[發明專利]堿性二次電池的隔板及其制造方法

無效

• 申請號: 97126027.3
• 申請日: 1997-11-25
• 公開（公告）號: CN1201267A
• 公開（公告）日: 1998-12-09
• 發明（設計）人: 申政淳;金瓊振
• 申請（專利權）人: 三星電管株式會社
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/28
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 巫肖南

本發明涉及一種堿性二次電池的隔板(separator)及其制造方法，尤其涉及化學上穩定及親水性的隔板，從而防止二次電池自放電和延長循環壽命。

存在各種類型的電池，都利用適當物質之間的接觸電位差把化學能轉化成電能。電池能分成四種基本類型：非可充電的原電池、可充電的二次電池、把碳氫化合物的燃燒熱轉化成電能的燃料電池、以及把光能轉化成電能的太陽能電池。根據電解質結構，電池分成堿性電池、固態電解質電池和非水性電池。最后，根據電池外觀，電池還分成圓柱形、方形和硬幣形電池。

堿性二次電池因為其優點，例如能重復充電，在低溫下容易大電流放電，以及能制造成小尺寸，所以常用于更小的電子裝置。堿性二次電池存在許多類型包括鎳-鎘、鎳-鋅、銀-鋅、鎳-氫二次電池等。

典型地，電池由陰極、陽極、隔板、電解質、正極端子、和負極端子構成。隔板起作防止陰極和陽極間短路的作用并常由例如尼龍66的聚酰胺基無紡纖維形成。

雖然尼龍66提供優越的親水能力和透氣性，但不能提供好的耐堿和抗氧化性。因此，如果由尼龍66隔板形成的二次電池受到高溫或過充電，隔板物理性能強度極大降低并且隔板的化合物被分解，這樣產生硝酸根離子，從而增加電池的自放電。

近來，引入聚烯烴基無紡纖維用作隔板。這種隔板提供優良的耐熱性和化學穩定性，從而防止分解、產生自放電的問題。也就是說，解決了聚酰胺基隔板的問題。

然而，聚烯烴基隔板因為其疏水性，在保持液體電解質能力方面受到限制。已進行許多研究，發現在聚烯烴隔板上提供親水性表面的方法。例如，日本專利特許公報No.89-132042公開了一種方法，在SO₃氣體環境中磺化附著有聚乙烯的聚丙烯纖維。因此，通過在聚丙烯纖維的表面上引入磺基隔板變成親水性。

然而，因為磺化處理在腐蝕氣體SO₃的環境中在90℃-120℃之間的高溫下進行，上述處理復雜而成本高。另外，由碳鏈氧化導致碳鏈斷裂而降低了隔板的物理強度。

本發明試圖解決上述問題。本發明目的是提供一種堿性二次電池的隔板，該隔板表面親水性、防止自放電并提高電池循環壽命，以及提供能在室溫下完成的隔板制造方法。

為實現此目的，本發明提供制備隔板的方法，包括把聚烯烴基纖維浸入含重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)的溶液中的步驟，以及提供由上述方法制備的隔板。此溶液優選含有：3-10wt％重鉻酸鉀、5-10wt％水和80-92wt％硫酸(H₂SO₄)。浸漬最好在20-100℃下進行1分鐘-24小時。

本發明還提供制造堿性二次電池的方法和由此方法制造的堿性二次電池，包括步驟：通過把聚烯烴基纖維共浸(coimmersing)入含重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)的溶液中制造隔板；放置隔板在陰極板和陽極板之間以提供一組極板；卷繞此組極板；把此組極板放入殼中；把電解質注入殼中，以及固定帽組件在殼的開口側。

溶液優選含有：3-10wt％重鉻酸鉀，5-10wt％水和80-92wt％硫酸(H₂SO₄)。浸漬最好在20-100℃下進行1分鐘-24小時。

在下面詳細說明中，僅借助示意說明完成本發明的本發明人設想的最好方式來示出并描述本發明的優選實施例。正如所知，在各明顯方面能改進本發明，而不脫離本發明。因此，描述實質上當作示意說明而非限制性的。

引入并構成部分說明書的附圖示意說明本發明的實施例并同說明書一起用來解釋本發明的目的、優點和原理。

在圖中：

圖1是表示不同實施例和對比例的循環壽命圖。

現在參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。

沖洗聚烯烴無紡纖維，除去非離子表面活性劑和異物。然后，干燥無紡纖維并浸入在含重鉻酸鉀的溶液中。溶液優選含有：3-10wt％重鉻酸鉀、5-10wt％水和80-92wt％硫酸(H₂SO₄)。

為使隔板表面親水性，把無紡纖維浸入在K₂Cr₂O₇/H₂SO₄溶液中，使無紡纖維的表面被氧原子完全氧化，如下面化學式所示。