碱性电池用隔膜以及碱性电池制造技术

本发明专利技术提供一种防止内部短路的可靠性提高，具有更好的保液性和屏蔽性的碱性电池用隔膜以及碱性电池。为此，提供一种碱性电池用隔膜，其由至少含有耐碱性纤维素纤维和耐碱性合成纤维且通过粘合剂成分进行粘合的湿式不织布形成，该湿式不织布的平均孔径为1～10μm。还提供一种使用了如下湿式不织布的碱性电池用隔膜，该湿式不织布的最大孔径为20～60μm，浸渍于40质量％KOH水溶液时的保液率为400～700％，浸渍于40质量％KOH水溶液时的溶胀率为30～45％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱性电池用隔膜以及碱性电池
本专利技术涉及碱性电池用隔膜以及碱性电池，例如，在碱性锰电池、氧化银电池、汞电池、锌空气电池等的各种碱性电池中使用的碱性电池用隔膜以及使用该隔膜的碱性电池。
技术介绍
以往用于将碱性电池中的正极活性物质和负极活性物质隔开的隔膜所需求的特性可列举如下：防止正极活性物质与负极活性物质的接触导致的内部短路和导电性的金属氧化物的针状晶体(枝晶)导致的内部短路；对于二氧化锰、羟基氧化镍、氧化银等的正极活性物质和氢氧化钾等的电解液不会产生收缩以及变质的耐久性；并且为了不发生起电反应而长期保持足量的电解液；不妨碍离子传导。在隔膜的制造中，将丝光化浆料、棉短绒浆料、波里诺西克纤维、溶剂纺丝纤维素纤维等的能够原纤化的纤维素纤维，根据需要进行叩解，将纤维原纤化后使用。通过原纤化的纤维素纤维赋予隔膜以致密性，能够防止枝晶导致的内部短路的产生。作为使用了这类能够原纤化的纤维素纤维的碱性电池用隔膜，例如专利文献1以及专利文献2中提出了通过控制隔膜的平均孔径，防止组装电池时的内部短路的碱性电池用隔膜。作为上述的专利文献1以及专利文献2公开的隔膜所使用的溶剂纺丝纤维素纤维，目前，已知有如莱赛尔(注册商标)或天丝(注册商标)的再生纤维素纤维，通过与丝光化浆料、溶解浆料等耐碱性纤维素浆料同样地将纤维原纤化并进行调配，可得到两极活性物质的屏蔽特性优良的隔膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-26877号公报专利文献2：日本特表2005－525675号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在以往的碱性电池用隔膜中，将合成纤维和纤维素纤维混抄而得到的隔膜，虽然具有对于电解液、两极活性物质的耐久性和电解液的保持性，但是在隔膜的孔径大的情况下，在防止两极活性物质的接触导致的内部短路和枝晶导致的内部短路的方面，存在屏蔽性不充分的技术问题。为了解决这个问题，在制造隔膜时，采取了对能够原纤化的纤维素纤维进行叩解并进行调配，并调配细度小的合成纤维的方法。另外，在作为隔膜使用时，还采取了层叠数层隔膜以缩小明显的孔径，与赛璐玢(注册商标)薄膜、聚乙烯多孔膜等的孔径小的隔膜材料重叠使用等方法。在上述的专利文献1以及专利文献2中，着眼于隔膜的平均孔径，提出了屏蔽性优良的隔膜，这些隔膜的屏蔽性与保液性的平衡良好，作为隔膜示出了良好的性能。然而，难以实现在具有高的保液性的同时，具有近年来要求逐渐提高的更进一步的屏蔽性的隔膜。解决技术问题的方法本专利技术的目的在于解决上述技术问题，作为解决所涉及的技术问题的一个方面，例如，具备以下的结构。即，本专利技术的碱性电池用隔膜的特征在于，是由至少含有耐碱性纤维素纤维和耐碱性合成纤维且通过粘合剂成分而粘合的湿式不织布形成的碱性电池用隔膜，所述湿式不织布的平均孔径为1～10μm。本专利技术的特征在于，例如，所述湿式不织布的最大孔径为20～60μm，浸渍于40质量％KOH水溶液时的保液率为400～700％，浸渍于40质量％KOH水溶液时的溶胀率为30～45％。另外，特征在于，例如，所述湿式不织布的最大孔径为15～35μm，浸渍于40质量％KOH水溶液时的保液率为450～700％，浸渍于40质量％KOH水溶液时的溶胀率为45～55％。本专利技术的特征在于，例如，所述耐碱性纤维素纤维，至少包含原纤化溶剂纺丝纤维素纤维和非原纤化纤维素。特征在于，例如，所述耐碱性合成纤维至少包含聚丙烯纤维。特征在于，例如，所述耐碱性合成纤维至少包含非缩醛化聚乙烯醇纤维和缩醛化聚乙烯醇纤维。另外，特征在于，例如，所述非原纤化纤维素至少包含再生纤维素纤维。另外，本专利技术的碱性电池的特征在于，采用上文所述的碱性电池用隔膜作为隔膜。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种防止内部短路的可靠性提高，实现了进一步的屏蔽性提高的碱性电池用隔膜以及碱性电池。附图说明图1是使用了本专利技术的实施方式例的碱性电池用隔膜的碱性电池的中央纵截面图。具体实施方式以下，参照附图以及表，详细说明本专利技术的实施方式例。首先说明本专利技术的第1实施方式例。＜第1实施方式例＞一般，隔膜的平均孔径越小屏蔽性越高，对于组装入电池时的短路的可靠性提高。本申请的专利技术人，以进一步提高隔膜的屏蔽性能为目的，重复进行各种实验、测量，结果发现，在一定程度以上即使降低平均孔径，屏蔽性也不会提高。可认为这是由于以下的理由。湿式不织布是将原料分散在水中，使用丝网等脱去水(过滤)从而形成片材的。湿式不织布的孔通过脱水时纤维的脱落等而产生，因此在湿式不织布的制造方法上，难以完全消除孔。为了降低平均孔径，必须致密地填充湿式不织布中的纤维。因此，采取了以湿式不织布中的纤维沿抄纸机的流动方向取向并排列的方式形成纸层的方法。然而，为了制造这类纤维以排列的方式进行取向的湿式不织布，制造时的抄纸速度必须很快。因此，与抄纸速度相应地脱水能力必须高，可认为脱水能力的提高导致产生的孔变大，结果是隔膜的屏蔽性没有提高。如上文所述本申请的专利技术人发现，即使控制平均孔径，对最大孔径的降低也有极限，也就是说，发现平均孔径的控制与最大孔径的控制无相关性。鉴于该结果，通过具备下文中说明的结构，实现了可解决上述技术问题的隔膜。即，根据本专利技术的第1实施方式例，例如，能够提供一种隔膜，该隔膜可防止金属氧化物的枝晶等导致的内部短路，可谋求屏蔽性和放电性能的提高，同时使保液性、溶胀率充足。具体地，能够提供一种由耐碱性纤维素纤维、耐碱性合成纤维和粘合剂成分形成的，最大孔径为20～60μm，平均孔径为1.0～10.0μm，浸渍于40质量％KOH时的保液率为400～700％，浸渍于40质量％KOH时的溶胀率为30～45％的湿式不织布构成的碱性电池用隔膜。如上文所述，为了提高隔膜的屏蔽性，不仅是平均孔径，最大孔径的控制也非常重要。第1实施方式例的隔膜的最大孔径为20.0～60.0μm。当最大孔径超过60.0μm时，会形成屏蔽性低的隔膜，组装电池时会产生短路。另外，当最大孔径小于20μm时，隔膜过于致密，存在组装电池时的阻抗值增大的情况。在本实施方式例中，为了控制最大孔径，控制用以下的式1表示的湿式不织布的拉伸强度的纵横比(MD/CD比)。纵横比＝不织布的流动方向(MD)的拉伸强度/与不织布的流动方向垂直的方向(CD)的拉伸强度…式1在本实施方式例中，将拉伸强度的纵横比用作不织布的取向性的指标。一般而言，在湿式不织布的制造方法上，纤维容易沿MD方向取向，MD方向的拉伸强度比CD方向的拉伸强度更强。如上文所述，当增强纤维的取向时，虽然能够减小平均孔径，但是无法控制最大孔径。在本实施方式例中，通过使拉伸强度的纵横比在1.0～2.5的范围内，从而将最大孔径控制在20.0～60.0μm的范围内。在拉伸强度的纵横比小于1.0的情况下，隔膜的MD方向的抗弯刚度会产生偏差，在制造电池时，存在隔膜的加工性降低的情况。另一方面，当拉伸强度的纵横比超过2.5时，难以降低隔膜的最大孔径，且隔膜的CD方向的抗弯刚度会产生偏差，在制造电池时，存在隔膜的加工性降低的情况。如此，拉伸强度的纵横比，不仅是隔膜的最大孔径，还是对用于电池时的加工性造成影响的重要的指标。而且，例如，在抄纸时，通过控制原料浆液的流速J(m/min)和抄纸丝网的运转速度W(m/min)之比(J/W比)，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性电池用隔膜，其特征在于，由至少含有耐碱性纤维素纤维和耐碱性合成纤维且通过粘合剂成分进行粘合的湿式不织布形成，所述湿式不织布的平均孔径为1～10μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 JP 2016-038282;2016.02.29 JP 2016-038281.一种碱性电池用隔膜，其特征在于，由至少含有耐碱性纤维素纤维和耐碱性合成纤维且通过粘合剂成分进行粘合的湿式不织布形成，所述湿式不织布的平均孔径为1～10μm。2.如权利要求1所述的碱性电池用隔膜，其特征在于，所述湿式不织布的最大孔径为20～60μm，浸渍于40质量％KOH水溶液时的保液率为400～700％，浸渍于40质量％KOH水溶液时的溶胀率为30～45％。3.如权利要求1所述的碱性电池用隔膜，其特征在于，所述湿式不织布的最大孔径为15～35μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川健太郎，川泽直也，黑岩正宽，
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