[发明专利]用于密封电池的分离物

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种分离物，其阻止密封电池在电极板之间发生短路，并容纳电池中的电解液。

                            背景技术

密封电池(下文简称为“电池”)具有内置的电极板和置于电极板之间的用于阻止短路的片状分离物。该分离物通常是无纺织物，其通过如下方法产生，即采用造纸方法使细短纤维的浆溶液(大约其50％具有4微米或者更小的直径；长度为25微米或者更短)经受片变形。分离物的尺寸和厚度根据其预计用途适当地调整。

当在电极板和电解液之间发生电荷转移时，该电池起作用，并且该电解液以由分离物容纳的状态存在。电解液通常是含水的溶液，也有如下情形，即，添加物添加到含水的溶液以使其具有较高的粘性或者处于胶态，从而更容易地由分离物容纳。

电池性能随着内阻的降低而提高，并且电解液变得较少形成层片(由电解液产生的该层片结构下文简称为“层片结构”)。电池的内阻(下文简称为“内阻”)受到电解液中电荷运动性和电极板与电解液之间的电荷可转移性的很大影响。

尽管分离物自身是由于其阻止离子的转移而提高内阻的一个因素，但是对于阻止在电极板和层片结构之间的短路是必不可少的。无纺织物构成的分离物中具有无数的孔隙；孔隙越多越大，离子传输能力越高并且内阻越低。然而，程度太高的分离物表示削弱的电解液保持性并且易于产生层片结构。

在电极板和电解液之间的电荷转移通过在电极板和离子之间的氧化还原反应发生。对于分离物来说，与电极板紧密接触是重要的，这是因为在电极板和电解液之间的电荷转移仅在离子开始与电极板接触时发生。即，在分离物和电极板之间的紧密接触程度是内阻的一个重要因素。为了增加紧密接触的程度，压缩分离物并将其插入电极板之间。作为压缩的结果，由于其推斥力和回复力，分离物开始与电极板紧密接触。

然而，在注入电解液时，分离物降低其推斥力和回复力是公知的。通常认为分离物回复力的这种降低归因于电解液的表面张力，电解液进入分离物的组成纤维之中的空间。即，电解液的注入降低了分离物和电极板之间的紧密接触程度。

另外，由于电极板在每一次充电/放电时扩张/收缩，分离物重复接收外部的压缩力/松弛力。因为该原因，具有低回复力的分离物在早期阶段经受所谓的“疲劳现象”，导致紧密接触程度急剧降低。

人们已经热情地研究关于分离物的改进，以增加分离物和电极板之间紧密接触程度。其中的示例包括如下发明：使在与电解液接触时凝胶化的无机颗粒事先存在于分离物中(未审查的公开日本专利申请4-32158)，和精细聚乙烯颗粒混合进分离物以赋予分离物弹性(未审查的公开日本专利申请5-67463)。

然而，现有的发明已经具有下述问题。

在使无机颗粒事先存在于分离物中的这种发明中，分离物中的无机颗粒在电解液饱和时不完全凝胶化。因此，由于该分离物的回复力与不含有无机颗粒的情况下没有很大不同，所以电极和分离物之间紧密接触程度没有显著提高。

另外，当存在于分离物中的无机颗粒量大的时候，无机颗粒和已经凝胶化的无机颗粒占据分离物内部中的孔隙，该现象使离子传输变得困难。还有一些问题，例如，由于分离物自身具有降低的压缩率，在电极板之间插入间隔器的操作变得困难。在插入到电极板之间之前，通过向分离物机械地施加高压，分离物受到压缩直到其厚度降低到大约一半。如果这种压缩变得困难，那么就又单独地需要用于该用途的装置。

另一方面，使精细聚乙烯颗粒存在于分离物中的发明目的在于弱化纤维之间的粘结力，由此使分离物有弹性。即，该技术打算使分离物和电极板之间的紧密接触程度自始至终一致。因此，即使当使精细颗粒存在时，分离物和电极板之间的紧密接触程度不能提高。

本发明旨在解决现有技术中的这些问题。本发明的一个目的是提供用于密封电池的分离物，其获得了与电极板的高度紧密接触，即，获得降低的内阻，并且即使重复使用电池，电池也不易于受到疲劳现象，并且提高了电池的寿命。

                          发明概述

为了达到上文所示的目的，如本发明的权利要求1所述发明，用于密封电池的分离物包括其上粘结有精细橡胶颗粒的无纺织物。

如本发明的权利要求2所述发明，用于密封电池的分离物是权利要求1所述的发明，其中精细橡胶颗粒是腈橡胶、氯丁橡胶、氯代磺酸化聚乙烯。

如本发明的权利要求3所述发明，用于密封电池的分离物是权利要求1所述的发明，其中精细橡胶颗粒的颗粒直径是10微米或者更小。