(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属のアノードと、前記アノードと作用する様に配置されたカソードと、電解質とからなる電気化学電池において、内部の電気的短絡状態を防止するために前記アノードと前記カソードの間に配備使用され、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれたフルオロポリマー繊維の織物からなることを特徴とするセパレータ。
【請求項２】
前記カソードが織物セパレータによって前記アノードに物理的に接触することを阻止され、前記アノードがリチウム、リチウム合金、ナトリウム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムからなる群から選ばれたことを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項３】
前記アノードが織物セパレータによって前記カソードに物理的に接触することを阻止され、前記カソードが、二酸化マンガン、フッ化炭素、酸化バナジウム銀、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄及び硫化鉄からなる群から選ばれた固体物質からなることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項４】
前記アノードが織物セパレータによって前記カソードに物理的に接触することを阻止され、前記カソードが、二酸化硫黄、並びに、塩化ホスホリル、塩化チオニル及び塩化スルフリルを含むオキシハライドからなる群から選ばれた液体を個々に又は互いに組合せて、又は、ハロゲン、ハロゲン間化合物又は他の電気化学促進剤又は安定剤と組合せてなることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項５】
リチウムのアノードと、前記アノードと作用する様に配置されたカソードと、電解質とからなる電気化学電池において、内部の電気的短絡状態を防止するために前記アノードと前記カソード間に配備使用され、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれたフルオロポリマー繊維の織物からなることを特徴とするセパレータ。
【請求項６】
前記アノードが織物セパレータによって前記カソードに物理的に接触することを阻止され、前記カソードが、二酸化マンガン、フッ化炭素、酸化バナジウム銀、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄及び二硫化鉄からなる群から選ばれた固体物質からなることを特徴とする請求項５に記載のセパレータ。
【請求項７】
前記アノードが織物セパレータによって前記カソードに物理的に接触することを阻止され、前記カソードが、二酸化硫黄、並びに、塩化ホスホリル、塩化チオニル及び塩化スルフリルを含むオキシハライドからなる群から選ばれた液体を個々に又は互いに組合せて、又は、ハロゲン、ハロゲン間化合物又は他の電気化学促進剤又は安定剤と組合せたカソード液からなることを特徴とする請求項５に記載のセパレータ。
【請求項８】
ａ）アルカリ金属のアノード本体と；
ｂ）前記アノードと作用する様に配置され、電子伝導性物質からなるカソードと；
ｃ）前記アノードと前記カソードに作用する様に配置された電解質と；
ｄ）内部の電気的短絡状態を防止するために前記アノードと前記カソードの間に配備され、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれたフルオロポリマー繊維の織物からなるセパレータと；
からなることを特徴とする電気化学電池。
【請求項９】
前記アノードがリチウム、リチウム合金、ナトリウム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムからなる群から選ばれたことを特徴とする請求項８に記載の電気化学電池。
【請求項１０】
前記カソードが、二酸化マンガン、フッ化炭素、酸化バナジウム銀、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄及び二硫化鉄からなる群から選ばれた固体物質からなることを特徴とする請求項８に記載の電気化学電池。
【請求項１１】
前記カソードが、二酸化硫黄、並びに、塩化ホスホリル、塩化チオニル及び塩化スルフリルを含むオキシハライドからなる群から選ばれた液体を個々に又は互いに組合せて、又は、ハロゲン、ハロゲン間化合物又は他の電気化学促進剤又は安定剤と組合せてなることを特徴とする請求項８に記載の電気化学電池。
【請求項１２】
ａ）アルカリ金属のアノード本体と；
ｂ）前記アノードと作用する様に配置され、電子伝導性物質からなるカソードと；
ｃ）前記アノードと前記カソードに作用する様に配置された電解質と；
ｄ）内部の電気的短絡状態を防止するために前記アノードと前記カソードの間に配備され、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン及びこれらの混合物からなる群から選ばれたフルオロポリマー繊維の織物と連続微孔性フィルムとの積層体からなるセパレータと；
からなることを特徴とする電気化学電池。
【請求項１３】
前記連続微孔性フィルムが、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレン及びこれらの混合物からなる群から選ばれたフルオロポリマー物質からなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１４】
前記連続微孔性フィルムがポリエチレンテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１５】
前記アノードがリチウム、リチウム合金、ナトリウム、カリウム、カルシウム及びマグネシウムからなる群から選ばれたことを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１６】
前記カソードが、二酸化マンガン、フッ化炭素、酸化バナジウム銀、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄及び二硫化鉄からなる群から選ばれた固体物質からなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１７】
前記カソードが、二硫化硫黄、並びに、塩化ホスホリル、塩化チオニル及び塩化スルフリルを含むオキシハライドからなる群から選ばれた液体を個々に又は互いに組合せて、又は、ハロゲン、ハロゲン間化合物又は他の電気化学促進剤又は安定剤と組合せてなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１８】
前記カソードが炭素質物質（carbonaceous  material）からなり、積層体セパレータの前記連続微孔性フィルムが前記カソードに対面し離脱した炭素粒子のバリヤーとなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項１９】
前記アノードがリチウムからなり、前記カソードが炭素質物質からなり、前記電解質が三フッ化臭素からなり、積層体セパレータの前記連続微孔性フィルムが前記カソードに対面し離脱した炭素粒子のバリヤーとなることを特徴とする請求項12に記載の電気化学電池。
【請求項２０】
ａ）リチウムのアノードと；
ｂ）前記アノードと作用する様に配置され、電子伝導性物質からなるカソードと；
ｃ）前記アノードと前記カソードに作用する様に配置された三フッ化臭素からなる電解質と；
ｄ）内部の電気的短絡状態を防止するために前記アノードと前記カソードの間に配備され、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン及びポリエチレンクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれたフルオロポリマー繊維の織物からなるセパレータと；
からなることを特徴とする電気化学電池。
【請求項２１】
前記セパレータが織物と微孔性フィルムの積層体からなることを特徴とする請求項20に記載の電気化学電池。
【請求項２２】
前記微孔性フィルムがフルオロポリマー物質からなることを特徴とする請求項21に記載の電気化学電池。
【請求項２３】
前記微孔性フィルムがポリエチレンテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする請求項21に記載の電気化学電池。
【請求項２４】
前記カソードが炭素質物質からなり、積層体セパレータの前記連続微孔性フィルムが前記カソードに対面し、離脱した炭素粒子のバリヤーとなることを特徴とする請求項21に記載の電気化学電池。
【発明の詳細な説明】
この発明は海軍省によって与えられた契約N00014−89−Ｃ−0232に基づく政府援助でなされた。
発明の背景
1.発明の分野
本発明は一般に電気化学電池、より詳しくはこの種の電池のための織物（または編物）（fabric）からなる新規で改良された隔離材ないしセパレータ（separator）に関する。この織物（または編物）製セパレータは、IA、IIAおよびIIIB族の金属からなるアノードと、減極剤／カソード液（catholyte）または固体カソード／電解質システムとを有する電気化学電池に特に有効である。
電気化学電池に使用するセパレータの基本要件は、構成物質が電池の環境中で劣化ないし分解に対する抵抗性があり、電池の高い性能を害することなく電極間の隔離を維持するのに十分な厚みを有し、かつ、電解質湿潤性および吸収性が増大するような十分な表面エネルギーを呈することである。セパレータ物質は、また、このセパレータを通して電極間に直接流れる短絡電流を阻止するために比較的高い電気抵抗性を有している必要がある。これらの要件は、電極間の隔離が維持されるとともに意図される電池放電中に電解質内でのイオン移動が妨げられないような十分な多孔性をセパレータが有していることの必要性と均衡する。さらに、セパレータは、電池の製造を容易にし、また２次電気化学電池の放電・再充電サイクル中の電極容積の変化による電池内部のストレスに耐える十分な強さの引張り特性を有しなければならない。
2.従来技術
従来、セパレータは二つの大きなカテゴリーに分けられている。すなわち、微（小）孔性（microporous）フィルムからなるものと、ガラス繊維とポリマー繊維製の不織布（non−woven fabric）からなるものである。前者のタイプのセパレータ材料は、米国特許第4,629,666号に開示されている。この特許は、リチウムのようなアルカリ金属および無機電解質を含む電気化学電池においてセパレータとして使用される一部ハロゲン化された（partially halogenated）微孔性ポリマーフィルムを開示している。同様に、電気化学電池に使用するポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene:PTFE）からなる微孔性フィルムセパレータが、米国特許第3,661,645号に開示されている。このPTFEフィルムは、水に不溶であるがフィルムから溶脱されてフィルムに均一に分布する微小孔を形成する物質の粒子を有している。微孔性フィルムは非常に薄く作れるので、セパレータがカソードとアノード活物質の容積、従って、エネルギー密度をそれと分かるほど減少させない点で容積効率に寄与する利点がある。問題は、微孔性フィルムは本来脆弱なので、セパレータの厚みを減じることが材料強度の低下を伴なうことである。製造工程中のセパレータの破断はまれではなく、これが電極物質間の接触に至り、その結果内部短絡状態を招く。
後者の不織布タイプのセパレータは、米国特許第5,002,843号に示され、この特許は、アラミドファイバー（aramid fibers）から作られた不織布マット形態のセパレータを有するリチウム／塩化チオニル電気化学電池システムを開示している。アラミドファイバーは高度に微孔性であり、従って、減極剤／カソード液内でのイオン移動を妨げることはないが、不織布は容易に破れる。微孔性フィルムと同様にして、電気化学電池においてセパレータとして不織布を使用すると、電極間に直接的な物理的接触が生じ、これが内部短絡状態を招く。
発明の概要
本発明は、元素の周期律表のIA、IIAおよびIIIB族から選択された金属またはその合金からなるアノードと、減極剤／カソード液または固体カソード／電解質システムとを有する電気化学電池の構造に使用するためのハロゲン化ポリマー繊維（halogenated polymer fibers）からなる織物セパレータ（woven fabric separator）を提供する。これらの電気化学電池システムは強力な酸化物質を含んでいる。従って、安全性と性能の観点から重要なことは、セパレータがこの種の電池を容易に製造するのに役立つ機械的特性を有することに加えて、電気化学電池の内部に存在する腐食性媒体に適合することである。
従って、本発明の一つの目的は、活物質として強力な酸化物質を使用する高エネルギー密度の電気化学電池において、電池環境で化学的に適合する新規で改良されたセパレータを提供することである。
本発明の他の目的は、裂断、その他の原因でセパレータの一体性を害することなく電池の製造を容易にするのに十分強力な引張り特性を有するこの種のセパレータを提供することである。
本発明の他の目的は、電極の隔離を維持するとともに、電解質内で妨害されないイオンの移動を行わせるために十分な透過性を有するこの種のセパレータを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高エネルギー密度電気化学電池において、セパレータ物質の存在によって活物質の容積が減少させられるのを最少にするのに十分に薄いこの種のセパレータを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、電気化学電池の電解質がセパレータ物質を湿潤しその中に吸収されるような必要表面エネルギー；電池性能が悪影響を受けないような十分な高純度；電気化学電池の予期される使用条件に適合する溶解範囲；加熱シールができ、従って、電池要素を被覆できる能力；高エネルギー密度性能を維持しつつ電極の隔離を最少にするのに許容される厚さといった化学的特性を有するこの種のセパレータを提供することである。
本発明の上述のおよび付加的な利点および特徴は、以下の説明と図面を参照することにより当業者に益々明白となろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるセパレータ10を備えた電気化学電池の概略図である。
第２図は従来技術によるセラミック繊維とガラス繊維紙の積層セパレータをそれぞれ有する複数の固体カソード／フッ化炭素（fluorinated carbon）（Li/CFx）電池を180℃において301オームの負荷で放電させた平均放電曲線20のグラフである。
第３図は本発明による織物30と微孔性フィルム32の積層セパレータを備えた電気化学電池の概略図である。
第４図は本発明によるハロゲン化ポリマー繊維から作られた織物セパレータをそれぞれ有する複数のLi/CFx電池を180℃において301オームの負荷で放電させた平均放電曲線40のグラフである。
第５図は本発明によるハロゲン化ポリマー繊維の織物セパレータと微孔性フィルムとの積層体からなる織物セパレータをそれぞれ有する複数のLi/CFx電池を180℃において301オームの負荷で放電させた平均放電曲線50のグラフである。
第６図は従来技術によるガラス繊維紙セパレータをそれぞれ有する複数の液体減極剤／カソード液Li/塩化チオニル−塩化臭素電池を20℃において75オームの負荷で放電させた平均放電曲線60のグラフである。
第７図は本発明による織成ハロゲン化ポリマー繊維と微孔性フィルムの積層体からなる織物セパレータをそれぞれ有する複数のLi/塩化チオニル−塩化臭素電池を20℃において約75オームの負荷で放電させた平均放電曲線70のグラフである。
第８図は本発明による他の形態の織成ハロゲン化ポリマー繊維と微孔性フィルムの積層体からなる織物セパレータをそれぞれ有する複数のLi/塩化チオニル−塩化臭素電池を20℃において75オームの負荷で放電させた平均放電曲線80のグラフである。
発明の詳細な説明
本発明の電気化学電池は、電池内でアノードとカソードの活性成分の間を隔離するハロゲン化ポリマー繊維からなる織物セパレータを有して構成されている。ハロゲン化ポリマー繊維から作られた織物セパレータは、裂断抵抗性、化学的非反応性および電池内で電極要素間の内部短絡状態を阻止する電気絶縁性を有する。この種の織物セパレータはまた電解液中で化学的に不活性で不溶である。さらに、ハロゲン化ポリマー繊維の織物セパレータは、固体カソード／アノード電池システムの電気化学反応中、電解液の通過を許容する十分に高い多孔性を有している。
本発明に適したハロゲン化ポリマー物質の例には、これに限定されないが、デュポン・カンパニの商標名テフツェル（Tefzel）で入手できるポリエチレンテトラフルオロエチレン（polyethylenetetrafluoroethylene）、アライドケミカル・カンパニの商標名ハラー（Halar）として市場から入手できるポリエチレンクロロトリフルオロエチレン（polyethylenechlorotrifluoroethylene）、フッ化ポリビニリデン（polyvinylidene fluoride）、およびこれらの混合物が含まれる。織物セパレータとして形成されたハロゲン化ポリマー繊維を用いて構成された電気化学電池は、微孔性フィルムと不織布からなるセパレータを使用する従来技術の電池よりも物理的乱用に対して実質上より抵抗性がある。
第１図に示すように、本発明の織物セパレータ10は活物質間の物理的接触を回避するように電気化学電池のアノード12とカソード14の間に配備される。この織物セパレータと併用が可能なアノード物質は元素の周期律表のIA、IIAおよびIIIB族から選択される金属からなる。より具体的には、アノード物質はリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムもしくはこれらの合金またはアノードとして機能可能なアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属からなる。例えば、Li−Si,Li−Al,Li−ＢおよびLi−Si−Ｂ合金がアノード物質として利用できる。アノードの形状は種々あるが、典型的にはアノードはアノード金属の薄いシートまたは箔と、アノードに添着された延長タブまたはリード線を有する集電体16とからなる。
この電気化学電池は、これに限定されないが、二酸化マンガン、酸化バナジウム銀（silver vanadium oxide）、二硫化チタン、酸化銅、硫化銅、硫化鉄、二硫化鉄およびフッ化炭素のようなカソードを有する固体カソード電池とすることができる。あるいはまた、この電気化学電池は、液体減極剤／カソード液、例えば、二酸化イオウ、または、塩化スルホリル（phosphoryl chloride）、塩化チオニル（thionyl chloride）および塩化スルフリル（sulfuryl chloride）を含むオキシハライド（oxyhalide）を単独でまたは互いに組み合わせて、または、ハロゲンおよびハロゲン間化合物（interhalogens）例えば三フッ化臭素または他の電気化学促進剤または安定剤と組み合わせて使用することができる。
固体カソード物質の場合、カソードはポリテトラフルオロエチレンのような適当な結合剤およびグラファイトのような電子伝導特性を有する物質の助けによりプレスされペレットに形成される。ある場合においては、適当なカソード本体を形成するのに結合剤または電子伝導物質は必要とされない。さらに、上述の物質の混合物をエクスメット（Exmet）ワイヤメッシュのような適当な集電体上に圧延、伸展またはプレスすることによってカソードマトリックス材料を調製することができる。上述のようにして調製されたカソード本体は、これを電池ケース集合体内に直接プレスすることによって調製された固体カソードとして、または「ゼリーロール」に類似の巻回カソード構造体として使用できる。カソード集電体および延長リード線は第１図に18として概略的に示してある。
固体カソード電池の例として、本発明の織物セパレータは高度に酸化性のLi/BrF3システムと併用できる。この種の電気化学電池は、典型的には乾燥カーボンブラック/PTFE混合物を伸展金属集電体上に押圧して形成された広表面積のカーボンのカソードからなる。アノードは純粋なリチウム金属の部分を有し、これに集電タブが圧着される。電極の電気絶縁は、カーボンカソードに近接配置され分離されたカーボン粒子に対して積極的なバリヤー（障壁）を形成する微孔性ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）の第１のフィルムと、アノードに対面配置されたETFEからなる第２の織成層とからなる２層構造のセパレータを使用することによって好便に達成できる。第２の織成層はセパレータ集合体に高い機械的強度を与えるとともに、特にカーボンのような繊維性のカソード物質を有する電池においてセパレータの破損を防止する。カーボン繊維は従来技術によって作られたセパレータを破損する傾向にあるが、本発明の織物セパレータを破損することはない。
引き裂きに対する抵抗性を有することに加えて、ETFE繊維の適合性表面エネルギーは、三フッ化臭素カソード液の電極間ギャップへの容易な移動吸収を許容する。この減極剤溶液は、BrF3のみ、または、LiBF4およびLiAsF6のような適当な塩と組合せた三フッ化臭素を用いることができる。
本発明の織物セパレータは、活物質の一回の放電完了後に廃棄されることが考慮される活動電池に限定されるもではない。この織物セパレータは、電池の廃棄が必要になる前に何度も放電と再充電をすることが可能な２次電気化学電池、および、使用時に動作されるリザーブタイプの電池にも使用できる。
本発明により、電気化学電池においてセパレータとして使用するために織物シートに織成されるハロゲン化ポリマー繊維を使用することによって実現される利点を次の例によってさらに説明する。
例  Ｉ
オハイオ州、クリーブランドのテトコ・インコーポレイテッド（Tetko Inc.）により織物（テトコ（Tetko）９−70/22）に織成されたポリエチレンテトラフルオロエチレン（Tefzel）の単一層を電気化学電池のセパレータとして使用した。本発明により作られたこのフルオロポリマー織物（fluoropolymeric fabric）セパレータ（累積厚さ約0.007インチ）を、ホリングズワース・アンド・ヴォス（Hollingsworth and Voss）（H ＆ V）製のガラス繊維紙（BG 03013 LM 96835）からなる従来技術による２層セパレータ（累積厚さ0.014インチ）と対比して、引張り強度を試験した。この試験は、インストロン（Instron）モデル1130万能試験機により0.2in./min.のクロスヘッド速度、2.0in./min.のチャート速度、1.0インチのゲージ長さで行った。その結果を表１に示す。従来技術の材料に対して本発明のセパレータの優れた強度特性は明瞭である。
表１
材料 累積厚さ 引張り強さ
Tetko 9−70/22             0.007"    31.3Kg/in
Ｈ＆V BG 03013 LN 96835    0.014"     3.3Kg/in
例II
Li/フッ化炭素（Li/CFx）カプルからなる固体カソードを使用した複数のアルカリ金属電気化学電池をγ−ブチロラクトン（gamma butyrolactone）中の適当な電解質塩からなる液体電解質を有して構成した。カオウール（Kaowool）90105−３セラミック繊維と、ホリングスワース・アンド・ヴォス（Hollingsworth and Voss）（Ｈ＆Ｖ）のBG 03013 LN 96835ガラス繊維紙との積層体からなり累積厚さ約0.026インチの従来技術のセパレータを電極間に配置した。
0003568955.tif 000002
これらの電池の平均放電曲線20を第２図に示す。
例III
テフツェル（Tefzel）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）のハロゲン化ポリマー繊維で本発明により形成したテトコ（Tetko）９−70/22織物からなり、約22％のオープンメッシュ面積と約0.007インチの厚さを有するセパレータを、Li/CFxカプルからなる複数の電池に使用した。このETFEセパレータの二つの形態を使用した。一つはテトコ（Tetko）９−70/22織物の単一層からなり、他方はテトコ（Tetko）９−70−22織物と約0.001インチの厚さを有するレイパーム（Rayperm）200/60微孔性フィルムとの積層体で累積層厚さ約0.008インチであった。
第１の形態に作られた単一層セパレータは、第１図にセパレータ10として概略的に示される。第３図は第１図に示したものと同様の電池の概略図で、その第２の形態によるセパレータは、ハロゲン化繊維の織物30と微孔性レイパームフィルム32との積層体からなる。レイパームフィルムはレイケム・リミテッド（Raychem Ltd.）によって供給されるETFE材料から作られたものである。織物／膜積層体の使用の意図は、織物の繊維ネットワークを通してカソード物質14'（第３図）が侵入する機会をさらに減少させることである。
例IIで使用したカオウール90105−３セラミック繊維とＨ＆Ｖガラス繊維の紙からなる従来技術による積層セパレータ（累積厚さ約0.026インチ）と比較してより薄いETFE材料の利点を利用するために、この例における複数の電池のための活物質を、より長い電極を作るように設計し直した。その結果、例IIによって構成された電池と比較して活物質の容積は20％増加した。
0003568955.tif 000003
これらの電池で得られた平均放電曲線をそれぞれ第４図および第５図に示す。織物の単一層を有する電池と織物／膜積層体を有する電池の両方は付加的活物質を十分に利用することができ、明白な電圧低下や放電容量の過度の拡張は生じなかった。このことは、織物の単一層セパレータからなる電池の平均放電を示す第４図の曲線40、および織物／膜積層体セパレータからなる電池の平均放電を示す第５図の曲線50によって示さる。
単一層（第４図）または積層体（第５図）としてのハロゲン化ポリマー繊維織物セパレータを有して構成された試験電池において、例IIに使用したカオウール90105−３セラミック繊維とＨ＆Ｖガラス繊維の紙の積層セパレータを使用したLi/CFxカプルからなる従来の電池よりも約20％の容量増大は、活物質の付加量に比例する。
例IV
液体減極剤／カソード液を使用し、Li/塩化チオニル−塩化臭素複合体（thionyl chloride−bromine chloride complex）からなる複数のアルカリ金属電気化学電池を製造した。これらの電池には、ホリングスワース・アンド・ヴォス（Hollingsworth and Voss）（Ｈ＆Ｖ）製のBG 03013 LN 96835ガラス繊維紙の単一層からなり約0.007インチ厚の従来のセパレータを電極間に配置した。これらの電池を20℃において75オームの負荷で放電させた。これらの電池の平均放電曲線60を第６図に示す。
例Ｖ
テフツェル（Tefzel）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）のハロゲン化ポリマー繊維を本発明により織成したテトコ（Tetko）９−70/22織物からなり、厚さ約0.007インチ、約22％のオープンメッシュ面積のセパレータを、Li/塩化チオニル−塩化臭素カプルからなる複数の電池に使用した。このセパレータは例IIIで使用したものと同様である。テトコ（Tetko）９−70/22織物を約0.001インチ厚のレイパーム（Rayperm）200/60微孔性フィルム層に積層させて累積厚さ約0.008インチの積層セパレータを形成した。第３図はこの例による電池の概略図で、セパレータは織物30と微孔性レイパームフィルム32の積層体からなる。レイパームフィルムは織布のファイバーネットワークを通るカソード物質14'（第３図）の侵入の機会をさらに減少させるために設けた。
Li/塩化チオニル−塩化臭素複合体を有し、織物／膜積層体セパレータを備えたこれらの電気化学電池を75オームの負荷の下で20℃において放電させた。これらの電池から得られた平均放電曲線70を第７図に示す。これらの電池ではより強い織物セパレータを組込んだために、例IVで使用した従来のセパレータと比較して、性能の点で何ら損失はなかった。放電条件はこの種の電池に対して正常であると考えられた。
例VI
テフツェル、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）のハロゲン化ポリマー繊維を、オハイオ州、クリーヴランドのテトコ・インコレイテッドが本発明に従って織成したテトコ（Tetko）９−130/39織物（約0.008インチ厚）のセパレータを、Li/塩化チオニル−塩化臭素カプルからなる複数の電池に使用した。この繊物をレイパーム（Rayperm）200/60の微孔性フィルム（約0.001インチ厚）の単一層と組合せて、累積厚さ約0.008インチの積層セパレータを形成した。
第３図はこの例による電池の概略図で、セパレータは織物30と微孔性レイパームフィルム32とからなる。レイパームフィルムは、例IVで用いたセパレータと同様に、織布の繊維ネットワークを通るカソード物質14'（第３図）の侵入の機会をさらに減少させるために設けた。
これらの電気化学電池を75オームの負荷の下に20℃において放電させた。これらの電池から得られた平均放電曲線80を第８図に示す。例Ｖの場合のように、これらの電池では、より強い織物セパレータを組込んだために例IVで使用した従来のセパレータと比較しても、性能の点で何ら損失はなかった。放電条件はこの種の電池に対して正常であると考えられた。
ここに記述された本発明の概念に対する種々の変形例は、添付の請求の範囲によって規定された本発明の要旨および範囲内において当該技術において通常の技術を有する者にとって明らかであろう。
【図１】
0003568955.tif 000004
【図４】
0003568955.tif 000005
【図２】
0003568955.tif 000006
【図４】
0003568955.tif 000007
【図５】
0003568955.tif 000008
【図６】
0003568955.tif 000009
【図７】
0003568955.tif 000010
【図８】
0003568955.tif 000011