(57)【要約】【課題】目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを用いてもアルカリ電解液の注液性と巻回時の引張強度の課題を克服することができ、更なる高出力化が達成できるアルカリ蓄電池用セパレータを提供する。【解決手段】本発明は、アルカリ蓄電池の渦巻状電極群の負極２０と正極３０との間に配置されるアルカリ蓄電池用セパレータ１０であって、目付が５５ｇ／ｍ2以下で、最大孔径と最小孔径との孔径差が１５μｍ以下で、短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で５．０以下であることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ蓄電池の渦巻状電極群の正極と負極との間に配置されるアルカリ蓄電池用セパレータであって、
目付が５５ｇ／ｍ2以下で、最大孔径と最小孔径との孔径差が１５μｍ以下で、当該セパレータの短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で５．０以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項２】
融着繊維シートからなる第１繊維シート層と、
前記第１繊維シート層の上に形成されていて、極細繊維と融着繊維とからなる第２繊維シート層とからなり、
前記第１繊維シート層と前記第２繊維シート層とが融着されていることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ蓄電池用セパレータ。
【請求項３】
正極と、負極と、セパレータとからなる電極群がアルカリ電解液とともに外装缶内に収納されて密閉されたアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータは請求項１または請求項２に記載のアルカリ蓄電池用セパレータであるとともに、
前記アルカリ電解液は、ナトリウム含有量が０．３ｍｏｌ／Ｌ以上で、５．３ｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項４】
正極と、負極と、セパレータとからなる電極群がアルカリ電解液とともに外装缶内に収納されて密閉されたアルカリ蓄電池であって、
前記セパレータは請求項１または請求項２に記載のアルカリ蓄電池用セパレータであるとともに、
前記アルカリ電解液は、リチウム含有量が０．２ｍｏｌ／Ｌ以上で、０．８ｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とするアルカリ蓄電池。
【請求項５】
前記セパレータの短軸方向の長さ（幅）は５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のアルカリ蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの車両用途に好適なアルカリ蓄電池用セパレータ及びこのセパレータを用いたアルカリ蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池の用途が拡大する中で、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＰＥＶ）などの車両用の用途に用いられるアルカリ蓄電池においては、高出力が求められており、正極や負極やセパレータの薄型化により、正極と負極との間の対向面積が増大するようになされるようになった。これに加えて、セパレータの薄型化に伴い、耐ショート性の改善を目的として、繊維配合の見直しやセパレータの製造方法の改良などにより、緻密性の向上が図られるようになった。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平５−３１４９６１号公報）においては、平均繊維直径が１．５〜８μｍのナイロン系極細繊維からなる第１繊維層と、このナイロン系極細繊維よりも平均繊維直径が大きな繊維からなる第２繊維層とが積層一体化されたセパレータが提案されている。この場合、第１繊維層は、該繊維層を構成する繊維が親水性のナイロン系極細繊維よりなるため、電解液は繊維表面のみならず内部にまで浸透し、繊維相互の間隙には微細な孔が形成されている。この結果、第１繊維層には十分な保液性と通気性とが保たれた状態となっている。一方、第２繊維層は第１繊維層のナイロン系極細繊維よりも平均繊維直径が大きな繊維から構成されているので、電池の製造時にセパレータに対して加わる引張力に対抗できる一定の機械的強度が付与できるようになる。
【０００４】
一方、特許文献２（特開２０００−２１５８７３号公報）においては、極細短繊維と極細長繊維とが均一に互いに絡み合って形成されたポリオレフィン系樹脂繊維からなるセパレータが提案されている。この場合、長繊維を用いたセパレータの長所と短繊維を用いたセパレータの長所とを同時に実現できるセパレータが得られるようになるので、内部短絡を生じなく、かつ保液性が良好でガス透過性に優れたアルカリ蓄電池が得られるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１４９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２１５８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のセパレータを薄型化したり、緻密性の向上を図るに伴い、以下のような問題が生じるようになった。この場合、まず、正極と負極の間にセパレータを配置し、渦巻状に巻回して渦巻状電極群とする。この後、この渦巻状電極群を外装缶内に挿入した後、この外装缶内にアルカリ電解液を注液すると、アルカリ電解液がセパレータに均等に浸透しないという問題を生じた。ここで、セパレータにアルカリ電解液が均等に浸透しないと、注液直後においては、セパレータの電解液保持性が不均一になるという問題を生じるようになる。なお、このようなセパレータの電解液保持性が不均一になるという問題は、セパレータの目付が５５ｇ／ｍ2以下の領域において顕著に発現するということが明らかになった。
【０００７】
また、セパレータの電解液保持性が不均一になるという問題に対して、従来より、セパレータの長軸方向（巻回方向）に対する短軸方向（注液方向）の繊維配向性を高めることにより、アルカリ電解液の浸透性の改善が行われてきた。
しかしながら、上述のようなアルカリ電解液の浸透性と、セパレータの引張強度との間には相関関係が認められ、アルカリ電解液の注液方向の繊維配向性を高め過ぎると、巻回方向の引張強度が低下するため、巻回時にセパレータが破断するという問題が生じた。このため、目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを用いることは困難であるという状況にある。
【０００８】
そこで、本発明はこのような状況に基づいてなされたものであり、目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを用いても、アルカリ電解液の注液性と巻回時の引張強度の課題を克服することができ、更なる高出力化が達成できるアルカリ蓄電池用セパレータを提供するとともに、このセパレータを用いて高出力化が達成できるアルカリ蓄電池を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アルカリ蓄電池の渦巻状電極群の負極と正極との間に配置されるアルカリ蓄電池用セパレータであって、上記目的を達成するため、目付が５５ｇ／ｍ2以下で、最大孔径と最小孔径との孔径差が１５μｍ以下で、当該セパレータの短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で５．０以下であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、セパレータの孔径差を小さくすると、アルカリ電解液を保持可能な空間の均質性が向上し、アルカリ電解液の浸透を均一にすることが可能となる。このため、本発明においては、目付が５５ｇ／ｍ2以下で、最大孔径と最小孔径との孔径差が１５μｍ以下となるように規制している。一方、セパレータの短軸に対する長軸の引張強度比を最適に制御すると、巻回に対して充分な強度を確保することが可能となる。このため、本発明においては、セパレータの短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で５．０以下になるように規制している。これにより、注液性と巻回に対する強度に対する課題を克服することができ、目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを使用することが可能となって、更なる電池の高出力化を達成することが可能となる。
【００１１】
この場合、融着繊維シートからなる第１繊維シート層と、第１繊維シート層の上に形成されていて、極細繊維と融着繊維とからなる第２繊維シート層とからなり、第１繊維シート層と第２繊維シート層とが融着されたセパレータとするのが望ましい。これにより、負極と正極との間に配置されたセパレータの均質性と強度の両方が向上することとなる。
【００１２】
また、本発明は、負極と、正極と、セパレータとからなる電極群がアルカリ電解液とともに外装缶内に収納されて密閉されたアルカリ蓄電池であって、セパレータは上述した目付が５５ｇ／ｍ2以下で、最大孔径と最小孔径との孔径差が１５μｍ以下で、短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で５．０以下であるとともに、アルカリ電解液は、ナトリウム含有量が０．３ｍｏｌ／Ｌ以上で、５．３ｍｏｌ／Ｌ以下のもの、あるいはリチウム含有量が０．２ｍｏｌ／Ｌ以上で、０．８ｍｏｌ／Ｌ以下のものを用いている。この場合、セパレータの短軸方向の長さ（幅）は５０ｍｍ以下、好ましくは４０ｍｍ以下に規制するのが望ましい。
【００１３】
これにより、負極と正極との間にセパレータを配置し、渦巻状に巻回して渦巻状電極群とした後、この渦巻状電極群を外装缶内に挿入し、アルカリ電解液を注液すると、アルカリ電解液がセパレータに均等に浸透するようになる。この結果、目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを用いても、注液時にセパレータの電解液の浸透性が均一になって注液性が向上するとともに、巻回に対する強度も向上し、高出力のアルカリ蓄電池を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、目付が５５ｇ／ｍ2以下のセパレータを使用しても、アルカリ電解液の浸透を均一にすることが可能になるとともに、巻回に対して充分な強度を確保することも可能となる。この結果、更なる電池の高出力化を達成することが可能となり、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの車両用の用途に好適なアルカリ蓄電池を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のセパレータを備えた渦巻状電極群を模式的に示す図である。
【図２】本発明のアルカリ蓄電池を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ついで、本発明の実施の形態を以下に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００１７】
１．セパレータ
セパレータの機能として、保液性能を有していることは、電池特性の観点からすると必須である。この場合、セパレータに保液性能を保持させる方法としては、ポリオレフィン樹脂などの親水性がない繊維に親水化処理を行う方法の外、ナイロン樹脂などの元々親水性を有した繊維を使用する方法がある。ここで、ＨＥＶやＰＥＶなどの高耐久性が要求される用途の電池に用いられるセパレータにおいては、ナイロン樹脂製繊維などの材質では分解や劣化が生じて耐久性に問題があるため、一般的には、ポリオレフィン樹脂製繊維に親水化処理する方法が用いられている。
【００１８】
そこで、本発明においては、セパレータ１０としては、単一構造を持つ極細繊維と複合構造を持つ芯鞘型融着繊維からなる不織布に、親水化処理を施して形成された不織布シートを用いている。ここで、各繊維はポリオレフィン樹脂からなり、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂を用いることができる。不織布製法としては、例えば、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法などによって作製されるが、緻密性の観点からすると湿式法が望ましい。芯鞘型融着繊維はポリオレフィン樹脂の鞘材で被覆されており、芯鞘型融着繊維自体が融着して不織布を構成できる。また、極細繊維の配合量を増やすことで平均繊維径が低減し、緻密な構造を持つ不織布が作製される。極細繊維と芯鞘型繊維の配合比、抄造工程でのラインスピード、繊維スラリー供給量を調整することで、孔径差、及び繊維配向性の異なるセパレータ１０を作製した。
【００１９】
ここで、作製したセパレータ１０に対して、長軸方向（渦巻の巻回方向）、及び短軸方向（注液方向）にそれぞれ、幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍとなるよう試験片を採取した後、ＪＩＳＬ１０９６（一般織物試験方法）に準じて、つかみ間隔が１０ｃｍで、引張速度が３００ｍｍ／ｍｉｎとなるように測定し、試験片が切断したときの力（Ｎ／５ｃｍ）を引張強度として求めるとともに、短軸方向の引張強度に対する長軸方向の引張強度の比を引張強度として求めた。また、作製したセパレータ１０において、最大孔径（μｍ）と最小孔径（μｍ）とを測定し、これらの孔径差（μｍ）も求めた。
【００２０】
（１）１層構造セパレータａ１
上述した極細繊維と芯鞘型融着繊維とを用いて、極細繊維と芯鞘型繊維の配合比や、抄造工程でのラインスピードや、繊維スラリー供給量を調整して、目付が６０ｇ／ｍ2で、孔径差（最大孔径と最小孔径の差：以下においても同様である）が２０μｍで、長軸方向（渦巻の巻回方向：以下においても同様である）の引張強度が１７６Ｎ／５ｃｍで、短軸方向の引張強度に対する長軸方向の引張強度の比（引張強度比：以下においても同様である）が１．３となるセパレータを作製し、これをセパレータａ１とした。
【００２１】
（２）１層構造セパレータｂ１、ｂ２
また、上述した極細繊維と芯鞘型融着繊維とを用いて、極細繊維と芯鞘型繊維の配合比や、抄造工程でのラインスピードや、繊維スラリー供給量を調整して、目付が５５ｇ／ｍ2となるセパレータｂ１、ｂ２を作製した。この場合、孔径差が２０μｍで、長軸方向の引張強度が１５８Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．３となるものをセパレータｂ１とし、孔径差が１５μｍで、長軸方向の引張強度が１５０Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．５となるものをセパレータｂ２とした。
【００２２】
（３）１層構造セパレータｃ１〜ｃ７
また、上述した極細繊維と芯鞘型融着繊維とを用いて、極細繊維と芯鞘型繊維の配合比や、抄造工程でのラインスピードや、繊維スラリー供給量を調整して、目付が４４ｇ／ｍ2となるセパレータｃ１〜ｃ７を作製した。この場合、孔径差が２０μｍで、長軸方向の引張強度が１４１Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．３となるものをセパレータｃ１とし、孔径差が１５μｍで、長軸方向の引張強度が１３２Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．３となるものをセパレータｃ２とし、孔径差が１０μｍで、長軸方向の引張強度が１１４Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．３となるものをセパレータｃ３とし、孔径差が１０μｍで、長軸方向の引張強度が１６９Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が６．０となるものをセパレータｃ４とし、孔径差が１０μｍで、長軸方向の引張強度が１２３Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が１．５となるものをセパレータｃ５とし、孔径差が１０μｍで、長軸方向の引張強度が１５１Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が３．０となるものをセパレータｃ６とし、孔径差が１０μｍで、長軸方向の引張強度が１６５Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が５．０となるものをセパレータｃ７とした。
【００２３】
（４）２層構造セパレータｄ１〜ｄ３
さらに、上述した芯鞘型融着繊維を用いて第１層の不織布シートを作製した後、この第１層の不織布シートの上に、上述した極細繊維と芯鞘型融着繊維とを用いて、極細繊維と芯鞘型繊維の配合比や、抄造工程でのラインスピードや、繊維スラリー供給量を調整して、目付が４４ｇ／ｍ2となるセパレータｄ１〜ｄ３を作製した。この場合、孔径差が８μｍで、長軸方向の引張強度が１８５Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が３．０となるものをセパレータｄ１とし、孔径差が８μｍで、長軸方向の引張強度が１７６Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が５．０となるものをセパレータｄ２とし、孔径差が３μｍで、長軸方向の引張強度が１６７Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が５．０となるものをセパレータｄ３とした。
【００２４】
（５）２層構造セパレータｅ１
また、上述した芯鞘型融着繊維を用いて第１層の不織布シートを作製した後、この第１層の不織布シートの上に、上述した極細繊維と芯鞘型融着繊維とを用いて、極細繊維と芯鞘型繊維の配合比や、抄造工程でのラインスピードや、繊維スラリー供給量を調整して、目付が４０ｇ／ｍ2で、孔径差が３μｍで、長軸方向の引張強度が１５０Ｎ／５ｃｍで、引張強度比が５．０となるものを作製し、セパレータｅ１とした。
なお、得られたセパレータａ１、ｂ１、ｂ２、ｃ１〜ｃ７、ｄ１〜ｄ３およびｅ１に対する測定結果を表にまとめると、下記の表１に示すような結果となる。
【００２５】
【表１】
2013012431.tif 000003
【００２６】
２．水素吸蔵合金負極
まず、水素吸蔵合金粉末を１００質量部に対して、０．１質量％のＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）と水（あるいは純水）とからなる水溶性結着剤に、スチレンブタジエンラテックス（ＳＢＲ）と、炭素系導電剤とを添加した。この後、これらを混合し、混練して水素吸蔵合金スラリーを作製した。ついで、Ｎｉメッキ軟鋼材製の多孔性基板（パンチングメタル）からなる負極芯体２１を用意し、この負極芯体２１に、充填密度が５．０ｇ／ｃｍ3となるように水素吸蔵合金スラリーを塗着し、乾燥させた後、所定の厚みになるように圧延して活物質層２２を形成した。この後、所定の寸法になるように切断して、水素吸蔵合金負極２０を作製した。
【００２７】
３．ニッケル正極
一方、多孔度が約８５％の多孔性ニッケル焼結基板を比重が１．７５の硝酸ニッケルと硝酸コバルトの混合水溶液に浸漬して、多孔性ニッケル焼結基板３１の細孔内にニッケル塩およびコバルト塩を保持させた。この後、この多孔性ニッケル焼結基板を２５質量％の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液中に浸漬して、ニッケル塩およびコバルト塩をそれぞれ水酸化ニッケルおよび水酸化コバルトに転換させた。
【００２８】
ついで、充分に水洗してアルカリ溶液を除去した後、乾燥を行って、多孔性ニッケル焼結基板３１の細孔内に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を充填した。このような活物質充填操作を所定回数（例えば６回）繰り返して、多孔性焼結基板３１の細孔内に水酸化ニッケルを主体とする活物質３２を充填密度が２．５ｇ／ｃｍ3になるように充填した。この後、室温で乾燥させた後、所定の寸法に切断してニッケル正極３０を作製した。
【００２９】
４．ニッケル−水素蓄電池
この後、上述のように作製された水素吸蔵合金負極２０とニッケル正極３０とを用い、これらの間に、セパレータ１０（ａ１、ｂ１、ｂ２、ｃ１〜ｃ７、ｄ１〜ｄ３およびｅ１のいずれか）を介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極群を作製した。この場合、セパレータ１０（ａ１、ｂ１、ｂ２、ｃ１〜ｃ７、ｄ１〜ｄ３およびｅ１のいずれか）の短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が５０ｍｍとなるように切断されたものを用いた。なお、このようにして作製された渦巻状電極群の下部には水素吸蔵合金負極２０の芯体露出部２３が露出しており、その上部にはニッケル正極３０の芯体露出部３３が露出している。ついで、得られた渦巻状電極群の下端面に露出する芯体露出部２３に負極集電体２４を溶接するとともに、渦巻状電極群の上端面に露出するニッケル正極３０の芯体露出部３３の上に正極集電体３４を溶接して、電極体とした。
【００３０】
ついで、得られた電極体を鉄にニッケルメッキを施した有底筒状の外装缶（底面の外面は負極外部端子となる）６０内に収納した後、負極集電体２４を外装缶６０の内底面に溶接した。一方、正極集電体３４より延出する集電リード部３５を正極端子を兼ねるとともに外周部に絶縁ガスケット６１が装着された封口体６２の底部を構成する封口板６２ａに溶接した。なお、封口体６２には正極キャップ６２ｂが設けられていて、この正極キャップ６２ｂ内に所定の圧力になると変形する弁体６２ｃとスプリング６２ｄよりなる圧力弁が配置されている。
【００３１】
ついで、外装缶６０の上部外周部に環状溝部６３を形成した後、電解液を注液し、外装缶６０の上部に形成された環状溝部６３の上に封口体６２の外周部に装着された絶縁ガスケット６１を載置した。この後、外装缶６０の開口端縁６４をかしめることにより、ニッケル−水素蓄電池Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１を作製した。この場合、外装缶６０内に水酸化カリウム（ＫＯＨ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）からなるアルカリ電解液（アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨの濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨの濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたもの）を注液した。
【００３２】
なお、セパレータａ１を用いたものを電池Ａ１とした。同様に、セパレータｂ１を用いたものを電池Ｂ１とし、セパレータｂ２を用いたものを電池Ｂ２とした。また、セパレータｃ１を用いたものを電池Ｃ１とし、セパレータｃ２を用いたものを電池Ｃ２とし、セパレータｃ３を用いたものを電池Ｃ３とし、セパレータｃ４を用いたものを電池Ｃ４とし、セパレータｃ５を用いたものを電池Ｃ５とし、セパレータｃ６を用いたものを電池Ｃ６とし、セパレータｃ７を用いたものを電池Ｃ７とした。さらに、セパレータｄ１を用いたものを電池Ｄ１とし、セパレータｄ２を用いたものを電池Ｄ２とし、セパレータｄ３を用いたものを電池Ｄ３とした。また、セパレータｅ１を用いたものを電池Ｅ１とした。
【００３３】
５．電解液の浸透性の測定
ここで、アルカリ電解液を電池に注液してから１２時間後に、各電池Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１を解体して、各セパレータ１０（ａ１、ｂ１、ｂ２、ｃ１〜ｃ７、ｄ１〜ｄ３およびｅ１）の短軸方向のアルカリ電解液の未浸透部の幅を測定し、以下の（１）式より電解液の浸透率を算出すると、下記の表２に示すような結果となった。
電解液の浸透率＝１―（電解液の未浸透幅／短軸幅）・・・（１）
【００３４】
６．出力試験
一方、上述のように作製した各電池Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１を、２５℃雰囲気で１Ｉｔの充電電流でＳＯＣ１２０％相当まで充電し、１時間休止後に１Ｉｔの放電電流で電池電圧が０．９Ｖになるまで放電させるサイクルを５回繰返して活性化を行った。そして、活性化後の各電池Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１を２５℃雰囲気下において、１Ｉｔの充電電流でＳＯＣ５０％相当まで充電した。そして、１時間休止後、５０Ａの放電電流で１０秒間放電した時の１０秒目の電池出力を求めた。
【００３５】
そして、求めた電池出力で放電性を評価した。この場合、各電池Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１をそれぞれ１００セルずつ用いて電池出力を求め、出力の平均値と標準偏差を算出した後、出力の平均値においては、電池Ａ１を１００とし、他の電池Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｅ１においては電池Ａ１との比で表すと、下記の表２に示すような結果となった。
【００３６】
【表２】
2013012431.tif 000004
【００３７】
上記表２の結果から明らかなように、目付が６０ｇ／ｍ2のセパレータａ１を備えた電池Ａ１と、セパレータａ１よりも目付を５５ｇ／ｍ2に低減させたセパレータｂ１および目付を４４ｇ／ｍ2に低減させたセパレータｃ１を備えた電池Ｂ１および電池Ｃ１とを比較すると、目付を低減させたセパレータｂ１およびｃ１を備えた電池Ｂ１およびＣ１の方が、出力性能が大きく向上する反面、液浸透率が低下して出力バラツキが大きくなることが分かる。
【００３８】
また、孔径差が２０μｍのセパレータｃ１を備えた電池Ｃ１と、孔径差が１５μｍのセパレータｃ２を備えた電池Ｃ２とを比較すると、電池Ｃ２の方が液浸透率が改善して出力バラツキが低減するが、孔径差を２０μｍから１５μｍに低減させてもその効果は十分でないことが分かる。さらに、孔径差を１０μｍに低減したセパレータｃ３を備えた電池Ｃ３においては、捲回時にセパレータが断裂してしまうという問題を生じた。これは、長軸方向の強度が低下したためである。
【００３９】
これに対して、孔径差を１５μｍに低減し、かつ引張強度比を１．５としたセパレータｂ２を備えた電池Ｂ２においては、孔径差が２０μｍで引張強度比が１．３のセパレータｂ１を備えた電池Ｂ１に比較して、出力性能をそのままで、液浸透率が良化して、出力バラツキが大幅に低減することが分かった。また、捲回時にセパレータが断裂した電池Ｃ３に用いたセパレータｃ３よりも、引張強度比を１．５〜５．０に増大させたセパレータｃ５〜ｃ７を備えた電池Ｃ５〜電池Ｃ７においては、長軸方向の引張強度を向上しつつ、孔径差が小さいために液浸透率が高く、高出力性能と出力バラツキ低減を両立できることが明らかになった。ただし、引張強度比を６．０に増大させたセパレータｃ４を備えた電池Ｃ４においては、液浸透率が低下してしまうことが明らかになった。
【００４０】
これらのことから、目付が５５ｇ／ｍ2以下の低目付のセパレータを用いる場合、セパレータ強度を維持し、かつ優れた電解液浸透性を有して出力バラツキの少ない電池を達成するには、セパレータの孔径差を１５μｍ以下とし、短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で、５．０以下とすることが必要と言える。なお、電池Ｄ１〜Ｄ３および電池Ｅ１に示すように、２層タイプのセパレータを用いた場合、セパレータの均質性と引張強度が向上するので、目付が４４ｇ／ｍ2以下のさらに低目付の領域であっても、高い出力性能と出力バラツキを低減したアルカリ蓄電池を提供することが可能となる。
【００４１】
７．アルカリ電解液の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）濃度および水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）濃度の検討
ついで、アルカリ電解液の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）濃度および水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）濃度について検討した。そこで、セパレータａ１（目付が６０ｇ／ｍ2で、孔径差が２０μｍで、引張強度比が１．３のもの）、ｃ１（目付が４４ｇ／ｍ2で、孔径差が２０μｍで、引張強度比が１．３のもの）、ｄ１（目付が４４ｇ／ｍ2で、孔径差が８μｍで、引張強度比が３．０のもの）を備えた電極体を用い、これらの電極体を上述した外装缶６０内に収納した後、上述同様にしてニッケル−水素蓄電池Ａ２、Ａ３、Ｃ８、Ｃ９、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８を作製した。なお、これらのセパレータａ１、ｃ１、ｄ１を短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が５０ｍｍになるように切断されたものを用いた。
【００４２】
この場合、セパレータａ１を備えた電極体を用い、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．４ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ａ２とし、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ａ３とした。また、セパレータｃ１を備えた電極体を用い、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が５．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｃ８とし、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．８ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｃ９とした。
【００４３】
さらに、セパレータｄ１を備えた電極体を用い、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．４ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｄ５とし、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｄ６とし、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が５．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｄ７とし、アルカリ濃度が８ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨ濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨ濃度が０．８ｍｏｌ／Ｌに調製されたアルカリ電解液を注液したものを電池Ｄ８とした。
【００４４】
ついで、これらの電池Ａ２、Ａ３、Ｃ８、Ｃ９、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８を用いて、上述と同様に電解液の浸透率を算出するとともに電池出力を求めた。そして、求めた電池出力で放電性を評価した。この場合、各電池Ａ２、Ａ３、Ｃ８、Ｃ９、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８をそれぞれ１００セルずつ用いて電池出力を求め、出力の平均値と標準偏差を算出した後、出力の平均値においては、上述した電池Ａ１を１００とし、他の電池Ａ２、Ａ３、Ｃ８、Ｃ９、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８においては電池Ａ１との比で表すと、下記の表３に示すような結果となった。なお、下記の表３においては、上述した電池Ａ１、Ｃ１、Ｄ１の結果も併せて示している。
【００４５】
【表３】
2013012431.tif 000005
【００４６】
上記表３の結果から明らかなように、電池Ａ１と電池Ａ２、Ａ３とを比較すると、ＮａＯＨ濃度またはＬｉＯＨ濃度を増加させるに伴い、出力バラツキ増大することが分かる。また、電池Ｃ１と電池Ｃ８、Ｃ９とを比較しても、ＮａＯＨ濃度またはＬｉＯＨ濃度を増加させるに伴い、出力バラツキ増大することが分かる。これは、ＮａＯＨ濃度またはＬｉＯＨ濃度を増加させると、アルカリ電解液の粘度が増大したためと考えられる。
【００４７】
一方、電池Ｄ１と電池Ｄ５〜Ｄ８とを比較すると、ＮａＯＨ濃度またはＬｉＯＨ濃度を増加させてアルカリ電解液の粘度を増大させても、十分なアルカリ電解液の浸透率を示していて、出力バラツキの抑制効果を発揮していることが分かる。このことから、アルカリ電解液に含有されるＮａＯＨ濃度（ナトリウム含有量）が０．３ｍｏｌ／Ｌ以上で、５．３ｍｏｌ／Ｌ以下、またはアルカリ電解液に含有されるＬｉＯＨ濃度（リチウム含有量）が０．２ｍｏｌ／Ｌ以上で、０．８ｍｏｌ／Ｌ以下では本発明の効果が顕在化することが分かる。
【００４８】
８．セパレータの短軸方向の幅（長さ）の検討
ついで、セパレータの短軸方向の幅（長さ）について検討を行った。そこで、セパレータａ１、ｄ１を用い、これらのセパレータａ１、ｄ１を短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が４０ｍｍおよび３５ｍｍとなるように切断されたものを用いた。そして、これらのセパレータを用いて上述と同様にして電極体をそれぞれ作製し、これらの電極体を上述した外装缶６０内に収納した後、上述と同様にしてアルカリ電解液（アルカリ濃度が６ｍｏｌ／Ｌで、ＮａＯＨの濃度が０．３ｍｏｌ／Ｌで、ＬｉＯＨの濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌに調製されたもの）を注液して、ニッケル−水素蓄電池Ａ４、Ａ５、Ｄ９、Ｄ１０を作製した。
【００４９】
ここで、短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が４０ｍｍになるように切断されたセパレータａ１を用いたものを電池Ａ４とした。また、短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が３５ｍｍになるように切断されたセパレータａ１を用いたものを電池Ａ５とした。また、短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が４０ｍｍになるように切断されたセパレータｄ１を用いたものを電池Ｄ９とした。さらに、短軸方向（注液方向）の寸法（幅）が３５ｍｍになるように切断されたセパレータｄ１を用いたものを電池Ｄ１０とした。
【００５０】
ついで、これらの電池Ａ４、Ａ５、Ｄ９、Ｄ１０を用いて、上述と同様に電解液の浸透率を算出するとともに電池出力を求めた。そして、求めた電池出力で放電性を評価した。この場合、各電池Ａ４、Ａ５、Ｄ９、Ｄ１０をそれぞれ１００セルずつ用いて電池出力を求め、出力の平均値と標準偏差を算出した後、出力の平均値においては、上述した電池Ａ１を１００とし、他の電池Ａ４、Ａ５、Ｄ９、Ｄ１０においては電池Ａ１との比で表すと、下記の表４に示すような結果となった。なお、下記の表４においては、上述した電池Ａ１、Ｄ１の結果も併せて示している。この場合、電池Ａ４、Ａ５、Ｄ９、Ｄ１０においては、セパレータの短軸方向（注液方向）の寸法（幅）に合わせて、正極および負極の短軸方向（注液方向）の寸法（幅）も小さくしているので、電池Ａ１、Ｄ１よりも出力が小さくなっている。
【００５１】
【表４】
2013012431.tif 000006
【００５２】
上記表４の結果から明らかなように、電池Ａ１と電池Ａ４、Ａ５とを比較すると、セパレータの短軸方向の幅を短くしても、アルカリ電解液の浸透率や出力バラツキがそれほど改善されないことが分かる。一方、電池Ｄ１と電池Ｄ９、Ｄ１０とを比較すると、セパレータの短軸方向の幅を短くするほど、十分な電解液の浸透率を示していて、出力バラツキの抑制効果を発揮していることが分かる。
このことから、目付が５５ｇ／ｍ2以下の低目付で、最大孔径と最小孔径の孔径差が１５μｍ以下で、短軸に対する長軸の引張強度比が１．５以上で、５．０以下としたセパレータを用いた場合は、セパレータの短軸方向の幅を５０ｍｍ以下、好ましくは４０ｍｍ以下にするのが望ましいということができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
なお、上述した実施形態においては、本発明をニッケル−水素蓄電池の製造方法に適用する例について説明したが、本発明の製造方法は、ニッケル−水素蓄電池のみに限られず、他のアルカリ蓄電の製造方法にも適用できことは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…セパレータ、２０…水素吸蔵合金負極、２１…負極芯体、２２…活物質層、２３…芯体露出部、２４…負極集電体、３０…ニッケル正極、３１…ニッケル焼結基板、３３…芯体露出部、３４…正極集電体、３４ａ…正極用リード、６０…外装缶、６１…絶縁ガスケット、６２…封口体、６２ａ…封口板、６２ｂ…正極キャップ、６２ｃ…弁板、６２ｄ…スプリング、６３…環状溝部、６４…開口端縁
【図１】
2013012431.tif 000007
【図２】
2013012431.tif 000008