電池用隔板以及具有該隔板的二次電池制造技術

本發明專利技術的目的在于提供一種通過廉價且簡單的方法而制得的耐久親水性高的電池用隔板以及使用該電池用隔板的二次電池。所述電池用隔板是將至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物附著固化于聚烯烴系無紡布上而形成的，其中，至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物的涂布率為1質量%以上且15質量%以下。

Separator for battery and two cell having the separator

The object of the present invention is to provide a durable, hydrophilic separator for a battery produced by a cheap and simple method, and a two cell using the separator of the battery. The battery separator is at least one anionic surfactant and acid modified polyolefin resin mixture solidified in the polyolefin non-woven fabric attachment formed, wherein at least one anionic surfactant and acid modified polyolefin resin coating of the mixture rate of more than 1 mass% and 15 mass%.

【技術實現步驟摘要】
電池用隔板以及具有該隔板的二次電池
本專利技術涉及一種電池用隔板以及具有該電池用隔板的二次電池。
技術介紹
堿性二次電池，例如鎳氫電池作為數碼相機、便攜式音樂播放器、混合動力汽車，筆記本電腦或一次性電池的替代品被廣泛地普及。作為鎳氫電池的優點是：可以充放電1000次左右而重復使用；體積能量密度為300Wh/L左右，電池容量比鎳鎘電池高；由于未含有鎘，因此環境負荷比鎳鎘電池低；且與錳干電池或堿性干電池等一次電池相比運轉成本低等等。在用于堿性二次電池的隔板中，為了實現正極和負極之間良好的離子傳導，需要保持電解液。即，能夠耐反復充放電持續維持與堿性電解液的親和性(親水性)的能力(以下，將其定義為“耐久親水性”)變得很重要。進一步，為了正極和負極之間良好的氫氣的交換，還需要適度的透氣性。在現有的堿性二次電池中，一直使用親水性高的聚酰胺系無紡布作為隔板。然而，聚酰胺系無紡布存在在堿性電解液中會被緩慢地分解這樣的問題。另外，可判明，聚酰胺系無紡布被分解時會存在如下等問題：其被分解時，會產生氨，產生的氨在正極上被氧化成硝酸根離子、硝酸根離子在負極上被還原而恢復成氨，即發生所謂的穿梭反應，由于該反應而導致自放電變大。由此，開始使用化學穩定性優異的聚烯烴系無紡布來代替聚酰胺系無紡布作為隔板。然而，聚烯烴系無紡布的親水性差，因此，已經提出了通過進行以下所述的各種親水化處理以確保親水性。(1)表面活性劑處理(2)電暈放電處理、等離子體處理、UV臭氧處理(3)氟氣處理(4)丙烯酸接枝聚合處理(5)磺化處理現有技術文獻專利文獻專利文獻1：JP特開2000-164193號公報專利文獻2：JP特開2001-043843號公報專利文獻3：JP特開2001-068087號公報專利文獻4：JP特開平10-125300號公報專利文獻5：JP特公平7-32008號公報專利文獻6：JP專利2715153號公報專利文獻7：JP專利2762443號公報專利文獻8：JP專利2904856號公報
技術實現思路
專利技術要解決的技術問題上述(1)表面活性劑處理是在無紡布上涂布表面活性劑的比較容易的方法，但是，堿性二次電池在進行反復充放電的過程中，表面活性劑會溶出到電解液中，隔板本身的親水性喪失，電解液的保持能力急劇下降。也就是說，由于缺乏耐久親水性，所以存在循環壽命短這樣的缺點(專利文獻1)。上述(2)電暈放電處理、等離子體處理、UV臭氧處理是通過由各種方法產生的自由基將羧基等極性基團導入無紡布表面的處理方法(專利文獻2、專利文獻3)。在上述(3)氟氣處理中，利用氟氣將極性基團導入無紡布表面而賦予親水性。另外，在上述(4)丙烯酸接枝聚合處理中，使丙烯酸在無紡布表面上接枝聚合而賦予親水性(專利文獻4)。在上述(5)磺化處理中，是通過濃硫酸、氯磺酸、發煙硫酸以及三氧化硫氣體等將磺酸基導入無紡布表面中而賦予親水性(專利文獻5～專利文獻8)。這樣的處理也具有抑制堿性二次電池的自放電的效果，雖然一般用得較多，但是，如果加強處理的話會導致無紡布的機械強度降低，因此不能顯著提高親水性，經常與表面活性劑處理同時使用。通過上述的(2)～(5)處理的無紡布存在如下缺點：存在耐久親水性高但機械強度降低的情況，其制造設備規模大，處理工序復雜，并且制造成本高。另外，作為其他的聚烯烴系無紡布的親水化技術，存在在紡絲階段將親水劑溶融混合到疏水性樹脂中的方法，但是，為了通過這種方法得到具有充分的親水性的纖維，必須提高親水劑等的混合率，提高混合率的結果是：紡絲工序缺乏穩定的生產效率，并且，即使使用得到的纖維形成無紡布，也會阻礙纖維之間的粘接，因此存在強度降低的問題。本專利技術鑒于上述聚烯烴系無紡布的親水化處理方法的問題而提出，其目的在于，提供一種使用廉價且簡單的方法而獲得的，耐久親水性高的電池用隔板，以及使用該電池用隔板的二次電池。解決技術問題的手段為了解決上述技術問題，實現上述目的，本專利技術的電池用隔板例如具備如下構成。即，一種電池用隔板，其特征在于，所述電池用隔板是將至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物附著固化于聚烯烴系無紡布上而形成的。另外，例如，特征在于，所述陰離子系表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、萘磺酸甲醛縮合物的鹽中的任意一種鹽。另外，例如，特征在于，所述酸改性聚烯烴系樹脂為羧酸改性的聚乙烯系樹脂或聚丙烯系樹脂。進一步地，例如，特征在于，陰離子系表面活性劑與至少一種酸改性聚烯烴系樹脂的質量比是表面活性劑/聚烯烴系樹脂為0.05以上且1.50以下。另外，例如，特征在于，至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物的涂布率為1質量％以上且15質量％以下。另外，例如，特征在于，所述聚烯烴系無紡布為聚丙烯制無紡布或聚丙烯與聚乙烯制無紡布、馬來酸酐改性聚丙烯制無紡布中的任意一種。另外，例如，特征在于，所述電池用隔板是將所述陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物附著固化于構成所述聚烯烴系無紡布的纖維表面上而形成的。另外，提供一種二次電池，其特征在于，所述二次電池使用上述任一項所述的電池用隔板。另外，二次電池的特征在于所述二次電池為鎳氫二次電池。專利技術效果根據本專利技術，可以提供通過廉價且簡單的方法而獲得的強度不會降低，并具有高初始親水性、高耐久親水性的電池用隔板。另外，還可以提供使用該電池用隔板，并具有優良的循環特性的二次電池。具體實施方式以下，詳細說明本專利技術的一個實施方式。除了本實施方式以及實施例所示的示例，專利技術人還對各種材料、構成比例進行實驗研究，結果發現：通過在由無紡布組成的隔板的纖維表面上附著陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物，可得到強度不會降低，并具有高初始親水性、高耐久親水性的電池用隔板。陰離子系表面活性劑具有優良的親水性。因此，涂布于隔板時親水性提高。但是，由于耐水性低，所以會溶出到電解液中，失去耐久親水性。由此，對于是否能夠解決此問題而反復進行了各種研究和實驗，發現若制成陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物，則能夠解決上述技術問題。即，通過將溶解于電解液中的陰離子系表面活性劑與不溶于電解液的酸改性聚烯烴系樹脂相混合，并在無紡布表面上進行固化，能夠實現持續發揮強親水性，且具有耐久親水性的隔板。酸改性聚烯烴系樹脂與未進行酸改性的聚烯烴系樹脂相比，其與陰離子系表面活性劑的親和性高。因此，在涂布混合液，并固化在無紡布表面上時，能夠以均勻地混合的狀態固化。如此得到的無紡布作為隔板使用時，由于表層存在陰離子系表面活性劑，因此初始親水性優良。另外，由于陰離子系表面活性劑為被酸改性聚烯烴系樹脂固定的狀態，因此，即使浸泡電解液時，也很難因反復充放電而脫落，其可具有耐久親水性。即便是由于某些原因而在纖維表層暴露的陰離子系表面活性劑脫落，由于進入到酸改性聚烯烴系樹脂內部的陰離子表面活性劑露出到纖維表層，也不會發生親水性降低的現象。即根據本實施方式，初始親水性的賦予與耐久親水性的賦予可同時通過簡單的方法進行，且強度不會降低，可得到優良的隔板。<無紡布>本實施方式的用于電池用隔板的無紡布，優選地，由聚烯烴系樹脂組成的纖維構成。聚烯烴系樹脂組成的纖維可以是單一聚合物組成的纖維，也可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池用隔板，其特征在于，所述電池用隔板是將至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物附著固化于聚烯烴系無紡布上而形成的。

【技術特征摘要】
2015.09.28 JP 2015-1903401.一種電池用隔板，其特征在于，所述電池用隔板是將至少一種陰離子系表面活性劑與酸改性聚烯烴系樹脂的混合物附著固化于聚烯烴系無紡布上而形成的。2.根據權利要求1所述的電池用隔板，其特征在于，所述陰離子系表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、萘磺酸甲醛縮合物的鹽中的任意一種鹽。3.根據權利要求1或2所述的電池用隔板，其特征在于，所述酸改性聚烯烴系樹脂為羧酸改性的聚乙烯系樹脂或聚丙烯系樹脂。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的電池用隔板，其特征在于，陰離子系表面活性劑與至少一種酸改性聚烯烴系樹脂的質量比，是表面活性劑/聚烯烴系樹脂為0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：西森雄平，佐久間貴士，
申請(專利權)人：日本高度紙工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP