[发明专利]电池用隔膜及使用该隔膜的碱性二次电池

说明书

                技术领域

本发明涉及电池用隔膜及使用该隔膜的碱性二次电池。

                背景技术

对于镍-镉、镍-氢等碱性二次电池中使用的隔膜来说，一般都要求具有在高温下的耐碱性和耐氧化性等的化学稳定性、电解液保持性、透气性等各种性能，为了解决这一问题，迄今为止都是主要使用烯烃类纤维作为隔膜的构成基材。

然而，虽然烯烃类纤维隔膜的化学稳定性非常优良，但是其疏水性强，与电解液的亲合性差，电解液保持性也差，在长期地反复进行充放电操作时容易导致电解液挥发至干。

因此，为了解决烯烃类纤维存在的问题，有人提出了对非织布薄片施加各种亲水性处理的方法，其中包括：

a、使用表面活性剂作为水溶性湿润性赋予剂进行后处理的方法；

b、利用紫外线或电子射线使丙烯酸、丙烯酸酯等丙烯酸树脂类单体或聚合物进行接枝聚合的方法；

c、在惰性气体中使用氧气或氟气进行氧化处理的方法；

d、使用发烟硫酸、浓硫酸、氯磺酸、亚硫酸气等进行磺化处理的方法等。

另外，有人提出的一种方案是，为了提高碱性二次电池的放电特性等，利用粘合剂将一种具有金属离子吸附性的无机微粉体(硅酸镁)固定于一种由耐碱性合成纤维制成的隔膜表层部上，以便防止这些微粉体从隔膜表层上脱落并进入电解液中，并且利用这些微粉体将金属离子吸附从而防止金属离子朝反极性方向转移(特公昭52-37574号公报)。

另外还有人提出的一种方案是，在一种由烯烃类树脂纤维构成的多孔质薄片上赋予一层由乙烯-不饱和羧酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物作为基体并通过添加熔融混合金属阳离子(特别是锌离子)而获得的离子键聚合物树脂(特开平4-232158号公报)。

在上述现有技术中，施加亲水性处理的隔膜存在下述问题。也就是说，就上述a、c的方法而言，由于电池的长期保存或充放电的反复进行，使得表面活性剂或氧化物(-COOH、-OH)等从烯烃类纤维上简单地脱落，因此，在隔膜中的电解液逐渐枯竭，引起电池的内阻上升，从而降低了其放电容量。

对于上述b方法的隔膜来说，由于丙烯酸类树脂缺乏耐热性和耐氧化性，因而使得电池在高温情况下的寿命变短。另外，由于在接枝反应中使用紫外线或电子射线，因此引起烯烃类纤维的劣化，从而产生微小短路的危险。而且，由于需要一个将接技聚合时产生的副产物(均聚物)洗去的洗涤工序，因此存在制造成本高的问题。

另外，对于上述d方法的隔膜来说，虽然其耐热性、耐碱性、耐氧化性均优良，但是它缺乏电解液保持性，为了改善它的电解液保持性，必须使用发烟硫酸等强酸来提高其磺化率，因此引起烯烃类纤维的劣化，从而产生微小短路的危险。另外，在磺化处理后需要一个用于将未反应的硫酸洗去的洗涤工序，因此存在制造成本高的问题。

另外，对于利用粘合剂来将无机微粉体固定的隔膜来说，由于所用的粘合剂是水系树脂，而耐碱性纤维是疏水性的，因此在粘合剂与耐碱性纤维之间的结合力弱，使得无机微粉体容易脱落，而如果使用大量的粘合剂，则无机微粉体的表面完全被粘合剂覆盖，从而很难发挥它对金属离子的吸附性能，另外，如果使用水系分散树脂(乳液)，则由于其中的乳化利溶解于电解液中而给电池性能带来不利的影响。

可是在近年来，伴随着使用碱性二次电池的制品(便携式电话和笔记本型个人电子计算机等的移动式电子设备)的高性能化，对电池的性能(长寿命、大容量化、小型化等)提出了更高的要求，而上述的现有技术不能充分适应这些要求，这是目前的实际情况。

                      发明的公开

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种电解液保持性、离子交换容量和强度均较高，耐碱性和耐氧化性也优良，能够抑制自放电现象并能谋求电池的长寿命化，并且能够廉价地制造的电池用隔膜以及使用该隔膜的碱性二次电池。