的无纺布通过热轧光辊(温度90°C),进行层叠一体化。
其后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度60°C)2张层叠无纺布来调整厚度后,将2张层叠无纺布在温度6(TC的发烟硫酸溶液(15。/。S03溶液)中浸渍2分钟,然后充分水洗,干燥后实施磺化处理,制造出由2张层叠无纺布构成的隔离膜(目付40g/m2,厚度90)im)。该隔离膜的物性如表1所示。该隔离膜中的高强度芯鞘型第一熔敷纤维的一部分被薄膜化。
(比较例4)
以芯成分由聚丙烯(熔点168。C)构成、鞘成分由高密度聚乙烯(熔点135。C)构成的芯鞘型第一熔敷纤维(纤维强度4cN/dtex,纤维直径10pm,纤维长度10mm)为40mass%;以第一成分为聚丙烯(熔点165。C)且第二成分为乙烯-乙烯醇共聚物(熔点175。C)的、具有橙状16分割型纤维截面的分割型复合纤维(纤维直径21pm,分割后的聚丙烯纤维的纤维直径5pm,分割后的乙烯-乙烯醇共聚物纤维的纤维直径5|um,纤维长度6mm)为20mass%;以及高强度聚丙烯纤维(熔点163°C,纤维强度8cN/dtex,纤维直径12|um,纤维长度10mm)为40mass。/o进行配合,调制出浆,用抄纸机撹拌30分钟,同时进行了纤维的分散与分割型复合纤维的分割处理。
其后,用该浆通过倾斜线型短网湿式法形成湿式纤维网,在传送带支撑该湿式纤维网,从传送带下方吸引(减压吸引45kPa),使湿式纤维网在密合到传送带的状态传送,并且用设定温度135。C的热风贯通式干燥机热处理湿式纤维网,经干燥以及仅熔敷芯鞘型第一熔敷纤维的鞘成分,制造出熔敷无纺布(目付15g/m2)。
另 一方面,另行调制出实施了与上述相同的纤维的分散和分割型复合纤维的分割处理的、与上述同样的浆,通过倾斜线型短网湿式法来形成含水状态的湿式纤维网。接着,用传送带传送所述熔敷无纺布,在该熔敷无纺布上层叠所述含水状态的湿式纤维网后,用传送带传送该层叠体,为了降低水分率而用吸引脱水盒来从传送带下部吸引脱水。接着,将该层叠体供给
设定温度135。C的圓筒干燥机,进行干燥的同时仅使芯鞘型第一熔敷纤维的鞘成分熔敷,制造出层叠无纺布(目付40g/m2)。
然后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度60。C)该层叠无纺布来调整厚度后,将层叠无纺布在温度60 °C的发烟硫酸溶液(15。/。S03溶液)中浸渍2分钟,然后充分水洗,干燥而实施磺化处理,从而制造出隔离膜(目付40g/m2,厚度95pm)。该隔离膜的物性如表1所示。该隔离膜的层间的粘接性低,且纤维的进入也少,因此容易进行层间剥离。
(比4交例5)
对以芯成分由聚丙烯(熔点168。C)构成且鞘成分由高密度聚乙烯(熔点135。C)构成的芯鞘型熔敷纤维(纤维强度4cN/dtex,纤维直径10pm,纤维长度10mm)为30mass%;以及第一成分为聚丙烯(熔点160°C)、第二成分为高密度聚乙烯(熔点130。C)的、具有橙状16分割型的纤维截面的分割型复合纤维(纤维直径18pm,分割后的聚丙烯纤维的纤维直径4pm,分割后的高密度聚乙烯纤维的纤维直径4pm,纤维长度6mm)为70mass。/。进行配合后的浆进行调制,用抄纸机搅拌30分钟,同时进行纤维的分散和分割型复合纤维的分割处理。
其后,通过采用该浆的倾斜线型短网湿式法来形成湿式纤维网,在传送带上支撑该湿式纤维网,从传送带下方吸引(减压吸引45kPa),使湿式纤维网密合于传送带的状态传送,并且用设定温度135。C的热风贯通式干燥机来热处理湿式纤维网,干燥以及仅使芯鞘型熔敷纤维的鞘成分熔敷,制造出熔敷无纺布(目付39g/m2)。
接着,将该熔敷无纺布置于线直径0.132mm、 100网目的平紋线上,以速度10m/分钟进行移动,并且从喷嘴直径0.15mm、节距0.7mm的喷嘴板向熔^:无纺布的两面交互地各2次喷出压力12.7MPa的水流,经分割型复合纤维的分割及使纤维络合而制造出熔敷络合无纺 布。
另一方面,用抄纸机分散由低密度聚乙烯树脂(熔点ll(TC)构成 的、最大粗度3.5iim、长度2.9mm以下的合成纸浆,将分散后的浆进 行调制。
接着,用网传送所述熔敷络合无纺布,并在该熔敷络合无纺布上 抄所述浆,得到网抄制熔敷络合无纺布(抄制纤维量lg/m2)。还有, 在抄浆时,用减压装置从网的熔敷络合无纺布担持面相反侧面吸引 浆,使合成纸浆的一部分进入熔敷络合无纺布内。
继而,用传送带支撑该网抄制熔敷络合无纺布,从传送带下方吸 引,使网抄制熔敷络合无纺布密合于传送带的状态传送,并且用设定 温度115。C的热风贯通式干燥机来热处理网抄制熔敷络合无纺布,进 行干燥及仅使合成纸浆轻微熔敷,制造出层叠熔敷无纺布。
然后,在线压9.8N/cm下轧光处理(温度6(TC)该层叠熔敷无纺 布来调整厚度后,使层叠熔敷无纺布在温度50。C的发烟硫酸溶液 (15y。S03溶液)中浸渍2分钟,然后充分水洗,干燥并实施磺化处理, 制造出隔离膜(目付40g/m2,厚度95pm)。
(比较例6)
除了使用由聚丙烯极细纤维IOO构成的浆,以及对熔敷无纺布上 的抄制纤维量为32g/i^的情形以外,与实施例l相同,/人而制造出隔 离膜(目付40g/m2,厚度80^m)。该隔离膜的物性如表2所示。
(比较例7)
除了使用由与实施例l相同的聚丙烯极细纤维IOO构成的浆的情 形以外,与比较例4相同,制造出隔离膜(目付40g/m2,厚度92|im)。 该隔离膜的物性如表2所示。
(比较例8)
除了使浆中的聚丙烯极细纤维和高强度芯鞘型第二熔敷纤维的质 量比例成为60: 40;对熔敷无纺布上的抄制纤维量为32g/m2;以及使
25减压吸引成为5kPa的情形以外,与实施例l相同,制造出隔离膜(目 付40g/m2,厚度81|um)。该隔离膜的物性如表2所示。 (循环特性的评价)
首先,作为电极的集电体,制作了采用发泡镍基材的浆糊式镍正 极(宽41mm、 70mm长)和浆糊式氢包藏合金负极(混合稀土类合金, 宽40mm ,100mm长)。
接着,将裁断为42mm宽、176mm长的实施例1 ~ 4及比较例1 ~ 5的各隔离膜,夹持在各正极和负极之间,以涡状巻绕而制作了电极 群。
接着,将这些电极群容纳于外装罐中,并向外装罐中注入5N氢 氧化钾及IN氢氧化锂作为电解液,并封缄,分别作成容量为 AA1600mAh的圓筒型镍-氢电池。
接着,激活各圆筒型镍-氢电池后,反复进行以充电率0.1C充电 至120%、休止15分钟、放电率0.2C充电至终止电压成为0.8V作为 1循环的充放电,测定放电容量小于初始容量的80%为止所需要的充 放电循环数。该充放电循环数的测定是分别对10个电池进行,以其 算术平均值作为循环数。这些结果如表1及表2所示。
(电阻的测定)
将实施例1 ~ 4及比较例1 ~ 5的各隔离膜切断为35mm角制作试 片,并测定各试片的质量(Wo)。接着,将各试片浸渍在电解液(1.3d-KOH),测定质量(W),由下式算出电解液的保液率(Rr,单位%)。
Rr-(W-W0)/W0
接着,用滤纸来吸取各试片的电解液,调整各试片的保液率成为 100%。
其后,将各试片夹在40mm角的镍板上,从上部加重49N,用毫 欧表(milliohmmeter)测定电阻值(单位Q)。这些结果如表1及表2所 示。[表l]
实施实施实施实施比较比较比较比较比较
例l例2例3例4例l例2例3例4例5
A152540404025404040
B304877809272909595
C541331571651055214512088
D4.45.344.12.61.43.632.2
E6.95.84.75.15.97.568.26.1
F9.88.27.27.612.617.312.115,69.2
G1.41.41.51.52.12.321.91.5
H0.0950.0850.080.0820.110.1250.1050.1010.105
IXXXX■—一4.53.1X
560580540530350410300400380
K1.41.51.81.81.31.212.59.814.1
实施例5比專交例6比库交例7比较例8
A40404040
B84809281
C1357244148
D3.41.81.13.7
E3.41.93.84.9
F4.82.95.17.4
G1.41.61.31.5
H0.0750.0720.0810.084
IXXX3.6
了550390320360
K1.72.17.95.4
表中,A是目付(单位g/m2), B是厚度(单位|iim), C是长度方 向的抗拉强度(单位N/50mm宽),D是每单位目付的抗拉强度单位
27N/50mm宽),E是平均流量孔径(单位pm), F是最大孔径(单位pm), G是(最大孔径/平均流量孔径)比,H是质地指数,I是层间剥离强度(单 位N), J是循环特性(单位循环),K是保液率100。/。时的电阻(单位Q)。 还有,I(层间剥离强度)中的x的含意是会在极细纤维层内剥离,并且
不能测定,--的含意是一层结构。
由该表1及表2的结果可清楚得知使用粘合了熔敷无纺布的比较 例3的隔离膜的电池、使用在熔敷无纺布上层叠湿式纤维网的比较例4 的隔离膜的电池、以及使用在熔敷络合无纺布上抄合成纸浆的比较例 5的隔离膜的电池中隔离膜均为层结构,以层间为边界,有电解液偏 差,在电池内部的充放电时相当于隔离膜的电阻的、将保液率降低至 100%时的电阻高,且循环特性差。
与之相比,使用本发明的隔离膜的电池中由于极细纤维进入到熔 敷纤维层而消除了层间的边界,难以产生电解液的偏差,因此将保液 率降低至100%时的电阻提高一些,但不影响循环特性,且电池寿命也 长。
此外,由本发明的隔离膜即实施例l 4和一层结构的比较例1 ~2 的比较可知本发明的隔离膜尽管较薄但平均流量孔径及最大孔径较 小,质地指数小的优异质地,因此循环特性优良。
由实施例3和比较例6的比较,可知由于第二熔敷纤维的存在而改 善了每单位目付的抗拉强度,并且不易发生电解液的偏差,因此电阻 变低,循环特性优异。
由实施例3和比较例8的比较可知由于极细纤维进入至熔敷纤维 层,达到在极细纤维层内进行剥离的程度,致使电解液难以产生偏差, 因此电阻降低,循环特性优异。
以上,按照特定方式说明了本发明,但本领域技术人员显而易见 的变形或改良均属本发明的范围。
权利要求
1. 一种碱性电池用隔离膜,特征在于包括熔敷第一熔敷纤维的熔敷纤维层;以及与熔敷纤维层邻接,并包含平均纤维直径在5μm以下的极细纤维和第二熔敷纤维,且熔敷第二熔敷纤维的极细纤维层,所述极细纤维的一部分进入到熔敷纤维层中,即使要测定所述熔敷纤维层和极细纤维层的层间剥离强度,也会在极细纤维层内剥离,不能进行所述层间剥离强度的测定。
2. 如权利要求l所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于极细纤维的平均纤维直径在2iim以下。
3. 如权利要求1或2所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于熔敷纤维层的目付为5 ~ 30g/m2,且极细纤维层的目付为1 ~ 50g/m2。
4. 如权利要求l 3中任一项所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于每单位目付的抗拉强度在2N/5cm宽以上。
5. 如权利要求l-4中任一项所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于质地指数在0.1以下。
6. 如权利要求l ~ 5中任一项所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于仅通过第 一熔敷纤维及第二熔敷纤维的熔敷和极细纤维对熔敷纤维层的进入来维持形态。
7. 如权利要求l ~ 6中任一项所述的碱性电池用隔离膜,其特征在于最大孔径/平均流量孔径之比在1.7以下。
8. —种碱性电池用隔离膜的制造方法,其特征在于包括制造熔敷了第 一熔敷纤维的熔敷纤维片的工序;形成包含平均纤维直径在5)Lim以下的极细纤维和第二熔敷纤维的浆的工序;在所述熔敷纤维片上抄所述浆,使极细纤维的一部分进入熔敷纤维片内的工序;以及熔敷抄所述浆的熔敷纤维片的第二熔^:纤维,固定极细纤维的工序。
9. 如权利要求8所述的碱性电池用隔离膜的制造方法,其特征在于熔敷纤维片由湿式无纺布构成。
10. 如权利要求8或9所述的碱性电池用隔离膜的制造方法,其特征在于极细纤维的平均纤维直径在2pm以下。
11. 如权利要求8 IO中任一项所述的碱性电池用隔离膜的制造方法,其特征在于在熔敷纤维片上抄浆时,从熔敷纤维片的抄纸面相反侧面吸引。
12. —种碱性电池,具备权利要求1 ~ 7中任一项所述的碱性电池用隔离膜。
全文摘要
本发明的隔离膜,具有熔敷纤维层;以及与熔敷纤维层邻接,并包含极细纤维和第二熔敷纤维,且熔敷第二熔敷纤维的极细纤维层,所述极细纤维的一部分进入到熔敷纤维层中,即使要测定所述熔敷纤维层和极细纤维层的层间剥离强度,也会在极细纤维层内剥离,不能进行所述层间剥离强度的测定。该隔离膜可通过以下工序制造,即,制造熔敷纤维片的工序;形成包含极细纤维和第二熔敷纤维的浆的工序;在所述熔敷纤维片上抄所述浆,使极细纤维的一部分进入熔敷纤维片内的工序;以及将熔敷纤维片上的第二熔敷纤维熔敷的工序。上述隔离膜较薄,但致密性、强度优异,可制造电阻低的碱性电池。依据上述制造方法,可生产性良好地制造。
文档编号H01M2/16GK101523639SQ200780036530
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月27日 优先权日2006年9月28日
发明者今藤好彦, 伊藤康博, 田中政尚 申请人:日本韦琳株式会社
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