碱性电池用隔板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种碱性电池用隔板，其中含有这样一种纤维片材，在发射光电子的逸出角等于约３０°条件下，用Ｘ－射线光电分光计对构成此纤维片材表面纤维的外侧表面测定的场合下，其中存在显示５３０．５－５３１．５ｅＶ（电子伏特）结合能峰的物质；或者结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羟基存在量，比结合在构成纤维片材表面的纤维外侧表面上的羧基存在量多；或者平均氨扑获量在０．４毫摩尔／升以上。本发明专利技术的破性电池用隔板，自放电抑制作用和湿润性优良，而且容量保持率的波动小。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱性电池用隔板(以下有时简称为“隔板”)及其制造方法。本专利技术的碱性电池用隔板，例如可以用于碱性一次电池(例如碱性锰电池、水银电池、氧化银电池或空气电池)或二次电池(例如镍镉电池、银锌电池、银镉电池、镍锌电池、镍氢电池或充电碱性锰电池)，特别是能极好地用于镍镉电池和镍氢电池等中。过去使用隔板的目的在于隔离碱性电池正极和负极防止短路，同时保持电解液，以便能使放电反应顺利地进行。由于这种隔板必须保持氢氧化钾等组成的电解液，所以优选使用耐碱性优良的聚烯烃纤维制成的纤维片材。然而，聚烯烃纤维与电解液之间的亲和性差，电解液保持性极低，所以用各种方法对聚烯烃纤维制成的纤维片材进行亲水处理，赋予电解液的保持性。亲水处理方法之一是使乙烯基单体接枝聚合。例如，在特表平6-509208号公报中，公开了使乙烯基单体接枝聚合在聚烯烃类纤维布帛上制成的隔板。此外上公报还公开了以下工序组成的这种隔板的制造方法使聚烯烃类纤维布帛含浸乙烯基单体溶液的工序和不暴露在氧气中的条件下用紫外线照射布帛的工序。但是，若将这种隔板用在镍镉电池和镍氢电池等电池上，则充电过度时产生的氧使隔板劣化，造成短路，或者因氧气引起的劣化物对极板产生不利影响，缩短电池寿命，且自放电抑制作用也差。本专利技术人为获得能够消除这些缺点的碱性电池用隔板而进行了深入研究，发现若使用构成纤维片材表面的纤维外侧面上存在能显示特定范围结合能峰物质的纤维片材时，可以得到一种难被电池内部产生的氧劣化，耐氧化性和自放电抑制作用均优良的碱性电池用隔板。而且还发现，若使用结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量，比结合在构成纤维片材表面的纤维表面上的羧基存在量多的纤维片材，可以得到一种难被电池内部产生的氧劣化，而且耐氧化性和自放电抑制作用均优良的电池用隔板。此外还发现，例如在氧存在下进行第一步接枝聚合处理，和在用不透气性膜缠绕纤维片材周围的状态下进行第二步接枝聚合处理，可以得到上述的优良纤维片材。本专利技术人为了获得自放电抑制作用更加优良的碱性电池用隔板而进行深入研究，发现使用高氨扑获量纤维片材可以得到自放电抑制作用极为优良的碱性电池用隔板。而且还发现，例如通过使用含有表面活性剂的接枝聚合液进行上述第一步和第二步接枝聚合处理，可以获得高氨扑获量纤维片材。使用这样得到的纤维片材作为碱性电池用隔板时还发现，不仅自放电抑制作用优良，而且还具有优良的湿润性和容量保持率波动性小等优良特性。本专利技术是基于这些发现而完成的。因此，本专利技术课题在于提供一种难被电池内部产生的氧劣化，耐氧化性和自放电抑制作用均优良的。此外，本专利技术课题还特别在于提供一种自放电抑制作用优良的碱性电池用隔板，以及提供一种除自放电抑制作用外，湿润性也优良，而且容量保持率波动小的。本专利技术的其它目的和效果，通过以下说明将会更加清楚。本专利技术涉及一种碱性电池用隔板，其中含有这样一种纤维片材，当发射光电子的逸出角约等于30°条件下，用X-射线光电分光计对构成此隔板表面的纤维的外侧表面测定的场合下，其中存在显示530．5～531．5eV(电子伏特)结合能峰的物质(以下有时称为“表面氧化型纤维片材”)。而且，本专利技术也涉及这样一种碱性电池用隔板，其中含有这样一种纤维片材，其中结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量，比结合在构成纤维片材外侧表面的纤维表面上的羧基存在量多(以下有时称为“内部高羧基化纤维片材”)。此外，本专利技术还涉及一种碱性电池用隔板，其中含有平均氨扑获量在0．4毫摩尔／克以上的纤维片材(以下有时称为“高氨扑获性纤维片材”)。本说明书中所说的“平均氨扑获量”，是指在十处以上测定氨扑获量数值的平均值，而且按照后述的方法，就目标纤维片材任意十处以上测定氨扑获量，算出这些数值的平均值后可以得到。在本说明书中，将具有上述“表面氧化型纤维片材”性质、“内部高羧基化纤维片材”性质和“高氨扑获性纤维片材”性质中一种性质的，或者同时具有这些性质的纤维片材，有时统称为“高性能纤维片材”。本专利技术还涉及碱性电池用隔板的制造方法，其中包括在氧存在下，对附着有能够接枝聚合的单体、低聚物和／或聚合物的纤维片材(即至少附着能够接枝聚合的单体、低聚物和／或聚合物中一种物质的纤维片材)进行接枝聚合处理后，在用不透气性薄膜缠绕纤维片材四周的状态下再进行接枝聚合处理，制备碱性电池隔板用接枝聚合化的纤维片材。此外，本专利技术也涉及碱性电池用隔板的制造方法，其中包括在氧存在下对附着了含有能够接枝聚合的单体、低聚物和／或聚合物以及0．01-3质量％表面活性剂的接枝聚合液的纤维片材进行接枝聚合处理后，用不透气性薄膜覆盖纤维片材上面和下面全部区域的状态下再次进行接枝聚合处理，制备碱性电池隔板用接枝聚合化的纤维片材。附附图说明图1是氨扑获量测定用装置的示意说明图。附图2是在发射光电子逸出角度30°条件下，用X-射线光电分光计测定构成实施例1隔板表面纤维的外侧表面的记录图。附图3是在发射光电子逸出角度为30°条件下，用X-射线光电分光计测定构成对照例1隔板表面纤维的外侧表面的记录图。能够用于本专利技术碱性电池隔板的“表面氧化型纤维片材”，用X-射线光电分光计测定构成这种隔板表面纤维的外侧表面时(在光电子逸出角度为约30°条件下)，可以检出具有530．5～531．5eV(电子伏特)结合能峰的物质。这种具有530．5～531．5eV(电子伏特)结合能峰的物质，据认为是氧原子和／或氧分子，即使在过度充电时等产生氧，由于已经存在氧原子和／或氧分子，几乎不能进一步氧化，所以隔板难被氧劣化。其中，当氧以C=O或O-C=O结合状态存在情况下，可以检出532～533eV的峰；当氧以C-O结合状态存在情况下，可以检出533．5～534．5eV的峰，所以据检出具有530．5～531．5eV峰的物质，可以推定是上述的C=O或O-C=O结合状态和C-O结合状态以外某种特定结合状态存在的物质。此外，由于X-射线光电分光计测定是真空状态下进行，所以仅以物理吸附状态存在于表面上的物质，因测定时逃逸而不能检出。总之，按照已有方法使乙烯基单体、低聚物和／或聚合物接枝聚合时，不能检出具有530．5～531．5eV结合能峰的物质。在能够用于本专利技术的碱性电池隔板上的“内部高羧基化纤维片材”中，结合在构成纤维片材内部的纤维表面上的羧基存在量，多于结合在构成纤维片材表面纤维的外侧表面上的羧基存在量。也就是说，利用X-射线微观分析仪测定构成“内部高羧基化纤维片材”表面的纤维外侧表面和构成纤维片材内部纤维表面的情况下，在构成纤维片材内部纤维的表面上结合有更多羧基。因此，在隔板表面及其附近容易被氧化的羧基存在量少，所以耐氧化性优良。而且由于在构成隔板内部的纤维表面上结合有更多羧基，所以电解液的保持性也优良。包含本专利技术上述“表面氧化型纤维片材”或“内部高羧基化纤维片材”隔板的制造方法，例如在氧存在下对附着有能接枝聚合的单体、低聚物和／或聚合物的纤维片材进行第一步接枝聚合处理后，在纤维片材的四周用不透气性薄膜缠绕，在这种状态下进行第二步接枝聚合处理。据认为按照这种方法，首先在氧存在下进行第一步接枝聚合，在单体、低聚物和／或聚合物进行接枝聚合的同时，在构成纤维片材表面纤维的外侧表面上，还会吸附氧原子和／或氧分子。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性电池用隔板，其中含有这样一种纤维片材，当发射光电子的逸出角约等于３０°条件下，用Ｘ－射线光电分光计对构成此纤维片材表面纤维的外侧表面测定的场合下，其中存在显示５３０．５～５３１．５ｅＶ（电子伏特）结合能峰的物质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中政尚，佐藤和哉，加藤宏一，伊藤康博，山崎洋昭，广冈正纪，川津善章，
申请(专利权)人：日本维林株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]