專利名稱：電池用隔板結(jié)構(gòu)體及具有該隔板結(jié)構(gòu)體的鉛蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池用隔板結(jié)構(gòu)體及具有該隔板結(jié)構(gòu)體的鉛蓄電池，具體地說，涉及能夠提供工藝簡化、成本低廉且性能優(yōu)良的電池用隔板結(jié)構(gòu)體及具有該隔板結(jié)構(gòu)體的鉛蓄電池。
背景技術(shù)：
對于鉛蓄電池等二次電池來說，在正極板與負(fù)極板之間，夾有由絕緣性的多孔材料構(gòu)成的隔板，該隔板要求具有電絕緣性和離子傳導(dǎo)性。隨著電子設(shè)備的小型化及輕量化在迅速地發(fā)展，也要求用作電源的二次電池具有較小的體積和較高的充放電容量，減小電池正負(fù)極板之間的距離是在保持容量不變的情況下減小體積的有效途徑，但是正負(fù)極板靠得太近就會有內(nèi)部短路的危險，隔板的作用就是既可使正負(fù)極板盡量靠近而又可避免它們相互接觸短路。好的隔板材料需要具有良好的電解液吸收(吸附)性能和高的力學(xué)強度。從減小極板組的體積的觀點考慮，優(yōu)選將隔板更薄型化。當(dāng)正極板與負(fù)極板發(fā)生短路時，電池內(nèi)部溫度會上升，這時也要求隔板有確保安全性的功能。另外，從維持電池的功率特性和充放電容量的觀點考慮，還需要確保隔板的離子透過性以及吸收和保持電解液的性能。另一方面，二次電池要求很高的循環(huán)特性即循環(huán)壽命。在使用的過程中，當(dāng)反復(fù)進行二次電池的充放電時，電池性能會逐漸降低。當(dāng)電池性能降低時，電池內(nèi)壓有時會上升，從而在正極板和負(fù)極板之間施加較大的壓力。這時，由于隔板為多孔質(zhì)，與正極板和負(fù)極板相比，更容易發(fā)生壓縮或變形。即，電池內(nèi)壓上升時隔板有容易被擠壞的傾向。隨著隔板發(fā)生壓縮或變形，隔板的孔隙度減少，結(jié)果隔 板的孔隙中所保持的電解液的量減少，會妨礙離子的移動，從而隨著充放電的反復(fù)進行，電池阻抗逐漸增大。因此，為了改善循環(huán)特性，可以通過改良隔板的阻抗和透氣性來進行。鑒于隔板的結(jié)構(gòu)和性能大大影響著二次電池的體積、功率特性、充放電容量以及循環(huán)壽命，所以在現(xiàn)有技術(shù)中提出了對隔板的結(jié)構(gòu)和性能進行改進的各種方案。日本專利特開平10-40896公開了一種不易發(fā)生內(nèi)部短路、壽命長的密閉型鉛蓄電池，其中使用的隔板由經(jīng)過親水化處理的合成纖維制無紡布和玻璃纖維墊構(gòu)成，上述合成纖維制無紡布被制成袋狀，其是通過聚丙烯纖維和聚乙烯纖維混抄而成并進行了磺化處理作為親水化處理。日本專利特開平7-147154公開了一種不易發(fā)生短路、電解液保持性優(yōu)良且能夠長時間進行起電反應(yīng)的堿性電池用隔板，該隔板是通過對由聚烯烴系纖維構(gòu)成的水流交織無紡布用乙烯基單體接枝聚合而進行親水化處理而成的，其中上述聚烯烴系纖維是以聚烯烴系分割型復(fù)合纖維分割而成的超細(xì)纖維為主體，上述水流交織無紡布是通過將未分割的纖維(直徑為0. 5 9旦，即為0. 056 10dtex，0. 06 IOiim)和分割了的超細(xì)纖維(直徑為0. 01 0. 4旦，即為0. 011 0. 44dtex, 0. 01 0. 45 y m)進行交織而制成無紡布的。而且，為了提高上述隔板的強度，還優(yōu)選用低熔點的聚烯烴系粘接纖維對水流交織無紡布進行粘接。
日本專利昭61-96659公開了一種用于得到充放電循環(huán)壽命長的密閉型鉛蓄電池的袋狀隔板，該隔板是通過將以耐酸性高的熱塑性合成樹脂纖維為主體的氈墊狀無紡布進行熔融粘接而制成袋狀。在該專利文獻的實施例中列舉了具有下述組成的氈墊狀無紡布含量為10重量％的用于增強強度的丙烯腈系纖維、含量為5重量％的作為粘合劑的丙烯酸樹脂、作為主體的耐酸性高的熱塑性合成樹脂纖維是含量為70重量％的聚丙烯細(xì)纖維，以及用于控制孔隙度的含量為15重量％的纖維直徑為3 的玻璃纖維。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，鉛蓄電池用隔板所使用的主體材料通常使用玻璃纖維、經(jīng)親水化處理的聚丙烯等聚烯烴系熱塑性合成樹脂纖維或無紡布、經(jīng)親水化處理的尼龍無紡布等。也就是說，熱塑性合成樹脂纖維或無紡布均需要經(jīng)過親水化處理，這是因為在重復(fù)進行充電和放電時，經(jīng)過親水化處理的隔板材料具有高水平的自放電性能。但是，許多種類的熱塑性合成樹脂纖維的親水性不佳，而且在現(xiàn)有技術(shù)中又沒有合適的親水化處理方法對這些熱塑性合成樹脂纖維進行親水化處理，由此導(dǎo)致了這些熱塑性合成樹脂纖維不能在電池的隔板材料中使用。而且，雖說上述的聚烯烴系熱塑性合成樹脂纖維能夠進行親水化處理，但是親水化處理本身需要繁雜的工藝，并且經(jīng)過親水化處理后的纖維或無紡布價格大幅度提高，導(dǎo)致整個電池成本的提高。因此，迫切需要能夠用作二次電池隔板材料的價格低廉的合成樹脂纖維或無紡布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供工藝簡化、成本低廉且性能優(yōu)良的電池用隔板結(jié)構(gòu)體及具有該隔板結(jié)構(gòu)體的鉛蓄電池。解決該問題的手段本發(fā)明提供一種電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，其包含丙烯腈系纖維無紡布隔板和玻璃纖維墊隔板的層疊體，其中上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中至少采用了直徑為0. 5iim 2. Oiim的丙烯腈系細(xì)纖維。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中還采用直徑為2. 5 y m以上的丙烯腈系粗纖維。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系粗纖維的直徑為2. 5 8. 0 u m0根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，上述丙烯腈系細(xì)纖維的含量大于上述丙烯腈系粗纖維。 根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，上述丙烯腈系細(xì)纖維的含量為50重量％ 100重量％。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，上述丙烯腈系粗纖維的含量大于0重量％且小于等于50重量％。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板的單位面積重量為 45g/m2 80g/m2。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中所采用的丙烯腈系細(xì)纖維和丙烯腈系粗纖維是通過濕法紡絲法制成的。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板為袋狀，上述玻璃纖維墊隔板為薄板狀，分別在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩面上層疊有上述玻璃纖維墊隔板。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述正極板和/或負(fù)極板的集電體是拉網(wǎng)格柵。根據(jù)本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中還采用了直徑為2. 0 5. 0 y m的聚丙烯纖維等聚烯烴系纖維。本發(fā)明提供一種極板組，其中，其由多片正極板和多片負(fù)極板隔著上述電池用隔板結(jié)構(gòu)體交替排列而成。本發(fā)明還提供一種鉛蓄電池，其中，其具備上述極板組。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，所提供的隔板結(jié)構(gòu)體通過使用丙烯腈系纖維代替以往的聚烯烴系熱塑性合成樹脂纖維，不需進行親水化處理，從而工藝簡化、成本低廉且性能優(yōu)良，而且即使很薄，其耐久性也很優(yōu)良，從而可以確保電池的安全性和循環(huán)壽命特性。根據(jù)本發(fā)明，所提供的鉛蓄電池使用了上述隔板結(jié)構(gòu)體，從而安全性和循環(huán)壽命特性也優(yōu)良。


圖1是具有本發(fā)明的隔板結(jié)構(gòu)體的極板組的示意圖。圖2(a)為本發(fā)明 的丙烯腈系纖維無紡布隔板中所使用的丙烯腈系纖維的顯微鏡照片。圖2(b)是圖2(a)中的丙烯腈系纖維的表面上的皺褶的放大照片。圖3(a)是由現(xiàn)有的經(jīng)過作為親水化處理的磺化處理后的聚丙烯纖維制成的無紡布隔板中聚丙烯細(xì)纖維和粗纖維的分布狀態(tài)的顯微鏡照片。圖3(b)是圖3(a)中的大圓圈所表示的聚丙烯粗纖維的放大照片。圖4是具有本發(fā)明的隔板結(jié)構(gòu)體的極板組的實施形態(tài)的示意圖。圖4(a)是表示上述實施形態(tài)的第一種方案的側(cè)面剖視圖，圖4(b)是表示上述實施形態(tài)的第二種方案的側(cè)面剖視圖，圖4(c)是上述實施形態(tài)的第一種方案的俯視圖，圖4(d)是表示上述實施形態(tài)的第二種方案的俯視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明進行說明。在附圖中，為了簡化說明，對具有實質(zhì)上相同的功能的構(gòu)成要件用同一參考符號表示。另外，本發(fā)明并不限于以下的實施方式。本發(fā)明的電池用隔板結(jié)構(gòu)體包含丙烯腈系纖維無紡布隔板和玻璃纖維墊隔板的層疊體，其中通過對丙烯腈系纖維及其無紡布的組成和結(jié)構(gòu)以及玻璃纖維及其氈墊的組成和結(jié)構(gòu)進行設(shè)計、以及對上述兩個隔板之間的配置關(guān)系進行優(yōu)化，從而使用親水性較低且未經(jīng)親水化處理的丙烯腈系纖維無紡布，也能夠?qū)崿F(xiàn)工藝簡化、成本低廉且性能優(yōu)良的電池用隔板。圖1是具有本發(fā)明的隔板結(jié)構(gòu)體的極板組的示意圖。其中隔板結(jié)構(gòu)體由丙烯腈系纖維無紡布隔板4a和玻璃纖維墊隔板4b的層疊體構(gòu)成，并夾持在正極板2和負(fù)極板3之間。本發(fā)明的極板組是由多片正極板和多片負(fù)極板隔著上述電池用隔板結(jié)構(gòu)體交替排列而成。本發(fā)明的鉛蓄電池的特征在于具備上述極板組。本發(fā)明的鉛蓄電池可以是開放式的液式鉛蓄電池或密封式的閥控式鉛蓄電池，但優(yōu)選為密封式的閥控式鉛蓄電池。作為由丙烯腈系纖維無紡布隔板和玻璃纖維墊隔板的層疊體構(gòu)成的隔板結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選是下述的隔板結(jié)構(gòu)體丙烯腈系纖維無紡布隔板為袋狀，玻璃纖維墊隔板為薄板狀，分別在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩面上層疊有上述玻璃纖維墊隔板。這樣的隔板結(jié)構(gòu)體與正極板和負(fù)極板之間的配置形態(tài)可以為下述(I) (4)中的任一個(I)將正極板和負(fù)極板中的一個極板裝入預(yù)先制成的袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板中，然后分別在上述袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩面上層疊薄板狀的玻璃纖維墊隔板；(2)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，將該丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀，然后分別在該袋狀隔板的兩面上層疊玻璃纖維墊隔板；(3)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片薄板狀的玻璃纖維墊隔板夾住，再用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，然后將丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀；(4)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片玻璃纖維墊隔板夾住，然后裝入預(yù)先制成的袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板中。圖4是具有上述隔板結(jié)構(gòu)體的極板組的實施形態(tài)的示意圖。圖4(a)是表示上述實施形態(tài)的第一種方案的側(cè)面剖視圖，圖4(c)是上述實施形態(tài)的第一種方案的俯視圖。該第一種方案可以是下述兩種情況(A)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，將該丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀，然后 分別在該袋狀隔板的兩面上層疊玻璃纖維墊隔板；(B)預(yù)先將上述丙烯腈系纖維無紡布隔板制成袋狀隔板，將正極板和負(fù)極板中的一個極板裝入上述袋狀隔板中，然后分別在該袋狀隔板的兩面上層疊玻璃纖維墊隔板，上述袋狀隔板是通過將裁切成適當(dāng)大小的丙烯腈系纖維無紡布對折成足以裝入極板的尺寸，然后將相面向的左右兩端部熔融粘合而制成的。結(jié)果，如圖4(a)所示，該極板組的結(jié)構(gòu)依次包含負(fù)極板、玻璃纖維墊隔板4b、丙烯腈系纖維無紡布隔板4a、正極板、丙烯腈系纖維無紡布隔板4a和玻璃纖維墊隔板4b，其中負(fù)極板和正極板的位置可以互換。圖4(b)是表示上述實施形態(tài)的第二種方案的側(cè)面剖視圖，圖4(d)是表示上述實施形態(tài)的第二種方案的俯視圖。第二種方案可以是下述兩種情況(A)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片玻璃纖維墊隔板夾住，再用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，然后將丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀；(B)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片玻璃纖維墊隔板夾住，然后裝入預(yù)先制成的袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板中，上述袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板是通過將裁切成適當(dāng)大小的丙烯腈系纖維無紡布對折成足以裝入極板的尺寸，然后將相面向的左右兩端部熔融粘合而制成的。結(jié)果，如圖4 (b)所示，該極板組的結(jié)構(gòu)依次包含負(fù)極板、丙烯腈系纖維無紡布隔板4a、玻璃纖維墊隔板4b、正極板、玻璃纖維墊隔板4b和丙烯腈系纖維無紡布隔板4a，其中負(fù)極板和正極板的位置可以互換。在本發(fā)明的袋狀隔板結(jié)構(gòu)體中優(yōu)選裝入正極板。這是因為在以鉛蓄電池為代表的二次電池中，電池容量就是指正極的電容量，電池的放電反應(yīng)是在隔著隔板相面向的正極和負(fù)極之間進行的，因此理想的是正極的兩面均與負(fù)極相面向，因此從提高充放電效率和成本控制的觀點考慮，優(yōu)選的是上述極板組的最外側(cè)均為負(fù)極板，即負(fù)極板比正極板多I片。上述正極板的集電體優(yōu)選是拉網(wǎng)格柵(以下有時稱作exp)，這時作為正極板的集電體的拉網(wǎng)格柵沒有橫邊骨，不會使正極的導(dǎo)電性過大，因此正極的集電性相對地下降，從而避免了高率放電時正極活物質(zhì)的過放電，從而能夠得到電池長壽命化的效果。負(fù)極板的集電體可以是拉網(wǎng)格柵或鑄造格柵(以下有時稱作cast)。即使正極板和負(fù)極板的集電體均為拉網(wǎng)格柵，也可以通過將上述丙烯腈系纖維無紡布隔板制成袋狀，在該袋狀隔板中裝入正極板或負(fù)極板，從而很好地防止內(nèi)部短路的發(fā)生，提高電池的壽命特性。下面對丙烯腈系纖維及其無紡布的組成和結(jié)構(gòu)進行說明。首先，丙烯腈系纖維是在高分子和化學(xué)纖維領(lǐng)域中廣泛使用的一類纖維，其可以是由丙烯腈的含量為85重量％以上的共聚物、通常為三元共聚物得到的合成纖維，也可以是由丙烯腈的均聚物得到的合成纖維，但優(yōu)選為前者。丙烯腈系纖維的親水性較低且在現(xiàn)有 技術(shù)中又沒有公開合適的對其進行親水化處理的方法，由此導(dǎo)致了雖然丙烯腈系纖維價格低廉，在化學(xué)纖維領(lǐng)域中廣泛使用，但卻未能在電池的隔板材料中使用。但是，本發(fā)明者通過深入的研究而意外發(fā)現(xiàn)，在特定直徑范圍內(nèi)的丙烯腈系纖維在其表面上沿該纖維長度方向具有大量的溝槽狀皺褶，該皺褶可以保持和貯存電解液，從而發(fā)揮與親水性相當(dāng)?shù)淖饔?。但是，如果將上述丙烯腈系纖維的一部分進行分割，則表面的皺褶就會變少，而無法較好地發(fā)揮親水性作用。圖2(a)是本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板中所使用的丙烯腈系纖維的顯微鏡照片，其放大倍數(shù)為1000倍。圖2(b)是圖2(a)中的丙烯腈系纖維的表面上的皺褶的放大照片，其放大倍數(shù)為3000倍，其中箭頭所示的部位就是溝槽狀皺褶。圖3(a)是由現(xiàn)有的經(jīng)過作為親水化處理的磺化處理后的聚丙烯纖維制成的無紡布隔板中聚丙烯細(xì)纖維和粗纖維的分布狀態(tài)的顯微鏡照片，其放大倍數(shù)為1000倍，其中用兩個箭頭所指的小圓圈表示在無紡布的水流交織時撕碎的細(xì)纖維，而用三個箭頭所指的大圓圈表示粗纖維。圖3(b)是圖3(a)中的大圓圈所表示的聚丙烯粗纖維的放大照片，其放大倍數(shù)為3000倍。從圖3(b)與圖2(b)的比較可知，在聚丙烯纖維的表面上并不像丙烯腈系纖維那樣在表面上存在溝槽狀皺褶。本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板通過采用直徑為0. 5 y m 2. 0 y m的丙烯腈系細(xì)纖維，由于在該纖維表面上沿該纖維長度方向具有大量的皺褶，從而上述丙烯腈系纖維無紡布隔板即使在受到來自極板組的壓力而被壓塌時，在上述丙烯腈系細(xì)纖維的表面上仍然存在豐富的皺褶，這些豐富的皺褶仍然可以保持和貯存電解液。而且，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，除了上述直徑為0. 5 y m 2. 0 y m的丙烯腈系細(xì)纖維以外，通過同時還采用直徑為2. 5 m以上、優(yōu)選為2. 5 m 8. 0 m的丙烯腈系粗纖維，可以提高隔板的結(jié)構(gòu)強度，使得該隔板更不易被壓塌。根據(jù)上述丙烯腈系纖維無紡布隔板，電解液不僅保持和貯存在丙烯腈系纖維之間的間隙中，而且保持和貯存在丙烯腈系纖維的表面的皺褶上，從而可以具有與用于電池的隔板材料中的其它合成樹脂纖維同等以上的親水性，所以親水性高。但是，如果將上述丙烯腈系纖維制成現(xiàn)有的分割型纖維，則會沿皺褶發(fā)生分割，結(jié)果皺褶消失，親水性降低。具體地說，在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，采用了上述直徑為0.5 2.0um的丙烯腈系細(xì)纖維，該丙烯腈系細(xì)纖維具有適度的細(xì)度并在表面上具有大量的皺褶，并且也具有一定的結(jié)構(gòu)強度，從而提高了親水性，使得電解液被牢固地保持，所以可以將電池的壽命特性提高到與現(xiàn)有的采用經(jīng)親水化處理后的聚烯烴系纖維無紡布隔板的電池同等或更高的水平。從更好地實現(xiàn)這樣的效果出發(fā)，上述丙烯腈系細(xì)纖維的直徑優(yōu)選為0. 8 ii m 1. 6 ii m。除了上述直徑為0. 5iim 2. Oiim的丙烯腈系細(xì)纖維之外，同時還可以采用直徑為2. 5 以上的丙烯腈系粗纖維，由此進一步提高隔板的結(jié)構(gòu)強度，使得該隔板更不易被壓塌，從而可以進一步提高電池的壽命特性。但是丙烯腈系粗纖維的比表面積比丙烯腈系細(xì)纖維的比表面積小，從而表面上的皺褶也相對較少，所以當(dāng)上述丙烯腈系粗纖維過粗時，比表面積變小，該粗纖維表面上的皺褶也會變少，電解液的保持和貯存變難，從而會對隔板的性能造成一些不利影響，結(jié)果會影響電池的壽命特性，因此從這個方面考慮，優(yōu)選上述丙烯腈系粗纖維的直徑為2. 5 m 8. 0 m。從丙烯腈系纖維的親水性、隔板的結(jié)構(gòu)強度和電池的壽命特性這三方面綜合考慮，在本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板中，丙烯腈系細(xì)纖維的含量優(yōu)選大于丙烯腈系粗纖維。從上述丙烯腈系纖維的親水性和電池的壽命特性考慮，優(yōu)選在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中上述丙烯腈系細(xì)纖維的含量為50重量％ 100重量％。從隔板的結(jié)構(gòu)強度和電池的壽命特性考慮，優(yōu)選在上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，上述丙烯腈系粗纖維的含量大于0重量％且小于等于50重量％。另外，在本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板中，還可以使用已公知的直徑為
2.0 5. 0 y m的聚丙烯纖維等聚烯烴系纖維來代替上述丙烯腈系粗纖維，這時所得隔板的性能仍然良好，但若上述聚烯烴系纖維是未經(jīng)親水化處理的聚丙烯纖維那樣的親水性低的纖維，則在丙烯腈系纖維無紡布隔板中該聚丙烯纖維應(yīng)當(dāng)不超過25重量％，否則隔板的性能會降低。本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板的致密程度可以通過單位面積重量(也稱為定量)反映出來，并且單位面積重量也影響隔板的孔隙度、孔徑以及比表面積。對于同等材質(zhì)和面積的隔板來說，單位面積重量越大，則意味著隔板的厚度越厚。從上述各個方面綜合考慮，本發(fā)明的丙烯腈系纖維無紡布隔板的單位面積重量優(yōu)選為45g/m2 80g/m2。本發(fā)明中所使用的丙烯腈系纖維只要是直徑滿足上述范圍，則可以使用在現(xiàn)有技術(shù)中的丙烯腈系纖維，沒有其它特別的限制。如上所述，本發(fā)明中所使用的丙烯腈系纖維的原料為丙烯腈均聚物或丙烯腈的含量為85重量％以上的丙烯腈共聚物、通常為丙烯腈三元共聚物。這些丙烯腈均聚物、丙烯腈共聚物或丙烯腈三元共聚物可以是在現(xiàn)有技術(shù)中的所有丙烯腈系纖維中所使用的那些，沒有特別的限制。關(guān)于上述丙烯腈三元共聚物，通常來說，其第一共聚單體組分為主體成分即85重量％以上的丙烯腈，第二共聚單體組分例如為丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯等來改善纖維脆性，第三共聚單體組分例如為丙烯磺酸鈉等金屬鹽來改善其染色性能。上述丙烯腈系纖維 可以通過各種的紡絲方法來制成，但不同的紡絲方法會形成稍微不同的性能風(fēng)格。由于在本發(fā)明中希望在丙烯腈系纖維的表面上形成皺褶，所以優(yōu)選通過濕法紡絲法來制成丙烯腈系纖維。這是因為濕法紡絲法能夠容易地改變纖維的橫截面形狀，從而可以容易地形成不同橫截面形狀的纖維，從而能夠有利地形成在表面上具有皺褶的丙烯腈系纖維。上述濕法紡絲法的例子可以參見日本專利特開平7-34321。本發(fā)明中所使用的上述丙烯腈系纖維無紡布可以采用現(xiàn)有合成纖維無紡布的現(xiàn)有常規(guī)制造方法和工藝來制備，例如濕法、針刺法、縫編法和制氈法等，考慮上述丙烯腈系纖維無紡布的親水性和對電解液的保持和吸收性能，優(yōu)選采用濕法來制備上述丙烯腈系纖維無紡布。上述丙烯腈系纖維無紡布的各種物性對電池隔板和電池的性能有明顯的影響，上述丙烯腈系纖維無紡布的各種物性的通常范圍如下述表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，其包含丙烯腈系纖維無紡布隔板和玻璃纖維墊隔板的層疊體，其中所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中至少采用了直徑為O. 5 μ m 2. O μ m的丙烯腈系細(xì)纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中還采用了直徑為2. 5μπι以上的丙烯腈系粗纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系粗纖維的直徑為2.5 μ m 8. O μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，所述丙烯腈系細(xì)纖維的含量大于所述丙烯腈系粗纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項中所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，所述丙烯腈系細(xì)纖維的含量為50重量％ 100重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中，所述丙烯腈系粗纖維的含量大于O重量％且小于等于50重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項中所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板的單位面積重量為45g/m2 80g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項中所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中所采用的丙烯腈系細(xì)纖維和丙烯腈系粗纖維是通過濕法紡絲法制成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板為袋狀，所述玻璃纖維墊隔板為薄板狀，分別在所述丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩面上層疊有所述玻璃纖維墊隔板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述正極板和/或負(fù)極板的集電體是拉網(wǎng)格柵。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其中，所述丙烯腈系纖維無紡布隔板中還米用了直徑為2. 0 5. 0 μ m的聚丙烯纖維。
12.—種極板組，其中，其由多片正極板和多片負(fù)極板隔著權(quán)利要求1 11中任一項所述的電池用隔板結(jié)構(gòu)體交替排列而成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的極板組，其中所述隔板結(jié)構(gòu)體與所述正極板和所述負(fù)極板之間的配置形態(tài)為下述(1) (4)中的任一個 (1)將正極板和負(fù)極板中的一個極板裝入預(yù)先制成的袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板中，然后分別在上述袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩面上層疊薄板狀的玻璃纖維墊隔板； (2)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，將該丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀，然后分別在該袋狀隔板的兩面上層疊玻璃纖維墊隔板； (3)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片薄板狀的玻璃纖維墊隔板夾住，再用丙烯腈系纖維無紡布隔板包住，然后將丙烯腈系纖維無紡布隔板的兩端底部封接上而制成袋狀；和 (4)將正極板和負(fù)極板中的一個極板用二片玻璃纖維墊隔板夾住，然后裝入預(yù)先制成的袋狀的丙烯腈系纖維無紡布隔板中。
14. 一種鉛蓄電池，其中，其具備權(quán)利要求12或13所述的極板組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池用隔板結(jié)構(gòu)體，其包含丙烯腈系纖維無紡布隔板和玻璃纖維墊隔板的層疊體，其中上述丙烯腈系纖維無紡布隔板中至少采用了直徑為0.5μm～2.0μm的丙烯腈系細(xì)纖維。還提供一種極板組，其由多片正極板和多片負(fù)極板隔著上述電池用隔板結(jié)構(gòu)體交替排列而成。還提供具備上述極板組的鉛蓄電池。上述隔板結(jié)構(gòu)體通過使用丙烯腈系纖維代替以往的聚烯烴系熱塑性合成樹脂纖維，不需進行親水化處理，從而工藝簡化、成本低廉，并且安全性和循環(huán)壽命特性也優(yōu)良。
文檔編號H01M2/16GK103035865SQ20111029997
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者白松濤, 張靜, 安藤和成, 阿部陽隆 申請人:松下蓄電池(沈陽)有限公司, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社