(57)【要約】【課題】キャパシタ用セパレータのコストの低減を図ることができる、キャパシタ用セパレータの製造方法を提供する。【解決手段】スラリーが金属シートの上面に塗布された後、そのスラリーが金属シートとともに加熱される。スラリーが加熱されると、炭酸水素ナトリウムが炭酸ナトリウム、Ｈ２ＯおよびＣＯ２に変化する。Ｈ２Ｏの一部およびＣＯ２は、気体の状態で発生する。この発泡作用により、金属シート上に塗布されたスラリーが多孔化する。また、スラリーの加熱により溶媒が蒸発する。その結果、炭酸ナトリウムを含有する多孔質のキャパシタ用セパレータが得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダ樹脂および当該バインダ樹脂を溶解可能な溶媒の混合材料中に炭酸水素塩が分散したスラリーを金属シートの一方面に塗布する工程と、
前記スラリーが塗布された前記金属シートを加熱することにより、前記スラリーを乾燥させる工程とを含む、キャパシタ用セパレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタ用セパレータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の自動車などの車両には、メインバッテリとして搭載されている鉛電池に加えて、大電力を充放電可能なキャパシタなどがサブバッテリ（補助電源）として搭載されることがある。
【０００３】
キャパシタに用いられるラミネート型のキャパシタセルは、セパレータを挟んで積層される正極および負極がラミネートシートで被覆された構成を有している。このキャパシタセルにおいて、正極の電位が過剰に高くなると、電解液中のアニオンから負極の電気容量を低下させる遊離酸などの負極活性阻害物質が生成される場合がある。負極の電気容量が低下するとキャパシタのエネルギー密度が低下するため、その負極活性阻害物質を捕捉する炭酸塩がセパレータに含有されている。
【０００４】
炭酸塩を含有するセパレータの製造方法の一例では、炭酸塩の粉末を含有するスラリーが使用される。スラリーには、バインダ樹脂の溶解度が高く、沸点が低い低沸点溶媒と、バインダ樹脂の溶解度が低く、沸点が高い高沸点溶媒とが含まれる。セパレータの製造に際しては、まず、シート状に延ばされたスラリーが低温で加熱される。これにより、スラリーから沸点の低い溶媒が蒸発する。沸点の低い溶媒には、バインダ樹脂が多く溶解しているので、沸点の低い溶媒が蒸発すると、スラリーが固形化する。次いで、スラリーが高温で加熱される。この高温加熱により、沸点の高い溶媒が蒸発し、スラリーが多孔化する。その結果、炭酸塩を含有する多孔質のセパレータが得られる。
【０００５】
しかしながら、かかる製造方法では、多孔化のために２種類以上の溶媒が必要であり、また、複数の加熱工程が必要である。そのため、セパレータの製造にコストがかかる。
【０００６】
また、他の製造方法として、炭酸塩の粉末が含有されたスラリーをシート状に成形した後、そのシート状のスラリーを圧延する方法がある。圧延により、スラリー中に分散する炭酸塩間のバインダ樹脂が延びて、炭酸塩間に空隙が生じる。その結果、炭酸塩を含有する多孔質のセパレータが得られる。
【０００７】
しかしながら、この製造方法では、スラリーをシート状に成形した後に、そのシート状のスラリーを圧延する工程が必要である。そのため、セパレータの材料コストを低減することができても、セパレータの製造コストを低減することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１６５９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、キャパシタ用セパレータのコストの低減を図ることができる、キャパシタ用セパレータの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明に係るキャパシタ用セパレータの製造方法は、バインダ樹脂および当該バインダ樹脂を溶解可能な溶媒の混合材料中に炭酸水素塩が分散したスラリーを金属シートの一方面に塗布する工程と、スラリーが塗布された金属シートを加熱することにより、スラリーを乾燥させる工程とを含む。
【００１１】
この製造方法によれば、スラリーが金属シートの一方面に塗布された後、そのスラリーが金属シートとともに加熱される。スラリーが加熱されると、炭酸水素塩が炭酸塩、水および二酸化炭素に変化する。水の一部および二酸化炭素は、気体の状態で発生する。この発泡作用により、金属シート上に塗布されたスラリーが多孔化する。また、スラリーの加熱により溶媒が蒸発する。その結果、炭酸塩を含有する多孔質のキャパシタ用セパレータが得られる。
【００１２】
よって、多孔化のために複数種類の溶媒を必要としないので、キャパシタ用セパレータの材料コストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、スラリーをシート状の成形後に、そのシート状のスラリーを圧延する工程が不要であるので、キャパシタ用セパレータの製造コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャパシタ用セパレータのコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャパシタ用セパレータの製造方法で使用される装置の構成を示す概略図である。
【図２】キャパシタ用セパレータの製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
＜製造装置＞
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るキャパシタ用セパレータＳの製造方法で使用される装置の構成を示す概略図である。
【００１９】
セパレータ製造装置１は、キャパシタ用セパレータＳの製造に用いられる装置であり、供給シリンダ２、巻取シリンダ３、第１補助シリンダ４、第２補助シリンダ５、塗布装置６および乾燥槽７を備える。
【００２０】
供給シリンダ２は、ロール状に巻回された金属シート８を回転可能に保持している。
【００２１】
巻取シリンダ３は、供給シリンダ２の回転軸線と平行に設けられた回転軸線まわりに回転可能に設けられている。巻取シリンダ３には、供給シリンダ２から引き出された金属シート８の先端が固定される。巻取シリンダ３は、モータの駆動力により一定の速度で回転される。巻取シリンダ３の回転により、金属シート８が巻取シリンダ３に巻き取られ、供給シリンダ２から金属シートが送り出される。
【００２２】
第１補助シリンダ４および第２補助シリンダ５は、たとえば、水平方向に互いに間隔を空けて、それらの回転軸線が供給シリンダ２および巻取シリンダ３の回転軸線と平行をなすように設けられている。第１補助シリンダ４および第２補助シリンダ５には、金属シート８が巻き掛けられ、金属シート８は、第１補助シリンダ４と第２補助シリンダ５との間で水平な姿勢で走行する。
【００２３】
塗布装置６は、第１補助シリンダ４の近傍に配置されている。塗布装置６は、スラリー供給部９およびブレード１０を備えている。スラリー供給部９は、第１補助シリンダ４の周面上において、金属シート８の外面（上面）にスラリー１１を供給する。ブレード１０の先端縁は、金属シート８に対して所定間隔を空けた位置に配置されている。金属シート８上に供給されたスラリー１１は、ブレード１０によりその厚さが規制され、一定厚さ（たとえば、６０μｍ）の薄層となる。
【００２４】
乾燥槽７は、第１補助シリンダ４と第２補助シリンダ５との間に、金属シート８が通過するように設けられている。スラリー１１の薄層を担持した金属シート８が乾燥槽７を通過する間に、スラリー１１が金属シート８とともに加熱され、スラリー１１が乾燥してキャパシタ用セパレータＳになる。
【００２５】
＜製造方法＞
【００２６】
図２は、キャパシタ用セパレータＳの製造工程を示す図である。
【００２７】
スラリー１１は、バインダ樹脂およびバインダ樹脂を溶解可能な溶媒の混合材料中に炭酸水素ナトリウムが分散したものである。スラリー１１には、たとえば、バインダ樹脂としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が２０〜６０重量％含まれる。炭酸水素ナトリウムは、バインダ樹脂が溶解された溶液１ｃｍ３に対して２．５〜４ｍｇの割合で混合される。
【００２８】
キャパシタ用セパレータＳの製造工程では、まず、塗布装置６によって、スラリー１１が金属シート８の外面に塗布される（ステップＳ１）。スラリー１１は、ウェット膜厚６０μｍで塗布される。
【００２９】
次に、乾燥槽７において、金属シート８に塗布されたスラリー１１が加熱により乾燥される（ステップＳ２）。
【００３０】
加熱温度は、６０℃〜１００℃であることが好ましい。加熱温度の上限は、２００℃である。また、加熱時間は、約１〜３０分であることが好ましい。
【００３１】
６０℃以上の温度でスラリー１１が加熱されることにより、化学式（１）に示す反応が生じる。
【００３２】
２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２  ・・・（１）
【００３３】
ＣＯ２は、ガスとして発生する。Ｈ２Ｏは、一部がガスとして発生するが、残りは、液体としてスラリー１１中に残存する。Ｈ２Ｏの一部およびＣＯ２がガスとして発生することにより、スラリー１１が多孔化する。また、金属シート８上に塗布されたスラリー１１は、加熱により溶媒が蒸発して固形化し、多孔質のキャパシタ用セパレータＳになる。この乾燥工程後に得られるキャパシタ用セパレータＳの厚さは、約３０μｍである。キャパシタ用セパレータＳ（スラリー１１）に残存したＨ２Ｏは、キャパシタ用セパレータＳが組み込まれるキャパシタの製造過程における乾燥工程で蒸発する。
【００３４】
最後に、キャパシタ用セパレータＳが金属シート８から剥離されて（ステップＳ３）、キャパシタ用セパレータＳの製造工程が終了となる。
【００３５】
＜作用効果＞
【００３６】
以上のように、スラリー１１が金属シート８の上面に塗布された後、そのスラリー１１が金属シート８とともに加熱される。スラリー１１が加熱されると、炭酸水素ナトリウムが炭酸ナトリウム、Ｈ２ＯおよびＣＯ２に変化する。Ｈ２Ｏの一部およびＣＯ２は、気体の状態で発生する。この発泡作用により、金属シート８上に塗布されたスラリー１１が多孔化する。また、スラリー１１の加熱により溶媒が蒸発する。その結果、炭酸ナトリウムを含有する多孔質のキャパシタ用セパレータＳが得られる。
【００３７】
キャパシタ用セパレータＳの多孔化のために複数種類の溶媒を必要としないので、キャパシタ用セパレータＳの材料コストの低減を図ることができる。
【００３８】
また、スラリー１１をシート状の成形後に、そのシート状のスラリー１１を圧延する工程が不要であるので、キャパシタ用セパレータＳの製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
よって、キャパシタ用セパレータＳを安価に製造することができる。
【００４０】
＜変形例＞
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００４２】
たとえば、乾燥槽７内の温度に温度傾斜が設けられてもよい。温度傾斜が設けられる場合、出口側（第２補助シリンダ５側）の温度が入口側（第１補助シリンダ４側）の温度に対して高くなるように温度傾斜が設定されることが好ましい。これにより、スラリー１１の急激な乾燥を避けることができ、キャパシタ用セパレータＳがもろくなることを抑制できる。
【００４３】
また、枚葉の金属シートが使用されて、同様の製造工程により、枚葉のキャパシタ用セパレータが製造されてもよい。この場合、スラリー１１が塗布された枚葉の金属シートを複数枚一括して乾燥炉内に入れて加熱させることにより、複数枚のキャパシタ用セパレータを同時に得ることができる。
【００４４】
また、キャパシタセルの電極材料が金属シート８の材料として用いられることにより、金属シート８がキャパシタセルの電極として使用されてもよい。この場合、キャパシタ用セパレータＳを金属シート８から剥離する工程が省略され、キャパシタ用セパレータＳの製造工程をより簡素化することができる。
【００４５】
その他、前述の実施形態には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１    セパレータ製造装置
８    金属シート
１１  スラリー
Ｓ    キャパシタ用セパレータ
【図１】
2016143737.tif 000003
【図２】
2016143737.tif 000004