JP2021192352A - Lead acid battery - Google Patents

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Abstract

SOLUTION: A lead acid battery comprises a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolytic solution. The positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material, the negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode material. At least one of lower corners, which is a pair, of the positive electrode plate is chamfered. The negative electrode material includes a Tl element and a content of the Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis. The negative electrode material includes no Sb element, or, a content of the Sb element in the negative electrode material when the negative electrode material includes the Sb element is 40 ppm or less on a mass basis.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、正極板および負極板と、これらの間に介在するセパレータと、電解液と、を備えている。鉛蓄電池の構成要素には、様々な性能が要求される。 Lead-acid batteries are used in various applications such as in-vehicle use and industrial use. The lead-acid battery includes a positive electrode plate and a negative electrode plate, a separator interposed therein, and an electrolytic solution. Various performances are required for the components of lead-acid batteries.

特許文献1は、エキスパンド加工された展開部と、該展開部のエキスパンド方向の一端側に形成された非展開部からなる耳部形成用横骨部と、該横骨部に形成された集電用耳部とを有するエキスパンド格子が正極用集電体及び負極用集電体として用いられて、該正極用集電体及び負極用集電体にそれぞれ正極活物質及び負極活物質が充填されてなる正極板及び負極板を備えた鉛蓄電池において、前記正極板及び負極板の少なくとも一方の極板の4つの隅部のうち、前記集電用耳部が設けられた側と反対側に存在する2つの隅部が前記集電用耳部形成用横骨部の長手方向に対して傾斜した方向にカットされて前記2つの隅部にそれぞれカット部が形成されている鉛蓄電池を提案している。 Patent Document 1 describes an expanded portion, a transverse bone portion for forming an ear portion composed of a non-expanded portion formed on one end side in the expanded direction of the expanded portion, and a current collector formed in the transverse bone portion. An expanded lattice having an ear portion is used as a positive electrode current collector and a negative electrode current collector, and the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are filled with a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively. In a lead storage battery provided with a positive electrode plate and a negative electrode plate, among the four corners of at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate, the lead storage battery exists on the side opposite to the side where the current collecting ear portion is provided. We propose a lead storage battery in which two corners are cut in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the horizontal bone for forming an ear for collecting electricity, and cuts are formed in each of the two corners. ..

特許文献2は、鉛−カルシウム−スズ−タリウム合金からなる正極格子体を用いた正極板と、鉛合金からなる負極格子体を用いた負極板とを、セパレータを介して交互に配置し、それぞれを並列接続した極板群と、前記極板群と電解液とを収納する電槽と、を備えた鉛蓄電池を提案している。 In Patent Document 2, a positive electrode plate using a positive electrode lattice made of a lead-calcium-tin-talium alloy and a negative electrode plate using a negative electrode lattice made of a lead alloy are alternately arranged via a separator, respectively. We are proposing a lead-acid battery equipped with a group of electrode plates in which the electrodes are connected in parallel, and an electric tank for accommodating the group of electrode plates and an electrolytic solution.

特許文献3は、鉛蓄電池において、正極格子と正極棚と正極極柱および正極接続体で構成される正極部材は実質上Sbを含有しない鉛もしくは鉛合金からなり、負極格子と負極棚と負極極柱および負極接続体で構成される負極部材のうち負極格子骨部を除く部位は実質上Sbを含有しない鉛もしくは鉛合金からなり、負極格子骨部もしくは負極活物質のいずれか一方はSbを含み、前記Sbの負極活物質量に対する含有量が0.001〜0.1質量%である鉛蓄電池を提案している。 According to Patent Document 3, in a lead storage battery, a positive electrode member composed of a positive electrode lattice, a positive electrode shelf, a positive electrode pole column, and a positive electrode connector is made of a lead or a lead alloy that substantially does not contain Sb, and a negative electrode lattice, a negative electrode shelf, and a negative electrode electrode. Of the negative electrode members composed of columns and negative electrode connectors, the parts other than the negative electrode lattice bone are made of lead or lead alloy that does not contain Sb, and either the negative electrode lattice bone or the negative electrode active material contains Sb. The present invention proposes a lead storage battery in which the content of Sb with respect to the amount of the negative electrode active material is 0.001 to 0.1% by mass.

特開2008−204639号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-204639 国際公開第2015/037172号International Publication No. 2015/037172 特開2003−346888号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-346888

鉛蓄電池では、充電時に比重の大きな硫酸イオンが下降して、電槽の上部と下部とで電解液の比重差(つまり、硫酸の濃度差)が生じる成層化が起こり易い。一般始動用の鉛蓄電池では、過充電または満充電に近い状態まで充電されることでガスが発生するため、ガスの撹拌効果により電解液の対流が起こり、成層化がある程度抑制される。 In a lead-acid battery, sulfate ions having a large specific gravity drop during charging, and stratification is likely to occur in which a difference in specific gravity of the electrolytic solution (that is, a difference in concentration of sulfuric acid) occurs between the upper part and the lower part of the battery case. In a lead-acid battery for general starting, gas is generated by charging to a state close to overcharge or full charge, so that convection of the electrolytic solution occurs due to the stirring effect of the gas, and stratification is suppressed to some extent.

しかし、鉛蓄電池が部分充電状態(PSOC)と呼ばれる充電不足状態で使用される場合には成層化が顕著になる。例えば、アイドリングスタートストップ(ISS)車などのIS用途または充電制御用途では、鉛蓄電池がPSOCで使用されることになる。成層化が顕著になると、正極板が劣化して、PSOCで用いたときの鉛蓄電池の寿命性能(IS寿命性能とも言う)が低下する。 However, when the lead-acid battery is used in a state of insufficient charge called a partially charged state (PSOC), stratification becomes remarkable. For example, in IS applications such as idling start / stop (ISS) vehicles or charge control applications, lead-acid batteries will be used in PSOC. When stratification becomes remarkable, the positive electrode plate deteriorates, and the life performance (also referred to as IS life performance) of the lead storage battery when used in PSOC deteriorates.

特許文献1のように、耳部とは反対側の隅部がカットされた集電体を用いると、カットされた部分には電極材料が存在しないため、充電時のガス発生が起こり難い。よって、成層化が顕著になり、IS寿命性能が大きく低下する。 When a current collector whose corner opposite to the selvage portion is cut is used as in Patent Document 1, since there is no electrode material in the cut portion, gas generation during charging is unlikely to occur. Therefore, stratification becomes remarkable, and the IS life performance is greatly deteriorated.

本発明の一側面は、鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、前記正極板および前記負極板の間に介在するセパレータと、電解液と、を備え、
前記正極板は、正極集電体と正極電極材料とを備え、
前記負極板は、負極集電体と負極電極材料とを備え、
少なくとも前記正極板は、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされており、
前記負極電極材料は、Tl元素を含み、
前記負極電極材料中のTl元素の含有量は、質量基準で、1ppm以上33ppm未満であり、
前記負極電極材料は、Sb元素を含まないか、またはSb元素を含む場合の前記負極電極材料中のSb元素の含有量は、質量基準で40ppm以下である、鉛蓄電池に関する。
One aspect of the present invention is a lead-acid battery.
The lead-acid battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolytic solution.
The positive electrode plate comprises a positive electrode current collector and a positive electrode material.
The negative electrode plate comprises a negative electrode current collector and a negative electrode material.
At least one of the pair of lower corners of the positive electrode plate is chamfered.
The negative electrode material contains a Tl element and contains.
The content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis.
The present invention relates to a lead storage battery in which the negative electrode material does not contain Sb element or contains Sb element, and the content of Sb element in the negative electrode material is 40 ppm or less on a mass basis.

鉛蓄電池において、優れたIS寿命性能を確保することができる。 Excellent IS life performance can be ensured in lead-acid batteries.

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池で用いる極板の外観を示す平面図である。It is a top view which shows the appearance of the electrode plate used in the lead storage battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の外観と内部構造を示す一部切り欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view which shows the appearance and the internal structure of the lead storage battery which concerns on one Embodiment of this invention.

鉛蓄電池では、放電時には、正極板および負極板の双方で硫酸鉛が生成するとともに正極板では水が生成する。一方、充電時には、硫酸鉛および水から、金属鉛、二酸化鉛、および硫酸が生成する。硫酸イオンの比重は大きいため、電槽の下部に下降し易い。電解液の対流が起こり難い場合、電槽の上部と下部とで硫酸濃度の差が生じて、成層化が起こる。一般始動用の鉛蓄電池においては、過充電または満充電に近い状態まで充電されることでガスが発生するため、ガスの撹拌効果により電解液の対流が起こり、成層化は抑制される。それに対し、PSOCで鉛蓄電池が使用されると、充電時のガス発生が少ないため、十分な撹拌効果が得られず、電解液の成層化が進行し易い。 In a lead-acid battery, when discharged, lead sulfate is generated on both the positive electrode plate and the negative electrode plate, and water is generated on the positive electrode plate. On the other hand, during charging, metallic lead, lead dioxide, and sulfuric acid are produced from lead sulfate and water. Since the specific gravity of sulfate ion is large, it easily descends to the lower part of the battery case. When convection of the electrolytic solution is unlikely to occur, a difference in sulfuric acid concentration occurs between the upper part and the lower part of the electric tank, and stratification occurs. In a lead-acid battery for general starting, gas is generated by charging to a state close to overcharge or full charge, so that convection of the electrolytic solution occurs due to the stirring effect of the gas, and stratification is suppressed. On the other hand, when a lead-acid battery is used in PSOC, a sufficient stirring effect cannot be obtained because gas generation during charging is small, and stratification of the electrolytic solution tends to proceed.

成層化した状態で鉛蓄電池の使用が継続されると、電槽の上部の電解液の比重が低いことで、充放電効率が低下し、寿命に至る。また、電解液の比重が高い電槽の下部で負極板における硫酸鉛の蓄積が顕著になり、硫酸鉛が不活性化するサルフェーションが進行し易くなる。これにより、充放電反応が極板の上部に集中して、正極電極材料の軟化劣化が進行し易くなり、正極電極材料が正極板から脱落して、寿命に至る場合もある。例えば、脱落した正極電極材料が、電解液中を浮遊する間に極板に付着して、還元されると導電性となる。正極電極材料の堆積が進行すると、導電性の堆積物を介して、正極板および負極板間に導電経路が形成され、内部短絡(モス短絡と称される)を生じる。また、電解液の比重の低い電槽の上部では硫酸鉛が電解液中に溶解し易く、溶解により生じた鉛イオンが負極板で還元され、デンドライト状に析出した鉛結晶がセパレータを貫通し、浸透短絡により寿命に至る場合もある。このように、成層化の進行が鉛蓄電池のIS寿命性能を決定する要因となり易い。 If the lead-acid battery is continuously used in the stratified state, the charge / discharge efficiency is lowered due to the low specific gravity of the electrolytic solution at the upper part of the battery case, and the life of the lead storage battery is reached. In addition, the accumulation of lead sulfate in the negative electrode plate becomes remarkable in the lower part of the electric tank where the specific gravity of the electrolytic solution is high, and the sulfation in which lead sulfate is inactivated tends to proceed. As a result, the charge / discharge reaction is concentrated on the upper part of the electrode plate, and the softening and deterioration of the positive electrode electrode material is likely to proceed, and the positive electrode material may fall off from the positive electrode plate and reach the end of its life. For example, when the dropped positive electrode material adheres to the electrode plate while floating in the electrolytic solution and is reduced, it becomes conductive. As the deposition of the positive electrode material progresses, a conductive path is formed between the positive electrode plate and the negative electrode plate via the conductive deposit, and an internal short circuit (referred to as a moss short circuit) occurs. In addition, lead sulfate is easily dissolved in the electrolytic solution at the upper part of the electric tank having a low specific gravity of the electrolytic solution, lead ions generated by the dissolution are reduced by the negative electrode plate, and dendrite-like precipitated lead crystals penetrate the separator. The life may be reached due to a permeation short circuit. As described above, the progress of stratification tends to be a factor that determines the IS life performance of the lead storage battery.

下部の隅部が面取りされた極板を用いると、極板の面取りにより欠除した部分には、電極材料が存在しないため、充電時に発生するガス量が少ない。そのため、このような極板を備える鉛蓄電池をPSOCで使用すると、電解液の成層化が顕著になる。成層化が顕著になると、上記のようにIS寿命性能が低下する。 When the electrode plate with the lower corners chamfered is used, the amount of gas generated during charging is small because the electrode material does not exist in the portion cut off by the chamfering of the electrode plate. Therefore, when a lead-acid battery provided with such an electrode plate is used in PSOC, the stratification of the electrolytic solution becomes remarkable. When stratification becomes remarkable, the IS life performance deteriorates as described above.

一方、質量基準で1ppm以上33ppm未満のTlを含む負極電極材料を用いると、充電時の水素ガスの発生が促進され、電解液が対流し易くなる。これにより、成層化がある程度低減される。しかし、電解液が対流し易くなることで、脱落した正極電極材料が浮遊し易くなり、モス短絡が発生し易くなる。その結果、モス短絡により、鉛蓄電池の寿命に至る。 On the other hand, when a negative electrode material containing Tl of 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis is used, the generation of hydrogen gas during charging is promoted, and the electrolytic solution is easily convected. This reduces stratification to some extent. However, since the electrolytic solution is easily convected, the fallen positive electrode material is likely to float, and a moss short circuit is likely to occur. As a result, the moss short circuit leads to the life of the lead-acid battery.

ところが、鉛蓄電池において、質量基準で1ppm以上33ppm未満のTlを含む負極電極材料と、下部の隅部が面取りされた正極板とを組み合わせると、予想外にIS寿命性能が大きく向上することが明らかとなった。 However, in a lead-acid battery, it is clear that the IS life performance is unexpectedly greatly improved by combining a negative electrode material containing Tl of 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis with a positive electrode plate having a chamfered lower corner. It became.

このような知見に鑑み、本発明の一側面に係る鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に介在するセパレータと、電解液と、を備える。正極板は、正極集電体と正極電極材料とを備える。負極板は、負極集電体と負極電極材料とを備える。少なくとも正極板は、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされている。負極電極材料は、Tl元素を含み、負極電極材料中のTl元素の含有量は、質量基準で、1ppm以上33ppm未満である。負極電極材料は、Sb元素を含まないか、またはSb元素を含む場合の負極電極材料中のSb元素の含有量は、質量基準で40ppm以下である。 In view of such findings, the lead-acid battery according to one aspect of the present invention includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolytic solution. The positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material. The negative electrode plate includes a negative electrode current collector and a negative electrode material. At least one of the pair of lower corners of the positive electrode plate is chamfered. The negative electrode material contains Tl element, and the content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis. When the negative electrode material does not contain Sb element or contains Sb element, the content of Sb element in the negative electrode electrode material is 40 ppm or less on a mass basis.

質量基準で1ppm以上33ppm未満の含有量でTl元素を含む負極電極材料を用いることで、鉛蓄電池をPSOCで使用する場合でも、充電時のガス発生量を適度に増加させることができる。ガス発生量の増加により、電解液の対流が促進され、成層化を抑制することができる。そのため、下部の隅部が面取りされた正極板を用いる場合であっても、電解液を対流させて成層化を抑制することができる。 By using a negative electrode material containing Tl element with a content of 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis, the amount of gas generated during charging can be appropriately increased even when a lead-acid battery is used in PSOC. By increasing the amount of gas generated, convection of the electrolytic solution is promoted, and stratification can be suppressed. Therefore, even when a positive electrode plate having a chamfered lower corner is used, the electrolytic solution can be convected to suppress stratification.

下部の隅部が面取りされた正極板を用いると、鉛蓄電池の電槽の底部において、正極板の下部の隅部の面取りにより欠除した部分には空間が形成される。鉛蓄電池がPSOCで使用され、正極電極材料が脱落しても、脱落した正極電極材料が、電槽の底部に形成された上記の空間に集まる。この空間では充放電反応がほとんど起こらず、発生するガス量も少ないため、集まった正極電極材料の浮遊が低減される。これにより、脱落した正極電極材料が極板に堆積することが低減される。よって、質量基準で1ppm以上33ppm未満の含有量でTl元素を含む負極電極材料を用いることで、電解液が対流し易くなっても、脱落した正極電極材料は上記の空間に収容された状態に保つことができ、浮遊が抑制されることで、モス短絡の発生を抑制することができる。 When a positive electrode plate having a chamfered lower corner is used, a space is formed in the bottom of the battery case of the lead storage battery, which is cut off by chamfering the lower corner of the positive electrode plate. Even if a lead storage battery is used in PSOC and the positive electrode material is dropped, the dropped positive electrode material is collected in the above space formed at the bottom of the battery case. Since the charge / discharge reaction hardly occurs in this space and the amount of gas generated is small, the floating of the collected positive electrode material is reduced. This reduces the accumulation of the dropped positive electrode material on the electrode plate. Therefore, by using a negative electrode material containing Tl element with a content of 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis, even if the electrolytic solution is easily convected, the dropped positive electrode material is contained in the above space. By keeping it and suppressing floating, it is possible to suppress the occurrence of moss short circuit.

さらに、負極電極材料中のSb元素の質量基準の含有量を40ppm以下とすることで、PbとSbとの電位差に基づく自己放電を低減することができ、PSOCで充放電を繰り返しても、容量不足になることを抑制することができる。 Furthermore, by setting the mass-based content of the Sb element in the negative electrode material to 40 ppm or less, self-discharge based on the potential difference between Pb and Sb can be reduced, and even if charging and discharging are repeated with PSOC, the capacity can be reduced. It is possible to prevent the shortage.

このように、本発明の上記側面に係る鉛蓄電池では、PSOCで使用した場合でも、成層化およびモス短絡の発生が抑制される。よって、優れたIS寿命を確保することができる。また、正極板の製造過程で正極板の隅部が変形すると、鉛蓄電池の初期の段階で、セパレータを突き破って、短絡が発生し易い。上記側面に係る鉛蓄電池では、下部の隅部が面取りされている正極板を用いることで、このような隅部の変形に伴う初期の短絡の発生を低減することもできる。 As described above, in the lead-acid battery according to the above aspect of the present invention, stratification and the occurrence of moss short circuit are suppressed even when used in PSOC. Therefore, an excellent IS life can be ensured. Further, if the corner portion of the positive electrode plate is deformed in the manufacturing process of the positive electrode plate, the separator is breached at the initial stage of the lead storage battery, and a short circuit is likely to occur. In the lead-acid battery according to the above side surface, by using a positive electrode plate having a chamfered lower corner portion, it is possible to reduce the occurrence of an initial short circuit due to such deformation of the corner portion.

なお、上記のような負極電極材料を、下部の隅部が面取りされていない極板と組み合せて用いても、IS寿命性能は低下する。これは、モス短絡を抑制できないことによるものと考えられる。つまり、上記のような負極電極材料を用いることによる効果は、下部の隅部が面取りされた正極板と組み合わせて初めて得られる効果であると言える。 Even if the negative electrode material as described above is used in combination with a plate whose lower corners are not chamfered, the IS life performance is deteriorated. It is considered that this is because the moss short circuit cannot be suppressed. That is, it can be said that the effect of using the negative electrode material as described above is the effect obtained only in combination with the positive electrode plate in which the lower corner is chamfered.

正極板および負極板のうち、少なくとも正極板の下部において、一対の隅部の少なくとも一方が面取りされていればよく、さらに負極板の下部において、一対の隅部の少なくとも一方が面取りされていてもよい。中でも、正極板の下部において、一対の隅部の少なくとも一方が面取りされており、負極板の下部において、一対の隅部が面取りされていないことが好ましい。負極板の鉛蓄電池における下部の一対の隅部の双方を面取りしないことで、負極板は、下部の隅部に、正極板と対向しない部分(以下、非対向部と称する)を有することになる。この非対向部は、充放電反応に寄与し難く、電圧の印加により水素ガスが発生する反応が主として起こり得る。よって、負極板に非対向部を設けることで、わずかではあるが、PSOCでも水素ガスが発生して、電解液の対流が起こり易くなる。これにより、成層化の抑制効果がさらに高まり、IS寿命性能をさらに高めることができる。なお、非対向部において、発生する水素ガスの量は比較的少ない。そのため、正極板の下部の隅部において、正極板が欠除した部分に形成される空間に収容された、脱落した正極電極材料を、浮遊させるには不十分である。よって、電解液を対流させる効果がわずかに向上しても、モス短絡の発生を抑制することができる。 Of the positive electrode plate and the negative electrode plate, at least one of the pair of corners may be chamfered at least in the lower part of the positive electrode plate, and even if at least one of the pair of corners is chamfered in the lower part of the negative electrode plate. good. Above all, it is preferable that at least one of the pair of corners is chamfered in the lower part of the positive electrode plate, and the pair of corners is not chamfered in the lower part of the negative electrode plate. By not chamfering both of the pair of lower corners of the lead-acid battery of the negative electrode plate, the negative electrode plate has a portion that does not face the positive electrode plate (hereinafter referred to as a non-opposed portion) in the lower corner portion. .. This non-opposing portion is unlikely to contribute to the charge / discharge reaction, and a reaction in which hydrogen gas is generated by applying a voltage can mainly occur. Therefore, by providing the non-opposing portion on the negative electrode plate, hydrogen gas is generated even in PSOC, although it is small, and convection of the electrolytic solution is likely to occur. As a result, the effect of suppressing stratification is further enhanced, and the IS life performance can be further enhanced. The amount of hydrogen gas generated in the non-opposing portion is relatively small. Therefore, in the lower corner of the positive electrode plate, the fallen positive electrode electrode material contained in the space formed in the portion where the positive electrode plate is cut off is insufficient to float. Therefore, even if the effect of convection of the electrolytic solution is slightly improved, the occurrence of moss short circuit can be suppressed.

正極板の集電体は、エキスパンド格子であることが好ましい。正極板の製造工程では、製造装置との干渉により隅部が変形することがある。正極板に用いられるエキスパンド格子は、格子骨が太いため、エキスパンド格子を用いた正極板において隅部が一旦変形すると元の形状に戻り難い。そのため、このような正極板を用いて鉛蓄電池を作製すると、初期の段階で、正極板の隅部がセパレータを突き破って短絡が起こり易い。そのため、エキスパンド格子を用いた正極板の場合、正極板の隅部が面取りされていることで、正極板の隅部の変形に伴う初期の短絡を抑制することができ、有利である。 The current collector of the positive electrode plate is preferably an expanded grid. In the process of manufacturing the positive electrode plate, the corners may be deformed due to interference with the manufacturing equipment. Since the expanded lattice used for the positive electrode plate has a thick lattice bone, it is difficult to return to the original shape once the corner portion of the positive electrode plate using the expanded lattice is deformed. Therefore, when a lead-acid battery is manufactured using such a positive electrode plate, a corner portion of the positive electrode plate breaks through the separator at an initial stage, and a short circuit is likely to occur. Therefore, in the case of a positive electrode plate using an expanded lattice, since the corners of the positive electrode plate are chamfered, it is possible to suppress an initial short circuit due to deformation of the corners of the positive electrode plate, which is advantageous.

セパレータは、ポリオレフィンを含み、このポリオレフィンは、少なくともエチレン単位を含むことが好ましい。モノマー単位としてエチレン単位を含むポリオレフィンは、酸化劣化し易い。しかし、このような酸化劣化し易いポリオレフィンを含むセパレータを用いる場合でも、下部の隅部が面取りされた正極板と組み合わせにより、正極電極材料の極板における堆積が低減されることで、セパレータの酸化劣化を抑制できるため、優れたIS寿命性能を確保することができる。 The separator comprises a polyolefin, which preferably contains at least ethylene units. Polyolefins containing ethylene units as monomer units are prone to oxidative deterioration. However, even when a separator containing a polyolefin that is easily oxidatively deteriorated is used, the separator is oxidized by reducing the deposition of the positive electrode material on the electrode plate by combining with the positive electrode plate whose lower corner is chamfered. Since deterioration can be suppressed, excellent IS life performance can be ensured.

セパレータは、袋状であり、負極板を収容することが好ましい。この場合、正極板と、負極板とが、正極板の隅部の近傍に沈降した正極電極材料を介して短絡することを抑制することができる。 The separator is bag-shaped and preferably accommodates a negative electrode plate. In this case, it is possible to prevent the positive electrode plate and the negative electrode plate from being short-circuited via the positive electrode material settled in the vicinity of the corner portion of the positive electrode plate.

セパレータは、オイルを含むことが好ましい。セパレータがオイルを含む場合、セパレータの酸化劣化を抑制する効果をさらに高めることができるため、より高いIS寿命性能を確保することができる。 The separator preferably contains oil. When the separator contains oil, the effect of suppressing oxidative deterioration of the separator can be further enhanced, so that higher IS life performance can be ensured.

セパレータ中のオイルの含有量は、12質量%以上18質量%以下が好ましい。オイルの含有量がこのような範囲である場合、酸化劣化を抑制する効果がさらに高まることに加え、セパレータをさらに低抵抗化することができる。よって、より高いIS寿命性能を確保することができる。 The oil content in the separator is preferably 12% by mass or more and 18% by mass or less. When the oil content is in such a range, the effect of suppressing oxidative deterioration is further enhanced, and the resistance of the separator can be further reduced. Therefore, higher IS life performance can be ensured.

鉛蓄電池は、制御弁式電池(VRLA型電池)であってもよいが、液式電池(ベント型電池)が好ましい。液式電池では、成層化および脱落した正極電極材料の極板における堆積による課題が顕著になり易い。このような液式電池において、上記のようにTlおよびSbの質量基準の含有量が特定の範囲である負極電極材料と隅部が面取りされた正極板とを組み合わせることで、成層化およびモス短絡の抑制効果が顕著に発揮される。 The lead storage battery may be a control valve type battery (VRLA type battery), but a liquid type battery (vent type battery) is preferable. In a liquid battery, the problem due to the deposition of the stratified and shed positive electrode material on the electrode plate tends to become remarkable. In such a liquid battery, stratification and moss short circuit are achieved by combining a negative electrode material having a specific mass-based content of Tl and Sb as described above and a positive electrode plate having chamfered corners. The suppressive effect of is remarkably exhibited.

(用語の説明)
(鉛蓄電池または鉛蓄電池の構成要素の上下方向)
本明細書中、鉛蓄電池または鉛蓄電池の構成要素(極板、電槽、セパレータなど)の上下方向は、鉛蓄電池が使用される状態において、鉛蓄電池の鉛直方向における上下方向を意味する。鉛蓄電池の上部とは、鉛蓄電池が使用される状態における鉛蓄電池の高さの半分よりも上側の部分を意味する。鉛蓄電池の下部とは、鉛蓄電池の上部以外の部分を意味する。鉛蓄電池の各構成要素の上部とは、鉛蓄電池が使用される状態における各構成要素の高さの半分よりも上側の部分を意味する。各構成要素の下部とは、各構成要素の上部以外の部分を意味する。なお、正極板および負極板の各極板は、外部端子と接続するための耳部を備えており、液式電池では、耳部は、極板の上部に上方に突出するように設けられている。各極板の高さは電極材料が存在する部分の高さを意味するものとする。
(Explanation of terms)
(Vertical direction of lead-acid battery or lead-acid battery component)
In the present specification, the vertical direction of the lead-acid battery or the component of the lead-acid battery (plate, battery case, separator, etc.) means the vertical direction of the lead-acid battery in the state where the lead-acid battery is used. The upper part of the lead-acid battery means the part above half the height of the lead-acid battery in the state where the lead-acid battery is used. The lower part of the lead-acid battery means a part other than the upper part of the lead-acid battery. The upper part of each component of the lead-acid battery means the part above half the height of each component in the state where the lead-acid battery is used. The lower part of each component means a part other than the upper part of each component. The positive electrode plate and each electrode plate of the negative electrode plate are provided with an ear portion for connecting to an external terminal, and in a liquid battery, the ear portion is provided so as to project upward above the electrode plate. There is. The height of each electrode plate shall mean the height of the portion where the electrode material is present.

(極板の隅部)
一般的な極板は、正面から見たときに、耳部を除くと、ほぼ四角形の形状を有しており、角部(edge)を含む隅部(corner)を4つ有している。鉛蓄電池が使用される状態においては、極板の4つの隅部は、上部に位置する一対の隅部と下部に位置する一対の隅部とで構成される。本明細書では、極板の各角部(または角部が欠除している場合は角部に相当する部分)およびその周辺を含む部分全体を隅部と称する。本発明の上記側面に係る鉛蓄電池の正極板および負極板の各極板において、面取りされている隅部は、各極板の下部に位置する一対の隅部の少なくとも一方である。なお、極板を正面から見た状態とは、極板の表面の大部分を占める一対の主たる表面(つまり、端面を除く一対の表面)のそれぞれを垂直な方向から見た状態を意味する。
(Corner of the electrode plate)
When viewed from the front, a general electrode plate has a substantially quadrangular shape except for the ears, and has four corners including corners. In the state where a lead-acid battery is used, the four corners of the electrode plate are composed of a pair of corners located at the upper part and a pair of corners located at the lower part. In the present specification, each corner portion of the electrode plate (or a portion corresponding to the corner portion if the corner portion is missing) and the entire portion including the periphery thereof are referred to as a corner portion. In each of the positive electrode plates and the negative electrode plates of the lead storage battery according to the above aspect of the present invention, the chamfered corners are at least one of the pair of corners located at the lower part of each electrode plate. The state in which the electrode plate is viewed from the front means a state in which each of the pair of main surfaces (that is, the pair of surfaces excluding the end faces) occupying most of the surface of the electrode plate is viewed from a vertical direction.

(面取り)
本発明の上記側面に係る鉛蓄電池では、少なくとも正極板(必要に応じて、さらに負極板)において、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされている。隅部が面取りされている状態とは、通常であれば極板が有する角部およびその周辺部分が、欠除した状態を意味する。換言すれば、面取りされている隅部には、極板(より具体的には極板の角部およびその周辺部分)が欠除した部分(以下、欠除部分と称する場合がある)が形成されている。この欠除部分により、電槽の底部に空間が形成される。
(chamfer)
In the lead-acid battery according to the above aspect of the present invention, at least one of the pair of lower corners is chamfered in at least the positive electrode plate (and further, the negative electrode plate if necessary). The state in which the corners are chamfered means a state in which the corners and peripheral portions normally possessed by the electrode plate are cut off. In other words, in the chamfered corners, a portion where the electrode plate (more specifically, the corner portion of the electrode plate and its peripheral portion) is cut off (hereinafter, may be referred to as a cut-off portion) is formed. Has been done. This cutout portion creates a space at the bottom of the battery case.

より具体的には、下部の各隅部において、隅部が面取りされている状態とは、極板を正面から見たときの下部の各隅部における欠除部分の面積をS1およびS2とするとき、面積S1またはS2が、極板の面積Aおよび下部の欠除部分の総面積S(=S1+S2)の合計に占める割合r(=S1/(A+S)×100(%)またはS2/(A+S)×100(%))が0.1%以上である場合をいう。下部の一方の隅部につき、下部の隅部が面取りされていない状態には、割合rが0.1%未満である場合が包含されるものとする。 More specifically, in the state where the corners are chamfered in each corner of the lower part, the area of the missing part in each corner of the lower part when the electrode plate is viewed from the front is S1 and S2. When the area S1 or S2 occupies the total area S (= S1 + S2) of the area A of the electrode plate and the total area S (= S1 + S2) of the lower portion r (= S1 / (A + S) × 100 (%) or S2 / (A + S). ) × 100 (%)) is 0.1% or more. For one corner of the lower part, the state where the lower corner part is not chamfered includes the case where the ratio r is less than 0.1%.

なお、極板の面積Aは、極板の電極材料が存在する部分を、極板の一方の主たる表面に対して垂直な方向に投影したときの投影面積である。また、極板の下部の各隅部における欠除部分の面積S1およびS2は、極板を正面から見たときに、電極材料が存在する部分の上辺および底辺をそれぞれの延在方向(つまり、水平方向(第1方向とも称する))に延ばした2本の直線と、電極材料が存在する部分の両側部に位置する辺をそれぞれの延在方向(つまり、鉛直方向(第2方向とも称する))に延ばした2本の直線とで形作られる矩形(以下、矩形Aとも称する)と対比させたときに、各隅部において極板が欠除している部分の面積である。なお、電極材料が存在する部分の上端部、下端部、側端部のそれぞれの近傍に電極材料が存在しない領域が部分的に形成されている場合、この電極材料が存在しない領域は無視して、底辺、上辺、および側部に位置する辺を決定するものとする。 The area A of the electrode plate is a projected area when a portion of the electrode plate in which the electrode material is present is projected in a direction perpendicular to one main surface of the electrode plate. Further, the areas S1 and S2 of the cutout portion in each corner of the lower portion of the electrode plate have the upper and bottom sides of the portion where the electrode material is present in the extending direction (that is, that is, when the electrode plate is viewed from the front. The two straight lines extending in the horizontal direction (also referred to as the first direction) and the sides located on both sides of the portion where the electrode material exists are in the respective extending directions (that is, the vertical direction (also referred to as the second direction)). ) Is the area of the portion where the electrode plate is missing at each corner when compared with the rectangle formed by the two straight lines (hereinafter, also referred to as the rectangle A). If a region where the electrode material does not exist is partially formed in the vicinity of each of the upper end portion, the lower end portion, and the side end portion of the portion where the electrode material exists, the region where the electrode material does not exist is ignored. , The bottom, the top, and the sides located on the sides shall be determined.

隅部が面取りされているとは、必ずしも極板の角部およびその周辺部分を除去する工程が行われることを意味するものではなく、角部およびその周辺部分を除去することなく、角部およびその周辺部分が欠除した状態の極板が形成される場合もある。隅部が面取りされている状態において、隅部には、角部およびその周辺部分の欠除により、面が形成されていてもよいが、必ずしも面が形成されている必要はない。隅部が面取りされている状態には、例えば、角部およびその周辺部分が丸められた状態、角部およびその周辺部分が斜めに欠除した状態が含まれる。面取りは、例えば、C面取りまたはR面取りであってもよい。 The fact that the corners are chamfered does not necessarily mean that the step of removing the corners and the peripheral portions of the electrode plate is performed, and the corners and the peripheral portions are not removed without removing the corners and the peripheral portions. In some cases, a plate is formed with the peripheral portion removed. In a state where the corners are chamfered, a surface may be formed in the corners by cutting off the corners and their peripheral portions, but the surfaces do not necessarily have to be formed. The chamfered corner includes, for example, a rounded corner and its periphery, and a diagonally cut corner and its periphery. The chamfer may be, for example, C chamfer or R chamfer.

(電極材料)
正極板および負極板の各極板において、電極材料は、通常、集電体に保持されている。電極材料とは、極板から集電体を除いたものである。極板には、マット、ペースティングペーパなどの部材が貼り付けられていることがある。このような部材(貼付部材とも称する)は極板と一体として使用されるため、極板に含まれるものとする。極板が貼付部材を含む場合には、電極材料は、集電体および貼付部材を除いたものである。本明細書中、正極板の電極材料を、正極電極材料と称し、負極板の電極材料を、負極電極材料と称することがある。
(Electrode material)
In each electrode plate of the positive electrode plate and the negative electrode plate, the electrode material is usually held by a current collector. The electrode material is a plate from which the current collector is removed. Members such as mats and pacing papers may be attached to the electrode plate. Since such a member (also referred to as a sticking member) is used integrally with the plate, it is included in the plate. When the electrode plate includes a sticking member, the electrode material excludes the current collector and the sticking member. In the present specification, the electrode material of the positive electrode plate may be referred to as a positive electrode material, and the electrode material of the negative electrode plate may be referred to as a negative electrode material.

(ポリオレフィン)
ポリオレフィンとは、少なくともオレフィン単位を含む重合体(つまり、少なくともオレフィンに由来するモノマー単位を含む重合体)である。ポリオレフィンには、例えば、オレフィンの単独重合体、異なるオレフィン単位を含む共重合体、オレフィン単位および共重合性モノマー単位を含む共重合体が包含される。オレフィン単位および共重合性モノマー単位を含む共重合体は、1種または2種以上のオレフィン単位を含んでいてもよい。また、オレフィン単位および共重合性モノマー単位を含む共重合体は、1種または2種以上の共重合性モノマー単位を含んでいてもよい。共重合性モノマー単位とは、オレフィン以外で、かつオレフィンと共重合可能な重合性モノマーに由来するモノマー単位である。
(Polyolefin)
The polyolefin is a polymer containing at least an olefin unit (that is, a polymer containing at least a monomer unit derived from an olefin). Polyolefins include, for example, homopolymers of olefins, copolymers containing different olefin units, copolymers containing olefin units and copolymerizable monomer units. The copolymer containing an olefin unit and a copolymerizable monomer unit may contain one or more olefin units. Further, the copolymer containing the olefin unit and the copolymerizable monomer unit may contain one kind or two or more kinds of copolymerizable monomer units. The copolymerizable monomer unit is a monomer unit derived from a polymerizable monomer other than the olefin and copolymerizable with the olefin.

(オイル)
オイルとは、室温(20℃以上35℃以下の温度)で液状であり、水と分離する疎水性物質を言う。オイルには、天然由来のオイル、鉱物オイル、および合成オイルが包含される。
(oil)
Oil refers to a hydrophobic substance that is liquid at room temperature (temperature of 20 ° C. or higher and 35 ° C. or lower) and separates from water. Oils include naturally occurring oils, mineral oils, and synthetic oils.

(満充電状態)
本明細書中、鉛蓄電池の満充電状態とは、JIS D 5301:2019の定義によって定められる。より具体的には、25℃±2℃の水槽中で、鉛蓄電池を、定格容量(Ah)として記載の数値の1/10の電流(A)で、15分ごとに測定した充電中の端子電圧または20℃に温度換算した電解液密度が3回連続して有効数字3桁で一定値を示すまで充電した状態を満充電状態とする。なお、充電は、鉛蓄電池の電解液が規定の液面まで満たされた状態で行われる。定格容量として記載の数値は、単位をAhとした数値である。定格容量として記載の数値を元に設定される電流の単位はAとする。
(Fully charged)
In the present specification, the fully charged state of the lead-acid battery is defined by the definition of JIS D 5301: 2019. More specifically, the terminal during charging in which the lead-acid battery was measured every 15 minutes in a water tank at 25 ° C. ± 2 ° C. with a current (A) of 1/10 of the value described as the rated capacity (Ah). A fully charged state is defined as a state in which the electrolytic solution density converted into a voltage or a temperature of 20 ° C. is charged three times in a row until it shows a constant value with three significant digits. Charging is performed in a state where the electrolytic solution of the lead storage battery is filled to a specified liquid level. The numerical value described as the rated capacity is a numerical value in which the unit is Ah. The unit of current set based on the numerical value described as the rated capacity is A.

満充電状態の鉛蓄電池は、既化成の鉛蓄電池を満充電したものをいう。鉛蓄電池の満充電は、化成後であれば、化成直後でもよく、化成から時間が経過した後に行ってもよい(例えば、化成後で、使用中(好ましくは使用初期)の鉛蓄電池を満充電してもよい)。 A fully charged lead-acid battery is a fully charged lead-acid battery. The lead-acid battery may be fully charged after the chemical conversion, immediately after the chemical conversion, or after a lapse of time from the chemical conversion (for example, after the chemical conversion, the lead-acid battery in use (preferably at the initial stage of use) is fully charged. May be).

本明細書中、使用初期の電池とは、使用開始後、それほど時間が経過しておらず、ほとんど劣化していない電池をいう。 In the present specification, the battery at the initial stage of use means a battery that has not been used for a long time and has hardly deteriorated.

以下、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the lead-acid battery according to the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

(正極板)
正極板としては、ペースト式正極板が用いられる。ペースト式正極板は、正極集電体と、正極電極材料とを備える。正極電極材料は、正極集電体に保持されている。
(Positive plate)
As the positive electrode plate, a paste type positive electrode plate is used. The paste-type positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material. The positive electrode material is held in the positive current collector.

正極集電体は、鉛(Pb)または鉛合金の鋳造により形成してもよく、鉛または鉛合金シートを加工して形成してもよい。加工方法としては、例えば、エキスパンド加工または打ち抜き(パンチング)加工が挙げられる。正極集電体として格子状の集電体を用いると、正極電極材料を担持させ易いため好ましい。エキスパンド加工により得られる正極集電体(換言すると、エキスパンド格子)を用いる場合、隅部の変形により初期の鉛蓄電池において短絡が発生し易い。しかし、正極板の下部の隅部が面取りされていることで、このようなエキスパンド格子を用いる場合でも、優れたIS寿命性能を確保しながら、初期の短絡を抑制することができる。 The positive electrode current collector may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead or lead alloy sheet. Examples of the processing method include expanding processing and punching processing. It is preferable to use a grid-shaped current collector as the positive electrode current collector because it is easy to support the positive electrode material. When a positive electrode current collector (in other words, an expanded grid) obtained by the expand processing is used, a short circuit is likely to occur in the initial lead-acid battery due to deformation of the corners. However, since the lower corner of the positive electrode plate is chamfered, even when such an expanded grid is used, it is possible to suppress an initial short circuit while ensuring excellent IS life performance.

正極集電体に用いる鉛合金としては、耐食性および機械的強度の点で、Pb−Ca系合金、Pb−Ca−Sn系合金が好ましい。正極集電体は、組成の異なる鉛合金層を有してもよく、合金層は1層であってもよく、複数層でもよい。 As the lead alloy used for the positive electrode current collector, Pb-Ca-based alloys and Pb-Ca-Sn-based alloys are preferable in terms of corrosion resistance and mechanical strength. The positive electrode current collector may have lead alloy layers having different compositions, and the alloy layer may be one layer or a plurality of layers.

正極板の下部の一対の隅部の少なくとも一方は面取りされている。これにより、隅部には、正極板が欠除した部分(欠除部分)が形成される。正極板の下部の一対の隅部のうち、少なくとも一方が面取りされていればよく、双方が面取りされていてもよい。 At least one of the pair of corners at the bottom of the positive electrode plate is chamfered. As a result, a portion (removed portion) in which the positive electrode plate is cut off is formed in the corner portion. Of the pair of corners at the bottom of the positive electrode plate, at least one may be chamfered, and both may be chamfered.

正極板を正面から見たとき、下部の隅部における欠除部分の総面積S(=S1+S2)が、正極板の面積Aおよび欠除部分の総面積Sの合計に占める割合R1は、例えば、0.1%以上または0.5%以上である。長期間充放電を繰り返す場合でも、脱落した正極電極材料を収容するのに十分な空間を確保し易い観点からは、割合R1は、1%以上が好ましく、2%以上がより好ましい。より高容量を確保する観点からは、欠除部分の割合R1は、6%以下が好ましく、4%以下がより好ましい。 When the positive electrode plate is viewed from the front, the ratio R1 of the total area S (= S1 + S2) of the missing portion in the lower corner to the total area A of the positive electrode plate and the total area S of the missing portion is, for example, 0.1% or more or 0.5% or more. The ratio R1 is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, from the viewpoint of easily securing a sufficient space for accommodating the dropped positive electrode material even when charging and discharging are repeated for a long period of time. From the viewpoint of ensuring a higher capacity, the ratio R1 of the missing portion is preferably 6% or less, more preferably 4% or less.

欠除部分の割合R1は、0.1%以上6%以下(または4%以下)、0.5%以上6%以下(または4%以下)、1%以上6%以下(または4%以下)、あるいは2%以上6%以下(または4%以下)であってもよい。 The ratio R1 of the missing part is 0.1% or more and 6% or less (or 4% or less), 0.5% or more and 6% or less (or 4% or less), 1% or more and 6% or less (or 4% or less). , Or 2% or more and 6% or less (or 4% or less).

面積Aは、極板の一方の主たる表面の写真において、電極材料が存在する部分とそれ以外の領域とを二値化処理し、電極材料が存在する部分の面積を算出することにより求められる。 The area A is obtained by binarizing the portion where the electrode material is present and the other region in the photograph of one of the main surfaces of the electrode plate and calculating the area of the portion where the electrode material is present.

下部の隅部における欠除部分の面積S1およびS2のそれぞれは、後述の図1を参照して、次のような手順で求められる。なお、図1の例では、欠如部分は、極板の下部の双方の隅部に形成されており、X1およびX2で示されている。
極板の耳部を除く部分は、極板を正面から見たときに、ほぼ矩形(長方形または正方形)の形状をしている。極板の投影形状の輪郭は、極板の底辺の延在方向である第1方向(水平方向)と平行に延びる直線部分L1と、第1方向に交差する第2方向(鉛直方向)に平行に延びる直線部分L2と、を有し、直線部分L1とL2とは、接続部分Cを介して連結されている。接続部分Cの形状は特に制限されないが、例えば、曲線、および第1方向および第2方向から傾いた直線からなる群より選択される少なくとも1つを含んで構成され得る。
Each of the areas S1 and S2 of the missing portion in the lower corner is obtained by the following procedure with reference to FIG. 1 described later. In the example of FIG. 1, the missing portion is formed in both corners of the lower portion of the electrode plate and is indicated by X1 and X2.
The part of the plate excluding the ears has an almost rectangular shape (rectangular or square) when the plate is viewed from the front. The contour of the projected shape of the plate is parallel to the straight line portion L1 extending parallel to the first direction (horizontal direction), which is the extending direction of the bottom of the plate, and the second direction (vertical direction) intersecting the first direction. It has a straight line portion L2 extending to, and the straight line portions L1 and L2 are connected via a connecting portion C. The shape of the connecting portion C is not particularly limited, but may include, for example, at least one selected from the group consisting of a curved line and straight lines inclined from the first direction and the second direction.

直線部分L1をL2側に延長した延伸線E1、および、直線部分L2をL1側に延長した延伸線E2を考える。欠除部分の面積S1およびS2のそれぞれは、延伸線E1、延伸線E2、および、接続部分Cで囲まれた領域の面積を算出することにより求められる。 Consider an extension line E1 in which the straight line portion L1 is extended to the L2 side and an extension line E2 in which the straight line portion L2 is extended to the L1 side. Each of the areas S1 and S2 of the missing portion is obtained by calculating the area of the region surrounded by the extension line E1, the extension line E2, and the connection portion C.

欠除部分の総面積S(=S1+S2)の割合R1は、下記式(1)により求められる。
R1=S/(A+S) (1)
極板の面積Aと欠除部分の総面積Sとの合計(=A+S)としては、既述の矩形Aの面積を用いるものとする。矩形Aの面積は、矩形Aの高さHと幅Wとの積である。
The ratio R1 of the total area S (= S1 + S2) of the missing portion is calculated by the following formula (1).
R1 = S / (A + S) (1)
As the total (= A + S) of the area A of the electrode plate and the total area S of the missing portion, the area of the rectangle A described above is used. The area of the rectangle A is the product of the height H and the width W of the rectangle A.

正極板の下部における欠除部分の総面積Sは、例えば、1cm以上であり、2cm以上であってもよい。総面積Sは、例えば、7cm以下であり、4.5cm以下であってもよい。 The total area S of the cutout portion in the lower part of the positive electrode plate is, for example, 1 cm 2 or more, and may be 2 cm 2 or more. The total area S is, for example, 7 cm 2 or less, and may be 4.5 cm 2 or less.

総面積Sは、1cm以上(または2cm以上)7cm以下、あるいは1cm以上(または2cm以上)4.5cm以下であってもよい。 The total area S may be 1 cm 2 or more (or 2 cm 2 or more) 7 cm 2 or less, or 1 cm 2 or more (or 2 cm 2 or more) 4.5 cm 2 or less.

正極板の下部の一対の隅部の双方が面取りされている場合、各隅部に形成される欠除部分の面積S1と面積S2とは同じであってもよく、異なっていてもよい。また、各隅部に形成される欠除部分を極板の正面から見たときの形状は、同じであってもよく、異なっていてもよい。 When both of the pair of corners at the bottom of the positive electrode plate are chamfered, the areas S1 and S2 of the cutout portions formed in each corner may be the same or different. Further, the shape of the cutout portion formed in each corner when viewed from the front of the electrode plate may be the same or different.

下部の隅部が面取りされた状態の正極板は、未化成または化成後の正極板を作製した後に、下部の隅部を除去することにより作製してもよい。また、下部の隅部が面取りされた状態の正極板は、正極集電体の正極板の下部に相当する部分において、一対の隅部の少なくとも一方が面取りされた状態の正極集電体を用いて作製してもよい。隅部が面取りされた状態の正極集電体は、各隅部に角部が存在する状態で作製された正極集電体の角部およびその周辺部分を面取りすることにより形成してもよい。また、正極集電体を作製する際に、面取りされた状態の隅部を形成してもよい。例えば、打ち抜き加工により正極集電体を形成する場合には、隅部が面取りされた形状に打ち抜き加工される。鋳造により正極集電体を形成する場合には、隅部を面取りした形状の型を用いて鋳造することにより隅部が面取りされた状態の正極集電体が形成される。 The positive electrode plate in a state where the lower corners are chamfered may be produced by preparing an unchemical or chemicalized positive electrode plate and then removing the lower corners. For the positive electrode plate with the lower corners chamfered, a positive electrode current collector with at least one of the pair of corners chamfered is used in the portion corresponding to the lower part of the positive electrode plate of the positive electrode current collector. May be produced. The positive electrode current collector with the corners chamfered may be formed by chamfering the corners and peripheral portions of the positive electrode current collector manufactured with the corners present at each corner. Further, when the positive electrode current collector is manufactured, the corners in a chamfered state may be formed. For example, when the positive electrode current collector is formed by punching, the corners are chamfered. When a positive electrode current collector is formed by casting, a positive electrode current collector with chamfered corners is formed by casting using a mold having a chamfered corner.

正極板に含まれる正極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する正極活物質(二酸化鉛もしくは硫酸鉛)を含む。正極電極材料は、必要に応じて、他の添加剤(補強材など)を含んでもよい。 The positive electrode material contained in the positive electrode plate contains a positive electrode active material (lead dioxide or lead sulfate) whose capacity is developed by a redox reaction. The positive electrode material may contain other additives (reinforcing material, etc.), if necessary.

添加剤の補強材としては、例えば、繊維(無機繊維、有機繊維など)が挙げられる。有機繊維を構成する樹脂(または高分子)としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂など)、ポリエステル系樹脂(ポリアルキレンアリーレート(ポリエチレンテレフタレートなど)を含む)、およびセルロース類(セルロース、セルロース誘導体(セルロースエーテル、セルロースエステルなど)など)からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。セルロース類には、レーヨンも含まれる。 Examples of the reinforcing material of the additive include fibers (inorganic fibers, organic fibers, etc.). Examples of the resin (or polymer) constituting the organic fiber include acrylic resin, polyolefin resin (polypropylene resin, polyethylene resin, etc.), and polyester resin (including polyalkylene allylate (polyethylene terephthalate, etc.)). , And at least one selected from the group consisting of celluloses (cellulose, cellulose derivatives (cellulose ether, cellulose ester, etc.), etc.). Cellulose also includes rayon.

正極電極材料中の補強材の量は、例えば、0.03質量%以上である。また、正極電極材料中の補強材の量は、例えば、0.5質量%以下である。 The amount of the reinforcing material in the positive electrode material is, for example, 0.03% by mass or more. Further, the amount of the reinforcing material in the positive electrode electrode material is, for example, 0.5% by mass or less.

正極電極材料中の補強材の量は、次の手順で求めることができる。補強材の分析は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した正極板から採取した正極電極材料を用いて行われる。 The amount of the reinforcing material in the positive electrode material can be determined by the following procedure. The analysis of the reinforcing material is performed using the positive electrode material collected from the positive electrode plate taken out from the fully charged lead-acid battery.

正極電極材料は、次の手順で正極板から回収される。まず、満充電状態の鉛蓄電池を解体し、入手した正極板を3〜4時間水洗することにより、正極板中の電解液を取り除く。水洗した正極板を60℃±5℃の恒温槽で5時間以上乾燥する。乾燥後に、正極板に貼付部材が含まれる場合には、剥離により正極板から貼付部材が除去される。正極板を正面から見たときに上下および左右の中央付近から正極電極材料を採取することにより、分析用の正極電極材料(以下、サンプルAと称する)が得られる。サンプルAは必要に応じて粉砕して分析に用いられる。 The positive electrode material is recovered from the positive electrode plate by the following procedure. First, the lead storage battery in a fully charged state is disassembled, and the obtained positive electrode plate is washed with water for 3 to 4 hours to remove the electrolytic solution in the positive electrode plate. The positive electrode plate washed with water is dried in a constant temperature bath at 60 ° C. ± 5 ° C. for 5 hours or more. If the positive electrode plate contains a sticking member after drying, the sticking member is removed from the positive electrode plate by peeling. By collecting the positive electrode material from the vicinity of the center of the top, bottom, left and right when the positive electrode plate is viewed from the front, a positive electrode material for analysis (hereinafter referred to as sample A) can be obtained. Sample A is pulverized as necessary and used for analysis.

粉砕されたサンプルAを採取し、正確に秤量する。次いで、サンプルAを、硝酸水溶液(濃度:25質量%)および酒石酸水溶液(濃度:500g/L)の混合溶液(硝酸水溶液と酒石酸水溶液との混合比(体積比)=7:2)に添加し、加熱下で攪拌しながら可溶分を溶解させる。得られる混合物を、メンブレンフィルター(平均孔径:0.45μm以下)を用いて濾過する。これにより、正極電極材料に含まれる補強材が、濾紙上の固形物として得られる。得られた固形物を水洗および乾燥する。乾燥物の質量を測定する。乾燥物の質量がサンプルAの質量に占める比率(百分率)を求める。この比率が正極電極材料中の補強材の量に相当する。 The crushed sample A is taken and weighed accurately. Next, sample A is added to a mixed solution of an aqueous nitric acid solution (concentration: 25% by mass) and an aqueous tartrate acid solution (concentration: 500 g / L) (mixing ratio (volume ratio) of the aqueous nitrate solution and the aqueous tartrate acid solution = 7: 2). Dissolve the solubles while stirring under heating. The resulting mixture is filtered using a membrane filter (average pore size: 0.45 μm or less). As a result, the reinforcing material contained in the positive electrode electrode material is obtained as a solid substance on the filter paper. The obtained solid is washed with water and dried. Measure the mass of the dry matter. The ratio (percentage) of the mass of the dried product to the mass of the sample A is obtained. This ratio corresponds to the amount of reinforcing material in the positive electrode material.

未化成のペースト式正極板は、正極集電体に、正極ペーストを充填し、熟成および乾燥することにより得られる。正極ペーストは、鉛粉、アンチモン化合物、および必要に応じて他の添加剤(補強材など)に、水および硫酸を加えて混練することで調製される。 The unchemical paste type positive electrode plate is obtained by filling a positive electrode current collector with a positive electrode paste, aging and drying. The positive electrode paste is prepared by adding water and sulfuric acid to lead powder, an antimony compound, and if necessary, other additives (reinforcing material, etc.) and kneading.

未化成の正極板を化成することにより正極板が得られる。化成は、鉛蓄電池の電槽内の硫酸を含む電解液中に、未化成の正極板を含む極板群を浸漬させた状態で、極板群を充電することにより行うことができる。ただし、化成は、鉛蓄電池または極板群の組み立て前に行ってもよい。 A positive electrode plate can be obtained by forming an unchemical positive electrode plate. The chemical conversion can be carried out by charging the electrode plate group in a state where the electrode plate group including the unchemical positive electrode plate is immersed in the electrolytic solution containing sulfuric acid in the electric tank of the lead storage battery. However, the chemical formation may be performed before assembling the lead-acid battery or the electrode plate group.

(負極板)
鉛蓄電池の負極板は、負極集電体と、負極電極材料とで構成されている。負極集電体は、正極集電体の場合と同様にして形成できる。
(Negative electrode plate)
The negative electrode plate of a lead storage battery is composed of a negative electrode current collector and a negative electrode material. The negative electrode current collector can be formed in the same manner as in the case of the positive electrode current collector.

負極集電体に用いる鉛合金は、Pb−Sb系合金、Pb−Ca系合金、Pb−Ca−Sn系合金のいずれであってもよい。これらの鉛もしくは鉛合金は、更に、添加元素として、Ba、Ag、Al、Bi、As、Se、Cuなどからなる群より選択された少なくとも1種を含んでもよい。負極集電体は、組成の異なる鉛合金層を有してもよく、合金層は1層であってもよく、複数層でもよい。 The lead alloy used for the negative electrode current collector may be any of a Pb-Sb-based alloy, a Pb-Ca-based alloy, and a Pb-Ca-Sn-based alloy. These leads or lead alloys may further contain, as an additive element, at least one selected from the group consisting of Ba, Ag, Al, Bi, As, Se, Cu and the like. The negative electrode current collector may have lead alloy layers having different compositions, and the alloy layer may be one layer or a plurality of layers.

負極板の下部の一対の隅部の少なくとも一方は面取りされていてもよい。隅部が面取りされている場合、隅部には、負極板が欠除した部分(欠除部分)が形成される。負極板の下部の隅部の双方が面取りされていなくてもよい。 At least one of the pair of corners at the bottom of the negative electrode plate may be chamfered. When the corner portion is chamfered, a portion (removed portion) in which the negative electrode plate is cut off is formed in the corner portion. Both lower corners of the negative electrode plate may not be chamfered.

負極板の隅部が面取りされている場合、負極板について、正極板の場合に準じて求められる下部の隅部における総面積Sが、負極板の面積Aおよび欠除部分の総面積Sの合計に占める割合R1は、正極について記載した範囲から選択してもよい。 When the corners of the negative electrode plate are chamfered, the total area S in the lower corners of the negative electrode plate obtained according to the case of the positive electrode plate is the total area A of the negative electrode plate and the total area S of the missing portion. The ratio R1 to the positive electrode may be selected from the range described for the positive electrode.

負極板の下部の一対の隅部の双方が面取りされている場合、各隅部に形成される欠除部分の面積S1と面積S2とは同じであってもよく、異なっていてもよい。また、各隅部に形成される欠除部分を極板の正面から見たときの形状は、同じであってもよく、異なっていてもよい。 When both of the pair of corners at the bottom of the negative electrode plate are chamfered, the areas S1 and S2 of the cutout portions formed in each corner may be the same or different. Further, the shape of the cutout portion formed in each corner when viewed from the front of the electrode plate may be the same or different.

対向する正極板と負極板とで、対向する欠除部分の面積S1同士は、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、対向する欠除部分の面積S2同士は同じであってもよく、異なっていてもよい。対向する欠除部分同士の形状は同じであってもよく、異なっていてもよい。 The areas S1 of the notched portions facing each other between the positive electrode plate and the negative electrode plate facing each other may be the same or different. Further, the areas S2 of the opposing cutout portions may be the same or different from each other. The shapes of the opposing cutout portions may be the same or different.

負極板の下部の隅部において、欠除部分が形成されていなかったり、欠除部分の面積が対向する正極板の隅部の欠除部分の面積よりも小さかったりすると、正極板と対向しない非対向部が形成される。負極板が、下部の隅部において、このような非対向部を有する場合、わずかではあるが、水素ガスの発生量が増加し、電解液の対流が起こり易くなるため、成層化を抑制する観点から、さらに有利である。 If the cut-off portion is not formed in the lower corner of the negative electrode plate, or if the area of the cut-off portion is smaller than the area of the cut-off portion in the corner of the positive electrode plate facing the negative electrode plate, the non-cutting portion does not face the positive electrode plate. Opposing portions are formed. When the negative electrode plate has such a non-opposing portion in the lower corner, the amount of hydrogen gas generated increases, and convection of the electrolytic solution is likely to occur, so that stratification is suppressed. Therefore, it is even more advantageous.

正極板を負極板に重ねた状態を、正極板の正面から見たときに、負極板の下部の隅部における非対向部の総面積S0が、負極板の面積Aおよび欠除部分の総面積S(=S1+S2)の合計に占める割合R2は、例えば、0.1%以上または0.5%以上である。電解液の拡散効果がより高まる観点からは、割合R2は、1%以上が好ましく、2%以上がより好ましい。沈降した正極電極材料の浮遊を抑制する効果が高まる観点からは、非対向部の割合R2は、6%以下が好ましく、4%以下がより好ましい。 When the positive electrode plate is stacked on the negative electrode plate and viewed from the front of the positive electrode plate, the total area S0 of the non-opposing portion in the lower corner of the negative electrode plate is the area A of the negative electrode plate and the total area of the missing portion. The ratio R2 in the total of S (= S1 + S2) is, for example, 0.1% or more or 0.5% or more. From the viewpoint of further enhancing the diffusion effect of the electrolytic solution, the ratio R2 is preferably 1% or more, more preferably 2% or more. From the viewpoint of enhancing the effect of suppressing the floating of the settled positive electrode material, the ratio R2 of the non-opposing portion is preferably 6% or less, more preferably 4% or less.

非対向部の割合R2は、0.1%以上6%以下(または4%以下)、0.5%以上6%以下(または4%以下)、1%以上6%以下(または4%以下)、あるいは2%以上6%以下(または4%以下)であってもよい。 The ratio R2 of the non-opposing portion is 0.1% or more and 6% or less (or 4% or less), 0.5% or more and 6% or less (or 4% or less), 1% or more and 6% or less (or 4% or less). , Or 2% or more and 6% or less (or 4% or less).

非対向部の総面積S0の割合R2は、下記式(2)により求められる。
R2=S0/(A+S) (2)
極板の面積Aと欠除部分の総面積Sとの合計(=A+S)としては、既述の矩形Aの面積を用いるものとする。矩形Aの面積は、矩形Aの高さHと幅Wとの積である。面積Aおよび総面積Sは、正極板の場合に準じて求めることができる。
The ratio R2 of the total area S0 of the non-opposing portion is calculated by the following equation (2).
R2 = S0 / (A + S) (2)
As the total (= A + S) of the area A of the electrode plate and the total area S of the missing portion, the area of the rectangle A described above is used. The area of the rectangle A is the product of the height H and the width W of the rectangle A. The area A and the total area S can be obtained according to the case of the positive electrode plate.

非対向部の総面積S0は、対向する正極板および負極板について、正極板を負極板に重ねた状態を、正極板の正面から見たときに、負極板の下部の各隅部における非対向部の投影面積の合計である。総面積S0は、対向する正極板および負極板について、正極板を負極板に重ねた状態を、正極板の正面から撮影した写真において、非対向部と、それ以外の部分とを二値化処理し、各隅部における非対向部の各面積を求め、合計することにより求められる。 The total area S0 of the non-opposing portion is the non-opposing portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate facing each other at each corner of the lower portion of the negative electrode plate when the positive electrode plate is overlapped on the negative electrode plate and viewed from the front of the positive electrode plate. It is the total projected area of the part. The total area S0 is obtained by binarizing the non-opposed portion and the other portion in a photograph taken from the front of the positive electrode plate in a state where the positive electrode plate is overlapped on the negative electrode plate with respect to the facing positive electrode plate and the negative electrode plate. However, it is obtained by finding and summing each area of the non-opposing portions in each corner.

負極板の下部の隅部における非対向部の総面積S0は、例えば、1cm以上であり、2cm以上であってもよい。総面積S0は、例えば、7cm以下であり、4.5cm以下であってもよい。 The total area S0 of the non-opposing portion in the lower corner of the negative electrode plate is, for example, 1 cm 2 or more, and may be 2 cm 2 or more. The total area S0 is, for example, 7 cm 2 or less, and may be 4.5 cm 2 or less.

総面積S0は、1cm以上(または2cm以上)7cm以下、あるいは1cm以上(または2cm以上)4.5cm以下であってもよい。 The total area S0 may be 1 cm 2 or more (or 2 cm 2 or more) 7 cm 2 or less, or 1 cm 2 or more (or 2 cm 2 or more) 4.5 cm 2 or less.

下部の隅部が面取りされた状態の負極板は、正極板の場合に準じて作製できる。 The negative electrode plate with the lower corners chamfered can be manufactured in the same manner as in the case of the positive electrode plate.

負極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する負極活物質(鉛もしくは硫酸鉛)を含む。負極電極材料は、Tl元素を含む。負極電極材料は、Sb元素を含んでいてもよい。また、負極電極材料は、有機防縮剤、炭素質材料、硫酸バリウムなどを含んでもよい。負極電極材料は、必要に応じて、他の添加剤(補強材など)を含んでもよい。 The negative electrode material contains a negative electrode active material (lead or lead sulfate) that develops a capacity by a redox reaction. The negative electrode material contains a Tl element. The negative electrode material may contain Sb element. Further, the negative electrode electrode material may contain an organic shrinkage proofing agent, a carbonaceous material, barium sulfate and the like. The negative electrode material may contain other additives (reinforcing material, etc.), if necessary.

負極電極材料中のTl元素の含有量は、質量基準で、1ppm以上である。Tl元素の質量基準の含有量が1ppm未満である場合、成層化を抑制する効果が低く、IS寿命性能の十分な向上効果を確保することが難しい。成層化のより高い抑制効果が得られ易い観点からは、負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量は、2.5ppm以上または3ppm以上が好ましく、8ppm以上または9ppm以上であってもよい。負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量は、33ppm未満である。Tl元素の質量基準の含有量が33ppm以上になると、負極板における充電量の増加が顕著になり、これにより、充電時の正極集電体の腐食が進行することで、IS寿命性能が低下する。正極集電体の腐食の進行を抑制して、より高いIS寿命性能が得られる観点からは、負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量は、31ppm以下であることが好ましく、30ppm以下がより好ましい。 The content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more on a mass basis. When the mass-based content of the Tl element is less than 1 ppm, the effect of suppressing stratification is low, and it is difficult to secure a sufficient effect of improving the IS life performance. From the viewpoint that a higher inhibitory effect on stratification can be easily obtained, the mass-based content of the Tl element in the negative electrode electrode material is preferably 2.5 ppm or more or 3 ppm or more, and may be 8 ppm or more or 9 ppm or more. .. The mass-based content of Tl element in the negative electrode material is less than 33 ppm. When the mass-based content of the Tl element is 33 ppm or more, the charge amount in the negative electrode plate increases remarkably, which causes the corrosion of the positive electrode current collector during charging to progress and the IS life performance to deteriorate. .. From the viewpoint of suppressing the progress of corrosion of the positive electrode current collector and obtaining higher IS life performance, the mass-based content of Tl element in the negative electrode electrode material is preferably 31 ppm or less, preferably 30 ppm or less. Is more preferable.

負極電極材料中のTl元素の含有量は、質量基準で、1ppm以上33ppm未満(または31ppm以下)、2.5ppm以上33ppm未満(または31ppm以下)、3ppm以上33ppm未満(または31ppm以下)、8ppm以上33ppm未満(または31ppm以下)、9ppm以上33ppm未満(または31ppm以下)、1ppm以上(または2.5ppm以上)30ppm以下、3ppm以上(または8ppm以上)30ppm以下、あるいは9ppm以上30ppm以下であってもよい。 The content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm (or 31 ppm or less), 2.5 ppm or more and less than 33 ppm (or 31 ppm or less), 3 ppm or more and less than 33 ppm (or 31 ppm or less), 8 ppm or more on a mass basis. It may be less than 33 ppm (or 31 ppm or less), 9 ppm or more and less than 33 ppm (or 31 ppm or less), 1 ppm or more (or 2.5 ppm or more) 30 ppm or less, 3 ppm or more (or 8 ppm or more) 30 ppm or less, or 9 ppm or more and 30 ppm or less. ..

負極電極材料中のSb元素の含有量は、質量基準で、40ppm以下であり、35ppm以下であってもよい。Sb元素の含有量が40ppmより大きくなると、自己放電が大きくなる。その結果、IS寿命性能が低下する。 The content of the Sb element in the negative electrode electrode material is 40 ppm or less based on the mass, and may be 35 ppm or less. When the content of the Sb element is larger than 40 ppm, the self-discharge becomes large. As a result, the IS life performance is reduced.

有機防縮剤としては、リグニン、リグニンスルホン酸またはその塩、合成有機防縮剤(フェノール化合物のホルムアルデヒド縮合物など)などが挙げられる。負極電極材料は、有機防縮剤を一種含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。 Examples of the organic shrinkage proofing agent include lignin, lignin sulfonic acid or a salt thereof, a synthetic organic shrinkage proofing agent (formaldehyde condensate of a phenol compound, etc.) and the like. The negative electrode electrode material may contain one kind of organic shrinkage proofing agent, or may contain two or more kinds.

負極電極材料中の有機防縮剤の含有量は、例えば、0.01質量%以上である。有機防縮剤の含有量は、例えば、1質量%以下である。 The content of the organic shrinkage barrier in the negative electrode electrode material is, for example, 0.01% by mass or more. The content of the organic shrinkage proofing agent is, for example, 1% by mass or less.

炭素質材料としては、カーボンブラック、黒鉛(人造黒鉛、天然黒鉛など)、ハードカーボン、ソフトカーボンなどが挙げられる。負極電極材料は、炭素質材料を一種含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。 Examples of carbonaceous materials include carbon black, graphite (artificial graphite, natural graphite, etc.), hard carbon, soft carbon, and the like. The negative electrode material may contain one kind of carbonaceous material, or may contain two or more kinds of carbonaceous material.

負極電極材料中の炭素質材料の含有量は、例えば、0.1質量%以上である。炭素質材料の含有量は、例えば、3質量%以下であってもよい。 The content of the carbonaceous material in the negative electrode electrode material is, for example, 0.1% by mass or more. The content of the carbonaceous material may be, for example, 3% by mass or less.

負極電極材料中の硫酸バリウムの含有量は、例えば、0.1質量%以上である。硫酸バリウムの含有量は、例えば、3質量%以下である。 The content of barium sulfate in the negative electrode electrode material is, for example, 0.1% by mass or more. The content of barium sulfate is, for example, 3% by mass or less.

補強材としては、例えば、繊維(無機繊維、有機繊維(正極電極材料の補強材について記載した樹脂で構成された有機繊維など)など)が挙げられる。 Examples of the reinforcing material include fibers (inorganic fibers, organic fibers (organic fibers composed of the resin described for the reinforcing material of the positive electrode electrode material, etc.)).

負極電極材料中の補強材の量は、例えば、0.03質量%以上である。また、負極電極材料中の補強材の量は、例えば、0.5質量%以下である。 The amount of the reinforcing material in the negative electrode electrode material is, for example, 0.03% by mass or more. The amount of the reinforcing material in the negative electrode electrode material is, for example, 0.5% by mass or less.

充電状態の負極活物質は、海綿状鉛であるが、未化成の負極板は、通常、鉛粉を用いて作製される。 The negative electrode active material in the charged state is spongy lead, but the unchemical negative electrode plate is usually produced by using lead powder.

負極板は、負極集電体に、負極ペーストを充填し、熟成および乾燥することにより未化成の負極板を作製し、その後、未化成の負極板を化成することにより形成できる。負極ペーストは、鉛粉と有機防縮剤および必要に応じて各種添加剤に、水と硫酸を加えて混練することで作製する。負極電極材料がTl元素を含む負極板は、例えば、添加剤として、Tl化合物(酸化物、塩など)を用いることにより形成できる。負極電極材料がSb元素を含む負極板は、例えば、添加剤として、Sb化合物(酸化物、塩など)を用いることにより形成できる。 The negative electrode plate can be formed by filling a negative electrode current collector with a negative electrode paste, aging and drying to produce an unchemical negative electrode plate, and then forming an unchemical negative electrode plate. The negative electrode paste is prepared by adding water and sulfuric acid to lead powder, an organic shrink-proofing agent and, if necessary, various additives, and kneading them. The negative electrode plate in which the negative electrode material contains a Tl element can be formed, for example, by using a Tl compound (oxide, salt, etc.) as an additive. The negative electrode plate in which the negative electrode material contains the Sb element can be formed, for example, by using an Sb compound (oxide, salt, etc.) as an additive.

熟成工程では、室温より高温かつ高湿度で、未化成の負極板を熟成させることが好ましい。 In the aging step, it is preferable to ripen the unchemical negative electrode plate at a temperature higher than room temperature and high humidity.

化成は、鉛蓄電池の電槽内の硫酸を含む電解液中に、未化成の負極板を含む極板群を浸漬させた状態で、極板群を充電することにより行うことができる。ただし、化成は、鉛蓄電池または極板群の組み立て前に行ってもよい。化成により、海綿状鉛が生成する。 The chemical conversion can be carried out by charging the electrode plate group in a state where the electrode plate group including the unchemical negative electrode plate is immersed in the electrolytic solution containing sulfuric acid in the electric tank of the lead storage battery. However, the chemical formation may be performed before assembling the lead-acid battery or the electrode plate group. The formation produces spongy lead.

(負極電極材料またはその構成成分の分析)
以下、負極電極材料中の有機防縮剤、炭素質材料、硫酸バリウム、補強材、Tl元素およびSb元素の定量方法について記載する。負極電極材料の構成成分の定量分析は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板から採取した負極電極材料を用いて行われる。
(Analysis of negative electrode material or its constituents)
Hereinafter, a method for quantifying an organic shrinkage proofing agent, a carbonaceous material, barium sulfate, a reinforcing material, a Tl element and an Sb element in the negative electrode electrode material will be described. Quantitative analysis of the constituent components of the negative electrode material is performed using the negative electrode material collected from the negative electrode plate taken out from the fully charged lead-acid battery.

負極電極材料は、次の手順で負極板から回収される。まず、満充電状態の鉛蓄電池を解体して分析対象の負極板を入手する。入手した負極板を水洗し、負極板から硫酸分を除去する。水洗は、水洗した負極板表面にpH試験紙を押し当て、試験紙の色が変化しないことが確認されるまで行う。ただし、水洗を行う時間は、2時間以内とする。水洗した負極板は、減圧環境下、60±5℃で6時間程度乾燥する。乾燥後に、負極板に貼付部材が含まれる場合には、剥離により負極板から貼付部材が除去される。次に、負極板から負極電極材料を分離してすることによりサンプル(以下、サンプルBと称する)を得る。サンプルBは、必要に応じて粉砕され、分析に供される。 The negative electrode material is recovered from the negative electrode plate by the following procedure. First, a fully charged lead-acid battery is disassembled to obtain a negative electrode plate to be analyzed. The obtained negative electrode plate is washed with water to remove sulfuric acid from the negative electrode plate. Wash with water by pressing the pH test paper against the surface of the negative electrode plate washed with water until it is confirmed that the color of the test paper does not change. However, the time for washing with water shall be within 2 hours. The negative electrode plate washed with water is dried at 60 ± 5 ° C. for about 6 hours under a reduced pressure environment. If the negative electrode plate contains a sticking member after drying, the sticking member is removed from the negative electrode plate by peeling. Next, a sample (hereinafter referred to as sample B) is obtained by separating the negative electrode material from the negative electrode plate. Sample B is crushed as needed and subjected to analysis.

《有機防縮剤、Tl元素およびSb元素の定量》
粉砕されたサンプルBを1mol/LのNaOH水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。抽出された有機防縮剤を含むNaOH水溶液から不溶成分を濾過で除き、濾液(以下、濾液Cとも称する。)回収する。
<< Quantification of organic shrinkage proofing agent, Tl element and Sb element >>
The crushed sample B is immersed in a 1 mol / L NaOH aqueous solution to extract an organic shrinkage proofing agent. The insoluble component is removed by filtration from the extracted NaOH aqueous solution containing the organic shrinkage proofing agent, and the filtrate (hereinafter, also referred to as filtrate C) is recovered.

濾液Cの所定量を測り取り、必要に応じてイオン交換水で希釈して定容する。濾液または希釈された濾液を、Tl元素およびSb元素の定量用の溶液として用いる。誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)発光分光法により、溶液中のTi元素およびSb元素のそれぞれの発光強度を測定する。そして、予め作成した検量線を用いて溶液中に含まれるTl元素およびSb元素のそれぞれの質量を求める。得られたTl元素およびSb元素のそれぞれの質量と、測り取った濾液Cの量とから、分析に供したサンプルBの質量に占めるTl元素およびSb元素のそれぞれの割合を、負極電極材料中のTl元素およびSb元素のそれぞれの含有量として求める。ICP発光分光法による分析は、日立ハイテクサイエンス社製のSPECTRO−ARCOSを用いて行われる。 A predetermined amount of the filtrate C is measured, diluted with ion-exchanged water as necessary, and the volume is adjusted. The filtrate or diluted filtrate is used as a solution for quantification of element Tl and element Sb. Inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy measures the emission intensity of each of the Ti and Sb elements in a solution. Then, the masses of the Tl element and the Sb element contained in the solution are obtained using the calibration curve prepared in advance. From the respective masses of the obtained Tl element and Sb element and the measured amount of the filtrate C, the ratio of each of the Tl element and the Sb element to the mass of the sample B subjected to the analysis was determined in the negative electrode electrode material. It is determined as the content of each of the Tl element and the Sb element. Analysis by ICP emission spectroscopy is performed using SPECTRO-ARCOS manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation.

濾液Cの所定量を測り取り、脱塩した後、濃縮し、乾燥すれば、有機防縮剤の粉末(以下、サンプルDとも称する。)が得られる。脱塩は、脱塩カラムを用いて行うか、濾液Cをイオン交換膜に通すことにより行うか、もしくは、濾液Cを透析チューブに入れて蒸留水中に浸すことにより行われる。 A predetermined amount of the filtrate C is measured, desalted, concentrated, and dried to obtain a powder of an organic shrinkage proofing agent (hereinafter, also referred to as sample D). Desalting is performed using a desalting column, by passing the filtrate C through an ion exchange membrane, or by placing the filtrate C in a dialysis tube and immersing it in distilled water.

サンプルDの赤外分光スペクトル、サンプルDを蒸留水等に溶解して得られる溶液の紫外可視吸収スペクトル、サンプルDを重水等の溶媒に溶解して得られる溶液のNMRスペクトル、または物質を構成している個々の化合物の情報を得ることができる熱分解GC−MSなどから得た情報を組み合わせて、有機防縮剤を特定する。 It constitutes an infrared spectroscopic spectrum of sample D, an ultraviolet-visible absorption spectrum of a solution obtained by dissolving sample D in distilled water or the like, an NMR spectrum of a solution obtained by dissolving sample D in a solvent such as heavy water, or a substance. The organic shrink-proofing agent is specified by combining the information obtained from the thermal decomposition GC-MS or the like which can obtain the information of the individual compounds.

上記濾液Cの紫外可視吸収スペクトルを測定する。スペクトル強度と予め作成した検量線と測り取った濾液Cの量とサンプルBの質量とから、負極電極材料中の有機防縮剤の含有量を定量する。分析対象の有機防縮剤の構造式の厳密な特定ができず、同一の有機防縮剤の検量線を使用できない場合は、分析対象の有機防縮剤と類似の紫外可視吸収スペクトル、赤外分光スペクトル、NMRスペクトルなどを示す、入手可能な有機防縮剤を使用して検量線を作成する。 The ultraviolet-visible absorption spectrum of the filtrate C is measured. The content of the organic shrinkage barrier in the negative electrode electrode material is quantified from the spectral intensity, the calibration curve prepared in advance, the measured amount of the filtrate C, and the mass of the sample B. If the structural formula of the organic shrinkage proofing agent to be analyzed cannot be specified exactly and the calibration curve of the same organic shrinkage proofing agent cannot be used, an ultraviolet-visible absorption spectrum or an infrared spectroscopic spectrum similar to that of the organic shrinkage proofing agent to be analyzed, A calibration curve is prepared using an available organic shrink-proofing agent showing an NMR spectrum or the like.

《炭素質材料、硫酸バリウム、および補強材の定量》
粉砕されたサンプルB10gに対し、20質量%濃度の硝酸を50mL加え、約20分加熱し、鉛成分を鉛イオンとして溶解させる。次に、得られた溶液を濾過して、炭素質材料、硫酸バリウム等の固形分を濾別する。
<< Quantification of carbonaceous materials, barium sulfate, and reinforcing materials >>
To 10 g of the crushed sample B, 50 mL of nitric acid having a concentration of 20% by mass is added and heated for about 20 minutes to dissolve the lead component as lead ions. Next, the obtained solution is filtered to separate solids such as carbonaceous material and barium sulfate.

得られた固形分を水中に分散させて分散液とした後、篩いを用いて分散液から補強材を回収する。補強材を、水洗および乾燥し、質量を測定する。乾燥物の質量がサンプルBの質量に占める比率(百分率)を求める。この比率が負極電極材料中の補強材の量に相当する。 The obtained solid content is dispersed in water to form a dispersion liquid, and then the reinforcing material is recovered from the dispersion liquid using a sieve. The reinforcing material is washed with water and dried, and the mass is measured. The ratio (percentage) of the mass of the dried product to the mass of the sample B is obtained. This ratio corresponds to the amount of reinforcing material in the negative electrode material.

補強材を除去した後の分散液に対し、予め質量を測定したメンブレンフィルターを用いて吸引ろ過を施し、濾別された試料とともにメンブレンフィルターを110℃±5℃の乾燥器で乾燥する。得られる試料は、炭素質材料と硫酸バリウムとの混合試料(以下、サンプルEとも称する)である。乾燥後のサンプルEとメンブレンフィルターとの合計質量からメンブレンフィルターの質量を差し引いて、サンプルEの質量(M)を測定する。その後、乾燥後のサンプルEをメンブレンフィルターとともに坩堝に入れ、700℃以上で灼熱灰化させる。残った残渣は酸化バリウムである。酸化バリウムの質量を硫酸バリウムの質量に変換して硫酸バリウムの質量(M)を求める。質量Mから質量Mを差し引いて炭素質材料の質量を算出する。 After removing the reinforcing material, the dispersion liquid is suction-filtered using a membrane filter whose mass has been measured in advance, and the membrane filter is dried together with the filtered sample in a dryer at 110 ° C. ± 5 ° C. The obtained sample is a mixed sample of a carbonaceous material and barium sulfate (hereinafter, also referred to as sample E). The mass of the sample E (M m ) is measured by subtracting the mass of the membrane filter from the total mass of the sample E and the membrane filter after drying. Then, the dried sample E is put into a crucible together with a membrane filter and incinerated at 700 ° C. or higher. The remaining residue is barium oxide. The mass of the barium oxide is converted to the mass of the barium sulfate determining the mass of barium sulfate (M B). Calculating the mass of the carbonaceous material from the mass M m by subtracting the mass M B.

(セパレータ)
セパレータは、シート状であってもよい。また、シートを蛇腹状に折り曲げたものをセパレータとして用いてもよい。セパレータは袋状に形成してもよく、正極板または負極板のうちのいずれか一方を袋状のセパレータに包んでもよい。沈降した正極電極材料を介して、正極板と負極板とが短絡することを抑制し易い観点からは、袋状のセパレータで負極板を収容することが好ましい。
(Separator)
The separator may be in the form of a sheet. Further, a sheet bent in a bellows shape may be used as a separator. The separator may be formed in a bag shape, or either a positive electrode plate or a negative electrode plate may be wrapped in a bag-shaped separator. From the viewpoint of easily suppressing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate via the sedimented positive electrode material, it is preferable to accommodate the negative electrode plate with a bag-shaped separator.

セパレータは、例えば、ポリマー材料(以下、ベースポリマーとも称する。)と、造孔剤と、浸透剤(界面活性剤)とを含む樹脂組成物をシート状に押し出し成形した後、造孔剤を除去することにより得られる。少なくとも一部の造孔剤を除去することで、ベースポリマーのマトリックス中に微細孔が形成される。樹脂組成物は、さらに無機粒子を含んでもよい。シート状のセパレータは、必要に応じて、蛇腹状に折り曲げたり、袋状に加工したりしてもよい。 The separator is formed by extruding a resin composition containing, for example, a polymer material (hereinafter, also referred to as a base polymer), a pore-forming agent, and a penetrant (surfactant) into a sheet, and then removing the pore-forming agent. Obtained by doing. By removing at least a part of the pore-forming agent, micropores are formed in the matrix of the base polymer. The resin composition may further contain inorganic particles. The sheet-shaped separator may be bent into a bellows shape or processed into a bag shape, if necessary.

セパレータに含まれるベースポリマーとしては、少なくともポリオレフィンが用いられる。ベースポリマーとして、ポリオレフィンと他のベースポリマーとを併用してもよい。他のベースポリマーとしては、鉛蓄電池のセパレータに使用されるものであれば特に制限されない。セパレータに含まれるベースポリマー全体に占めるポリオレフィンの比率は、例えば、50質量%以上であり、80質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよい。ポリオレフィンの比率は、例えば、100質量%以下である。ベースポリマーをポリオレフィンのみで構成してもよい。 At least polyolefin is used as the base polymer contained in the separator. As the base polymer, polyolefin and other base polymers may be used in combination. The other base polymer is not particularly limited as long as it is used as a separator for a lead storage battery. The ratio of the polyolefin to the total base polymer contained in the separator is, for example, 50% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more. The proportion of polyolefin is, for example, 100% by mass or less. The base polymer may be composed only of polyolefin.

ポリオレフィンとしては、例えば、少なくともC2−3オレフィンをモノマー単位として含む重合体が挙げられる。C2−3オレフィンとして、エチレンおよびプロピレンからなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、C2−3オレフィンをモノマー単位として含む共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体)がより好ましい。ポリオレフィンの中では、少なくともエチレン単位を含むポリオレフィン(ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体など)を用いることが好ましい。エチレン単位を含むポリオレフィン(ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体など)と他のポリオレフィンとを併用してもよい。 Examples of the polyolefin include polymers containing at least C2-3 olefin as a monomer unit. Examples of the C2-3 olefin include at least one selected from the group consisting of ethylene and propylene. As the polyolefin, for example, a copolymer containing polyethylene, polypropylene, or C2-3 olefin as a monomer unit (for example, an ethylene-propylene copolymer) is more preferable. Among the polyolefins, it is preferable to use a polyolefin containing at least an ethylene unit (polyethylene, ethylene-propylene copolymer, etc.). Polyolefins containing ethylene units (polyethylene, ethylene-propylene copolymer, etc.) may be used in combination with other polyolefins.

無機粒子としては、例えば、セラミックス粒子が好ましい。セラミックス粒子を構成するセラミックスとしては、例えば、シリカ、アルミナ、およびチタニアからなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。 As the inorganic particles, for example, ceramic particles are preferable. Examples of the ceramics constituting the ceramic particles include at least one selected from the group consisting of silica, alumina, and titania.

セパレータ中に占める無機粒子の含有量は、例えば、40質量%以上であり、50質量%以上であってもよい。無機粒子の含有量は、例えば、80質量%以下であり、75質量%以下または70質量%以下であってもよい。 The content of the inorganic particles in the separator is, for example, 40% by mass or more, and may be 50% by mass or more. The content of the inorganic particles is, for example, 80% by mass or less, and may be 75% by mass or less or 70% by mass or less.

セパレータ中に占める無機粒子の含有量は、40質量%以上(または50質量%以上)80質量%以下、40質量%以上(または50質量%以上)75質量%以下、あるいは40質量%以上(または50質量%以上)70質量%以下であってもよい。 The content of the inorganic particles in the separator is 40% by mass or more (or 50% by mass or more) 80% by mass or less, 40% by mass or more (or 50% by mass or more) 75% by mass or less, or 40% by mass or more (or). It may be 50% by mass or more) and 70% by mass or less.

造孔剤としては、液状造孔剤および固形造孔剤などが挙げられる。セパレータの酸化劣化を抑制する効果がさらに高まり、より高いIS寿命性能を確保する観点からは、造孔剤として、少なくともオイルを用いることが好ましい。造孔剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。オイルと他の造孔剤とを併用してもよい。液状造孔剤と、固形造孔剤とを併用してもよい。なお、室温(20℃以上35℃以下の温度)において、液状の造孔剤を液状造孔剤、固形の造孔剤を固形造孔剤と分類する。 Examples of the pore-forming agent include a liquid pore-forming agent and a solid pore-forming agent. From the viewpoint of further enhancing the effect of suppressing oxidative deterioration of the separator and ensuring higher IS life performance, it is preferable to use at least oil as the pore-forming agent. As the pore-forming agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Oil may be used in combination with other pore-forming agents. A liquid pore-forming agent and a solid pore-forming agent may be used in combination. At room temperature (temperature of 20 ° C. or higher and 35 ° C. or lower), a liquid pore-forming agent is classified as a liquid pore-forming agent, and a solid pore-forming agent is classified as a solid pore-forming agent.

液状造孔剤としては、鉱物オイル、合成オイルなどが好ましい。液状造孔剤としては、例えば、パラフィンオイル、シリコーンオイルが挙げられる。固形造孔剤としては、例えば、ポリマー粉末が挙げられる。 As the liquid pore-forming agent, mineral oil, synthetic oil and the like are preferable. Examples of the liquid pore-forming agent include paraffin oil and silicone oil. Examples of the solid pore-forming agent include polymer powder.

セパレータ中の造孔剤量は、種類によっては変化することがあるため、一概にはいえないが、ベースポリマー100質量部あたり、例えば30質量部以上である。また、造孔剤量は、例えば、60質量部以下である。 Since the amount of the pore-forming agent in the separator may vary depending on the type, it cannot be unequivocally determined, but it is, for example, 30 parts by mass or more per 100 parts by mass of the base polymer. The amount of the pore-forming agent is, for example, 60 parts by mass or less.

セパレータ中のオイルの含有量は、例えば、5質量%以上である。セパレータの酸化劣化を抑制する効果がさらに高まる観点からは、セパレータ中のオイルの含有量は、10質量%以上が好ましく、12質量%以上がより好ましい。セパレータ中のオイルの含有量は、例えば、20質量%以下であり、18質量%以下であることが好ましい。この場合、セパレータをさらに低抵抗化し易い。 The oil content in the separator is, for example, 5% by mass or more. From the viewpoint of further enhancing the effect of suppressing oxidative deterioration of the separator, the oil content in the separator is preferably 10% by mass or more, more preferably 12% by mass or more. The oil content in the separator is, for example, 20% by mass or less, and preferably 18% by mass or less. In this case, the resistance of the separator can be further reduced.

セパレータ中のオイルの含有量は、5質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、10質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、あるいは12質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)であってもよい。 The oil content in the separator is 5% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less), 10% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less), or 12% by mass or more and 20% by mass or less. (Or 18% by mass or less) may be used.

浸透剤としての界面活性剤としては、例えば、イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれであってもよい。界面活性剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the surfactant as a penetrant, for example, either an ionic surfactant or a nonionic surfactant may be used. As the surfactant, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

セパレータ中の浸透剤量は、ベースポリマー100質量部あたり、例えば、0.1質量部以上であり、0.5質量部以上であってもよい。また、浸透剤量は、例えば、10質量部以下であり、5質量部以下であってもよい。 The amount of the penetrant in the separator is, for example, 0.1 part by mass or more and may be 0.5 part by mass or more per 100 parts by mass of the base polymer. The amount of the penetrant is, for example, 10 parts by mass or less, and may be 5 parts by mass or less.

セパレータ中の浸透剤量は、ベースポリマー100質量部あたり、0.1質量部以上(または0.5質量部以上)10質量部以下、あるいは0.1質量部以上(0.5質量部以上)5質量部以下であってもよい。 The amount of the penetrant in the separator is 0.1 part by mass or more (or 0.5 part by mass or more) and 10 parts by mass or less, or 0.1 part by mass or more (0.5 part by mass or more) per 100 parts by mass of the base polymer. It may be 5 parts by mass or less.

セパレータ中に占める浸透剤の含有量は、例えば、0.01質量%以上であり、0.1質量%以上であってもよい。浸透剤の含有量は、例えば、5質量%以下であり、10質量%以下であってもよい。 The content of the penetrant in the separator is, for example, 0.01% by mass or more, and may be 0.1% by mass or more. The content of the penetrant is, for example, 5% by mass or less, and may be 10% by mass or less.

セパレータ中に占める浸透剤の含有量は、0.01質量%以上(0.1質量部以上)10質量%以下、あるいは0.01質量%以上(0.1質量部以上)5質量%以下であってもよい。 The content of the penetrant in the separator is 0.01% by mass or more (0.1% by mass or more) 10% by mass or less, or 0.01% by mass or more (0.1% by mass or more) 5% by mass or less. There may be.

なお、セパレータは、リブを有するもの、およびリブを有さないもののいずれであってもよい。リブを有するセパレータは、例えば、ベース部とベース部の表面から立設されたリブとを備える。リブは、セパレータもしくは各ベース部の一方の表面のみに設けてもよく、両方の表面にそれぞれ設けてもよい。 The separator may be either one having a rib or one having no rib. The separator having ribs includes, for example, a base portion and ribs erected from the surface of the base portion. The ribs may be provided on only one surface of the separator or each base portion, or may be provided on both surfaces.

セパレータの厚みは、例えば、0.1mm以上である。セパレータの厚みは、0.3mm以下であってもよい。リブを有するセパレータでは、セパレータの厚みとは、ベース部の厚みを意味する。なお、セパレータの厚みは、セパレータにおける、極板の電極材料が配置された領域に対向する部分の厚みである。セパレータに貼付部材(マット、ペースティングペーパなど)が貼り付けられている場合には、貼付部材の厚みは、セパレータの厚みには含まれないものとする。 The thickness of the separator is, for example, 0.1 mm or more. The thickness of the separator may be 0.3 mm or less. In a separator having ribs, the thickness of the separator means the thickness of the base portion. The thickness of the separator is the thickness of the portion of the separator facing the region where the electrode material of the electrode plate is arranged. When a sticking member (mat, pacing paper, etc.) is stuck to the separator, the thickness of the sticking member shall not be included in the thickness of the separator.

リブは、樹脂組成物を押出成形する際にシートに形成してもよい。また、リブは、樹脂組成物をシート状に成形した後または造孔剤を除去した後に、各リブに対応する溝を有するローラでシートを押圧することにより形成してもよい。 The ribs may be formed on the sheet when the resin composition is extruded. Further, the ribs may be formed by pressing the sheet with a roller having a groove corresponding to each rib after the resin composition is formed into a sheet or after the pore-forming agent is removed.

セパレータがリブを有する場合、リブの高さは、0.05mm以上であってもよい。また、リブの高さは、1.2mm以下であってもよい。リブの高さは、ベース部の表面から突出した部分の高さ(突出高さ)である。 When the separator has ribs, the height of the ribs may be 0.05 mm or more. Further, the height of the rib may be 1.2 mm or less. The height of the rib is the height of the portion protruding from the surface of the base portion (protruding height).

セパレータの正極板と対向する領域に設けられるリブの高さは、0.4mm以上であってもよい。セパレータの正極板と対向する領域に設けられるリブの高さは、1.2mm以下であってもよい。 The height of the rib provided in the region facing the positive electrode plate of the separator may be 0.4 mm or more. The height of the rib provided in the region facing the positive electrode plate of the separator may be 1.2 mm or less.

(セパレータの分析またはサイズの計測)
セパレータの分析またはサイズの計測には、使用初期の鉛蓄電池から取り出したセパレータが用いられる。
(Analysis of separator or measurement of size)
For the analysis of the separator or the measurement of the size, the separator taken out from the lead storage battery at the initial stage of use is used.

鉛蓄電池から取り出したセパレータは、分析または計測に先立って、洗浄および乾燥される。 The separator removed from the lead acid battery is washed and dried prior to analysis or measurement.

鉛蓄電池から取り出したセパレータの洗浄および乾燥は、次の手順で行われる。鉛蓄電池から取り出したセパレータを純水中に1時間浸漬し、セパレータ中の硫酸を除去する。次いで浸漬していた液体からセパレータを取り出して、25℃±5℃環境下で、16時間以上静置し、乾燥させる。なお、セパレータを鉛蓄電池から取り出す場合、セパレータは、満充電状態の鉛蓄電池から取り出される。 Cleaning and drying of the separator taken out from the lead storage battery is performed by the following procedure. The separator taken out from the lead storage battery is immersed in pure water for 1 hour to remove sulfuric acid in the separator. Next, the separator is taken out from the soaked liquid, and allowed to stand for 16 hours or more in an environment of 25 ° C. ± 5 ° C. to dry. When the separator is taken out from the lead storage battery, the separator is taken out from the lead storage battery in a fully charged state.

(セパレータの厚み、ベース部の厚み、およびリブの高さ)
セパレータ(またはベース部)の厚みは、セパレータの断面写真において、任意に選択した5箇所について厚みを計測し、平均化することにより求められる。
(Separator thickness, base thickness, and rib height)
The thickness of the separator (or the base portion) is obtained by measuring and averaging the thicknesses of five arbitrarily selected points in the cross-sectional photograph of the separator.

リブの高さは、セパレータの断面写真において、リブの任意に選択される10箇所において計測したリブのベース部の一方の表面からの高さを平均化することにより求められる。 The height of the rib is determined by averaging the height from one surface of the base portion of the rib measured at 10 arbitrarily selected points of the rib in the cross-sectional photograph of the separator.

(セパレータ中のオイル含有量)
セパレータの要部を短冊状に加工してサンプル(以下、サンプルFと称する)を作製する。リブを有するセパレータでは、セパレータの要部において、リブを含まないように、ベース部を短冊状に加工してサンプルFを作製する。
(Oil content in separator)
A sample (hereinafter referred to as sample F) is prepared by processing the main part of the separator into a strip shape. In the separator having ribs, the base portion is processed into a strip shape so as not to include the ribs in the main part of the separator to prepare the sample F.

サンプルFの約0.5gを採取し、正確に秤量し、初期のサンプルの質量(m0)を求める。秤量したサンプルFを、適当な大きさのガラス製ビーカーに入れ、n−ヘキサン50mLを加える。次いで、ビーカーごと、サンプルに約30分間、超音波を付与することにより、サンプルF中に含まれるオイル分をn−ヘキサン中に溶出させる。次いで、n−ヘキサンからサンプルを取り出し、大気中、室温(20℃以上35℃以下の温度)で乾燥させた後、秤量することにより、オイル除去後のサンプルの質量(m1)を求める。そして、下記式により、オイルの含有量を算出する。10個のサンプルFについてオイルの含有量を求め、平均値を算出する。得られる平均値をセパレータ中のオイルの含有量とする。
オイルの含有量(質量%)=(m0−m1)/m0×100
Approximately 0.5 g of sample F is sampled and weighed accurately to determine the initial sample mass (m0). The weighed sample F is placed in a glass beaker of appropriate size and 50 mL of n-hexane is added. Next, the oil contained in the sample F is eluted into n-hexane by applying ultrasonic waves to the sample together with the beaker for about 30 minutes. Next, the sample is taken out from n-hexane, dried in the air at room temperature (temperature of 20 ° C. or higher and 35 ° C. or lower), and then weighed to determine the mass (m1) of the sample after oil removal. Then, the oil content is calculated by the following formula. The oil content is obtained for 10 samples F, and the average value is calculated. The obtained average value is taken as the content of oil in the separator.
Oil content (% by mass) = (m0-m1) / m0 × 100

(セパレータ中の無機粒子の含有量)
上記と同様に作製したサンプルFの一部を採取し、正確に秤量した後、白金坩堝中に入れ、ブンゼンバーナーで白煙が出なくなるまで加熱する。次に、得られるサンプルを、電気炉(酸素気流中、550℃±10℃)で、約1時間加熱して灰化し、灰化物を秤量する。サンプルFの質量に占める灰化物の質量の比率(百分率)を算出し、上記の無機粒子の含有量(質量%)とする。10個のサンプルFについて無機粒子の含有量を求め、平均値を算出する。得られる平均値をセパレータ中の無機粒子の含有量とする。
(Content of inorganic particles in separator)
A part of the sample F prepared in the same manner as above is collected, weighed accurately, placed in a platinum crucible, and heated with a Bunsen burner until no white smoke is emitted. Next, the obtained sample is heated in an electric furnace (in an oxygen stream at 550 ° C. ± 10 ° C.) for about 1 hour to incinerate, and the ashed product is weighed. The ratio (percentage) of the mass of the ash to the mass of the sample F is calculated and used as the content (% by mass) of the above-mentioned inorganic particles. The content of the inorganic particles is obtained for 10 samples F, and the average value is calculated. The obtained average value is taken as the content of inorganic particles in the separator.

(セパレータ中の浸透剤の含有量)
上記と同様に作製したサンプルFの一部を採取し、正確に秤量した後、室温(20℃以上35℃以下の温度)で大気圧より低い減圧環境下で、12時間以上乾燥させる。乾燥物を白金セルに入れて、熱重量測定装置にセットし、昇温速度10K/分で、室温から800℃±1℃まで昇温する。室温から250℃±1℃まで昇温させたときの重量減少量を浸透剤の質量とし、サンプルFの質量に占める浸透剤の質量の比率(百分率)を算出し、上記の浸透剤の含有量(質量%)とする。熱重量測定装置としては、T.A.インスツルメント社製のQ5000IRが使用される。10個のサンプルFについて浸透剤の含有量を求め、平均値を算出する。得られる平均値をセパレータ中の浸透剤の含有量とする。
(Content of penetrant in separator)
A part of the sample F prepared in the same manner as above is collected, weighed accurately, and then dried at room temperature (temperature of 20 ° C. or higher and 35 ° C. or lower) in a reduced pressure environment lower than the atmospheric pressure for 12 hours or more. The dried product is placed in a platinum cell, set in a thermogravimetric measuring device, and heated from room temperature to 800 ° C. ± 1 ° C. at a heating rate of 10 K / min. The weight loss when the temperature is raised from room temperature to 250 ° C. ± 1 ° C. is taken as the mass of the penetrant, and the ratio (percentage) of the mass of the penetrant to the mass of the sample F is calculated. (Mass%). As a thermogravimetric measuring device, T.I. A. Q5000IR manufactured by Instrument Co., Ltd. is used. The content of the penetrant is obtained for 10 samples F, and the average value is calculated. The obtained average value is taken as the content of the penetrant in the separator.

(極板群)
極板群は、少なくとも1つの正極板と少なくとも1つの負極板と、正極板および負極板の間に介在するセパレータとを備えている。極板群が2つ以上の正極板を備える場合、少なくとも1つの正極板において、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされていればよい。より高いIS寿命性能を確保し易い観点からは、極板群に含まれる正極板の数の50%以上(好ましくは80%以上)において、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされていることが好ましい。極板群に含まれる正極板のうち、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされている正極板の数の割合は100%以下である。極板群に含まれる正極板の全てにおいて、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされていてもよい。
(Pole plate group)
The electrode plate group includes at least one positive electrode plate, at least one negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. When the electrode plate group includes two or more positive electrode plates, it is sufficient that at least one of the pair of lower corners is chamfered in at least one positive electrode plate. From the viewpoint of easily ensuring higher IS life performance, at least one of the pair of lower corners is chamfered in 50% or more (preferably 80% or more) of the number of positive electrode plates included in the electrode plate group. Is preferable. Among the positive electrode plates included in the electrode plate group, the ratio of the number of positive electrode plates in which at least one of the pair of lower corners is chamfered is 100% or less. In all of the positive electrode plates included in the electrode plate group, at least one of the pair of lower corners may be chamfered.

鉛蓄電池は、極板群を1つ備えるものであってもよく、2つ以上備えるものであってもよい。鉛蓄電池が、2つ以上の極板群を備える場合、少なくとも1つの極板群が、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされている正極板を備えていればよい。より高いIS寿命性能を確保し易い観点からは、鉛蓄電池に含まれる極板群の数の50%以上(好ましくは80%以上)において、極板群が下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされた正極板を備えていることが好ましい。鉛蓄電池に含まれる極板群のうち、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされている正極板を備える極板群の割合は100%以下である。鉛蓄電池に含まれる極板群の全てにおいて、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされた正極板が含まれることが好ましい。 The lead-acid battery may be provided with one electrode plate group or may be provided with two or more lead-acid batteries. When the lead-acid battery includes two or more electrode plates, at least one electrode plate group may include a positive electrode plate in which at least one of a pair of lower corners is chamfered. From the viewpoint of easily ensuring higher IS life performance, in 50% or more (preferably 80% or more) of the number of electrode plates included in the lead-acid battery, at least one of the pair of lower corners of the electrode group is formed. It is preferable to have a chamfered positive electrode plate. Of the electrode plate group included in the lead storage battery, the ratio of the electrode plate group including the positive electrode plate in which at least one of the pair of lower corners is chamfered is 100% or less. It is preferable that all of the electrode plates included in the lead-acid battery include a positive electrode plate in which at least one of the pair of lower corners is chamfered.

極板群が2つ以上の負極板を備える場合、少なくとも1つの負極板において、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲であればよい。より高いIS寿命性能を確保し易い観点からは、極板群に含まれる負極板の数の50%以上(好ましくは80%以上)において、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲であることが好ましい。極板群に含まれる負極板のうち、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲である負極板の数の割合は100%以下である。極板群に含まれる負極板の全てにおいて、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲であってもよい。 When the electrode plate group includes two or more negative electrode plates, the content of the Tl element and the Sb element in the negative electrode electrode material may be in the above range in at least one negative electrode plate. From the viewpoint of easily ensuring higher IS life performance, the content of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material is 50% or more (preferably 80% or more) of the number of negative electrode plates contained in the electrode plate group. It is preferably in the above range. Among the negative electrode plates included in the electrode plate group, the ratio of the number of negative electrode plates in which the content of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material is in the above range is 100% or less. The contents of the Tl element and the Sb element in the negative electrode electrode material may be in the above range in all the negative electrode plates included in the electrode plate group.

鉛蓄電池は、極板群を1つ備えるものであってもよく、2つ以上備えるものであってもよい。鉛蓄電池が、2つ以上の極板群を備える場合、少なくとも1つの極板群が、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲である負極板を備えていればよい。より高いIS寿命性能を確保し易い観点からは、鉛蓄電池に含まれる極板群の数の50%以上(好ましくは80%以上)において、極板群が負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲である負極板を備えていることが好ましい。鉛蓄電池に含まれる極板群のうち、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲である負極板を備える極板群の割合は100%以下である。鉛蓄電池に含まれる極板群の全てにおいて、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が上述の範囲である負極板が含まれることが好ましい。 The lead-acid battery may be provided with one electrode plate group or may be provided with two or more lead-acid batteries. When the lead storage battery includes two or more electrode plate groups, at least one electrode plate group may include a negative electrode plate in which the content of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material is in the above range. .. From the viewpoint of easily ensuring higher IS life performance, in 50% or more (preferably 80% or more) of the number of electrode plates contained in the lead storage battery, the electrode plates are the Tl element and the Sb element in the negative electrode electrode material. It is preferable to have a negative electrode plate whose content is in the above range. Among the electrode plates included in the lead storage battery, the proportion of the electrode plates including the negative electrode plates in which the contents of the Tl element and the Sb element in the negative electrode electrode material is in the above range is 100% or less. It is preferable that all of the electrode plates included in the lead storage battery include a negative electrode plate in which the content of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material is in the above range.

(電解液)
電解液は、硫酸を含む水溶液である。電解液は、さらに、Naイオン、Liイオン、Mgイオン、およびAlイオンからなる群より選択される少なくとも一種などを含んでもよい。電解液は、必要に応じてゲル化させてもよい。
(Electrolytic solution)
The electrolytic solution is an aqueous solution containing sulfuric acid. The electrolytic solution may further contain at least one selected from the group consisting of Na ion, Li ion, Mg ion, and Al ion. The electrolytic solution may be gelled if necessary.

電解液の20℃における比重は、例えば、1.10以上である。電解液の20℃における比重は、1.35以下であってもよい。なお、これらの比重は、既化成で満充電状態の鉛蓄電池の電解液についての値である。 The specific gravity of the electrolytic solution at 20 ° C. is, for example, 1.10 or more. The specific gravity of the electrolytic solution at 20 ° C. may be 1.35 or less. It should be noted that these specific gravities are values for the electrolytic solution of the lead-acid battery which has already been used and is in a fully charged state.

図1は、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池に用いられる極板100(正極板または負極板)の外観を示す平面図である。図1の例では、極板100は正極板であるが、負極板であってもよい。図1では、極板100の一部領域において電極材料の記載を省略することにより、電極材料で覆われた集電体の状態が併せて示されている。 FIG. 1 is a plan view showing the appearance of the electrode plate 100 (positive electrode plate or negative electrode plate) used in the lead storage battery according to the embodiment of the present invention. In the example of FIG. 1, the electrode plate 100 is a positive electrode plate, but it may be a negative electrode plate. In FIG. 1, the state of the current collector covered with the electrode material is also shown by omitting the description of the electrode material in a part of the electrode plate 100.

極板(正極板)100は、集電体(正極集電体)101と、集電体101に保持された電極材料(正極電極材料)102を備える。集電体101は、図1の例では、エキスパンド格子である。集電体101は、打ち抜き集電体または鋳造集電体であってもよい。正極集電体101は、格子部103と、横骨部104、および耳部106を備える。横骨部104は、格子部103の一端部に設けられている。耳部106は、横骨部104に設けられている。 The electrode plate (positive electrode plate) 100 includes a current collector (positive electrode current collector) 101 and an electrode material (positive electrode material) 102 held by the current collector 101. The current collector 101 is an expanded grid in the example of FIG. The current collector 101 may be a punched current collector or a cast current collector. The positive electrode current collector 101 includes a grid portion 103, a transverse bone portion 104, and an ear portion 106. The lateral bone portion 104 is provided at one end of the lattice portion 103. The selvage portion 106 is provided in the lateral bone portion 104.

耳部106を除く極板100の概略の形状は、幅Wおよび高さHの長方形状であるが、極板100の下部の一対の隅部が面取りされている。これにより、各隅部には、極板100が欠除した欠除部分X1およびX2が形成される。 The approximate shape of the electrode plate 100 excluding the selvage portion 106 is a rectangular shape having a width W and a height H, but a pair of lower corners of the electrode plate 100 are chamfered. As a result, the cutout portions X1 and X2 from which the electrode plate 100 is cut off are formed at each corner.

極板100の輪郭形状は、極板100の電極材料が存在する部分の輪郭形状である。極板100の輪郭形状は、極板100を正面から見たときに、電極材料が存在する部分の底辺に相当する極板100の水平方向に平行な直線部分L1と、両側部の辺に相当する極板100の鉛直方向に平行な2本の直線部分L2と、上辺に相当する直線部分L1に平行な直線部分L3と、下部の隅部において、直線部分L1と直線部分L2とを連結する接続部分Cと、を有する。図示例では、接続部分Cは、直線部分L1およびL2に対して傾いた直線で構成されているが、接続部分Cの形状はこの場合に限定されない。 The contour shape of the electrode plate 100 is the contour shape of the portion where the electrode material of the electrode plate 100 exists. The contour shape of the electrode plate 100 corresponds to a straight line portion L1 parallel to the horizontal direction of the electrode plate 100 corresponding to the bottom surface of the portion where the electrode material exists when the electrode plate 100 is viewed from the front, and the sides of both sides thereof. Two straight line portions L2 parallel to the vertical direction of the electrode plate 100, a straight line portion L3 parallel to the straight line portion L1 corresponding to the upper side, and a straight line portion L1 and a straight line portion L2 are connected at the lower corner portion. It has a connection portion C and. In the illustrated example, the connecting portion C is composed of a straight line inclined with respect to the straight line portions L1 and L2, but the shape of the connecting portion C is not limited to this case.

直線部分L1をL2側に延長した延伸線をE1とし、直線部分L2をL1側に延長した延伸線をE2とする。極板100では、下部の一対の隅部において、延伸線E1、延伸線E2、および接続部分Cで囲まれた領域が、隅部の面取りにより極板100が欠除している欠除部分X1およびX2である。欠除部分X1の面積はS1であり、欠除部分X2の面積はS2である。このような欠除部分X1およびX2が形成されることで、電槽の底部において空間が形成され、この空間に脱落した正極電極材料を収容することができる。これにより、負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量が特定の範囲である負極板を用いても、高いIS寿命性能を確保することができる。 The extension line extending the straight line portion L1 to the L2 side is referred to as E1, and the extension line extending the straight line portion L2 to the L1 side is referred to as E2. In the electrode plate 100, in the pair of lower corners, the region surrounded by the extension line E1, the extension line E2, and the connection portion C is the missing portion X1 in which the electrode plate 100 is cut off by chamfering the corner portion. And X2. The area of the missing portion X1 is S1, and the area of the missing portion X2 is S2. By forming such cutout portions X1 and X2, a space is formed at the bottom of the electric tank, and the positive electrode material that has fallen off can be accommodated in this space. As a result, high IS life performance can be ensured even when a negative electrode plate in which the content of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material is in a specific range is used.

図2に、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池の一例の外観を示す。
鉛蓄電池1は、極板群11と電解液(図示せず)とを収容する電槽12を具備する。電槽12内は、隔壁13により、複数のセル室14に仕切られている。各セル室14には、極板群11が1つずつ収納されている。電槽12の開口部は、負極端子16および正極端子17を具備する蓋15で閉じられる。蓋15には、セル室毎に液口栓18が設けられている。補水の際には、液口栓18を外して補水液が補給される。液口栓18は、セル室14内で発生したガスを電池外に排出する機能を有してもよい。
FIG. 2 shows the appearance of an example of a lead storage battery according to an embodiment of the present invention.
The lead-acid battery 1 includes an electric tank 12 for accommodating a plate group 11 and an electrolytic solution (not shown). The inside of the electric tank 12 is partitioned into a plurality of cell chambers 14 by a partition wall 13. One electrode plate group 11 is housed in each cell chamber 14. The opening of the battery case 12 is closed by a lid 15 including a negative electrode terminal 16 and a positive electrode terminal 17. The lid 15 is provided with a liquid spout 18 for each cell chamber. At the time of refilling water, the liquid spout 18 is removed and the refilling liquid is replenished. The liquid spout 18 may have a function of discharging the gas generated in the cell chamber 14 to the outside of the battery.

極板群11は、それぞれ複数枚の負極板2および正極板3を、セパレータ4を介して積層することにより構成されている。ここでは、負極板2を収容する袋状のセパレータ4を示すが、セパレータの形態は特に限定されない。電槽12の一方の端部に位置するセル室14では、複数の負極板2を並列接続する負極棚部6が貫通接続体8に接続され、複数の正極板3を並列接続する正極棚部5が正極柱7に接続されている。正極柱7は蓋15の外部の正極端子17に接続されている。電槽12の他方の端部に位置するセル室14では、負極棚部6に負極柱9が接続され、正極棚部5に貫通接続体8が接続される。負極柱9は蓋15の外部の負極端子16と接続されている。各々の貫通接続体8は、隔壁13に設けられた貫通孔を通過して、隣接するセル室14の極板群11同士を直列に接続している。 The electrode plate group 11 is configured by laminating a plurality of negative electrode plates 2 and positive electrode plates 3 via a separator 4, respectively. Here, the bag-shaped separator 4 accommodating the negative electrode plate 2 is shown, but the form of the separator is not particularly limited. In the cell chamber 14 located at one end of the battery case 12, the negative electrode shelf portion 6 for connecting the plurality of negative electrode plates 2 in parallel is connected to the through connection body 8, and the positive electrode shelf portion for connecting the plurality of positive electrode plates 3 in parallel is connected. 5 is connected to the positive electrode column 7. The positive electrode column 7 is connected to the positive electrode terminal 17 outside the lid 15. In the cell chamber 14 located at the other end of the battery case 12, the negative electrode column 9 is connected to the negative electrode shelf portion 6, and the penetration connecting body 8 is connected to the positive electrode shelf portion 5. The negative electrode column 9 is connected to the negative electrode terminal 16 outside the lid 15. Each through-connecting body 8 passes through a through-hole provided in the partition wall 13 and connects the electrode plates 11 of the adjacent cell chambers 14 in series.

以下、IS寿命性能の評価方法について説明する。
次の手順で、鉛蓄電池の端子電圧が7.2V(1.2V/セル)に到達するまでのサイクル数を求め、IS寿命性能の指標とする。
(a)満充電が完了後、最低16時間、鉛蓄電池を0℃±1℃の冷却室に置いた後、中央にあるいずれかのセルの電解液の温度が0℃±1℃であることを確認する。
(b)鉛蓄電池を定格容量として記載のAhの数値の10倍の電流(A)で1.0秒間放電する。
(c)鉛蓄電池を定格容量として記載のAhの数値の0.83倍の電流(A)で25秒間放電する。
(d)鉛蓄電池を14.0V(2.33V/セル)の電圧で30秒間充電する。
(e)上記(b)〜(c)の放電および充電を1サイクルとして繰り返す。このとき、30サイクル毎に微小電流(20mA)を6時間放電する。
(f)上記(b)において端子電圧が7.2V(1.2V/セル)未満になったときのサイクル数を求める。
Hereinafter, the method for evaluating the IS life performance will be described.
In the following procedure, the number of cycles until the terminal voltage of the lead-acid battery reaches 7.2V (1.2V / cell) is obtained and used as an index of IS life performance.
(A) After the lead storage battery is placed in a cooling chamber at 0 ° C. ± 1 ° C. for at least 16 hours after the full charge is completed, the temperature of the electrolytic solution in any of the cells in the center is 0 ° C. ± 1 ° C. To confirm.
(B) The lead-acid battery is discharged for 1.0 second at a current (A) that is 10 times the value of Ah described as the rated capacity.
(C) The lead-acid battery is discharged for 25 seconds at a current (A) 0.83 times the value of Ah described as the rated capacity.
(D) The lead-acid battery is charged at a voltage of 14.0 V (2.33 V / cell) for 30 seconds.
(E) The discharge and charge of (b) to (c) above are repeated as one cycle. At this time, a minute current (20 mA) is discharged every 30 cycles for 6 hours.
(F) In the above (b), the number of cycles when the terminal voltage becomes less than 7.2V (1.2V / cell) is obtained.

[実施例]
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

《鉛蓄電池A1〜A14およびB1〜B17》
下記の手順で、セパレータおよび極板を用いて各鉛蓄電池を作製した。表には、既述の手順で求められる負極電極材料中のTl元素およびSb元素の含有量を示すとともに、用いた極板の下部の隅部が面取りされているかどうかも合わせて示す。
<< Lead-acid batteries A1 to A14 and B1 to B17 >>
Each lead-acid battery was manufactured using a separator and an electrode plate according to the following procedure. The table shows the contents of Tl element and Sb element in the negative electrode electrode material obtained by the above-mentioned procedure, and also shows whether or not the lower corner of the used electrode plate is chamfered.

(1)正極板の作製
鉛酸化物、補強材(合成樹脂繊維)、水および硫酸を混合して正極ペーストを調製した。既述の手順で測定される正極電極材料中の補強材の量は、0.15質量%とした。正極ペーストをアンチモンが含有されていないPb−Ca−Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、幅100mm、高さ110mm、厚さ1.6mmの未化成の正極板を得た。
(1) Preparation of positive electrode plate A positive electrode paste was prepared by mixing lead oxide, a reinforcing material (synthetic resin fiber), water and sulfuric acid. The amount of the reinforcing material in the positive electrode material measured by the procedure described above was 0.15% by mass. A positive electrode paste is filled in the mesh portion of an expanded lattice made of a Pb-Ca-Sn alloy that does not contain antimony, aged and dried, and an unchemical positive electrode plate having a width of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.6 mm. Got

(2)負極板の作製
鉛酸化物、カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニン、補強材(合成樹脂繊維)、水、硫酸、必要に応じてタリウム(III)酸化物、および必要に応じて三酸化アンチモンを混合して負極ペーストを調製した。負極ペーストをアンチモンが含有されていないPb−Ca−Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、幅100mm、高さ110mm、厚さ1.3mの未化成の負極板を得た。カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニン、合成樹脂繊維の使用量は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板について既述の手順で測定される各成分の量が、それぞれ0.3質量%、2.1質量%、0.1質量%および0.1質量%になるように調節した。タリウム(III)酸化物および三酸化アンチモンの使用量は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板について既述の手順で測定されるTl元素およびSb元素の含有量が表に示す値となるように調節した。なお、B12〜B15以外の鉛蓄電池における負極電極材料のSb含有量は、5〜30ppmとした。
(2) Preparation of negative electrode plate Lead oxide, carbon black, barium sulfate, lignin, reinforcing material (synthetic resin fiber), water, sulfuric acid, thallium (III) oxide if necessary, and antimony trioxide if necessary. Was mixed to prepare a negative electrode paste. A negative electrode paste is filled in the mesh portion of an expanded lattice made of a Pb-Ca-Sn alloy that does not contain antimony, aged and dried, and an unchemical negative electrode plate having a width of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.3 m. Got The amount of carbon black, barium sulfate, lignin, and synthetic resin fiber used is 0.3% by mass, respectively, as the amount of each component measured by the procedure described above for the negative electrode plate taken out from the fully charged lead-acid battery. .Adjusted to 1% by weight, 0.1% by weight and 0.1% by weight. The amount of thallium (III) oxide and antimony trioxide used is the value shown in the table for the contents of Tl element and Sb element measured by the procedure described above for the negative electrode plate taken out from the fully charged lead-acid battery. Adjusted to. The Sb content of the negative electrode material in the lead-acid batteries other than B12 to B15 was 5 to 30 ppm.

(3)極板の下部の隅部における面取り
各鉛蓄電池において、下部の隅部が面取りされている極板が用いられる場合、このような極板は、上記(1)で作製した正極板または上記(2)で作製した負極板の下部の一対の隅部の双方において角部およびその周辺をC面取りすることにより作製した。極板を正面から見たときの、面取りにより除去された部分(つまり、欠除部分)の形状は、それぞれ、高さが17mmの直角二等辺三角形であり、欠除部分の面積S1およびS2の総面積Sは、289mmであった。この場合、欠除部分の総面積Sの割合R1は、2.6%であった。
(3) Chamfering at the lower corner of the electrode plate When a electrode plate with a chamfered lower corner is used in each lead-acid battery, such an electrode plate may be the positive electrode plate produced in (1) above. It was produced by C-chamfering the corners and their periphery at both of the pair of corners at the bottom of the negative electrode plate produced in (2) above. When the electrode plate is viewed from the front, the shape of the portion removed by chamfering (that is, the cut-off portion) is a right-angled isosceles triangle with a height of 17 mm, respectively, and the areas of the cut-out portion S1 and S2. The total area S was 289 mm 2 . In this case, the ratio R1 of the total area S of the missing portion was 2.6%.

(4)セパレータ
ポリエチレン100質量部と、シリカ粒子160質量部と、造孔剤としてのパラフィン系オイル80質量部と、2質量部の浸透剤を含む樹脂組成物をシート状に押出成形した後、造孔剤の一部を除去することにより、微多孔膜を作製した。記述の手順で求められるセパレータのオイル含有量は、12〜18質量%であった。次に、シート状の微多孔膜を二つ折りにして袋を形成し、重ね合わせた両端部を溶着して、袋状セパレータを得た。袋状セパレータは、外面において突出するリブ(外リブ)が設けられていた。外リブの高さは0.6mmであり、ベース部の厚みは0.20mmであった。
(4) Separator A resin composition containing 100 parts by mass of polyethylene, 160 parts by mass of silica particles, 80 parts by mass of paraffin-based oil as a pore-forming agent, and 2 parts by mass of a penetrant is extruded into a sheet and then extruded. A microporous film was prepared by removing a part of the pore-forming agent. The oil content of the separator determined by the procedure described was 12-18% by mass. Next, a sheet-shaped microporous membrane was folded in half to form a bag, and both ends of the overlapped ends were welded to obtain a bag-shaped separator. The bag-shaped separator was provided with a rib (outer rib) protruding on the outer surface. The height of the outer rib was 0.6 mm, and the thickness of the base portion was 0.20 mm.

(5)鉛蓄電池の作製
未化成の負極板を、袋状セパレータに収容し、正極板と積層し、未化成の負極板7枚と未化成の正極板6枚とで極板群を形成した。
(5) Preparation of Lead-acid Battery The unchemical negative electrode plate was housed in a bag-shaped separator and laminated with the positive electrode plate to form a group of electrode plates with 7 unchemical negative electrode plates and 6 unchemical positive electrode plates. ..

正極板の耳部同士および負極板の耳部同士をそれぞれキャストオンストラップ(COS)方式で正極棚部および負極棚部と溶接した。極板群をポリプロピレン製の電槽に挿入し、電解液を注液して、電槽内で化成を施して、定格電圧12Vおよび定格容量が30Ah(5時間率容量(定格容量に記載のAhの数値の1/5の電流(A)で放電するときの容量))の液式の鉛蓄電池を組み立てた。なお、電槽内では6個の極板群が直列に接続されている。 The ears of the positive electrode plate and the ears of the negative electrode plate were welded to the positive electrode shelf and the negative electrode shelf by a cast-on-strap (COS) method, respectively. The electrode plate group is inserted into a polypropylene electric tank, an electrolytic solution is injected, and chemical conversion is performed in the electric tank. The rated voltage is 12 V and the rated capacity is 30 Ah (5-hour rate capacity (Ah described in the rated capacity). A liquid-type lead-acid battery with a current (A) of 1/5 of the value (capacity when discharging)) was assembled. In the battery case, six electrode plates are connected in series.

電解液としては、硫酸水溶液を用いた。化成後の電解液の20℃における比重は1.285であった。 A sulfuric acid aqueous solution was used as the electrolytic solution. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical conversion at 20 ° C. was 1.285.

各鉛蓄電池について、IS寿命性能を既述の手順で評価した結果を表に示す。表では、IS寿命性能は、鉛蓄電池B1のサイクル数を100とした相対値で示されている。
なお、A1〜A14は実施例である。B1〜B17は比較例である。
The table shows the results of evaluating the IS life performance of each lead-acid battery by the procedure described above. In the table, the IS life performance is shown as a relative value with the number of cycles of the lead storage battery B1 as 100.
In addition, A1 to A14 are examples. B1 to B17 are comparative examples.

Figure 2021192352
Figure 2021192352

表1に示されるように、下部の隅部が面取りされていない極板を用いる場合には、負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量を1ppm以上33ppm未満に調節しても、負極電極材料がTl元素を含まない場合よりもIS寿命性能が低下する(B1とB2〜B8との比較)。また、負極電極材料がTl元素を含まない場合には、下部の隅部が面取りされている正極板を用いても、IS寿命性能は低下する(B1とB10との比較)。これらの結果からは、負極電極材料中のTl元素の含有量を上記の範囲としても、また、下部の隅部が面取りされていない正極板を用いても、IS寿命性能が低下すると予想される。ところが、実際に、下部の隅部が面取りされている正極板と負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量が1ppm以上33ppm未満である負極板とを組み合わせると、IS寿命性能が向上する(B1およびB10とA1〜A7との比較)。このように、負極電極材料中のTl元素の含有量を特定の範囲に制御することが、IS寿命性能に及ぼす影響は、下部の隅部が面取りされていない極板と組み合わせる場合と、下部の隅部が面取りされている正極板と組み合わせる場合とで挙動が大きく異なる。なお、負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量が33ppm以上になると、極板の下部の隅部が面取りされているか否かにかかわらず、IS寿命性能は大きく低下し(B8とB9の比較、およびA7とB11との比較)、B9とB11とで結果に差がない。 As shown in Table 1, when a electrode plate with unchamfered lower corners is used, even if the mass-based content of Tl element in the negative electrode electrode material is adjusted to 1 ppm or more and less than 33 ppm, the negative electrode is used. The IS life performance is lower than when the electrode material does not contain the Tl element (comparison between B1 and B2 to B8). Further, when the negative electrode material does not contain the Tl element, the IS life performance is deteriorated even if a positive electrode plate having a chamfered lower corner is used (comparison between B1 and B10). From these results, it is expected that the IS life performance will be deteriorated even if the content of Tl element in the negative electrode electrode material is within the above range and even if the positive electrode plate whose lower corner is not chamfered is used. .. However, when a positive electrode plate having a chamfered lower corner and a negative electrode plate having a mass-based content of Tl element of 1 ppm or more and less than 33 ppm in the negative electrode electrode material are actually combined, the IS life performance is improved. (Comparison of B1 and B10 with A1 to A7). In this way, controlling the content of Tl element in the negative electrode material to a specific range has an effect on IS life performance when combined with a electrode plate whose lower corners are not chamfered and at the lower part. The behavior differs greatly depending on whether it is combined with a positive electrode plate whose corners are chamfered. When the mass-based content of Tl element in the negative electrode electrode material is 33 ppm or more, the IS life performance is greatly deteriorated regardless of whether the lower corner of the electrode plate is chamfered or not (B8 and B9). Comparison between A7 and B11), and there is no difference in the results between B9 and B11.

Figure 2021192352
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表2に示されるように、下部の隅部が面取りされていない負極板を用いる場合には、下部の隅部が面取りされている負極板を用いる場合に比べて、IS寿命性能をさらに向上することができる(A1〜A7とA8〜A14との比較)。 As shown in Table 2, when the negative electrode plate whose lower corner is not chamfered is used, the IS life performance is further improved as compared with the case where the negative electrode plate whose lower corner is chamfered is used. (Comparison of A1-A7 and A8-A14).

Figure 2021192352
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表3に示されるように、負極電極材料中のTl元素の質量基準の含有量が1ppm以上33ppm未満である場合、下部の隅部が面取りされている正極板を用いても、負極電極材料中のSb元素の質量基準の含有量が40ppmを超えると、IS寿命性能の向上効果は全く得られない(A10およびA14とB12〜B15との比較)。負極電極材料中のSb元素の含有量を40ppm未満とすることで、Tl元素および正極板の下部の隅部の面取りによる効果が顕在化すると考えられる。 As shown in Table 3, when the mass-based content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm, even if a positive electrode plate having a chamfered lower corner is used, it is still in the negative electrode material. When the mass-based content of the Sb element of Sb element exceeds 40 ppm, the effect of improving the IS life performance is not obtained at all (comparison between A10 and A14 and B12 to B15). By setting the content of the Sb element in the negative electrode electrode material to less than 40 ppm, it is considered that the effect of chamfering the Tl element and the lower corner of the positive electrode plate becomes apparent.

本発明の上記側面に係る鉛蓄電池は、例えば、IS用途(ISS車用の鉛蓄電池など)、様々な車両(自動車、バイクなど)の始動用電源などに適している。また、鉛蓄電池は、産業用蓄電装置(電動車両など)などの電源に用いてもよい。なお、これらの用途は単なる例示であり、本発明の上記側面に係る鉛蓄電池の用途は、これらに限定されるものではない。 The lead-acid battery according to the above aspect of the present invention is suitable, for example, for IS applications (lead-acid batteries for ISS vehicles, etc.), power sources for starting various vehicles (automobiles, motorcycles, etc.), and the like. Further, the lead storage battery may be used as a power source for an industrial power storage device (such as an electric vehicle). It should be noted that these uses are merely examples, and the uses of the lead storage battery according to the above aspect of the present invention are not limited to these.

1:鉛蓄電池、2:負極板、3:正極板、4:セパレータ、5:正極棚部、6:負極棚部、7:正極柱、8:貫通接続体、9:負極柱、11:極板群、12:電槽、13:隔壁、14:セル室、15:蓋、16:負極端子、17:正極端子、18:液口栓、100:極板、101:集電体(正極集電体)、102:電極材料(正極電極材料)、103:格子部、104:横骨部、106:耳部
1: Lead storage battery 2: Negative electrode plate 3: Positive electrode plate 4: Separator 5: Positive electrode shelf, 6: Negative electrode shelf, 7: Positive electrode column, 8: Through connector, 9: Negative electrode column, 11: Pole Plate group, 12: battery case, 13: partition wall, 14: cell chamber, 15: lid, 16: negative electrode terminal, 17: positive electrode terminal, 18: liquid port plug, 100: electrode plate, 101: current collector (positive electrode collection) Electrode), 102: Electrode material (positive electrode material), 103: Lattice, 104: Crossbone, 106: Ear

Claims (7)

鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、前記正極板および前記負極板の間に介在するセパレータと、電解液と、を備え、
前記正極板は、正極集電体と正極電極材料とを備え、
前記負極板は、負極集電体と負極電極材料とを備え、
少なくとも前記正極板は、下部の一対の隅部の少なくとも一方が面取りされており、
前記負極電極材料は、Tl元素を含み、
前記負極電極材料中のTl元素の含有量は、質量基準で、1ppm以上33ppm未満であり、
前記負極電極材料は、Sb元素を含まないか、またはSb元素を含む場合の前記負極電極材料中のSb元素の含有量は、質量基準で40ppm以下である、鉛蓄電池。
It ’s a lead-acid battery.
The lead-acid battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolytic solution.
The positive electrode plate comprises a positive electrode current collector and a positive electrode material.
The negative electrode plate comprises a negative electrode current collector and a negative electrode material.
At least one of the pair of lower corners of the positive electrode plate is chamfered.
The negative electrode material contains a Tl element and contains.
The content of Tl element in the negative electrode material is 1 ppm or more and less than 33 ppm on a mass basis.
A lead-acid battery in which the negative electrode material does not contain Sb element or contains Sb element, and the content of Sb element in the negative electrode material is 40 ppm or less on a mass basis.
前記負極板は、前記一対の隅部が面取りされていない、請求項1に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to claim 1, wherein the negative electrode plate has the pair of corners not chamfered. 前記正極板の前記集電体は、エキスパンド格子である、請求項1または2に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to claim 1 or 2, wherein the current collector of the positive electrode plate is an expanded lattice. 前記セパレータは、ポリオレフィンを含み、
前記ポリオレフィンは、少なくともエチレン単位を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
The separator comprises polyolefin and
The lead-acid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyolefin contains at least ethylene units.
前記セパレータは、袋状であり、前記負極板を収容している、請求項1〜4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the separator is bag-shaped and houses the negative electrode plate. 前記セパレータは、オイルを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the separator contains oil. 前記セパレータ中の前記オイルの含有量は、12質量%以上18質量%以下である、請求項6に記載の鉛蓄電池。
The lead-acid battery according to claim 6, wherein the content of the oil in the separator is 12% by mass or more and 18% by mass or less.
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