[发明专利]电池用隔板结构体及具有该隔板结构体的铅蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池用隔板结构体及具有该隔板结构体的铅蓄电池，具体地说，涉及能够提供工艺简化、成本低廉且性能优良的电池用隔板结构体及具有该隔板结构体的铅蓄电池。

背景技术

对于铅蓄电池等二次电池来说，在正极板与负极板之间，夹有由绝缘性的多孔材料构成的隔板，该隔板要求具有电绝缘性和离子传导性。随着电子设备的小型化及轻量化在迅速地发展，也要求用作电源的二次电池具有较小的体积和较高的充放电容量，减小电池正负极板之间的距离是在保持容量不变的情况下减小体积的有效途径，但是正负极板靠得太近就会有内部短路的危险，隔板的作用就是既可使正负极板尽量靠近而又可避免它们相互接触短路。好的隔板材料需要具有良好的电解液吸收(吸附)性能和高的力学强度。从减小极板组的体积的观点考虑，优选将隔板更薄型化。当正极板与负极板发生短路时，电池内部温度会上升，这时也要求隔板有确保安全性的功能。另外，从维持电池的功率特性和充放电容量的观点考虑，还需要确保隔板的离子透过性以及吸收和保持电解液的性能。

另一方面，二次电池要求很高的循环特性即循环寿命。在使用的过程中，当反复进行二次电池的充放电时，电池性能会逐渐降低。当电池性能降低时，电池内压有时会上升，从而在正极板和负极板之间施加较大的压力。这时，由于隔板为多孔质，与正极板和负极板相比，更容易发生压缩或变形。即，电池内压上升时隔板有容易被挤坏的倾向。随着隔板发生压缩或变形，隔板的孔隙度减少，结果隔板的孔隙中所保持的电解液的量减少，会妨碍离子的移动，从而随着充放电的反复进行，电池阻抗逐渐增大。因此，为了改善循环特性，可以通过改良隔板的阻抗和透气性来进行。

鉴于隔板的结构和性能大大影响着二次电池的体积、功率特性、充放电容量以及循环寿命，所以在现有技术中提出了对隔板的结构和性能进行改进的各种方案。

日本专利特开平10-40896公开了一种不易发生内部短路、寿命长的密闭型铅蓄电池，其中使用的隔板由经过亲水化处理的合成纤维制无纺布和玻璃纤维垫构成，上述合成纤维制无纺布被制成袋状，其是通过聚丙烯纤维和聚乙烯纤维混抄而成并进行了磺化处理作为亲水化处理。

日本专利特开平7-147154公开了一种不易发生短路、电解液保持性优良且能够长时间进行起电反应的碱性电池用隔板，该隔板是通过对由聚烯烃系纤维构成的水流交织无纺布用乙烯基单体接枝聚合而进行亲水化处理而成的，其中上述聚烯烃系纤维是以聚烯烃系分割型复合纤维分割而成的超细纤维为主体，上述水流交织无纺布是通过将未分割的纤维(直径为0.5～9旦，即为0.056～10dtex，0.06～10μm)和分割了的超细纤维(直径为0.01～0.4旦，即为0.011～0.44dtex，0.01～0.45μm)进行交织而制成无纺布的。而且，为了提高上述隔板的强度，还优选用低熔点的聚烯烃系粘接纤维对水流交织无纺布进行粘接。

日本专利昭61-96659公开了一种用于得到充放电循环寿命长的密闭型铅蓄电池的袋状隔板，该隔板是通过将以耐酸性高的热塑性合成树脂纤维为主体的毡垫状无纺布进行熔融粘接而制成袋状。在该专利文献的实施例中列举了具有下述组成的毡垫状无纺布：含量为10重量％的用于增强强度的丙烯腈系纤维、含量为5重量％的作为粘合剂的丙烯酸树脂、作为主体的耐酸性高的热塑性合成树脂纤维是含量为70重量％的聚丙烯细纤维，以及用于控制孔隙度的含量为15重量％的纤维直径为3μm的玻璃纤维。

如上所述，在现有技术中，铅蓄电池用隔板所使用的主体材料通常使用玻璃纤维、经亲水化处理的聚丙烯等聚烯烃系热塑性合成树脂纤维或无纺布、经亲水化处理的尼龙无纺布等。也就是说，热塑性合成树脂纤维或无纺布均需要经过亲水化处理，这是因为在重复进行充电和放电时，经过亲水化处理的隔板材料具有高水平的自放电性能。但是，许多种类的热塑性合成树脂纤维的亲水性不佳，而且在现有技术中又没有合适的亲水化处理方法对这些热塑性合成树脂纤维进行亲水化处理，由此导致了这些热塑性合成树脂纤维不能在电池的隔板材料中使用。而且，虽说上述的聚烯烃系热塑性合成树脂纤维能够进行亲水化处理，但是亲水化处理本身需要繁杂的工艺，并且经过亲水化处理后的纤维或无纺布价格大幅度提高，导致整个电池成本的提高。

因此，迫切需要能够用作二次电池隔板材料的价格低廉的合成树脂纤维或无纺布。

发明内容

本发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供工艺简化、成本低廉且性能优良的电池用隔板结构体及具有该隔板结构体的铅蓄电池。

解决该问题的手段