(57)【要約】【課題】本発明は、酸素及びイオンの移動を損なうことなく、引張強度を改善した鉛蓄電池用電池セパレータを提供すること。【解決手段】本発明は、少なくとも１つの繊維質層及び少なくとも１つの支持層を備え、支持層は耐酸性材料から形成され、かつ複数のマクロ開口を有している電池セパレータに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの繊維質層及び少なくとも１つの支持層を備える電池セパレータであって、前記支持層は耐酸性材料から形成され、かつ複数のマクロ開口を備えていることを特徴とする電池セパレータ。
【請求項２】
前記繊維質層の平均孔径は３μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３】
前記繊維質層は本質的にガラス繊維からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項４】
前記繊維質層は、平均直径１μｍ未満のガラスマイクロ繊維を２０質量％〜４０質量％及び平均直径約３μｍの粗ガラス繊維を６０質量％〜８０質量％有することを特徴とする請求項３記載の電池セパレータ。
【請求項５】
前記繊維質層は本質的にポリマー繊維からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項６】
前記繊維質層は、直径０．１μｍ〜１０μｍのポリマー繊維を有することを特徴とする請求項５記載の電池セパレータ。
【請求項７】
前記繊維質層の少なくとも１０質量％のポリマー繊維の直径は１μｍ未満であり、少なくとも６０質量％のポリマー繊維の直径は５μｍ未満であることを特徴とする請求項６記載の電池セパレータ。
【請求項８】
少なくとも１５質量％のポリマー繊維の直径は１μｍ未満であることを特徴とする請求項７記載の電池セパレータ。
【請求項９】
前記繊維質層は、平均直径１μｍ未満のポリマーマイクロ繊維を２０質量％〜４０質量％有することを特徴とする請求項８記載の電池セパレータ。
【請求項１０】
前記ポリマー繊維の直径は０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項６記載の電池セパレータ。
【請求項１１】
前記ポリマー繊維はポリオレフィン繊維であることを特徴とする請求項５記載の電池セパレータ。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンはポリエチレン及び／又はポリプロピレンであることを特徴とする請求項１１記載の電池セパレータ。
【請求項１３】
前記繊維質層はガラス繊維とポリマー繊維の混合物を有することを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項１４】
前記繊維質層は、直径０．１μｍ〜１０μｍのガラス繊維を有することを特徴とする請求項１３記載の電池セパレータ。
【請求項１５】
前記ガラス繊維の直径は０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１４記載の電池セパレータ。
【請求項１６】
前記繊維質層は、直径０．１μｍ〜１０μｍのポリマー繊維を有することを特徴とする請求項１３記載の電池セパレータ。
【請求項１７】
前記ポリマー繊維の直径は０．１μｍ〜５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１６記載の電池セパレータ。
【請求項１８】
前記ポリマー繊維はポリオレフィン繊維であることを特徴とする請求項１３記載の電池セパレータ。
【請求項１９】
前記ポリオレフィンはポリエチレン及び／又はポリプロピレンであることを特徴とする請求項１８記載の電池セパレータ。
【請求項２０】
前記繊維質層の厚さは０．２ｍｍ〜３．６ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項２１】
前記支持層の前記複数の開口は、前記支持層の６０％を超える表面を占めていることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項２２】
前記支持層の前記複数の開口は、前記支持層の７０％を超える表面を占めていることを特徴とする請求項２１記載の電池セパレータ。
【請求項２３】
前記支持層の前記複数の開口は、前記支持層の８０％を超える表面を占めていることを特徴とする請求項２２記載の電池セパレータ。
【請求項２４】
前記支持層の前記複数の開口は、前記支持層の９０％を超える表面を占めていることを特徴とする請求項２３記載の電池セパレータ。
【請求項２５】
前記開口は０．０１ｍｍ〜５ｍｍ間隔でおかれていることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項２６】
前記支持層は基本的に充填材入り又は充填材無しのポリマーからなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項２７】
前記ポリマーは熱可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項２６記載の電池セパレータ。
【請求項２８】
前記ポリマーはポリオレフィンであることを特徴とする請求項２６記載の電池セパレータ。
【請求項２９】
前記ポリオレフィンの分子量は少なくとも６００，０００であり、標準負荷メルトインデックスは実質０であり、及び粘度数は６００ｍｌ／ｇ以上であることを特徴とする請求項２８記載の電池セパレータ。
【請求項３０】
前記ポリオレフィンはポリエチレンであることを特徴とする請求項２８記載の電池セパレータ。
【請求項３１】
前記支持層は、平均孔径１μｍ未満の微細孔ポリマー層であることを特徴とする請求項２６記載の電池セパレータ。
【請求項３２】
前記微細孔ポリマー層の５０％より多くの微細孔は、直径が０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項３１記載の電池セパレータ。
【請求項３３】
前記支持層の対向する少なくとも２つの縁領域は、縁をシールに使用するため、前記繊維質層によって覆われていないことを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３４】
前記支持層の前記複数の開口の最大可能直径は、１ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３５】
前記支持層の前記複数の開口は、スロット又は長い穴の形状であることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３６】
前記支持層は基本的にガラス繊維織物からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３７】
前記支持層は基本的にポリマー繊維織物からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３８】
前記支持層は基本的にポリマー繊維フリース層からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項３９】
前記支持層は基本的にポリマー繊維及びガラス繊維を含むフリース層からなることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項４０】
前記支持層の厚さは０．０１ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項４１】
前記セパレータは、上部を開放し、底部とサイドを閉じたポケット形状であることを特徴とする請求項１記載の電池セパレータ。
【請求項４２】
密閉容器中において対極性に荷電した少なくとも２つの電極、電解質体及び（複数の）前記電極のうち近接する電極間にあるセパレータを備える電池であって、前記セパレータは請求項１記載のセパレータであることを特徴とするバルブ調節鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池用の新規な多孔セパレータに関する。別の視点によれば、本発明は、そのような新規なセパレータを備える鉛蓄電池（lead-acid storage battery）に関する。
【背景技術】
【０００２】
基本的に、電池セパレータは電子絶縁体及びイオン伝導体として機能する。すなわち、電池セパレータは、対極の電極間のイオンの流れを可能にするが、対極の電極の直接的な電子接触を妨げている。これら２つの機能を満たすために、セパレータは、通常、樹枝状結晶や板状粒子によって電子短絡を妨げることができるような小さい細孔を有し、かつ内部電池抵抗を最小にできるような高い気孔率を有する多孔質絶縁体である。鉛蓄電池において、セパレータは適切な極板距離をも決定し、それによりセル反応に関係する電解質の量が定まる。セパレータは、電池の寿命の間、安定でなければならない、すなわち、侵食性の強い電解質及び酸化的環境に耐えなければならない。
【０００３】
これらの基本的な受動的機能のほかに、鉛蓄電池のセパレータは、多くの点において電池性能に能動的に作用することもできる。バルブ調節鉛蓄電池（ＶＲＬＡ電池）において、セパレータは、さらに酸素移動、電解質の配分（ないし分布）及び極板の膨張のような性質を決定する。ＶＲＬＡ電池の性能に顕著な影響を及ぼすため、セパレータは「第三の電極」又は「第四の活性物質」とも呼ばれる（非特許文献１）。
【０００４】
ＶＲＬＡは、密閉電池又は組換（recombinant）電池とも呼ばれるバルブ調節鉛蓄電池を表す。ＶＲＬＡ電池において、充電中に陽極で発生する酸素は、陰極で還元される。このようにして、ＶＲＬＡ電池は、水を消費することなく充電でき、そして過充電さえできるため、理論上メンテナンスフリーである。陰極板が完全に荷電する前に陽極板において酸素を発生させるために、例えば、陽極板より大きい陰極板を使用することによって、陰極における水素の生成を抑制する。
【０００５】
ＶＲＬＡ電池においては、２つの技術、すなわち吸収性ガラスマット（ＡＧＭ）を備えた電池とゲル電池、が優勢である。ＡＧＭを備えた電池においては、吸収性ガラスマットが電解質を不動化（固定）すると同時に、セパレータとして機能する。ゲル電池においては、酸がフュームドシリカ（fumed silica）によって固定される。また、極板距離を固定するため、及び電子短絡を防止するために、追加のセパレータが必要となる。ＡＧＭ電池に比べて、ゲル電池の製造コストは高くなると考えられ、比出力（specific power）は高い内部抵抗のために低くなる。
【０００６】
ＡＧＭ電池において、電解質は完全にガラスマットに吸収される。ＡＧＭセパレータは、９０％を超える非常に高い気孔率を有している。この高い気孔率ならびに好湿潤性は、非常に高い酸の吸収性及び低い電気抵抗に反映される。ＡＧＭ電池において、ＡＧＭセパレータの酸飽和度は、通常８５％〜９５％の範囲にある。これにより、完全に飽和したセパレータに対し有効電気抵抗が増大するが、陽極板から陰極板への非常に効率の良い酸素移動を可能にする比較的大きな細孔のオープンチャンネルが生じる。ＡＧＭセパレータの平均孔径は通常３μｍ〜１５μｍの範囲内にあり、不均等に分布している。すなわち、電極板に平行な面であるセパレータのＸ−Ｙ面に約０．５μｍ〜５μｍの孔径、電極に垂直なＺ方向に約１０μｍ〜２５μｍの孔径がある。
【０００７】
比較的大きい細孔及び好湿潤性のために、電池の充填工程を容易にするＡＧＭの吸収率（wicking rate）（酸の吸い上げ速度）はかなり高い。
【０００８】
ＡＧＭセパレータの大きな不利益は、どのようなバインダーも純粋なガラスセパレータには含まれていないという事実による機械的弱さである。この材料の引張強度は、繊維の接触及びいくらかの絡み合いにのみ依存する。分子レベルにおいては、これらの接触は、隣接する繊維間に確立した水素結合型であると思われる。繊維が微細になれば、これらの接触を確立する機会が多くなるので、材料の強度は接触の存在によって大きく影響されることになる。
【０００９】
一方、より粗いガラス繊維は、ＡＧＭセパレータの多くの機能を発揮させる役割も果たす。例えば、粗いガラス繊維は、より大きな孔を作ることによって吸収率を改善する。
【００１０】
ＡＧＭセパレータのこの機械的弱さは、エネルギー密度の着実な増加及び全体の大きさの縮小化を特徴とする最新の高性能電池の開発の進行を鑑みれば、いっそう大きな問題となる。したがって、電極間距離及びそれに伴うセパレータの厚さは薄くなっており、さらには引張強度も減少している。効率的かつ経済的な電池の製造方法において、高速加工に実用できるように、十分な引張強度を有する薄いセパレータが切望されている。
【００１１】
微細及び粗大なガラス繊維の両方の利点から利益を得ようとの試みにおいて、多層ＡＧＭセパレータが提案されている。微細及び粗大な繊維を有する２層は、これらの繊維を１つのシートに分散させたかのようなより強い引張強度を示したことが明らかにされた（非特許文献２）。
【００１２】
特許文献１は、スパン結合織物の１以上の薄層で強化できるメルトブロー超微細ポリマー繊維のマットで作製されたセパレータを開示する。
【００１３】
特許文献２は、ガラス繊維とポリエチレン繊維の混合物を有する繊維質シートセパレータを開示する。
【００１４】
セパレータの機械的性質を制御するためにセパレータシステムの一部として微細孔シートを含めることも提案されている。この例としては、２つのＡＧＭ層の間にポリマー層を配置することによってＡＧＭセパレータの圧縮特性を改良する微細孔ポリマー材料の層の使用がある（非特許文献３）。低圧縮性のセパレータによる高いプレートグループ圧（plate group pressures）の利用が、早期の容量損失をなくし、電池の寿命を延長するので、好都合な圧縮／回復性が重要であることが明らかにされている。そのような微細孔セパレータの例としては、１０ｋＰａにおいて厚さ０．５２ｍｍの２つのＡＧＭ層の間に挟まれた、平均孔径５μｍ、厚さ０．５７ｍｍの微細孔ＰＶＣセパレータがある（非特許文献３；非特許文献４）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ＡＧＭセパレータと比較すると、このセパレータ形状は改良された機械特性を提供するかもしれない。しかしながら、微細孔層の存在は、電極間のイオンの流れを阻害し、それにより内部電気電池抵抗を増大させる。スタータ電池又は予備非常電力用電池など、深放電循環（deep discharge cycle）を通常伴わない利用において、このことは不都合である。また、外側のＡＧＭ層のために、これらのセパレータはポケット形状にすることが困難である。さらに、ポリマー膜の厚みのために、これらのセパレータは、渦巻き形セルに利用できない。
【００１６】
本発明は、酸素及びイオンの移動を損なうことなく、引張強度を改善した鉛蓄電池用電池セパレータを提供することを目的とする。
【００１７】
また本発明は、経済的な方法で製造かつ加工することができる電池セパレータを提供することを目的とする。
【００１８】
さらに本発明は、高電力性能を有する改良バルブ調節鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【００１９】
【特許文献１】
米国特許第５９６２１６１号明細書
【特許文献２】
米国特許第４９０８２８２号明細書
【非特許文献１】
Nelson B., Batteries International, April 2000, 51-60
【非特許文献２】
Ferreira A. L.; The Multilayered Approach for AGM Separators; 6th ELBC, Prague, Czech Republic, September 1998
【非特許文献３】
Weighall M. J.; ALABC Project R/S-001, October 2000
【非特許文献４】
Lambert U., A study of the effects of compressive forces applied onto the plate stack on cyclability of AGM VRLA batteries, 5th ALABC Members and Contractors' Conference Proceedings, Nice, France, March 28-31, 2000
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第一視点の基本構成によれば、少なくとも１つの繊維質層及び少なくとも１つの支持層を備える電池セパレータであって、支持層は耐酸性材料から形成され、かつ複数のマクロ開口を備えている電池セパレータを提供する。
【００２１】
上記基本構成の形態１によれば、繊維質層の平均孔径が３μｍ〜１５μｍである電池セパレータ、繊維質層が本質的にガラス繊維からなる電池セパレータ、及び繊維質層が、平均直径１μｍ未満のガラスマイクロ繊維を２０質量％〜４０質量％及び平均直径約３μｍの粗ガラス繊維を６０質量％〜８０質量％有する電池セパレータを提供する。
【００２２】
上記基本構成の形態２によれば、繊維質層が本質的にポリマー繊維からなる電池セパレータ、繊維質層が、直径０．１μｍ〜１０μｍのポリマー繊維を有する電池セパレータ、繊維質層の少なくとも１０質量％のポリマー繊維の直径が１μｍ未満であり、少なくとも６０質量％のポリマー繊維の直径が５μｍ未満である電池セパレータ、少なくとも１５質量％のポリマー繊維の直径が１μｍ未満である電池セパレータ、繊維質層が、平均直径１μｍ未満のポリマーマイクロ繊維を２０質量％〜４０質量％有する電池セパレータ、ポリマー繊維の直径が０．１μｍ〜５μｍの範囲にある電池セパレータ、ポリマー繊維がポリオレフィン繊維である電池セパレータ、及びポリオレフィンがポリエチレン及び／又はポリプロピレンである電池セパレータを提供する。
【００２３】
上記基本構成の形態３によれば、繊維質層がガラス繊維とポリマー繊維の混合物を有する電池セパレータ、繊維質層が、直径０．１μｍ〜１０μｍのガラス繊維を有する電池セパレータ、ガラス繊維の直径が０．１μｍ〜５μｍの範囲にある電池セパレータ、繊維質層が、直径０．１μｍ〜１０μｍのポリマー繊維を有する電池セパレータ、ポリマー繊維の直径が０．１μｍ〜５μｍの範囲にある電池セパレータ、ポリマー繊維がポリオレフィン繊維である電池セパレータ、及びポリオレフィンがポリエチレン及び／又はポリプロピレンである電池セパレータを提供する。
【００２４】
上記基本構成の形態４によれば、繊維質層の厚さが０．２ｍｍ〜３．６ｍｍである電池セパレータを提供する。
【００２５】
上記基本構成の形態５によれば、支持層の複数の開口が、支持層の６０％を超える表面を占めている電池セパレータ、支持層の複数の開口が、支持層の７０％を超える表面を占めている電池セパレータ、支持層の複数の開口が、支持層の８０％を超える表面を占めているこ電池セパレータ、及び支持層の複数の開口が、支持層の９０％を超える表面を占めている電池セパレータを提供する。
【００２６】
上記基本構成の形態６によれば、開口が０．０１ｍｍ〜５ｍｍ間隔でおかれている電池セパレータを提供する。
【００２７】
上記基本構成の形態７によれば、支持層が基本的に充填材入り又は充填材無しのポリマーからなる電池セパレータ、ポリマーが熱可塑性ポリマーである電池セパレータ、ポリマーはポリオレフィンである電池セパレータ、ポリオレフィンの分子量が少なくとも６００，０００であり、標準負荷メルトインデックスは実質０であり、及び粘度数は６００ｍｌ／ｇ以上である電池セパレータ、ポリオレフィンがポリエチレンである電池セパレータ、支持層が、平均孔径１μｍ未満の微細孔ポリマー層である電池セパレータ、及び微細孔ポリマー層の５０％より多くの微細孔が、直径が０．５μｍ以下である電池セパレータを提供する。
【００２８】
上記基本構成の形態８によれば、支持層の対向する少なくとも２つの縁領域が、縁をシールに使用するため、繊維質層によって覆われていない電池セパレータを提供する。
【００２９】
上記基本構成の形態９によれば、支持層の複数の開口の最大可能直径が、１ｍｍより大きい電池セパレータを提供する。
【００３０】
上記基本構成の形態１０によれば、支持層の複数の開口が、スロット又は長い穴の形状である電池セパレータを提供する。
【００３１】
上記基本構成の形態１１によれば、支持層が基本的にガラス繊維織物からなる電池セパレータを提供する。
【００３２】
上記基本構成の形態１２によれば、支持層が基本的にポリマー繊維織物からなる電池セパレータを提供する。
【００３３】
上記基本構成の形態１３によれば、支持層が基本的にポリマー繊維フリース層からなる電池セパレータを提供する。
【００３４】
上記基本構成の形態１４によれば、支持層が基本的にポリマー繊維及びガラス繊維を含むフリース層からなる電池セパレータを提供する。
【００３５】
上記基本構成の形態１５によれば、支持層の厚さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである電池セパレータを提供する。
【００３６】
上記基本構成の形態１６によれば、セパレータが、上部を開放し、底部とサイドを閉じたポケット形状である電池セパレータを提供する。
【００３７】
本発明の第二視点によれば、密閉容器中において対極性に荷電した少なくとも２つの電極、電解質体及び（複数の）電極のうち近接する電極間にあるセパレータを備える電池であって、セパレータは上記第一視点の基本構成のセパレータであるバルブ調節鉛蓄電池を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、耐酸性材料から形成され、かつ複数のマクロ開口を有する少なくとも１つの支持層と、少なくとも１つの繊維質層を組み合わせることによって、酸素及びイオンの移動を損うことなく、それゆえに、ＶＲＬＡ電池内の内部電池抵抗に悪影響を与えることなく、引張強度を改善したセパレータを製造することができるという驚くべき知見に基づく。
【００３９】
本発明の文言において、開口（opening）とは、支持層の厚みを完全に貫通する支持層中の穴（hole）又は孔（aperture）をいう。このようにして、開口は、支持層の広がった面に対して実質垂直に伸びる直線状の通路によって、支持層を通じて直接のイオン移動を可能にする。したがって、平面シートの形状をとる支持層において、これは、支持層面の上部の実質垂直方向からみると、支持層が物質を有する領域と物質を有さない領域を含有しているように見えることを意味する。物質を有さない領域は開口である。したがって、開口は、例えば支持層中に穴を切り取ることによって得ることができる。支持層の総面積に対する開口の総面積の割合は、支持層の開口面積として定義される。例えば、長方形の支持層面の開口面積の計算において、支持層の片面の面積は、高さに幅を掛けた積で表される。１つの開口で覆われる面積は、その幾何学的形状と寸法を考慮して計算することができる。開口で覆われた総面積は、すべての開口の面積の合計によって得ることができる。
【００４０】
本発明によれば、用語「マクロ（macroscopic）」は、肉眼で容易に見ることができるような十分な大きさの対象又は構造を示すために使用される。したがって、本発明のマクロ開口の直径は、好ましくは５０μｍより大きく、より好ましくは１００μｍより大きく、最も好ましくは１ｍｍより大きい。
【００４１】
セパレータを形成するために、少なくとも１つの支持層は少なくとも１つの繊維質層と結合され、その結果繊維質層は機械的に強化される。好ましい形態によれば、セパレータは、１つの支持層と１つの繊維質層を積層することで形成される。ある数の開口、つまりはある開口面積、を有する支持層の使用は、電極間のイオン輸送を害することによる悪影響を電池の内部電気抵抗に及ぼすことなく、セパレータが高速加工の利用に十分な引張強度を有することを確保することが分かった。好ましい形態によれば、開口面積は、支持層の片面の６０％超、より好ましくは７０％超、さらに好ましくは８０％超、最も好ましくは９０％超に相当する。さらに、開口面積は、支持層片面の９９％未満に相当することが好ましく、より好ましくは９８％未満、さらに好ましくは９７％未満、最も好ましくは９５％未満である。
【００４２】
本発明のセパレータは、２層より多くの層、例えば２つの支持層とその２つの支持層の間に挟まれた繊維質層、又はその逆の組み合わせ、を含むことが可能であるが、本発明の支持層は２層のみ、すなわち１つの支持層と１つの繊維質層、を有することが好ましい。
【００４３】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明のセパレータ１を示す。セパレータは繊維質層２及び１つの支持層３を具備する。また、電池の陰極４及び陽極５も示す。セパレータ１ならびに電極４及び５は密閉容器６に入っている。
【００４４】
繊維質層２はガラス繊維、ポリマー繊維又はガラス繊維とポリマー繊維の混合物から作製することができる。本発明の繊維質層として使用可能なポリマー繊維製の適当なマットは、米国特許５９６２１６１号に開示されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００４５】
好ましい材料はガラスである。一般に、吸収性ガラスマット（ＡＧＭ）を製造可能な公知技術のすべてのガラス繊維材料は、本発明の繊維質層の形成に使用することができる。好ましい繊維質材料は、バインダーやポリマー繊維のような有機成分を含まない吸収性マイクロ繊維ガラスフリースである。繊維の直径は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲であることが好ましく、０．１μｍ〜５μｍの範囲であることがより好ましい。繊維は、好ましくは、様々な直径の耐酸性ガラス繊維、通常マイクロ繊維と言われている平均繊維径が１μｍより小さい極細繊維、と平均直径約３μｍの「粗」繊維との混合物である。マイクロ繊維は内部表面を増大させ、引張強度を改善し、そして孔径を縮小させるが、製品コストをかなり増大させる。太い繊維は、上述のように、酸の吸い上げが速い大きな孔を作成することによって電池充填を容易にする。
【００４６】
繊維質ガラス層は、好ましくは、２０質量％〜４０質量％の平均直径が１μｍより小さいガラスマイクロ繊維及び６０質量％〜８０質量％の平均直径約３μｍの粗ガラス繊維、例えばマイクロ繊維３０質量％及び粗繊維７０質量％、を有する。適当なガラス繊維マット及びその製造方法は、当業者に周知である（例えば、Bohnstedt W., in Handbook of Battery Materials, Editor Besenhard J. O., WileyVCH, Weinheim 1999, pages 245 to 292、及びそこに引用された文献を参照）。
【００４７】
ポリマー繊維から作製された好ましい繊維質層は、繊維径が０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜５μｍのウェブないし不織布（web）、マット又はフリースを有する。繊維の１０質量％より多く、より好ましくは繊維の１５質量％より多く、最も好ましくは繊維の２０質量％〜４０質量％が、１μｍより細い直径、好ましくは約０．１μｍの直径であることが好ましい。また、繊維の少なくとも６０質量％が５μｍより細い直径であることがさらに好ましい。繊維は、好ましくはポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ハロゲン化ポリマー及びそれぞれの共重合体からなる群から、より好ましくはポリオレフィンから、及び特に好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンから選択される、熱可塑性ポリマーから作られる。繊維質層を親水性にするために、押出し成形前に適当な表面活性剤をポリマーに添加するか、もしくは成形後の繊維表面に親水性基を共有結合させる。開示が本明細書に引用をもって繰込まれている米国特許５９６２１６１号に、適当な処理が記載されている。このような不織マットは、押出し工程及びブローイング工程によって製造することができる。好ましいひとつの方法は米国特許６１１４０１７号に記載されており、ポリマー加熱及び押出し手段によってポリマーを溶融する工程、本質的に均一な又は多様な直径の繊維からなる織物を得るために、直径が互いに同等であるか又は列から列へ異なっており、加熱装置によって加熱された１つ以上の規格金型上に、横方向に間隔を隔てて一以上の列に配置されたポリマーオリフィスを通じて、１ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅより遅い流速で当該ポリマーを押出す工程、ポリマーオリフィスごとに２以上の不変の若しくは可変の横断空気噴射口、好ましくは超音波の吸い込み速度を実現可能な発散‐収束ノズルである可変横断空気噴射口から少なくとも９５℃の加熱空気を、又は、当該フィラメントを細くする、及び本質的に連続するポリマーフィラメントを産出する当該ポリマーオリフィス出口に隣接しかつ本質的に平行に設置された２以上の連続する発散‐収束ノズル溝から１０℃〜３７５℃の間に調温された空気を使用して、当該ポリマー押出し物をブロー成形する工程、及び当該金型内の当該ポリマーオリフィスの列数と同数の分配された連続ポリマーフィラメント層からなる自己結合ウェブを形成するために、収集手段上に当該単離ポリマーを沈積させる工程、を含んでいる。米国特許５６７９３７９号は、上記不織マットの製造に適した規格金型ユニットを開示している。米国特許６１１４０１７号及び米国特許５６７９３７９号の両開示は、本明細書に引用をもって繰込まれている。上記工程において製造された自己結合ウェブは、カレンダーロールによって模様を彫る若しくは平らにする公知の熱カレンダー技術を使用して、さらに強度を強くするために熱結合されることもできる。ウェブないし不織布、マット又はフリースは、典型的な溶融ブローウェブより、平均直径が小さく、均一性が改善され、繊維径の範囲が狭く、非結合強度がかなり強くなっている。材料が熱結合されると、同じポリマー及び坪量のスパン結合不織布と同等の強度になる。
【００４８】
ガラス繊維とポリマー繊維の混合物を使用するとき、それらの異なる繊維は、表面活性剤がなくてもシートが電解質を７５〜９５％吸収するような割合にして使用されることが好ましい。好ましくは、上記特徴のガラス繊維とポリマー繊維が使用される。このような繊維質シートは、米国特許４９０８２８２号に記載の方法によって作製することができ、その開示は本明細書に引用をもって繰込まれている。
【００４９】
繊維質層の平均孔径は、好ましくは３μｍ〜１５μｍであり、より好ましくは５μｍ〜１２μｍであり、最も好ましくは６μｍ〜１０μｍである。
【００５０】
別段の記載が無ければ、本明細書において示すすべての孔径は、Ritter, H. L.及びDrake, L. C.によってInd. Eng. Chem. Anal. Ed., 17, 787 (1945)に記載された水銀貫入法によって測定した。この方法によれば、水銀は、多孔度計（porosimeter model 2000, Carlo Erba）によって水銀に加える圧力を変化させることによって様々な径の孔に押し込められる。孔径分布は、MILESTONE 200 ソフトウェアを用いて、粗データを評価して決定した。ポリマー層の微細孔の孔径は、穴（holes）を形成する前に測定した。
【００５１】
平均孔径は、水銀貫入法によって決定した孔の総体積の５０％は小さい孔に含まれ、５０％は大きい孔に含まれる孔径と定義される。
【００５２】
１０ｋＰａにおいて０．６ｍｍの厚さであるとき、繊維質ガラス層の坪量は一般に、１００ｇ／ｍ２であり、気孔率は９３％〜９５％である。繊維質層のＢＥＴ表面積は、好ましくは０．５ｍ２／ｇ〜２．５ｍ２／ｇ、より好ましくは１．１ｍ２／ｇ〜１．３ｍ２／ｇの範囲内にある。これらの数値又は他の数値は、適切に確立された手順に従い決定される（例えば、ＢＣＩ試験法(BCI Test Method)、BCI/RBSM Standard Test Methods, Battery Council International, Chicago, IL, USA；別段の記載が無ければ、繊維質層の厚さは常に乾燥時の層の厚さについて言及している）。
【００５３】
１０ｋＰａにおいて０．６ｍｍの厚さであるとき、ポリマー繊維の不織布（ウェブ）の坪量は一般に、７０ｇ／ｍ２であり、気孔率は９１％〜９５％である。繊維質層のＢＥＴ表面積は、好ましくは１ｍ２／ｇ〜５ｍ２／ｇ、より好ましくは２ｍ２／ｇ〜３ｍ２／ｇの範囲内にある。これらの数値は、上記記載のように決定される（例えば、ＢＣＩ試験法）。
【００５４】
１０ｋＰａにおいて０．６ｍｍの厚さであるとき、厚さ０．１μｍ〜１０μｍのガラス繊維８５質量％と厚さ０．１μｍ〜１０μｍのポリマー繊維１５質量％の混合物からなる繊維質シートの坪量は一般に、９０ｇ／ｍ２〜９５ｇ／ｍ２であり、気孔率は９１％〜９５％である。繊維質層のＢＥＴ表面積は、好ましくは１ｍ２／ｇ〜３ｍ２／ｇ、より好ましくは１．１ｍ２／ｇ〜２．５ｍ２／ｇの範囲内にある。これらの数値は、上記記載のように決定される（例えば、ＢＣＩ試験法）。
【００５５】
繊維質層の厚さは、好ましくは０．２ｍｍ〜３．６ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。繊維質層の厚さの上限は、セパレータの望ましい厚さの総計によって決定される。ＳＬＩ（starting-lighting-ignition）電池とも呼ばれるスタータ電池のセパレータの厚さの総計は、好ましくは０．６ｍｍ〜１．８ｍｍであり、据置電池などの工業用電池のセパレータにおいては２ｍｍ〜４ｍｍである。例えば２ｍｍの厚さの１つの繊維質層の代わりに、厚さの総計が２ｍｍになる隣接する２以上の繊維質層を使用することができる。厚さは、ＢＣＩ法を使用して、１０ｋＰａにおいて決定される（上記参照）。
【００５６】
本発明の好ましい形態によれば、支持層３は、基本的にはポリマー材料から作製され、好ましくはポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、又はそれが使用される電池環境に影響されない他の適当な材料などの充填材入り又は充填材無しの熱可塑性ポリマーである。ポリマー材料の形状は、好ましくは例えば押出し成形によって得られるような膜である。熱可塑性ポリマーの使用は、ポケットの形成を容易にすることに利点がある。好ましい材料は、ポリプロピレン、エチレン‐ブテン共重合体、好ましくはポリエチレン、より好ましくは高分子量ポリエチレン、すなわち、少なくとも分子量６００，０００のポリエチレン、さらにより好ましくは超高分子量ポリエチレン、すなわち、少なくとも分子量１，０００，０００のポリエチレン、特により好ましくは分子量４，０００，０００超、最も好ましくは分子量５，０００，０００〜８，０００，０００（粘度計によって測定し、Margolieの式から計算した）のポリエチレン、などのポリオレフィンであり、標準負荷メルトインデックスが実質０（標準負荷２，１６０ｇを使用し、ASTM D 1238 (Condition E)）の仕様で測定した）であり、そして、粘度数が６００ｍｌ／ｇ以上、好ましくは１，０００ｍｌ／ｇ以上、より好ましくは２，０００ｍｌ／ｇ以上、最も好ましくは３，０００ｍｌ／ｇ以上（１３０℃のデカリン１００ｇにポリオレフィン０．０２ｇを溶かした溶液中で測定した）である。
【００５７】
微細孔はコストを増大させ、材料の機械的強度を減少させる傾向があるので、通常ポリマー材料は微細孔でないことが好ましい。しかしながら、比較的小さな開口面積を有する支持層において、微細孔材料は支持層材料を通じてイオン移動を可能にするので好都合であるかもしれない。これらの場合、支持層の微細孔の平均孔径は、直径１μｍ未満である。好ましくは、５０％より多くの孔の直径が０．５μｍ以下である。少なくとも９０％の孔の直径は０．５μｍ未満であることが特に好ましい。微細孔の平均孔径は、好ましくは０．０５μｍ〜０．５μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜０．２μｍの範囲内にある。
【００５８】
微細孔ポリマー支持層は、好ましくは、８体積％〜１００体積％のポリオレフィン、０体積％〜４０体積％の可塑剤、及び０％〜９２％の不活性な充填材料の均一な混合物を有する。好ましい充填材は、微細分割された乾燥シリカである。好ましい可塑剤は石油オイルである。可塑剤は、ポリマー‐充填材‐可塑剤の組成から除去することが最も容易な成分であるので、電池セパレータに多孔をもたせるのに有効である。セパレータの最終組成は、最初の組成及び抽出された成分に依存するだろう。このような材料は周知技術であり、例えば、開示が本明細書において引用により繰込まれている米国特許３３５１４９５号に記載されている。
【００５９】
微細孔ポリマー支持層は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、好ましくは重量平均分子量少なくとも６００，０００の超高分子量ポリオレフィン、と少なくとも２０体積％の熱成（pyrogenic）シリカ、加えて任意の１以上の充填材、好ましくは沈降シリカ、の本質的に均一な混合物から形成することもできるので、充填材の全内容物は、６０体積％〜８２体積％の範囲内にあり、任意には可塑剤、好ましくは水不溶性オイル及び／又は加工オイルである。このような微細孔ポリマー層は米国特許６１２４０５９号に開示されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００６０】
微細孔ポリマー支持層に適した他の材料は、下記の工程を含む方法により製造される微細孔ポリエチレンフィルムである：（ａ）押出し成形された前駆フィルムを形成するため、密度が少なくとも約０．９６０ｇ／ｃｍ３であり、少なくとも９９質量％がエチレンであるポリエチレン樹脂を引き抜き比約２０：１〜約２００：１で溶融押出し成形すること；（ｂ）押出し成形された前駆フィルムの結晶性を改善するように、及び延伸されていない焼きなまし前駆フィルムを形成するように、前記樹脂の結晶性融点より約１０℃〜２５℃の範囲低い温度で前記押出し成形された前駆フィルムを焼きなますこと；（ｃ）冷延伸された前駆フィルムを形成するために、延伸されていない焼きなまし前駆フィルムの長さに基づいて、約１２０％〜約１６０％の冷延伸長になるように、約−２０℃〜約７０℃の範囲内の温度で、かつ前記延伸されていない焼きなまし前駆フィルムの長さに基づき、１分当たり少なくとも７５％の冷延伸率で、前記焼きなまし前駆フィルムを一軸冷延伸して冷延伸長前駆フィルムを形成すること；（ｄ）微細孔ポリエチレンフィルムを形成するように、前記延伸されていない焼きなまし前駆フィルムの長さに基づいて、約２３５％〜約３１０％の熱延伸長にするために、冷延伸した前駆フィルムの結晶性を保持するように（ｃ）の上記温度から樹脂の結晶性融点より約１０℃〜約２５℃の範囲低い温度までの範囲の温度で、かつ前記延伸されていない焼きなまし前駆フィルムの長さに基づいて１分当たり７５％未満の熱延伸率で、前記冷延伸と同じ一軸方向に、前記冷延伸した前駆フィルムを熱延伸すること。このようなフィルムは、米国特許４６２０９５６号に開示されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００６１】
約−２０℃〜ポリマーフィルムの結晶性融点より２０℃低い温度の範囲で、非多孔性・結晶性・弾性フィルムを一軸冷延伸し、続いて、結晶性融点より約２０℃低い温度〜結晶性融点より５℃低い範囲の温度で、複数の不連続延伸工程において、冷延伸したフィルムを同方向に熱延伸することによって得られる連続気泡の微細孔ポリマーフィルムも、微細孔ポリマー支持層として有用である。このようなフィルムは、米国特許３８４３７６１号に開示されており、その開示は本明細書に引用をもって繰込まれている。
【００６２】
また、５０％伸長からの弾性回復が２５℃で少なくとも２０％であり、ポリプロピレンポリマーのメルトインデックスが約８〜約３０の範囲にあり、及び重量平均分子量が約１００，０００〜２４０，０００である非多孔性結晶性弾性ポリプロピレン出発フィルムを、連続気泡の微細孔構造がフィルム中に形成されるまで延伸し、延伸したフィルム中の連続気泡（開孔）（open-celled）構造を安定化させるために、得られた延伸フィルムを熱処理ないし硬化（heat setting）することによって得られる連続気泡の微細孔ポリプロピレンフィルムも、微細孔ポリマー支持層として有用である。このようなフィルムは、米国特許３８３９２４０号に開示されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００６３】
さらに、連続気泡構造ではない同じポリマーフィルムのかさ密度と比較して小さいかさ密度であり、結晶性が約３０％より大きく、孔径が５０００Å（５００ｎｍ）未満であり、窒素フラックスが３０より多く、表面積が少なくとも３０ｍ２／ｃｍ３であり、及び破壊伸びが５０〜１５０％である連続気泡の微細孔ポリマーフィルムであって、結晶性が約２０％より大きく、かつ５０％ひずみからの弾性回復が２５℃で少なくとも４０％である非多孔性・結晶性・弾性フィルムを、延伸方向に垂直な多孔表面領域が形成されるまで冷延伸し、得られた冷延伸したフィルムを、延伸方向に平行に伸長する孔空間が形成されるまで熱延伸し、その後、得られた微細孔フィルムを引っ張った状態で加熱することによって得られる前記連続気泡微細孔ポリマーフィルムも、微細孔ポリマー支持層として適している。このようなフィルムは、米国特許３８０１４０４号及び米国特許３６７９５３８号に記載されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００６４】
また、微細孔・連続気泡構造のフィルムであり、そのフィルムからなるポリマーの密度の約９０％以下の見かけ密度であって、前記ポリマーは固体時で少なくとも４０％の結晶性があり、かつポリエチレン、ポリプロピレン及びポリアセタールからなる群から選択され、そして前記フィルムは、孔空間（pore spaces）のサイズ分布が１０００〜２０００Å（１００〜２００ｎｍ）範囲で最適化されている孔空間を有する連続気泡構造を特徴とし、（ａ）フィルムを形成するように、前記ポリマーの結晶性融点より約１００℃より高くない温度の溶融温度で前記ポリマーを押出し成形すること；（ｂ）２０：１〜約１８０：１の引き抜き比（drawdown ratio）で得られたフィルムを巻き上げる（taking up）こと；（ｃ）押し出されたフィルムを引き抜いている間に急冷すること；（ｄ）得られたフィルムにおいて、５０°のひずみからの弾性回復が２５℃で少なくとも５０％になるように、前記ポリマーの結晶性融点より約５〜１００℃低い範囲の温度で、得られたフィルムを少なくとも５秒間焼きなますこと；（ｅ）前記フィルムはポリプロピレンからなる（comprise）ときは約２００°Ｆ（９３．３℃）以下、前記フィルムがポリエチレンからなる（comprise）ときは約２２０°Ｆ（１０４．４℃）以下、及び前記フィルムがポリアセタールからなる（comprise）ときは約２５５°Ｆ（１２３．９℃）以下の温度で、全長の約３０％から約１５０％の引き抜き比で、フィルムを冷延伸すること；（ｆ）伸長させた状態で、約８０℃〜約１５０℃の温度で、冷延伸したフィルムを熱処理ないし硬化（heat setting）すること、によって得られる前記フィルムも、微細孔ポリマー支持層として適している。このようなフィルムは、米国特許３５５８７６４号に開示されており、その開示は本明細書に引用により繰込まれている。
【００６５】
ポリマー支持層は、開口を形成する穴をポリマー支持層に打ち抜く（punching）かもしくは刺し抜く（pricking）ことによって、貫通された層として形成されることができる。または、ポリマー支持層は、切れ目を入れ、エキスパンドメタルの形状と同様の形状になるようにポリマー支持層を広げることによって、材料損失無く、エキスパンドメタルと類似の製造法で形成されることができる。そのように形成された開口は、複数の種々の形状、サイズにすることができる。例えば、穴の断面を、三角形、四角形もしくは偏菱形などの角形、円形、卵形、又は楕円形にすることができる。好ましくは、穴はスロットもしくは長い穴であり、より好ましくは横、縦、もしくは斜めを指向する。穴を形成するための方法及び設備、及び開口のサイズ及び形状を通常決定する、そこで使用される道具は、当業者に周知である。
【００６６】
本発明のさらなる形態によれば、支持層３は、ガラス繊維織物、ポリマー繊維織物、又はガラス繊維とポリマー繊維の混合物から作られる織物によって構成される。メッシュのような織物、すなわちガラスの織り糸及び／又はポリマーの織り糸の間の開口空間を特徴とする織物であって、これらの開口空間が支持層の開口に相当する織物（fabric）が適している。したがって、開口の寸法は織物のメッシュ幅となる。メッシュ織物はウィービング、ニッティング、ネッティング又は当業者に一般に知られた他の方法によって製造することができる。好ましい材料はガラスである。一般に、ネットなどの十分な強度のガラス繊維織物を製作することができる、公知技術のすべてのガラス繊維材料を本発明の支持層の形成に使用することができる。ガラス繊維の平均繊維径は、好ましくは３μｍ〜１２μｍ、より好ましくは５μｍ〜９μｍである。同様に、本発明の支持層の製作に使用されるポリマー繊維織物は、好ましくは、直径が３μｍより太い、できれば５０μｍ又は１００μｍより太い繊維から本質的になる。適当なガラス繊維ネット及び／又はポリマー繊維ネット及びそれらの製作は当業者に周知である。
【００６７】
ポリマー繊維を有する織物の場合、ポリマーが熱可塑性ポリマー、好ましくはポリオレフィン、最も好ましくはポリエチレンであると好都合である。
【００６８】
本発明のさらに好ましい形態によれば、支持層３は、ポリマー繊維フリースもしくはマット、又はガラス繊維とポリマー繊維の混合物を有するフリースもしくはマットで形成される。この場合、ポリマーは熱可塑性ポリマーである。したがって、フリースを加熱すると、繊維が接触点で融合され、支持層の引張強度を増大させることができる。熱可塑性ポリマーはポリオレフィンであることが好ましく、最も好ましくはポリエチレンである。本発明の支持層として使用可能なポリマー繊維製の適当なマットは、米国特許５９６２１６１号に開示され、ガラス繊維及びポリマー繊維製の適当な繊維質シートは米国特許４９０８２８２に開示されている。両文献の開示は、本明細書に引用により繰込まれている。
【００６９】
さらに、支持層は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、又はそれが使用される電池環境に影響されない適当な他の材料などの合成樹脂を直接繊維質層上に連続した縞状に塗布し、続いて、例えば光硬化又は熱硬化により、樹脂を硬化させることによって形成されることができる。
【００７０】
本発明の支持層の開口サイズは、開口の対向する端を結ぶ直線の最大限可能な長さである最大可能直径（ＧＰＤ）によって、特徴づけることができる。例えば、正方形の開口の場合、ＧＰＤは対角線に相当し、円形の開口の場合、直径に相当する。ポリマー支持層の開口のＧＰＤは、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上、最も好ましくは３０ｍｍ以上である。さらに、ポリマー支持層の各個々の開口は支持層面積の３０％以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは２％以下、最も好ましくは１％以下である。
【００７１】
開口は、好ましくは０．０１ｍｍ〜５ｍｍ間隔でおかれる、すなわち、２つの開口間の最短距離は、好ましくは、方向に関係なく０．０１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内にある。開口は整列させて、又は互い違いにもしくはランダムに分布させて配置することができる。９０％を超える開口面積を有する最も好ましい形態の場合、開口（複数）は、密接な間隔で形成され、材料の薄い領域範囲のみによって分離されている。開口（複数）は規則的な又は不規則なパターンで配置されることができるが、開口はセパレータの横辺に平行に伸びる列で配置されると好都合である。これによれば、これらの列の中間に、セパレータの全長にわたって伸び、かつ電池製造業者に通常ロールで供給されるセパレータ製品の高速加工中にかかる主な引張応力の方向に伸びる、材料の連続する領域範囲を生じさせる。
【００７２】
開口（複数）は、電池内の効率の良い酸素循環及び大きく損なわれない電極間のイオン移動を確保することにより、低い内部電気抵抗を実現する。
【００７３】
支持層の厚さは、好ましくは０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、より好ましくは０．０２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内、最も好ましくは約０．２ｍｍである。本発明の好ましい形態（１つの繊維質層と１つの支持層の結合）において、スタータ電池の場合、セパレータの繊維質層の厚さは、好ましくは０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。工業用電池の場合、繊維質層の厚さは、好ましくは１．４ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲内、より好ましくは１．５ｍｍ〜２．０ｍｍｎ範囲内にある。
【００７４】
本発明のセパレータはシート形状で提供することができる。ポリマー材料を含んでいる支持層（複数）を有する本発明のセパレータは、上部を開放し底部とサイドを閉じたポケット形状で提供することもできる（ポケット形状にする場合、２つ折りにしてポケット状にしたポリマー支持層の中に電極板を入れるようにして、電極板を繊維質層で包む。）。これらの場合、支持層の対向する少なくとも２つの縁領域は、例えば接着剤を用いたシール、熱シール、又は渦巻き形セル用の縁全体のリボンシール、などのシールに縁を利用するために、繊維質層で覆われていないことが好ましい。そのようなポケットの製造は、当業者に周知である。本発明のこれらのセパレータは、外側に２つのＡＧＭ層を備える先行技術の多層セパレータより容易にポケット形状にすることができることが見出された。また、幅が繊維質層の２倍を超える支持層の上に繊維質層を第一に置くことによって、セパレータを形成することもできる。この工程において、繊維質層は、完全に支持層の第一半分（first half）にあるように、かつ第一半分の縁領域が繊維質層によって覆われないように、配置される。次の工程において、支持層の第二半分（second half）は、支持層の縁領域が互いに接して位置するように、第一半分及びその上にある繊維質層上に折り重ねられる。それによって、これらの縁領域は、繊維質層を包含する支持層材料の筒を形成するためのシール、例えば熱シール、を可能にする。
【００７５】
本発明のセパレータは、少なくとも１つの支持層と少なくとも１つの繊維質層を積層することによっても形成することができる。種々の層は接着剤、超音波シール又は縫い付けによって接合（結合）させることができる。好ましくは、アクリル又はポリエチレンのホットメルトなどの接着剤が支持層と繊維質層間の接合の改良に使用される。接着剤は、好ましくは、斑点又は連続する縞模様でセパレータの層間に塗られる。そのような積層の製造は当業者に周知である。
【００７６】
本発明のセパレータは、熱成（pyrogenic）シリカ、又はマイクロ繊維のとても高価な部分を有するＡＧＭに基づく先行技術のセパレータよりかなり低コストで製造及び加工されることができる。さらに、非多孔質支持層を使用することにより、さらなる節約が可能である。加えて、強化した引張強度によって、普通のＡＧＭ及び他の繊維質層セパレータよりも高速で加工することができ、例えば渦巻型セルなどの鉛蓄電池の製造を著しく加速させることができる。後者の製造中、セパレータは、高い引張応力を受けながら引っ張られることによって、大きな慣性モーメントを有するロールから広げられる。さらに、本発明のセパレータは容易なシール能力を備える。改良された引張強度の他にも、本発明のセパレータは、早期機能不良の防止に効果のある良好な酸素及びイオンの移動性、及び高電力性能に必要な電池の低内部電気抵抗を示す。また、本発明のセパレータは薄いので、起動用電池などの高電力密度を有する電池の製造に有用である。さらに、支持層はセパレータの圧縮特性を改善し、より均一な圧縮を確保する。
【００７７】
本発明はさらに、密閉容器中で対極性に荷電した少なくとも２つ電極、電解質体、及び（複数の）前記電極のうち隣接する電極間にあるセパレータを備える電池であって、前記セパレータは上記で記載したようなセパレータであるバルブ調節鉛蓄電池に関係する。好ましくは、電解質はセパレータと電極板にすべて吸収される。電池は、起動燃焼エンジン用のような利用、又は予備利用に使用されることが好ましく、深放電循環（deep discharge cycle）を頻繁にされやすく、それに伴う短絡の形成のおそれの高い利用には好ましくない。
【００７８】
本発明は以下の実施例からより完全に理解されるであろうが、実施例は、単に例示目的のために示され、限定として解釈されるものではない。
【実施例１】
【００７９】
シリカを充填した高さ２７０ｍｍ、幅１６５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの長方形の超高分子量ポリエチレン膜をガラス繊維層に積層した。本実施例において使用したポリエチレンは、平均分子量が７，０００，０００、標準負荷メルトインデックスが０、及び粘度数が３，０００ｍｌ／ｇであった。充填材料として使用したシリカは、平均粒径約０．０２μｍ、表面積１６５ｍ２／ｇの微細分割シリカ（「Hisil 233」）であった。膜はポリエチレン５０体積％とシリカ５０体積％で構成され、平均孔径が０．１μｍであった。
【００８０】
規則的なパターンの平行な長穴を形成するために、慣用の道具でポリエチレン膜に穴をあけた。穴は、幅１１ｍｍであり、穴の縦軸に垂直な方向に０．３ｍｍ間隔でおかれた。膜の４つの各辺にそって、４ｍｍ幅の領域は穴のあけられていないままであり、それによって内部領域が画定された。長穴のパターンは、内部領域を覆うように配置され、長穴の縦軸は長方形の膜のサイドに平行に伸びていた。その結果、開口面積は９０％〜９１％であった。
【００８１】
１μｍまでの太さのガラス繊維約３５質量％と太さ約３μｍのガラス繊維約６５質量％からガラス繊維層を作った。繊維質層の気孔率は９５％、平均孔径は１２μｍ、及びＢＥＴ表面積は１．１ｍ２／ｇ（HovosorbTM BG 1305; Hollingsworth & Vose Co.）であった。
【００８２】
ガラス繊維層の厚さは、１０ｋＰａにおいて０．８６ｍｍであった。積層は接着剤（アクリル接着剤；RhoplexTM N-495）を縞状にして行った。最終的に、２層のセパレータの厚さは１．１ｍｍ（１０ｋＰａにおいて）であり、サイズは約、２７０ｍｍ×１６５ｍｍであった。
【００８３】
セパレータの下半分を上半分上に折り重ね、左右の外縁を熱シールすることによって、このセパレータをポケット形状にすることができる。得られたポケットセパレータは、開放した上部、閉じた底部及び閉じたサイドを備え、高さ１３５ｍｍ、幅１６５ｍｍである。
【実施例２】
【００８４】
２つのポリエチレン膜をガラス繊維層と積層したことを除いて、実施例１の手順で電池セパレータを作製した。ガラス繊維層を２つのポリエチレン膜の間に挟んだ。３層のセパレータの厚さは、１０ｋＰａにおいて１．３ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
図１は本発明の電池の断面概略図である。
【符号の説明】
【００８６】
１：セパレータ
２：繊維質層
３：支持層
４：陰極
５：陽極
６：密閉容器
【国際公開パンフレット】
2005503652.tif 000003
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2005503652.tif 000005
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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