JP2017142888A - Lead storage battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress both of the stratification of an electrolytic solution and the increase in internal resistance and to enhance the endurance of a hydrophilic coating.SOLUTION: A lead storage battery comprises: a positive electrode plate 7; a negative electrode plate 5; a separator 6 disposed between the positive electrode plate 7 and the negative electrode plate 5; an electrolytic solution; and a battery case 1 containing them. The negative electrode plate 5 has a film body 8 provided on a surface thereof. The film body 8 includes a base material 18, and a hydrophilic coating 9 covering the surface of the base material 18. The hydrophilic coating 9 includes a hydrophilic material 10, and a retainer material 11. The hydrophilic material 10 is alumina or silica. The retainer material 11 is acrylic amide, silica sol or a silane coupling agent. The base material 18 has a fiber diameter smaller than 10 μm. The base material 18 has a porosity smaller than 90%.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鉛蓄電池に関する。   The present invention relates to a lead-acid battery.

鉛蓄電池は、産業用に広く用いられており、例えば自動車のバッテリー、バックアップ用電源、及び電動車の主電源に用いられる。近年の自動車では、炭酸ガス排出規制対策や低燃費化を目的として、発電制御や信号待ちの際にエンジンを停止するアイドリングストップアンドスタートシステム(以下、「ISS」と称する。)が採用されるようになった。   Lead-acid batteries are widely used for industrial purposes, and are used, for example, for automobile batteries, backup power supplies, and main power supplies for electric vehicles. In recent automobiles, an idling stop-and-start system (hereinafter referred to as “ISS”) that stops the engine during power generation control or waiting for a signal is adopted for the purpose of carbon dioxide emission regulation measures and fuel efficiency reduction. Became.

アイドリングストップ中はオルタネータによる発電が行われないため、電動装備への電力は全て鉛蓄電池から供給され、鉛蓄電池は従来よりも深い充電が行われる。また、走行中もオルタネータの発電が制御されるため、充電不足の状態となる。   Since power generation by the alternator is not performed during idling stop, all electric power to the electric equipment is supplied from the lead storage battery, and the lead storage battery is charged deeper than before. Moreover, since the power generation of the alternator is controlled even during traveling, the battery is in a state of insufficient charging.

特許文献1には、鉛蓄電池の正極と負極との間に、電解液に含まれるイオンを透過する孔を有するシート状部材を設け、このシート状部材を、基材である疎水性樹脂と、疎水性樹脂の表面に設けた多孔質の親水性被覆層とで構成する技術が開示されている。特許文献1には、親水性被覆層は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム又は二酸化チタンの粒子を含むことが望ましいことも記載されている。   In Patent Document 1, a sheet-like member having holes that transmit ions contained in the electrolytic solution is provided between a positive electrode and a negative electrode of a lead-acid battery, and the sheet-like member is made of a hydrophobic resin as a base material, A technique is disclosed that comprises a porous hydrophilic coating layer provided on the surface of a hydrophobic resin. Patent Document 1 also describes that the hydrophilic coating layer desirably contains particles of silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium dioxide, or titanium dioxide.

特許文献2には、電池用セパレータに関して、繊維直径が約3μmのポリプロピレン製の不織布に酸化チタン等の半導体粒子を担持させ、光を照射することにより親水性を付与する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for imparting hydrophilicity by supporting semiconductor particles such as titanium oxide on a nonwoven fabric made of polypropylene having a fiber diameter of about 3 μm and irradiating light with respect to a battery separator.

鉛蓄電池において深い放電と充電不足とが繰り返される場合、電解液の成層化が生じ、鉛蓄電池の短寿命化の要因として顕在化してきている。正極では、放電時に発生した水が電解液の混合を促進するため、成層化の影響は小さい。一方、負極では、そうした作用がないために、成層化が起こりやすい。ここで、成層化とは、充放電の繰り返しにより、電槽の上下で電解液の比重に差が生じる現象をいう。   When deep discharge and insufficient charging are repeated in a lead storage battery, stratification of the electrolyte occurs, which has become apparent as a cause of shortening the life of the lead storage battery. In the positive electrode, water generated at the time of discharge promotes the mixing of the electrolytic solution, so that the influence of stratification is small. On the other hand, since there is no such effect in the negative electrode, stratification is likely to occur. Here, stratification refers to a phenomenon in which a difference in the specific gravity of the electrolyte occurs between the top and bottom of the battery case due to repeated charge and discharge.

また、ISS車用鉛蓄電池では、電解液の成層化の抑制による長寿命化のほかに、エンジン始動性である高率放電性能、充電受入性等の電池性能の向上や、内部抵抗低減の技術開発も課題である。過酷な環境下で使用されるISS車用鉛蓄電池の高性能化には、長寿命化と電池性能の向上が必要不可欠である。電槽内の硫酸イオン濃度を均一に保ちながら硫酸イオンの拡散速度を向上させることで、これらの課題を解決することが可能であると考えられる。   In addition, in lead-acid batteries for ISS cars, in addition to extending the life by suppressing the stratification of electrolyte, technologies for improving battery performance such as high-rate discharge performance and charge acceptance, which are engine startability, and reducing internal resistance Development is also an issue. In order to improve the performance of lead-acid batteries for ISS vehicles used in harsh environments, it is indispensable to extend the life and improve battery performance. It is thought that these problems can be solved by improving the diffusion rate of sulfate ions while keeping the concentration of sulfate ions in the battery case uniform.

特開2014−194911号公報JP 2014-194911 A 特開平9−289007号公報JP-A-9-289007

特許文献1に記載のシート状部材においては、鉛蓄電池の電解液の成層化を抑制する観点から、親水性被覆層を構成する酸化物粒子等が検討されている。しかしながら、シート状部材の繊維径はおよそ10〜20μm、空孔率は90〜98%である。したがって、シート状部材の比表面積が小さく、硫酸イオンを保持できる空間が少ないために、成層化の抑制効果は不十分であると考えられる。   In the sheet-like member described in Patent Document 1, from the viewpoint of suppressing the stratification of the electrolyte solution of the lead storage battery, oxide particles and the like constituting the hydrophilic coating layer have been studied. However, the fiber diameter of the sheet-like member is approximately 10 to 20 μm, and the porosity is 90 to 98%. Therefore, since the specific surface area of a sheet-like member is small and there is little space which can hold | maintain a sulfate ion, it is thought that the suppression effect of stratification is inadequate.

特許文献2に記載の電池用セパレータは、不織布の表面の官能基を親水性のものに化学変化させたものであり、不織布の表面の親水性が長期間にわたって維持されるものではない。言い換えると、耐久性が低いという問題がある。   The battery separator described in Patent Document 2 is obtained by chemically changing the functional group on the surface of the nonwoven fabric to a hydrophilic one, and the hydrophilicity on the surface of the nonwoven fabric is not maintained over a long period of time. In other words, there is a problem that durability is low.

本発明は、電解液の成層化の抑制と内部抵抗の上昇の抑制とを両立し、かつ、親水皮膜の耐久性を向上することを目的とする。   An object of the present invention is to achieve both suppression of stratification of an electrolytic solution and suppression of increase in internal resistance, and improve the durability of a hydrophilic film.

本発明による鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、電解液と、これらを収容する電槽と、を備え、負極板の表面には、膜体が付設され、膜体は、基材と、基材の表面を覆う親水皮膜と、を含み、親水皮膜は、親水材料と、保持体材料と、を含み、親水材料は、アルミナ又はシリカであり、保持体材料は、アクリルアミド、シリカゾル又はシランカップリング剤であり、基材の繊維径は、10μmよりも小さく、基材の空孔率は、90%よりも小さい。   A lead-acid battery according to the present invention includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, an electrolytic solution, and a battery case that accommodates them, on the surface of the negative electrode plate. Is provided with a film body, the film body includes a base material and a hydrophilic film covering the surface of the base material, the hydrophilic film includes a hydrophilic material and a support material, and the hydrophilic material is alumina. Alternatively, it is silica, and the support material is acrylamide, silica sol, or a silane coupling agent, the fiber diameter of the substrate is smaller than 10 μm, and the porosity of the substrate is smaller than 90%.

本発明によれば、電解液の成層化の抑制と内部抵抗の上昇の抑制とを両立し、かつ、親水皮膜の耐久性を向上することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, suppression of stratification of electrolyte solution and suppression of a raise of internal resistance are compatible, and durability of a hydrophilic film can be improved.

本発明の鉛蓄電池の全体構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the whole structure of the lead acid battery of this invention. 実施形態の鉛蓄電池の電極群の一部を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows a part of electrode group of the lead acid battery of embodiment. 実施形態の鉛蓄電池における一対の正極及び負極の組合せを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the combination of a pair of positive electrode and negative electrode in the lead acid battery of embodiment. 本発明の実施例による鉛蓄電池の電極群の一部の構造、特に負極板周囲の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a part of electrode group of the lead acid battery by the Example of this invention, especially the structure around a negative electrode plate. 基材の空孔率と実電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the porosity of a base material, and the internal resistance of a real battery. 膜体の比表面積の測定結果である。It is a measurement result of the specific surface area of a film body.

本発明による鉛蓄電池は、次のような特徴を有する。二酸化鉛を含む正極板と、金属鉛を含む負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、希硫酸からなり、正極板と負極板とセパレータとからなる電極群が浸される電解液と、電極群と電解液とを収納する電槽と、負極板の周囲に配置された有機織布、有機不織布などの多孔性の膜体とを備える。基材の表面には、親水膜(以下「親水皮膜」ともいう。)が形成されている。親水皮膜は、SiO(シリカ)若しくはAl(アルミナ)からなる親水材料又はAlとSiOとの混合物からなる親水材料と、無機材料又は有機高分子材料からなる保持体材料(バインダ)と、から構成される。 The lead acid battery according to the present invention has the following characteristics. A positive electrode plate containing lead dioxide, a negative electrode plate containing metallic lead, a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a dilute sulfuric acid electrode group consisting of the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator are immersed. And a battery case containing the electrode group and the electrolyte solution, and a porous film body such as an organic woven fabric and an organic nonwoven fabric disposed around the negative electrode plate. A hydrophilic film (hereinafter also referred to as “hydrophilic film”) is formed on the surface of the substrate. The hydrophilic film is a hydrophilic material made of SiO 2 (silica) or Al 2 O 3 (alumina), or a hydrophilic material made of a mixture of Al 2 O 3 and SiO 2, and a carrier material made of an inorganic material or an organic polymer material. (Binder).

ISS用途のように大電流で充電する際には、極板から硫酸イオンが大量に放出されるため、膜体の硫酸イオンの保持能力は高い方が好ましい。基材の繊維径を10μmより小さくし(好ましくは繊維径数μm)、基材の空孔率を90%よりも小さくすることで膜体の比表面積が大きくなると共に、硫酸イオンを保持する空間を増やすことが可能となるため、膜体の硫酸イオンの保持能力を向上させることができる。なお、基材の繊維径を1μmより小さくすると、繊維が切れやすくなり、膜体が破れやすくなるため、耐久性に問題が生じる。よって、基材の繊維径は、1μm以上が望ましい。一方、基材の空孔率を40%よりも小さくすると、膜体における液の移動が妨げられ、硫酸イオンの拡散も不十分となり、内部抵抗が大きくなってしまう。よって、基材の空孔率は、40%以上が望ましい。   When charging with a large current as in an ISS application, a large amount of sulfate ions are released from the electrode plate. Therefore, it is preferable that the membrane body has a higher ability to retain sulfate ions. By making the fiber diameter of the base material smaller than 10 μm (preferably a fiber diameter of several μm) and making the porosity of the base material smaller than 90%, the specific surface area of the film body is increased and the space for holding sulfate ions Therefore, the sulfate ion retention ability of the film body can be improved. When the fiber diameter of the base material is smaller than 1 μm, the fiber is easily cut and the film body is easily broken, which causes a problem in durability. Therefore, the fiber diameter of the base material is desirably 1 μm or more. On the other hand, if the porosity of the substrate is smaller than 40%, the movement of the liquid in the film body is hindered, the diffusion of sulfate ions becomes insufficient, and the internal resistance increases. Therefore, the porosity of the substrate is desirably 40% or more.

以下、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

(1)電解液の成層化
鉛蓄電池、特に液式鉛蓄電池における電解液の成層化は、電解液中の硫酸イオンと硫酸水素イオンが沈降して、電槽の上下で電解液の比重に差が生じる現象である。以下では、硫酸イオン(SO 2−)と硫酸水素イオン(HSO )とを「硫酸イオン」と総称する。
後述するように、負極板の表面に膜体(有機織布、有機不織布または多孔質膜を基材とするもの)を密着した状態で設けることにより、電槽下部における硫酸イオンの蓄積を抑制し、電解液の成層化を抑制することができる。言い換えると、電槽内部の硫酸イオンの濃度を均一に保持することができる。
(1) Electrolyte stratification Electrolyte stratification in lead-acid batteries, particularly liquid lead-acid batteries, causes the sulfate and hydrogen sulfate ions in the electrolyte to settle, resulting in a difference in the specific gravity of the electrolyte above and below the battery case. Is a phenomenon that occurs. Hereinafter, sulfate ions (SO 4 2− ) and hydrogen sulfate ions (HSO 4 ) are collectively referred to as “sulfate ions”.
As will be described later, by providing a film body (organic woven fabric, organic nonwoven fabric or porous membrane as a base material) in close contact with the surface of the negative electrode plate, the accumulation of sulfate ions in the lower part of the battery case is suppressed. The stratification of the electrolytic solution can be suppressed. In other words, the concentration of sulfate ions inside the battery case can be kept uniform.

(2)内部抵抗
鉛蓄電池の内部抵抗は、硫酸イオンの拡散速度に大きな影響を受ける。硫酸イオンの挙動を阻害する障害物が多い場合は、硫酸イオンの拡散速度が低下するため、内部抵抗は大きくなると考えられる。逆に障害物が少ない場合は、硫酸イオンの拡散速度は向上するため、内部抵抗は小さくなると考えられる。鉛蓄電池の高性能化のためには、内部抵抗の上昇を抑制する必要がある。このため、硫酸イオンの挙動を阻害しないような電池の構成を考案しなければならない。
(2) Internal resistance The internal resistance of lead-acid batteries is greatly affected by the diffusion rate of sulfate ions. When there are many obstacles that inhibit the behavior of sulfate ions, the diffusion rate of sulfate ions decreases, so the internal resistance is considered to increase. Conversely, when the number of obstacles is small, the diffusion rate of sulfate ions is improved, so that the internal resistance is considered to be small. In order to improve the performance of lead-acid batteries, it is necessary to suppress an increase in internal resistance. For this reason, a battery configuration that does not inhibit the behavior of sulfate ions must be devised.

硫酸イオンの挙動に影響を及ぼす因子としては、セパレータと、負極板の表面に付設された膜体とが挙げられる。セパレータ及び膜体の孔径、目付け等(空孔率、密度)の構造特性によって硫酸イオンの拡散速度は大きく左右されるため、これらの構造の最適化が必要である。ここで、空孔率とは、膜体の単位体積あたりの隙間の割合を百分率で表したものをいう。   Factors affecting the behavior of sulfate ions include a separator and a film attached to the surface of the negative electrode plate. Since the diffusion rate of sulfate ions is greatly influenced by the structural characteristics such as the pore diameter and basis weight (porosity, density) of the separator and the membrane body, it is necessary to optimize these structures. Here, the porosity means the percentage of the gap per unit volume of the film body expressed as a percentage.

(3)高率放電性能
高率放電性能は、膜体の基材に親水皮膜を設けた場合には、親水皮膜を設けない場合よりも優れていた。これは、硫酸イオンと親水皮膜との間に化学的な相互作用が働いているためと考えられる。親水皮膜に用いられるSiOやAlの表面には、−OH基が生成される。この−OH基は、電解液である硫酸水溶液中でプロトンが付与された結果、−OH の形で存在する。硫酸イオン(SO 2−及びHSO )は、この−OH へ引き寄せられて化学的な相互作用を生じていると考えられる。
(3) High-rate discharge performance The high-rate discharge performance was better when a hydrophilic film was provided on the substrate of the film body than when a hydrophilic film was not provided. This is presumably because a chemical interaction works between the sulfate ion and the hydrophilic film. On the surface of SiO 2 or Al 2 O 3 used for the hydrophilic film, —OH groups are generated. This —OH group exists in the form of —OH 2 + as a result of protonation in an aqueous sulfuric acid solution that is an electrolytic solution. It is considered that sulfate ions (SO 4 2− and HSO 4 ) are attracted to this —OH 2 + to cause a chemical interaction.

すなわち、膜体の基材に設けられた親水皮膜は、硫酸イオンと相互作用を生じ、硫酸イオンを吸着して集め、電極へ供給すると考えられる。よって、親水皮膜から電極への硫酸イオンの供給効率が、高率放電性能に影響すると考えられる。   That is, it is considered that the hydrophilic film provided on the base material of the film body interacts with sulfate ions, adsorbs and collects sulfate ions, and supplies them to the electrodes. Therefore, it is considered that the supply efficiency of sulfate ions from the hydrophilic film to the electrode affects the high rate discharge performance.

そこで、親水皮膜から電極への硫酸イオンの供給効率を向上させるため、以下の点に基づき、親水皮膜の材質を検討した。   Therefore, in order to improve the supply efficiency of sulfate ions from the hydrophilic film to the electrode, the material of the hydrophilic film was examined based on the following points.

親水皮膜の表面に存在する−OH基等の親水性官能基の量が多い場合、すなわち親水性が高い場合は、親水皮膜と硫酸イオンが相互作用する力が大きく働き、電槽内における硫酸の濃度分布が解消されるため、電極への硫酸イオンの供給速度が向上すると考えられる。   When the amount of -OH groups and other hydrophilic functional groups present on the surface of the hydrophilic film is large, that is, when the hydrophilicity is high, the force with which the hydrophilic film interacts with sulfate ions works greatly, and the sulfuric acid in the battery case Since the concentration distribution is eliminated, it is considered that the supply rate of sulfate ions to the electrode is improved.

このような親水皮膜表面を形成するには、親水皮膜表面の官能基の配向性を制御することが必要である。親水皮膜表面の官能基の配向性を制御しない場合は、親水材料表面が保持体材料由来の疎水性官能基で被覆されてしまう可能性があるため、好ましくない。   In order to form such a hydrophilic film surface, it is necessary to control the orientation of functional groups on the surface of the hydrophilic film. If the orientation of the functional groups on the surface of the hydrophilic film is not controlled, the hydrophilic material surface may be coated with hydrophobic functional groups derived from the support material, which is not preferable.

一般に、親水性の指標として接触角が用いられるが、親水皮膜の水または硫酸に対する接触角が10°以下である場合に親水性は特に優れており、好ましい。ただし、例えばAlのように硫酸イオンの吸着力が高い親水材料を用いる場合には、接触角30°程度の一定レベルの親水性が得られていれば硫酸イオンの吸着と併せた相乗効果が得られるため、必ずしも接触角が10°以下である材料を選択しなければならないというわけではない。 In general, a contact angle is used as a hydrophilicity index. However, when the contact angle of water or sulfuric acid of the hydrophilic film is 10 ° or less, the hydrophilicity is particularly excellent and preferable. However, in the case of using a hydrophilic material having a high sulfate ion adsorbing power, such as Al 2 O 3 , if a certain level of hydrophilicity with a contact angle of about 30 ° is obtained, synergisticity with the adsorption of sulfate ions is obtained. In order to obtain an effect, it is not always necessary to select a material having a contact angle of 10 ° or less.

親水皮膜表面の官能基を制御するには、親水皮膜の基材である有機織布、有機不織布などの多孔性の膜体表面の官能基組成に合わせて、保持体材料を選定することが必要となる。   In order to control the functional groups on the surface of the hydrophilic film, it is necessary to select the carrier material according to the functional group composition on the surface of the porous film body such as organic woven fabric and organic nonwoven fabric that is the base material of the hydrophilic film. It becomes.

以下、有機織布、有機不織布、親水材料及び保持体材料について詳細に説明する。   Hereinafter, the organic woven fabric, the organic nonwoven fabric, the hydrophilic material, and the holding material will be described in detail.

親水皮膜は、親水材料と保持体材料とから構成されている。親水皮膜は、親水材料と保持体材料とからなる混合液を水溶性溶媒(例えばアルコール系溶媒や水)で希釈して得られた親水塗料を、基材の表面に塗布することで形成される。親水材料には、硫酸イオンと親水皮膜との間に働く化学的相互作用を考慮すると、SiO、Al、AlとSiOとの混合物、BaSO及びTiOのうちの少なくとも1つを用いるのが好ましい。 The hydrophilic film is composed of a hydrophilic material and a holding material. The hydrophilic film is formed by applying a hydrophilic paint obtained by diluting a mixed liquid composed of a hydrophilic material and a support material with a water-soluble solvent (for example, an alcohol solvent or water) to the surface of the substrate. . In consideration of the chemical interaction between sulfate ions and the hydrophilic film, the hydrophilic material includes SiO 2 , Al 2 O 3 , a mixture of Al 2 O 3 and SiO 2 , BaSO 4 and TiO 2 . It is preferable to use at least one.

Alを用いる場合には、親水材料として親水性アルミナゾルを利用することができ、AlとSiOとの混合物を用いる場合には、親水材料としてアルミナゾルとコロイダルシリカとの混合物を利用することができる。保持体材料には、無機材料または有機高分子材料を用いることができ、例えばシリカゾル、アクリルアミド又はアルコキシシランを用いることができる。 When Al 2 O 3 is used, a hydrophilic alumina sol can be used as the hydrophilic material. When a mixture of Al 2 O 3 and SiO 2 is used, a mixture of alumina sol and colloidal silica is used as the hydrophilic material. Can be used. As the support material, an inorganic material or an organic polymer material can be used. For example, silica sol, acrylamide, or alkoxysilane can be used.

膜体の厚さは、硫酸イオンの沈降の防止能力、電池反応への影響、強度等を考慮すると、0.03mm〜0.1mmが好ましい。基材として有機織布又は有機不織布を用いる場合には、有機織布又は有機不織布の繊維に応じて厚さを定めることができる。一方、基材として多孔質膜を用いる場合には、多孔質膜の孔径や材料に応じて厚さを定めることができる。   The thickness of the film body is preferably 0.03 mm to 0.1 mm in consideration of the ability to prevent the precipitation of sulfate ions, the influence on the battery reaction, the strength, and the like. When an organic woven fabric or organic nonwoven fabric is used as the substrate, the thickness can be determined according to the fiber of the organic woven fabric or organic nonwoven fabric. On the other hand, when a porous membrane is used as the substrate, the thickness can be determined according to the pore size and material of the porous membrane.

有機織布及び有機不織布は、無機織布及び無機不織布に比べると製造が容易という利点を持つ。このため、本発明の鉛蓄電池においては、有機織布又は有機不織布を用いることが望ましい。膜体の孔径は、100nm〜100μmであることが好ましく、特に1μm〜50μmであることが更に好ましい。孔の構造は、有機織布の繊維と繊維との間に生じる規則的な構造でもよいし、有機不織布の繊維と繊維との間に生じるような不規則な構造でもよい。   Organic woven fabrics and organic nonwoven fabrics have the advantage that they are easier to manufacture than inorganic woven fabrics and inorganic nonwoven fabrics. For this reason, in the lead acid battery of this invention, it is desirable to use an organic woven fabric or an organic nonwoven fabric. The pore size of the film body is preferably 100 nm to 100 μm, more preferably 1 μm to 50 μm. The pore structure may be a regular structure generated between the fibers of the organic woven fabric or an irregular structure generated between the fibers of the organic nonwoven fabric.

親水皮膜は、10nm〜1000nmの厚さで形成するのが好ましい。親水皮膜の厚さを10nm以上とすることにより、硫酸イオンを吸着して保持する効果を十分に発揮できる。親水皮膜の厚さを1000nm以下とすることにより、電池の内部抵抗の上昇を抑制できる。10nm〜500nmの範囲が電池の内部抵抗の観点からは特に好ましい。   The hydrophilic film is preferably formed with a thickness of 10 nm to 1000 nm. By making the thickness of the hydrophilic film 10 nm or more, the effect of adsorbing and holding sulfate ions can be sufficiently exhibited. By setting the thickness of the hydrophilic film to 1000 nm or less, an increase in the internal resistance of the battery can be suppressed. The range of 10 nm to 500 nm is particularly preferable from the viewpoint of the internal resistance of the battery.

特に、本発明による鉛蓄電池では、親水皮膜を有する膜体をセパレータとは別に負極板の周囲に設けると、膜体が負極板に密着した状態で配置されるので、セパレータに成層化の抑制効果を持たせた場合よりも、成層化の抑制効果が高い。なお、ここで、「負極板の周囲」とは、「負極板の表面」又は「負極板とセパレータとの間」をいう。   In particular, in the lead-acid battery according to the present invention, when a film body having a hydrophilic film is provided around the negative electrode plate separately from the separator, the film body is arranged in close contact with the negative electrode plate, so that the effect of suppressing stratification on the separator is achieved. The effect of suppressing stratification is higher than in the case of providing Here, “around the negative electrode plate” means “the surface of the negative electrode plate” or “between the negative electrode plate and the separator”.

以下、本発明を適用した鉛蓄電池の構成について説明する。   Hereinafter, the configuration of the lead storage battery to which the present invention is applied will be described.

図1Aは、本発明の鉛蓄電池の全体構成を示す概略斜視図である。   FIG. 1A is a schematic perspective view showing the overall configuration of the lead storage battery of the present invention.

本図において、鉛蓄電池100は、外装部分として電槽1と端子2とを備えている。電槽1の内部には、極柱3と電極群4とが収容されている。極柱3は、端子2及び電極群4に接続されている。鉛蓄電池100は、通常、その上面に端子2を設けている。   In this figure, the lead storage battery 100 includes a battery case 1 and a terminal 2 as an exterior part. Inside the battery case 1, a pole 3 and an electrode group 4 are accommodated. The pole 3 is connected to the terminal 2 and the electrode group 4. The lead storage battery 100 normally has a terminal 2 on its upper surface.

図1Bは、本発明の鉛蓄電池の電極群の一部を示す模式断面図である。   FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing a part of the electrode group of the lead storage battery of the present invention.

電極群4は、金属鉛(Pb)を活物質として含む負極板5と、二酸化鉛(PbO)を活物質として含む正極板7と、負極板5と正極板7との間に配置されたセパレータ6とを備えている。負極板5及び正極板7は板状である。セパレータ6を介して負極板5と正極板7とが交互に積層された構造であり、これらが電極群4を構成している。電極群4は、希硫酸からなる電解液に浸されて電槽1内に収納され、鉛蓄電池を構成する。負極板5の表面には、膜体8(有機織布、有機不織布または多孔質膜を基材とするもの)が密着した状態で設けられている。 The electrode group 4 is disposed between a negative electrode plate 5 containing metal lead (Pb) as an active material, a positive electrode plate 7 containing lead dioxide (PbO 2 ) as an active material, and the negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7. And a separator 6. The negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7 are plate-shaped. The negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7 are alternately stacked via the separator 6, and these constitute the electrode group 4. The electrode group 4 is immersed in an electrolytic solution made of dilute sulfuric acid and stored in the battery case 1 to constitute a lead storage battery. On the surface of the negative electrode plate 5, a film body 8 (organic woven fabric, organic nonwoven fabric or porous membrane as a base material) is provided in close contact.

なお、図1A及び1Bに示すように、負極板5及び正極板7は、水平方向に積層されている。よって、負極板5及び正極板7は、面積が大きい平面部が上下方向に広がっている。   In addition, as shown to FIG. 1A and 1B, the negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7 are laminated | stacked in the horizontal direction. Therefore, the negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7 have a flat portion with a large area spreading in the vertical direction.

図1Cは、図1Bの電極群に含まれる一対の正極板及び負極板の組み合わせを示す概略斜視図である。   FIG. 1C is a schematic perspective view showing a combination of a pair of a positive electrode plate and a negative electrode plate included in the electrode group of FIG. 1B.

本図に示すセパレータ6は、袋状であり、その内部に負極板5を収納している。よって、負極板5の両面は、1つのセパレータ6によって覆われている。本図においては、負極板5の片面を覆うセパレータ6が負極板5と正極板7との間に挟み込まれている。   The separator 6 shown in this figure is bag-shaped, and the negative electrode plate 5 is accommodated therein. Therefore, both surfaces of the negative electrode plate 5 are covered with one separator 6. In this figure, a separator 6 covering one surface of the negative electrode plate 5 is sandwiched between the negative electrode plate 5 and the positive electrode plate 7.

図2は、本発明の鉛蓄電池における一対の正極及び負極の組み合わせを模式的に示す斜視図、並びに負極板を覆う膜体8の繊維を示す模式拡大図である。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing a combination of a pair of positive and negative electrodes in the lead storage battery of the present invention, and a schematic enlarged view showing fibers of the film body 8 covering the negative electrode plate.

本図においては、負極板5の表面には、膜体8(有機織布、有機不織布または多孔質膜を基材とするもの)が密着した状態で設けられている。セパレータ6は、板状でも袋状でもよく、負極板5の周囲に設けられた膜体8と正極板7との間に配置されている。セパレータ6が袋状の場合は、セパレータ6の内部には負極板5と膜体8とが収納されている。   In this figure, a film body 8 (based on an organic woven fabric, organic nonwoven fabric or porous membrane) is provided on the surface of the negative electrode plate 5 in close contact. The separator 6 may be plate-shaped or bag-shaped, and is disposed between the film body 8 and the positive electrode plate 7 provided around the negative electrode plate 5. When the separator 6 has a bag shape, the negative electrode plate 5 and the film body 8 are accommodated inside the separator 6.

膜体8の拡大図は、糸状の繊維が不規則に絡み合った構成を有する有機不織布を示したものである。   The enlarged view of the film body 8 shows an organic nonwoven fabric having a configuration in which thread-like fibers are entangled irregularly.

さらに、その繊維を拡大した図においては、膜体8は、基材18と、基材18の表面を覆う親水皮膜9と、で構成されている。そして、親水皮膜9は、親水材料10と保持体材料11とを含む。膜体8は、少なくともセパレータ6に対向する負極板5の面と、この面の裏側に当たる負極板5の面とに設けられている。さらに、膜体8は、負極板5の側面部(幅が小さい周縁部)にも設けてもよく、負極板5の底面に設けてもよい。   Furthermore, in the figure which expanded the fiber, the film | membrane body 8 is comprised with the base material 18 and the hydrophilic membrane | film 9 which covers the surface of the base material 18. FIG. The hydrophilic film 9 includes a hydrophilic material 10 and a holding material 11. The film body 8 is provided on at least the surface of the negative electrode plate 5 that faces the separator 6 and the surface of the negative electrode plate 5 that contacts the back side of this surface. Furthermore, the film body 8 may be provided on the side surface portion (peripheral edge portion having a small width) of the negative electrode plate 5 or may be provided on the bottom surface of the negative electrode plate 5.

例えば、膜体8は、負極板5に巻き付けることにより負極板5の全面に設けてもよい。   For example, the film body 8 may be provided on the entire surface of the negative electrode plate 5 by being wound around the negative electrode plate 5.

また、膜体8の形状を袋状とし、負極板5を収納するようにしてもよい。親水皮膜9は、基材18のほかに、セパレータ6の表面にも形成してもよい。また、膜体8を負極板5の周囲に設けないで、セパレータ6の表面に親水皮膜9を形成してもよい。   The shape of the film body 8 may be a bag shape and the negative electrode plate 5 may be accommodated. The hydrophilic film 9 may be formed on the surface of the separator 6 in addition to the substrate 18. Alternatively, the hydrophilic film 9 may be formed on the surface of the separator 6 without providing the film body 8 around the negative electrode plate 5.

図3は、膜体の空孔率と実電池の内部抵抗との関係を示すグラフである。負極板の周囲に有機不織布等の膜体を配置しない場合の内部抵抗を100(基準値)とした。膜体の厚さは一定とした。本図から、膜体の空孔率が小さくなると内部抵抗が増大することがわかる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the porosity of the film body and the internal resistance of the actual battery. The internal resistance when a film body such as an organic nonwoven fabric was not disposed around the negative electrode plate was set to 100 (reference value). The thickness of the film body was constant. This figure shows that the internal resistance increases as the porosity of the film body decreases.

図4は、膜体の比表面積の測定結果である。基材表面の官能基組成が親水的である基材A及び基材表面の官能基組成が親油的である基材BにSiO膜又はAl膜を形成した場合の比表面積を示している。比表面積は、窒素吸着によるBET法により測定した値である。 FIG. 4 shows the measurement results of the specific surface area of the film body. Specific surface area when a SiO 2 film or an Al 2 O 3 film is formed on a base material A having a hydrophilic functional group composition on the base material surface and a base material B having a lipophilic functional group composition on the substrate surface Show. The specific surface area is a value measured by the BET method using nitrogen adsorption.

表面処理前に比べると比表面積は増加していることが分かる。すなわち、このような膜体を用いることで硫酸イオンとの相互作用点を増加させ、基材18の繊維径、空孔径、空孔率を調整することで硫酸イオンを保持する能力をさらに向上させることが可能である。   It can be seen that the specific surface area is increased as compared with that before the surface treatment. That is, by using such a film body, the point of interaction with sulfate ions is increased, and the ability to retain sulfate ions is further improved by adjusting the fiber diameter, pore diameter, and porosity of the substrate 18. It is possible.

以上の実施形態における望ましい構成をまとめると、次のようになる。   The desirable configuration in the above embodiment is summarized as follows.

基材の表面の官能基は、実質的に疎水性官能基からなり、保持体材料は、ビニル基、メタクリル基、アクリル基又はスチリル基を有するシランカップリング剤である。ここで、「実質的に疎水性官能基からなる」とは、基材の表面が疎水性を呈する状態をいう。   The functional group on the surface of the substrate is substantially composed of a hydrophobic functional group, and the holding material is a silane coupling agent having a vinyl group, a methacryl group, an acrylic group or a styryl group. Here, “consisting essentially of a hydrophobic functional group” means a state in which the surface of the substrate exhibits hydrophobicity.

基材の表面の官能基は、実質的に親水性官能基からなり、保持体材料は、エポキシ基を有するシランカップリング剤である。ここで、「実質的に親水性官能基からなる」とは、基材の表面が親水性を呈する状態をいう。   The functional group on the surface of the substrate is substantially composed of a hydrophilic functional group, and the support material is a silane coupling agent having an epoxy group. Here, “consisting essentially of a hydrophilic functional group” means a state in which the surface of the substrate exhibits hydrophilicity.

後述のとおり、親水材料と保持体材料との固形成分の質量比が90:10〜70:30であることが望ましい。また、親水皮膜は、厚さが10nm〜1000nmであることが望ましい。   As will be described later, it is desirable that the mass ratio of the solid component of the hydrophilic material and the support material is 90:10 to 70:30. The hydrophilic film preferably has a thickness of 10 nm to 1000 nm.

膜体は、厚さが0.03mm〜0.1mmである。   The film body has a thickness of 0.03 mm to 0.1 mm.

基材の表面には、親水皮膜が形成されている。   A hydrophilic film is formed on the surface of the substrate.

基材は、有機織布、有機不織布又は多孔質膜である。後述の実施例においては、有機不織布を用いたが、電解液が浸透可能なものであれば、基材として有機織布又は多孔質膜を用いてもよい。   The substrate is an organic woven fabric, an organic nonwoven fabric or a porous membrane. In the examples described later, an organic nonwoven fabric is used. However, an organic woven fabric or a porous membrane may be used as a base material as long as the electrolyte solution can permeate.

膜体は、負極板の表面に密着している。ここで、「密着」とは、膜体の見かけ上の外表面が負極板の表面に隙間なく接触している状態をいう。この場合に、膜体が負極板の表面に固定されていることが望ましい。   The film body is in close contact with the surface of the negative electrode plate. Here, “adhesion” refers to a state in which the apparent outer surface of the film body is in contact with the surface of the negative electrode plate without any gap. In this case, it is desirable that the film body is fixed to the surface of the negative electrode plate.

以下、本実施例による鉛蓄電池について説明する。   Hereinafter, the lead acid battery according to the present embodiment will be described.

〔1〕セパレータ
セパレータの材料の例としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が挙げられる。これらの材料で形成された織布、不織布、多孔質膜等の膜体にSiOやAl等の無機系粒子を付着させたものを用いても構わない。セパレータの厚さは、0.1mm〜0.5mmの範囲であることが好ましく、特に0.2mm〜0.3mmの範囲であることが更に好ましい。0.1mmよりも薄い場合はセパレータの強度が劣り、0.5mmよりも厚い場合は電池の内部抵抗が大きくなるため、好ましくない。また、セパレータの孔径範囲は10nm〜500nmであることが好ましく、孔径の平均が30nm〜200nmであることが特に好ましい。孔径が10nmよりも小さいと硫酸イオンの通過が困難となって硫酸イオンの拡散速度が大幅に低下し、孔径が500nmよりも大きいと鉛のデンドライトが成長して短絡を引き起こす可能性がある。本発明では、厚さ0.2mm、孔径範囲が30nm〜200nmであるセパレータを用いて検討した。
[1] Separator Examples of the material of the separator include polyethylene (PE) and polypropylene (PP). Fabric formed of these materials, nonwoven, may be used in which the film body such as a porous membrane by adhering inorganic particles such as SiO 2 or Al 2 O 3. The thickness of the separator is preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and more preferably in the range of 0.2 mm to 0.3 mm. If it is thinner than 0.1 mm, the strength of the separator is inferior, and if it is thicker than 0.5 mm, the internal resistance of the battery increases, which is not preferable. Further, the pore diameter range of the separator is preferably 10 nm to 500 nm, and the average pore diameter is particularly preferably 30 nm to 200 nm. If the pore size is smaller than 10 nm, it is difficult to pass sulfate ions, and the diffusion rate of sulfate ions is greatly reduced. If the pore size is larger than 500 nm, lead dendrites may grow and cause a short circuit. In this invention, it examined using the separator whose thickness is 0.2 mm and whose hole diameter range is 30 nm-200 nm.

〔2〕膜体
膜体は、基材である有機織布、有機不織布または多孔質膜の表面に親水皮膜を形成することにより作製したものである。有機織布、有機不織布または多孔質膜に用いられる材料の例としては、ポリプロピレン、セルロース、ポリエチレン、ナイロン、アラミド、ポリエステル等が挙げられる。基材に以下に述べる親水塗料を塗布し、加熱して熱硬化させることで、有機織布、有機不織布または多孔質膜の表面に親水皮膜を形成できる。基材は、無処理であっても親水化処理をしてあっても構わない。
[2] Film body The film body is produced by forming a hydrophilic film on the surface of an organic woven fabric, organic nonwoven fabric or porous film as a base material. Examples of the material used for the organic woven fabric, organic nonwoven fabric or porous membrane include polypropylene, cellulose, polyethylene, nylon, aramid, polyester and the like. A hydrophilic coating can be formed on the surface of an organic woven fabric, an organic nonwoven fabric or a porous membrane by applying the hydrophilic coating described below to the substrate and heating and curing it. The base material may be untreated or hydrophilized.

親水化処理は、ポリグリセリンやシリコーン系などの界面活性剤の塗布、プラズマ処理のような乾式の表面処理のどちらでも構わない。ただし、親水塗料に含まれる保持体材料は、基材の表面に存在する官能基の種類に合わせて選択するものとし、後述の〔3〕(b)保持体材料にて詳細に説明する。   The hydrophilization treatment may be either application of a surfactant such as polyglycerin or silicone or a dry surface treatment such as plasma treatment. However, the holder material contained in the hydrophilic paint is selected according to the type of functional group present on the surface of the substrate, and will be described in detail in [3] (b) Holder material described later.

なお、膜体の表面に形成される親水皮膜の質量は、塗料濃度の調整や余分な塗料を除去する際の圧力を変化させることで調整可能である。   In addition, the mass of the hydrophilic film formed on the surface of the film body can be adjusted by adjusting the concentration of the paint or changing the pressure when removing the extra paint.

〔3〕親水塗料
親水皮膜を形成するための親水塗料は、(a)親水材料、(b)保持体材料、および(c)溶媒から構成される。親水材料と保持体材料は、ともに、固形成分が一定の濃度で分散媒中に存在するものとする。親水材料の固形成分と保持体材料との固形成分の質量比は、90:10〜70:30であるのが好ましい。固形成分の質量比がこの範囲であると、親水材料と保持体材料とを混合して親水塗料を作製するのに好適である。親水材料が含まれる分散液と保持体材料が含まれる分散液とを混合した後、親水材料及び保持体材料各々の固形成分の合計濃度が、混合して得た分散液(混合分散液)に対して0.5質量%〜5質量%となるように、この混合分散液を溶媒で希釈する。固形成分の濃度が0.5質量%より小さいと親水皮膜の厚さが不均一になり、5質量%より大きいと親水皮膜が形成しづらくなり、どちらも好ましくない。
[3] Hydrophilic paint The hydrophilic paint for forming the hydrophilic film comprises (a) a hydrophilic material, (b) a support material, and (c) a solvent. In both the hydrophilic material and the support material, solid components are present in the dispersion medium at a constant concentration. The mass ratio of the solid component of the hydrophilic material to the support material is preferably 90:10 to 70:30. When the mass ratio of the solid components is within this range, it is suitable for preparing a hydrophilic paint by mixing the hydrophilic material and the support material. After the dispersion containing the hydrophilic material and the dispersion containing the holding material are mixed, the total concentration of the solid components of the hydrophilic material and the holding material is mixed into the dispersion (mixed dispersion) obtained by mixing. On the other hand, this mixed dispersion is diluted with a solvent so as to be 0.5 to 5% by mass. When the concentration of the solid component is less than 0.5% by mass, the thickness of the hydrophilic film becomes nonuniform, and when it is more than 5% by mass, it is difficult to form the hydrophilic film, which is not preferable.

(a)親水材料
酸性水溶液に浸漬しても溶け出さない無機材料は、親水性を長期間保てることから、親水材料として好ましい。このような無機材料として、親水性シリカ粒子や親水性アルミナゾルが挙げられる。具体的には、日産化学工業(株)製コロイダルシリカIPA−ST−UP、IPA−ST、ST−OXS、ST−K2およびLSS−35、日産化学工業(株)製アルミナゾルAS−200などが挙げられる。コロイダルシリカはアルコールを分散媒とし、アルミナゾルは水を分散媒としているため、これらは容易に混ぜ合わせることができる。
(A) Hydrophilic material An inorganic material that does not dissolve even when immersed in an acidic aqueous solution is preferable as a hydrophilic material because it can maintain hydrophilicity for a long period of time. Examples of such inorganic materials include hydrophilic silica particles and hydrophilic alumina sol. Specific examples include colloidal silica IPA-ST-UP, IPA-ST, ST-OXS, ST-K2 and LSS-35 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., and alumina sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. It is done. Since colloidal silica uses alcohol as a dispersion medium and alumina sol uses water as a dispersion medium, they can be easily mixed together.

コロイダルシリカは、比表面積が130m/g〜1000m/g程度である粒子を用いるのが好ましい。コロイダルシリカの形状が球形であると仮定すると、粒子径は2nm〜20nmである。アルミナゾルは、含まれているアルミナ粒子の比表面積が200m/g〜400m/g程度であるものを用いるのが好ましい。アルミナ粒子の形状が板状であると仮定すると、例えば寸法(縦、横および高さ)が10nm×10nm×100nmであるアルミナ粒子を含むアルミナゾルを用いることができる。 Colloidal silica has a specific surface area preferably used particles is 130m 2 / g~1000m 2 / g approximately. Assuming that the colloidal silica has a spherical shape, the particle diameter is 2 nm to 20 nm. Alumina sol, preferably the specific surface area of the contained alumina particles to use those which are 200m 2 / g~400m 2 / g approximately. Assuming that the shape of the alumina particles is plate-like, for example, an alumina sol containing alumina particles having dimensions (length, width, and height) of 10 nm × 10 nm × 100 nm can be used.

(b)保持体材料
保持体材料には、有機高分子材料または無機材料を用いることができる。保持体材料に用いる有機高分子材料の例としては、ポリエチレングリコールやポリビニルアルコール等を加熱して得られる重合体を挙げることができる。保持体材料に用いる無機材料の例としては、シリカゾルやシランカップリング剤のように加熱により保持体となる材料が挙げられる。シリカゾルの具体例としては、コルコート(株)のコルコートPXなどが挙げられる。
(B) Holder material An organic polymer material or an inorganic material can be used for the holder material. Examples of the organic polymer material used for the holding material include a polymer obtained by heating polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, or the like. Examples of the inorganic material used for the holder material include materials that become the holder when heated, such as silica sol and silane coupling agents. Specific examples of the silica sol include Colcoat PX manufactured by Colcoat Co., Ltd.

シランカップリング剤は、信越化学工業(株)などで市販されているシランカップリング剤を用いればよい。なお、シランカップリング剤は、実際には有機材料に分類される物質が多いが、本明細書においては、基材に親水性官能基を付与するために用いるため、無機材料として記載している。この中でも酸性水溶液中の長期安定性が優れているのは、アクリルアミド、シリカゾル及びシランカップリング剤である。特にシランカップリング剤は、シランカップリング剤を構成する官能基の種類によって保持体材料の配向性を以下のように制御できるため、好ましい。   As the silane coupling agent, a silane coupling agent commercially available from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. may be used. In addition, although many silane coupling agents are actually classified into organic materials, in this specification, they are described as inorganic materials because they are used to impart hydrophilic functional groups to a substrate. . Among them, acrylamide, silica sol and silane coupling agent are excellent in long-term stability in an acidic aqueous solution. In particular, a silane coupling agent is preferable because the orientation of the support material can be controlled as follows depending on the type of functional group constituting the silane coupling agent.

保持体材料は、基材の表面の官能基の種類に合わせて以下のように選択するものとする。   The holding material is selected as follows according to the type of functional group on the surface of the substrate.

基材が無処理の場合は、疎水性官能基が多い表面になっていると考えられる。疎水性官能基として、メチル基、メチレン基等が挙げられる。その場合には、ビニル基、メタクリル基、アクリル基またはスチリル基等の官能基を持つシランカップリング剤を保持体材料として選択すると、ビニル基、メタクリル基、アクリル基、スチリル基等が基材の表面側に配向し、加水分解反応で生じたシラノール基は逆側に配向すると考えられる。   When the substrate is not treated, it is considered that the surface has a large amount of hydrophobic functional groups. Examples of the hydrophobic functional group include a methyl group and a methylene group. In that case, when a silane coupling agent having a functional group such as vinyl group, methacryl group, acrylic group or styryl group is selected as the support material, vinyl group, methacryl group, acrylic group, styryl group, etc. It is considered that the silanol groups that are oriented on the surface side and produced by the hydrolysis reaction are oriented on the opposite side.

一方、基材が親水化処理されている場合は、親水性官能基が多い表面になっていると考えられる。親水性官能基として、水酸基(−OH基)、カルボキシル基、アミノ基等が挙げられる。その場合にはアミノ基またはエポキシ基を持つシランカップリング剤を保持体材料として選択すると、アミノ基またはエポキシ基が基材の表面の官能基と反応するため、加水分解で生じたシラノール基は逆側に配向すると考えられる。特に、アミノ基は、水酸基と水素結合を作りやすいため、シラノール基を親水皮膜の最表面側に配向させやすいことから特に好ましい。   On the other hand, when the base material is hydrophilized, it is considered that the surface has many hydrophilic functional groups. Examples of the hydrophilic functional group include a hydroxyl group (—OH group), a carboxyl group, and an amino group. In that case, if a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group is selected as the support material, the amino group or epoxy group reacts with a functional group on the surface of the substrate, so that the silanol group generated by hydrolysis is reversed. It is considered to be oriented to the side. In particular, an amino group is particularly preferable because it easily forms a hydrogen bond with a hydroxyl group, so that the silanol group is easily oriented on the outermost surface side of the hydrophilic film.

このように基材の表面の官能基の種類に合わせて保持体材料を選択することで、官能基の配向性を制御でき、親水皮膜の外面(電解液に接する面)にシラノール基すなわち−OH基を形成することができる。   Thus, by selecting the support material according to the type of functional group on the surface of the base material, the orientation of the functional group can be controlled, and a silanol group, that is, —OH, is provided on the outer surface (surface in contact with the electrolyte) of the hydrophilic film. Groups can be formed.

特に、無処理の基材と、ビニル基、メタクリル基、アクリル基、スチリル基等の官能基を持つシランカップリング剤を保持体材料として選択するのは、基材の親水化処理が不要であるために、工程を短縮できることから特に好ましい。   In particular, selecting a silane coupling agent having a non-treated base material and a functional group such as a vinyl group, a methacryl group, an acrylic group, or a styryl group as a support material does not require a hydrophilic treatment of the base material. Therefore, it is particularly preferable because the process can be shortened.

(c)溶媒
親水材料と保持体材料との混合分散液を希釈するために用いられる溶媒は、親水材料及び保持体材料の分散性及び相溶性が良く、熱硬化の際に揮発しやすいものが望ましい。これらの条件を満たす溶媒としては、アルコール系の溶媒や水が好ましい。さらに、基材の耐熱性を考慮すると、沸点は100℃以下であることが更に好ましい。溶媒の具体例として、水、メタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコールが挙げられる。
(C) Solvent The solvent used for diluting the mixed dispersion of the hydrophilic material and the support material has good dispersibility and compatibility with the hydrophilic material and the support material, and is likely to volatilize during thermosetting. desirable. As a solvent satisfying these conditions, an alcohol solvent or water is preferable. Furthermore, considering the heat resistance of the substrate, the boiling point is more preferably 100 ° C. or lower. Specific examples of the solvent include water, methanol, ethanol and isopropyl alcohol.

表1は、実施例の鉛蓄電池の構成、並びに電解液の成層化の抑制効果及び内部抵抗の評価を示したものである。本表には、鉛蓄電池の構成として、負極を覆う膜体の空孔率及び繊維径、並びに膜体の表面に形成した親水皮膜の組成及び膜体の比表面積を記載している。また、本表には、比較例として作製した鉛蓄電池についても記載した。   Table 1 shows the configuration of the lead storage battery of the example, the effect of suppressing the stratification of the electrolyte, and the evaluation of the internal resistance. In this table, as a configuration of the lead storage battery, the porosity and fiber diameter of the film body covering the negative electrode, the composition of the hydrophilic film formed on the surface of the film body, and the specific surface area of the film body are described. Further, this table also describes a lead storage battery manufactured as a comparative example.

以下の実施例及び比較例2〜4では、負極板5の周囲に膜体8を設けた。実施例1〜9及び比較例2〜4では、親水皮膜9形成前の基材18の厚さは0.1mm、材質はポリプロピレン(表面官能基:−CH基、−CH基)に統一した。 In the following Examples and Comparative Examples 2 to 4, the film body 8 was provided around the negative electrode plate 5. In Examples 1 to 9 and Comparative Examples 2 to 4, the thickness of the base material 18 before forming the hydrophilic film 9 is 0.1 mm, and the material is unified to polypropylene (surface functional groups: —CH 2 groups, —CH 3 groups). did.

基材の繊維径(不織布を形成する繊維の直径)については、SEM画像(倍率200倍)を用いて繊維径を測定し、5か所の平均値をその代表値と定義した。本明細書においては、この平均値を基材の繊維径と呼ぶ。なお、基材の繊維径は、親水皮膜を形成した後も変化しない。   About the fiber diameter (diameter of the fiber which forms a nonwoven fabric) of a base material, the fiber diameter was measured using the SEM image (200-times multiplication factor), and the average value of five places was defined as the representative value. In this specification, this average value is called the fiber diameter of the substrate. The fiber diameter of the substrate does not change even after the hydrophilic film is formed.

基材18の空孔率は、基材18を適当な大きさに切り取り、下記の式に従い実際の体積と見かけの体積とから算出した。   The porosity of the base material 18 was calculated from the actual volume and the apparent volume according to the following formula by cutting the base material 18 into an appropriate size.

空孔率(%)={1−(実際の体積/見かけの体積)}×100 …(式1)
実際の体積(cm)=重量の実測値(g)/密度(g/cm) …(式2)
なお、基材18を5cm角に切り取ったときの見かけの体積は下記の式3により算出できる。
Porosity (%) = {1− (actual volume / apparent volume)} × 100 (Formula 1)
Actual volume (cm 3 ) = actual value of weight (g) / density (g / cm 3 ) (Formula 2)
In addition, the apparent volume when the base material 18 is cut into a 5 cm square can be calculated by the following Equation 3.

見かけの体積(cm)=5(cm)×5(cm)×厚さの実測値(cm) …(式3)
また、親水皮膜9の膜厚は100nmに統一した。実施例の条件で作製した親水皮膜の膜厚がおよそ100nmであることは、親水皮膜を形成した基材のSEM観察により確認した。また、膜体8の比表面積は、窒素を用いたガス吸着BET多点法による測定及びBET理論により算出した。
Apparent volume (cm 3 ) = 5 (cm) × 5 (cm) × measured value of thickness (cm) (Formula 3)
The film thickness of the hydrophilic film 9 was unified to 100 nm. It was confirmed by SEM observation of the base material on which the hydrophilic film was formed that the film thickness of the hydrophilic film produced under the conditions of the example was about 100 nm. Moreover, the specific surface area of the film body 8 was calculated by the gas adsorption BET multipoint method using nitrogen and the BET theory.

実施例1〜5では、基材18の空孔率及び繊維径の範囲と、基材18の表面に形成した親水皮膜9の材料組成を変化させた。   In Examples 1 to 5, the range of the porosity and fiber diameter of the substrate 18 and the material composition of the hydrophilic film 9 formed on the surface of the substrate 18 were changed.

表1は、本発明の実施例による鉛蓄電池の構成と、電解液の成層化の抑制効果の評価と、内部抵抗の評価を示す表である。鉛蓄電池の構成として、負極板上部/下部周囲に配置する基材18の空孔率、基材18に形成した親水皮膜9の種類と膜厚を記載した。   Table 1 is a table showing the configuration of the lead storage battery according to the embodiment of the present invention, the evaluation of the effect of suppressing the stratification of the electrolytic solution, and the evaluation of the internal resistance. As the configuration of the lead storage battery, the porosity of the base material 18 disposed around the upper part / lower part of the negative electrode plate, the type and film thickness of the hydrophilic film 9 formed on the base material 18 are described.

また、表1には、比較例として作製した鉛蓄電池についても記載した。以下の実施例と比較例2では、負極板5の周囲に膜体8を設けた。実施例1〜5と比較例2では、基材18の厚さは0.1mmに、親水膜形成前の基材18の材質はポリプロピレンとし、PP(表面官能基:−CH基、−CH基)に統一した。 Table 1 also shows a lead storage battery manufactured as a comparative example. In the following Examples and Comparative Example 2, a film body 8 was provided around the negative electrode plate 5. In Examples 1 to 5 and Comparative Example 2, the thickness of the substrate 18 is 0.1 mm, the material of the substrate 18 before forming the hydrophilic film is polypropylene, and PP (surface functional group: —CH 2 group, —CH 3 units).

次に説明する実施例1〜5では、基材18の空孔率と繊維径の範囲と基材18上に形成した親水皮膜9の材料組成を変化させた。   In Examples 1 to 5 to be described next, the porosity and the fiber diameter range of the base material 18 and the material composition of the hydrophilic film 9 formed on the base material 18 were changed.

実施例1による鉛蓄電池には、図2に示すように親水皮膜9が形成されたPP製の膜体8が負極板5の周囲に配置されている。基材18の空孔率は70%、基材18を形成する繊維径は5μmとした。膜体8の比表面積は20m/gであった。 In the lead-acid battery according to Example 1, a PP film body 8 having a hydrophilic film 9 formed thereon is disposed around the negative electrode plate 5 as shown in FIG. The porosity of the substrate 18 was 70%, and the fiber diameter forming the substrate 18 was 5 μm. The specific surface area of the film body 8 was 20 m 2 / g.

基材18としては、無処理のポリプロピレン(PP)製を用いた。親水材料としてはコロイダルシリカ(SiO)のみを用い、保持体材料としてはシリカゾルを用いた。すなわち、親水材料には100質量%のコロイダルシリカ(SiO)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとして日産化学工業(株)製のコロイダルシリカIPA−ST−UPを、保持体材料としてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 As the base material 18, untreated polypropylene (PP) was used. Only colloidal silica (SiO 2 ) was used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. That is, the hydrophilic material contains 100% by mass of colloidal silica (SiO 2 ). Specifically, colloidal silica IPA-ST-UP manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as colloidal silica, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the support material.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が80:20になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 80:20. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

この親水塗料に基材18を浸漬させた後、速度156mm/分にて基材18を引き上げた。キムタオル(登録商標)に親水塗料を塗布した膜体8を挟んで上から約5kg加圧しながらローラーを転がすことで膜体8に付着した余分な親水塗料を除去した後、膜体8を60℃に加温した恒温槽内に1時間置いて溶媒を除去した。   After the base material 18 was immersed in this hydrophilic paint, the base material 18 was pulled up at a speed of 156 mm / min. Rolling the roller while pressing about 5 kg from above with the film body 8 coated with a hydrophilic paint on Kim Towel (registered trademark) to remove the excess hydrophilic paint adhering to the film body 8, the film body 8 is kept at 60 ° C. The solvent was removed by placing in a constant temperature bath heated to 1 hour.

このようにして、基材18上に親水皮膜9を形成して膜体8を作製した。 親水皮膜9が形成された膜体8を負極板5の周囲に配置し、電解液として希硫酸を用い、図1Aに示すような鉛蓄電池を作製した。ここで、鉛蓄電池は2V単セルであり、電池サイズはM42(Bサイズ)である。   In this way, the film 8 was produced by forming the hydrophilic film 9 on the substrate 18. The film body 8 on which the hydrophilic film 9 was formed was disposed around the negative electrode plate 5, and a dilute sulfuric acid was used as the electrolytic solution to produce a lead storage battery as shown in FIG. 1A. Here, the lead storage battery is a 2V single cell, and the battery size is M42 (B size).

この鉛蓄電池に、まず、電解液の成層化を抑制する効果を評価した。   First, this lead storage battery was evaluated for the effect of suppressing stratification of the electrolyte.

サイクル試験では、5時間率電流(6A)にて30分間放電し、SOC(State Of Charge、電池の充電状態を示す指標)を90%に調整して6時間休止し、2.33V(上限100A)で10分間充電する工程を1サイクルとした。そして、SOCが90%〜100%の間で変動するようにして充放電サイクルを繰り返した。電界液の成層化が顕著に表れる初期のサイクル(50回目)における、電槽内の上部と下部での電解液の比重差を成層化の指標とした。すなわち、50回目のサイクルでの、電槽内の下部における電解液の比重と上部における電解液の比重とを測定し、これらの比重を求め、この比重差の値により、成層化の抑制効果を評価した。   In the cycle test, the battery was discharged at a 5 hour rate current (6A) for 30 minutes, the SOC (State Of Charge) was adjusted to 90%, paused for 6 hours, and 2.33 V (upper limit of 100 A). ) For 10 minutes was defined as one cycle. The charge / discharge cycle was repeated so that the SOC fluctuated between 90% and 100%. The difference in specific gravity of the electrolyte solution between the upper part and the lower part in the battery case in the initial cycle (50th) in which the stratification of the electrolysis solution appears remarkably was used as the stratification index. That is, in the 50th cycle, the specific gravity of the electrolyte solution in the lower part of the battery case and the specific gravity of the electrolyte solution in the upper part are measured, and these specific gravities are obtained. evaluated.

電槽内の上部とは電極群4の上端から1cm上の位置であり、電槽内の下部とは、電極群4の下端から1cm下の位置である。電極群4の高さは、電極群4の下部からセパレータ6の上端までの長さ116mmを指す。具体的な評価基準は、比重差が0.02以下の場合を「A」、0.02より大きく0.04以下の場合を「B」、0.04より大きく0.07以下の場合を「C」、0.07より大きい場合を「D」とした。この評価基準では、A、B、C、Dの順に成層化が抑制されていることになる。   The upper part in the battery case is a position 1 cm above the upper end of the electrode group 4, and the lower part in the battery case is a position 1 cm below the lower end of the electrode group 4. The height of the electrode group 4 indicates a length of 116 mm from the lower part of the electrode group 4 to the upper end of the separator 6. Specific evaluation criteria are “A” when the specific gravity difference is 0.02 or less, “B” when 0.02 or more and 0.04 or less, and “B” or more than 0.04 and 0.07 or less. The case where “C” was greater than 0.07 was designated “D”. In this evaluation standard, stratification is suppressed in the order of A, B, C, and D.

本実施例による鉛電池は電解液の比重差が0.03と小さく、評価Bとなり、成層化が抑制されていることが分かった。   The lead battery according to this example has a small specific gravity difference of 0.03, which is evaluated as B, indicating that stratification is suppressed.

次に、鉛蓄電池の内部抵抗を評価した。内部抵抗は、1kHz交流mΩメータにより評価した。具体的な評価基準は、膜体8がない場合を100とした場合の内部抵抗の上昇率が5%未満の上昇率である場合を「A」、5%以上10%未満の上昇率である場合を「B」、10%以上20%未満の上昇率である場合を「C」、20%以上の上昇率である場合を「D」とした。この評価基準では、A、B、C、Dの順に内部抵抗の上昇を抑制していることになる。   Next, the internal resistance of the lead storage battery was evaluated. The internal resistance was evaluated with a 1 kHz AC mΩ meter. A specific evaluation criterion is “A” when the rate of increase of the internal resistance is less than 5% when the case where there is no film body 8 is 100, and the rate of increase of 5% or more and less than 10%. The case was “B”, the case of an increase rate of 10% or more and less than 20% was “C”, and the case of an increase rate of 20% or more was “D”. In this evaluation standard, an increase in internal resistance is suppressed in the order of A, B, C, and D.

本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗の上昇率が104で評価Aとなった。すなわち、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗上昇の抑制と成層化の抑制が両立できることが分かった。   The lead storage battery according to this example was evaluated as A when the rate of increase in internal resistance was 104. That is, it was found that the lead storage battery according to this example can achieve both suppression of increase in internal resistance and suppression of stratification.

実施例2による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。   The lead acid battery according to Example 2 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below.

本実施例による鉛蓄電池では、空孔率60%、繊維径5μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は22m/gであった。親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)のみを用い、保持体材料としてはシリカゾルを用いた。すなわち、親水材料には100質量%のコロイダルシリカ(SiO)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとして日産化学工業(株)製のコロイダルシリカIPA−ST−UPを、保持体材料としてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 60% and a fiber diameter of 5 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 22 m 2 / g. Only colloidal silica (SiO 2 ) was used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. That is, the hydrophilic material contains 100% by mass of colloidal silica (SiO 2 ). Specifically, colloidal silica IPA-ST-UP manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as colloidal silica, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the support material.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が80:20になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 80:20. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.02と小さく、評価Aとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が103で評価Aとなり、内部抵抗上昇の抑制と成層化の抑制とが両立できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.02 as the electrolyte, and was evaluated as A, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example has an internal resistance of 103, which is evaluated as A, and it has been found that the suppression of the increase in internal resistance and the suppression of stratification can be achieved at the same time.

実施例3による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。   The lead acid battery according to Example 3 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below.

本実施例による鉛蓄電池では、空孔率70%、繊維径5μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は18m/gであった。親水材料としてアルミナゾル(Al)のみを用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。すなわち、親水材料には100質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、保持体材料としてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 70% and a fiber diameter of 5 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 18 m 2 / g. Only alumina sol (Al 2 O 3 ) was used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. That is, the hydrophilic material contains 100% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, alumina sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the support material.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.03と小さく、評価Bとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が102で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.03 as the electrolyte, and was evaluated as B, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 102, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

実施例4による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。   The lead acid battery according to Example 4 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below.

本実施例による鉛蓄電池では、空孔率70%、繊維径5μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は15m/gであった。 In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 70% and a fiber diameter of 5 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 15 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は80:20とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 80:20. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が80:20になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 80:20.

この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。空孔率70%、繊維径5μmの膜体8を負極板5に対して配置した。   A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass. A film body 8 having a porosity of 70% and a fiber diameter of 5 μm was disposed on the negative electrode plate 5.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.03と小さく、評価Bとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が102で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.03 as the electrolyte, and was evaluated as B, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 102, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

実施例5による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率70%、繊維径2μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は18m/gであった。 The lead acid battery according to Example 5 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 70% and a fiber diameter of 2 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 18 m 2 / g.

親水材料としてアルミナゾル(Al)のみを用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。すなわち、親水材料には100質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、保持体材料としてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Only alumina sol (Al 2 O 3 ) was used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. That is, the hydrophilic material contains 100% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, alumina sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the support material.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.02と小さく、評価Aとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が102で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.02 as the electrolyte, and was evaluated as A, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 102, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

実施例6による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率85%、繊維径8μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は14m/gであった。 The lead acid battery according to Example 6 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 85% and a fiber diameter of 8 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 14 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は90:10とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 90:10. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.02と小さく、評価Aとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が103で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.02 as the electrolyte, and was evaluated as A, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 103, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

実施例7による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率85%、繊維径2μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は17m/gであった。 The lead acid battery according to Example 7 has the same configuration as the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 85% and a fiber diameter of 2 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 17 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は90:10とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 90:10. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.02と小さく、評価Aとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が102で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.02 as the electrolyte, and was evaluated as A, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 102, which was evaluated as A, and it was found that the increase in internal resistance could be suppressed.

実施例8による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率50%、繊維径8μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は16m/gであった。 The lead-acid battery according to Example 8 has the same configuration as the lead-acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 50% and a fiber diameter of 8 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 16 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は90:10とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 90:10. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.03と小さく、評価Bとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が104で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.03 as the electrolyte, and was evaluated as B, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 104, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

実施例9による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率50%、繊維径2μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は18m/gであった。 The lead acid battery according to Example 9 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 50% and a fiber diameter of 2 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 18 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は90:10とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 90:10. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本実施例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.03と小さく、評価Bとなり、成層化が抑制されていることが分かった。また、本実施例による鉛蓄電池は、内部抵抗が103で評価Aとなり、内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。   The lead acid battery according to this example had a small specific gravity difference of 0.03 as the electrolyte, and was evaluated as B, indicating that stratification was suppressed. In addition, the lead storage battery according to this example had an internal resistance of 103, which was evaluated as A, and it was found that an increase in the internal resistance could be suppressed.

(比較例1)
比較例1による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみ説明する。
(Comparative Example 1)
The lead acid battery according to Comparative Example 1 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below.

本比較例による鉛蓄電池では、負極板5の周囲に膜体8を設けなかった。本比較例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.08と極めて大きく、評価Dとなり、成層化が抑制できないことが分かった。また、本比較例による鉛蓄電池は、負極板5の周囲に多孔質膜8を設けていないため、内部抵抗は評価基準の100である。   In the lead storage battery according to this comparative example, the film body 8 was not provided around the negative electrode plate 5. The lead acid battery according to this comparative example has an extremely large specific gravity difference of 0.08, which is evaluated as D, and it has been found that stratification cannot be suppressed. Moreover, since the lead acid battery according to this comparative example does not have the porous film 8 around the negative electrode plate 5, the internal resistance is 100, which is an evaluation standard.

本比較例と実施例1〜5により、負極板5の周囲に膜体8を設けることにより、電解液の比重差を小さくすることができ、電解液の成層化を抑制できることが確認できた。   From this comparative example and Examples 1 to 5, it was confirmed that by providing the film body 8 around the negative electrode plate 5, the specific gravity difference of the electrolytic solution can be reduced and the stratification of the electrolytic solution can be suppressed.

(比較例2)
比較例2による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみ説明する。
(Comparative Example 2)
The lead acid battery according to Comparative Example 2 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below.

本実施例による鉛蓄電池では、空孔率95%、繊維径20μmの膜体8を負極板5に対して配置した。親水材料としてはコロイダルシリカ(SiO)のみを用い、保持体材料としてはシリカゾルを用いた。すなわち、親水材料には100質量%のコロイダルシリカ(SiO)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとして日産化学工業(株)製のコロイダルシリカIPA−ST−UPを、保持体材料としてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 95% and a fiber diameter of 20 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. Only colloidal silica (SiO 2 ) was used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. That is, the hydrophilic material contains 100% by mass of colloidal silica (SiO 2 ). Specifically, colloidal silica IPA-ST-UP manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as colloidal silica, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the support material.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)との固形成分の質量比(X:Y)が80:20になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid component of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 80:20. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本比較例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.05で評価Cとなり、内部抵抗は105で評価Bとなった。本比較例では、電解液の成層化の抑制の点でやや劣ることが示唆された。   The lead acid battery according to this comparative example was evaluated C when the specific gravity difference of the electrolyte was 0.05, and the internal resistance was evaluated B at 105. In this comparative example, it was suggested that the electrolyte solution was slightly inferior in terms of suppression of stratification.

(比較例3)
比較例3による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率90%、繊維径8μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は14m/gであった。
(Comparative Example 3)
The lead acid battery according to Comparative Example 3 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 90% and a fiber diameter of 8 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 14 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は80:20とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 80:20. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本比較例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.05と大きく、評価Cとなり、内部抵抗は104で評価Aとなった。本比較例では、電解液の成層化の抑制の点でやや劣ることが示唆された。   The lead acid battery according to this comparative example had a large specific gravity difference of 0.05, which was evaluated as C, and the internal resistance was evaluated as 104, which was evaluated as A. In this comparative example, it was suggested that the electrolyte solution was slightly inferior in terms of suppression of stratification.

(比較例4)
比較例4による鉛蓄電池は、実施例1による鉛蓄電池と同様の構成を備えるが、次の点が相違する。以下では、相違点のみを説明する。本実施例による鉛蓄電池では、空孔率80%、繊維径20μmの膜体8を負極板5に対して配置した。膜体8の比表面積は9m/gであった。
(Comparative Example 4)
The lead acid battery according to Comparative Example 4 has the same configuration as that of the lead acid battery according to Example 1, except for the following points. Only the differences will be described below. In the lead storage battery according to this example, a film body 8 having a porosity of 80% and a fiber diameter of 20 μm was arranged with respect to the negative electrode plate 5. The specific surface area of the film body 8 was 9 m 2 / g.

親水材料としてコロイダルシリカ(SiO)とアルミナゾル(Al)を用い、保持体材料としてシリカゾルを用いた。親水材料において、アルミナゾルとコロイダルシリカの質量比は80:20とした。すなわち、親水材料には、80質量%のアルミナゾル(Al)が含まれる。具体的には、コロイダルシリカとしてIPA−ST−UPを、アルミナゾルとして日産化学工業(株)製のアルミナゾルAS−200を、シリカゾルとしてコルコート社製のコルコートPXを用いた。 Colloidal silica (SiO 2 ) and alumina sol (Al 2 O 3 ) were used as the hydrophilic material, and silica sol was used as the holding material. In the hydrophilic material, the mass ratio of alumina sol to colloidal silica was 80:20. That is, the hydrophilic material contains 80% by mass of alumina sol (Al 2 O 3 ). Specifically, IPA-ST-UP was used as colloidal silica, Alumina Sol AS-200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used as the alumina sol, and Colcoat PX manufactured by Colcoat was used as the silica sol.

親水材料10(X)と保持体材料11(Y)の固形成分の質量比(X:Y)が90:10になるように、親水材料10と保持体材料11とを混合した。この混合液を、固形成分の濃度が5質量%になるようにエタノールで希釈することで、親水塗料を調製した。   The hydrophilic material 10 and the support material 11 were mixed so that the mass ratio (X: Y) of the solid components of the hydrophilic material 10 (X) and the support material 11 (Y) was 90:10. A hydrophilic paint was prepared by diluting this mixed solution with ethanol so that the concentration of the solid component was 5% by mass.

本比較例による鉛蓄電池は、電解液の比重差が0.05と大きく、評価Cとなり、内部抵抗は105で評価Bとなった。本比較例では成層化抑制度がやや劣ることが示唆された。   The lead acid battery according to this comparative example had a large specific gravity difference of 0.05, which was evaluated as C, and its internal resistance was evaluated as 105. In this comparative example, it was suggested that the degree of stratification inhibition is slightly inferior.

Figure 2017142888
Figure 2017142888

以上の結果から、本比較例による鉛蓄電池は、成層化の抑制と内部抵抗上昇の抑制を両立できないことが分かった。さらに、本比較例と実施例1〜4により、基材18に親水皮膜9を形成した膜体8を負極近傍に配置することにより、成層化の抑制と内部抵抗上昇の抑制を両立可能であることを確認した。   From the above results, it was found that the lead-acid battery according to this comparative example cannot achieve both suppression of stratification and suppression of increase in internal resistance. Further, according to this comparative example and Examples 1 to 4, by arranging the film body 8 having the hydrophilic film 9 formed on the base material 18 in the vicinity of the negative electrode, it is possible to achieve both suppression of stratification and suppression of increase in internal resistance. It was confirmed.

上述の実施例については、次の方法により親水皮膜の耐久性を確認した。   About the above-mentioned Example, durability of the hydrophilic film was confirmed with the following method.

親水皮膜を形成した後に電解液と同じ濃度の硫酸水溶液中に24時間浸漬した。その後、水洗し、接触角を測定した。   After forming the hydrophilic film, it was immersed in an aqueous sulfuric acid solution having the same concentration as the electrolytic solution for 24 hours. Then, it washed with water and measured the contact angle.

ここで、接触角の測定は、一般的な液滴法を用いた。溶媒は33質量%硫酸水溶液(電解液濃度)を用い、滴下量は1.0マイクロリットルとした。同一試料の表面について5回測定し、最小値と最大値を除いたN=3の平均値を算出した。   Here, the contact angle was measured by a general droplet method. The solvent used was 33% by mass sulfuric acid aqueous solution (electrolyte concentration), and the dropping amount was 1.0 microliter. The surface of the same sample was measured five times, and an average value of N = 3 excluding the minimum value and the maximum value was calculated.

そして、硫酸に浸漬する前と同程度以上の親水性が得られた場合、すなわち、硫酸に浸漬した後において、硫酸に浸漬する前の接触角以下である場合、耐久性があると判断した。   Then, when hydrophilicity equal to or higher than that before dipping in sulfuric acid was obtained, that is, after dipping in sulfuric acid, when the contact angle was less than that before dipping in sulfuric acid, it was judged to be durable.

上記の実施例の場合、親水性に変化はなく、耐久性があることを確認した。   In the case of the above Examples, it was confirmed that there was no change in hydrophilicity and there was durability.

一方、硫酸に浸漬する前の接触角よりも大きい場合、耐久性が低いと判断した。   On the other hand, when it was larger than the contact angle before being immersed in sulfuric acid, it was judged that durability was low.

これに対して、従来のように不織布に乾式表面処理をした場合は、硫酸浸漬後の表面の親水性が低下すること、つまり、表面が変化し易いために耐久性が低いことを確認した。   On the other hand, when dry-type surface treatment was applied to the nonwoven fabric as in the past, it was confirmed that the hydrophilicity of the surface after sulfuric acid immersion was lowered, that is, the durability was low because the surface was easily changed.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to said Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments are described in detail for easy understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to an aspect including all the configurations described.

1:電槽、2:端子、3:極柱、4:電極群、5:負極板、6:セパレータ、7:正極板、8:膜体、9:親水皮膜、10:親水材料、11:保持体材料、18:基材、100:鉛蓄電池。   1: battery case, 2: terminal, 3: pole column, 4: electrode group, 5: negative electrode plate, 6: separator, 7: positive electrode plate, 8: film body, 9: hydrophilic film, 10: hydrophilic material, 11: Retainer material, 18: base material, 100: lead acid battery.

Claims (8)

正極板と、
負極板と、
前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、
電解液と、
これらを収容する電槽と、を備え、
前記負極板の表面には、膜体が付設され、
前記膜体は、基材と、前記基材の表面を覆う親水皮膜と、を含み、
前記親水皮膜は、親水材料と、保持体材料と、を含み、
前記親水材料は、アルミナ又はシリカであり、
前記保持体材料は、アクリルアミド、シリカゾル又はシランカップリング剤であり、
前記基材の繊維径は、10μmよりも小さく、
前記基材の空孔率は、90%よりも小さい、鉛蓄電池。
A positive electrode plate;
A negative electrode plate;
A separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate;
An electrolyte,
A battery case for housing these,
A film body is attached to the surface of the negative electrode plate,
The film body includes a base material, and a hydrophilic film covering the surface of the base material,
The hydrophilic film includes a hydrophilic material and a holding material,
The hydrophilic material is alumina or silica,
The holding material is acrylamide, silica sol or silane coupling agent,
The fiber diameter of the substrate is smaller than 10 μm,
The lead acid battery in which the porosity of the base material is smaller than 90%.
前記基材の表面には、疎水性官能基を有し、
前記保持体材料は、ビニル基、メタクリル基、アクリル基又はスチリル基を有するシランカップリング剤である、請求項1記載の鉛蓄電池。
The surface of the substrate has a hydrophobic functional group,
The lead-acid battery according to claim 1, wherein the holding material is a silane coupling agent having a vinyl group, a methacryl group, an acrylic group, or a styryl group.
前記基材の表面には、親水性官能基を有し、
前記保持体材料は、アミノ基又はエポキシ基を有するシランカップリング剤である、請求項1記載の鉛蓄電池。
The surface of the substrate has a hydrophilic functional group,
The lead-acid battery according to claim 1, wherein the holding material is a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group.
前記親水材料は、アルミナ若しくはシリカの単体又はアルミナとシリカとの混合物からなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophilic material is made of alumina or silica alone or a mixture of alumina and silica. 前記親水皮膜は、前記親水材料と前記保持体材料との固形成分の質量比が90:10〜70:30である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophilic film has a mass ratio of a solid component between the hydrophilic material and the support material of 90:10 to 70:30. 前記親水皮膜は、厚さが10nm〜1000nmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrophilic film has a thickness of 10 nm to 1000 nm. 前記膜体は、厚さが0.03mm〜0.1mmである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the film body has a thickness of 0.03 mm to 0.1 mm. 前記セパレータの表面には、前記親水皮膜が形成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrophilic film is formed on a surface of the separator.
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