JP2022131788A - Clad type positive electrode plate for lead acid battery, and lead acid battery - Google Patents

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Abstract

To provide a clad type positive electrode plate for a lead acid battery that can increase a chemical conversion degree of a positive electrode material, and a lead acid battery including the same.SOLUTION: A clad type positive electrode plate for a lead acid battery includes at least one porous tube 31, a positive electrode material 32 filling the tube 31, and a positive electrode current collector 33. The positive electrode current collector 33 includes at least one core grid 35 with first and second end parts, and a current collector part 34 connecting to the first end part 35a. The core grid 35 is disposed in the tube 31, and is in contact with the positive electrode material 32. The core grid 35 includes an eccentric part 35d including a bent part 35c in which the second end part 32b bends to get close to the tube 31. When a length of the core grid 35 in a direction where the tube 31 extends is L0 and a length in the same direction from the first end part 35a to the eccentric part 35d is L1, a ratio L1/L0 is 0.80 or more.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、鉛蓄電池用クラッド式正極板および鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a clad positive plate for a lead-acid battery and a lead-acid battery.

鉛蓄電池では、正極板として、ペースト式正極板、およびクラッド式正極板などが用いられている。クラッド式正極板は、例えば、複数の多孔質のチューブと、チューブ内に収容された芯金と、チューブ内に充填された正極電極材料と、を含む。クラッド式正極板では、正極集電体の形状によって電池の特性が変化する。そのため、様々な正極集電体が提案されてきた。 In lead-acid batteries, a paste-type positive plate, a clad-type positive plate, and the like are used as positive plates. A clad positive electrode plate includes, for example, a plurality of porous tubes, a metal core housed in the tubes, and a positive electrode material filled in the tubes. In the clad positive plate, the battery characteristics change depending on the shape of the positive electrode current collector. Therefore, various positive electrode current collectors have been proposed.

特許文献1(特開平8-203505号公報)は、「円柱形の芯金(1)の極板面と平行な両側面にのみ複数の羽根(1’)を設け、該羽根(1’)の高さcを式〔(チューブ内径a-芯金外径b)÷2×0.74〕で求めた値以上とすることを特徴とするクラッド式陽極板。」を開示している。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 8-203505) discloses that "a plurality of blades (1') are provided only on both side surfaces of a cylindrical core metal (1) parallel to the electrode plate surface, and the blades (1') A clad type anode plate characterized in that the height c of is equal to or greater than the value obtained by the formula [(tube inner diameter a - mandrel outer diameter b) / 2 x 0.74].

特許文献2(実開昭62-064956号公報)は、「中空円筒状スリーブの中心部に芯金を挿着し、該スリーブと芯金との間隙部に活物質を充填したファイバークラッド式陽極板において、該芯金の下部1/3の径状を上部2/3の径状より20~30%太径にしたことを特徴とするファイバークラッド式陽極版。」を開示している。 Patent Document 2 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-064956) describes a fiber-clad anode in which a cored bar is inserted into the center of a hollow cylindrical sleeve and an active material is filled in the gap between the sleeve and the cored bar. In the plate, a fiber-clad anode plate characterized in that the diameter of the lower 1/3 of the core bar is 20 to 30% larger than the diameter of the upper 2/3.

特開平8-203505号公報JP-A-8-203505 実開昭62-064956号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-064956

従来のクラッド式正極板では、正極電極材料の化成度を充分に高めることができない場合があった。このような状況において、本発明は、正極電極材料の化成度を高めることができる鉛蓄電池用クラッド式正極板、およびそれを含む鉛蓄電池を提供することを目的の1つとする。 In the conventional clad positive plate, there were cases where the conversion degree of the positive electrode material could not be sufficiently increased. SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, one object of the present invention is to provide a clad positive plate for a lead-acid battery and a lead-acid battery including the clad positive electrode plate, which is capable of increasing the forming degree of the positive electrode material.

本発明の一側面は、鉛蓄電池用クラッド式正極板に関する。当該正極板は、少なくとも1つの多孔質のチューブと、前記チューブ内に充填された正極電極材料と、正極集電体と、を含み、前記正極集電体は、第1および第2の端部を有する少なくとも1つの芯金と、前記第1の端部につながっている集電部とを含み、前記芯金は、前記チューブの中に配置され、且つ、前記正極電極材料と接触しており、前記芯金は、前記第2の端部が前記チューブに近づくように曲がる曲がり部を含む偏心部を含み、前記チューブが延びる方向における前記芯金の長さをL0とし、前記方向における前記第1の端部から前記偏心部までの長さをL1としたときに、比L1/L0が0.80以上である。 One aspect of the present invention relates to a clad positive plate for a lead-acid battery. The positive plate includes at least one porous tube, a positive electrode material filled within the tube, and a positive current collector, the positive current collector having first and second ends. and a current collector connected to the first end, the cored bar disposed within the tube and in contact with the positive electrode material , the core bar includes an eccentric portion including a bent portion that bends so that the second end approaches the tube, the length of the core bar in the direction in which the tube extends is L0, and the The ratio L1/L0 is 0.80 or more, where L1 is the length from the end of 1 to the eccentric portion.

本発明の他の一側面は、鉛蓄電池に関する。当該鉛蓄電池は、本発明の鉛蓄電池用クラッド式正極板を含む。 Another aspect of the invention relates to a lead-acid battery. The lead-acid battery includes the clad positive plate for lead-acid batteries of the present invention.

本発明によれば、正極電極材料の化成度を高めることができる鉛蓄電池用クラッド式正極板、およびそれを含む鉛蓄電池が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the clad-type positive plate for lead acid batteries which can raise the chemical formation degree of positive electrode material, and a lead acid battery containing the same are obtained.

本発明の一実施形態に係るクラッド式正極板を模式的に示す上面図である。1 is a top view schematically showing a clad positive plate according to one embodiment of the present invention; FIG. 図1の線II-IIにおける概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1; FIG. 図2の線III-III線における概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2; FIG. 図2および図3に示した芯金の屈曲部の形状の一例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the shape of a bent portion of the core bar shown in FIGS. 2 and 3; FIG. 図2および図3に示した芯金の形状の一例を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the shape of the metal core shown in FIGS. 2 and 3; FIG. 本発明の実施形態に係る鉛蓄電池のフタを外した一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically an example which removed the lid|cover of the lead storage battery which concerns on embodiment of this invention. 図6の鉛蓄電池の正面図である。FIG. 7 is a front view of the lead-acid battery of FIG. 6; 図7Aの線VIIB-VIIBにおける断面を矢印方向から見たときの概略断面図である。FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of the cross section taken along line VIIB-VIIB in FIG. 7A as viewed in the direction of the arrow; 実施例の結果の一部を示すグラフである。It is a graph which shows a part of the result of an Example. 従来のクラッド式正極板の一例の構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an example of a conventional clad positive plate; FIG.

以下では、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。なお、本明細書において、「数値A~数値B」という記載の範囲は、数値Aおよび数値Bを含み、「A以上でB以下」と読み替えることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with examples, but the present invention is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present invention can be obtained. In this specification, the range described as "numerical value A to numerical value B" includes numerical value A and numerical value B, and can be read as "A or more and B or less".

(鉛蓄電池用クラッド式正極板)
本実施形態のクラッド式正極板は、鉛蓄電池に用いられる。当該クラッド式正極板は、少なくとも1つの多孔質のチューブと、当該チューブ内に充填された正極電極材料と、正極集電体と、を含む。当該多孔質のチューブを、以下では「チューブ(T)」と称する場合がある。正極集電体は、第1および第2の端部を有する少なくとも1つの芯金と、第1の端部につながっている集電部とを含む。芯金は、チューブ(T)の中に配置され、且つ、正極電極材料と接触している。芯金は、偏心部を含む。偏心部は、第2の端部がチューブ(T)に近づくように曲がる曲がり部を含む。チューブ(T)が延びる方向における芯金の長さをL0とし、当該方向における第1の端部から偏心部までの長さをL1としたときに、比L1/L0は0.80以上である。
(Clad type positive plate for lead-acid battery)
The clad type positive plate of this embodiment is used in a lead-acid battery. The clad positive plate includes at least one porous tube, a positive electrode material filled in the tube, and a positive current collector. The porous tube is hereinafter sometimes referred to as "tube (T)". The positive electrode current collector includes at least one metal core having first and second ends, and a current collector connected to the first end. A cored bar is placed in the tube (T) and is in contact with the positive electrode material. The cored bar includes an eccentric portion. The eccentric portion includes a bend where the second end bends closer to the tube (T). The ratio L1/L0 is 0.80 or more, where L0 is the length of the cored bar in the direction in which the tube (T) extends, and L1 is the length from the first end to the eccentric portion in that direction. .

チューブ(T)が延びる方向を、以下では「方向DL」と称する場合がある。方向DLは、別の観点では、チューブ(T)の中心軸と平行な方向、または、チューブ(T)の長手方向である。 The direction in which the tube (T) extends is hereinafter sometimes referred to as "direction DL". From another point of view, the direction DL is the direction parallel to the central axis of the tube (T) or the longitudinal direction of the tube (T).

曲がり部において芯金の中心軸の曲率半径は、2700mm以下(例えば1900mm以下、1200mm以下、800mm以下、または600mm以下)である。換言すれば、そのような曲率半径を有する部分を曲がり部とする。曲がり部における芯金の中心軸の曲率半径は、200mm以下であってもよい。曲がり部は、芯金が急に曲がっている屈曲部であってもよい。屈曲部は、芯金の中心軸の曲率半径が20mm以下(例えば10mm以下、5mm以下、または3mm以下)の部分である。第2の端部における芯金が、チューブ(T)の内面に垂直な方向よりも第1の端部側に曲がっていない限り、曲がり部の中心軸の曲率半径の下限に限定はないが、当該曲率半径は、1mm以上(例えば、2mm以上、または5mm以上)であってもよい。これらの下限と上限とは、下限が上限を下回らない限り任意に組み合わせることができる。以下では、芯金の中心軸の曲率半径が20mm以下の曲がり部を屈曲部と称し、芯金の中心軸の曲率半径が、20mmよりも大きく且つ2700mm以下(例えば1900mm以下、1200mm以下、800mm以下、または600mm以下)の曲がり部を湾曲部と称する場合がある。 The radius of curvature of the center axis of the cored bar at the bent portion is 2700 mm or less (for example, 1900 mm or less, 1200 mm or less, 800 mm or less, or 600 mm or less). In other words, a portion having such a radius of curvature is defined as a bent portion. The radius of curvature of the central axis of the cored bar at the bent portion may be 200 mm or less. The bent portion may be a bent portion where the metal core is sharply bent. The bent portion is a portion having a radius of curvature of 20 mm or less (for example, 10 mm or less, 5 mm or less, or 3 mm or less) of the center axis of the cored bar. As long as the core bar at the second end is not bent toward the first end side from the direction perpendicular to the inner surface of the tube (T), there is no lower limit to the radius of curvature of the central axis of the bend, The radius of curvature may be 1 mm or more (eg, 2 mm or more, or 5 mm or more). These lower and upper limits can be arbitrarily combined as long as the lower limit does not fall below the upper limit. Hereinafter, a bent portion having a radius of curvature of the central axis of the cored bar of 20 mm or less is referred to as a bent portion, and the radius of curvature of the central axis of the cored bar is greater than 20 mm and 2700 mm or less (e.g., 1900 mm or less, 1200 mm or less, 800 mm or less). , or 600 mm or less) is sometimes referred to as a curved portion.

なお、曲率半径を測定しなくても、芯金の所定の部分に曲がり部が存在することを認定することは可能である。例えば、芯金の所定の部分の中心軸から任意の3点を選択し、その3点の位置に基づいてその部分に曲がり部が存在することを認定することが可能である。 It should be noted that it is possible to recognize the presence of a bent portion at a predetermined portion of the core bar without measuring the radius of curvature. For example, it is possible to select arbitrary three points from the central axis of a predetermined portion of the core bar, and to recognize the presence of a bend in that portion based on the positions of the three points.

長さL1は、第1の端部と、偏心部に含まれる曲がり部(より詳細には、曲がり部の2つの開始点のうち集電部に近い方の開始点)との間の長さ(方向DLに沿った長さ)である。具体的には、芯金の中心軸の曲率半径が上記範囲にある曲がり部の開始点(集電部に近い方の開始点)と第1の端部との間の長さ(方向DLに沿った長さ)をL1とすることができる。複数の曲がり部(屈曲部および/または湾曲部)が存在する場合には、第1の端部に最も近い曲がり部と第1の端部との間の長さが、L1となる。なお、曲がり部の開始点とは、芯金の中心軸の曲率半径が上記範囲にある部分の2つの端を意味する。 The length L1 is the length between the first end and the bend included in the eccentric portion (more specifically, the start of the bend that is closer to the current collecting portion of the two start points of the bend). (length along direction DL). Specifically, the length (in the direction DL length along) can be L1. If there are multiple bends (bends and/or bends), the length between the bend closest to the first end and the first end is L1. The starting point of the curved portion means the two ends of the portion where the radius of curvature of the center axis of the cored bar is within the above range.

構成部材(棒状部、チューブ(T)など)が、円柱状または中空の円筒状である場合、ある位置P1における当該構成部材の中心軸は、当該位置P1における当該構成部材の円形の断面(位置P1において当該構成部材が延びる方向に垂直な断面)の中心である。なお、構成部材が円柱状および中空の円筒状のいずれでもない場合、ある位置P1における当該構成部材の中心軸の位置は、当該位置P1における当該構成部材の断面(位置P1において当該構成部材が延びる方向に垂直な断面)の重心の位置とすることができる。すなわち、この場合、方向DLに沿って当該重心をつなげた線を中心軸とみなすことができる。 When the component (rod-shaped part, tube (T), etc.) has a cylindrical shape or a hollow cylindrical shape, the central axis of the component at a certain position P1 corresponds to the circular cross section of the component at the position P1 (position cross section perpendicular to the direction in which the component extends at P1). In addition, when the component is neither cylindrical nor hollow cylindrical, the position of the central axis of the component at a certain position P1 is the cross section of the component at the position P1 (the component extends at the position P1). direction) of the center of gravity. That is, in this case, the line connecting the centers of gravity along the direction DL can be regarded as the central axis.

クラッド式正極板の一般的な正極集電体において、集電部側の芯金の位置は固定されているが、それ以外の芯金の位置は固定されていない。そのため、そのような一般的な正極集電体を用いると、集電部から離れるほど、芯金の位置が偏心しやすくなる(すなわち、多孔質チューブの中心軸からずれやすくなる)。そのような従来のクラッド式正極板の一例の概略断面図を図9に示す。 In a general positive electrode current collector of a clad positive plate, the position of the cored bar on the side of the current collecting portion is fixed, but the positions of other cored bars are not fixed. Therefore, when such a general positive electrode current collector is used, the position of the cored bar tends to become eccentric (that is, it tends to deviate from the central axis of the porous tube) as the distance from the current collector increases. A schematic cross-sectional view of an example of such a conventional clad positive plate is shown in FIG.

図9に示す正極板は、多孔質のチューブ1031、正極電極材料1032、および正極集電体1033を含む。正極集電体1033は、集電部1034と芯金1035とを含む。正極電極材料1032および芯金1035は、チューブ1031内に配置されている。芯金1035の先端側は固定されていない。そのため、一般的な正極集電体1033を用いた場合、集電部1034側の芯金1035はチューブ1031の中央近傍に位置するが、集電部1034から離れた位置にある芯金1035はチューブ1031の内周面に接するほどに偏心することがある。図9において、チューブ1031から離れている部分を離間部1035aと称し、芯金1035のうちチューブ1031に近接している部分を近接部1035bと称する場合がある。図9の一例では、集電部1034に近い位置にある芯金1035が離間部1035aであり、集電部1034から離れた位置にある芯金1035が近接部1035bである。 The positive plate shown in FIG. 9 includes a porous tube 1031 , a positive electrode material 1032 and a positive current collector 1033 . Positive electrode current collector 1033 includes current collector 1034 and metal core 1035 . A positive electrode material 1032 and a metal core 1035 are arranged within the tube 1031 . The tip side of the cored bar 1035 is not fixed. Therefore, when a general positive electrode current collector 1033 is used, the core metal 1035 on the current collector 1034 side is located near the center of the tube 1031, but the core metal 1035 located away from the current collector 1034 is located in the tube. It may be so eccentric that it touches the inner peripheral surface of 1031 . In FIG. 9, the portion away from the tube 1031 may be referred to as a spaced portion 1035a, and the portion of the metal core 1035 close to the tube 1031 may be referred to as a proximal portion 1035b. In the example of FIG. 9, the metal core 1035 located near the current collecting portion 1034 is the spaced portion 1035a, and the metal core 1035 located away from the current collecting portion 1034 is the proximity portion 1035b.

正極電極材料には、電気伝導率が低い一酸化鉛PbOなど(以下では「未化成活物質」と称する場合がある)が多く含まれる。また、化成反応に関与するイオンは、正極電極材料の細孔を通って移動する。従って、近接部1035bの周辺の正極電極材料では、未化成活物質の抵抗およびイオンが細孔を通過する際の抵抗が比較的小さい。そのため、近接部1035bの周辺では、化成初期に流れる化成電流がより多く、その結果、化成反応によって生じるPbOの量が多くなる。PbOは、未化成活物質に比べて電気伝導率が高い。そのため、近接部1035bの周辺の正極電極材料では、元々小さな抵抗と、化成が進行するにつれて向上する電気伝導率とによって、化成反応が急速に進行する。 The positive electrode material contains a large amount of lead monoxide, PbO, etc., which has low electrical conductivity (hereinafter sometimes referred to as "unformed active material"). Also, the ions involved in the formation reaction move through the pores of the positive electrode material. Therefore, in the positive electrode material around the proximal portion 1035b, the resistance of the unformed active material and the resistance when ions pass through the pores are relatively small. Therefore, in the vicinity of the adjacent portion 1035b, more anodization current flows in the initial stage of anodization, and as a result, the amount of PbO 2 generated by the anodization reaction increases. PbO 2 has a higher electrical conductivity than the unformed active material. Therefore, in the positive electrode material around the proximal portion 1035b, the conversion reaction proceeds rapidly due to the inherently low resistance and the electrical conductivity that increases as the conversion progresses.

化成は、正極板と対向する負極板でも同時に進行する。そのため、負極板においても、近接部1035bと対向する部分の負極電極材料から先に化成が進行する。近接部1035bの周辺の正極電極材料と、近接部1035bと対向する部分の負極電極材料とにおいて活物質の化成がほぼ完了すると(例えば、化成後期には)、離間部1035aに化成電流の大半が流れ込む。しかし、化成電流が離間部1035aに集中することによって電流密度が高くなることに加え、離間部1035aの周辺の正極電極材料の抵抗が元々大きいために、離間部1035aでは、印加された電気量に対するPbOの増加率(すなわち化成効率)が、近接部1035bに比べて著しく低下する。 Formation also progresses simultaneously on the negative electrode plate facing the positive electrode plate. Therefore, also in the negative electrode plate, chemical conversion progresses first from the negative electrode material in the portion facing the proximal portion 1035b. When the formation of the active material is almost completed in the positive electrode material around the proximal portion 1035b and the negative electrode material in the portion facing the proximal portion 1035b (for example, in the latter stage of formation), most of the formation current flows in the separated portion 1035a. flow in. However, since the forming current concentrates in the spaced portion 1035a, the current density increases, and the resistance of the positive electrode material around the spaced portion 1035a is originally large. The growth rate of PbO 2 (ie conversion efficiency) is significantly reduced compared to the adjacent portion 1035b.

以上のようなメカニズムによって、偏心した芯金を有する従来のクラッド式正極板では、偏心がない芯金を備える正極板に比べて、正極板全体における正極電極材料の化成度のばらつきが大きくなるとともに、正極板全体における正極電極材料の化成度そのものが低下する傾向がある。 Due to the mechanism described above, in the conventional clad type positive plate having an eccentric metal core, the degree of formation of the positive electrode material in the entire positive electrode plate varies more than the positive electrode plate having an eccentric metal core. , the conversion degree of the positive electrode material in the entire positive electrode plate tends to decrease.

なお、正極電極材料の化成度のばらつきは、化成の際に印加する化成電流が小さいときには比較的小さい。ところが、化成電流が大きい場合(例えば高速化成を行う場合)、化成の初期段階において、近接部1035bにおける化成電流密度と、離間部1035aにおける化成電流密度との差が極端に大きくなる。さらに、近接部1035bの化成がほぼ終了した化成後期には、抵抗が大きい離間部1035aに化成電流が集中して、化成効率が低下する。よって、化成電流が大きい場合には、正極電極材料の化成度のばらつきが顕著になる。 It should be noted that the variation in the degree of formation of the positive electrode material is relatively small when the formation current applied during formation is small. However, when the formation current is large (for example, when high-speed formation is performed), the difference between the formation current density in the adjacent portion 1035b and the formation current density in the distant portion 1035a becomes extremely large in the initial stage of formation. Furthermore, in the latter stage of anodization when the anodization of the adjacent portion 1035b is almost completed, the anodization current concentrates on the separated portion 1035a having a large resistance, and the anodization efficiency is lowered. Therefore, when the anodization current is large, the variation in the anodization degree of the positive electrode material becomes conspicuous.

本実施形態で用いられる正極集電体の芯金は、第2の端部がチューブに近づくように曲がる曲がり部を含む偏心部を有する。また、上記の比L1/L0が0.80以上である。この構成によれば、芯金の全体的な偏りを低減することが容易になる。例えば、第1の端部から第2の端部の近傍までの部分が、チューブ(T)に接触することを抑制することが容易になる。その結果、正極板全体における化成度の偏りが低減し、正極全体としての化成度を高めることができる。さらに、芯金の大部分をチューブ(T)の中心軸近傍に配置することによって、芯金の周囲に活物質が均等に配置される。その結果、芯金の腐食を抑制することが可能である。 The core metal of the positive electrode current collector used in this embodiment has an eccentric portion including a bent portion where the second end portion is bent to approach the tube. Also, the above ratio L1/L0 is 0.80 or more. According to this configuration, it becomes easy to reduce the overall unevenness of the cored bar. For example, it becomes easy to prevent the portion from the first end to the vicinity of the second end from contacting the tube (T). As a result, the unevenness of the formation degree of the positive electrode plate as a whole can be reduced, and the formation degree of the positive electrode as a whole can be increased. Furthermore, by arranging most of the cored bar in the vicinity of the central axis of the tube (T), the active material is evenly distributed around the cored bar. As a result, it is possible to suppress corrosion of the cored bar.

芯金は、第1および第2の端部を有する。芯金は、正極集電体のうち、正極電極材料と接触している表面を有する部分である。集電部は、正極電極材料とは接触していない。第1の端部は、芯金と集電部との境界に存在する。第2の端部は、第1の端部とは反対側の端部である。 The core bar has first and second ends. A metal core is a portion of the positive electrode current collector that has a surface that is in contact with the positive electrode material. The current collector is not in contact with the positive electrode material. The first end exists at the boundary between the cored bar and the current collector. The second end is the end opposite the first end.

比L1/L0は、0.80以上であり、0.81以上、0.86以上、または0.91以上であってもよい。比L1/L0は、0.99以下、0.98以下、0.97以下、0.95以下、または0.91以下であってもよい。これらの下限と上限とは、下限が上限を下回る限り、任意に組み合わせることができる。例えば、比L1/L0は、0.80~0.99、0.81~0.99、0.86~0.99、または0.91~0.99の範囲にあってもよい。これらの範囲において、下限が上限を下回る限り、上限を、0.98、0.97、0.95、または0.91としてもよい。 The ratio L1/L0 is 0.80 or greater, and may be 0.81 or greater, 0.86 or greater, or 0.91 or greater. The ratio L1/L0 may be 0.99 or less, 0.98 or less, 0.97 or less, 0.95 or less, or 0.91 or less. These lower and upper limits can be arbitrarily combined as long as the lower limit is less than the upper limit. For example, the ratio L1/L0 may range from 0.80 to 0.99, 0.81 to 0.99, 0.86 to 0.99, or 0.91 to 0.99. In these ranges, the upper limit may be 0.98, 0.97, 0.95, or 0.91, so long as the lower limit is less than the upper limit.

チューブ(T)が延びる方向における芯金の長さL0に限定はなく、150mm~450mmの範囲(例えば200mm~400mmの範囲)にあってもよい。長さL0が360mm以下(例えば200mm~360mmの範囲)である場合、本発明の効果が高まる。 The length L0 of the cored bar in the direction in which the tube (T) extends is not limited, and may be in the range of 150 mm to 450 mm (for example, the range of 200 mm to 400 mm). When the length L0 is 360 mm or less (for example, in the range of 200 mm to 360 mm), the effects of the present invention are enhanced.

偏心部は、第2の端部がチューブ(T)に近づくように屈曲する屈曲部を含んでもよい。屈曲部は、芯金が急に曲がっている部分である。好ましい一例では、芯金は、曲がり部として、1つの屈曲部のみを含む。 The eccentric portion may include a bend where the second end bends closer to the tube (T). A bent portion is a portion where the core bar is sharply bent. In a preferred example, the cored bar includes only one bent portion as the bent portion.

曲がり部が屈曲部を含む場合、屈曲部において、芯金が屈曲している角度は、2°以上であってもよい。例えば、当該角度は、2°以上、5°以上、10°以上、20°以上、30°以上、または40°以上であってもよい。当該角度は、90°以下、75°以下、60°以下、または45°以下であってもよい。これらの下限と上限とは、上限が下限以下とならない限り、任意に組み合わせることができる。例えば、当該角度は、2°~90°の範囲、5°~90°の範囲、10°~90°の範囲、20°~90°の範囲、30°~90°の範囲、または40°~90°の範囲にあってもよい。これらの範囲において、上限を、75°、60°、または45°に置き換えてもよい。例えば、当該角度は、2°~60°の範囲にあってもよい。上記角度を大きくするほど、第1の端部と偏心部との間の距離を長くすることができる。その結果、正極内の化成度の偏差を抑制でき、従って正極全体の化成度を高くすることが容易になる。一方、上記角度を小さくすることによって、正極電極材料の充填密度のばらつきを小さくすることが容易になる。当該角度は、2°~75°の範囲(例えば、2°~60°の範囲、5°~60°の範囲、5°~45°の範囲)にあってもよい。 When the bent portion includes a bent portion, the core bar may be bent at an angle of 2° or more at the bent portion. For example, the angle may be 2° or greater, 5° or greater, 10° or greater, 20° or greater, 30° or greater, or 40° or greater. The angle may be 90° or less, 75° or less, 60° or less, or 45° or less. These lower and upper limits can be arbitrarily combined as long as the upper limit is not equal to or lower than the lower limit. For example, the angle ranges from 2° to 90°, from 5° to 90°, from 10° to 90°, from 20° to 90°, from 30° to 90°, or from 40° to It may be in the range of 90°. In these ranges, the upper limits may be replaced by 75°, 60°, or 45°. For example, the angle may range from 2° to 60°. The larger the angle, the longer the distance between the first end and the eccentric portion. As a result, the deviation of the degree of chemical formation in the positive electrode can be suppressed, and therefore it becomes easy to increase the degree of chemical formation of the entire positive electrode. On the other hand, by reducing the angle, it becomes easier to reduce variations in packing density of the positive electrode material. The angle may be in the range of 2° to 75° (eg, 2° to 60°, 5° to 60°, 5° to 45°).

チューブ(T)が延びる方向を、以下では「方向DL」と称する場合がある。また、方向DLに垂直な方向を、以下では、「断面方向DR」と称する場合がある。また、偏心部の端部であって第1の端部側の端部を「端部K」と称する場合がある。端部Kから第2の端部までが偏心部を構成する。 The direction in which the tube (T) extends is hereinafter sometimes referred to as "direction DL". Moreover, the direction perpendicular to the direction DL may be hereinafter referred to as a “cross-sectional direction DR”. Further, the end of the eccentric portion on the first end side may be referred to as "end K". An eccentric portion is formed from the end K to the second end.

ここで、端部Kにおける芯金の中心軸と、第2の端部における芯金の中心軸との断面方向DRにおける距離を距離E(mm)とする。チューブ(T)の内径を、内径Dt(mm)とする。芯金の直径をDm(mm)とする。ここで、DtおよびDmが一定であると仮定する。さらに、端部Kにおいて、芯金の中心軸とチューブ(T)との中心軸とが交差し、且つ、第2の端部において芯金がチューブと接触していると仮定する。その場合、(E+0.5Dm)は0.5Dtに略等しい。距離E、内径Dt、および直径Dmは、-2.0≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦2.0を満たしてもよく、好ましくは-1.0≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦1.0を満たし、より好ましくは-0.5≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦0.5(例えば、-0.25≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦0.25)を満たす。これらの条件を満たすことによって、第1の端部と第2の端部との間の領域をチューブ(T)の中心軸に近づけることが容易になる。これらの式において、右辺を左辺の絶対値の半分の値としてもよい。これらの式において、右辺を0としてもよい。(E+0.5Dm-0.5Dt)の値についてここで例示した複数の範囲のいずれかと、上記で例示したL1/L0の複数の範囲のいずれかとは任意に組み合わせることができる。なお、内径Dtおよび直径Dmの値には、端部Kにおける値を用いることができる(以下の説明においても同様である)。 Here, the distance in the cross-sectional direction DR between the central axis of the cored bar at the end K and the central axis of the cored bar at the second end is defined as a distance E (mm). Let the inside diameter of the tube (T) be the inside diameter Dt (mm). Let Dm (mm) be the diameter of the core. Here we assume that Dt and Dm are constant. Further assume that at the end K, the central axis of the core bar intersects the central axis of the tube (T), and that the core bar is in contact with the tube at the second end. Then (E+0.5Dm) is approximately equal to 0.5Dt. The distance E, inner diameter Dt, and diameter Dm may satisfy −2.0≦(E+0.5Dm−0.5Dt)≦2.0, preferably −1.0≦(E+0.5Dm−0.5Dt ) ≤ 1.0, more preferably -0.5 ≤ (E + 0.5Dm-0.5Dt) ≤ 0.5 (for example, -0.25 ≤ (E + 0.5Dm-0.5Dt) ≤ 0.25 ). Satisfying these conditions facilitates bringing the region between the first end and the second end closer to the central axis of the tube (T). In these equations, the right side may be half the absolute value of the left side. In these equations, the right side may be 0. Any of the multiple ranges exemplified here for the value of (E+0.5Dm-0.5Dt) can be arbitrarily combined with any of the multiple ranges of L1/L0 exemplified above. The values at the end K can be used as the values of the inner diameter Dt and the diameter Dm (the same applies to the following description).

距離E(mm)の値は、(0.5Dt-0.5Dm)の0.4~1.6倍の範囲にあることが好ましく、0.8~1.2倍の範囲にあることがより好ましく、0.9~1.1倍の範囲にあることが特に好ましい。これらの範囲の上限を1.0倍としてもよい。ここで距離Eについて例示した複数の範囲のいずれかと、上記で例示したL1/L0の複数の範囲のいずれかとは任意に組み合わせることができる。 The value of the distance E (mm) is preferably in the range of 0.4 to 1.6 times (0.5Dt-0.5Dm), more preferably in the range of 0.8 to 1.2 times. Preferably, it is particularly preferably in the range of 0.9 to 1.1 times. The upper limit of these ranges may be 1.0 times. Any of the plurality of ranges illustrated for the distance E here can be arbitrarily combined with any of the plurality of ranges of L1/L0 illustrated above.

本実施形態の正極板では、第2の端部は、好ましくはチューブ(T)と近接しており、より好ましくはチューブ(T)と接触している。例えば、第2の端部とチューブ(T)との最短距離は、0~1mmの範囲にあってもよく、好ましくは0~0.5mmの範囲にある。第2の端部はチューブ(T)と接触していてもよい。これらの条件を満たすことによって、第1の端部と第2の端部との間の領域をチューブ(T)の中心軸に近づけることが容易になる。 In the positive plate of this embodiment, the second end is preferably close to the tube (T), more preferably in contact with the tube (T). For example, the shortest distance between the second end and the tube (T) may be in the range 0-1 mm, preferably in the range 0-0.5 mm. The second end may be in contact with the tube (T). Satisfying these conditions facilitates bringing the region between the first end and the second end closer to the central axis of the tube (T).

曲がり部は、芯金が外力によって変形していない状態においても曲がっている部分である。1つの観点では、芯金が外力によって変形していない状態において、第1の端部から偏心部までの部分には曲がり部が存在しない。チューブ(T)内に正極電極材料を充填する際に、偏心部が少ない方が正極電極材料を均一に充填しやすくなる。この構成の典型的な一例では、第1の端部と曲がり部との間にある芯金(典型的には棒状部)は、重力などの力が加わらない限り直線状に延びる。外力によって変形していない状態とは、例えば、チューブ(T)内に配置されていない芯金を、重力によって変形しないように静置したときの状態である。 A bent portion is a portion that is bent even when the core bar is not deformed by an external force. From one point of view, when the cored bar is not deformed by an external force, there is no bent portion from the first end portion to the eccentric portion. When filling the positive electrode material into the tube (T), the smaller the eccentric portion, the easier it is to fill the positive electrode material uniformly. In a typical example of this configuration, the cored bar (typically a bar-shaped portion) between the first end and the bent portion extends linearly unless a force such as gravity is applied. The state in which the core is not deformed by an external force is, for example, a state in which the cored bar, which is not arranged in the tube (T), is left standing so as not to be deformed by gravity.

芯金は、棒状部を含んでもよい。ここで、棒状部とは、部分的に付加される突起物を除き、その径が概ね一定である領域を意味する。例えば、棒状部は、棒状部の最大径と最小径とが、それらの平均値の±15%(好ましくは±5%)の範囲内にある部分であってもよい。棒状部の径は、棒状部が延びる方向(中心軸の方向)に垂直な断面の径である。棒状部の断面の形状が円でない場合には、断面の面積と同じ面積を有する円(相当円)の直径を棒状部の径とする。 The core metal may include a bar-shaped portion. Here, the rod-shaped portion means a region whose diameter is generally constant except for projections that are partially added. For example, the rod-shaped portion may be a portion in which the maximum diameter and minimum diameter of the rod-shaped portion are within ±15% (preferably ±5%) of their average value. The diameter of the rod-shaped portion is the diameter of the cross section perpendicular to the direction in which the rod-shaped portion extends (the direction of the central axis). When the shape of the cross section of the rod-shaped portion is not circular, the diameter of the circle having the same area as the cross-sectional area (equivalent circle) is taken as the diameter of the rod-shaped portion.

棒状部は、典型的には円柱状の形状を有する。棒状部の径(例えば直径)に特に限定はなく、チューブの内径の0.25~0.45倍の範囲(例えば0.30~0.38倍の範囲)にあってもよい。棒状部は、円柱状以外の形状(例えば角柱状)であってもよい。 The bar typically has a cylindrical shape. The diameter (eg, diameter) of the rod-shaped portion is not particularly limited, and may be in the range of 0.25 to 0.45 times (eg, 0.30 to 0.38 times) the inner diameter of the tube. The rod-shaped portion may have a shape other than a columnar shape (for example, a prismatic shape).

本実施形態の正極板では、芯金は、第1の端部から偏心部まで続く棒状部を含んでもよく、当該棒状部はチューブ(T)と接触していないことが好ましい。この構成によれば、正極電極材料の化成度を特に高めることが可能であり、且つ、正極芯金の腐食を特に抑制することが可能である。なお、第1の端部から偏心部までの領域において、電極材料充填時の重力などによって湾曲した棒状部の一部がチューブ(T)と接触する場合がある。そのような場合であっても、本実施形態の正極板によれば、芯金のうちチューブ(T)の中心軸に近い部分の長さを、従来の正極集電体よりも長くすることが可能である。そのため、第1の端部から偏心部までの領域において棒状部の一部がチューブ(T)と接触している場合であっても、本発明の効果を得ることは可能である。 In the positive electrode plate of this embodiment, the cored bar may include a rod-shaped portion extending from the first end to the eccentric portion, and the rod-shaped portion preferably does not contact the tube (T). According to this configuration, it is possible to particularly increase the chemical formation degree of the positive electrode material, and it is possible to particularly suppress corrosion of the positive electrode core metal. In addition, in the area from the first end to the eccentric portion, a portion of the rod-shaped portion bent by gravity or the like during filling of the electrode material may come into contact with the tube (T). Even in such a case, according to the positive electrode plate of the present embodiment, the length of the portion of the metal core near the central axis of the tube (T) can be made longer than that of the conventional positive electrode current collector. It is possible. Therefore, even if a portion of the rod-shaped portion is in contact with the tube (T) in the region from the first end to the eccentric portion, it is possible to obtain the effects of the present invention.

典型的な棒状部は、柱状(例えば円柱状)であり、第1の端部から第2の端部まで(または第1第2の端部の近傍)まで続いており、第2の端部側に曲がり部を有する。棒状部の径(例えば直径)に特に限定はなく、2.0mm~4.0mmの範囲(例えば2.5mm~3.5mmの範囲)にあってもよい。なお、第2の端部の近傍(例えば第2の端部からの距離が5mm程度の範囲)では芯金が先細りになることがあるが、その部分は実質的に棒状部とみなすことができる。なお、棒状部の断面の形状が円でない場合には、断面の面積と同じ面積を有する円(相当円)の直径を棒状部の径とする。 A typical bar is columnar (e.g., cylindrical) and extends from a first end to a second end (or near the first and second ends) and a second end It has a bend on the side. The diameter (eg, diameter) of the rod-shaped portion is not particularly limited, and may be in the range of 2.0 mm to 4.0 mm (eg, 2.5 mm to 3.5 mm). In addition, the core bar may be tapered in the vicinity of the second end (for example, in a range where the distance from the second end is about 5 mm), but that portion can be substantially regarded as a rod-shaped portion. . When the shape of the cross section of the rod-shaped portion is not circular, the diameter of the circle having the same area as the cross-sectional area (equivalent circle) is taken as the diameter of the rod-shaped portion.

芯金は、棒状部のみで構成されてもよいし、棒状部と後述するテーパ部とによって構成されてもよい。方向DLにおける棒状部(芯金の棒状部)の長さは、方向DLにおける芯金の長さの0.93~1.0倍の範囲(例えば0.96~1.0倍の範囲)にあってもよい。 The core bar may be composed of only the rod-shaped portion, or may be composed of the rod-shaped portion and a tapered portion described later. The length of the rod-shaped portion (rod-shaped portion of the cored bar) in the direction DL is in the range of 0.93 to 1.0 times (for example, the range of 0.96 to 1.0 times) the length of the cored bar in the direction DL. There may be.

通常、本実施形態の正極板は、一列に並んだ複数のチューブ(T)を含み、正極集電体は、それぞれの第1の端部が集電部で連結された複数の芯金を含む。チューブ(T)の数と芯金の数とは同じである。チューブ(T)および芯金の数に限定はなく、それぞれ、1~30の範囲(例えば3~20の範囲)にあってもよい。 Generally, the positive electrode plate of the present embodiment includes a plurality of tubes (T) arranged in a row, and the positive electrode current collector includes a plurality of metal cores each having a first end connected by a current collector. . The number of tubes (T) and the number of core bars are the same. The number of tubes (T) and core bars is not limited, and may be in the range of 1 to 30 (for example, in the range of 3 to 20).

本実施形態の正極板では、複数の芯金は、それぞれの偏心部において同じ方向に偏心していてもよい。別の観点では、複数の芯金は、それぞれの曲がり部において同じ方向に曲がっていてもよい。これらの構成によれば、正極電極材料をチューブ(T)に充填する際に、第2の端部をチューブ(T)に近づけることが容易になる。芯金が偏心する方向(曲がる方向)に限定はなく、複数のチューブ(T)が並ぶ方向と平行であってもよいし、垂直であってもよい。芯金が偏心する方向を、複数のチューブ(T)が並ぶ方向と平行とすることによって、鋳造による芯金の製造が容易になる。 In the positive electrode plate of the present embodiment, the plurality of metal cores may be eccentric in the same direction at their respective eccentric portions. From another point of view, the plurality of cored bars may be bent in the same direction at their respective bending portions. According to these configurations, when filling the tube (T) with the positive electrode material, it becomes easier to bring the second end closer to the tube (T). The eccentric direction (bending direction) of the cored bar is not limited, and may be parallel or perpendicular to the direction in which the plurality of tubes (T) are arranged. Making the eccentric direction of the core metal parallel to the direction in which the plurality of tubes (T) are arranged facilitates the manufacture of the core metal by casting.

上述した複数の異なる構成は、矛盾がない限り、任意に組み合わせることができる。本実施形態の正極板は、上述した複数の構成のうちの少なくとも1つを満たしてもよい。 A plurality of different configurations described above can be arbitrarily combined as long as there is no contradiction. The positive electrode plate of this embodiment may satisfy at least one of the plurality of configurations described above.

(鉛蓄電池)
本実施形態の鉛蓄電池は、本実施形態のクラッド式正極板を含む。この構成によれば、正極板の化成度を高めることができ、その結果、電池の初期の自己放電を抑制すること、および、初期の放電容量を向上させることが可能となる。正極板以外の構成に特に限定はなく、クラッド式の鉛蓄電池に用いられる公知の構成を適用してもよい。
(lead-acid battery)
The lead-acid battery of this embodiment includes the clad positive plate of this embodiment. According to this configuration, the chemical conversion degree of the positive electrode plate can be increased, and as a result, it is possible to suppress the initial self-discharge of the battery and improve the initial discharge capacity. The configuration other than the positive electrode plate is not particularly limited, and a known configuration used for a clad lead-acid battery may be applied.

以下、本実施形態のクラッド式正極板およびそれを含む鉛蓄電池の主要な構成要素の例について説明する。しかし、本発明の構成要素は、以下の例に限定されない。以下では、正極板が複数の多孔質のチューブ(T)を含む例について説明する。 Examples of main components of the clad positive plate of the present embodiment and a lead-acid battery including the clad positive plate will be described below. However, the components of the present invention are not limited to the following examples. An example in which the positive electrode plate includes a plurality of porous tubes (T) will be described below.

(クラッド式正極板)
クラッド式正極板は、複数の多孔質のチューブ(T)と、チューブ(T)内に充填された正極電極材料と、正極集電体とを含む。正極集電体は、上述した特徴を有する。クラッド式正極板は、通常、複数のチューブ(T)を連結する連座を含む。正極集電体は、上述した特徴を有する。
(Clad positive plate)
The clad positive plate includes a plurality of porous tubes (T), a positive electrode material filled in the tubes (T), and a positive current collector. The positive electrode current collector has the characteristics described above. A clad positive plate usually includes a link connecting multiple tubes (T). The positive electrode current collector has the characteristics described above.

(正極集電体)
正極集電体は、例えば、鉛合金で構成されている。鉛合金としては、Pb-Sb系合金を用いることが好ましい。Pb-Sb系合金は、必要に応じて、ヒ素、セレン、ビスマス、およびスズからなる群より選択される少なくとも一種の元素などを含んでもよい。
(Positive electrode current collector)
The positive electrode current collector is made of, for example, a lead alloy. As the lead alloy, it is preferable to use a Pb--Sb alloy. The Pb--Sb-based alloy may contain at least one element selected from the group consisting of arsenic, selenium, bismuth, and tin, if necessary.

正極集電体の芯金は、集電部側のテーパ部と、テーパ部から延びる棒状部とを含んでもよい。テーパ部は、集電部側から棒状部側に向かって径が小さくなっており、円錐台状の形状(円錐台状に類似する形状も含む)を有してもよい。芯金は、テーパ部と集電部との間に配置された柱状部を含んでもよい。柱状部は、通常、円柱状の形状(円柱状に類似の形状も含む)を有する。集電部の近傍では、チューブ(T)の集電部側の開口を塞ぐように、テーパ部、または、テーパ部および柱状部が配置される。テーパ部の一部とチューブの内周面との間の隙間、または、テーパ部の一部および柱状部とチューブの内周面との隙間には、樹脂(例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど))が充填されていてもよい。 The core metal of the positive electrode current collector may include a tapered portion on the side of the current collector and a bar-shaped portion extending from the tapered portion. The tapered portion has a diameter that decreases from the current collector side toward the rod-like portion side, and may have a truncated cone shape (including a shape similar to a truncated cone shape). The cored bar may include a columnar portion arranged between the tapered portion and the current collecting portion. The columnar portion usually has a columnar shape (including a columnar-like shape). In the vicinity of the current collecting portion, a tapered portion or a tapered portion and a columnar portion are arranged so as to close the opening of the tube (T) on the side of the current collecting portion. Resin (for example, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.) ) may be filled.

正極集電体の製造方法に特に限定はなく、公知の方法で製造してもよい。例えば、鋳造法(ダイキャスト法も含む)によって正極集電体を製造してもよい。その場合、鋳造時に芯金の偏心部が形成されるように鋳造を行ってもよい。あるいは、芯金の偏心部の曲がり部は、鋳造された正極集電体の芯金の一部を曲げることによって形成してもよい。 The manufacturing method of the positive electrode current collector is not particularly limited, and it may be manufactured by a known method. For example, the positive electrode current collector may be manufactured by a casting method (including a die casting method). In that case, casting may be performed so that the eccentric portion of the cored bar is formed during casting. Alternatively, the bent portion of the eccentric portion of the cored bar may be formed by bending a portion of the cored bar of the cast positive electrode current collector.

(多孔質のチューブ)
多孔質のチューブ(チューブ(T))は、その内部に、芯金および正極電極材料を収容する。チューブ(T)は、全体としては、中空の円筒状の形状を有する。チューブ(T)は多孔質であり、電解液が通過可能である。チューブ(T)は、通常、チューブ状の繊維集合体である。チューブ状の繊維集合体は、繊維をチューブ状に編み上げることによって形成された集合体であってもよい。チューブ状の繊維集合体は、チューブ状の不織布または織布であってもよい。繊維の例には、無機繊維(ガラス繊維など)、樹脂繊維などが含まれる。チューブ(T)は、必要に応じて、加熱処理されてもよい。チューブ(T)は、チューブ状の繊維集合体に、樹脂を含浸させることによって形成されてもよい。
(porous tube)
A porous tube (tube (T)) accommodates a metal core and a positive electrode material therein. The tube (T) has a hollow cylindrical shape as a whole. The tube (T) is porous and permeable to the electrolyte. A tube (T) is usually a tubular fiber assembly. The tubular fiber aggregate may be an aggregate formed by knitting fibers into a tubular shape. The tubular fiber assembly may be a tubular non-woven fabric or woven fabric. Examples of fibers include inorganic fibers (such as glass fibers) and resin fibers. The tube (T) may be heat-treated as necessary. The tube (T) may be formed by impregnating a tubular fiber assembly with a resin.

チューブ(T)の長さは、芯金の長さに応じて選択すればよい。例えば、チューブ(T)の長さは、方向DLにおける芯金の長さL0よりも、ある程度長ければよい。チューブ(T)の内径および厚さは、芯金の形状および/または鉛蓄電池の用途などに応じて選択される。 The length of the tube (T) may be selected according to the length of the cored bar. For example, the length of the tube (T) may be longer to some extent than the length L0 of the cored bar in the direction DL. The inner diameter and thickness of the tube (T) are selected according to the shape of the cored bar and/or the use of the lead-acid battery.

チューブ(T)の内径に特に限定はなく、8.5mm~11mmの範囲(例えば、9.0mm~10.5mmの範囲や9.3mm~10.3mmの範囲)にあってもよい。チューブ(T)の内径は、チューブ(T)の長手方向に垂直な断面における直径である。チューブ(T)の断面は、真円または真円に近い形状を有する。そのため、チューブ(T)の断面形状を真円とみなすことができる。 The inner diameter of the tube (T) is not particularly limited, and may be in the range of 8.5 mm to 11 mm (for example, the range of 9.0 mm to 10.5 mm or the range of 9.3 mm to 10.3 mm). The inner diameter of the tube (T) is the diameter in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tube (T). The cross section of the tube (T) has a perfect circle or a shape close to a perfect circle. Therefore, the cross-sectional shape of the tube (T) can be regarded as a perfect circle.

チューブ(T)の厚さに特に限定はなく、クラッド式正極板のチューブとして機能する厚さであればよい。チューブ(T)の厚さは、0.1mm~0.8mmの範囲(例えば0.3mm~0.6mmの範囲)にあってもよい。 The thickness of the tube (T) is not particularly limited as long as it functions as the tube of the clad positive electrode plate. The thickness of the tube (T) may be in the range 0.1mm to 0.8mm (eg in the range 0.3mm to 0.6mm).

正極電極材料は、酸化還元反応によって容量を発現する正極活物質(具体的には、二酸化鉛および硫酸鉛の少なくとも一方)を含む。正極電極材料は、必要に応じて、他の添加剤を含んでもよい。 The positive electrode material includes a positive electrode active material (specifically, at least one of lead dioxide and lead sulfate) that develops capacity through an oxidation-reduction reaction. The positive electrode material may contain other additives as needed.

クラッド式の正極板の製造方法に限定はなく、例えば以下の方法で製造してもよい。まず、複数の芯金のそれぞれを、複数のチューブ(T)内に収容する。次に、未化成の正極電極材料(正極電極材料となる材料)をチューブ(T)内に充填することによって、未化成の正極板を形成する。当該未化成の正極板を化成することによって、正極板が得られる。 The method for manufacturing the clad positive electrode plate is not limited, and for example, it may be manufactured by the following method. First, each of a plurality of cored bars is housed in a plurality of tubes (T). Next, an unformed positive electrode plate is formed by filling the tube (T) with an unformed positive electrode material (material to be a positive electrode material). A positive electrode plate is obtained by chemically forming the unformed positive electrode plate.

未化成の正極電極材料をチューブ(T)内に充填する際に、芯金の第2の端部がチューブ(T)と接触している状態で充填を行うことが好ましい。例えば、第2の端部を含む断面(チューブ(T)の中心軸に垂直な断面)において、第2の端部が最も下方に位置するように正極集電体およびチューブ(T)を傾けた状態で充填を行ってもよい。これによって、第2の端部とチューブ(T)との距離を小さくすることができる。例えば、第2の端部がチューブ(T)に接触している状態で充填を完了できる。 When filling the unformed positive electrode material into the tube (T), it is preferable to fill the tube (T) with the second end of the metal core in contact with the tube (T). For example, in a cross section including the second end (a cross section perpendicular to the central axis of the tube (T)), the positive electrode current collector and the tube (T) are tilted so that the second end is positioned at the lowest position. Filling may be performed in the state. This makes it possible to reduce the distance between the second end and the tube (T). For example, filling can be completed with the second end in contact with the tube (T).

未化成の正極板は、以下の手順で製造してもよい。まず、複数の芯金のそれぞれをチューブ(T)内に収容する。次に、複数のチューブ(T)のそれぞれの一端と集電部とを上部連座で固定する。次に、複数のチューブ(T)のそれぞれの他端の開口から、未化成の正極電極材料をチューブ(T)内に充填する。次に、複数のチューブ(T)のそれぞれの他端の開口を、下部連座で封止する。このようにして、未化成の正極板が得られる。 An unformed positive electrode plate may be produced by the following procedure. First, each of the plurality of cored bars is accommodated in the tube (T). Next, one end of each of the plurality of tubes (T) and the current collecting portion are fixed by upper connecting members. Next, the unformed positive electrode material is filled into the tubes (T) through the openings at the other ends of the plurality of tubes (T). Next, the openings at the other ends of the plurality of tubes (T) are sealed with the lower joints. Thus, an unformed positive electrode plate is obtained.

未化成の正極電極材料には、鉛蓄電池に用いられている公知の材料を用いてもよい。未化成の正極電極材料は、鉛を含有する粉末を含む。当該粉末は、少なくとも一酸化鉛を含む。当該粉末は、金属鉛、鉛丹、および硫酸鉛からなる群より選択される少なくとも一種をさらに含んでもよい。未化成の正極電極材料は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。 As the unformed positive electrode material, known materials used in lead-acid batteries may be used. The unformed positive electrode material includes lead-containing powder. The powder contains at least lead monoxide. The powder may further contain at least one selected from the group consisting of metallic lead, red lead, and lead sulfate. The unformed positive electrode material may contain additives as necessary.

未化成の正極電極材料の充填は、乾式充填および湿式充填のいずれであってもよい。例えば、乾式充填の場合、乾燥状態の材料がそのままチューブ(T)に充填される。湿式充填の場合、スラリー状の材料がチューブ(T)に充填される。スラリー状の材料は、鉛を含有する粉末、水、硫酸、および、必要に応じて添加剤などを混合することによって調整してもよい。 The filling of the unformed positive electrode material may be either dry filling or wet filling. For example, in the case of dry filling, the dry material is directly filled into the tube (T). In the case of wet filling, the material in slurry form is filled into the tube (T). The slurry-like material may be prepared by mixing lead-containing powder, water, sulfuric acid, and, if necessary, additives.

従来のクラッド式正極板では、乾式充填に比べて湿式充填の場合に、芯金をチュ-ブの中心軸上に固定することが製造工程上、困難であり、芯金が偏心し易かった。そのため、湿式充填を行った場合には化成度のばらつきが生じ易かった。本実施形態の正極板によれば、湿式充填の場合でも、化成度のばらつきを抑制することが可能である。 In conventional clad positive plates, it is more difficult to fix the metal core on the central axis of the tube in the manufacturing process than in dry filling, and the metal core tends to become eccentric. Therefore, when wet filling is performed, the degree of formation tends to vary. According to the positive electrode plate of the present embodiment, even in the case of wet filling, it is possible to suppress variations in the conversion degree.

未化成の正極板は、化成される。化成によって、二酸化鉛が生成する。化成は、鉛蓄電池の電槽内の電解液中に、未化成の極板を含む極板群を浸漬した状態で、極板群を充電することによって行ってもよい。あるいは、正極板の化成は、極板群の組み立て前に行ってもよい。 The unformed positive electrode plate is formed. Formation produces lead dioxide. The formation may be performed by charging the electrode plate group including the unformed electrode plate while immersing the electrode plate group in the electrolytic solution in the battery case of the lead-acid battery. Alternatively, chemical conversion of the positive electrode plate may be performed before assembly of the electrode plate group.

(鉛蓄電池)
本実施形態の鉛蓄電池は、通常、正極板、負極板、セパレータ、電解液、電槽、および蓋を含む。正極板は、本実施形態のクラッド式正極板である。クラッド式正極板以外の構成要素に特に限定はなく、鉛蓄電池に用いられる公知の構成要素を用いてもよい。
(lead-acid battery)
The lead-acid battery of this embodiment typically includes a positive plate, a negative plate, a separator, an electrolyte, a battery case, and a lid. The positive plate is the clad positive plate of this embodiment. Components other than the clad positive plate are not particularly limited, and known components used in lead-acid batteries may be used.

電槽は、正極板、負極板、セパレータ、および電解液を収容する。セパレータは、正極板と負極板との間に配置される。正極板、セパレータ、および負極板は積層されて極板群を構成する。極板群は、複数の正極板および複数の負極板を含んでもよい。蓋は、電槽の開口部を封じる。 The battery case accommodates a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and an electrolytic solution. A separator is disposed between the positive plate and the negative plate. A positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are laminated to form an electrode group. The plate group may include a plurality of positive plates and a plurality of negative plates. The lid seals the opening of the container.

(負極板)
負極板は、負極集電体と、負極電極材料とを含む。負極電極材料は、負極板から負極集電体を除いた部分である。なお、負極板には、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)は負極板と一体として使用されるため、負極板に含まれるものとする。また、負極板がこのような部材を含む場合には、負極電極材料は、負極集電体および貼付部材を除いた部分である。
(negative plate)
The negative plate includes a negative current collector and a negative electrode material. The negative electrode material is a portion of the negative electrode plate excluding the negative electrode current collector. A member such as a mat or pasting paper may be attached to the negative electrode plate. Since such a member (attaching member) is used integrally with the negative electrode plate, it is included in the negative electrode plate. Moreover, when the negative electrode plate includes such a member, the negative electrode material is the portion excluding the negative electrode current collector and the sticking member.

負極集電体は、鉛または鉛合金の鋳造によって形成してもよいし、鉛または鉛合金シートの加工によって形成してもよい。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。負極集電体として、格子状の集電体(負極格子)を用いると、負極電極材料を担持させ易いため好ましい。 The negative electrode current collector may be formed by casting lead or a lead alloy, or may be formed by working a lead or lead alloy sheet. Processing methods include, for example, expanding processing and punching processing. A grid-like current collector (negative grid) is preferably used as the negative electrode current collector because it facilitates carrying the negative electrode material.

負極集電体を構成する鉛合金は、Pb-Sb系合金、Pb-Ca系合金、およびPb-Ca-Sn系合金のいずれであってもよい。負極集電体を構成する鉛または鉛合金は、添加元素として、Ba、Ag、Al、Bi、As、およびSeからなる群より選択される少なくとも一種の元素などを含んでもよい。 The lead alloy constituting the negative electrode current collector may be any of Pb--Sb-based alloys, Pb--Ca-based alloys, and Pb--Ca--Sn-based alloys. The lead or lead alloy forming the negative electrode current collector may contain at least one element selected from the group consisting of Ba, Ag, Al, Bi, As, and Se as an additive element.

負極電極材料は、酸化還元反応によって容量を発現する負極活物質(鉛または硫酸鉛)を必須成分として含む。負極電極材料は、有機防縮剤、炭素質材料、硫酸バリウムなどの添加剤を含んでもよい。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、鉛を含有する粉末を用いて作製される。鉛を含有する粉末は、好ましくは一酸化鉛を含み、金属鉛をさらに含んでもよい。 The negative electrode material contains, as an essential component, a negative electrode active material (lead or lead sulfate) that develops capacity through an oxidation-reduction reaction. The negative electrode material may contain additives such as organic shrinkage agents, carbonaceous materials, barium sulfate, and the like. The negative electrode active material in the charged state is spongy lead, but the unformed negative electrode plate is usually made using a lead-containing powder. The lead-containing powder preferably contains lead monoxide and may further contain metallic lead.

有機防縮剤には、リグニン類および合成有機防縮剤の少なくとも一方を用いてもよい。リグニン類としては、リグニン、リグニンスルホン酸またはその塩(ナトリウム塩などのアルカリ金属塩など)などのリグニン誘導体などが挙げられる。合成有機防縮剤は、硫黄元素を含む有機高分子である。合成有機防縮剤としては、例えば、硫黄含有基を有するとともに芳香環を有する化合物のアルデヒド化合物(アルデヒドまたはその縮合物)による縮合物が挙げられるが、これらに限定されない。 At least one of lignins and synthetic organic shrink-proofing agents may be used as the organic shrink-proofing agent. Examples of lignins include lignin, lignin derivatives such as ligninsulfonic acid or salts thereof (alkali metal salts such as sodium salts, etc.). Synthetic organic expanders are organic polymers containing elemental sulfur. Synthetic organic shrink-proofing agents include, but are not limited to, condensates of compounds having sulfur-containing groups and aromatic rings with aldehyde compounds (aldehydes or condensates thereof).

(満充電状態)
本明細書中、鉛蓄電池の満充電状態とは、25℃の水槽中で、定格容量として記載の数値(単位をAhとする数値)の0.2倍の電流(A)で2.8V/セルに達するまで定電流充電を行った後、さらに定格容量として記載の数値の0.2倍の電流で2時間、定電流充電を行った状態である。
(Fully charged state)
In this specification, the fully charged state of a lead-acid battery is 2.8 V / After constant-current charging until reaching the cell, further constant-current charging was performed for 2 hours at a current of 0.2 times the numerical value described as the rated capacity.

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鉛蓄電池をいう。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)。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。 A fully charged lead-acid battery refers to a lead-acid battery obtained by fully charging an existing chemical lead-acid battery. The lead-acid battery may be fully charged immediately after the formation as long as it is after the formation, or after some time has passed since the formation. may be used). A battery in the early stage of use means a battery in which not much time has passed since the start of use and which has hardly deteriorated.

負極電極材料中に含まれる炭素質材料の例には、カーボンブラック、黒鉛などが含まれる。カーボンブラックの例には、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ランプブラックなどが含まれる。黒鉛は、黒鉛型の結晶構造を含む炭素材料であればよく、人造黒鉛および天然黒鉛のいずれであってもよい。 Examples of carbonaceous materials contained in the negative electrode material include carbon black, graphite and the like. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, lamp black, and the like. Graphite may be a carbon material containing a graphite-type crystal structure, and may be either artificial graphite or natural graphite.

負極板の製造方法に限定はなく、以下の方法で製造してもよい。まず、鉛を含有する粉末および各種添加剤に、水および硫酸を加えて混練することによって、負極ペーストを調製する。次に、負極集電体に負極ペーストを塗布または充填し、得られた極板を熟成および乾燥することによって未化成の負極板を得る。その後、未化成の負極板を化成することによって負極板が得られる。 The manufacturing method of the negative electrode plate is not limited, and it may be manufactured by the following method. First, a negative electrode paste is prepared by kneading powder containing lead and various additives with water and sulfuric acid. Next, the negative electrode current collector is coated or filled with the negative electrode paste, and the obtained electrode plate is aged and dried to obtain an unformed negative electrode plate. Thereafter, a negative electrode plate is obtained by chemically forming the unformed negative electrode plate.

未化成の負極板の化成は、鉛蓄電池の電槽内の電解液中に、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って行ってもよい。あるいは、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。 The formation of the unformed negative electrode plate may be performed by charging the electrode plate group including the unformed negative electrode plate while the electrode plate group including the unformed negative electrode plate is immersed in the electrolytic solution in the battery case of the lead-acid battery. . Alternatively, formation may be performed prior to assembly of the lead-acid battery or plate assembly.

(セパレータ)
負極板と正極板との間に配置されるセパレータには、不織布や微多孔膜などが用いられる。負極板と正極板との間に介在させるセパレータの厚さおよび枚数は、それぞれ、極間距離に応じて選択すればよい。セパレータ(例えば不織布)を構成する繊維としては、ガラス繊維、ポリマー繊維(ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などのポリエステル繊維など)、パルプ繊維などを用いることができる。不織布は、繊維以外の成分(無機粉体、結着剤としてのポリマーなど)を含んでもよい。
(separator)
A nonwoven fabric, a microporous film, or the like is used for the separator placed between the negative electrode plate and the positive electrode plate. The thickness and the number of separators interposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate may be selected according to the distance between the electrodes. As fibers constituting the separator (for example, non-woven fabric), glass fibers, polymer fibers (polyolefin fibers, acrylic fibers, polyester fibers such as polyethylene terephthalate fibers, etc.), pulp fibers, and the like can be used. The nonwoven fabric may contain components other than fibers (inorganic powder, polymer as a binder, etc.).

セパレータは、シート状であってもよいし、他の形状(例えば袋状)であってもよい。あるいは、セパレータは、シート状のセパレータを蛇腹状に折り曲げて得られるセパレータであってもよい。 The separator may be sheet-like, or may be in another shape (for example, bag-like). Alternatively, the separator may be a separator obtained by folding a sheet-like separator into a bellows shape.

(電解液)
電解液は、硫酸を含む水溶液である。満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、例えば、1.20以上であり、1.23以上であってもよい。電解液の20℃における比重は、例えば、1.32以下であり、1.30以下であってもよい。満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、1.20以上(または1.23以上)1.32以下、あるいは1.20以上(または1.23以上)1.30以下であってもよい。
(Electrolyte)
The electrolyte is an aqueous solution containing sulfuric acid. The specific gravity of the electrolyte at 20° C. in a fully charged lead-acid battery is, for example, 1.20 or more, and may be 1.23 or more. The specific gravity of the electrolytic solution at 20° C. is, for example, 1.32 or less, and may be 1.30 or less. The specific gravity of the electrolyte at 20°C in a fully charged lead-acid battery is 1.20 or more (or 1.23 or more) and 1.32 or less, or 1.20 or more (or 1.23 or more) and 1.30 or less. may

本発明の実施形態の例について、図面を参照しながら以下に説明する。以下で説明する例の構成要素には、上述した構成要素を適用できる。また、以下で説明する例は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。また、以下で説明する実施形態において、本発明の正極板および鉛蓄電池に必須ではない構成要素は省略してもよい。 Examples of embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. The components described above can be applied to the components of the example described below. Also, the examples described below can be modified based on the above description. Also, the matters described below may be applied to the above embodiments. In addition, in the embodiments described below, components that are not essential to the positive electrode plate and lead-acid battery of the present invention may be omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係るクラッド式の正極板30を模式的に示す上面図である。図2は、図1の線II-IIにおける断面を矢印の方向から見たときの概略断面図である。図3は、図2の線III-IIIにおける断面を矢印の方向から見たときの概略断面図である。なお、図3では、上部連座の図示を省略している。 FIG. 1 is a top view schematically showing a clad positive electrode plate 30 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the cross-section taken along line II--II of FIG. 1 as viewed in the direction of the arrow. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the cross-section taken along line III--III in FIG. 2 as viewed in the direction of the arrow. In addition, in FIG. 3, illustration of the upper joint is omitted.

クラッド式の正極板30は、一列に並ぶ複数の多孔質のチューブ31(チューブ(T))、正極電極材料32、および正極集電体33を含む。正極集電体33は、集電部34と複数の芯金35とを含む。複数の芯金35も、チューブ31と同様の方向に一列に並んでいる。各チューブ31内には、1つの芯金35が収容されている。チューブ31内には、正極電極材料32が充填されている。なお、図2および図3に示していないチューブ31および芯金35も、図2および図3に示した構造と同じ構造を有する。 The clad positive plate 30 includes a plurality of porous tubes 31 (tubes (T)) arranged in a line, a positive electrode material 32 and a positive current collector 33 . The positive electrode current collector 33 includes a current collecting portion 34 and a plurality of metal cores 35 . A plurality of core bars 35 are also arranged in a line in the same direction as the tube 31 . One core bar 35 is accommodated in each tube 31 . The tube 31 is filled with a positive electrode material 32 . The tube 31 and cored bar 35, which are not shown in FIGS. 2 and 3, also have the same structures as those shown in FIGS.

図2および図3に示すように、芯金35は、正極集電体33のうち、チューブ31に収容されている部分であって且つ正極電極材料32と接触している表面を有する部分である。芯金35は、第1の端部35aと第2の端部35bとを有する。複数の芯金35のそれぞれの一端(第1の端部35a)は、集電部34によって連結されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the metal core 35 is a portion of the positive electrode current collector 33 that is housed in the tube 31 and has a surface that is in contact with the positive electrode material 32. . The core bar 35 has a first end 35a and a second end 35b. One ends (first ends 35 a ) of the plurality of cored bars 35 are connected by a current collector 34 .

一列に並ぶ複数のチューブ31の一端および他端はそれぞれ、上部連座38および下部連座39によって固定されている。チューブ31の集電部34側の開口は、芯金35および上部連座38によって封止されている。各チューブ31の他方の開口は、下部連座39によって封止されている。集電部34の長手方向の一端には、クラッド式正極板30から集電するための耳部34aが形成されている。耳部34aは、上部連座38から外に突出している。上部連座38および下部連座39は、樹脂などで形成されている。 One end and the other end of a plurality of tubes 31 arranged in a row are fixed by upper connecting seat 38 and lower connecting seat 39, respectively. The opening of the tube 31 on the side of the current collector 34 is sealed with a metal core 35 and an upper connecting member 38 . The other opening of each tube 31 is sealed by a lower connecting seat 39 . An ear portion 34 a for collecting current from the clad positive electrode plate 30 is formed at one end in the longitudinal direction of the current collecting portion 34 . Ears 34a protrude outwardly from upper linking seat 38. As shown in FIG. The upper connecting seat 38 and the lower connecting seat 39 are made of resin or the like.

芯金35は、集電部34側のテーパ部351と、テーパ部351から延びる棒状部352とを含む。芯金35は、第2の端部35bがチューブ31に近づくように屈曲する屈曲部35cを有する。屈曲部35cは、棒状部352に形成されている。屈曲部35cの開始点(2つの開始点のうち第1の端部35a側の開始点)から第2の端部35bまでの芯金35が、偏心部35dである。端部Kは、偏心部35dの2つの端部のうち第1の端部35a側の端部である。なお、屈曲部35cの曲率半径が充分に小さい場合には、屈曲部35cの長さ(方向DLにそった長さ)は、無視できるほど短い。そのため、図2および図3では、屈曲部35cの長さを無視して屈曲部35cの位置を端部Kとみなしている。テーパ部351の径は、集電部34側から棒状部352側に向かって小さくなっている。 The cored bar 35 includes a tapered portion 351 on the current collector 34 side and a rod-shaped portion 352 extending from the tapered portion 351 . The cored bar 35 has a bent portion 35 c that bends so that the second end 35 b approaches the tube 31 . The bent portion 35c is formed in the bar-shaped portion 352. As shown in FIG. The core bar 35 from the starting point of the bent portion 35c (the starting point on the first end 35a side of the two starting points) to the second end 35b is the eccentric portion 35d. The end K is the end on the first end 35a side of the two ends of the eccentric portion 35d. In addition, when the curvature radius of the bent portion 35c is sufficiently small, the length of the bent portion 35c (the length along the direction DL) is so short that it can be ignored. Therefore, in FIGS. 2 and 3, the length of the bent portion 35c is ignored and the position of the bent portion 35c is regarded as the end portion K. As shown in FIG. The diameter of the tapered portion 351 decreases from the current collecting portion 34 side toward the bar portion 352 side.

チューブ31が延びる方向DLにおける芯金35の長さをL0とし、方向DLにおける第1の端部35aから屈曲部35cまでの長さをL1とする。比L1/L0は、上述した範囲にある。この構成によれば、正極板の化成度を高めることができる。 Let L0 be the length of the core bar 35 in the direction DL in which the tube 31 extends, and L1 be the length from the first end 35a to the bent portion 35c in the direction DL. The ratio L1/L0 is in the range described above. According to this configuration, the chemical formation degree of the positive electrode plate can be increased.

図に示す一例では、第2の端部35bはチューブ31と接触しており、第1の端部35aから屈曲部35cまでの領域において棒状部352はチューブ31と接触していない。さらに、芯金35は、屈曲部35cのみにおいて屈曲している。 In the illustrated example, the second end 35b is in contact with the tube 31, and the rod-shaped portion 352 is not in contact with the tube 31 in the region from the first end 35a to the bent portion 35c. Further, the cored bar 35 is bent only at the bent portion 35c.

屈曲部35cの断面の拡大図を図4に模式的に示す。図4に示すように、芯金35は、角度αで屈曲している。角度αは、芯金35のうち、屈曲部35cを挟んで隣接する2つの部分(例えば長さが20~30mm程度の部分)の中心軸35tがなす角度(90°以下の角度)である。上述したように、好ましい一例では、すべての芯金35は、屈曲部35cにおいて同じ方向に曲がっている。 FIG. 4 schematically shows an enlarged view of the cross section of the bent portion 35c. As shown in FIG. 4, the cored bar 35 is bent at an angle α. The angle α is an angle (an angle of 90° or less) formed by the central axes 35t of two portions (for example, portions having a length of about 20 to 30 mm) adjacent to each other across the bent portion 35c of the core bar 35. As described above, in a preferred example, all the core bars 35 are bent in the same direction at the bent portions 35c.

図5は、図2および図3に示した芯金35の配置を模式的に示す図である。図5は、第2の端部35b側から屈曲部35cまでの芯金35(より詳細には棒状部352)の配置を示している。屈曲部35cにおける芯金35の中心軸35tと第2の端部35bにおける芯金の中心軸35tとの断面方向DR(チューブ31の長手方向DLに垂直な方向。すなわち、図5の紙面と平行な方向)における距離を、距離E(mm)とする。チューブ31の内径を、内径Dt(mm)とする。芯金35の直径をDm(mm)とする。ここで、DtおよびDmが実質的に一定であると仮定する。さらに、屈曲部35cにおいて、芯金35の中心軸35tの位置とチューブ(T)の中心軸31tの位置とが同じであり、且つ、第2の端部35bにおいて芯金35がチューブと接触していると仮定する。その場合、(E+0.5Dm)は0.5Dtに略等しい。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the arrangement of the cored bar 35 shown in FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. FIG. 5 shows the arrangement of the core bar 35 (more specifically, the bar-shaped portion 352) from the second end portion 35b side to the bent portion 35c. The cross-sectional direction DR of the central axis 35t of the cored bar 35 at the bent portion 35c and the central axis 35t of the cored bar at the second end portion 35b (the direction perpendicular to the longitudinal direction DL of the tube 31. That is, parallel to the paper surface of FIG. 5) direction) is defined as distance E (mm). Let the inner diameter of the tube 31 be Dt (mm). Let Dm (mm) be the diameter of the cored bar 35 . Now assume that Dt and Dm are substantially constant. Furthermore, at the bent portion 35c, the position of the central axis 35t of the core metal 35 and the position of the central axis 31t of the tube (T) are the same, and the core metal 35 is in contact with the tube at the second end 35b. Assume that Then (E+0.5Dm) is approximately equal to 0.5Dt.

図6は、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池1のフタを外した一例を模式的に示す斜視図である。図7Aは、図6の鉛蓄電池の正面図であり、図7Bは、図7Aの線VIIB-VIIBにおける断面を矢印方向から見たときの概略断面図である。 FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of the lead-acid battery 1 according to one embodiment of the present invention with the lid removed. 7A is a front view of the lead-acid battery of FIG. 6, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of the cross-section taken along line VIIB-VIIB of FIG. 7A as viewed in the direction of the arrow.

鉛蓄電池1は、極板群11と電解液12とを収容する電槽10を含む。極板群11は、複数枚の負極板2と複数枚の正極板30とを、セパレータ4を介して積層することによって構成されている。正極板30は、上述したクラッド式の正極板である。この実施形態では、負極板2とクラッド式正極板30との間に、シート状のセパレータ4が挟まれている状態を示すが、セパレータの形態は特に限定されない。 A lead-acid battery 1 includes a battery case 10 containing an electrode plate group 11 and an electrolytic solution 12 . The electrode plate group 11 is configured by stacking a plurality of negative electrode plates 2 and a plurality of positive electrode plates 30 with separators 4 interposed therebetween. The positive electrode plate 30 is the above-described clad positive electrode plate. In this embodiment, the sheet-like separator 4 is sandwiched between the negative electrode plate 2 and the clad positive electrode plate 30, but the shape of the separator is not particularly limited.

複数の負極板2のそれぞれの上部には、上方に突出する集電用の耳部(図示せず)が設けられている。複数のクラッド式正極板30のそれぞれの上部にも、上方に突出する集電用の耳部(図示せず)が設けられている。そして、負極板2の耳部同士は負極用ストラップ5aによって連結され一体化されている。同様に、クラッド式正極板30の耳部同士も正極用ストラップ5bによって連結されて一体化されている。負極用ストラップ5aの上部には負極柱6aの下端部が固定されている。正極用ストラップ5bの上部には正極柱6bの下端部が固定されている。 An upper portion of each of the plurality of negative electrode plates 2 is provided with a current-collecting ear (not shown) projecting upward. Each upper portion of the clad positive plate 30 is also provided with a current collecting ear (not shown) protruding upward. The ear portions of the negative electrode plate 2 are connected and integrated by a negative electrode strap 5a. Similarly, the tabs of the clad type positive electrode plate 30 are also connected and integrated by the positive electrode strap 5b. The lower end of the negative electrode column 6a is fixed to the upper portion of the negative electrode strap 5a. The lower end of the positive electrode column 6b is fixed to the upper portion of the positive electrode strap 5b.

(化成度の評価)
正極電極材料の化成度は、化成が終了した鉛蓄電池を解体し、取り出したクラッド式正極板を用いて、下記の手順で評価される。
(Evaluation of formation degree)
The formation degree of the positive electrode material is evaluated by the following procedure using the clad type positive plate taken out from the dismantled lead-acid battery after formation has been completed.

まず、取り出した正極板について、芯金が存在する部分を、チューブ(T)が延びる方向DLに沿って、集電部側から上部、中部、および下部の3つの部分に3等分に分割する。そして、上部、中部、および下部の各部の正極電極材料を別々に取り出す。以下では、上部の正極電極材料の分析について説明するが、中部および下部の正極電極材料も同様に分析する。取り出した上部の正極電極材料から約1.5g採取して、その質量W(g)を測定する。 First, in the positive electrode plate taken out, the portion where the metal core is present is divided into three equal parts, ie, an upper part, a middle part, and a lower part from the current collector side along the direction DL in which the tube (T) extends. . Then, the upper, middle and lower positive electrode materials are separately taken out. The analysis of the upper positive electrode material is described below, but the middle and lower positive electrode materials are similarly analyzed. About 1.5 g of the positive electrode material is taken out from the upper part, and its mass W (g) is measured.

次に、採取した正極電極材料約1.5gをビーカーに入れ、さらに酢酸水溶液(濃度:5質量%)を50cm加える。次に、ビーカー内の酢酸水溶液を加熱して10分間沸騰させる。この工程によって、正極電極材料中の一酸化鉛を溶解させる。次に、加熱した溶液を冷却した後、濾紙(JIS3801-1995の6種)で濾過し、さらに、濾紙上の残渣を蒸留水で洗浄する。このようにして、溶解物(溶解した一酸化鉛を含む)を除去する。次に、別のビーカーに上記残渣(二酸化鉛を含む)を蒸留水で流し入れる。さらに、濾紙上に残った残渣を、30%硝酸液10cmと過酸化水素水1cmとの混合液、および蒸留水を用いて溶解させてビーカー内に入れる。次に、ビーカー内の液体を10分間、80℃に加熱した後、冷却する。次に、ビーカー内の液を濾過し、濾液(溶解した二酸化鉛を含む)をメスフラスコに入れる。さらに、濾紙を蒸留水で洗浄して洗浄液をメスフラスコに入れ、メスフラスコ内の液体を250cmにする。この濾液を50cm分取し、それに、酒石酸1gと28質量%アンモニア水20cmとを加える。得られた液体に、得られる溶液に、BT指示薬を数滴加えたのち、0.1モル/LのEDTA(エチレンジアミン四酢酸)水溶液で滴定する。溶液の色が赤紫から青に変化した点を滴定の終点とし、その時のEDTA溶液量を記録する。以下の式で、二酸化鉛の含有率(質量%)を算出する。FAは、0.1モル/LのEDTA水溶液の力価である。
PbOの含有率(質量%)=100×(EDTA溶液の滴下量(cm))×23.92×5×FA/(試料の質量W(g))
Next, about 1.5 g of the collected positive electrode material is placed in a beaker, and 50 cm 3 of acetic acid aqueous solution (concentration: 5% by mass) is added. Next, the acetic acid aqueous solution in the beaker is heated to boil for 10 minutes. This step dissolves the lead monoxide in the positive electrode material. Next, after cooling the heated solution, it is filtered through a filter paper (JIS 3801-1995 Class 6), and the residue on the filter paper is washed with distilled water. Thus, the melt (including dissolved lead monoxide) is removed. Next, the above residue (including lead dioxide) is poured into another beaker with distilled water. Further, the residue left on the filter paper is dissolved in a mixture of 10 cm 3 of 30% nitric acid solution and 1 cm 3 of hydrogen peroxide solution and distilled water, and placed in a beaker. The liquid in the beaker is then heated to 80° C. for 10 minutes and then cooled. The liquid in the beaker is then filtered and the filtrate (containing dissolved lead dioxide) is placed in a volumetric flask. Further, the filter paper is washed with distilled water and the washing liquid is put into a volumetric flask so that the liquid in the volumetric flask is 250 cm 3 . A 50 cm 3 portion of this filtrate is taken, and 1 g of tartaric acid and 20 cm 3 of 28% by weight aqueous ammonia are added. A few drops of BT indicator are added to the resulting solution, and then titrated with a 0.1 mol/L EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) aqueous solution. The point at which the color of the solution changes from reddish purple to blue is defined as the end point of the titration, and the amount of EDTA solution at that time is recorded. The content of lead dioxide (% by mass) is calculated by the following formula. FA is the titer of 0.1 mol/L EDTA aqueous solution.
PbO 2 content (% by mass) = 100 x (dropped amount of EDTA solution (cm 3 )) x 23.92 x 5 x FA/(mass of sample W (g))

上記の方法で求められたPbOの含有率(質量%)は、化成度の程度を反映しているため、当該含有率(質量%)の値を、化成度の相対的な評価値である化成度(%)の値として用いる。 Since the PbO2 content (% by mass) determined by the above method reflects the degree of formation, the value of the content (% by mass) is a relative evaluation value of the degree of formation. It is used as a value of conversion degree (%).

本発明の一側面に係るクラッド式正極板および鉛蓄電池を以下にまとめて記載する。 A clad positive electrode plate and a lead-acid battery according to one aspect of the present invention are collectively described below.

(1)鉛蓄電池用クラッド式正極板であって、少なくとも1つの多孔質のチューブと、前記チューブ内に充填された正極電極材料と、正極集電体と、を含み、前記正極集電体は、第1および第2の端部を有する少なくとも1つの芯金と、前記第1の端部につながっている集電部とを含み、前記芯金は、前記チューブの中に配置され、且つ、前記正極電極材料と接触しており、前記芯金は、前記第2の端部が前記チューブに近づくように曲がる曲がり部を含む偏心部を含み、前記チューブが延びる方向における前記芯金の長さをL0とし、前記方向における前記第1の端部から前記偏心部までの長さをL1としたときに、比L1/L0が0.80以上である。 (1) A clad positive plate for a lead-acid battery, comprising at least one porous tube, a positive electrode material filled in the tube, and a positive current collector, wherein the positive current collector is , at least one metal core having first and second ends, and a current collector connected to the first end, the metal core disposed within the tube, and The core bar is in contact with the positive electrode material, and the core bar includes an eccentric portion including a bent portion that bends so that the second end portion approaches the tube, and the length of the core bar in the direction in which the tube extends. is L0, and the length from the first end portion to the eccentric portion in the direction is L1, the ratio L1/L0 is 0.80 or more.

(2)上記(1)の鉛蓄電池用クラッド式正極板では、前記曲がり部において前記芯金の中心軸の曲率半径が2700mm以下であってもよい。 (2) In the clad positive plate for a lead-acid battery according to (1) above, a radius of curvature of the center axis of the metal core may be 2700 mm or less at the bent portion.

(3)上記(1)または(2)の鉛蓄電池用クラッド式正極板において、前記チューブが延びる前記方向に垂直な方向を断面方向DRとし、前記偏心部の端部であって前記第1の端部側の端部を端部Kとしたときに、前記端部Kにおける前記芯金の中心軸と、前記第2の端部における前記芯金の中心軸との前記断面方向DRにおける距離E(mm)と、前記チューブの内径Dt(mm)と、前記芯金の直径Dm(mm)とが、-2.0≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦2.0を満たしてもよい。 (3) In the clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to (1) or (2) above, the cross-sectional direction DR is a direction perpendicular to the direction in which the tube extends, and the first The distance E in the cross-sectional direction DR between the center axis of the core metal at the end K and the center axis of the core metal at the second end when the end on the end side is defined as the end K (mm), the inner diameter Dt (mm) of the tube, and the diameter Dm (mm) of the core metal may satisfy −2.0≦(E+0.5Dm−0.5Dt)≦2.0. .

(4)上記(1)~(3)のいずれか1つの鉛蓄電池用クラッド式正極板において、前記第2の端部が前記チューブと接触していてもよい。 (4) In any one of (1) to (3) above, the second end may be in contact with the tube.

(5)上記(1)~(4)のいずれか1つの鉛蓄電池用クラッド式正極板において、前記芯金は、前記第1の端部から前記偏心部まで続く棒状部を含んでもよく、前記棒状部は前記チューブと接触していなくてもよい。 (5) In the clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to any one of (1) to (4) above, the core metal may include a rod-shaped portion extending from the first end to the eccentric portion, The bar may not be in contact with the tube.

(6)上記(1)~(5)のいずれか1つの鉛蓄電池用クラッド式正極板は、一列に並んだ複数の前記チューブを含んでもよく、前記正極集電体は、それぞれの前記第1の端部が前記集電部で連結された複数の前記芯金を含んでもよい。 (6) The clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to any one of (1) to (5) above may include a plurality of the tubes arranged in a line, and the positive electrode current collectors each include the first may include a plurality of the cored bar, the ends of which are connected by the current collector.

(7)上記(6)の鉛蓄電池用クラッド式正極板において、複数の前記芯金は、それぞれの前記偏心部において同じ方向に偏心していてもよい。 (7) In the clad positive plate for a lead-acid battery according to (6) above, the plurality of metal cores may be eccentric in the same direction at the respective eccentric portions.

(8)上記(1)~(7)のいずれか1つの鉛蓄電池用クラッド式正極板を含む鉛蓄電池。 (8) A lead-acid battery comprising the clad positive plate for a lead-acid battery according to any one of (1) to (7) above.

[実施例]
以下、本発明を実施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ない。なお、以下の実施例の鉛蓄電池は全て、定格電圧2Vの単セル電池である。
[Example]
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples. All lead-acid batteries in the following examples are single cell batteries with a rated voltage of 2V.

(実施例1)
実施例1では、鉛蓄電池A1~A4、CA1~CA4を作製して評価する。
(Example 1)
In Example 1, lead-acid batteries A1 to A4 and CA1 to CA4 are produced and evaluated.

《鉛蓄電池A1~A4、CA1~CA4》
(1)クラッド式正極板の作製
図2および図3に示すような芯金を備えるクラッド式正極板を下記の手順で作製する。作製する正極板は、チューブおよび芯金の数を除いて、図1に示す正極板と概ね同様の構成を有する。
<<Lead-acid batteries A1 to A4, CA1 to CA4>>
(1) Fabrication of Clad Type Positive Electrode Plate A clad type positive plate having a metal core as shown in FIGS. 2 and 3 is fabricated by the following procedure. The positive electrode plate to be produced has substantially the same configuration as the positive electrode plate shown in FIG. 1 except for the number of tubes and metal cores.

まず、正極集電体を鋳造によって製造する。このとき、上記の比L1/L0を、表1に示すように変えて複数の正極集電体を製造する。正極集電体の芯金には、第1の端部からの長さがL1である位置に屈曲部を有する芯金を用いる。芯金のうち屈曲部以外の部分には、曲がり部を形成しない。屈曲部において芯金の中心軸の位置とチューブ(T)との中心軸の位置とが同じと仮定したときに、第2の端部において芯金がチューブと接触するように芯金の屈曲部の角度を変化させる。換言すれば、上述の(E+0.5Dm-0.5Dt)が0mmとなるように芯金の屈曲部の角度を変化させる。芯金の棒状部の直径は、3.0mmである。 First, a positive electrode current collector is manufactured by casting. At this time, the above ratio L1/L0 is changed as shown in Table 1 to manufacture a plurality of positive electrode current collectors. As the core metal of the positive electrode current collector, a core metal having a bent portion at a position where the length from the first end is L1 is used. No bending portion is formed in the portion of the core bar other than the bending portion. Assuming that the position of the central axis of the core bar and the position of the central axis of the tube (T) are the same at the bent part, the bent part of the core bar is in contact with the tube at the second end change the angle of In other words, the angle of the bent portion of the cored bar is changed so that (E+0.5Dm-0.5Dt) is 0 mm. The diameter of the bar-shaped portion of the core bar is 3.0 mm.

なお、電池CA4の製造では、屈曲部を形成しない正極集電体を用いる。1つの正極集電体に含まれる芯金の数は15である。製造した正極集電体の15本の芯金を15個のチューブ内に収容する。次に、集電部とチューブの一端とを樹脂で覆うことによって、樹脂製の上部連座を形成する。正極集電体の材質は、Pb-Sb系合金である。各芯金の長さL0は295mmである。チューブには、ガラス繊維製の多孔質チューブを用いる。チューブの長さは310mm、外径は9.5mm、内径は9.0mmである。 In addition, in manufacturing the battery CA4, a positive electrode current collector having no bent portion is used. The number of metal cores contained in one positive electrode current collector is 15. Fifteen core metals of the manufactured positive electrode current collector are accommodated in fifteen tubes. Next, by covering the current collecting portion and one end of the tube with resin, a resin-made upper linking seat is formed. The material of the positive electrode current collector is a Pb—Sb alloy. The length L0 of each cored bar is 295 mm. A porous tube made of glass fiber is used for the tube. The tube has a length of 310 mm, an outer diameter of 9.5 mm and an inner diameter of 9.0 mm.

次に、正極スラリーを、チューブの開口(集電部とは反対側の開口)から充填する。このとき、一体となっている正極集電体およびチューブを傾けて、芯金の第2の端部がチューブと接触している状態で、正極スラリーを充填する。正極スラリーは、鉛粉(酸化鉛80質量%および金属鉛20質量%を含む)と鉛丹と水と希硫酸とを混練することによって調製する。鉛粉と鉛丹との質量比は、9:1とする。次に、チューブの開口を、下部連座で封止する。このようにして、未化成のクラッド式正極板を作製する。なお、正極スラリーの充填量は、化成完了後の正極板が、化成後の正極活物質をPbO換算で1枚あたり841±8g含むように調整される。 Next, the positive electrode slurry is filled through the opening of the tube (opening on the side opposite to the current collector). At this time, the positive electrode current collector and the tube integrated together are tilted, and the positive electrode slurry is filled in a state in which the second end of the metal core is in contact with the tube. The positive electrode slurry is prepared by kneading lead powder (containing 80% by mass of lead oxide and 20% by mass of metallic lead), red lead, water and dilute sulfuric acid. The mass ratio of lead powder and red lead is set to 9:1. The opening of the tube is then sealed with the lower engagement. Thus, an unformed clad positive electrode plate is produced. The filling amount of the positive electrode slurry is adjusted so that each positive electrode plate after chemical conversion contains 841±8 g of the positive electrode active material after chemical conversion in terms of PbO 2 .

(2)負極の作製
鉛粉(酸化鉛80質量%および金属鉛20質量%を含む)と、有機防縮剤(リグニンスルホン酸ナトリウム)0.15質量%、および硫酸バリウム1.2質量%を、水および希硫酸とともに混合して、負極ペーストを調製する。負極集電体としてSb系合金製の鋳造格子に負極ペーストを充填し、乾燥させることにより未化成の負極板を作製する。
このとき、厚さが2.6mmの格子状集電体を用いて厚さ2.7mmの負極板(負極板A)を作製するとともに、厚さが4.4mmの格子状集電体を用いて厚さ4.5mmの負極板(負極板B)を作製する。負極板Aと負極板Bとは同数作製する。1枚の負極板Aに含まれる負極活物質量がPb換算で420±6gとなり、1枚の負極板Bに含まれる負極活物質量がPb換算で750±6gとなるように、負極ペーストの充填量を調節する。負極板の長さは、正極板のチューブの長さと同じにし、負極板の幅は、正極板の幅と同じにする。
(2) Preparation of negative electrode Lead powder (containing 80% by mass of lead oxide and 20% by mass of metallic lead), 0.15% by mass of an organic shrinkage inhibitor (sodium lignin sulfonate), and 1.2% by mass of barium sulfate, Mix with water and dilute sulfuric acid to prepare a negative electrode paste. A cast grid made of an Sb-based alloy as a negative electrode current collector is filled with a negative electrode paste and dried to prepare an unformed negative electrode plate.
At this time, a grid collector with a thickness of 2.6 mm was used to prepare a negative electrode plate (negative electrode plate A) with a thickness of 2.7 mm, and a grid collector with a thickness of 4.4 mm was used. A negative electrode plate (negative electrode plate B) having a thickness of 4.5 mm is produced by using The negative plate A and the negative plate B are produced in the same number. The amount of the negative electrode paste was adjusted so that the amount of the negative electrode active material contained in one negative electrode plate A was 420±6 g in terms of Pb, and the amount of the negative electrode active material contained in one negative electrode plate B was 750±6 g in terms of Pb. Adjust filling volume. The length of the negative plate is the same as the tube length of the positive plate, and the width of the negative plate is the same as the width of the positive plate.

(3)鉛蓄電池の作製
未化成の負極板4枚と未化成のクラッド式正極板3枚とを、それらの間にセパレータ(ポリプロピレン製の微多孔膜)を介在させた状態で、交互に重ねる。それによって、図7Bに示すような極板群を形成する。極板群の外側の2枚の負極板としては負極板Aを用い、内側の2枚の負極板としては負極板Bを用いる。
(3) Preparation of lead-acid battery Four unformed negative electrode plates and three unformed clad positive plates are alternately stacked with a separator (polypropylene microporous film) interposed between them. . Thereby, an electrode group as shown in FIG. 7B is formed. Negative plate A is used as the outer two negative plates of the electrode plate group, and negative electrode plate B is used as the inner two negative plates.

次に、極板群をポリプロピレン製の電槽に収容し、電槽の開口に蓋を接着する。次に、希硫酸(濃度:14質量%)を電槽内に注液する。次に、電槽を30℃の水槽内に保持した状態で化成を行う。化成は、高速化成で行う。高速化成は、化成時間40時間で、31.5Aの化成電流を定電流で通電することによって行う。このようにして鉛蓄電池A1~A4およびCA1~CA4を得る。 Next, the electrode plate group is housed in a polypropylene battery case, and a lid is adhered to the opening of the battery case. Next, dilute sulfuric acid (concentration: 14% by mass) is poured into the container. Next, chemical conversion is performed while the container is held in a water bath at 30°C. Formation is performed by high-speed formation. The high-speed formation is carried out by applying a constant formation current of 31.5 A for 40 hours. Lead-acid batteries A1 to A4 and CA1 to CA4 are thus obtained.

(4)化成度の評価
上記の鉛蓄電池の正極電極材料の化成度を、記述の手順で評価する。
(4) Evaluation of Formation Degree The degree of formation of the positive electrode material of the lead-acid battery is evaluated according to the described procedure.

上記電池における比L1/L0の値と、正極電極材料の化成度を表1に示す。表1には、各部の正極電極材料の化成度と、正極電極材料全体の化成度とを示す。正極電極材料全体の化成度は、各部の正極電極材料の化成度の平均値である。なお、表1に示す化成度は、各電池について作製される3つの電池の評価結果の平均値である。 Table 1 shows the value of the ratio L1/L0 and the conversion degree of the positive electrode material in the battery. Table 1 shows the formation degree of the positive electrode material of each part and the formation degree of the entire positive electrode material. The formation degree of the entire positive electrode material is the average value of the formation degrees of the positive electrode material in each part. It should be noted that the formation degree shown in Table 1 is the average value of the evaluation results of three batteries produced for each battery.

Figure 2022131788000002
Figure 2022131788000002

電池CA4の正極集電体の芯金は、屈曲部を有さない従来の芯金であり、図9に示すように湾曲して先端がチューブに接触している。例えば、電池CA4の正極集電体の芯金は、第1の端部からの距離が0.60L0~L0の範囲でチューブに接触している。電池CA4の芯金は、曲率半径が2700mm以下の部分を含まない。 The cored bar of the positive electrode current collector of battery CA4 is a conventional cored bar that does not have a bent portion, and as shown in FIG. For example, the metal core of the positive electrode current collector of battery CA4 is in contact with the tube within a range of 0.60L0 to L0 from the first end. The metal core of battery CA4 does not include a portion with a radius of curvature of 2700 mm or less.

表1に示す電池A1~A4、CA1~CA3について、比L1/L0と正極電極材料全体の化成度との関係を図8に示す。表1および図8に示すように、比L1/L0を0.80以上とすることによって、正極電極材料全体の化成度を、電池CA1~CA3(比較例)および電池CA4(従来例)のそれよりも高くすることができる。電池CA1~CA3および電池CA4では、下部の化成度は高いが上部の化成度は低く、化成度の偏りが大きい。その結果、全体の化成度が低くなっている。一方、電池A1~A4では、化成度の偏りが小さく、全体の化成度は高い。 For the batteries A1 to A4 and CA1 to CA3 shown in Table 1, FIG. 8 shows the relationship between the ratio L1/L0 and the formation degree of the entire positive electrode material. As shown in Table 1 and FIG. 8, by setting the ratio L1/L0 to 0.80 or more, the conversion degree of the entire positive electrode material was reduced to that of batteries CA1 to CA3 (comparative examples) and battery CA4 (conventional example). can be higher than In batteries CA1 to CA3 and battery CA4, the degree of chemical conversion is high in the lower portion, but the degree of chemical conversion in the upper portion is low, and the degree of chemical conversion is highly uneven. As a result, the degree of formation of the whole is low. On the other hand, in the batteries A1 to A4, the unevenness of the degree of formation is small, and the degree of formation as a whole is high.

(サイクル寿命の評価)
上述した電池A1、A4、CA1、CA2、およびCA4について、サイクル寿命を評価する。具体的には、まず、各電池について、以下の方法でサイクル試験を行う。サイクル試験は、放電工程と充電工程とを1サイクルとする充放電工程を繰り返すことによって行う。放電工程は、各電池の公称容量(200Ah)の75%(150Ah)を3時間で放電するように、定電流(50A)で3時間放電することによって行う。充電工程は、45Aで3時間充電したのち、20Aで2時間充電することによって行う。最初の充電では、放電量(150Ah)の90%の充電が行われ、充電工程全体では、放電量(150Ah)の117%の充電が行われる。これらの条件は、フォークリフト用電池の使用条件に近い条件である。
(Evaluation of cycle life)
Cycle life is evaluated for batteries A1, A4, CA1, CA2, and CA4 described above. Specifically, first, each battery is subjected to a cycle test by the following method. A cycle test is performed by repeating a charging/discharging process in which one cycle is a discharging process and a charging process. The discharging process is carried out by discharging at a constant current (50A) for 3 hours so that 75% (150Ah) of the nominal capacity (200Ah) of each battery is discharged in 3 hours. The charging process is performed by charging at 45A for 3 hours and then at 20A for 2 hours. In the first charge, 90% of the discharge amount (150 Ah) is charged, and in the entire charging process, 117% of the discharge amount (150 Ah) is charged. These conditions are close to the conditions of use of batteries for forklifts.

サイクル試験の100サイクルごとに、電池の放電容量を測定する。まず、電池を40Aで5時間充電して電解液を充分に攪拌する。そして、充電の末期に電解液の比重を1.280(20℃換算)に調整する。次に、電池を30℃の水槽中に12時間保管した後、当該水槽中で、放電電流40A、終止電圧1.70Vの条件で放電容量を測定する。 The discharge capacity of the battery is measured every 100 cycles of the cycle test. First, the battery is charged at 40 A for 5 hours and the electrolyte is thoroughly stirred. Then, the specific gravity of the electrolyte is adjusted to 1.280 (converted at 20° C.) at the end of charging. Next, after storing the battery in a water tank at 30° C. for 12 hours, the discharge capacity is measured in the water tank under conditions of a discharge current of 40 A and a final voltage of 1.70 V.

測定された放電容量が135Aを下回った時のサイクル数をX2とし、その時の放電容量をC2とする。さらに、それより1つ前の放電容量測定時の放電容量をC1とする。寿命サイクル数Xは、以下の式により算出される。
X=X2-100+100×(C1-135)/(C1-C2)
電池の比L1/L0と寿命サイクル数の評価結果とを表2に示す。
Let X2 be the number of cycles when the measured discharge capacity falls below 135 A, and let C2 be the discharge capacity at that time. Furthermore, let C1 be the discharge capacity at the time of discharge capacity measurement one before that. The life cycle number X is calculated by the following formula.
X=X2-100+100×(C1-135)/(C1-C2)
Table 2 shows the battery ratio L1/L0 and the evaluation results of the life cycle number.

Figure 2022131788000003
Figure 2022131788000003

表2に示すように、L1/L0が0.80以上である電池A1およびA4の寿命サイクル数は、他の電池の寿命サイクル数よりも顕著に多い。この理由は現在のところ明確ではないが、理由の1つとして、電池A1およびA4の正極集電体の劣化が小さいことが考えられる。 As shown in Table 2, the life cycle numbers of batteries A1 and A4 with L1/L0 of 0.80 or more are significantly higher than those of the other batteries. The reason for this is not clear at present, but one possible reason is that deterioration of the positive electrode current collectors of batteries A1 and A4 is small.

(実施例2)
実施例2では、(E+0.5Dm-0.5Dt)の値が表2の値になるように屈曲部の角度を変更したことを除いて、実施例1の電池A2の条件と同様の条件で複数の電池(電池B2~B4、および電池CB1およびCB2)を作製する。そして、作製した電池の正極電極材料について、実施例1と同様に評価する。(E+0.5Dm-0.5Dt)の値と評価結果とを表3に示す。電池B1は電池A2と同じであるため、電池B1については電池A2の結果を表3に示す。
(Example 2)
In Example 2, the conditions were the same as those of Battery A2 in Example 1, except that the angle of the bent portion was changed so that the value of (E+0.5Dm−0.5Dt) was the value shown in Table 2. A plurality of batteries (Batteries B2-B4, and Batteries CB1 and CB2) are produced. Then, the positive electrode material of the produced battery is evaluated in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the value of (E+0.5Dm-0.5Dt) and the evaluation results. Since Battery B1 is the same as Battery A2, Table 3 shows the results of Battery A2 for Battery B1.

Figure 2022131788000004
Figure 2022131788000004

表3に示すように、(E+0.5Dm-0.5Dt)の値を-2.0mm以上とすることによって、化成度の偏りを減らし、正極電極材料全体の化成度を高めることができる。当該値が、-1.0~0mmの範囲(例えば-0.5~0mmの範囲)にある場合には、特に高い効果が得られる。なお、なお、芯金の構造を考えると、(E+0.5Dm-0.5Dt)の絶対値が所定の範囲(例えば0mmからの振れ幅が同じ範囲)にあれば、ある程度の効果が期待できる。 As shown in Table 3, by setting the value of (E+0.5Dm−0.5Dt) to −2.0 mm or more, it is possible to reduce unevenness in the degree of formation and increase the degree of formation of the positive electrode material as a whole. A particularly high effect can be obtained when the value is in the range of -1.0 to 0 mm (for example, in the range of -0.5 to 0 mm). Considering the structure of the cored bar, if the absolute value of (E+0.5Dm-0.5Dt) is within a predetermined range (for example, the amplitude from 0 mm is the same range), a certain degree of effect can be expected.

本発明は、クラッド式正極板およびそれを含む鉛蓄電池に用いられる。鉛蓄電池の用途に限定はなく、様々な用途に用いることができる。本発明の鉛蓄電池は、産業用の長寿命型の蓄電池、および、電動車両(フォークリフトなど)用の蓄電池などに好適に用いられる。また、本発明の鉛蓄電池は、自動車、バイクなどの車両用の蓄電池に用いてもよい。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in clad positive plates and lead-acid batteries containing the same. There is no limitation on the use of the lead-acid battery, and it can be used for various purposes. INDUSTRIAL APPLICABILITY The lead-acid battery of the present invention is suitably used for industrial long-life storage batteries, storage batteries for electric vehicles (forklifts, etc.), and the like. Moreover, the lead-acid battery of the present invention may be used as a storage battery for vehicles such as automobiles and motorcycles.

1 :鉛蓄電池
30 :クラッド式正極板
31 :チューブ
32 :正極電極材料
33 :正極集電体
34 :集電部
35 :芯金
35a :第1の端部
35b :第2の端部
35c :屈曲部(曲がり部)
35d :偏心部
352 :棒状部
DL :方向
K :端部
α :角度
Reference Signs List 1: lead-acid battery 30: clad positive plate 31: tube 32: positive electrode material 33: positive current collector 34: current collector 35: metal core 35a: first end 35b: second end 35c: bending part (curved part)
35d: Eccentric portion 352: Rod-shaped portion DL: Direction K: End α: Angle

Claims (8)

少なくとも1つの多孔質のチューブと、
前記チューブ内に充填された正極電極材料と、
正極集電体と、を含み、
前記正極集電体は、第1および第2の端部を有する少なくとも1つの芯金と、前記第1の端部につながっている集電部とを含み、
前記芯金は、前記チューブの中に配置され、且つ、前記正極電極材料と接触しており、
前記芯金は、前記第2の端部が前記チューブに近づくように曲がる曲がり部を含む偏心部を含み、
前記チューブが延びる方向における前記芯金の長さをL0とし、前記方向における前記第1の端部から前記偏心部までの長さをL1としたときに、比L1/L0が0.80以上である、鉛蓄電池用クラッド式正極板。
at least one porous tube;
a positive electrode material filled in the tube;
a positive electrode current collector;
The positive electrode current collector includes at least one metal core having first and second ends, and a current collector connected to the first end,
the cored bar is disposed within the tube and is in contact with the positive electrode material;
the core bar includes an eccentric portion including a bent portion that bends so that the second end approaches the tube;
When the length of the core bar in the direction in which the tube extends is L0, and the length from the first end portion to the eccentric portion in the direction is L1, the ratio L1/L0 is 0.80 or more. A clad positive plate for lead-acid batteries.
前記曲がり部において前記芯金の中心軸の曲率半径が2700mm以下である、請求項1に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。 2. The clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein the radius of curvature of the central axis of said metal core at said bent portion is 2700 mm or less. 前記チューブが延びる前記方向に垂直な方向を断面方向DRとし、前記偏心部の端部であって前記第1の端部側の端部を端部Kとしたときに、
前記端部Kにおける前記芯金の中心軸と、前記第2の端部における前記芯金の中心軸との前記断面方向DRにおける距離E(mm)と、前記チューブの内径Dt(mm)と、前記芯金の直径Dm(mm)とが、-2.0≦(E+0.5Dm-0.5Dt)≦2.0を満たす、請求項1または2に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。
When the direction perpendicular to the direction in which the tube extends is defined as a cross-sectional direction DR, and the end of the eccentric portion on the first end side is defined as an end K,
distance E (mm) in the cross-sectional direction DR between the central axis of the cored bar at the end K and the central axis of the cored bar at the second end; an inner diameter Dt (mm) of the tube; 3. The clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein the diameter Dm (mm) of said metal core satisfies −2.0≦(E+0.5Dm−0.5Dt)≦2.0.
前記第2の端部が前記チューブと接触している、請求項1~3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。 4. The clad positive plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein said second end is in contact with said tube. 前記芯金は、前記第1の端部から前記偏心部まで続く棒状部を含み、
前記棒状部は前記チューブと接触していない、請求項1~4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。
the core bar includes a bar-shaped portion that continues from the first end to the eccentric portion;
The clad positive plate for a lead-acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein said rod-shaped portion is not in contact with said tube.
一列に並んだ複数の前記チューブを含み、
前記正極集電体は、それぞれの前記第1の端部が前記集電部で連結された複数の前記芯金を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。
comprising a plurality of said tubes arranged in a row;
The clad type for a lead-acid battery according to any one of claims 1 to 5, wherein said positive electrode current collector includes a plurality of said metal cores each having said first end connected by said current collector. positive plate.
複数の前記芯金は、それぞれの前記偏心部において同じ方向に偏心している、請求項6に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板。 7. The clad positive electrode plate for a lead-acid battery according to claim 6, wherein said plurality of cored bars are eccentric in the same direction at said eccentric portions. 請求項1~7のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用クラッド式正極板を含む鉛蓄電池。
A lead-acid battery comprising the clad positive plate for a lead-acid battery according to any one of claims 1 to 7.
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