电池用隔板以及具有该隔板的二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种通过廉价且简单的方法而制得的耐久亲水性高的电池用隔板以及使用该电池用隔板的二次电池。所述电池用隔板是将至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物附着固化于聚烯烃系无纺布上而形成的，其中，至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物的涂布率为1质量%以上且15质量%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%.

【技术实现步骤摘要】
电池用隔板以及具有该隔板的二次电池
本专利技术涉及一种电池用隔板以及具有该电池用隔板的二次电池。
技术介绍
碱性二次电池，例如镍氢电池作为数码相机、便携式音乐播放器、混合动力汽车，笔记本电脑或一次性电池的替代品被广泛地普及。作为镍氢电池的优点是：可以充放电1000次左右而重复使用；体积能量密度为300Wh/L左右，电池容量比镍镉电池高；由于未含有镉，因此环境负荷比镍镉电池低；且与锰干电池或碱性干电池等一次电池相比运转成本低等等。在用于碱性二次电池的隔板中，为了实现正极和负极之间良好的离子传导，需要保持电解液。即，能够耐反复充放电持续维持与碱性电解液的亲和性(亲水性)的能力(以下，将其定义为“耐久亲水性”)变得很重要。进一步，为了正极和负极之间良好的氢气的交换，还需要适度的透气性。在现有的碱性二次电池中，一直使用亲水性高的聚酰胺系无纺布作为隔板。然而，聚酰胺系无纺布存在在碱性电解液中会被缓慢地分解这样的问题。另外，可判明，聚酰胺系无纺布被分解时会存在如下等问题：其被分解时，会产生氨，产生的氨在正极上被氧化成硝酸根离子、硝酸根离子在负极上被还原而恢复成氨，即发生所谓的穿梭反应，由于该反应而导致自放电变大。由此，开始使用化学稳定性优异的聚烯烃系无纺布来代替聚酰胺系无纺布作为隔板。然而，聚烯烃系无纺布的亲水性差，因此，已经提出了通过进行以下所述的各种亲水化处理以确保亲水性。(1)表面活性剂处理(2)电晕放电处理、等离子体处理、UV臭氧处理(3)氟气处理(4)丙烯酸接枝聚合处理(5)磺化处理现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2000-164193号公报专利文献2：JP特开2001-043843号公报专利文献3：JP特开2001-068087号公报专利文献4：JP特开平10-125300号公报专利文献5：JP特公平7-32008号公报专利文献6：JP专利2715153号公报专利文献7：JP专利2762443号公报专利文献8：JP专利2904856号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题上述(1)表面活性剂处理是在无纺布上涂布表面活性剂的比较容易的方法，但是，碱性二次电池在进行反复充放电的过程中，表面活性剂会溶出到电解液中，隔板本身的亲水性丧失，电解液的保持能力急剧下降。也就是说，由于缺乏耐久亲水性，所以存在循环寿命短这样的缺点(专利文献1)。上述(2)电晕放电处理、等离子体处理、UV臭氧处理是通过由各种方法产生的自由基将羧基等极性基团导入无纺布表面的处理方法(专利文献2、专利文献3)。在上述(3)氟气处理中，利用氟气将极性基团导入无纺布表面而赋予亲水性。另外，在上述(4)丙烯酸接枝聚合处理中，使丙烯酸在无纺布表面上接枝聚合而赋予亲水性(专利文献4)。在上述(5)磺化处理中，是通过浓硫酸、氯磺酸、发烟硫酸以及三氧化硫气体等将磺酸基导入无纺布表面中而赋予亲水性(专利文献5～专利文献8)。这样的处理也具有抑制碱性二次电池的自放电的效果，虽然一般用得较多，但是，如果加强处理的话会导致无纺布的机械强度降低，因此不能显著提高亲水性，经常与表面活性剂处理同时使用。通过上述的(2)～(5)处理的无纺布存在如下缺点：存在耐久亲水性高但机械强度降低的情况，其制造设备规模大，处理工序复杂，并且制造成本高。另外，作为其他的聚烯烃系无纺布的亲水化技术，存在在纺丝阶段将亲水剂溶融混合到疏水性树脂中的方法，但是，为了通过这种方法得到具有充分的亲水性的纤维，必须提高亲水剂等的混合率，提高混合率的结果是：纺丝工序缺乏稳定的生产效率，并且，即使使用得到的纤维形成无纺布，也会阻碍纤维之间的粘接，因此存在强度降低的问题。本专利技术鉴于上述聚烯烃系无纺布的亲水化处理方法的问题而提出，其目的在于，提供一种使用廉价且简单的方法而获得的，耐久亲水性高的电池用隔板，以及使用该电池用隔板的二次电池。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，实现上述目的，本专利技术的电池用隔板例如具备如下构成。即，一种电池用隔板，其特征在于，所述电池用隔板是将至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物附着固化于聚烯烃系无纺布上而形成的。另外，例如，特征在于，所述阴离子系表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物的盐中的任意一种盐。另外，例如，特征在于，所述酸改性聚烯烃系树脂为羧酸改性的聚乙烯系树脂或聚丙烯系树脂。进一步地，例如，特征在于，阴离子系表面活性剂与至少一种酸改性聚烯烃系树脂的质量比是表面活性剂/聚烯烃系树脂为0.05以上且1.50以下。另外，例如，特征在于，至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物的涂布率为1质量％以上且15质量％以下。另外，例如，特征在于，所述聚烯烃系无纺布为聚丙烯制无纺布或聚丙烯与聚乙烯制无纺布、马来酸酐改性聚丙烯制无纺布中的任意一种。另外，例如，特征在于，所述电池用隔板是将所述阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物附着固化于构成所述聚烯烃系无纺布的纤维表面上而形成的。另外，提供一种二次电池，其特征在于，所述二次电池使用上述任一项所述的电池用隔板。另外，二次电池的特征在于所述二次电池为镍氢二次电池。专利技术效果根据本专利技术，可以提供通过廉价且简单的方法而获得的强度不会降低，并具有高初始亲水性、高耐久亲水性的电池用隔板。另外，还可以提供使用该电池用隔板，并具有优良的循环特性的二次电池。具体实施方式以下，详细说明本专利技术的一个实施方式。除了本实施方式以及实施例所示的示例，专利技术人还对各种材料、构成比例进行实验研究，结果发现：通过在由无纺布组成的隔板的纤维表面上附着阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物，可得到强度不会降低，并具有高初始亲水性、高耐久亲水性的电池用隔板。阴离子系表面活性剂具有优良的亲水性。因此，涂布于隔板时亲水性提高。但是，由于耐水性低，所以会溶出到电解液中，失去耐久亲水性。由此，对于是否能够解决此问题而反复进行了各种研究和实验，发现若制成阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物，则能够解决上述技术问题。即，通过将溶解于电解液中的阴离子系表面活性剂与不溶于电解液的酸改性聚烯烃系树脂相混合，并在无纺布表面上进行固化，能够实现持续发挥强亲水性，且具有耐久亲水性的隔板。酸改性聚烯烃系树脂与未进行酸改性的聚烯烃系树脂相比，其与阴离子系表面活性剂的亲和性高。因此，在涂布混合液，并固化在无纺布表面上时，能够以均匀地混合的状态固化。如此得到的无纺布作为隔板使用时，由于表层存在阴离子系表面活性剂，因此初始亲水性优良。另外，由于阴离子系表面活性剂为被酸改性聚烯烃系树脂固定的状态，因此，即使浸泡电解液时，也很难因反复充放电而脱落，其可具有耐久亲水性。即便是由于某些原因而在纤维表层暴露的阴离子系表面活性剂脱落，由于进入到酸改性聚烯烃系树脂内部的阴离子表面活性剂露出到纤维表层，也不会发生亲水性降低的现象。即根据本实施方式，初始亲水性的赋予与耐久亲水性的赋予可同时通过简单的方法进行，且强度不会降低，可得到优良的隔板。<无纺布>本实施方式的用于电池用隔板的无纺布，优选地，由聚烯烃系树脂组成的纤维构成。聚烯烃系树脂组成的纤维可以是单一聚合物组成的纤维，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池用隔板，其特征在于，所述电池用隔板是将至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物附着固化于聚烯烃系无纺布上而形成的。

【技术特征摘要】
2015.09.28 JP 2015-1903401.一种电池用隔板，其特征在于，所述电池用隔板是将至少一种阴离子系表面活性剂与酸改性聚烯烃系树脂的混合物附着固化于聚烯烃系无纺布上而形成的。2.根据权利要求1所述的电池用隔板，其特征在于，所述阴离子系表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物的盐中的任意一种盐。3.根据权利要求1或2所述的电池用隔板，其特征在于，所述酸改性聚烯烃系树脂为羧酸改性的聚乙烯系树脂或聚丙烯系树脂。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电池用隔板，其特征在于，阴离子系表面活性剂与至少一种酸改性聚烯烃系树脂的质量比，是表面活性剂/聚烯烃系树脂为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：西森雄平，佐久间贵士，
申请(专利权)人：日本高度纸工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP