JP2008258131A - Positive electrode composition for secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode composition that improves a utilization factor of an active material and assures a high energy density by using raw materials of cost comparable to a conventional storage battery especially for a positive electrode plate for a secondary battery. <P>SOLUTION: A positive electrode composition for a secondary battery is a mixed paste material containing a raw active material including a metal and its metal oxide, and carbon in the amount equivalent to total oil absorption of 9.6 milliliters or more relative to one mole of the raw active material. A bulk density in a non-formation state after the mixed paste material is filled and dried in a lattice-like collector is 2.2×10<SP>-1</SP>milliliters/gram or more, and carbon is acetylene black and/or furnace carbon. Preferably, the mixed paste material contains additional sulphuric acid. As a manufacturing method, a first mixed pasting is performed with water and carbon, and then lead powder and water are added to the resultant product for second mixed pasting to obtain the mixed paste material. When the mixed paste material contains sulphuric acid, the sulphuric acid is added in the second mixed pasting. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高エネルギー密度でありかつ安価なコストで製造できる二次電池用正極組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a positive electrode composition for a secondary battery that has a high energy density and can be produced at low cost, and a method for producing the same.

従来、種々の二次電池が知られており、例えば、安価なものとしては鉛蓄電池があり、高エネルギー密度のものとしてはリチウムイオン電池がある。いうまでもなく、安価であることと高エネルギー密度であることを兼ね備えた二次電池が理想的である。特に、蓄電池による発進駆動を行うハイブリッド自動車や電気自動車のような用途では、安価で高エネルギー密度の蓄電池に対する要望が大きい。蓄電池の価格は、その材料コストに最も大きく依存する。例えば、ハイブリッド自動車では、高価なニッケル水素蓄電池が使用されているが、ニッケル水素蓄電池の正極に使われるニッケルや負極に使用される貴金属は非常に高価な材料である。また、リチウムイオン電池も高価な材料を用いることを余儀なくされている。   Conventionally, various secondary batteries are known. For example, there are lead storage batteries as inexpensive ones and lithium ion batteries as high energy density ones. Needless to say, a secondary battery that is both inexpensive and has a high energy density is ideal. In particular, there is a great demand for an inexpensive and high energy density storage battery in applications such as a hybrid vehicle or an electric vehicle that performs start-up drive by the storage battery. The price of a storage battery is most dependent on its material cost. For example, in a hybrid vehicle, an expensive nickel metal hydride storage battery is used, but nickel used for the positive electrode of the nickel metal hydride storage battery and noble metal used for the negative electrode are very expensive materials. In addition, lithium-ion batteries are also forced to use expensive materials.

一方、従来の鉛蓄電池は、鉛を酸化した鉛粉と言われる活物質原料に希硫酸を添加してペースト状態の組成物とし、このペーストを格子状の集電体に充填して極板を形成する製造方法が一般的である。その後、これを化成することで、正極は二酸化鉛、負極は海綿状鉛と言われる活物質を含むものとなる。これらの活物質は電池が放電されると硫酸鉛(放電活物質)へと変化する。放電活物質への変化に伴い体積が増加するために極板における多孔質構造の孔が小さくなり、電解液の活物質への拡散が困難となる。   On the other hand, in a conventional lead-acid battery, dilute sulfuric acid is added to an active material raw material called lead powder obtained by oxidizing lead to make a paste-like composition, and this paste is filled into a grid-shaped current collector to form an electrode plate. The manufacturing method to form is common. Then, by forming this, the positive electrode contains an active material called lead dioxide and the negative electrode contains spongy lead. These active materials change to lead sulfate (discharge active material) when the battery is discharged. Since the volume increases with the change to the discharge active material, the pores of the porous structure in the electrode plate become small, and it becomes difficult to diffuse the electrolytic solution into the active material.

また、電気絶縁物である硫酸鉛へ変化することで電気抵抗が増大する。一般的には、硫酸鉛が70%を越えると電気抵抗は急激に増加する。従って、活物質を70%以上放電させること、つまり活物質の利用率を70%以上とすることは、理論的に不可能とされてきた。実際には、放電電流の大きさにも影響されるので、低率放電の利用率は一般的には35%程度、高率放電の利用率は17%程度が現状である。すなわち、理論上利用率は70%程度までとれる訳であるが、通常の使用においては、これには程遠いものとなっている。   Moreover, electrical resistance increases by changing to lead sulfate which is an electrical insulator. Generally, when lead sulfate exceeds 70%, the electrical resistance increases rapidly. Therefore, it has been theoretically impossible to discharge the active material by 70% or more, that is, to set the utilization factor of the active material to 70% or more. Actually, since it is also affected by the magnitude of the discharge current, the utilization rate of low-rate discharge is generally about 35%, and the utilization rate of high-rate discharge is about 17%. That is, theoretically, the utilization rate can be taken up to about 70%, but it is far from this in normal use.

活物質の利用率を上げるためには、活物質を含む極板の嵩密度、すなわち、多孔度を上げることが必要条件であるが、背反事項として充放電サイクル寿命が激減することが従来から知られており、充放電サイクル寿命を維持し、かつ極板の多孔度を上げ、活物質の利用率を向上させるということは、至難の技とされ、未解決のままである。   In order to increase the utilization rate of the active material, it is a necessary condition to increase the bulk density of the electrode plate containing the active material, that is, the porosity, but it has been known that the charge / discharge cycle life is drastically reduced as a contradiction. Therefore, maintaining the charge / discharge cycle life, increasing the porosity of the electrode plate, and improving the utilization rate of the active material are considered to be extremely difficult and remain unsolved.

鉛蓄電池は、原料が安価である点では好ましいが、活物質の利用率が低いために鉛の使用量を増やさざるを得ず、その結果、他の材料に比べて密度の大きい鉛の重量がさらに増えてエネルギー密度の低下を招いている。現状の鉛蓄電池のエネルギー密度では、ハイブリッド車や電気自動車には不十分であり使用できない。   Lead storage batteries are preferable in that the raw materials are inexpensive, but because the utilization rate of the active material is low, the amount of lead used must be increased, and as a result, the weight of lead, which is higher in density than other materials, It further increases, leading to a decrease in energy density. The current energy density of lead-acid batteries is insufficient for hybrid vehicles and electric vehicles and cannot be used.

鉛蓄電池の正極板に関する従来技術としては、例えば特許文献1及び2がある。
特許文献1では、化成効率の優れた鉛蓄電池正極板の製造方法を開示する。具体的には、正極ペーストが、アンチモンを含まない鉛合金からなる格子体に予め準備した酸化鉛と金属鉛と硫酸鉛の混合物、水、希硫酸および導電材を根練したものであって、導電材として所定の圧力及び温度で処理されたカーボンブラックを鉛1モルに対して2g(0.17モル)以下用いるものである。
As a prior art regarding the positive electrode plate of a lead storage battery, there exist patent document 1 and 2, for example.
In patent document 1, the manufacturing method of the lead storage battery positive electrode plate excellent in chemical conversion efficiency is disclosed. Specifically, the positive electrode paste is a mixture of lead oxide, metal lead and lead sulfate, water, dilute sulfuric acid, and a conductive material prepared in advance in a lattice made of a lead alloy containing no antimony, Carbon black treated at a predetermined pressure and temperature as a conductive material is used in an amount of 2 g (0.17 mol) or less per 1 mol of lead.

特許文献2では、従来技術の例を次のように挙げて改善を行なっている。第1として「上記従来の技術で製造された正極板では、正極板の活物質の利用率を向上させるために活物質の多孔度を上げようとすると、一般に活物質を構成している粒子間の結合力が低下し、活物質が構造体として弱くなる。その結果、特に深い充放電を繰り返した時に、活物質が正極板から脱落したり、活物質と格子体との密着性が悪くなって集電効率が低下し、電池としての寿命が短くなっていた。」。第2としては、「一方、前記の錫系添加剤を含有する正極を用いた鉛蓄電池は、充放電を繰り返しても炭素系添加剤のように酸化分解することがないため、長期に亘りその導電性ネットワークを維持するが、反面、正極板の特に表面の微孔を閉塞し、多孔度を低下せしめる傾向をもたらし、放電反応に必要な硫酸の拡散を困難にし、その結果、活物質の利用率が低下し、電池の容量が低下するという問題があった。」。そこで、特許文献2では解決手段として以下の記載がある。「上記の課題を解決し、上記の目的を達成した鉛蓄電池用正極板を提供するもので、正極活物質中に炭素系添加剤と錫系添加剤を含有することを特徴とする。更に本発明によれば、上記の優れた特性を確実に得られる該鉛蓄電池用正極板を提供するもので、炭素系添加剤と錫系添加剤の添加量は、正極活物質中の鉛のモル数に対し、夫々0.05〜5モル%であり、且つ両添加剤の配合比は1〜5:5〜1であることを特徴とする。」。この「正極活物質中に炭素系添加剤と錫系添加剤を含有する」という意味は、従来技術として、上記第1、第2それぞれ単独では蓄電池の寿命及び利用率の向上改善ができないため、炭素系添加剤と錫系添加剤の両方を含有することを必須とする。
特開2002−324552号公報 特開2001−43861号公報
In Patent Document 2, improvements are made by giving examples of the prior art as follows. As a first example, in the positive electrode plate manufactured by the above-described conventional technology, in order to increase the porosity of the active material in order to improve the utilization factor of the active material of the positive electrode plate, the particles between the particles generally constituting the active material As a result, the active material falls off the positive electrode plate, and the adhesion between the active material and the lattice body deteriorates, particularly when deep charge / discharge is repeated. As a result, the current collection efficiency was reduced and the battery life was shortened. " The second is, “On the other hand, the lead storage battery using the positive electrode containing the tin-based additive does not undergo oxidative decomposition like the carbon-based additive even after repeated charge and discharge, The conductive network is maintained, but on the other hand, micropores on the surface of the positive electrode plate, in particular, tend to decrease in porosity, making it difficult to diffuse sulfuric acid necessary for the discharge reaction, resulting in the use of active materials. There was a problem that the rate decreased and the capacity of the battery decreased. " Therefore, Patent Document 2 has the following description as a solution means. “To solve the above-mentioned problems and to provide a positive electrode plate for a lead storage battery that achieves the above-mentioned object, characterized in that the positive electrode active material contains a carbon-based additive and a tin-based additive. According to the invention, the positive electrode plate for a lead storage battery capable of reliably obtaining the above excellent characteristics is provided, and the addition amount of the carbon-based additive and the tin-based additive is the number of moles of lead in the positive electrode active material. On the other hand, it is 0.05 to 5 mol%, and the blending ratio of both additives is 1 to 5: 5 to 1. " The meaning of “containing a carbon-based additive and a tin-based additive in the positive electrode active material” means that, as the prior art, the first and second each alone cannot improve and improve the life and utilization of the storage battery. It is essential to contain both a carbon-based additive and a tin-based additive.
JP 2002-324552 A JP 2001-43861 A

安価であることと高エネルギー密度であることを兼ね備えた二次電池が要望されているが、従来これらは背反的関係にある概念とされており、未だ実現されていない。特許文献1は導電性向上のためにカーボンブラックを添加しており、多孔度による利用率及び寿命の双方についての向上を課題としたものではない。特許文献2は、多孔度による利用率の向上と寿命の双方の向上を課題とはしているものの、高エネルギー密度を得られる70%程以上の活物質の利用率は実現されていない。   There is a demand for a secondary battery that is both inexpensive and has a high energy density, but these have been considered to have a contradictory relationship and have not yet been realized. In Patent Document 1, carbon black is added in order to improve conductivity, and it is not intended to improve both the utilization factor and the life due to the porosity. Although patent document 2 makes the subject the improvement of both the utilization factor by porosity, and the improvement of a lifetime, the utilization factor of about 70% or more of active materials which can obtain a high energy density is not implement | achieved.

上記の通り、鉛蓄電池のエネルギー密度が低い主要な原因は、その電気抵抗が増大するために利用率を70%程度に上げることができないことである。加えて、大電流で放電する使用形態では利用率はさらに低下する。また、活物質の利用率と寿命は背反的関係にあるとされている。つまり、利用率を上げると、充放電サイクル寿命が低下するという致命的な問題も存在する。   As described above, the main cause of the low energy density of the lead storage battery is that the utilization factor cannot be increased to about 70% because the electrical resistance increases. In addition, the utilization factor is further reduced in the usage mode in which discharging is performed with a large current. Moreover, it is said that the utilization factor and lifetime of an active material have a contradictory relationship. That is, when the utilization rate is increased, there is a fatal problem that the charge / discharge cycle life is reduced.

一方、ニッケル水素畜電池やリチウムイオン電池のコストが高いのはその必須材料に起因するため、コスト低減は困難である。   On the other hand, the high cost of nickel-metal hydride batteries and lithium ion batteries is due to their essential materials, so it is difficult to reduce costs.

以上により、本発明は、鉛蓄電池と同程度のコストの原材料を用いて、高エネルギー密度が得られる蓄電池すなわち二次電池を提供することを目的とする。より具体的には、二次電池の正極板について低コストの原材料により活物質の利用率を向上させた二次電池用正極組成物を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a storage battery, that is, a secondary battery that can obtain a high energy density by using a raw material having a cost comparable to that of a lead storage battery. More specifically, an object of the present invention is to provide a positive electrode composition for a secondary battery in which the utilization factor of the active material is improved with a low-cost raw material for the positive electrode plate of the secondary battery.

上記の目的を達成するために本発明は以下の構成を提供する。
請求項1に係る二次電池用正極組成物は、金属酸化物を主体として成る活物質原料と、該活物質原料1モルに対し全吸油量が9.6ミリリットル以上となる量のカーボンとを含有する混練物であることを特徴とする。
請求項2に係る二次電池用正極組成物は、請求項1において、乾燥され未化成である前記二次電池用正極組成物の嵩密度が2.2×10−1ミリリットル/グラム以上であることを特徴とする。
請求項3に係る二次電池用正極組成物は、請求項1又は2において、前記カーボンがアセチレンブラック及び/又はファーネスカーボンであることを特徴とする。
請求項4に係る二次電池用正極組成物の製造方法は、請求項1〜3のいずれかにおける二次電池用正極組成物の製造方法であって、少なくとも前記カーボンと水とを含む混合物を混練する第1の工程と、前記第1の工程により得られる生成物に前記活物質原料を加えてさらに混練する第2の工程とを有することを特徴とする。
請求項5に係る二次電池用正極組成物は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記混練物がさらに硫酸を含有することを特徴とする。
請求項6に係る二次電池用正極組成物の製造方法は、請求項5に記載の二次電池用正極組成物の製造方法であって、少なくとも前記カーボンと水とを含む混合物を混練する第1の工程と、前記第1の工程により得られる生成物に前記活物質原料及び前記硫酸を加えてさらに混練する第2の工程とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following configurations.
The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 1 comprises an active material raw material mainly composed of a metal oxide, and an amount of carbon having a total oil absorption of 9.6 ml or more with respect to 1 mol of the active material raw material. It is a kneaded material to be contained.
The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 2 is the positive electrode composition for a secondary battery according to claim 1, wherein the bulk density of the dried positive electrode composition for a secondary battery is 2.2 × 10 −1 milliliter / gram or more. It is characterized by that.
The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the carbon is acetylene black and / or furnace carbon.
The manufacturing method of the positive electrode composition for secondary batteries which concerns on Claim 4 is a manufacturing method of the positive electrode composition for secondary batteries in any one of Claims 1-3, Comprising: The mixture containing the said carbon and water at least. It has the 1st process of kneading | mixing, and the 2nd process of adding the said active material raw material to the product obtained by the said 1st process, and also kneading | mixing.
The positive electrode composition for a secondary battery according to a fifth aspect is characterized in that in any one of the first to third aspects, the kneaded material further contains sulfuric acid.
A method for producing a positive electrode composition for a secondary battery according to claim 6 is a method for producing a positive electrode composition for a secondary battery according to claim 5, wherein the mixture containing at least the carbon and water is kneaded. And a second step of adding and kneading the active material raw material and the sulfuric acid to the product obtained by the first step.

本発明では、二次電池に使用される正極活物質の利用率を向上させるために、電解液(希硫酸)と活物質とが十分に接触でき、電気抵抗の増大を招来しない構成を実現した。本発明では、正極板(すなわち、本発明の二次電池用正極組成物を含む電池の正電極。以下同様)においてカーボンの導電性ネットワークを形成し、そのネットワークが電解液を担持するための無数の孔を有することで、正極板における吸油量を高める。つまり、多孔度を向上させることで、正極板内に存在する電解液の量を増加させるとともに、正極板外からの電解液の浸透拡散を容易にすることで、活物質に対して電解液が十分に供給できるように構成した。具体的には、正極活物質原料を含む混練物において、活物質原料(金属酸化物を主体として成る)1モルに対するカーボンの全吸油量が9.6ml(ミリリットル)以上となるようにする。   In the present invention, in order to improve the utilization rate of the positive electrode active material used in the secondary battery, the electrolyte solution (dilute sulfuric acid) and the active material can be sufficiently in contact with each other, and a configuration that does not cause an increase in electrical resistance has been realized. . In the present invention, a carbon conductive network is formed on a positive electrode plate (that is, a positive electrode of a battery including the positive electrode composition for a secondary battery of the present invention; the same applies hereinafter), and the network supports a number of electrolytes. Therefore, the amount of oil absorption in the positive electrode plate is increased. In other words, by increasing the porosity, the amount of the electrolyte present in the positive electrode plate is increased, and by allowing the electrolyte to penetrate and diffuse from outside the positive electrode plate, It constituted so that it could fully supply. Specifically, in the kneaded material containing the positive electrode active material raw material, the total oil absorption amount of carbon with respect to 1 mol of the active material raw material (mainly composed of metal oxide) is 9.6 ml (milliliter) or more.

正極板では、粒子連鎖構造物質であるカーボンを含有することにより導電性ネットワークを形成することができる。粒子連鎖構造物質とは、複数の粒子状物質が互いに融着し全体として鎖状に延びた(枝分かれのように鎖状が分岐しているものも含んでもよい)状態の物質をいう。これを、活物質原料である鉛粉に添加した混練物である正極組成物を作製する。作製された正極組成物は、粒子連鎖構造物質を含むことにより嵩密度が増す。この混練物は乾燥した後の未化成状態においては、嵩密度が2.2×10−1ml/g以上であることが好適である。 In the positive electrode plate, a conductive network can be formed by containing carbon which is a particle chain structure material. A particle chain structure substance refers to a substance in a state in which a plurality of particulate substances are fused to each other and extend in a chain shape as a whole (including a branched chain structure such as a branch). A positive electrode composition which is a kneaded material obtained by adding this to lead powder which is an active material raw material is prepared. The produced positive electrode composition increases in bulk density by including the particle chain structure material. The kneaded product preferably has a bulk density of 2.2 × 10 −1 ml / g or more in an unformed state after drying.

この混練物においては、粒子連鎖構造物質であるカーボンは互いに縦横に絡み合うことで立体的なネットワーク状になり、この導電性ネットワーク内に活物質原料である鉛粉がほぼ均一に分散し配置される。同時に、無数の孔を形成して多孔質構造となる。化成により活物質原料が活物質となった後は、これらの孔が、十分な量の電解液を保有することができる。加えて、カーボンにより良好な導電性を維持できる。放電持には、これらの孔に保有された希硫酸が、分散した活物質へ持続的に供給されることになる。この結果、導電性ネットワークは、放電仕切る直前の電気抵抗の急激な増大を防止できる。   In this kneaded product, carbon, which is a particle chain structure material, is entangled vertically and horizontally to form a three-dimensional network, and lead powder, which is an active material raw material, is distributed almost uniformly in this conductive network. . At the same time, countless pores are formed to form a porous structure. After the active material raw material becomes an active material by chemical conversion, these holes can hold a sufficient amount of electrolyte. In addition, good conductivity can be maintained with carbon. In order to maintain the discharge, the dilute sulfuric acid retained in these holes is continuously supplied to the dispersed active material. As a result, the conductive network can prevent a rapid increase in electrical resistance immediately before the discharge partition.

このように、所定の吸油量をもつ粒子連鎖構造物質を含ませることにより正極組成物の多孔度を向上させて吸油量を高め、電解液の供給を促進することにより、正極活物質の利用率は、これまで理論的な限界とされていた70%を超えることが可能となった。従来の一般的な低率放電の利用率35%からすれば、約2倍近い利用率が実現された。同様に、高率放電においても2倍程度の向上が見られた。   In this way, by including a particle chain structure material having a predetermined oil absorption amount, the porosity of the positive electrode composition is improved, the oil absorption amount is increased, and the supply of the electrolyte solution is promoted, whereby the utilization rate of the positive electrode active material is increased. It has become possible to exceed 70%, which has been regarded as a theoretical limit. If the utilization rate of the conventional general low rate discharge was 35%, a utilization rate of about twice was realized. Similarly, an improvement of about twice was also observed in high rate discharge.

カーボンとしては、アセチレンブラック及び/又はファーネスカーボンのいずれを用いても高い利用率が得られる。ファーネスカーボンは安価である点で好適である。   As the carbon, a high utilization factor can be obtained by using either acetylene black and / or furnace carbon. Furnace carbon is preferred because it is inexpensive.

本発明の第1の実施形態では、混練物である正極組成物が硫酸を含有しない。一方、第2の実施形態では、混練物である正極組成物が硫酸を含有する。   In the first embodiment of the present invention, the positive electrode composition that is a kneaded product does not contain sulfuric acid. On the other hand, in 2nd Embodiment, the positive electrode composition which is a kneaded material contains a sulfuric acid.

第1の実施形態に係る正極組成物の製造方法は、カーボンを水で混練する第1の工程と、第1の工程で得られる生成物に活物質原料を加えてさらに混練する第2の工程とを有する。このような2段階の混練は、従来行われていなかったが、この2段階の混練によって好適な嵩密度をもつカーボンの導電性ネットワークが形成され、活物質利用率を従来よりも約2倍向上させることができた。第1の実施形態では、混練媒体として水だけを用い、従来のように硫酸を用いないにも拘わらず、このような良好な結果が得られた。   The manufacturing method of the positive electrode composition according to the first embodiment includes a first step of kneading carbon with water, and a second step of adding an active material raw material to the product obtained in the first step and further kneading. And have. Such two-stage kneading has not been performed in the past, but this two-stage kneading forms a carbon conductive network with a suitable bulk density, improving the active material utilization rate by about two times. I was able to. In the first embodiment, such a good result was obtained even though only water was used as the kneading medium and sulfuric acid was not used as in the prior art.

第2の実施形態に係る正極組成物の製造方法では、カーボンを水で混練する第1の工程と、第1の工程で得られる生成物に活物質原料及び硫酸を加えてさらに混練する第2の工程とを有する。第2の実施形態は硫酸を含有するが、従来のような硫酸を単工程で混練する製造方法とは異なり、2段階の混連を行いかつ硫酸を第2の工程で混練することによって活物質利用率をさらに向上させることができた。つまり、混練媒体として水だけを用いた上記第1の実施形態と比較して、第2の実施形態では、低率放電及び高率放電のいずれにおいても正極活物質の利用率をさらに概略数%〜20%程度向上させることができた。   In the method for producing a positive electrode composition according to the second embodiment, a first step of kneading carbon with water, and a second step of adding an active material raw material and sulfuric acid to the product obtained in the first step and further kneading are performed. It has these processes. The second embodiment contains sulfuric acid, but unlike a conventional manufacturing method in which sulfuric acid is kneaded in a single step, the active material is obtained by mixing in two stages and kneading sulfuric acid in the second step. The utilization rate could be further improved. That is, compared with the first embodiment using only water as the kneading medium, the second embodiment further improves the utilization rate of the positive electrode active material by several percent in both the low rate discharge and the high rate discharge. It could be improved by about 20%.

本発明により、従来実用的に約35%程度であった活物質利用率を大きく向上させることが可能となった。実際の低率放電の利用率は約2倍近くなったことから、所望する電池容量を発揮するために必要とされる活物質原料である鉛粉を、従来の約1/2とすることが可能である。これは、利用率=実容量/理論容量で表せるところ、利用率が2倍になるということは、従来と同様の実容量を確保するためには、理論容量を1/2にすることが可能であり、すなわち、鉛粉の使用量を1/2にできるということになる。(なお、この利用率の計算では単に割合を示すが、以下に示す実施例においては100%表示している。)   According to the present invention, it has become possible to greatly improve the active material utilization rate which has been practically about 35%. Since the actual utilization rate of low-rate discharge has nearly doubled, the lead powder, which is an active material raw material required to exhibit the desired battery capacity, can be reduced to about 1/2 of the conventional amount. Is possible. This can be expressed as utilization rate = actual capacity / theoretical capacity. When the utilization rate is doubled, the theoretical capacity can be halved to ensure the same actual capacity as before. That is, the amount of lead powder used can be halved. (In this calculation of the utilization rate, the ratio is simply shown, but in the embodiment shown below, it is displayed as 100%.)

鉛粉量を低減できることにより蓄電池のコストをさらに低減でき、エネルギー密度を大幅に向上できる。この結果、同じ電池容量において従来の蓄電池の軽量化が可能となる。これらにより、ハイブリッド自動車用蓄電池及び電気自動車用として極めて好適なものとなる。活物質利用率の大幅な向上は、過去百年近くに亘り不可能とされてきたが、本発明によりそれが始めて可能となった。その工業的価値は極めて高いと云える。   By reducing the amount of lead powder, the cost of the storage battery can be further reduced, and the energy density can be greatly improved. As a result, the conventional storage battery can be reduced in weight with the same battery capacity. As a result, the battery becomes extremely suitable for a hybrid vehicle storage battery and an electric vehicle. Although significant improvements in active material utilization have been impossible over the past hundred years, the present invention has made it possible for the first time. It can be said that its industrial value is extremely high.

また、本発明の正極組成物を使用することにより、従来は不可能とされていた充放電サイクル寿命を格段に向上させた鉛蓄電池を製造することができた。   In addition, by using the positive electrode composition of the present invention, a lead storage battery having a markedly improved charge / discharge cycle life that has been impossible in the past could be produced.

先ず、本発明の実施形態の概要を説明する。詳細については、以下の各実施例にて説明する。
本発明による二次電池用正極組成物は、実質的には鉛蓄電池を対象とする。正極組成物は、活物質原料を主要成分としその他の必要な成分を添加してペースト状の混練物としたものである。このペースト状の混練物を格子状集電体である正極板に充填し、熟成及び乾燥し(未化成状態)、その後この正極板を蓄電池に組み込み、化成工程を行うことにより活物質原料が活物質となり、鉛蓄電池として完成する。従って、本出願の特許請求の範囲及び明細書における「活物質原料」は、未化成状態のものを指す。そして、「活物質原料」とは、化成されて活物質となる目的物である原料をいう。
First, an outline of an embodiment of the present invention will be described. Details will be described in the following embodiments.
The positive electrode composition for secondary batteries according to the present invention is substantially intended for lead acid batteries. The positive electrode composition is a paste-like kneaded product obtained by adding an active material raw material as a main component and other necessary components. The paste-like kneaded product is filled into a positive electrode plate, which is a grid-like current collector, aged and dried (unformed state), and then the positive electrode plate is incorporated into a storage battery and a chemical conversion step is performed to activate the active material material. It becomes a substance and is completed as a lead-acid battery. Therefore, the “active material raw material” in the claims and the specification of the present application refers to the raw material. The “active material raw material” refers to a raw material that is a target product that is converted into an active material.

本発明による正極組成物の混練物は、金属酸化物を主体とした活物質原料と、カーボンとを含有する。活物質原料は鉛粉とする。そして、カーボンは、活物質原料1モルに対し全吸油量が9.6ml以上となる量とする。「全吸油量」とは、正極組成物中に含まれるカーボンと活物質原料の相対的含有量の関係において、活物質原料1モル当たりに対するカーボン含有量におけるカーボンのもつ吸油量全体であり(後述する計算式で詳細を示す)、カーボン特性の指標であるDBP吸油量とは異なる値である。   The kneaded product of the positive electrode composition according to the present invention contains an active material material mainly composed of a metal oxide and carbon. The active material raw material is lead powder. And carbon is made into the quantity from which a total oil absorption becomes 9.6 ml or more with respect to 1 mol of active material raw materials. The “total oil absorption amount” is the total oil absorption amount of carbon in the carbon content relative to 1 mol of the active material raw material in the relationship between the relative content of carbon and the active material raw material contained in the positive electrode composition (described later). This is a value different from the DBP oil absorption, which is an indicator of carbon characteristics.

本発明の正極組成物の多孔度の目安としては、乾燥された後の未化成状態にて、その嵩密度が2.2×10−1ml/g以上である。なお、混練により生成された正極組成物は、通常、化成前に格子状集電体に充填され、熟成及び乾燥される。 As a measure of the porosity of the positive electrode composition of the present invention, the bulk density is 2.2 × 10 −1 ml / g or more in the unformed state after being dried. In addition, the positive electrode composition produced | generated by kneading | mixing is normally filled in a grid | lattice-shaped electrical power collector before chemical formation, and is age | cure | ripened and dried.

カーボンとしては、例えば、アセチレンブラック又はファーネスカーボンを用いることができ、これらを混合して用いてもよい。アセチレンブラックでもファーネスカーボンでも、ほぼ同等の高い活物質利用率が得られた。   As carbon, for example, acetylene black or furnace carbon can be used, and these may be mixed and used. Both acetylene black and furnace carbon yielded almost the same high active material utilization rate.

本発明による正極組成物の第1の実施形態における混練物は硫酸を含有しない。よって、第1の実施形態の混練用媒体は水のみでよい。一方、第2の実施形態の混練物は、第1の実施形態の成分に加えて硫酸を含有する。よって、第2の実施形態では水と希硫酸を混練用媒体として用いる。   The kneaded product in the first embodiment of the positive electrode composition according to the present invention does not contain sulfuric acid. Therefore, the kneading medium of the first embodiment may be water only. On the other hand, the kneaded product of the second embodiment contains sulfuric acid in addition to the components of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, water and dilute sulfuric acid are used as the kneading medium.

さらに、上記の混練物に対しポリビニルアルコール(PVA)を含有させてもよい。ポリビニルアルコールは、カーボン等の分散性向上を目的として添加するが、混練物を格子状集電体に充填したときにその付着強度及び正極組成物の形状保持強度を高めることにも寄与する。   Furthermore, you may contain polyvinyl alcohol (PVA) with respect to said kneaded material. Polyvinyl alcohol is added for the purpose of improving the dispersibility of carbon or the like, but also contributes to increasing the adhesion strength and shape retention strength of the positive electrode composition when the kneaded product is filled in a grid-like current collector.

硫酸を含まない第1の実施形態の正極組成物の製造方法は次の通りである。第1の混練工程では、カーボンを水とともに混練し、生成物を得る。次に、第2の混練工程では、第1の混練工程の生成物に対し活物質原料である鉛粉を加えてさらに混練し、混練物を得る。得られた混練物が、上記の正極組成物である。PVAを含有させる場合は、第1の混練工程で加える。   The manufacturing method of the positive electrode composition of 1st Embodiment which does not contain a sulfuric acid is as follows. In the first kneading step, carbon is kneaded with water to obtain a product. Next, in the second kneading step, lead powder as an active material raw material is added to the product of the first kneading step and further kneaded to obtain a kneaded product. The obtained kneaded material is the above positive electrode composition. When PVA is contained, it is added in the first kneading step.

また、硫酸を含む第2の実施形態の正極組成物の製造方法では、第1の混練工程が上記第1の実施形態のそれと同じである。そして、第2の混練工程では、第1の混練工程の生成物に対し活物質原料である鉛粉と硫酸を加えてさらに混練し、混練物を得る。PVAを含有させる場合は、第1の混練工程で加える。   Moreover, in the manufacturing method of the positive electrode composition of the second embodiment containing sulfuric acid, the first kneading step is the same as that of the first embodiment. In the second kneading step, lead powder and sulfuric acid, which are raw materials for the active material, are added to the product of the first kneading step and further kneaded to obtain a kneaded product. When PVA is contained, it is added in the first kneading step.

なお、こうして得られた混練物において、未乾燥で格子状集電体に充填できる状態のものを、以下の実施例では「ペースト」を称している。従来の正極組成物では、このような2工程での混練は行っていなかった。本発明では、2工程の混練工程を経ることによって好適な嵩密度をもつ正極組成物を得ることができた。なお、第1の混練工程は、攪拌混合等の手段で置き換えることも可能である。   The kneaded material obtained in this way is undried and can be filled into a grid-like current collector, and in the following examples, “paste” is referred to. The conventional positive electrode composition has not been kneaded in such two steps. In the present invention, a positive electrode composition having a suitable bulk density could be obtained through two kneading steps. Note that the first kneading step can be replaced by means such as stirring and mixing.

硫酸を含まない第1の実施形態による正極組成物からなる活物質の利用率は、格子状集電体を用いた場合、40時間率放電(低率放電)では約68%、10分間率放電(高率放電)では約38%であった。低率放電及び高率放電におけるどの放電率においても、従来の鉛蓄電池に比べて利用率が格段に向上した。   The utilization rate of the active material comprising the positive electrode composition according to the first embodiment containing no sulfuric acid is about 68% for 40 hour rate discharge (low rate discharge) and 10 minute rate discharge when using a grid current collector. (High rate discharge) was about 38%. At any discharge rate in the low rate discharge and the high rate discharge, the utilization rate was remarkably improved as compared with the conventional lead acid battery.

また、硫酸を含む第2の実施形態による正極組成物からなる活物質の利用率は、硫酸を含有しない場合に比べてさらに向上した。硫酸を含有させた場合、硫酸を含まない第1の実施形態の利用率と比較して、低率放電及び高率放電において概略20%程度の利用率の向上が見られた。   Moreover, the utilization factor of the active material comprising the positive electrode composition according to the second embodiment containing sulfuric acid was further improved as compared with the case where no sulfuric acid was contained. When sulfuric acid was contained, the utilization rate was improved by about 20% in the low rate discharge and the high rate discharge as compared with the utilization rate of the first embodiment not containing sulfuric acid.

集電体としては、従来通りの格子を用いることが可能であり、あるいは、鉛シートのようなシート状物に正極組成物を塗布することも可能である。格子状集電体に充填する場合は、ある程度の粘性が必要なので、混練媒体である水の量をその他の成分に対して少なく設定してペースト状の混練物とする。一方、シートに塗布する場合は、水の量を多くして粘性を低くしスラリー状の混練物とする。極板に適用する前の混練物がペーストであってもスラリーであっても、本発明の効果は同様に得られる。   As the current collector, a conventional lattice can be used, or the positive electrode composition can be applied to a sheet-like material such as a lead sheet. When filling the grid-like current collector, a certain degree of viscosity is required, so that the amount of water as the kneading medium is set to be small relative to the other components to obtain a paste-like kneaded product. On the other hand, when applying to a sheet | seat, the quantity of water is increased and viscosity is made low and it is set as a slurry-like kneaded material. Whether the kneaded product before application to the electrode plate is a paste or a slurry, the effects of the present invention can be obtained similarly.

格子状集電体にペーストを充填した極板は、基本的には、従来の鉛蓄電池の全用途に用いることができ、しかも同じ電池容量において、より軽量とすることができる。シート状にした極板を用いた鉛蓄電池は、円筒形状の電池を形成できる。その場合、極板をスパイラルに巻くことにより高率放電に優れ、耐振動性の強い電池となる。これは、特にハイブリッド自動車用、電気自動車用として適している。ハイブリッド自動車では、現在、ニッケル水素電池蓄電池やリチウムイオン電池が使用されあるいは検討されているが、いずれもコストが高いという問題があった。本発明による鉛蓄電池は、ニッケル水素電池蓄電池やリチウムイオン電池より格段に低コストである上、充放電の管理が簡易であるため実用化に適している。   An electrode plate in which a paste is filled in a grid-like current collector can be basically used for all uses of conventional lead-acid batteries, and can be made lighter with the same battery capacity. A lead-acid battery using a sheet electrode can form a cylindrical battery. In that case, by winding the electrode plate in a spiral, a battery having excellent high-rate discharge and strong vibration resistance is obtained. This is particularly suitable for hybrid vehicles and electric vehicles. In hybrid vehicles, nickel-metal hydride battery storage batteries and lithium ion batteries are currently being used or studied, but both have the problem of high costs. The lead storage battery according to the present invention is much lower in cost than a nickel hydride battery storage battery and a lithium ion battery, and is suitable for practical use because of simple charge / discharge management.

以上のように、本発明による正極組成物を用いた鉛蓄電池は、大電流による放電が可能なこと、長寿命であること、活物質利用率が高いこと、低コストであることに加えて、リチウムイオン電池やニッケル水素電池に比べて充放電の管理が簡易である。その最適な用途は、自動車用途におけるエンジンと蓄電池のハイブリッド的な使い方である。この用途では、自動車の制動時の回生電力を蓄電池へ充電し、発進時には蓄電池から電力を取り出すことで、ガソリンの消費を節減する。自動車企業では、省エネルギーや排ガス減少により環境的に好ましいことから、現在及び将来的にハイブリッド自動車に注力しており、本発明の産業上の利用性は極めて高いといえる。   As described above, the lead-acid battery using the positive electrode composition according to the present invention can be discharged by a large current, has a long life, has a high active material utilization rate, and is low in cost. Compared with lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries, charge / discharge management is simple. Its optimal use is the hybrid use of engine and storage battery in automotive applications. In this application, regenerative electric power during braking of an automobile is charged into a storage battery, and electric power is taken out from the storage battery at the time of starting, thereby reducing gasoline consumption. Since automobile companies are environmentally favorable due to energy saving and exhaust gas reduction, they are focusing on hybrid cars now and in the future, and it can be said that the industrial applicability of the present invention is extremely high.

また、一般的な蓄電池はフロート充電使用されることも多い。これは、停電発生の非常時に蓄電池から負荷へ給電するシステムであり、一般的には10分間率程度で放電されるケースが多い。このような蓄電池として従来の鉛蓄電池と用いると、短時間放電すなわち大電流放電となるので、元々高くない活物質の利用率がさらに低下する。従って、大きな定格容量の鉛蓄電池を用意しなければならず、大きくかつ重いものとなる。本発明の正極組成物を用いた鉛蓄電池は、活物質の利用率が従来の鉛蓄電池の約2倍と高く、かつ大電流による放電が可能で、軽量とすることができる。   Moreover, a general storage battery is often used for float charging. This is a system that supplies power from a storage battery to a load in the event of a power failure, and is generally discharged at a rate of about 10 minutes. When such a storage battery is used with a conventional lead storage battery, a short-time discharge, that is, a large current discharge is generated, so that the utilization factor of the active material which is not originally high further decreases. Therefore, a lead storage battery having a large rated capacity must be prepared, which is large and heavy. The lead acid battery using the positive electrode composition of the present invention has an active material utilization rate as high as about twice that of a conventional lead acid battery, can be discharged by a large current, and can be lightweight.

以下、格子状集電体を用いた正極板に適用した場合における本発明の各実施例を説明する。   Hereinafter, each example of the present invention when applied to a positive electrode plate using a grid-like current collector will be described.

実施例1では、嵩密度を変えた正極組成物の混練物を、硫酸を用いずに調製し、この混練物を格子状集電体に充填した正極板に対し試験を行った。
<試料の調製>
表1は、試験に供した正極組成物の混練物を調製する際の成分組成を示す一覧である。「正極ペースト」とは、これらの成分を混練した後の、乾燥前のペースト状態の混練物を意味する。
In Example 1, a kneaded product of a positive electrode composition with different bulk density was prepared without using sulfuric acid, and a test was performed on a positive electrode plate in which the kneaded product was packed in a grid-like current collector.
<Preparation of sample>
Table 1 is a list showing the component composition when preparing a kneaded product of the positive electrode composition subjected to the test. The “positive electrode paste” means a kneaded product in a paste state after kneading these components and before drying.

Figure 2008258131
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成分1の鉛粉は、正極活物質の原料であり、鉛の酸化度は約75〜80%である。成分2のカーボンは、DBP吸油量175ml/100gのアセチレンブラックを用いた。成分3のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製)は、重合度2400のものを用いた。ポリビニルアルコールの量は、カーボンの量の約10%に設定した。   The lead powder of component 1 is a raw material for the positive electrode active material, and the oxidation degree of lead is about 75 to 80%. As the component 2 carbon, acetylene black having a DBP oil absorption of 175 ml / 100 g was used. As the component 3, polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a polymerization degree of 2400 was used. The amount of polyvinyl alcohol was set to about 10% of the amount of carbon.

DBP吸油量は、その物質100g当たりに吸液されるジブチルフタレートの量を示し、物質の吸液性を示す1つの指標である。ここでは、正極活物質原料を用いた極板の一性状である嵩密度のパラメータとして用いている。本発明の実施例では、DBP吸油量又はこれに基づいて換算した上述の全吸油量と、活物質利用率や電池容量とを明確に関係付けることにより、本発明による正極組成物の特徴と、その利用率や電池容量との関係を明らかとした。嵩密度の制御は、カーボンと水の量により行った。   The DBP oil absorption indicates the amount of dibutyl phthalate absorbed per 100 g of the substance, and is one index indicating the liquid absorbency of the substance. Here, it is used as a parameter of the bulk density, which is a property of the electrode plate using the positive electrode active material raw material. In the examples of the present invention, the characteristics of the positive electrode composition according to the present invention are clearly related to the DBP oil absorption amount or the total oil absorption amount converted based on the DBP oil absorption amount and the active material utilization rate and the battery capacity. The relationship between the utilization rate and battery capacity was clarified. The bulk density was controlled by the amount of carbon and water.

カーボンを用いた場合(正極ペースト1〜7)は、先ず、これらを水及びポリビニルアルコールとともに30分間混練し(第1の混練工程)、その後、この混練物に対し鉛粉を加え、さらに混練を30分間行った(第2の混練工程)。   When carbon is used (positive electrode pastes 1 to 7), these are first kneaded for 30 minutes together with water and polyvinyl alcohol (first kneading step), and then lead powder is added to the kneaded material, followed by further kneading. This was performed for 30 minutes (second kneading step).

従来例として作製した正極ペースト8(以下、「従来ペースト」と称する場合がある)は、鉛粉と希硫酸を表1の量にて単純に混練したものである。正極ペースト8における希硫酸49gは、純硫酸に換算すると11gに相当する。   A positive electrode paste 8 produced as a conventional example (hereinafter sometimes referred to as “conventional paste”) is obtained by simply kneading lead powder and dilute sulfuric acid in the amounts shown in Table 1. 49 g of dilute sulfuric acid in the positive electrode paste 8 corresponds to 11 g in terms of pure sulfuric acid.

このようにして作製した正極ペースト1〜8を厚さ3.7mmの格子状集電体に充填し、その後、湿度98%、温度45℃で24時間熟成し、その後、60℃で24時間乾燥して正極板を形成した。従来例である正極ペースト8についても同様に格子状集電体に充填し、同様の処理を行った。   The positive electrode pastes 1 to 8 thus prepared were filled in a 3.7 mm thick grid-shaped current collector, then aged at 98% humidity and 45 ° C. for 24 hours, and then dried at 60 ° C. for 24 hours. Thus, a positive electrode plate was formed. Similarly, the positive electrode paste 8 as a conventional example was filled in a grid-shaped current collector and subjected to the same treatment.

ポリビニルアルコールは、カーボンの導電性を確保しながら混練物の分散剤として効果を発揮するとともに、正極ペーストの極板への付着性も向上させることができる。ポリビニルアルコールはカーボンを被覆し保護することによりカーボンのネットワーク構造の崩壊を防止し、寿命を向上させる。ポリビニルアルコールは比較的安価であるので材料コストを上げることなく、従来に比べて高い活物質利用率が得られる。   Polyvinyl alcohol exhibits an effect as a dispersant for the kneaded material while ensuring the conductivity of carbon, and can also improve the adhesion of the positive electrode paste to the electrode plate. Polyvinyl alcohol prevents the collapse of the carbon network structure by covering and protecting the carbon, thereby improving the service life. Since polyvinyl alcohol is relatively inexpensive, a higher active material utilization rate can be obtained without increasing the material cost.

<理論容量の算出>
表1に従って作製した未化成正極板について、各々の化成後を想定して正極活物質の理論容量を計算した。理論容量の計算においては、原料である鉛粉が化成過程においてすべて二酸化鉛に変化することと、二酸化鉛の全てが放電に寄与することを仮定した。そして、二酸化鉛4.463gが1Ahの容量に変換される。ただし後述するように、鉛粉は75%〜80%の酸化鉛と、25%〜20%の鉛(酸化していない)とから成っている。従って、この鉛が化成過程において全て二酸化鉛に変化することはなく、一部しか二酸化鉛にならない。また、全ての二酸化鉛が放電に寄与することはなく前記のように70%程度である。よって、この仮定では、理論容量が大きくなることから、本発明の利用率評価にあたっては厳しい方向に働く。
<Calculation of theoretical capacity>
The theoretical capacity of the positive electrode active material was calculated for each unformed positive electrode plate produced according to Table 1 assuming each chemical conversion. In the calculation of the theoretical capacity, it was assumed that the lead powder as a raw material changed to lead dioxide in the chemical conversion process, and that all of lead dioxide contributed to the discharge. And 4.463 g of lead dioxide is converted into a capacity of 1 Ah. However, as will be described later, the lead powder is composed of 75% to 80% lead oxide and 25% to 20% lead (not oxidized). Therefore, this lead is not completely changed to lead dioxide in the chemical conversion process, and only part of it is converted to lead dioxide. Further, all lead dioxide does not contribute to the discharge and is about 70% as described above. Therefore, under this assumption, the theoretical capacity increases, and thus the utilization rate evaluation of the present invention works in a severe direction.

図1は、計算結果に基づき、正極ペースト1〜8により作製した未化成正極板のカーボン量と、充填された活物質原料が化成されたとしての理論容量との関係を示したグラフである。カーボンの割合が増加すると、理論容量が減少することがわかる。つまり、カーボンの割合が増加すると、未化成正極板における活物質原料の総充填量が相対的に減少することを示している。これは、カーボンのネットワークが形成されたことにより正極組成物の嵩が増加していることを意味する。   FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of carbon of an unformed positive electrode plate produced from positive electrode pastes 1 to 8 and the theoretical capacity as if the filled active material material was formed based on the calculation results. It can be seen that the theoretical capacity decreases as the proportion of carbon increases. That is, when the ratio of carbon increases, the total filling amount of the active material raw material in the unformed positive electrode plate relatively decreases. This means that the bulk of the positive electrode composition is increased due to the formation of the carbon network.

<嵩密度の測定>
次に、正極組成物の特性の一つを示す嵩密度を測定した。表2は、嵩密度の測定方法を示す。
<Measurement of bulk density>
Next, the bulk density showing one of the characteristics of the positive electrode composition was measured. Table 2 shows a method for measuring the bulk density.

Figure 2008258131
Figure 2008258131

未化成正極組成物の嵩密度は次式で算出される。
未化成正極組成物の嵩密度=未化成正極組成物の体積/未化成正極組成物の重量
=(D−B)/(C−A)
The bulk density of the unformed positive electrode composition is calculated by the following formula.
Bulk density of unformed positive electrode composition = volume of unformed positive electrode composition / weight of unformed positive electrode composition
= (D−B) / (C−A)

図2は、嵩密度の測定結果に基づき、正極ペースト1〜8により作製した未化成正極組成物のカーボン量と、未化成正極組成物の嵩密度との関係を示したグラフである。カーボン量が増加するにつれて、未化成正極組成物の嵩密度が増加することがわかる。従来の正極ペースト8により作製した未化成正極組成物の嵩密度は約2.2×10−1ml/gであった。従って、カーボン量が約5g以上のとき、本発明の正極組成物の嵩密度が従来のそれを上回ることになる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of carbon in the unformed positive electrode composition prepared from the positive electrode pastes 1 to 8 and the bulk density of the unformed positive electrode composition based on the measurement result of the bulk density. It can be seen that as the amount of carbon increases, the bulk density of the unformed positive electrode composition increases. The bulk density of the unformed positive electrode composition produced by the conventional positive electrode paste 8 was about 2.2 × 10 −1 ml / g. Therefore, when the amount of carbon is about 5 g or more, the bulk density of the positive electrode composition of the present invention exceeds that of the conventional one.

<利用率及び容量の測定>
未化成正極板1枚の両側に微細ガラス繊維セパレータを当接し、さらにその外側に1枚づつ負極板を当接した。このような構成とすることで、活物質の理論容量は、負極が大過剰となるため、目的とする正極(すなわちその活物質)の利用率を評価できる。これらの極板群を電槽に挿入し、電槽と極板群の隙間にはABS樹脂製スペーサを装填した。電槽に比重1.223の希硫酸を注入して、正極理論容量の300%の電気量を流して、化成を行った。化成後の電解液の比重は1.320とした。
<Measurement of utilization and capacity>
A fine glass fiber separator was brought into contact with both sides of one unformed positive electrode plate, and further, one negative electrode plate was brought into contact with the outside thereof. With such a configuration, the theoretical capacity of the active material is such that the negative electrode has a large excess, so that the utilization factor of the target positive electrode (that is, the active material) can be evaluated. These electrode plate groups were inserted into the battery case, and an ABS resin spacer was loaded in the gap between the battery case and the electrode plate group. The dilute sulfuric acid having a specific gravity of 1.223 was injected into the battery case, and the amount of electricity of 300% of the theoretical capacity of the positive electrode was passed to perform chemical conversion. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion was set to 1.320.

その後、上記の電槽に挿入した極板群について容量試験を行った。容量試験は、0.06A(アンペア)と6Aの2種類とした。0.06Aは約40時間率の低率放電であり、6Aは約10分間率の高率放電である。それぞれの放電終止電圧はセル当たり、1.7V(ボルト)と1.2Vとした。温度は25℃である。   Then, the capacity | capacitance test was done about the electrode group inserted in said battery case. Two types of capacity tests, 0.06 A (ampere) and 6 A, were used. 0.06A is a low rate discharge with a rate of about 40 hours, and 6A is a high rate discharge with a rate of about 10 minutes. The respective discharge end voltages were 1.7 V (volt) and 1.2 V per cell. The temperature is 25 ° C.

図3Aは、利用率の測定結果に基づき、カーボン量と利用率との関係を示したグラフである。図3Bは、図3Aの横軸を、図2に示した嵩密度の測定結果に基づいて嵩密度に置き換えることにより、嵩密度と利用率との関係を示したグラフである。グラフの凡例中の「P1」等は、「正極ペースト1」等の意味である。図3A及び図3Bの各グラフ中の菱形プロットは、低率放電の測定結果を示し、正方形プロットは高率放電の測定結果を示している。なお、低率放電及び高率放電の測定値(各ペースト毎に2試料を測定)は、表1にも示している。   FIG. 3A is a graph showing the relationship between the amount of carbon and the utilization rate based on the measurement result of the utilization rate. FIG. 3B is a graph showing the relationship between the bulk density and the utilization factor by replacing the horizontal axis of FIG. 3A with the bulk density based on the measurement result of the bulk density shown in FIG. “P1” or the like in the legend of the graph means “positive electrode paste 1” or the like. The rhombus plot in each graph of FIG. 3A and FIG. 3B shows the measurement result of the low rate discharge, and the square plot shows the measurement result of the high rate discharge. The measured values of low rate discharge and high rate discharge (2 samples are measured for each paste) are also shown in Table 1.

なお、活物質原料である鉛粉は主体が酸化鉛であるが、酸化されていない金属状の鉛も含む。酸化鉛が電解液の硫酸と反応して、化成により活物質である二酸化鉛に変化する。通常はこのようにしてできた二酸化鉛が活物質とみなされている。すると、活物質の利用率の計算において、元来含まれていた金属鉛を活物質に変化する原料とみなすかどうかは、議論の分かれるところである。おそらく、金属鉛は活物質として寄与する程度は酸化鉛より相当程度低いと考えるが、ここでは、鉛粉に元来含まれていた金属鉛も酸化鉛と同様に活物質に変化し、活物質として機能するとみなして、放電における活物質の利用率を計算した。金属鉛の利用率への寄与が低い場合、本発明の本来の活物質(酸化鉛のみが活物質として寄与する場合)の利用率はこの実施例で示すものより更に高い値となる。なお、他の実施例でも同様である。   In addition, although the lead powder which is an active material raw material is mainly lead oxide, it also includes metallic lead that is not oxidized. Lead oxide reacts with sulfuric acid in the electrolytic solution, and changes to lead dioxide as an active material by chemical conversion. In general, lead dioxide thus produced is regarded as an active material. Then, in the calculation of the utilization rate of the active material, whether or not the metal lead originally contained is regarded as a raw material that changes into the active material is a matter of debate. Perhaps metal lead contributes as an active material to a much lower extent than lead oxide, but here, the metal lead originally contained in the lead powder is changed to an active material as well as lead oxide. The active material utilization rate in the discharge was calculated. When the contribution to the utilization ratio of metallic lead is low, the utilization ratio of the original active material of the present invention (when only lead oxide contributes as the active material) is higher than that shown in this embodiment. The same applies to other embodiments.

図3A及び図3Bに示すように、実施ペーストである正極ペースト1〜7を用いた場合は、低率放電及び高率放電の双方ともカーボン量が増加すると利用率が増加し、極大値を経て次第に減少する。低率放電では、カーボン量が約11.5g、すなわち嵩密度が約3.25×10−1ml/gのとき利用率の極大値である約68%が得られた。高率放電では、カーボン量が約13.5g、すなわち嵩密度が約3.6×10−1ml/gのとき利用率の極大値である約38%が得られた。これらの値は、図3A及び図3Bの利用率の各プロットを結合した線からそれぞれ読み取った値である。 As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, when using positive electrode pastes 1 to 7 which are implementation pastes, both the low rate discharge and the high rate discharge increase the utilization rate when the amount of carbon increases, and reach a maximum value. It gradually decreases. In the low rate discharge, when the amount of carbon was about 11.5 g, that is, when the bulk density was about 3.25 × 10 −1 ml / g, about 68% which was the maximum value of the utilization rate was obtained. In the high rate discharge, when the amount of carbon was about 13.5 g, that is, when the bulk density was about 3.6 × 10 −1 ml / g, about 38% which was the maximum value of the utilization rate was obtained. These values are values read from the combined lines of the utilization plots of FIGS. 3A and 3B.

実施ペーストを用いた場合は、低率放電及び高率放電のいずれにおいても、カーボン量が約5g、すなわち嵩密度が約2.2×10−1ml/g以上になると従来の正極ペースト8よりも利用率が大きくなった。より好適には、カーボン量が5.7g、すなわち嵩密度が2.3×10−1ml/g以上の範囲である。従来の正極ペースト8では、利用率は低率放電で約33.8%、高率放電で約16.7%である(これらの値は、実際の計測値の平均値である)。これは従来知られている利用率の上限値と同程度である。 When the practical paste is used, the carbon content is about 5 g, that is, the bulk density is about 2.2 × 10 −1 ml / g or more in both low rate discharge and high rate discharge. Even the utilization rate increased. More preferably, the carbon amount is 5.7 g, that is, the bulk density is 2.3 × 10 −1 ml / g or more. In the conventional positive electrode paste 8, the utilization factor is about 33.8% in the low rate discharge and about 16.7% in the high rate discharge (these values are average values of actual measured values). This is the same as the upper limit value of the utilization rate known conventionally.

図3A及び図3Bに示した結果から、カーボン量は鉛粉200gに対し約5g以上、正極ペーストの嵩密度は約2.2×10−1ml/g以上に設定する必要がある。カーボン5gは、鉛粉200gに対してモル割合で46%に相当する。鉛粉の酸化度を75%とすると、酸化鉛の分子量223及び鉛の分子量207より、鉛粉200gのモル量は、(150g/223)+(50g/207)、と表される。また、カーボンの分子量12より、カーボン5gのモル量は、5g/12、と表される。従って、カーボンの鉛粉に対するモル比は、(5g/12)/(150g/223+50g/207)=0.456、と計算される。つまり、カーボンの鉛粉に対するモル割合は、約46%である。なお、鉛粉の酸化度が80%の場合は、カーボンの鉛粉に対するモル比は0.458と計算され、同じく約46%である。 From the results shown in FIGS. 3A and 3B, it is necessary to set the amount of carbon to about 5 g or more with respect to 200 g of lead powder, and the bulk density of the positive electrode paste to about 2.2 × 10 −1 ml / g or more. 5 g of carbon corresponds to 46% in terms of molar ratio with respect to 200 g of lead powder. When the oxidation degree of the lead powder is 75%, the molar amount of the lead powder 200 g is expressed as (150 g / 223) + (50 g / 207) from the molecular weight 223 of lead oxide and the molecular weight 207 of lead. From the molecular weight of carbon 12, the molar amount of 5 g of carbon is expressed as 5 g / 12. Therefore, the molar ratio of carbon to lead powder is calculated as (5 g / 12) / (150 g / 223 + 50 g / 207) = 0.456. That is, the molar ratio of carbon to lead powder is about 46%. In addition, when the oxidation degree of lead powder is 80%, the molar ratio of carbon to lead powder is calculated to be 0.458, which is also about 46%.

カーボン量が少ない場合すなわち嵩密度が小さい場合には、活物質が放電をするのに必要な電解液(希硫酸)を極板外からより多く供給する必要があるが、嵩密度が大きい場合は電解液を活物質の近傍(カーボンに吸収された希硫酸)から供給できるため、より放電しやすく強力に作用する。従って、図3A及び図3Bに示す結果となったものである。利用率は、電池のエネルギー密度を向上させる上で、絶対に必要な事項である。また、利用率が高ければ、電池の活物質を(すなわち活物質原料を)少なくすることができるので、コスト低減の意義も大きい。   When the amount of carbon is small, that is, when the bulk density is small, it is necessary to supply more electrolyte solution (dilute sulfuric acid) necessary for the active material to discharge from the outside of the electrode plate. Since the electrolytic solution can be supplied from the vicinity of the active material (dilute sulfuric acid absorbed by carbon), it is easier to discharge and acts more powerfully. Therefore, the results shown in FIGS. 3A and 3B are obtained. The utilization factor is absolutely necessary for improving the energy density of the battery. In addition, since the battery active material (that is, the active material raw material) can be reduced if the utilization factor is high, the cost reduction is significant.

前述したように、利用率は極めて重要な要素であるが、場合によっては、電池の絶対容量を要求される用途もある。図4は、容量の測定結果に基づき、カーボン量と、容量との関係を示したグラフである。図4のグラフ中の菱形プロットは、低率放電の測定結果を示し、正方形プロットは高率放電の測定結果を示している。   As described above, the utilization factor is an extremely important factor, but in some cases, there are applications that require the absolute capacity of the battery. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of carbon and the capacity based on the measurement result of capacity. The rhombus plot in the graph of FIG. 4 shows the measurement result of the low rate discharge, and the square plot shows the measurement result of the high rate discharge.

図4に示すように、低率放電及び高率放電の容量はそれぞれ、カーボン量が大きくなるにつれて単調に上昇した後、ほぼ一定値をとる範囲を経て、単調に減少する結果となった。従来の正極ペースト8よりも大きな容量が得られるカーボン量の範囲は、低率放電及び高率放電の双方とも鉛粉200gに対して約5g〜約15gである。カーボン量が5g未満の領域では、嵩密度が小さいために容量が従来よりも低下したと考えられ、また、カーボン量が15gを超える領域で容量が減少したのは、嵩密度が大きいために活物質の絶対量が少なくなるためと考えられる。カーボン5g〜15gは、鉛粉200gに対してモル割合で46%〜137%に相当する(前述のカーボン5gについての計算と同様の計算による)。   As shown in FIG. 4, the capacities of the low rate discharge and the high rate discharge each increased monotonously as the carbon amount increased, and then decreased monotonously through a range having a substantially constant value. The range of the amount of carbon in which a capacity larger than that of the conventional positive electrode paste 8 is obtained is about 5 g to about 15 g with respect to 200 g of lead powder for both low rate discharge and high rate discharge. In the region where the amount of carbon is less than 5 g, it is considered that the capacity is lower than the conventional because the bulk density is small, and the capacity is reduced in the region where the amount of carbon exceeds 15 g because the bulk density is large. This is probably because the absolute amount of the substance is reduced. Carbon 5g-15g is equivalent to 46% -137% in molar ratio with respect to 200g of lead powder (by the same calculation as the calculation about the above-mentioned carbon 5g).

図3A、3B及び図4の結果から、利用率を向上させかつ大きな絶対容量を得るためには、カーボン量を約5g、すなわち嵩密度が約2.2×10−1ml/g以上とすることが好適である。 From the results of FIGS. 3A, 3B and FIG. 4, in order to improve the utilization rate and obtain a large absolute capacity, the carbon amount is about 5 g, that is, the bulk density is about 2.2 × 10 −1 ml / g or more. Is preferred.

ここで、活物質の利用率を決定する重要な一要素は、カーボンの全吸油量であり、カーボン全体に吸油される量が鉛粉のモル数に対してどのような関係にあるかを決める必要がある。上記の通り、鉛粉200gに対するカーボン量の最小値として5gという値が得られた。5gのカーボン全体に保持される液量すなわち全吸油量は、1.75ml/g×5g、で表される。一方、実施ペーストで用いた鉛粉の酸化度は75〜80%である。酸化度が75%の場合は、鉛粉200gのモル量は、(150g/223+50g/207)で表されるから、酸化度75%のときの鉛粉1モル当たりのカーボンの全給油量は、1.75(ml/g)×5g/(150g/223+50g/207)=9.57(ml/モル)、となる。また、酸化度が80%の場合は、鉛粉200gのモル量は、(160g/223+40g/207)で表されるから、酸化度80%のときの鉛粉1モル当たりのカーボンの全給油量は、1.75(ml/g)×5g/(160g/223+40g/207)=9.61(ml/モル)、となる。
これらの計算結果から、活物質原料1モル当たりカーボンの全吸油量が約9.6ml以上であることが、従来の活物質の利用率を上回るために必要である。
なお、前記したカーボン量を5.7g含有する場合は、ここで計算したカーボンの全吸油量約9.6ml/モルに、5.7/5倍するので、カーボンの全吸油量は約11ml/モルとなる。したがって、より好適には、活物質原料1モル当たりカーボンの全吸油量が約11ml以上の範囲となる。
Here, an important factor that determines the utilization rate of the active material is the total oil absorption amount of carbon, and determines the relationship between the amount of oil absorbed by the entire carbon and the number of moles of lead powder. There is a need. As described above, a value of 5 g was obtained as the minimum amount of carbon for 200 g of lead powder. The amount of liquid retained in the entire 5 g of carbon, that is, the total oil absorption is expressed by 1.75 ml / g × 5 g. On the other hand, the oxidation degree of the lead powder used in the working paste is 75 to 80%. When the degree of oxidation is 75%, the molar amount of 200 g of the lead powder is represented by (150 g / 223 + 50 g / 207). Therefore, the total amount of carbon supplied per mole of lead powder when the degree of oxidation is 75% is 1.75 (ml / g) × 5 g / (150 g / 223 + 50 g / 207) = 9.57 (ml / mol). Further, when the oxidation degree is 80%, the molar amount of 200 g of the lead powder is represented by (160 g / 223 + 40 g / 207), and therefore the total amount of carbon supply per 1 mol of the lead powder when the oxidation degree is 80%. Is 1.75 (ml / g) × 5 g / (160 g / 223 + 40 g / 207) = 9.61 (ml / mol).
From these calculation results, it is necessary that the total oil absorption amount of carbon per mole of the active material raw material is about 9.6 ml or more in order to exceed the utilization rate of the conventional active material.
When 5.7 g of the above carbon amount is contained, the total oil absorption amount of carbon calculated here is about 9.6 ml / mol, and is multiplied by 5.7 / 5, so that the total oil absorption amount of carbon is about 11 ml / mol. Mole. Therefore, more preferably, the total oil absorption amount of carbon per mole of the active material raw material is in the range of about 11 ml or more.

<寿命試験>
表1の本発明の正極ペースト5(カーボン8.6g)と、従来の正極ペースト8(カーボン無し)について、充放電サイクルに対する寿命試験を行った。
格子状集電体である厚さ3.7mmの正極板を3枚、厚さ2.2mmの負極板を4枚として各セルを並列接続し、正極板には正極ペースト5及び8をそれぞれ充填し、負極板には従来の適宜の負極ペーストを充填した。その後、湿度98%、温度45℃で24時間熟成し、その後、60℃で24時間乾燥した。
<Life test>
The life test for the charge / discharge cycle was performed on the positive electrode paste 5 (carbon 8.6 g) of the present invention shown in Table 1 and the conventional positive electrode paste 8 (without carbon).
Each of the cells is connected in parallel with three positive electrode plates with a thickness of 3.7 mm and four negative electrode plates with a thickness of 2.2 mm, which are grid-shaped current collectors. The positive electrode plates are filled with positive electrode pastes 5 and 8, respectively. The negative electrode plate was filled with a conventional appropriate negative electrode paste. Thereafter, it was aged for 24 hours at a humidity of 98% and a temperature of 45 ° C., and then dried at 60 ° C. for 24 hours.

次に、各極板に微細ガラス繊維セパレータを当接し、これらの極板群を電槽に挿入し、電槽と極板群の隙間にはABS樹脂製スペーサを装填した。電槽に比重1.223の希硫酸を注入して、正極理論容量の300%の電気量を流して、化成を行った。化成後の電解液の比重は1.320とした。このようにして、7A・h(アンペアアワー)の容量をもつ蓄電池を作製した。   Next, a fine glass fiber separator was brought into contact with each electrode plate, the electrode plate group was inserted into the battery case, and an ABS resin spacer was loaded in the gap between the battery case and the electrode plate group. The dilute sulfuric acid having a specific gravity of 1.223 was injected into the battery case, and the amount of electricity of 300% of the theoretical capacity of the positive electrode was passed to perform chemical conversion. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion was set to 1.320. In this way, a storage battery having a capacity of 7 A · h (ampere hour) was produced.

充放電サイクルを繰り返すことによる寿命試験は、次の条件で行った。
(a)放電:電流7A
(b)放電終止電圧:1.6V/セル
(c)充電:電流Iを7Aとして2.45Vに達するまで(充電時間T)充電した後、電流Iを4.9Aとした(これにより若干電圧が低下する)。再び2.45Vに達するまで(充電時間T)充電した後、電流Iを3.4Aとした(これにより若干電圧が低下する)。以後、2.45Vに達する毎に充電電流Iを2.4A、1.7A、1.1A、0.8A、0.4Aと下げていった。また、電流値を変更する毎に2.45Vに達するまで充電した(各電流Iにおける充電時間がT)。最終的に全充電電流量が放電量の約105%となるまで充電した。すなわち全充電電流量は、ΣI・Tであり、充電電流Iと充電時間Tの積の総和である(但しi=j)。温度は25℃とした。
The life test by repeating the charge / discharge cycle was performed under the following conditions.
(A) Discharge: Current 7A
(B) End-of-discharge voltage: 1.6 V / cell (c) Charging: Current I 1 was set to 7 A until 2.45 V was reached (charging time T 1 ), then current I 2 was set to 4.9 A (this The voltage drops slightly. After charging again until it reached 2.45 V (charging time T 2 ), the current I 3 was set to 3.4 A (thus lowering the voltage slightly). Thereafter, every time the voltage reached 2.45 V, the charging current I i was decreased to 2.4 A, 1.7 A, 1.1 A, 0.8 A, and 0.4 A. Each time the current value was changed, the battery was charged until it reached 2.45 V (charging time at each current I i was T j ). The battery was charged until the total charge current amounted to about 105% of the discharge amount. That is, the total charging current amount is ΣI i · T j, which is the sum of products of the charging current I i and the charging time T j (where i = j). The temperature was 25 ° C.

図5は、寿命試験の結果を示すグラフである。本発明の実施ペーストは500サイクル後でも初期容量の約80%程度の容量を維持した。従来ペーストでは、500サイクル後に初期容量の約75%程度となった。一般的に、嵩密度が大きいほど活物質が崩壊し易いために短寿命になるといわれているが、実施ペーストは、従来ペーストに比べて嵩密度が大きいにも拘わらず寿命は低下せず、従来ペーストを上回る寿命を示した。本発明の実施ペーストは300サイクルを超えてからも安定しており、従来ペーストでは、300サイクルを超えると、単調減少している。   FIG. 5 is a graph showing the results of the life test. The paste of the present invention maintained a capacity of about 80% of the initial capacity even after 500 cycles. With the conventional paste, it became about 75% of the initial capacity after 500 cycles. In general, it is said that the greater the bulk density, the shorter the life because the active material is more likely to collapse. Longer life than paste. The paste of the present invention is stable even after exceeding 300 cycles, and the conventional paste monotonously decreases after exceeding 300 cycles.

本発明による正極ペーストは、嵩密度は大きいが、カーボンのネットワークが正極組成物をカーボンのネットワーク自体も含めて支持しているので、充放電を繰り返しても、活物質の崩壊が抑制され寿命性能の向上が実現できたものである。   Although the positive electrode paste according to the present invention has a large bulk density, since the carbon network supports the positive electrode composition including the carbon network itself, even if charging and discharging are repeated, the collapse of the active material is suppressed and the life performance is improved. This has been achieved.

このように、本発明により、蓄電池のサイクル寿命性能と、活物質の利用率及び容量の向上とを両立させることができた。従来は、利用率の向上とサイクル寿命性能は背反的な関係にあり、利用率を高めれば、サイクル寿命性能は低下することが避けられない事象として考えられてきたが、本発明により、両者をともに延伸させることが可能となった。   Thus, according to the present invention, it was possible to achieve both the cycle life performance of the storage battery and the improvement of the utilization factor and capacity of the active material. Conventionally, improvement in the utilization rate and cycle life performance are in a trade-off relationship, and it has been considered that if the utilization rate is increased, the cycle life performance is inevitably reduced. Both can be stretched.

カーボンの種類を変えた正極ペーストを、実施例1と同様に硫酸を用いずに調製し、これらの正極ペーストを格子状集電体に充填した正極板に対し試験を行った。また、カーボン量が同じ正極ペーストに対しエマルジョンを添加することにより嵩密度を変化させ、それらについても試験を行った。
<試料の調製>
表3は試験に供した正極ペーストの成分組成の一覧である。
Positive electrode pastes with different types of carbon were prepared without using sulfuric acid in the same manner as in Example 1, and tests were performed on positive electrode plates filled with these positive electrode pastes in a grid-like current collector. Moreover, the bulk density was changed by adding an emulsion to positive electrode pastes having the same carbon content, and tests were also conducted on them.
<Preparation of sample>
Table 3 is a list of component compositions of the positive electrode paste subjected to the test.

Figure 2008258131
Figure 2008258131

活物質原料である成分1の鉛粉は、鉛の酸化度は約75〜80%である。カーボンは、その種類の比較のために成分2としてDBP吸油量175ml/100gのアセチレンブラックと、成分3としてDBP吸油量220ml/100gのファーネスカーボンを用いた。成分4のポリビニルアルコールは重合度2400のものを用い、その量はカーボン量の約5%とした。成分5のエマルジョンは、アクリルスチレン系エマルジョンを用いた。エマルジョンは、同じ量のアセチレンブラックを含有する正極ペースト9〜12の嵩密度を変化させるために添加した。   The lead powder of component 1 which is an active material raw material has a lead oxidation degree of about 75 to 80%. For comparison of the types of carbon, acetylene black having a DBP oil absorption of 175 ml / 100 g as component 2 and furnace carbon having a DBP oil absorption of 220 ml / 100 g as component 3 were used. As the component 4, polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 2400 was used, and the amount thereof was about 5% of the carbon amount. As the emulsion of component 5, an acrylic styrene emulsion was used. The emulsion was added to change the bulk density of positive electrode pastes 9-12 containing the same amount of acetylene black.

正極ペースト9〜14について、カーボンをポリビニルアルコール、エマルジョン及び水とともに30分間混練し(第1の混練工程)、その後、この混練物に鉛粉を添加して、さらに混練を30分間行った(第2の混練工程)。   For the positive electrode pastes 9 to 14, carbon was kneaded with polyvinyl alcohol, an emulsion and water for 30 minutes (first kneading step), and then lead powder was added to the kneaded material and further kneaded for 30 minutes (first) 2 kneading step).

このようにして作製した正極ペースト9〜14を厚さ3.7mmの格子状集電体に充填し、その後、湿度98%、温度45℃で24時間熟成し、その後、60℃で24時間乾燥して、未化成正極板を形成した。   The positive electrode pastes 9 to 14 thus prepared were filled into a 3.7 mm thick grid-shaped current collector, then aged at 98% humidity and 45 ° C. for 24 hours, and then dried at 60 ° C. for 24 hours. Thus, an unformed positive electrode plate was formed.

<嵩密度の測定>
同量のカーボンを含有する正極ペースト9〜12は、エマルジョンの添加量を増すと嵩密度が減少した。正極ペースト9は2.97×10−1ml/g、正極ペースト10は2.85×10−1ml/g、正極ペースト11は2.80×10−1ml/g、そして正極ペースト12は2.71×10−1ml/gであった。
<Measurement of bulk density>
In the positive electrode pastes 9 to 12 containing the same amount of carbon, the bulk density decreased when the addition amount of the emulsion was increased. The positive electrode paste 9 is 2.97 × 10 −1 ml / g, the positive electrode paste 10 is 2.85 × 10 −1 ml / g, the positive electrode paste 11 is 2.80 × 10 −1 ml / g, and the positive electrode paste 12 is It was 2.71 × 10 −1 ml / g.

<利用率の測定>
次に、この正極板1枚の両側に微細ガラス繊維セパレータを当接し、さらにその外側に1枚づつ負極板を当接した。このような構成とすることで、活物質の理論容量は、負極が大過剰となるため、目的とする正極(すなわちその活物質)の利用率を評価できる。これらの極板群を電槽に挿入し、電槽と極板群の隙間にはABS樹脂製スペーサを装填した。電槽に比重1.223の希硫酸を注入して、正極理論容量の300%の電気量を流して、化成をおこなった。化成後の電解液の比重は1.320とした。
<Measurement of utilization rate>
Next, a fine glass fiber separator was brought into contact with both sides of one positive electrode plate, and further, one negative electrode plate was brought into contact with the outside thereof. With such a configuration, the theoretical capacity of the active material is such that the negative electrode has a large excess, so that the utilization factor of the target positive electrode (that is, the active material) can be evaluated. These electrode plate groups were inserted into the battery case, and an ABS resin spacer was loaded in the gap between the battery case and the electrode plate group. Dilute sulfuric acid having a specific gravity of 1.223 was injected into the battery case, and 300% of the theoretical capacity of the positive electrode was passed to conduct chemical conversion. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion was set to 1.320.

その後、上記の電槽に挿入した極板群について容量試験を行った。容量試験は、0.06Aと6Aの2種類とした。0.06Aは約40時間率の低率放電であり、6Aは約10分間率の高率放電である。それぞれの放電終止電圧はセル当たり、1.7Vと1.2Vとした。温度は25℃である。   Then, the capacity | capacitance test was done about the electrode group inserted in said battery case. Two types of capacity tests, 0.06A and 6A, were used. 0.06A is a low rate discharge with a rate of about 40 hours, and 6A is a high rate discharge with a rate of about 10 minutes. The respective discharge end voltages were 1.7 V and 1.2 V per cell. The temperature is 25 ° C.

図6は、0.06A低率放電による、正極ペーストの嵩密度と利用率との関係を示すグラフである。図7は、6A高率放電による、正極ペーストの嵩密度と利用率との関係を示すグラフである。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the bulk density of the positive electrode paste and the utilization factor by 0.06A low rate discharge. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the bulk density of the positive electrode paste and the utilization factor by 6A high rate discharge.

同量のカーボンを含有する正極ペースト9〜12と利用率との関係については次の通りである。上記の通り、正極ペースト9〜12は、正極ペースト9から12にかけて順次嵩密度が小さくなっている。図6及び図7に示す通り、カーボンが同量であっても未化成の正極ペーストの嵩密度が大きいほど利用率は大きいことがわかった。これにより、本発明における活物質の利用率の向上は、カーボンの量自体ではなく、カーボンのネットワーク構造の形成に起因することが明らかとなった。   The relationship between the positive electrode pastes 9 to 12 containing the same amount of carbon and the utilization rate is as follows. As described above, the positive electrode pastes 9 to 12 have progressively smaller bulk densities from the positive electrode pastes 9 to 12. As shown in FIGS. 6 and 7, it was found that the utilization rate was larger as the bulk density of the unformed positive electrode paste was larger even when the amount of carbon was the same. Thereby, it became clear that the improvement of the utilization factor of the active material in the present invention was caused not by the amount of carbon itself but by the formation of a carbon network structure.

また、カーボンとしてアセチレンブラックを用いた正極ペースト9と、カーボンとしてファーネスカーボンを用いた正極ペースト14(これらはカーボン量が両ペーストにおいて同量であり、またエマルジョンについても同様であり、比較が可能である。)は、低率放電及び高率放電ともにほぼ同程度の利用率が得られた。この結果から、利用率は、カーボンの種類にはほぼ関係しないといえる。ただし、高率放電では、アセチレンブラックの方に若干の優位性がみられる。ファーネスカーボンを用いた正極ペースト13の利用率が他に比べて高いのは、カーボン量が多い(すなわち嵩密度が大きい)ためである。なお、ファーネスカーボンはアセチレンブラックよりも低価格であるので、コスト的に有利である。   In addition, the positive electrode paste 9 using acetylene black as carbon and the positive electrode paste 14 using furnace carbon as carbon (the amount of carbon is the same in both pastes, and the same applies to emulsions, and comparison is possible. In other words, almost the same utilization rate was obtained for both low rate discharge and high rate discharge. From this result, it can be said that the utilization rate is almost unrelated to the type of carbon. However, in high rate discharge, acetylene black has a slight advantage. The reason why the utilization rate of the positive electrode paste 13 using furnace carbon is higher than the others is that the amount of carbon is large (that is, the bulk density is large). Furnace carbon is advantageous in terms of cost because it is less expensive than acetylene black.

実施例3では、硫酸を加えて正極組成物の混練物を調製し、この混練物を格子状集電体に充填した正極板に対し試験を行った。
<試料の調製>
表4は、試験に供した正極組成物の混練物を調製する際の成分組成を示す一覧である。
In Example 3, sulfuric acid was added to prepare a kneaded product of the positive electrode composition, and a test was performed on a positive electrode plate in which the kneaded product was filled in a grid-like current collector.
<Preparation of sample>
Table 4 is a list showing the component composition when preparing a kneaded product of the positive electrode composition subjected to the test.

Figure 2008258131
Figure 2008258131

成分1の鉛粉は、正極活物質の原料であり、鉛の酸化度は約75〜80%である。成分2のカーボンは、DBP吸油量175ml/100gのアセチレンブラックを用いた。成分3のポリビニルアルコール(株式会社クラレ製)は、重合度2400のものを用いた。ポリビニルアルコールの量は、カーボンの量の約10%に設定した。   The lead powder of component 1 is a raw material for the positive electrode active material, and the oxidation degree of lead is about 75 to 80%. As the component 2 carbon, acetylene black having a DBP oil absorption of 175 ml / 100 g was used. As the component 3, polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a polymerization degree of 2400 was used. The amount of polyvinyl alcohol was set to about 10% of the amount of carbon.

正極ペースト20〜22(カーボン量8.6g)は、それぞれ硫酸の量を0g、5.5g、11gと変えたものである。正極ペースト23〜25(カーボン量11.4g)も、それぞれ硫酸の量を0g、5.5g、11gと変えたものである。正極ペースト26〜28(カーボン量14.3g)も、それぞれ硫酸の量を0g、5.5g、11gと変えたものである。   In the positive electrode pastes 20 to 22 (carbon amount 8.6 g), the amount of sulfuric acid was changed to 0 g, 5.5 g, and 11 g, respectively. The positive electrode pastes 23 to 25 (carbon amount 11.4 g) were also obtained by changing the amount of sulfuric acid to 0 g, 5.5 g, and 11 g, respectively. The positive electrode pastes 26 to 28 (carbon amount 14.3 g) were also obtained by changing the amount of sulfuric acid to 0 g, 5.5 g, and 11 g, respectively.

硫酸を含有する正極ペースト21、22、24、25、27及び28は、先ず、成分2のカーボンと、成分3のポリビニルアルコールと、成分4の水とを30分間混練し(第1の混練工程)、その後、この混練物に対し成分1の鉛粉と、成分5の硫酸と、成分6の水とを加え、さらに混練を30分間行った(第2の混練工程)。成分5の硫酸は、純硫酸を示す。通常は、成分5の硫酸と成分6の水を合わせて希硫酸として加える。
比較例である硫酸を含有しない正極ペースト20、23及び26(表1の正極ペースト5、4、3とそれぞれ同じ成分比であるが再度試料を調製した)は、先ず、成分2のカーボンと、成分3のポリビニルアルコールと、成分4の水とを30分間混練し(第1の混練工程)、その後、この混練物に対し成分1の鉛粉と、成分6の水とを加え、さらに混練を30分間行った(第2の混練工程)。
First, the positive electrode pastes 21, 22, 24, 25, 27, and 28 containing sulfuric acid were prepared by kneading component 2 carbon, component 3 polyvinyl alcohol, and component 4 water for 30 minutes (first kneading step). Then, the lead powder of component 1, the sulfuric acid of component 5, and the water of component 6 were added to this kneaded product and further kneaded for 30 minutes (second kneading step). The sulfuric acid of component 5 shows pure sulfuric acid. Usually, the sulfuric acid of component 5 and the water of component 6 are combined and added as dilute sulfuric acid.
The positive electrode pastes 20, 23, and 26 that do not contain sulfuric acid, which is a comparative example (same component ratio as the positive electrode pastes 5, 4, and 3 in Table 1, respectively, but the sample was prepared again), first, carbon of component 2, The polyvinyl alcohol of component 3 and the water of component 4 are kneaded for 30 minutes (first kneading step), and then the lead powder of component 1 and the water of component 6 are added to this kneaded product, and further kneaded. This was performed for 30 minutes (second kneading step).

従来例である正極ペースト8は、表1の正極ペースト8(従来)と同じものであり、鉛粉と硫酸と水(硫酸と水を合わせたものが従来の希硫酸)を単純に混練したものである。但し、表4では、表1における正極ペースト8の希硫酸49gを、純硫酸の量11gに換算し示している。   The conventional positive electrode paste 8 is the same as the positive electrode paste 8 (conventional) in Table 1 and is simply kneaded of lead powder, sulfuric acid and water (a combination of sulfuric acid and water is a conventional dilute sulfuric acid). It is. However, in Table 4, 49 g of dilute sulfuric acid of the positive electrode paste 8 in Table 1 is converted to 11 g of pure sulfuric acid.

このようにして作製した正極ペースト20〜28を厚さ3.7mmの格子状集電体に充填し、その後、湿度98%、温度45℃で24時間熟成し、その後、60℃で24時間乾燥して正極板を形成した。従来ペーストについても同様に格子状集電体に充填し、同様の処理を行った。   The positive electrode pastes 20 to 28 thus prepared were filled into a 3.7 mm thick grid-like current collector, then aged at 98% humidity and 45 ° C. for 24 hours, and then dried at 60 ° C. for 24 hours. Thus, a positive electrode plate was formed. The past paste was similarly filled in a grid-shaped current collector and subjected to the same treatment.

<利用率の測定>
未化成正極板1枚の両側に微細ガラス繊維セパレータを当接し、さらにその外側に1枚づつ負極板を当接した。このような構成とすることで、活物質の理論容量は、負極が大過剰となるため、目的とする正極(すなわちその活物質)の利用率を評価できる。これらの極板群を電槽に挿入し、電槽と極板群の隙間にはABS樹脂製スペーサを装填した。電槽に所定の比重(硫酸を含有しない正極ペースト及び従来ペーストについては比重1.223とし、硫酸を含有する正極ペーストについては硫酸の分を減じて比重1.203とする)の希硫酸を注入して、正極理論容量の300%の電気量を流して、化成を行った。化成後の電解液の比重は1.320とした。
<Measurement of utilization rate>
A fine glass fiber separator was brought into contact with both sides of one unformed positive electrode plate, and further, one negative electrode plate was brought into contact with the outside thereof. With such a configuration, the theoretical capacity of the active material is such that the negative electrode has a large excess, so that the utilization factor of the target positive electrode (that is, the active material) can be evaluated. These electrode plate groups were inserted into the battery case, and an ABS resin spacer was loaded in the gap between the battery case and the electrode plate group. Dilute sulfuric acid having a predetermined specific gravity (specific gravity 1.223 for positive electrode paste not containing sulfuric acid and conventional paste, and specific gravity 1.203 for positive electrode paste containing sulfuric acid by reducing the sulfuric acid content) is poured into the battery case. Then, chemical formation was performed by flowing an electric quantity of 300% of the theoretical capacity of the positive electrode. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion was set to 1.320.

その後、上記の電槽に挿入した極板群について容量試験を行った。容量試験は、0.06A(アンペア)と6Aの2種類とした。0.06Aは約40時間率の低率放電であり、6Aは約10分間率の高率放電である。それぞれの放電終止電圧はセル当たり、1.7V(ボルト)と1.2Vとした。温度は25℃である。   Then, the capacity | capacitance test was done about the electrode group inserted in said battery case. Two types of capacity tests, 0.06 A (ampere) and 6 A, were used. 0.06A is a low rate discharge with a rate of about 40 hours, and 6A is a high rate discharge with a rate of about 10 minutes. The respective discharge end voltages were 1.7 V (volt) and 1.2 V per cell. The temperature is 25 ° C.

図8及び図9は、利用率の測定結果に基づき、硫酸量と利用率との関係を示したグラフである。グラフの凡例中の「P20」等は、「正極ペースト20」等の意味である。図8のグラフは低率放電の測定結果を示し、図9のグラフは高率放電の測定結果を示している。なお、低率放電及び高率放電の測定値(各ペースト毎に2試料を測定)は、表4にも示している。   8 and 9 are graphs showing the relationship between the amount of sulfuric acid and the utilization rate based on the measurement result of the utilization rate. “P20” or the like in the legend of the graph means “positive electrode paste 20” or the like. The graph of FIG. 8 shows the measurement result of the low rate discharge, and the graph of FIG. 9 shows the measurement result of the high rate discharge. The measured values of low rate discharge and high rate discharge (2 samples are measured for each paste) are also shown in Table 4.

図8及び図9において、硫酸量が増加するにつれて、利用率が増加する傾向が見られた。また、実施例1と同様に、カーボン量が多いほど利用率が大きいことが再確認された。上記の実施例1では、カーボンを含有させることで利用率を2倍程度向上させられることが判明したが、実施例3では、硫酸を含有させることでさらに利用率を概略数%〜20%程度向上させられることが判明した。従来ペーストは、カーボンを含まずかつ硫酸を従来通り単工程で混練したものであるが、その利用率はかなり低いレベルに留まった。   8 and 9, the utilization rate tended to increase as the amount of sulfuric acid increased. Further, as in Example 1, it was reconfirmed that the greater the amount of carbon, the greater the utilization factor. In Example 1 described above, it has been found that the utilization rate can be improved by a factor of about 2 by containing carbon. However, in Example 3, the utilization rate is further increased by about several percent to about 20% by adding sulfuric acid. It has been found that it can be improved. The conventional paste contains no carbon and is kneaded with sulfuric acid in a single process as usual, but its utilization rate remains at a considerably low level.

図8及び図9を参照すると、各試料における利用率の変化量は硫酸量にほぼ比例している。図8及び図9の利用率の各プロットを結合した線から、硫酸量(g)と利用率(%)の関係を読み取った値は、次の表5のようになる。   Referring to FIGS. 8 and 9, the amount of change in utilization rate in each sample is substantially proportional to the amount of sulfuric acid. The values obtained by reading the relationship between the sulfuric acid amount (g) and the utilization rate (%) from the line obtained by combining the utilization rate plots of FIGS. 8 and 9 are as shown in Table 5 below.

Figure 2008258131
Figure 2008258131

<寿命試験>
表4の硫酸を含む正極ペースト21(カーボン8.6g)について、充放電サイクルに対する寿命試験を行った。試験方法は、実施例1の寿命試験と同じである。比較のために、表1の正極ペースト5(カーボン8.6g)及び従来ペーストについても試験を行った。
格子状集電体である厚さ3.7mmの正極板を3枚、厚さ2.2mmの負極板を4枚とし、正極板には正極ペースト21、正極ペースト5及び従来ペーストをそれぞれ充填し、負極板には従来の適宜の負極ペーストを充填した。その後、湿度98%、温度45℃で24時間熟成し、その後、60℃で24時間乾燥した。
<Life test>
About the positive electrode paste 21 (carbon 8.6g) containing the sulfuric acid of Table 4, the lifetime test with respect to a charging / discharging cycle was done. The test method is the same as the life test of Example 1. For comparison, the positive electrode paste 5 (carbon 8.6 g) in Table 1 and the conventional paste were also tested.
Three positive electrode plates with a thickness of 3.7 mm and four negative electrode plates with a thickness of 2.2 mm, which are grid-shaped current collectors, are filled with positive electrode paste 21, positive electrode paste 5, and conventional paste, respectively. The negative electrode plate was filled with a conventional appropriate negative electrode paste. Thereafter, it was aged for 24 hours at a humidity of 98% and a temperature of 45 ° C., and then dried at 60 ° C. for 24 hours.

次に、各極板に微細ガラス繊維セパレータを当接し、これらの極板群を電槽に挿入し、電槽と極板群の隙間にはABS樹脂製スペーサを装填した。電槽に所定の比重(硫酸を含有しない正極ペースト及び従来ペーストについては比重1.223とし、硫酸を含有する正極ペーストについては硫酸の分を減じて比重1.203とする)の希硫酸を注入して、正極理論容量の300%の電気量を流して、化成を行った。化成後の電解液の比重は1.320とした。このようにして、7A・h(アンペアアワー)の容量をもつ蓄電池を作製した。   Next, a fine glass fiber separator was brought into contact with each electrode plate, the electrode plate group was inserted into the battery case, and an ABS resin spacer was loaded in the gap between the battery case and the electrode plate group. Dilute sulfuric acid having a predetermined specific gravity (specific gravity 1.223 for positive electrode paste not containing sulfuric acid and conventional paste, and specific gravity 1.203 for positive electrode paste containing sulfuric acid by reducing the sulfuric acid content) is poured into the battery case. Then, chemical formation was performed by flowing an electric quantity of 300% of the theoretical capacity of the positive electrode. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion was set to 1.320. In this way, a storage battery having a capacity of 7 A · h (ampere hour) was produced.

充放電サイクルを繰り返すことによる寿命試験は、次の条件で行った。
(a)放電:電流7A
(b)放電終止電圧:1.6V/セル
(c)充電:電流Iを7Aとして2.45Vに達するまで(充電時間T)充電した後、電流Iを4.9Aとした(これにより若干電圧が低下する)。再び2.45Vに達するまで(充電時間T)充電した後、電流Iを3.4Aとした(これにより若干電圧が低下する)。以後、2.45Vに達する毎に充電電流Iを2.4A、1.7A、1.1A、0.8A、0.4Aと下げていった。また、電流値を変更する毎に2.45Vに達するまで充電した(各電流Iにおける充電時間がT)。最終的に全充電電流量が放電量の約105%となるまで充電した。すなわち全充電電流量は、ΣI・Tであり、充電電流Iと充電時間Tの積の総和である(但しi=j)。温度は25℃とした。
The life test by repeating the charge / discharge cycle was performed under the following conditions.
(A) Discharge: Current 7A
(B) End-of-discharge voltage: 1.6 V / cell (c) Charging: Current I 1 was set to 7 A until 2.45 V was reached (charging time T 1 ), then current I 2 was set to 4.9 A (this The voltage drops slightly. After charging again until it reached 2.45 V (charging time T 2 ), the current I 3 was set to 3.4 A (thus lowering the voltage slightly). Thereafter, every time the voltage reached 2.45 V, the charging current I i was decreased to 2.4 A, 1.7 A, 1.1 A, 0.8 A, and 0.4 A. Each time the current value was changed, the battery was charged until it reached 2.45 V (charging time at each current I i was T j ). The battery was charged until the total charge current amounted to about 105% of the discharge amount. That is, the total amount of charging current is ΣI i · T j, which is the sum of products of the charging current I i and the charging time T j (where i = j). The temperature was 25 ° C.

図10は、500サイクルの寿命試験の結果を示すグラフである。正極ペースト21については、2試料についての試験結果を示している。カーボンと硫酸を含有する正極ペースト21は、カーボンを含有し硫酸を含有しない正極ペースト5、及びカーボンを含まず硫酸を単工程で混練した従来ペーストに比べて、容量も大きくかつ安定した容量推移を示している。   FIG. 10 is a graph showing the results of a life test of 500 cycles. For the positive electrode paste 21, the test results for two samples are shown. The positive electrode paste 21 containing carbon and sulfuric acid has a large capacity and a stable capacity transition as compared with the positive electrode paste 5 containing carbon and containing no sulfuric acid, and the conventional paste kneaded with sulfuric acid containing no carbon in a single step. Show.

本発明による硫酸を用いない正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した未化成正極板のカーボン量と、充填された活物質原料が化成されたとしての理論容量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the carbon amount of the non-formed positive electrode plate produced with the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste, and the theoretical capacity | capacitance as a filled active material raw material was formed. 嵩密度の測定結果に基づき、本発明による硫酸を用いない正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した未化成正極板のカーボン量と、嵩密度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the amount of carbon of the non-formed positive electrode plate produced with the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste based on the measurement result of bulk density, and a bulk density. 本発明による硫酸を用いない正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した電池の利用率の測定結果に基づき、カーボン量と利用率との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the amount of carbon, and a utilization factor based on the measurement result of the utilization factor of the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste. 図3Aの横軸を、図2に示した嵩密度の測定結果に基づいて嵩密度に置き換えることにより、嵩密度と利用率との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between a bulk density and a utilization factor by replacing the horizontal axis of FIG. 3A with a bulk density based on the measurement result of the bulk density shown in FIG. 本発明による硫酸を用いない正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した電池の容量の測定結果に基づき、カーボン量と、容量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the amount of carbon, and a capacity | capacitance based on the measurement result of the capacity | capacitance of the battery produced with the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste. 本発明による硫酸を用いない正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した電池のサイクル寿命試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the cycle life test of the battery produced with the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste. 本発明による硫酸を用いない正極ペーストの嵩密度と、0.06A低率放電による利用率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bulk density of the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the utilization factor by 0.06A low rate discharge. 本発明による硫酸を用いない正極ペーストの嵩密度と、6A高率放電による利用率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bulk density of the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the utilization factor by 6A high rate discharge. 本発明による硫酸を用いた正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した電池の、硫酸量と0.06A低率放電による利用率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of sulfuric acids and the utilization factor by 0.06A low rate discharge of the battery produced with the positive electrode paste using the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste. 本発明による硫酸を用いた正極ペースト及び従来の正極ペーストにより作製した電池の、硫酸量と6A高率放電による利用率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the sulfuric acid amount and the utilization factor by 6A high rate discharge of the battery produced with the positive electrode paste using the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste. 本発明による硫酸を用いた正極ペースト、本発明による硫酸を用いない正極ペースト、及び従来の正極ペーストにより作製した電池のサイクル寿命試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the cycle life test of the battery produced by the positive electrode paste using the sulfuric acid by this invention, the positive electrode paste which does not use the sulfuric acid by this invention, and the conventional positive electrode paste.

Claims (6)

金属酸化物を主体として成る活物質原料と、該活物質原料1モルに対し全吸油量が9.6ミリリットル以上となる量のカーボンとを含有する混練物であることを特徴とする二次電池用正極組成物。   A secondary battery comprising a kneaded material comprising an active material raw material mainly composed of a metal oxide and carbon in an amount of 9.6 milliliters or more of total oil absorption per mole of the active material raw material. Positive electrode composition. 乾燥され未化成である前記二次電池用正極組成物の嵩密度が2.2×10−1ミリリットル/グラム以上であることを特徴とする請求項1に記載の二次電池用正極組成物。 2. The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 1, wherein a bulk density of the dried positive electrode composition for a secondary battery is not less than 2.2 × 10 −1 ml / gram. 前記カーボンがアセチレンブラック及び/又はファーネスカーボンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池用正極組成物。   The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the carbon is acetylene black and / or furnace carbon. 請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用正極組成物の製造方法であって、少なくとも前記カーボンと水とを含む混合物を混練する第1の工程と、前記第1の工程により得られる生成物に前記活物質原料を加えてさらに混練する第2の工程とを有することを特徴とする二次電池用正極組成物の製造方法。   It is a manufacturing method of the positive electrode composition for secondary batteries in any one of Claims 1-3, Comprising: The 1st process of knead | mixing the mixture containing the said carbon and water at least, It obtains by the said 1st process. And a second step of adding the active material raw material to the product and further kneading the product, and a method for producing a positive electrode composition for a secondary battery. 前記混練物がさらに硫酸を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池用正極組成物。   The positive electrode composition for a secondary battery according to claim 1, wherein the kneaded product further contains sulfuric acid. 請求項5に記載の二次電池用正極組成物の製造方法であって、少なくとも前記カーボンと水とを含む混合物を混練する第1の工程と、前記第1の工程により得られる生成物に前記活物質原料及び前記硫酸を加えてさらに混練する第2の工程とを有することを特徴とする二次電池用正極組成物の製造方法。   It is a manufacturing method of the positive electrode composition for secondary batteries of Claim 5, Comprising: The 1st process of knead | mixing the mixture containing the said carbon and water at least, The product obtained by the said 1st process WHEREIN: And a second step of adding and kneading the active material raw material and the sulfuric acid, and a method for producing a positive electrode composition for a secondary battery.
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