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    重庆时时彩开盘时间: 电池用隔板及使用其的电池.pdf

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    电池 隔板 使用
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    摘要
    申请专利号:

    CN200610006974.6

    申请日:

    2006.01.26

    公开号:

    CN1812163A

    公开日:

    2006.08.02

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: H01M2/16(2006.01); D01F8/06(2006.01); D04H1/00(2006.01) 主分类号: H01M2/16
    申请人: 日本韦琳株式会社;
    发明人: 田中政尚; 高濑俊明; 伊藤康博; 今藤好彥
    地址: 日本东京都
    优先权: 2005.01.26 JP 2005-018940
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 浦柏明;王忠忠
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200610006974.6

    授权公告号:

    100524897||||||

    法律状态公告日:

    2009.08.05|||2007.08.29|||2006.08.02

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种电池用隔板以及包含上述电池用隔板的电池,该电池用隔板包含无纺布,在该无纺布中,包含:(1)纤维直径为3μm以下的超细纤维;(2)纤维直径(圆形换算值)为3~5μm(不包含3μm)、横截面形状为非圆形的准超细异形纤维;以及(3)表面具有熔接成分的、抗拉强度为4.5cN/dtex以上的复合高强度聚丙烯类纤维,上述复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分被熔接起来。本发明的电池用隔板即使在为对应高容量化而使厚度变薄的情况下,其在短路防止性和电解液的保持性方面也是优良的。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种电池用隔板,其包含无纺布,在该无纺布中,
    包含:(1)纤维直径为3μm以下的超细纤维;(2)纤维直径(圆形换算值)为3~5μm(不包含3μm)、横截面形状为非圆形的准超细异形纤维;以及(3)表面具有熔接成分的、抗拉强度为4.5cN/dtex以上的复合高强度聚丙烯类纤维,
    上述复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分被熔接起来。

    2.  如权利要求1所述的电池用隔板,其中超细纤维的横截面形状为圆形。

    3.  如权利要求1或2所述的电池用隔板,其中超细纤维是由除去海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维。

    4.  如权利要求1~3中任一项所述的电池用隔板,其中作为准超细异形纤维,包含:聚丙稀制准超细异形纤维、聚乙烯制准超细异形纤维和/或乙烯-乙烯醇共聚物制准超细异形纤维。

    5.  如权利要求1~4中任一项所述的电池用隔板,其中包含在树脂组成这点上不同的2种以上的准超细异形纤维彼此结合的浆状物。

    6.  如权利要求1~5中任一项所述的电池用隔板,其中无纺布实质上只由聚烯烃类纤维构成。

    7.  如权利要求1~6中任一项所述的电池用隔板,其中隔板的厚度为0.1mm以下。

    8.  如权利要求1~7中任一项所述的电池用隔板,其中隔板的厚度保持率为85%以上。

    9.  如权利要求1~8中任一项所述的电池用隔板,其中无纺布中的超细纤维量为24mass%以下。

    10.  如权利要求1~9中任一项所述的电池用隔板,其中隔板的平均流量孔径为5~13μm。

    11.  如权利要求1~10中任一项所述的电池用隔板,其中隔板的最大孔径为25μm以下。

    12.  如权利要求1~11中任一项所述的电池用隔板,其中隔板的加压保液率为7%以上。

    13.  一种电池,其包含权利要求1~12中任一项所述的电池用隔板。

    说明书

    说明书电池用隔板及使用其的电池
                            技术领域
    本发明涉及电池用隔板及使用其的电池。
                            背景技术
    以往,在电池的正极和负极之间使用隔板,以便分离正极和负极防止短路并且可保持电解液使起电反应顺利进行。
    近年来,随着电子设备的小型轻量化,尽管电池所占的空间在变小,但是电池却需要与以往同等程度以上的性能,因此要求电池的高容量化。为此,因为需要增加电极的活性物质量,所以必然不得不使上述隔板所占的体积变小。虽然已提出了厚度为0.15mm的薄隔板,但是,最近市场上却要求厚度为0.1mm以下的更薄的隔板。
    作为可满足这样的要求的隔板,本申请人提出:“一种电池用隔板,实质上由一层结构的无纺布构成,其实质特征在于:上述无纺布的每个面密度的纤维的表观总表面积为20m2以上,上述无纺布的厚度为0.1mm以下,上述无纺布的质地指数为0.15以下,并且,上述无纺布包含纤维直径为4μm以下的超细纤维”[特开2002-124239号公报(权利要求1、权利要求3、权利要求4等)]。
    该电池用隔板包含纤维直径为4μm以下的超细纤维,由此可扩大每个面密度的纤维的表观总表面积,尽管薄却提高了电解液的保持性。并且,公开了作为该超细纤维可使用由除去海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维。此外,公开了在极板组上缠绕隔板时,优选包含杨氏模量为50cN/dtex以上的高弹性纤维,以便使隔板较难被极板切断或者极板的毛刺较难穿透隔板而短路。
    此外,特开平10-251953号公报中公开了:“一种无纺布,其特征在于:至少将除去1种以上的树脂成分并从可产生平均纤维直径3μm以下的超细纤维A的除去型分割性纤维所产生的超细纤维A、通过物理作用进行分割并可产生超细纤维B的物理分割性纤维、以及从该物理分割性纤维所产生的超细纤维B进行络合一体化”(权利要求1),公开了也可包含粘结性复合纤维的技术([0036]段)、以及可在电池用隔板用途中使用的技术([0051]段)。
    但是,即使欲将该无纺布的厚度作薄到0.1mm以下作为电池用隔板来使用,在将隔板缠绕在极板组上时,也容易发生极板的毛刺穿透隔板或极板的边缘切断隔板的情况,容易发生短路。此外,通过络合工序从而使最大孔径变大,容易产生在电池使用时电极活性物质的移动引起的短路。
    进而,特开2002-180330号公报中公开了:“一种延伸复合纤维,将结晶性丙稀类聚合物作为芯材,并且对将上述结晶性丙稀类聚合物以外的烯烃类聚合物作为鞘材的进行了溶融纺线的复合未延伸线进行延伸处理,其特征在于:抗断强度高于5.74cN/dTex,伸长率为30%以下,并且,杨氏模量为43.1cN/dTex以上”(权利要求1),公开了该延伸复合纤维可使用于电池用隔板用途的技术([0001]段)。
    但是,完全没有公开使用于电池用隔板用途时的延伸复合纤维以外的纤维,不能只使用延伸复合纤维作为电池用隔板来使用。
    为了制造这样的电池用隔板的单位面积质量为50g/m2以下、厚度为0.1mm以下的薄的隔板,为扩大每个面密度(单位面积质量)中的纤维的表观总表面积,优选增多超细纤维量。因此,本发明的发明者们将超细纤维量定为40mass%来制造电池用隔板,但是,超细纤维的分散性差,制造电池用隔板是较难的。此外,在超细纤维包括由除去海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维的情况下,一般超细纤维的横截面形状是圆形的,所以,由于电池制造时的压力容易使电极间的距离变短,容易短路。因此,可在短路防止性和电解液的保持性方面谋求进一步的改善。
                            发明内容
    本发明是为解决上述问题而作出的,其目的在于提供一种即使在为对应高容量化而使厚度变薄的情况下其在短路防止性和电解液的保持性方面也优良的电池用隔板以及使用其地电池。
    上述课题可由本发明的电池用隔板来解决,“该电池用隔板其包含无纺布,在该无纺布中,包含:(1)纤维直径为3μm以下的超细纤维;(2)纤维直径(圆形换算值)为3~5μm(不包含3μm)、横截面形状为非圆形的准超细异形纤维;以及(3)表面具有熔接成分(fusible component)的、抗拉强度为4.5cN/dtex以上的复合高强度聚丙烯类纤维,上述复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分被熔接起来(fuse)”。这样,通过包含纤维直径为3~5μm的准超细异形纤维,由此不太会降低一定体积的纤维的表面积,并且,通过包含横截面形状是非圆形的准超细异形纤维,由此即使通过制造电池时等的压力也难以使电极间的距离变短。因此,是在短路防止性和电解液的保持性这两方面是优良的电池用隔板。
    按照本发明的电池用隔板的优选方式,超细纤维的横截面形状是圆形。这样,即使超细纤维的横截面形状是圆形,也是在短路防止性和电解液的保持性这两方面优良的电池用隔板。
    按照本发明的电池用隔板的其它优选方式,超细纤维是由除去海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维。对该超细纤维来说,各超细纤维的纤维直径大致相同,可制作具有均一的孔径的孔以及均一的内部空间的电池用隔板,因此电解液的分布均一,离子的透过性优良。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,作为准超细异形纤维,包含:聚丙烯制准超细异形纤维、聚乙烯制准超细异形纤维和/或乙烯-乙烯醇共聚物制准超细异形纤维。如果是聚丙烯制准超细异形纤维或聚乙烯制准超细异形纤维,就在耐电解液性上是优良的,如果是乙烯-乙烯醇共聚物制准超细异形纤维,就在电解液的保持性上是优良的,因此可制造内压低的电池。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,包含在树脂组成这点上不同的2种以上的准超细异形纤维彼此结合的浆(pulp)状物。通过准超细异形纤维彼此的结合部,即使因电池制造时等的压力也难以使电极间的距离变得更短,因此,在短路防止性和电解液的保持性方面是优良的。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,无纺布实质上只由聚烯烃类纤维构成。该情况下,在耐电解液性方面是优良的。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,隔板的厚度为0.1mm以下。这样,在厚度较薄的情况下,可使电池高容量化。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,隔板的厚度保持率为85%以上。该情况下,即使因电池制造时等的压力也难以使电极间的距离变短,因此,在短路防止性和电解液的保持性方面是优良的。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,无纺布中的超细纤维量为24mass%以下。该情况下,通气性好,即使作为密闭型二次电池用隔板来使用,内压也难以上升。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,隔板的平均流量孔径为5~13μm。该情况下,通气性好,即使作为密闭型二次电池用隔板来使用,内压也难以上升。此外,难以发生使用电池时由电极活性物质的移动引起的短路。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,隔板的最大孔径为25μm以下。该情况下,在极板组上缠绕隔板时,难以发生极板的毛刺穿透隔板、此外电池使用时由电极活性物质的移动引起的短路。
    按照本发明的电池用隔板的又一优选方式,隔板的加压保液率为7%以上。该情况下,在电解液的保持性方面是优良的,可顺利地进行起电反应。
    进而,本发明涉及包含上述电池用隔板的电池。因此,可制造高容量的电池。
    本发明的电池用隔板在短路防止性和电解液的保持性这两方面是优良的。本发明的电池可以是高容量的电池。
                            附图说明
    图1是可使用于本发明的电池用隔板的分割型复合纤维的横截面示意图。
    图2是可使用于本发明的电池用隔板的其它分割型复合纤维的横截面示意图。
    图3是可使用于本发明的电池用隔板的又一分割型复合纤维的横截面示意图。
    图4是可使用于本发明的电池用隔板的又一分割型复合纤维的横截面示意图。
    图5是可使用于本发明的电池用隔板的又一分割型复合纤维的横截面示意图。
    图6是可使用于本发明的电池用隔板的又一分割型复合纤维的横截面示意图。
    符号说明
    1  分割型复合纤维
    11 树脂成分
    12 树脂成分
                        具体实施方式
    在本发明中,构成隔板的无纺布包含纤维直径为3μm以下的超细纤维,以便即使一定体积中的纤维表面积扩大、变薄,在电解液的保持性方面也优良,此外,提高电池用隔板(以下有时只称为“隔板”)的致密性而在短路防止性方面也优良。这样的超细纤维的纤维直径越小,上述性能越优良,因此,优选纤维直径是2μm以下。此外,纤维直径的下限并不特别限定,但是,优选0.001μm以上,更优选0.01μm以上,进一步优选0.1μm以上。并且,本说明书中的“纤维直径”是通过电子显微镜照片测量得到的值。
    本发明所使用的超细纤维可以是由除去海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维。这样的各超细纤维在长度方向上的纤维直径大致相同,因此,在无纺布中形成均一孔径的孔以及均一的内部空间,电解液的分布是均一的,在离子透过性上是优良的。特别是由除去通过复合纺线法所制造的海岛型复合纤维的海成分而残留的岛成分所构成的超细纤维,在多个超细纤维之间可具有大致相同的纤维直径,上述性能更加优良,因而特别优选。并且,通过热熔高速空气喷制法所制造的超细纤维是在长度方向上的纤维直径大致相同的超细纤维以及在多个超细纤维之间也具有大致相同的纤维直径是困难的。
    由于该海岛型复合纤维的岛成分是超细纤维的基础,所以其由与超细纤维相同的树脂构成,由于海岛型复合纤维的海成分用溶剂等进行除去,所以,其由可比岛成分的除去速度快的速度除去的树脂构成。例如,岛成分由聚烯烃类树脂构成、海成分由聚酯或共聚酯构成的海岛型复合纤维可用碱溶液只除去海成分而形成由岛成分构成的超细纤维。
    本发明的超细纤维的横截面形状可以是非圆形的,也可以是圆形的,但是优选是圆形的。当是圆形时,无纺布的质地优良。另外,即使超细纤维的横截面形状是圆形,由于存在后述的准超细异形纤维,所以在短路防止性和电解液的保持性这两方面也是优良的。
    并且,存在超细纤维束时,因为有超细纤维引起的短路防止性差的倾向,所以,优选超细纤维不以束的状态存在,而是处于各个超细纤维分散的状态。
    此外,优选拉伸超细纤维,以使隔板的强度优良,在制造电池时难以切断。本说明书中的“被拉伸”的意思是纤维形成后被机械地拉伸,用热熔高速空气喷制法形成的纤维不被拉伸。并且,若在海岛型复合纤维的阶段被拉伸,则拉伸由岛成分构成的超细纤维。
    优选由聚烯烃类树脂构成这样的超细纤维,以使在耐电解液性上优良,例如,可由聚乙烯类树脂[例如,超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、或乙烯共聚物(例如,乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙稀酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物)等]、聚丙烯类树脂(例如,聚丙烯或聚丙烯共聚物等)、或聚甲基戊烯类树脂(例如,聚甲基戊烯或甲基戊烯共聚物等)构成,优选由聚丙烯类树脂或聚乙烯类树脂构成。此外,也可由聚酰胺类树脂例如尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙10、尼龙12等构成。
    并且,超细纤维包含可参与到熔接中的树脂成分(以下有时称为“熔接成分”),超细纤维通过该熔接成分进行熔接,能够可靠地固定超细纤维,因为不会有超细纤维脱落或者起毛的现象,所以成为优选。使该超细纤维熔接的情况下,超细纤维可以只用由上述的树脂构成的熔接成分构成,也可由2种以上的成分即熔接成分和熔点比该熔接成分高的成分(以下有时称为“非熔接成分”)构成。如后者那样,当超细纤维由熔接成分和非熔接成分的2种以上的成分构成时,即便使熔接成分熔接,但因为可通过非熔接成分而维持纤维形态,维持致密性、在短路防止性上是优良的,所以成为优选。为了在熔接力上优良,例如,优选芯鞘型、偏芯型、或海岛型作为这样的超细纤维的横截面形状。并且,为了使非熔接成分维持纤维形状,优选其具有比熔接成分的熔点高10℃以上的高熔点,更优选具有比熔接成分的熔点高20℃以上的熔点。例如,通过常用方法的复合纺线法纺织海岛型复合纤维时,使用可形成上述的横截面的形状(例如,芯鞘型、偏芯型、或海岛型)喷丝头作为使岛成分突出来的喷丝头对海岛型纤维进行纺织,或者通过常用的复合纺线法纺织海岛型复合纤维时,将混和2种以上的树脂成分的树脂提供给岛成分突出用喷丝头来纺织海岛型纤维,并除去海成分,由此,可得到由上述的熔接成分和非熔接成分的2种以上的树脂成分构成的超细纤维。
    本说明书中的“熔点”是如下的温度:使用示差扫描量热计、以升温温度10℃/分从室温开始升温所得到的熔解吸热曲线给出的极大值的温度。并且,存在2个以上极大值的情况下,将温度最高的极大值作为熔点。
    本发明所使用的超细纤维的纤维长并不被特别限定,但是,纤维长越短纤维的自由度越高,可均一地分散,可以成为质地更好的无纺布,所以,优选为0.1~25mm(最好为0.1~20mm)。
    在无纺布中如果以2mass%以上的量含有上述的超细纤维,就容易发挥上述的效果,更优选以5mass%以上的量含有,进一步优选以10mass%以上的量含有。另外,如果超细纤维量变多,则超细纤维的分散性下降,存在不能够发挥作为本来作用的短路防止性的倾向,所以优选无纺布的30mass%以下,更优选25mass%以下,进一步优选24mass%以下,进一步优选22mass%以下,最好20mass%以下。
    本发明的隔板中包含的无纺布也可以包含2种以上在纤维直径、纤维长和/或树脂组成上不同的超细纤维。
    为了消除单独使用如上所述的超细纤维的情况下所产生的弊端,构成本发明的隔板的无纺布中含有纤维直径(圆形换算值)为3~5μm(不含3μm)、横截面形状为非圆形的准超细异形纤维。即,即使通过在制造电池时等的压力也难以破坏,提高短路防止性和电解液的保持性这两点。
    对准超细异形纤维来说,为使一定体积中的纤维的表面积不变小,纤维直径为5μm以下,更优选为4.5μm以下。另外,为了使准超细异形纤维能够维持其形状并抗拒压力,纤维直径超过3μm,更优选为3.5μm以上。并且,由于准超细异形纤维的横截面形状是非圆形的,所以,将与横截面积相同的面积的圆的直径定为准超细异形纤维的纤维直径。
    为了使准超细异形纤维即使在电池制造时等的压力下也难以破坏,横截面形状作成非圆形。例如,可以是长圆形状、椭圆形状、多角形状(例如,三角形形状、梯形形状等的四角形形状、五角形形状、六角形形状等),特别是优选三角形形状、梯形形状。例如对树脂组成不同的2种以上的树脂构成的分割型复合纤维作用外力,由此可产生上述的准超细异形纤维。更具体的说,对具有如图1所示的桔子型的横截面形状的分割型复合纤维1作用外力,由此,可产生由树脂成分11构成的三角形形状的准超细异形纤维以及由树脂成分12构成的三角形形状的准超细异形纤维。对具有图2所示的桔子型的横截面形状的分割型复合纤维1作用外力,由此,可产生由树脂成分11构成的椭圆形形状的准超细异形纤维和由树脂成分12构成的三角形形状的准超细异形纤维。对具有图3所示的桔子型的横截面形状的分割型复合纤维1作用外力,由此,可产生由树脂成分11构成的三角形形状的准超细异形纤维、由树脂成分12构成的三角形形状的准超细异形纤维、以及由树脂成分12构成的圆形形状的准超细异形纤维。对具有图4所示的桔子型的横截面形状的分割型复合纤维1作用外力,由此,可产生由树脂成分11构成的椭圆形形状的准超细异形纤维、由树脂成分12构成的三角形形状的准超细异形纤维、以及由树脂成分11构成的圆形形状的准超细异形纤维。对具有图5所示的多重双金属型的横截面形状的分割型复合纤维1作用外力,由此,可产生由树脂成分11或树脂成分12构成的梯形形状的准超细异形纤维和由树脂成分11或树脂成分12构成的半圆形形状的准超细异形纤维。对具有图6所示的桔子型的横截面形状并且具有中空部分的分割型复合纤维1作用外力,由此,可形成由树脂成分11构成的梯形形状的准超细异形纤维、以及由树脂成分12构成的梯形形状的准超细异形纤维。并且,作为外力,例如有水流等的流体流、压延机、精炼机、打浆机、搅拌机、拍打器等。此外,可通过使用能够纺织异形截面形状的纤维的纺织喷丝头来得到准超细异形纤维。
    为在耐电解液性上优良,本发明的准超细异形纤维优选由和超细纤维相同的聚烯烃类树脂构成。即,可由聚乙烯类树脂[例如,超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、或乙烯共聚物(例如,乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙稀酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物)等]、聚丙烯类树脂(例如,聚丙烯或丙烯共聚物等)、或聚甲基戊烯类树脂(例如,聚甲基戊烯或甲基戊烯共聚物等)构成。特别是包含聚丙烯制准超细异形纤维或聚乙烯制准超细异形纤维时,在耐电解液性上优良,包含乙烯-乙烯醇共聚物制准超细异形纤维时,在电解液的保持性上优良,所以可制造内压低的电池。并且,准超细异形纤维可包含2种以上的在树脂组成、纤维直径、纤维长的至少1点上不同的准超细异形纤维。此外,可由聚酰胺类树脂例如尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙10、尼龙12构成。
    为了在隔板的强度上优良、在制造电池时不容易被切断,优选拉伸该准超细异形纤维。并且,如果在分割型复合纤维的阶段被拉伸,则所产生的准超细异形纤维被拉伸。
    本发明所用的准超细异形纤维的纤维长并不被特别限定,但是,纤维长越短纤维的自由度越高,可均一分散,为了可作成质地更好的优良的无纺布,优选0.1~25mm(更优选0.1~20mm)。
    在无纺布中如果以5mass%以上的量含有上述的准超细异形纤维,就可容易发挥上述的效果,更优选以10mass%以上的量含有,进一步优选以15mass%以上的量含有。另外,优选是无纺布的88mass%以下,更优选75mass%以下,进一步优选60mass%以下,特别优选50mass%以下,以使后述的复合高强度聚丙烯类纤维引起的无纺布强度优良。
    本发明的隔板中包含的无纺布中,除了上述的超细纤维、准超细异形纤维外,还包含表面具有熔接成分的、抗拉强度为4.5cN/dtex以上的复合高强度聚丙烯类纤维,熔接有该复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分。因此,即使厚度薄的隔板也不会产生在极板组上缠绕隔板时被极板切断或极板的毛刺穿透隔板而短路等弊端,可以制造电池。
    因为该复合高强度聚丙烯类纤维抗拉强度越强上述性能越优良,所以,优选抗拉强度为5.0cN/dtex以上,进一步优选5.5cN/dtex以上,进一步优选6.0cN/dtex以上,进一步优选6.2cN/dtex以上??估慷鹊纳舷薏⒉惶乇鹣薅?,但是,50cN/dtex左右是适当的。本发明的“抗拉强度”是在如下条件下的值:在JIS L 1015:1999、8.7.1(标准时实验)中使用定速紧张形拉伸实验机并且夹板间隔为20mm、拉伸速度为20mm/分的条件下的值。
    本发明的复合高强度聚丙烯类纤维除聚丙烯类成分外在表面还具有熔接成分。因此,复合高强度聚丙烯类纤维自身可熔接并构成无纺布,因此,可有效防止短路。
    该聚丙烯类成分可以是丙稀的均聚物,也可以是丙稀和α-烯烃(例如乙烯、丁烯-1等)的共聚物。更具体地说,例如,具有结晶性的等规聚丙烯均聚物、乙烯单位的含量少的乙烯-丙稀无规共聚物、由丙稀均聚物构成的同质部和由乙烯单位的含量比较多的乙烯-丙稀无规共聚物构成的共聚部所构成的丙稀嵌段共聚物、进而上述丙稀嵌段共聚物中的各同质部或共聚部进一步将丁烯-1等的α-烯烃进行共聚后构成的结晶性丙稀-乙烯-α-烯烃共聚物。这些之中,等规聚丙烯均聚物从强度这点上看是合适的,特别是优选全同立构五价物分率(IPF)为90%以上,作为分子量分布的指标的Q值(重量平均分子量/数平均分子量=Mw/Mn)为6以下,熔融指数MI(温度为230℃、负重为2.16kg)为3~50g/10分。使用齐格勒-纳塔催化剂、或茂金属类催化剂等,使丙稀均聚或使丙稀和其它α-烯烃共聚,就能够获得这样的聚丙烯类成分。
    另外,为在熔接时熔接成分不对聚丙烯类成分产生影响、可由聚丙烯类成分维持纤维形态,优选熔接成分的熔点比聚丙烯类成分低10℃以上,更优选低20℃以上。作为熔接成分,例如有乙烯类聚合物(例如高密度、中密度、低密度聚乙烯或直链状低密度聚乙烯等)、丙稀和其它α-烯烃的共聚物等。即使在这些之中,也优选由乙烯类聚合物构成,特别是因为高密度聚乙烯能够作成具有某种程度硬度、张力或柔性的隔板并可作成在处理性上优良的隔板,所以是合适的。
    本发明的复合高强度聚丙烯类纤维在纤维表面上具有熔接成分,但是,纤维表面上的熔接成分所占的比例越高,可参与熔接的熔接成分就越多,因为可作成机械强度优良的隔板,所以优选熔接成分覆盖纤维表面的50%以上(除两端部),更优选覆盖70%以上(除两端部),进一步优选覆盖90%以上(除两端部),最优选覆盖纤维表面整体。因此,优选芯鞘型、偏芯型、海岛型作为复合高强度聚丙烯类纤维的剖面上的各成分的配置状态。
    优选杨氏模量为30cN/dtex以上,更优选35cN/dtex以上,进一步优选40cN/dtex以上,以使本发明的复合高强度聚丙烯类纤维即使由于压力也难以发生变形,并可作成在电解液的保持性上优良的隔板。并且,并不限定杨氏模量的上限,但是,优选110cN/dtex以下。该“杨氏模量”是从通过JIS L 1015:1999、8、11项中规定的方法测定的初始抗拉伸度算出的表观抗拉伸度。并且,初始抗拉伸度是通过定速紧张形实验机测定的值。
    优选本发明的复合高强度聚丙烯类纤维的热收缩率为10%以下。当是这样的热收缩率时,使复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分熔接形成无纺布时难以收缩,所以可维持纤维的均一分散性,在短路防止性上是优良的。更优选的热收缩率是9%以下。该热收缩率是基于JISL 1013的热收缩率(B法)、使用温度为120℃的恒温干燥器热处理30分钟测定的值。
    本发明的复合高强度聚丙烯类纤维的纤维直径并不被特别限定,但是,更优选5~32μm,进一步优选8~17μm。复合高强度聚丙烯类纤维的纤维直径小于5μm时,存在极板的毛刺穿透或被极板的边缘撕裂容易短路的倾向,复合高强度聚丙烯类纤维的纤维直径超过32μm时,复合高强度聚丙烯类纤维的分散易变得不均匀,存在致密性易被损坏的倾向。
    本发明的复合高强度聚丙烯类纤维的纤维长并不特别限定,但是,纤维长越短,纤维的自由度越高,可均一分散,可作成质地更优良的无纺布,所以,优选0.1~25mm(更优选0.1~20mm),优选切断为0.1~25mm(更优选0.1~20mm)。
    本发明中所使用的这样的复合高强度聚丙烯类纤维可通过例如特开2002-180330号公报中记载的方法来制造。即,可通过常用方法的溶融纺线法形成在纤维表面具有熔接成分的复合聚丙烯类未延伸线,然后,在100℃以上并在具有未达到熔接成分的熔点温度的加压饱和水蒸气中延伸4~15倍来得到。
    并且,在构成本发明的隔板的无纺布中,复合高强度聚丙烯类纤维可包含在纤维直径或纤维长这点上不同的、2种以上的复合高强度聚丙烯类纤维。
    无纺布中如果以10mass%以上的量包含这样的复合高强度聚丙烯类纤维则容易发挥上述的效果,更优选以20mass%以上的量包含,进一步优选以30mass%以上的量包含,特别优选以40mass%以上的量包含。另外,从超细纤维以及准超细异形纤维的保持均衡来看,优选是无纺布的93mass%以下,更优选是85mass%以下,进一步优选是70mass%以下。
    本发明的隔板中包含的无纺布包含如上所述的超细纤维、准超细异形纤维以及复合高强度聚丙烯类纤维,但是,除这些纤维以外还可包含纤维直径超过3μm的横截面形状为圆形的纤维、纤维直径超过5μm的纤维、由单一树脂成分构成的抗拉强度为4.5cN/dtex以上的纤维、在表面具有熔接成分的抗拉强度小于4.5cN/dtex的纤维和/或在树脂组成这点上不同的2种以上的准超细异形纤维彼此结合的浆状物等。特别是,因为通过准超细异形纤维彼此的结合部的存在难以被压缩,所以即使制造电池时等的压力也难以使电极间的距离变短,在短路防止性上是优良的,并且,通过准超细异形纤维的原纤维的存在,在电解液的保持性上也是优良的,所以上述浆状物是合适的。对可形成上述准超细异形纤维的、由树脂成分不同的2种以上的树脂构成的分割型复合纤维作用外力并进行不充分的分割,由此得到这样的浆状物。即,分割型复合纤维的分割部分形成准超细异形纤维的原纤维,并且分割型复合纤维的未分割部分构成准超细异形纤维彼此的结合部分。
    构成本发明的隔板的无纺布由如上所述的纤维构成,但是,优选实质上只由聚烯烃类纤维构成。这是因为在耐电解液性上优良、不产生成为自放电的原因的氨。并且,所谓“聚烯烃类纤维”不仅包含纤维整体只由聚烯烃类树脂构成的纤维,也包含至少纤维表面整体(除两端)由聚烯烃类树脂构成的纤维。这是因为对耐电解液性有影响的部分是纤维表面。例如由聚酰胺树脂和聚烯烃类树脂构成的复合纤维,即纤维表面整体(除两端)由聚烯烃类树脂构成的纤维相当于聚烯烃类纤维。因此,所谓“实质上只由聚烯烃类纤维构成”是说只由如上所述的聚烯烃类纤维构成。
    这样,隔板实质上只由聚烯烃类树脂构成时,因为存在电解液的保持性变差的倾向,所以,优选在隔板的构成材料(例如纤维)的表面引入氧以及/或含硫官能团(例如,磺酸基、硫酸盐基、氟硫(sulfofluoride)基、羟基、羧基、或羰基等)、使亲水性单体进行接枝聚合反应、付与界面活性剂、或付与亲水性树脂。
    可通过包含具有上述的超细纤维以及准超细异形纤维的无纺布将本发明的隔板的厚度作薄。更具体地说,作为厚度可以是0.1mm以下,可以是0.095mm以下。此外,单位面积质量可以是50g/m2以下,可以是48g/m2以下。本发明中的“厚度”的意思是使用JIS B 7502:1994中规定的外侧千分尺(0~25mm)用JIS C2111 5.1(1)的测定法而非作为选择测定的10点的平均值,“单位面积质量”的意思是基于JISP 8124(纸以及纸板-基重测定法)中规定的方法得到的基重。
    本发明的隔板通过包含准超细异形纤维以及复合高强度聚丙烯类纤维,从而即使因在制造电池时等的压力也难以使电极间的距离变短,在短路防止性和电解液的保持性这两点上是优良的。更具体地说,以下定义的“厚度保持率”为85%以上(优选88%以上)、在压力下也难以破坏。
    即,通过千分尺(芯棒直径:6.35mm)测定隔板在200g负重时的厚度(T200)。然后,用千分尺测定隔板在1000g负重时的厚度(T100)。并且,将1000g负重时的厚度(T1000)对200g负重时的厚度(T200)的百分率作为厚度保持率(Tr)。
    Tr=(T1000/T200)×100
    在本发明中,优选隔板的平均流量孔径为5~13μm,更优选为5~11μm。平均流量孔径小于5μm时,通气性差,存在使用于密闭型二次电池中时内压上升的倾向。另外,平均流量孔径如果超过13μm,则存在容易发生使用电池时电极活性物质的移动引起的短路的倾向。
    优选隔板的最大孔径为25μm以下。最大孔径超过25μm时,在极板组上缠绕隔板时,存在易发生极板的毛刺穿透隔板或电池使用时电极活性物质的移动引起的短路的倾向。更优选最大孔径为20μm以下,进一步优选为18μm以下。并且,最大孔径是平均流量孔径以上。这样的最大的孔径是只进行流体流(特别是水流)络合时得不到的值。
    优选隔板的加压保液率为7%以上。加压保液率小于7%时,存在由于电解液不足引起的不能顺利进行起电反应、电池寿命变短的倾向。
    优选只用由相同纤维配合构成的无纺布来构成本发明的隔板,以使可制造在隔板的整体中均一地保持电解液、内部电阻低、高容量的电池。但是,也可包含微孔膜等别的多孔材料。
    本发明的隔板可优选作为例如一次电池(例如,碱性锰电池、水银电池、氧化银电池、锂电池或空气电池等)的隔板或二次电池(例如,镍镉电池、银-锌电池、银-镉电池、镍-锌电池、镍-氢电池、铅蓄电池或锂离子电池等)的隔板使用,特别优选作为镍镉电池、镍-氢电池的隔板。
    构成本发明的隔板的无纺布例如可进行如下制造。首先,至少准备超细纤维、由树脂组成不同的2种以上的树脂构成的分割型复合纤维以及复合高强度聚丙烯类纤维。并且,如上所述,这些纤维优选都由聚烯烃类树脂构成。
    然后,由所准备的纤维形成纤维网。该纤维网的形成方法并不特别限定,但是,可由干法(例如,梳理法、空气直纹(air-laid)法等)或湿法形成。这些之中优选通过容易制造纤维均一分散、容易均一地保持电解液的无纺布的湿法来形成。作为该湿法,通过以往公知的方法例如水平长网方式、倾斜线形短网方式、圆网方式、或长网·圆网结合方式来形成。
    然后,对该纤维网喷出流体流(特别是水流),将分割型复合纤维的一部分或全部进行分割来产生准超细异形纤维。并且,通过作用流体流,超细纤维、准超细异形纤维以及复合高强度聚丙烯类纤维进行络合,也起到无纺布的机械强度提高的效果。这样,喷出流体流产生准超细异形纤维的情况下,存在流体流难以作用的区域(例如,喷嘴之间、纤维网内部等),所以,容易形成准超细异形纤维彼此结合的浆状物。并且,分割型复合纤维也优选由聚烯烃类树脂构成,分割型复合纤维只由聚烯烃类树脂构成(特别是由聚丙烯和聚乙烯构成的情况)时,因为存在分割型复合纤维难分割、难以产生准超细异形纤维的倾向,所以,优选将复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分进行熔接后(根据情况也熔接分割型复合纤维的熔点最低的树脂成分)作用流体流。这样,在熔接后作用流体流时,即使作用流体流,也容易制造最大孔径为25μm以下的无纺布,进而容易制造最大孔径为25μm以下的隔板。
    作为流体流的条件,只要是可对分割型复合纤维的一部分或全部进行分割产生准超细异形纤维的条件,就不特别限定,反复进行适当实验,由此,可设定其条件。一般地,从以直径为0.05~0.3mm、间距0.2~3mm配置有一列或两列以上喷嘴的喷嘴板对纤维网喷出压力为1MPa~30MPa的流体流,由此,产生准超细异形纤维??啥韵宋牡ッ婊蛄矫媾绯?次以上这样的流体流。并且,喷出流体流时,支撑纤维网的支撑体(例如网等)的非开孔部粗时,因为得到的无纺布也具有较大的孔(最大孔径变大)、容易发生短路,所以,优选使用非开孔部的粗细为0.25mm以下的支撑体。
    然后,加热产生了准超细异形纤维的纤维网,将复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分进行熔接,可制造无纺布。并且,加热温度只要是熔接成分进行熔接的温度即可,并不特别限定,但是,优选在比熔接成分的熔点低5℃的温度到比熔接成分的熔点高20℃的温度范围内使热风通过3秒到20秒、在无压力下进行热处理,更优选在比熔接成分的熔点高3℃的温度到比熔接成分的熔点高20℃的温度范围内、在从输送机等支撑体的下方吸引纤维网并与支撑体贴紧的状态下使热风通过3秒到20秒、在无压力下进行热处理。通过在这样的条件下进行热处理,可作成在机械强度上优良并且在电解液的保持性上也优良的多空隙状态的无纺布。但是,也可在加压下进行复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分的熔接,也可在无压下使熔接成分熔接后进行加压。
    这样,为使制造出的无纺布在耐电解液性上是优良的,优选实质上只由聚丙烯类纤维构成,为提高电解液的保持性,优选实施亲水化处理。作为该亲水化处理,例如有磺化处理、氟气处理、乙烯基单体的接枝聚合处理、界面活性剂处理、放电处理、或亲水性树脂给予处理等。
    作为磺化处理并不被特别限定,例如可以是由发烟硫酸、硫酸、三氧化硫、氯磺酸、或磺酰氯构成的溶液中浸泡上述的无纺布并引入磺酸基的方法,或存在一氧化硫气体、二氧化硫气体、或三氧化硫气体等情况下进行放电作用在无纺布中引入磺酸基等的方法等。
    在氟气处理中,也没有特别限定,例如可以在用惰性气体(例如氮气、氩气等)稀释后的氟气与氧气、二氧化碳气体、以及二氧化硫气体等中选择的至少一种气体的混和气体中,对无纺布进行漂白,由此,可在无纺布的纤维表面引入氟硫基等进行亲水化处理。并且,预先在无纺布上附着二氧化硫气体后,接触氟气时,可更有效地付与永久的亲水性。
    在乙烯基单体的接枝聚合中,作为乙烯基单体例如可使用丙稀酸、甲基丙烯酸、丙稀酸脂、甲基丙烯酸脂、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮或苯乙烯。并且,对苯乙烯进行接枝聚合处理的情况下,为付与和电解液的亲和性,优选进行磺化。在这些之中,因为丙稀酸在与电解液的亲和性上是优良的,所可很好地使用。作为这些乙烯基单体的聚合方法,例如有将无纺布浸泡在含有乙烯基单体和聚合开始剂的溶液中并进行加热的方法、在无纺布上涂敷乙烯基单体后照射放射线的方法、对无纺布照射放射线之后与乙烯基单体接触的方法、将无纺布浸泡在含有增感剂的乙烯基单体溶液中后照射紫外线的方法等。并且,在乙烯基单体溶液与无纺布接触之前,通过紫外线照射、电晕放电、或等离子体放电等对无纺布的表面进行改质处理时,因为与乙烯基单体的亲和性变高,所以,可有效进行接枝聚合。
    作为界面活性处理剂,例如,可在阴离子类界面活性剂(例如,高级脂肪酸的碱金属盐、烷基磺酸盐、或磺基丁二酸酯盐等)、或非离子类界面活性剂(例如,聚氧乙烯烷基醚、或烷基酚聚氧乙烯醚等)的溶液中浸泡无纺布,或在无纺布上涂敷或喷洒该溶液并使其附着。
    作为放电处理,例如有电晕放电处理、等离子体处理、辉光放电处理、沿面放电处理、紫外线处理或电子线处理等。在这些放电处理中,在空气中的大气压下、分别担持电介质的一对电极之间配置无纺布,使其与这两个电介质相接触,在这两电极之间施加交流电、在无纺布内部空隙中产生放电,利用这样的方法不仅可对无纺布的外侧进行处理,也可对构成无纺布的内部的纤维表面进行处理。因此,使用这样的方法处理后的无纺布作为隔板时,其内部的电解液的保持性上是优良的。
    作为亲水性树脂付与处理,例如,可附着羧甲基纤维素、聚乙烯醇、可交联的聚乙烯醇、或聚丙烯酸等的亲水性树脂??山庑┣姿允髦芙饣蚍稚⒃谑实钡娜芗林?,然后,将无纺布浸泡在该溶剂中,或将该溶剂涂敷或喷洒在无纺布上,进行干燥使其附着。并且,优选亲水性树脂的附着量是无纺布整体的0.3~5mass%,以便不损害通气性。作为该可交联的聚乙烯醇,例如有用光敏基团置换羟基的一部分后的聚乙烯醇,更具体地说,有以苯乙烯吡啶类光敏基团、苯乙烯喹啉类光敏基团、或苯乙烯苯并噻唑(benzthiazolinium)类光敏基团置换后的聚乙烯醇。该可交联的聚乙烯醇也与其它的亲水性树脂相同,附着在无纺布上之后,可通过光照射进行交联。以光敏基团置换这样的羟基的一部分后的聚乙烯醇在耐碱性上是优良的,而且包含很多可形成离子和螯合物的羟基,放电时和/或充电时形成在极板上析出树枝状的金属前的离子和螯合物,因为难以发生电极间的短路,故可很好地使用。
    以上对构成本发明的隔板的无纺布的制造方法进行了说明,但是,本发明并不限于上述的方法。例如,至少准备超细纤维、准超细异形纤维以及复合高强度聚丙烯类纤维后,与上述相同形成纤维网,不作用流体流,与上述相同使复合高强度聚丙烯类纤维的熔接成分熔接,可制造无纺布。优选此时也实施相同的亲水化处理。并且,例如,可通过精炼机、打浆机、搅拌机、拍打器等对由树脂组成不同的2种以上的树脂构成的分割型复合纤维作用外力形成准超细异形纤维。此时,如果作用不充分的外力,可形成准超细异形纤维彼此结合的浆状物。这样,使用准超细异形纤维形成纤维网时,通过流体流等引起的络合作用难以使纤维网的质地紊乱,所以,可作成在致密性上优良的无纺布,在短路防止性上更优良,是很好的制造方法。即,按照该制造方法,可容易地制造平均流量孔径以及最大孔径较小的无纺布,进而容易制造平均流量孔径以及最大孔径较小的隔板。
    为将无纺布的加压保液率作成7%以上,对并用超细纤维量和准超细异形纤维量的调整、由湿法形成、以及亲水化处理等的制造条件进行适当调整,由此容易进行制造。并且,可在加热纤维网之前、亲水化处理之前或亲水化处理之后,与无纺布一体化来制造也包含上述无纺布以外的多孔质体的隔板。
    本发明的电池除了具有上述的隔板以外,可以与现有的电池完全相同。
    例如,圆筒形镍-氢电池具有如下结构:将极板组插入金属盒中,该极板组经由上述隔板以涡卷状缠绕镍正极板和氢包藏合金负极板。作为上述镍正极板,例如,可使用在海棉状镍多孔体中填充由氢氧化镍固溶体粉末构成的活性物质的极板,作为氢包藏合金负极板,例如,可使用在镍电镀穿孔钢板、发泡镍、或镍网中填充AB5类(稀土类)合金、AB/A2B类(Ti/Zr类)合金、或AB2(Laves相)类合金的极板。并且,作为电解液,可使用例如氢氧化钾/氢氧化锂的两种成分的电解液、或氢氧化钾/氢氧化钠/氢氧化锂的三种成分的电解液。此外,上述盒可由具有保险阀的封口板经由绝缘垫圈进行封口。并且,具有正极集电体或绝缘板,如果需要,可具有负极集电体。
    并且,本发明的电池不是必须是圆筒形,也可以是角型、钮扣型等。角型的情况下,具有在正极板和负极板之间配置隔板的层叠结构。此外,可以是密闭型,也可以是开放型。
    实施例
    以下,记载了本发明的实施例,但是,本发明并不限定于以下的
    实施例。
    实施例1
    准备在由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的海成分中存在61个由聚丙烯构成的岛成分的、通过复合纺线法进行纺织后切断的海岛型复合纤维(纤度:1.65dtex,纤维长:2mm)。然后,将该海岛型复合纤维在温度为80℃、由10mass%氢氧化钠水溶液构成的浴中浸泡60分钟,除去海岛型复合纤维的海成分,制造由岛成分构成的聚丙烯超细纤维(纤维直径:2μm,熔点:172℃,纤维长:2mm,未进行纤丝化,被拉伸,纤维长度的方向上具有相同的直径,纤维间的直径也相同,横截面形状:圆形)。
    此外,准备具有如图1所示的桔子形状的剖面的、由聚丙烯成分和乙烯-乙烯醇共聚物成分构成的、纤度为3.3dtex、纤维长6mm的分割型复合纤维1(可分别产生8条被拉伸的横截面为三角形形状、纤维直径为5μm的聚丙烯准超细异形纤维和横截面为三角形形状、纤维直径为5μm的乙烯-乙烯醇共聚物准超细异形纤维)。并且,将该分割型复合纤维1分散在水中,由打浆机进行分割,形成聚丙烯准超细异形纤维、乙烯-乙烯醇共聚物准超细异形纤维、以及聚丙烯准超细异形纤维和乙烯-乙烯醇共聚物准超细异形纤维彼此结合的浆状物混在一起的混和浆。
    并且,准备芯成分由聚丙烯(熔点:168℃)构成、鞘成分由高密度聚乙烯(熔点:135℃)构成、抗拉强度为6.5cN/dtex的复合高强度聚丙烯类纤维(纤维直径:10μm,纤维长:5mm,杨氏模量:45cN/dtex,热收缩率:7%)。
    然后,形成混和分散了聚丙烯超细纤维20mass%、混和浆(纤维量)15mass%、复合高强度聚丙烯类纤维65mass%的浆,通过湿式抄造法形成任意一种的纤维都均一分散的湿式纤维网。
    然后,在从输送机的下方吸引该湿式纤维网并与支撑体紧贴的状态下,在无压力下进行通过温度145℃的热风10秒的热处理,只对作为复合高强度聚丙烯类纤维的鞘成分的高密度聚乙烯进行熔接,形成熔接无纺布。
    并且,以9.8N/cm线压对该熔接无纺布进行压延处理后,通过氟气、氧气、以及二氧化硫气体的混和气体进行氟气处理,制造单位面积质量为40g/m2、厚度0.1mm的隔板。
    实施例2
    准备与实施例1相同的聚丙烯超细纤维、分割型复合纤维、以及复合高强度聚丙烯类纤维。
    接着,形成混合分散了聚丙烯超细纤维20mass%、分割型复合纤维15mass%、复合高强度聚丙稀类纤维65mass%的浆,通过湿式抄造法形成任意的纤维都均一分散的湿式纤维网。
    接着,通过在145℃的温度对该湿式纤维网进行热处理,只对复合高强度聚丙烯类纤维的高密度聚乙烯成分进行熔接,形成熔接纤维网。
    接着,将该熔接纤维网放置到线直径0.15mm的网上,从喷嘴直径0.13mm、间距0.6mm的喷嘴板双面交替两次两次地喷出压力12.7Mpa的水流,对分割型复合纤维进行分割,形成分割熔接纤维网。
    然后,在从运输机的下方吸引该分割熔接纤维网并与支撑体紧贴的状态下,在无压力下进行通过温度为145℃的热风10秒钟的热处理,只对作为复合高强度聚丙烯类纤维的鞘成分的高密度聚乙烯进行熔接,形成熔接无纺布。
    并且,以9.8N/cm线压对该熔接无纺布进行压延处理后,通过氟气、氧气、以及二氧化硫气体的混和气体进行氟气处理,制造单位面积质量为40g/m2、厚度0.1mm的隔板。该隔板除了包含聚丙烯超细纤维、复合高强度聚丙烯类纤维外,还包含由分割型复合纤维产生的聚丙烯准超细异形纤维、乙烯-乙烯醇共聚物准超细异形纤维、以及聚丙烯准超细异形纤维和乙烯-乙烯醇共聚物准超细异形纤维彼此结合的浆状物。
    比较例1
    形成混合分散了与实施例1相同的聚丙烯超细纤维30mass%、复合高强度聚丙烯类纤维70mass%的浆,通过湿式抄造法形成任意的纤维都均一分散的湿式纤维网,除此以外与实施例1完全相同,进行熔接处理、压延处理、氟气处理,制造单位面积质量为40g/m2、厚度0.1mm的隔板。
    比较例2
    形成混合分散了与实施例1相同的混合浆(纤维量)50mass%、复合高强度聚丙烯类纤维50mass%的浆,通过湿式抄造法形成任意的纤维都均一地分散的湿式纤维网,除此以外与实施例1完全相同,进行熔接处理、压延处理、氟气处理,制造单位面积质量为40g/m2、厚度为0.1mm的隔板。
    实施例3
    准备与实施例1相同的聚丙烯超细纤维、以及具有图6所示的桔子形状剖面和中空部的由聚丙烯成分和高密度聚乙烯成分构成的纤度为1.7dtex、纤维长5mm的分割型复合纤维(可分别产生8条被拉伸、横截面为大致梯形形状、纤维直径为3.9μm的聚丙烯准超细异形纤维和横截面为大致梯形形状、纤维直径为3.8μm的高密度聚丙烯超细异形纤维)。并且,将该分割型复合纤维分散在水中,通过打浆机进行分割,准备聚丙烯准超细异形纤维、高密度聚乙烯准超细异形纤维、以及聚丙烯准超细异形纤维和高密度聚乙烯准超细异形纤维彼此结合的浆状物混合后的混合浆、以及与实施例1相同的复合高强度聚丙烯类纤维。
    接着,使用混合分散了聚丙烯超细纤维20mass%、混合浆(纤维量)40mass%、复合高强度聚丙烯类纤维40mass%的浆,除此以外与实施例1相同,进行湿式纤维网的形成以及熔接处理来形成熔接无纺布。
    并且,以9.8N/cm的线压对该熔接无纺布进行压延处理后,在温度60℃的发烟硫酸溶液(15%SO3溶液)中浸泡2分钟后,进行充分水洗,进行干燥并实施磺化处理,制造单位面积质量为40g/m2、厚度0.1mm的隔板。
    实施例4
    使用混合分散了与实施例1相同的聚丙烯超细纤维15mass%、与实施例1相同的混合浆(纤维量)20mass%、与实施例1相同的复合高强度聚丙烯类纤维65mass%的浆,除此以外与实施例1相同,实施湿式纤维网的形成、熔接处理、压延处理、以及氟气处理,制造单位面积质量40g/m2、厚度为0.1mm的隔板。
    实施例5
    使用混合分散了与实施例1相同的聚丙烯超细纤维10mass%、与实施例1相同的混合浆(纤维量)30mass%、与实施例1相同的复合高强度聚丙烯类纤维60mass%的浆,除此以外与实施例1相同,实施湿式纤维网的形成、熔接处理、压延处理以及氟气处理,制造单位面积质量40g/m2、厚度为0.1mm的隔板。
    比较例3
    与实施例1相同,形成湿式纤维网。
    接着,将该湿式纤维网放置在线直径为0.15mm的网上,从喷嘴直径为0.13mm、间距0.6mm的喷嘴板双面交替两次两次地喷出压力为10.2MPa的水流,对分割型复合纤维进行分割,形成分割纤维网。
    然后,与实施例1相同,进行复合高强度聚丙烯类纤维的熔接处理、压延处理、以及氟气处理,制造单位面积为40g/m2、厚度为0.1mm的隔板。
    比较例4
    准备由与实施例1相同的聚丙烯超细纤维、与实施例1相同的混合浆、以及芯成分由聚丙烯(熔点:165℃)构成、鞘成分由高密度聚乙烯(熔点:135℃)构成、抗拉强度为4.2cN/dtex的复合聚丙烯类纤维(纤维直径:10.6μm,纤维长:5mm,杨氏模量:38cN/dtex,热收缩率:7%)。
    然后,使用混合分散了聚丙烯超细纤维20mass%、混合浆(纤维量)15mass%、复合聚丙烯类纤维65mass%的浆,除此以外与实施例1相同,实施湿式纤维网的形成、熔接处理、压延处理以及氟气处理,制造单位面积为40g/m2、厚度为0.1mm的隔板。
    评价
    (平均流量孔径的测定)
    使用微孔测径仪[Porometerコ-ルタ-(Coulter)社制]通过平均流量点法测定各隔板的平均流量孔径。对1个隔板进行5次该测定,将其平均作为平均流量孔径。该结果如表1所示。
    (最大孔径的测定)
    使用微孔测径仪[Porometerコ-ルタ-(Coulter)社制]通过泡点法测定各隔板的最大孔径。对1个隔板进行5次该测定,将其平均作为最大孔径。该结果如表1所示。
    (厚度保持率的测定)
    用千分尺(芯棒直径:6.35mm)分别测定各隔板在200g负重时的厚度(T200)。然后,用千分尺分别测定各隔板在1000g负重时的厚度(T1000)。并且,分别算出1000g负重时的厚度(T1000)对200g负重时的厚度(T200)的百分率,并作为厚度保持率(Tr)。对1个隔板进行4次该测定,将其平均作为厚度保持率。其结果如表1所示。
    Tr=(T1000/T200)×100
    (加压保液率的测定)
    在温度20℃、相对湿度为65%的状态下,分别使裁剪为直径30mm的各隔板达到水分平衡之后,测定质量(M0)。然后,在比重1.3(20℃)的氢氧化钾水溶液中浸泡1小时,分别保持氢氧化钾水溶液,以便用氢氧化钾水溶液置换隔板中的空气。然后,用上下各3张滤纸(直径=30mm)夹持各个隔板,通过加压泵作用5.7MPa的压力30秒后,测定各隔板的质量(M1)。然后,从下式算出加压保液率。对1个隔板进行4次该测定,将其平均作为加压保液率。其结果如表1所示。
    加压保液率(%)={(M1-M0)/M0}×100
    (制造电池时的不良率的评价)
    作为电池的集电体,制作使用发泡镍基体材料的膏式镍正极(41mm、70mm长)和膏式氢包藏合金负极(混合稀土类合金、40mm、100mm长)。
    接着,将裁剪为42mm宽、176mm长的实施例1~5以及比较例1~4的各隔板分别夹持在正极和负极之间,以涡卷状缠绕来制作10000个电极组。这时,极板的毛刺穿透隔板或由极板的边缘切断隔板的结果是会发生短路,将不能制造电池的比例作为电池制造时的不良率。该结果如表1所示。
    (循环寿命试验)
    首先,作为电极的集电体,制作使用发泡镍基体材料的膏式镍正极(41mm、70mm长)和膏式氢包藏合金负极(混合稀土类合金、40mm、100mm长)。
    接着,将裁剪为42mm宽、176mm长的实施例1~5以及比较例1~4的各隔板分别夹持在正极和负极之间,以涡卷状缠绕来制作电极组。将该电极组收纳在外装筒内,在外装筒内注入5N氢氧化钾以及1N氢氧化锂作为电解液,进行封筒制作圆筒形镍-氢电池(AA1600mAh)。
    接着,激活各个圆筒形镍-氢电池后,以如下作为1个循环反复进行充放电:以0.1C的充电率进行120%充电,停止15分钟,以0.2C的放电率进行放电直到终止电压变为0.8V;测定放电容量成为小于初始容量的80%之前所需要的充放电循环数。该充放电循环数的测定对各隔板都进行10次,算出其算术平均值。其结果如表1所示。
    表1  单位面  积质量  (g/m2)  厚度  (mm)  平均孔径  (μm)  最大孔径  (μm)  厚度保持率  (%)  加压保液率  (%)  电池不良率  (%)  电池寿命  (循环)  实施例1  40  0.1  9  13  90  8.7  0.05  620  实施例2  40  0.1  9  25  91  8.2  0.08  550  实施例3  40  0.1  6  10  89  9.5  0.02  700  实施例4  40  0.1  9  15  90  8.5  0.06  600  实施例5  40  0.1  10  18  90  7.8  0.08  580  比较例1  40  0.1  7  18  84  6.3  0.1  450  比较例2  40  0.1  8  22  80  8.3  0.2  430  比较例3  40  0.1  12  38  89  8  0.22  420  比较例4  40  0.1  9  13  78  7.9  0.18  400
    比较实施例1、2和比较例1,由于包含准超细异形纤维的隔板的厚度保持率高,所以加压保液率高,即使通过制造电极组时的压力也难以破坏,所以不良率低,此外,由于在充放电中即使电极膨胀、收缩的压力也难以破坏,所以,可保持电解液并顺利进行起电反应,同时可维持绝缘性、防止短路,可制作寿命较长的电池。
    此外,比较实施例1、2和比较例2,由于包含超细纤维的隔板的厚度保持率高,即使通过制作电极组时的压力也难以破坏,所以不良率低,此外,由于在充放电中即使电极膨胀、收缩的压力也难以破坏,所以,可保持电解液并顺利进行起电反应,同时可维持绝缘性、防止短路,可制造寿命较长的电池。
    并且,比较实施例1与实施例2,由于未通过水流进行络合的隔板的最大孔径小、在致密性上优良,所以,加压保液率高、制作电极组时的不良率低,此外,可保持电解液并顺利进行起电反应,同时,可维持绝缘性并防止短路,能制作寿命较长的电池。
    并且,比较实施例2和比较例3,作为最大孔径为25μm以下的本发明的隔板在将隔板缠绕到极板组上时难以发生短路,而且,电池寿命优良。
    并且,比较实施例1和比较例4,包含复合高强度聚丙烯类纤维的本发明的隔板厚度保持率高,将隔板缠绕到极板组上时难以发生短路,而且,电池寿命优良。
    以上按照特定的方式对本发明进行了说明,但是,对本领域技术人员显而易见的变形或改良也都包含在本发明的范围内。

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