JP2022152652A - Separator for lead accumulator battery, and lead accumulator battery including the same - Google Patents

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Abstract

To provide a separator for a lead accumulator battery capable of improving a life performance of a lead accumulator battery in a case where charge and discharge are repeated in an idling stop (IS) test including large-current discharge and charge/discharge in a partial state of charge (PSOC).SOLUTION: A separator for a lead accumulator battery contains a polymer material and an oil, and includes at a principal part 105 a central part 110, a first end part 111 and a second end part 112 located at both end parts in a first direction D1, and a third end part 113 and a fourth end part 114 located at both end parts in a second direction D2 perpendicular to the first direction. A ratio of a percentage content of the oil to a percentage content of the polymer material at the first end part Re1 and a ratio of the percentage content of the oil to the percentage content of the polymer material at the central part Rc satisfy Re1≥Rc. A ratio of the percentage content of the oil to the percentage content of the polymer material at least at one of the second, third, and fourth end parts Re and the ratio Rc at the central part satisfy Re<Rc.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鉛蓄電池用セパレータおよびそれを含む鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a lead-acid battery separator and a lead-acid battery including the same.

鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、正極板および負極板と、これらの間に介在するセパレータと、電解液と、を含む。鉛蓄電池のセパレータには、様々な性能が要求される。 Lead-acid batteries are used in a variety of applications, including in-vehicle use and industrial use. A lead-acid battery includes a positive plate and a negative plate, a separator interposed therebetween, and an electrolyte. Various performances are required for separators of lead-acid batteries.

特許文献1は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板とを分離するセパレータと、前記正極板と前記負極板及び前記セパレータを浸す電解液、とを有する液式鉛蓄電池であって、前記正極板の上部と前記セパレータの上部との間に、多孔質層が配置されていることを特徴とする、液式鉛蓄電池を提案している。 Patent Document 1 discloses a flooded lead-acid battery that includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator that separates the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolytic solution that soaks the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator. and proposes a flooded lead-acid battery characterized in that a porous layer is arranged between an upper portion of the positive electrode plate and an upper portion of the separator.

特許文献2は、正極板と、負極板と、前記正極板及び前記負極板の間に配置され且つ厚さ方向に貫通孔が形成された孔あきシートと、電解液とを含み、前記孔あきシートにおける開口率は、上部と下部とで異なる、鉛蓄電池を提案している。 Patent Document 2 includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a perforated sheet disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate and having through holes formed in the thickness direction, and an electrolytic solution. A lead-acid battery is proposed in which the aperture ratio is different between the upper part and the lower part.

特許文献3は、ポリオレフィン系樹脂20~60質量%と、無機粉体80~40質量%と、これらの配合物に対して40~240質量%の鉱物オイルとの混合物からなる原料組成物を加熱溶融し、混練しながら、リブを有するシート状に成形した後、該オイルを溶解し得る有機溶剤の浸漬槽に浸漬して該オイルの一部を抽出除去し、加熱乾燥して得られる、該オイルを5~30質量%含有した鉛蓄電池用リブ付きセパレータにおいて、該セパレータのリブ部とベース部におけるオイル含有率の差を5質量%以下としたことを特徴とする鉛蓄電池用リブ付きセパレータを提案している。 In Patent Document 3, a raw material composition comprising a mixture of 20 to 60% by mass of polyolefin resin, 80 to 40% by mass of inorganic powder, and 40 to 240% by mass of mineral oil is heated. After being melted and kneaded, it is molded into a sheet having ribs, then immersed in an immersion tank of an organic solvent capable of dissolving the oil to extract and remove a portion of the oil, followed by heating and drying. A ribbed separator for a lead-acid battery containing 5 to 30% by mass of oil, wherein the difference in oil content between the rib portion and the base portion of the separator is 5% by mass or less. is suggesting.

国際公開第2017/042850号WO2017/042850 国際公開第2019/225389号WO2019/225389 特開2001-338631号公報JP-A-2001-338631

鉛蓄電池は、部分充電状態(PSOC)と呼ばれる充電不足状態で使用されることがある。例えば、アイドリングスタートストップ(ISS)車などのアイドリングストップ(IS)用途では、鉛蓄電池がPSOCで使用される。PSOCで充放電を繰り返すと、電池上部の電解液比重が低く、電池下部の電解液比重が高くなる成層化が起こり易い。また、IS用途では、エンジンの始動回数が多く、大電流放電が繰り返される。そのため、充放電反応が極板の上部に集中して、正極板の上部における正極電極材料の軟化および脱落が顕著になり易い。従来では、特許文献1または特許文献2のように、極板の上部の反応性を低下させることで、極板全体の反応性をより均一にして、寿命性能を向上する試みがなされている。しかし、反応性の低い部分の反応性を向上することによって、PSOCでの充放電および大電流放電を含むIS試験で充放電を繰り返した場合の寿命性能(以下、IS寿命性能と称することがある)を向上することができれば有利である。 Lead-acid batteries are sometimes used in an undercharged state called a partial state of charge (PSOC). For example, in idle stop (IS) applications such as idle start stop (ISS) vehicles, lead-acid batteries are used in PSOCs. Repeated charging and discharging of a PSOC tends to cause stratification in which the specific gravity of the electrolyte in the upper part of the battery is low and the specific gravity of the electrolyte in the lower part of the battery is high. Also, in IS applications, the number of times the engine is started is large, and large current discharge is repeated. As a result, charging and discharging reactions are concentrated on the upper portion of the electrode plate, and the softening and falling off of the positive electrode material on the upper portion of the positive electrode plate tend to become noticeable. Conventionally, as in Patent Document 1 or Patent Document 2, attempts have been made to improve the life performance by making the reactivity of the entire electrode plate more uniform by lowering the reactivity of the upper portion of the electrode plate. However, by improving the reactivity of the part with low reactivity, the life performance (hereinafter sometimes referred to as IS life performance) when the charge and discharge are repeated in the IS test including charge and discharge in PSOC and large current discharge ) can be improved.

また、セパレータには、造孔剤などとしてオイルが含まれることがある。セパレータがオイルを含む場合、セパレータの抵抗が大きくなり、極板の反応性が低下する。セパレータからオイルを除去すると、セパレータの抵抗を小さくすることができ、極板の反応性の低下を軽減できる。しかし、この場合、鉛蓄電池を高温(例えば、75℃以上の温度)で過充電する場合の寿命性能(以下、高温過充電寿命性能と称することがある)が低下する。 In addition, the separator may contain oil as a pore-forming agent or the like. When the separator contains oil, the resistance of the separator increases and the reactivity of the electrode plate decreases. By removing the oil from the separator, the resistance of the separator can be reduced, and the decrease in reactivity of the electrode plate can be reduced. However, in this case, the life performance when the lead-acid battery is overcharged at a high temperature (for example, a temperature of 75° C. or higher) (hereinafter sometimes referred to as high-temperature overcharge life performance) deteriorates.

本発明の一側面は、鉛蓄電池用セパレータであって、
前記セパレータは、ポリマー材料およびオイルを含有するとともに、要部において、中央部と、第1方向における両端部に位置する第1端部および第2端部と、前記第1方向と垂直な第2方向における両端部に位置する第3端部および第4端部と、を含み、
前記第1端部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Re1と、前記中央部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Rcとは、Re1≧Rcを充足し、
前記第2端部、前記第3端部、および前記第4端部の少なくとも1つの端部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Reと、前記中央部における前記比Rcとは、Re<Rcを充足する、鉛蓄電池用セパレータに関する。
One aspect of the present invention is a lead-acid battery separator,
The separator contains a polymer material and oil, and includes a central portion, first and second ends positioned at both ends in a first direction, and a second separator perpendicular to the first direction. a third end and a fourth end located at both ends in the direction,
A ratio Re1 of the oil content in the first end portion to the polymer material content and a ratio Rc of the oil content in the central portion to the polymer material content satisfy Re1≧Rc. death,
the ratio Re of the oil content to the polymeric material content at at least one of the second end, the third end and the fourth end, and the ratio Rc at the central portion; relates to a lead-acid battery separator that satisfies Re<Rc.

鉛蓄電池において、高いIS寿命性能および高い高温過充電寿命性能を確保することができる。 High IS life performance and high high-temperature overcharge life performance can be ensured in lead-acid batteries.

本発明の一実施形態に係るセパレータを極板に重ねた状態を示す平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a state in which the separator according to one embodiment of the present invention is stacked on the electrode plate. 図1のセパレータについて、要部の中央部および各端部におけるオイルおよびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する部分を説明するための平面模式図である。FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a portion of the separator of FIG. 1 where samples are taken for measuring the content of oil and polymer material at the central portion and each end of the main portion; 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の外観と内部構造を示す一部切り欠き斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a partially cutaway perspective view which shows the external appearance and internal structure of the lead storage battery which concerns on one Embodiment of this invention.

一般に、鉛蓄電池のIS試験では、極板が過充電状態になり難く、電解液が撹拌され難いため、成層化が進行し易い。成層化が起こると、極板の上部において充放電反応が集中して反応性が高まる一方で、極板の下部および側部では、反応性が低下する。充放電反応が集中する正極板の上部では、正極電極材料が劣化し易く、軟化および脱落が起こり易い。正極電極材料が脱落すると、容量が低下して、IS寿命性能が低下する。特許文献1または特許文献2では、極板の上部の反応性を低下させることで極板における反応性のばらつきを低減している。しかし、極板の反応性が低い部分の反応性を高めることによって、極板における反応性のばらつきを低減できれば理想的である。 Generally, in an IS test of a lead-acid battery, the electrode plates are unlikely to be in an overcharged state and the electrolyte solution is unlikely to be agitated, so stratification tends to proceed. When stratification occurs, charge-discharge reactions are concentrated in the upper part of the electrode plate and the reactivity is increased, while the reactivity is reduced in the lower part and the side part of the electrode plate. In the upper part of the positive electrode plate where the charge/discharge reaction concentrates, the positive electrode material is likely to deteriorate, soften and fall off. When the positive electrode material falls off, the capacity decreases and the IS life performance decreases. In Patent Document 1 or Patent Document 2, the variation in reactivity in the electrode plate is reduced by lowering the reactivity of the upper portion of the electrode plate. However, it would be ideal if the reactivity variation in the electrode plate could be reduced by increasing the reactivity of the portion of the electrode plate with low reactivity.

鉛蓄電池が過充電状態になると、成層化および正極電極材料の劣化は軽減される。しかし、過充電時の正極板の電位は高いことに加え、正極電極材料には、正極活物質として酸化力の強い二酸化鉛が含まれる。そのため、正極板と対向するセパレータは、酸化劣化し易い。過充電時のセパレータの酸化劣化は、特に、高温(例えば、75℃以上の温度)で顕著である。鉛蓄電池において、セパレータが酸化劣化すると、柔軟性が低下して亀裂が生じ、短絡が起こることで寿命となる。 When lead-acid batteries are overcharged, stratification and degradation of positive electrode materials are mitigated. However, in addition to the high potential of the positive electrode plate during overcharge, the positive electrode material contains lead dioxide, which has a strong oxidizing power as a positive electrode active material. Therefore, the separator facing the positive electrode plate is easily oxidized and deteriorated. Oxidative deterioration of the separator during overcharging is particularly noticeable at high temperatures (for example, temperatures of 75° C. or higher). In a lead-acid battery, when the separator is oxidatively degraded, the flexibility is reduced, cracks are generated, and short circuiting occurs, resulting in the end of the life.

セパレータは、造孔剤などとしてオイルを含むことがある。セパレータがオイルを含む場合、セパレータの酸化劣化(より具体的にはセパレータを構成するポリマー材料の酸化劣化)が抑制されるため、より高い高温過充電寿命性能を確保する観点からは有利である。しかし、絶縁性のオイルがセパレータの細孔を塞ぐため、セパレータの抵抗が大きくなり、極板の反応性が低下する傾向がある。従って、鉛蓄電池において、高い高温過充電寿命性能を確保しながら、高いIS寿命性能を確保することは難しい。 The separator may contain oil as a pore former or the like. When the separator contains oil, the oxidative deterioration of the separator (more specifically, the oxidative deterioration of the polymer material constituting the separator) is suppressed, which is advantageous from the viewpoint of ensuring higher high-temperature overcharge life performance. However, since the insulating oil clogs the pores of the separator, the resistance of the separator tends to increase and the reactivity of the electrode plate tends to decrease. Therefore, in a lead-acid battery, it is difficult to ensure high IS life performance while ensuring high high-temperature overcharge life performance.

また、IS用途では、多くの薄型の電極板を重ねて極板群を構成することもある。この場合、負極板の端の部分で負極集電体が湾曲してセパレータを貫通し、短絡を生じることがある。このような短絡は、特に、負極板の下端部または側端部付近で起こり易い。 Also, in IS applications, many thin electrode plates are stacked to form an electrode plate group. In this case, the negative electrode current collector may bend at the edge of the negative electrode plate and penetrate the separator, causing a short circuit. Such a short circuit is particularly likely to occur near the lower end or side end of the negative electrode plate.

上記に鑑み、本発明の一側面の鉛蓄電池用セパレータは、ポリマー材料およびオイルを含有するとともに、要部において、中央部と、第1方向における両端部に位置する第1端部および第2端部と、第1方向と垂直な第2方向における両端部に位置する第3端部および第4端部と、を含む。第1端部におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re1(=オイルの含有率/ポリマー材料の含有率)と、中央部におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Rc(=オイルの含有率/ポリマー材料の含有率)とは、Re1≧Rcを充足する。第2端部、第3端部、および第4端部の少なくとも1つの端部におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re(=オイルの含有率/ポリマー材料の含有率)と、中央部における比Rcとは、Re<Rcを充足する。なお、オイルの含有率およびポリマー材料の含有率は、それぞれ質量基準の含有率である。比Re1、比Reおよび比Rcは、質量比に相当する。 In view of the above, a lead-acid battery separator according to one aspect of the present invention contains a polymer material and oil, and has a central portion and first and second ends located at both ends in the first direction. and a third end and a fourth end located at both ends in a second direction perpendicular to the first direction. The ratio of the oil content at the first end to the polymer material content Re1 (=oil content/polymer material content) and the ratio of the oil content to the polymer material content at the central portion Rc ( = oil content/polymer material content) satisfies Re1≧Rc. the ratio Re of the oil content to the polymeric material content at at least one of the second, third and fourth ends (=oil content/polymeric material content); The ratio Rc in the central portion satisfies Re<Rc. The content of oil and the content of polymer material are based on mass. The ratio Re1, the ratio Re and the ratio Rc correspond to mass ratios.

本明細書中、第2端部、第3端部、および第4端部の少なくとも1つの端部を、「第1端部以外の少なくとも1つの端部」または「第1端部以外の端部」と称する場合がある。また、第1端部以外の端部のうちRe<Rcを充足する端部を、単に、「Re<Rcを充足する端部」と称することがある。 In this specification, at least one end of the second end, the third end, and the fourth end is defined as "at least one end other than the first end" or "an end other than the first end". may be referred to as a "department". Further, an end portion satisfying Re<Rc among the end portions other than the first end portion may simply be referred to as an “end portion satisfying Re<Rc”.

上記側面のセパレータは、第1端部以外の少なくとも1つの端部では、中央部および第1端部に比べて、オイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Reが小さい。比Reが小さい場合、オイルの含有率が相対的に少ないため、セパレータの抵抗は低くなり、電解液の拡散性が向上する。そのため、第1端部以外の少なくとも1つの端部において、中央部および第1端部に比べて比Reが小さいことで、当該端部では、セパレータが低抵抗化されているとともに、電解液の高い拡散性を確保することができる。また、セパレータは、第1端部および中央部ではオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比が相対的に大きい。このようなセパレータを鉛蓄電池に用いると、第1端部を極板の上端部に対向させるとともに、Re<Rcを充足する端部を極板の側端部および下端部の少なくともいずれかに対向させることができる。極板の反応性が低くなる傾向がある部分(具体的には極板の側端部および下端部の少なくともいずれか)に、セパレータのRe<Rcを充足する端部を対向させることによって、抵抗を低減できるとともに、電解液の拡散性を高めることができる。その結果、極板の側端部および下端部の少なくともいずれかにおいて、充放電反応が進行し易くなり、反応性を高めることができる。また、セパレータの第1端部および中央部では、Re<Rcを充足する端部に比べてポリマーの含有率が相対的に少ないことで、高いIS寿命性能を確保し易い傾向がある。よって、極板の中央部および上端部では高い反応性を維持した状態で、極板全体の反応性をより均一化することができる。特に、IS用途では、大電流放電が行われるため、電解液の拡散性が寿命性能および放電性能に及ぼす影響が大きい。側端部または下端部における電解液の拡散性が向上することで、成層化も軽減される。よって、高いIS寿命性能を得ることができる。また、極板の反応性が元々高い部分に対向するセパレータの第1端部および中央部では、Re<Rcを充足する端部に比べてポリマーの含有率が相対的に少ないがオイルの含有率は相対的に多いため、高い耐酸化性が得られる。よって、鉛蓄電池を高温で過充電する場合に、高い寿命性能(つまり、高温過充電寿命性能)を確保することができる。また、IS用途では負極板の下端部または側端部が湾曲し易い。しかし、Re<Rcを充足する端部では、相対的にポリマー材料の含有率が多くなることによって、比較的高い強度(突き刺し強度)を確保することができる。 The lateral separator has a lower ratio Re of oil content to polymeric material content at at least one end portion other than the first end portion as compared to the central portion and the first end portion. When the ratio Re is small, the oil content is relatively low, so the resistance of the separator is low and the diffusibility of the electrolytic solution is improved. Therefore, at least one end portion other than the first end portion has a smaller ratio Re than the central portion and the first end portion. High diffusibility can be secured. Also, the separator has a relatively high ratio of oil content to polymeric material content at the first end and central portion. When such a separator is used in a lead-acid battery, the first end faces the upper end of the electrode plate, and the end that satisfies Re<Rc faces at least one of the side end and the lower end of the electrode plate. can be made The end of the separator that satisfies Re<Rc is opposed to a portion of the electrode plate where the reactivity tends to be low (specifically, at least one of the side end and the bottom end of the electrode plate), thereby increasing the resistance. can be reduced, and the diffusibility of the electrolytic solution can be enhanced. As a result, at least one of the side edge portion and the bottom edge portion of the electrode plate, the charge/discharge reaction proceeds more easily, and the reactivity can be enhanced. In addition, since the polymer content is relatively low in the first end portion and the central portion of the separator compared to the end portion where Re<Rc is satisfied, it tends to be easy to ensure high IS life performance. Therefore, the reactivity of the entire electrode plate can be made more uniform while maintaining high reactivity in the center and upper end portions of the electrode plate. In IS applications, in particular, since high-current discharge is performed, the diffusibility of the electrolytic solution has a large effect on life performance and discharge performance. Stratification is also reduced by improving the diffusibility of the electrolyte at the side edges or bottom edges. Therefore, high IS life performance can be obtained. In addition, at the first end and the central portion of the separator facing the portion of the electrode plate originally having high reactivity, the polymer content is relatively low compared to the end satisfying Re<Rc, but the oil content is relatively low. is relatively large, so high oxidation resistance can be obtained. Therefore, when the lead-acid battery is overcharged at high temperature, high life performance (that is, high temperature overcharge life performance) can be ensured. Further, in IS applications, the lower end portion or side end portion of the negative electrode plate tends to be curved. However, at the ends satisfying Re<Rc, relatively high strength (puncture strength) can be ensured due to the relatively high polymer material content.

本発明には、上記の鉛蓄電池用セパレータを含む鉛蓄電池も包含される。鉛蓄電池は、極板群および電解液を含む少なくとも1つのセルを含む。極板群は、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に介在するセパレータとを含み、セパレータは、上記の鉛蓄電池用セパレータである。セパレータの第1端部は、正極板および負極板の双方の上端部に対向する。 The present invention also includes a lead-acid battery containing the lead-acid battery separator described above. A lead-acid battery includes at least one cell that includes a group of plates and an electrolyte. The electrode plate group includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the separator is the lead-acid battery separator described above. The first end of the separator faces the upper ends of both the positive plate and the negative plate.

セパレータの第3端部および第4端部は、中央部の両側端の外側に位置し、第3端部および第4端部の少なくとも一方における比Reと、中央部における比Rcとは、Re<Rcを充足することが好ましい。第1端部に対して交差する方向に延びる第3端部および第4端部では、セパレータを工業的に製造する場合に、比Reを容易に調節することができる。よって、高いIS寿命性能および高い高温過充電寿命性能をより容易に確保することができる。また、第3端部および第4端部の少なくとも一方において、ポリマー材料の含有率が相対的に多くなるため、高い突き刺し強度を確保することができる。負極板が変形し易い側端部に対向する第3端部または第4端部の突き刺し強度が高まることで、第3端部または第4端部における短絡を抑制できる。 The third and fourth ends of the separator are located outside both side edges of the central portion, and the ratio Re at least one of the third and fourth ends and the ratio Rc at the central portion are equal to Re <Rc is preferably satisfied. At the third end and the fourth end extending in the direction intersecting with the first end, the ratio Re can be easily adjusted when the separator is manufactured industrially. Therefore, high IS life performance and high high-temperature overcharge life performance can be more easily ensured. Moreover, since the polymer material content is relatively high in at least one of the third end portion and the fourth end portion, high puncture strength can be ensured. By increasing the piercing strength of the third end portion or the fourth end portion facing the side end portion where the negative electrode plate is easily deformed, short circuiting at the third end portion or the fourth end portion can be suppressed.

比Rcと比Reとの差(Rc-Re)は、0.01以上0.13以下であることが好ましい。この場合、より高いIS寿命性能が得られるとともに、高温過充電寿命性能をさらに高めることができる。 The difference (Rc-Re) between the ratio Rc and the ratio Re is preferably 0.01 or more and 0.13 or less. In this case, higher IS life performance can be obtained, and high-temperature overcharge life performance can be further improved.

セパレータは、無機粒子を含むことが好ましい。この場合、セパレータの電解液に対する濡れ性が高まるため、セパレータの抵抗をさらに低減することができる。よって、より高いIS寿命性能が得られる。 The separator preferably contains inorganic particles. In this case, the wettability of the separator with respect to the electrolytic solution is increased, so that the resistance of the separator can be further reduced. Therefore, higher IS life performance can be obtained.

セパレータは、ポリオレフィンを含むことが好ましい。ポリオレフィンを含むセパレータでは、耐酸化性が低くなる傾向がある。しかし、この場合でも、セパレータの第1端部および中央部では、オイルの含有率が相対的に多いため、高い高温過充電寿命性能を確保することができる。 The separator preferably contains polyolefin. Separators containing polyolefins tend to have low oxidation resistance. However, even in this case, since the oil content is relatively high in the first end portion and the central portion of the separator, high high-temperature overcharge life performance can be ensured.

鉛蓄電池では、通常、正極板は、正極集電体を含み、負極板は、負極集電体を含む。正極集電体および負極集電体の少なくとも一方は、エキスパンド加工により形成されていてもよい。エキスパンド加工により形成された集電体は、上下方向および水平方向に延びる骨を有さない。そのため、エキスパンド加工により形成された集電体を含む極板では、耳部から下端部または側端部までの集電経路が長くなるため、下端部または側端部における反応性が低下し易い。このような場合であっても、セパレータの第1端部以外の少なくとも1つの端部における比Reを中央部における比Rcよりも小さく制御することによって、極板全体における反応性をより均一化することができ、高いIS寿命性能を確保することができる。 In lead-acid batteries, the positive plate typically includes a positive current collector and the negative plate typically includes a negative current collector. At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed by expansion processing. A current collector formed by expansion does not have vertically and horizontally extending ribs. Therefore, in the electrode plate including the current collector formed by the expanding process, the current collection path from the tab to the bottom end or the side end is long, so the reactivity at the bottom end or the side end tends to decrease. Even in such a case, by controlling the ratio Re in at least one end portion of the separator other than the first end portion to be smaller than the ratio Rc in the center portion, the reactivity of the entire electrode plate can be made more uniform. It is possible to ensure high IS life performance.

鉛蓄電池に含まれる電解液は、アルミニウムイオンおよびリチウムイオンの少なくとも一方を含んでもよい。この場合、放電時に生成する硫酸鉛の粗大化が抑制されるため、充電受入性が向上して、充電時に硫酸鉛から鉛に還元され易くなる。成層化を抑制する効果が高まるため、より高いIS寿命性能が得られる。 The electrolyte contained in the lead-acid battery may contain at least one of aluminum ions and lithium ions. In this case, since coarsening of lead sulfate generated during discharge is suppressed, charge acceptance is improved, and lead sulfate is easily reduced to lead during charge. Since the effect of suppressing stratification increases, higher IS life performance can be obtained.

電解液中のアルミニウムイオンの濃度は、0.02mol/L以上0.2mol/L以下であることが好ましい。また、電解液中のリチウムイオンの濃度は、0.02mol/L以上0.2mol/L以下であることが好ましい。これらの場合、IS寿命性能をさらに高めることができる。 The concentration of aluminum ions in the electrolytic solution is preferably 0.02 mol/L or more and 0.2 mol/L or less. Further, the concentration of lithium ions in the electrolytic solution is preferably 0.02 mol/L or more and 0.2 mol/L or less. In these cases, the IS life performance can be further enhanced.

PSOCで充放電される用途(例えば、IS用途)では、大電流放電を含む充放電が繰り返されるため、特に、極板の下端部および側端部における反応性の低下が顕著になる。本発明の一側面の鉛蓄電池用セパレータを含む鉛蓄電池では、このような用途でも優れた寿命性能を確保することができる。 In PSOC charging/discharging applications (for example, IS applications), charging and discharging including high-current discharge are repeated, so that reactivity decreases particularly at the lower ends and side ends of the electrode plates. A lead-acid battery including the lead-acid battery separator according to one aspect of the present invention can ensure excellent life performance even in such applications.

(用語の説明)
(セパレータの要部)
セパレータの要部とは、セパレータが正極板と負極板と間に介在する場合には、セパレータの、正極板の電極材料が配置された領域および負極板の電極材料が配置された領域との双方に対向する部分を意味する。正極板と負極板とを備える極板群において、極板群の端部に位置する各極板とのみ対向するセパレータでは、要部とは、各極板の主たる表面において電極材料が配置された領域に対向する部分を意味する。なお、極板の主たる表面とは、極板の表面の大部分を占める一対の表面(つまり、端面を除く一対の表面)のそれぞれを意味する。
(Explanation of terms)
(main part of the separator)
When the separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, the main portion of the separator includes both the region of the separator where the electrode material of the positive electrode plate is arranged and the region where the electrode material of the negative electrode plate is arranged. means the part opposite to In an electrode plate group including a positive electrode plate and a negative electrode plate, in a separator that faces only each electrode plate positioned at the end of the electrode plate group, the main part is the main surface of each electrode plate on which the electrode material is arranged. It means the part facing the area. The main surfaces of the electrode plate mean each of a pair of surfaces occupying most of the surface of the electrode plate (that is, a pair of surfaces excluding the end surfaces).

(セパレータの中央部、端部、第1方向および第2方向、ならびに極板の端部)
セパレータは、セパレータの表面に対して垂直な方向から見たときに、要部において、中央部と、中央部の四方を取り囲む4つの端部とを含む。セパレータの要部において、4つの端部は、第1方向における両端部に位置する第1端部および第2端部と、第1方向と垂直な第2方向における両端部に位置する第3端部および第4端部と、で構成されている。セパレータの要部において、中央部は、第1端部および第2端部によって挟まれた状態である。セパレータの要部において、中央部、第1端部および第2端部は、第3端部および第4端部によって挟まれた状態である。換言すると、セパレータの要部において、第3端部および第4端部は、中央部、第1端部および第2端部の第2方向の両側端の外側に位置する。
(Separator Center, Edges, First and Second Directions, and Edges of Electrode Plates)
The separator, when viewed in a direction perpendicular to the surface of the separator, includes a central portion and four end portions surrounding the central portion on four sides. In the main part of the separator, the four ends are a first end and a second end positioned at both ends in the first direction, and a third end positioned at both ends in a second direction perpendicular to the first direction. and a fourth end. In the main part of the separator, the central part is sandwiched between the first end and the second end. In the main part of the separator, the central part, the first end and the second end are sandwiched between the third end and the fourth end. In other words, in the main part of the separator, the third end and the fourth end are located outside the both ends in the second direction of the central part, the first end and the second end.

鉛蓄電池では、セパレータは、第1端部が極板の上端部に対向するように配置される。そのため、鉛蓄電池では、セパレータの第2端部は極板の下端部に対向し、第3端部および第4端部は極板の側端部に対向するように配置される。 In a lead-acid battery, the separator is arranged such that the first end faces the upper end of the plate. Therefore, in a lead-acid battery, the second end of the separator faces the lower end of the plate, and the third and fourth ends face the side ends of the plate.

なお、極板(正極板および負極板)の上端部は、集電方向の下流側の端部に相当する。極板は、通常、上端部に耳部を有する。極板においては、耳部が設けられている側を上側、耳部とは反対側を下側として上下方向を定める。極板の上下方向は、鉛蓄電池の鉛直方向における上下方向と同じである。セパレータにおいては、極板の上側(つまり、耳部側)と対向する側をセパレータの上側とし、極板の下側と対向する側をセパレータの下側とする。鉛蓄電池において、セパレータの第1方向は、鉛蓄電池の鉛直方向における上下方向であり、第2方向は、鉛蓄電池の水平方向である。 Note that the upper end portions of the electrode plates (the positive electrode plate and the negative electrode plate) correspond to the ends on the downstream side in the current collecting direction. The plates usually have ears at their upper ends. In the electrode plate, the vertical direction is defined with the side on which the ears are provided as the upper side and the side opposite to the ears as the lower side. The vertical direction of the electrode plate is the same as the vertical direction of the lead-acid battery. In the separator, the side facing the upper side (that is, ear portion side) of the electrode plate is the upper side of the separator, and the side facing the lower side of the electrode plate is the lower side of the separator. In a lead-acid battery, the first direction of the separator is the vertical direction of the lead-acid battery, and the second direction is the horizontal direction of the lead-acid battery.

(要部の中央部および端部におけるオイルの含有率およびポリマー材料の含有率)
セパレータの要部を、第1方向に4等分に分割し、第2方向に4等分に分割して、合計16個の領域に分割する。このとき、要部の中央部におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、中央の4つの領域について求められる。第1端部および第2端部のそれぞれにおけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、第1方向において中央の4つの領域の外側に位置する各2つの領域について求められる。第3端部および第4端部のそれぞれにおけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、第2方向において中央の4つの領域の外側に位置する各2つの領域について求められる。セパレータがリブを有する場合、オイル含有率およびポリマー材料の含有率を求めるためのサンプルは、リブを有さない領域から採取される。
(Oil content and polymer material content in the central and end portions of the main part)
The main part of the separator is divided into 4 equal parts in the first direction and 4 equal parts in the second direction, for a total of 16 regions. At this time, the oil content rate and the polymer material content rate in the central portion of the main portion are obtained for the central four regions. The oil content and polymeric material content at each of the first and second ends are determined for each of the two regions located outside the central four regions in the first direction. The oil content and polymeric material content at each of the third and fourth ends are determined for each of the two regions located outside the central four regions in the second direction. If the separator has ribs, samples for determining oil content and polymer material content are taken from areas without ribs.

オイル含有率およびポリマー材料の含有率は、未使用のセパレータか、または使用初期の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて求められる。セパレータを鉛蓄電池から取り出す場合、セパレータは、満充電状態の鉛蓄電池から取り出される。 The oil content and polymeric material content are determined for fresh separators or separators taken from lead-acid batteries in early use. When removing the separator from the lead-acid battery, the separator is removed from the lead-acid battery in a fully charged state.

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

満充電状態の鉛蓄電池は、既化成の鉛蓄電池を満充電した鉛蓄電池である。鉛蓄電池の満充電は、化成後であれば、化成直後でもよく、化成から時間が経過した後に行ってもよい(例えば、化成後で、使用中(好ましくは使用初期)の鉛蓄電池を満充電してもよい)。 A fully-charged lead-acid battery is a 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).

なお、本明細書中、使用初期の電池とは、使用開始後、それほど時間が経過しておらず、ほとんど劣化していない電池である。 In this specification, the term "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.

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

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

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

(セパレータ)
セパレータは、電極材料と対向する要部において、中央部と、中央部を第1方向において挟む第1端部および第2端部と、中央部、第1端部および第2端部を、第2方向において挟む第3端部および第4端部とを含む。セパレータの要部において、第1端部は、中央部の上端の外側に位置し、第2端部は中央部の下端の外側に位置する。セパレータの要部において、第3端部および第4端部は、中央部、第1端部および第2端部のそれぞれの両側端の外側に位置する。
(separator)
In the main part facing the electrode material, the separator has a central part, a first end and a second end sandwiching the central part in the first direction, a central part, the first end and the second end. It includes a third end and a fourth end that sandwich in two directions. In the main portion of the separator, the first end is positioned outside the upper end of the central portion and the second end is positioned outside the lower end of the central portion. In the main part of the separator, the third end and the fourth end are located outside the respective side edges of the central part, the first end and the second end.

セパレータは、ポリマー材料およびオイルを含む。セパレータに含まれるオイルは、例えば、セパレータの製造過程で使用される造孔剤に由来する。 The separator contains polymeric material and oil. The oil contained in the separator originates, for example, from the pore-forming agent used in the manufacturing process of the separator.

第1端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re1と中央部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Rcとは、Re1≧Rcを充足する。第1端部は、極板の上端部に対向させるため、極板の上端部の高い反応性を維持し易い観点からは、比Re1と比Rcとの差(=Re1-Rc)は小さい方が好ましい。(Re1-Rc)は、例えば、0.1以下であり、0.05以下が好ましい。特に、(Re1-Rc)=0の場合、極板の上部の高い反応性を維持しながら、セパレータを工業的に容易に製造できる。 The ratio Re1 of the oil content at the first end to the polymer material content and the ratio Rc of the oil content at the central portion to the polymer material content satisfy Re1≧Rc. Since the first end faces the upper end of the electrode plate, the difference between the ratio Re1 and the ratio Rc (=Re1-Rc) is smaller from the viewpoint of maintaining high reactivity of the upper end of the electrode plate. is preferred. (Re1-Rc) is, for example, 0.1 or less, preferably 0.05 or less. In particular, when (Re1-Rc)=0, the separator can be easily manufactured industrially while maintaining high reactivity of the upper portion of the electrode plate.

第1端部以外の少なくとも1つの端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Reと、中央部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Rcとは、Re<Rcを充足する。極板の下端部は反応性が特に低下し易いため、この下端部の反応性を高める観点から、第2端部における比Reを中央部における比Rcより小さくしてもよい。セパレータの工業的な製造が容易である観点からは、第3端部および第4端部の少なくとも一方における比Reと比Rcとが、Re<Rcを充足することが好ましい。極板の両側端部における反応性を高めて、より高いIS寿命性能を確保する観点からは、第3端部および第4端部の双方において、比Reが比Rcより小さいことが好ましい。この場合、第3端部および第4端部の高い突き刺し強度が得られるため、負極板の側端部が変形しても、短絡を抑制する効果が高まる。 The ratio Re of the oil content to the polymer material content at at least one end other than the first end and the ratio Rc of the oil content to the polymer material content at the central portion satisfy Re<Rc . Since the reactivity of the lower end portion of the electrode plate is particularly prone to decrease, the ratio Re at the second end portion may be made smaller than the ratio Rc at the central portion from the viewpoint of increasing the reactivity of this lower end portion. From the viewpoint of facilitating industrial production of the separator, it is preferable that the ratio Re and the ratio Rc at least one of the third end portion and the fourth end portion satisfy Re<Rc. From the viewpoint of enhancing the reactivity at both side ends of the electrode plate and ensuring higher IS life performance, it is preferable that the ratio Re is smaller than the ratio Rc at both the third end and the fourth end. In this case, high piercing strength of the third end portion and the fourth end portion is obtained, so that even if the side end portion of the negative electrode plate is deformed, the effect of suppressing a short circuit is enhanced.

比Rcと比Reとの差(=Rc-Re)は、0より大きければよい。極板全体の反応性をより均一にする効果が高まり、より高いIS寿命性能が得られる観点からは、(Rc-Re)は、0.03以上が好ましく、0.04以上がより好ましい。(Rc-Re)は、0.25以下が好ましく、0.24以下がより好ましい。(Rc-Re)がこのような範囲である場合、セパレータの耐酸化性が高まり、より高い高温過充電寿命性能を確保できる。 The difference (=Rc-Re) between the ratio Rc and the ratio Re should be greater than zero. (Rc-Re) is preferably 0.03 or more, more preferably 0.04 or more, from the viewpoint of enhancing the effect of making the reactivity of the entire electrode plate more uniform and obtaining higher IS life performance. (Rc-Re) is preferably 0.25 or less, more preferably 0.24 or less. When (Rc-Re) is within such a range, the oxidation resistance of the separator is enhanced, and higher high-temperature overcharge life performance can be ensured.

(Rc-Re)は、0より大きく0.25以下(または0.24以下)、0.03以上0.25以下(または0.24以下)、あるいは0.04以上0.25以下(または0.24以下)であってもよい。 (Rc-Re) is greater than 0 and 0.25 or less (or 0.24 or less), 0.03 or more and 0.25 or less (or 0.24 or less), or 0.04 or more and 0.25 or less (or 0 .24 or less).

セパレータは、要部の外側に、電極材料と対向しない部分を有する。より具体的には、セパレータの要部の外側に、セパレータの上端部および下端部、ならびに両側端部を有する。これらの部分におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比は特に制限されない。セパレータの要部の各端部においてオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比を調節し易い観点からは、セパレータの要部の外側の部分では、オイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比は、隣接する要部の端部における比と同じであってもよい。例えば、セパレータの上端部は、要部の第1端部と隣接し、セパレータの上端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比は、第1端部における比と同じであってもよい。セパレータの両側端部は、要部の第3端部および第4端部のそれぞれと隣接し、セパレータの各側端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比は、第3端部および第4端部のそれぞれにおける比と同じであってもよい。 The separator has a portion that does not face the electrode material outside the main portion. More specifically, it has upper and lower ends and both side ends of the separator outside the main portion of the separator. The ratio of oil content to polymeric material content in these portions is not particularly limited. In view of the ease of adjusting the ratio of oil content to polymeric material content at each end of the separator body, the ratio of oil content to polymer material content in the outer portion of the separator body is , may be the same as the ratio at the ends of adjacent features. For example, the upper end of the separator may be adjacent to the first end of the feature, and the ratio of oil content to polymeric material content at the upper end of the separator may be the same as at the first end. . Both side edges of the separator are adjacent to the third and fourth ends of the feature, respectively, and the ratio of the oil content to the polymer material content at each side edge of the separator is the third and fourth edges of the separator. It may be the same as the ratio at each of the fourth ends.

セパレータ中のオイル含有率の平均は、例えば、5質量%以上である。セパレータの酸化劣化を抑制する効果がさらに高まる観点からは、セパレータ中のオイル含有率の平均は、10質量%以上が好ましく、12質量%以上または12.5質量%以上がより好ましく、13質量%以上であってもよい。セパレータ中のオイル含有率の平均は、例えば、20質量%以下であり、18質量%以下であることが好ましい。この場合、セパレータをさらに低抵抗化し易い。 The average oil content in the separator is, for example, 5% by mass or more. From the viewpoint of further increasing the effect of suppressing oxidation deterioration of the separator, the average oil content in the separator is preferably 10% by mass or more, more preferably 12% by mass or more or 12.5% by mass or more, and 13% by mass. or more. The average oil content in the separator is, for example, 20% by mass or less, preferably 18% by mass or less. In this case, the resistance of the separator can be further reduced.

セパレータのオイル含有率の平均は、5質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、10質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、12質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、12.5質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)、あるいは13質量%以上20質量%以下(または18質量%以下)であってもよい。 The average oil content of the separator is 5% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less), 10% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less), 12% by mass or more and 20% by mass or less ( or 18% by mass or less), 12.5% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less), or 13% by mass or more and 20% by mass or less (or 18% by mass or less).

セパレータは、シート状であってもよい。また、蛇腹状に折り曲げたシートをセパレータとして用いてもよい。セパレータは袋状に形成してもよく、正極板または負極板のうちのいずれか一方を袋状のセパレータに包んでもよい。いずれの形態についても、セパレータを平坦な面に配置したときのセパレータの表面(具体的には上面)を、この表面に垂直な方向からセパレータを見た状態で、要部の中央部および各端部が決定される。 The separator may be sheet-like. Also, a sheet that is bent into a bellows shape may be used as the separator. The separator may be formed in the shape of a bag, and either one of the positive electrode plate and the negative electrode plate may be wrapped in the bag-shaped separator. In any form, when the separator is placed on a flat surface, the surface (specifically, the upper surface) of the separator is viewed from the direction perpendicular to this surface, and the central part and each end of the main part are part is determined.

セパレータは、リブを有してもよく、リブを有さなくてもよい。リブを有するセパレータは、例えば、ベース部とベース部の表面から立設されたリブとを備える。リブは、セパレータもしくは各ベース部の一方の表面のみに設けてもよく、両方の表面にそれぞれ設けてもよい。なお、セパレータのベース部とは、セパレータの構成部位のうち、リブなどの突起を除く部分であり、セパレータの外形を画定するシート状の部分をいう。 The separator may or may not have ribs. A separator having ribs includes, for example, a base portion and ribs erected from the surface of the base portion. The ribs may be provided only on one surface of the separator or each base portion, or may be provided on both surfaces. In addition, the base portion of the separator is a portion excluding projections such as ribs among constituent portions of the separator, and refers to a sheet-like portion that defines the outer shape of the separator.

セパレータは、例えば、ポリマー材料(以下、ベースポリマーとも称する。)と、少なくともオイルを含む造孔剤と、浸透剤(界面活性剤)とを含む樹脂組成物をシート状に押し出し成形した後、造孔剤を除去することにより得られる。少なくとも一部の造孔剤を除去することで、ベースポリマーのマトリックス中に微細孔が形成される。セパレータの要部の中央部および各端部のそれぞれにおいて、樹脂組成物の構成成分の配合率、およびオイルの除去量からなる群より選択される少なくとも1つを調節することで、中央部および各端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比を調節することができる。例えば、第1端部以外の少なくとも1つの端部において、第1端部および中央部よりも、多くの量のオイルを除去してオイル含有率を少なくすることによって、比Reを比Rcおよび比Re1より小さくしてもよい。シート状のセパレータは、必要に応じて、蛇腹状に折り曲げたり、袋状に加工したりしてもよい。 The separator is formed by, for example, extruding a resin composition containing a polymer material (hereinafter also referred to as a base polymer), a pore-forming agent containing at least oil, and a penetrant (surfactant) into a sheet, and then forming the separator. Obtained by removing the pore agent. Removal of at least a portion of the pore-forming agent forms micropores in the matrix of the base polymer. By adjusting at least one selected from the group consisting of the blending ratio of the constituent components of the resin composition and the amount of oil removed in each of the central portion and each end of the main portion of the separator, the central portion and each end The ratio of oil content to polymeric material content at the ends can be adjusted. For example, by removing a greater amount of oil and containing less oil at at least one end other than the first end than at the first end and the central portion, the ratio Re is reduced to the ratio Rc and the ratio Rc It may be smaller than Re1. The sheet-like separator may be bent into a bellows shape or processed into a bag shape, if necessary.

リブを有するセパレータでは、リブは、樹脂組成物を押出成形する際にシートに形成してもよい。また、リブは、樹脂組成物をシート状に成形した後または造孔剤を除去した後に、各リブに対応する溝を有するローラでシートを押圧することにより形成してもよい。 In separators having ribs, the ribs may be formed into the sheet during extrusion of the resin composition. Alternatively, the ribs may be formed by pressing the sheet with a roller having grooves corresponding to the ribs after molding the resin composition into a sheet or after removing the pore-forming agent.

セパレータに含まれるベースポリマーとしては、鉛蓄電池のセパレータに使用されるベースポリマーであれば特に制限されない。ベースポリマーとしては、ポリオレフィンが用いられる場合が多い。ベースポリマーとして、ポリオレフィンと他のベースポリマーとを併用してもよい。セパレータに含まれるベースポリマー全体に占めるポリオレフィンの比率は、例えば、50質量%以上であり、80質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよい。ポリオレフィンの比率は、例えば、100質量%以下である。ベースポリマーをポリオレフィンのみで構成してもよい。ポリオレフィンの比率がこのように多い場合、耐酸化性が低くなる傾向があるが、このような場合であっても、セパレータの第1端部および中央部においてオイルがある程度含まれるため、高い高温過充電寿命性能を確保することができる。 The base polymer contained in the separator is not particularly limited as long as it is a base polymer used in lead-acid battery separators. Polyolefins are often used as base polymers. A polyolefin and another base polymer may be used in combination as the base polymer. The ratio of polyolefin to the entire base polymer contained in the separator is, for example, 50% by mass or more, may be 80% by mass or more, or may be 90% by mass or more. The proportion of polyolefin is, for example, 100% by mass or less. The base polymer may consist of polyolefin only. Such high proportions of polyolefin tend to result in low oxidation resistance, but even in such cases, the first end and center of the separator will contain some oil, which can lead to high temperature overheating. Charging life performance can be ensured.

ポリオレフィンとしては、例えば、少なくともC2-3オレフィンをモノマー単位として含む重合体が挙げられる。C2-3オレフィンとして、エチレンおよびプロピレンからなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、C2-3オレフィンをモノマー単位として含む共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体)がより好ましい。ポリオレフィンの中では、少なくともエチレン単位を含むポリオレフィン(ポリエチレン、エチレン-プロピレン共重合体など)を用いることが好ましい。エチレン単位を含むポリオレフィン(ポリエチレン、エチレン-プロピレン共重合体など)と他のポリオレフィンとを併用してもよい。 Polyolefins include, for example, polymers containing at least C 2-3 olefins as monomer units. The C 2-3 olefin includes at least one selected from the group consisting of ethylene and propylene. More preferred polyolefins are, for example, polyethylene, polypropylene, and copolymers containing C 2-3 olefins as monomer units (eg, ethylene-propylene copolymers). Among polyolefins, it is preferable to use polyolefins containing at least ethylene units (polyethylene, ethylene-propylene copolymer, etc.). Polyolefins containing ethylene units (polyethylene, ethylene-propylene copolymers, etc.) may be used in combination with other polyolefins.

セパレータ中のポリマー材料(ベースポリマー)の含有率の平均は、例えば、20質量%以上であり、25質量%以上または30質量%以上であってもよい。ポリマー材料の含有率の平均がこのような範囲である場合、セパレータの高い強度が得られ易い。セパレータ中のポリマー材料(ベースポリマー)の含有率の平均は、例えば、60質量%以下であり、50質量%以下であってもよい。ポリマー材料の含有率の平均がこのような範囲である場合、セパレータの電解液に対する濡れ性の低下が抑制されるため、より高いIS寿命性能を確保し易い。 The average content of the polymer material (base polymer) in the separator is, for example, 20% by mass or more, and may be 25% by mass or more or 30% by mass or more. When the average polymer material content is within this range, the separator tends to have high strength. The average content of the polymer material (base polymer) in the separator is, for example, 60% by mass or less, and may be 50% by mass or less. When the average content of the polymer material is within such a range, lowering of the wettability of the separator to the electrolytic solution is suppressed, so that higher IS life performance can be easily secured.

造孔剤としては、液状造孔剤および固形造孔剤などが挙げられる。造孔剤は、少なくともオイルを含む。オイルを用いることで、セパレータの酸化劣化を抑制する効果がさらに高まり、高いIS寿命性能が得られる。造孔剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。オイルと他の造孔剤とを併用してもよい。液状造孔剤と、固形造孔剤とを併用してもよい。なお、室温(20℃以上35℃以下の温度)において、液状の造孔剤を液状造孔剤、固形の造孔剤を固形造孔剤と分類する。 Pore-forming agents include liquid pore-forming agents and solid pore-forming agents. The pore-forming agent contains at least oil. By using oil, the effect of suppressing oxidation deterioration of the separator is further enhanced, and high IS life performance can be obtained. The pore-forming agents may be used singly or in combination of two or more. Oil and other pore-forming agents may be used in combination. A liquid pore-forming agent and a solid pore-forming agent may be used in combination. At room temperature (20° C. or higher and 35° C. or lower), a liquid pore-forming agent is classified as a liquid pore-forming agent, and a solid pore-forming agent as a solid pore-forming agent.

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

セパレータ中の造孔剤の量は、種類によっては変化することがある。セパレータ中の造孔剤の量は、ベースポリマー100質量部あたり、例えば、30質量部以上である。造孔剤の量は、ベースポリマー100質量部あたり、例えば、60質量部以下である。 The amount of pore-forming agent in the separator may vary depending on the type. The amount of the pore-forming agent in the separator is, for example, 30 parts by weight or more per 100 parts by weight of the base polymer. The amount of the pore-forming agent is, for example, 60 parts by weight or less per 100 parts by weight of the base polymer.

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

セパレータ中の浸透剤の含有率は、例えば、0.01質量%以上であり、0.1質量%以上であってもよい。セパレータ中の浸透剤の含有率は、10質量%以下または5質量%以下であってもよい。 The content of the penetrant in the separator is, for example, 0.01% by mass or more, and may be 0.1% by mass or more. The penetrant content in the separator may be 10% by mass or less or 5% by mass or less.

セパレータ中の浸透剤の含有率は、0.01質量%以上(または0.1質量%以上)10質量%以下、あるいは0.01質量%以上(または0.1質量%以上)5質量%以下であってもよい。 The content of the penetrant in the separator is 0.01% by mass or more (or 0.1% by mass or more) and 10% by mass or less, or 0.01% by mass or more (or 0.1% by mass or more) and 5% by mass or less. may be

セパレータ(またはセパレータの製造に供される樹脂組成物)は、無機粒子を含んでもよい。セパレータが無機粒子を含む場合、IS寿命性能をさらに向上できる。 The separator (or the resin composition used for producing the separator) may contain inorganic particles. If the separator contains inorganic particles, the IS life performance can be further improved.

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

セパレータ中の無機粒子の含有率は、例えば、40質量%以上であり、50質量%以上であってもよい。無機粒子の含有率がこのような範囲である場合、より高いIS寿命性能が得られる。無機粒子の含有率は、例えば、80質量%以下であり、75質量%以下または70質量%以下であってもよい。 The content of the inorganic particles in the separator is, for example, 40% by mass or more, and may be 50% by mass or more. When the inorganic particle content is within this range, higher IS life performance can be obtained. The content of the inorganic particles is, for example, 80% by mass or less, and may be 75% by mass or less or 70% by mass or less.

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

セパレータの要部の厚さは、例えば、0.15mm以上である。セパレータの抵抗を低く抑える観点からは、セパレータの厚さは、0.25mm以下が好ましく、0.20mm以下がより好ましい。なお、セパレータの要部の厚さとは、要部における平均厚さを意味する。セパレータが、要部において、ベース部とベース部の少なくとも一方の表面から立設されたリブとを備える場合には、セパレータの要部の厚さとは、ベース部における平均厚さである。セパレータに貼付部材(マット、ペースティングペーパなど)が貼り付けられている場合には、貼付部材の厚さは、セパレータの厚さには含まれない。 The thickness of the main part of the separator is, for example, 0.15 mm or more. From the viewpoint of keeping the resistance of the separator low, the thickness of the separator is preferably 0.25 mm or less, more preferably 0.20 mm or less. The thickness of the main portion of the separator means the average thickness of the main portion. When the separator has a base portion and ribs erected from at least one surface of the base portion in the main portion, the thickness of the main portion of the separator is the average thickness of the base portion. When a sticking member (mat, pasting paper, etc.) is stuck to the separator, the thickness of the sticking member is not included in the thickness of the separator.

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

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

(セパレータの分析またはサイズの計測)
セパレータの分析またはサイズの計測には、未使用のセパレータまたは使用初期の満充電状態の鉛蓄電池から取り出したセパレータが用いられる。鉛蓄電池から取り出したセパレータは、分析または計測に先立って、洗浄および乾燥される。
(separator analysis or size measurement)
An unused separator or a separator removed from a fully charged lead-acid battery in the initial stage of use is used for analysis or size measurement of the separator. Separators removed from lead-acid batteries are washed and dried prior to analysis or measurement.

鉛蓄電池から取り出したセパレータの洗浄および乾燥は、次の手順で行われる。鉛蓄電池から取り出したセパレータを純水中に1時間浸漬し、セパレータ中の硫酸を除去する。次いで浸漬していた液体からセパレータを取り出して、25℃±5℃環境下で、16時間以上静置し、乾燥させる。 The cleaning and drying of the separator removed from the lead-acid battery are performed according to the following procedures. The separator taken out from the lead-acid battery is immersed in pure water for 1 hour to remove the sulfuric acid in the separator. Next, the separator is taken out from the liquid in which it was immersed, left to stand in an environment of 25° C.±5° C. for 16 hours or longer, and dried.

(セパレータ中のオイル含有率)
セパレータの要部を、既述のように16個の領域に分割する。中央の4つの領域の部分を短冊状にカットして中央部のオイル含有率を測定するためのサンプルを作製する。中央の4つの領域の上部に位置する2つの領域の部分を短冊状にカットし、第1端部のオイル含有率を測定するためのサンプルを作製する。中央の4つの領域の下部に位置する2つの領域の部分を短冊状にカットし、第2端部のオイル含有率を測定するためのサンプルを作製する。第2方向において中央の4つの領域の外側に位置する各2つの領域の部分を短冊状にカットし、第3端部および第4端部のそれぞれのオイル含有率を測定するためのサンプルを作製する。リブを有するセパレータでは、各サンプルは、リブを含まないようにカットされる。
(Oil content in separator)
The main part of the separator is divided into 16 regions as described above. A sample for measuring the oil content of the central portion is prepared by cutting a portion of the four central regions into strips. Sections of the upper two regions of the central four regions are cut into strips to produce samples for measuring the oil content of the first end. Sections of the two lower regions of the central four regions are cut into strips to prepare samples for measuring the oil content of the second ends. A portion of each of the two regions located outside the four central regions in the second direction was cut into strips to prepare samples for measuring the oil content of each of the third and fourth ends. do. For separators with ribs, each sample is cut without ribs.

各サンプルについて、約0.5gを採取し、正確に秤量し、初期のサンプルの質量(m0)を求める。秤量したサンプルを、適当な大きさのガラス製ビーカーに入れ、n-ヘキサン50mLを加える。次いで、ビーカーごと、サンプルに約30分間、超音波を付与することにより、サンプル中に含まれるオイル分をn-ヘキサン中に溶出させる。次いで、n-ヘキサンからサンプルを取り出し、大気中、室温(20℃以上35℃以下の温度)で乾燥させた後、秤量することにより、オイル除去後のサンプルの質量(m1)を求める。そして、下記式により、オイルの含有率を算出する。各サンプルについて、オイルの含有率を合計10回求め、平均値を算出する。得られる平均値を中央部または各端部におけるオイルの含有率とする。
オイルの含有率(質量%)=(m0-m1)/m0×100
For each sample, approximately 0.5 g is taken and weighed accurately to determine the initial sample mass (m0). A weighed sample is placed in an appropriately sized glass beaker and 50 mL of n-hexane is added. Next, ultrasonic waves are applied to each beaker for about 30 minutes to elute the oil contained in the sample into n-hexane. Next, a sample is removed from n-hexane, dried in the air at room temperature (20° C. or higher and 35° C. or lower), and weighed to determine the mass (m1) of the sample after oil removal. Then, the oil content is calculated by the following formula. For each sample, the oil content is determined a total of 10 times, and the average value is calculated. The average value obtained is taken as the oil content at the center or at each end.
Oil content (% by mass) = (m0-m1)/m0 x 100

セパレータ中のオイル含有率の平均は、セパレータの要部を分割した16個の領域のうち、上から2列目の4つの領域の部分を短冊状にカットしたサンプルから求められる。このようなサンプルを用いる以外は、中央部または各端部におけるオイルの含有率の場合と同様にして、オイルの含有率を合計10回求め、平均値を算出する。得られる平均値を、セパレータ中のオイル含有率の平均とする。 The average oil content in the separator is obtained from samples obtained by cutting four regions in the second row from the top into strips among the 16 regions obtained by dividing the main part of the separator. The oil content is determined a total of 10 times in the same manner as for the oil content at the center or each end, except that such a sample is used, and the average value is calculated. The average value obtained is taken as the average oil content in the separator.

(セパレータ中のポリマー材料の含有率)
オイル含有率を測定するためのサンプルと同様にして、セパレータの要部の中央部および各端部におけるポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを作製する。
(Content of polymer material in separator)
Samples are prepared for measuring the content of polymeric material in the center and at each end of the main part of the separator in the same manner as the samples for measuring the oil content.

各サンプルの一部を採取し、正確に秤量した後、白金坩堝中に入れ、ブンゼンバーナーで白煙が出なくなるまで加熱する。次に、得られるサンプルを、電気炉(酸素気流中、550℃±10℃)で、約1時間加熱して灰化し、灰化物を秤量する。サンプルの質量に占める灰化物の質量の比率(百分率)を算出し、セパレータ中の無機分の含有率(質量%)とする。各サンプルにつき、無機分の含有率を合計10回求め、平均値を算出する。得られる平均値をセパレータの要部の中央部または各端部における無機分の含有率とする。中央部または各端部におけるオイル含有率および無機分の含有率を、100質量%から差し引いた値(質量%)を、中央部または各端部におけるポリマーの含有率とする。 A portion of each sample is collected, accurately weighed, placed in a platinum crucible, and heated with a Bunsen burner until white smoke is no longer emitted. Next, the resulting sample is heated in an electric furnace (550° C.±10° C. in an oxygen stream) for about 1 hour to be ashed, and the ashed matter is weighed. The ratio (percentage) of the mass of the ash to the mass of the sample is calculated and defined as the inorganic content (mass%) in the separator. For each sample, the inorganic content is determined a total of 10 times, and the average value is calculated. The obtained average value is defined as the content of inorganic matter in the central portion or each end portion of the main portion of the separator. The value (% by mass) obtained by subtracting the oil content and the inorganic content in the central portion or each end from 100% by mass is defined as the polymer content in the central portion or each end.

セパレータ中のポリマー材料の含有率の平均は、セパレータの要部を分割した16個の領域のうち、上から2列目の4つの領域の部分を短冊状にカットしたサンプルから求められる。このようなサンプルを用いる以外は、中央部または各端部におけるポリマー材料の含有率の場合と同様にして、オイルの含有率および無機分の含有率をそれぞれ合計10回求め、それぞれの平均値を算出する。得られる平均値を、100質量%から差し引いた値(質量%)を、セパレータ中のポリマー材料の含有率の平均とする。 The average content of the polymer material in the separator is obtained from samples obtained by cutting four regions in the second row from the top into strips, out of the 16 regions obtained by dividing the main part of the separator. Except for using such a sample, the content of oil and the content of inorganic matter were determined a total of 10 times in the same manner as the content of polymer material at the center or each end, and the average value of each was calculated. calculate. The value (% by mass) obtained by subtracting the obtained average value from 100% by mass is taken as the average content of the polymer material in the separator.

(セパレータ中の無機粒子の含有率)
セパレータの要部を短冊状にカットすることによってサンプル(以下、サンプルAと称する)を作製する。リブを有するセパレータでは、セパレータの要部において、リブを含まないように、ベース部を短冊状にカットすることによってサンプルAを作製する。
(Content of inorganic particles in separator)
A sample (hereinafter referred to as sample A) is prepared by cutting the main part of the separator into strips. For a separator having ribs, sample A is made by cutting the base into strips so that the main part of the separator does not contain ribs.

サンプルAの一部を採取し、正確に秤量した後、白金坩堝中に入れ、ブンゼンバーナーで白煙が出なくなるまで加熱する。次に、得られるサンプルを、電気炉(酸素気流中、550℃±10℃)で、約1時間加熱して灰化し、灰化物を秤量する。サンプルAの質量に占める灰化物の質量の比率(百分率)を算出し、セパレータ中の無機粒子の含有率(質量%)とする。無機粒子の含有率を合計10回求め、平均値を算出する。得られる平均値をセパレータ中の無機粒子の含有率とする。 A portion of sample A is collected, accurately weighed, placed in a platinum crucible, and heated with a Bunsen burner until white smoke is no longer produced. Next, the resulting sample is heated in an electric furnace (550° C.±10° C. in an oxygen stream) for about 1 hour to be ashed, and the ashed matter is weighed. The ratio (percentage) of the mass of the ash to the mass of the sample A is calculated and defined as the content (% by mass) of the inorganic particles in the separator. The content of the inorganic particles is determined 10 times in total, and the average value is calculated. Let the obtained average value be the content rate of the inorganic particle in a separator.

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

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

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

図1は、本発明の一実施形態に係るセパレータを極板に重ねた状態を示す平面模式図である。セパレータ104の要部105は、極板102の電極材料が存在する部分に対向する。セパレータ104はポリマー材料およびオイルを含む。セパレータ104は、要部105において、中央部110と、第1方向Dにおける両端部に位置する第1端部111および第2端部112と、第2方向Dにおける両端部に位置する第3端部113および第4端部114とを含む。第1方向Dは、極板の上下方向と平行である。第2方向Dは、第1方向Dと垂直であり、鉛蓄電池における極板の水平方向と平行である。第1端部111および第2端部112は、中央部110の上下端の外側に位置する。第3端部113および第4端部114は、中央部110、第1端部111および第2端部112の両側端の外側に位置する。セパレータ104は、第1端部111が極板102の上端部に対向するように極板102と重ねられる。第1端部111におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re1と中央部110におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比RcとはRe1≧Rcを充足する。第2端部112、第3端部113および第4端部114の少なくとも1つの端部におけるオイルの含有率のポリマー材料の含有率に対する比Reと、比Rcとは、Re<Rcを充足する。このようにオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比を制御することで、鉛蓄電池において、高いIS寿命性能と高い高温過充電寿命性能とを確保することができる。 FIG. 1 is a schematic plan view showing a state in which a separator according to one embodiment of the present invention is stacked on an electrode plate. A main portion 105 of the separator 104 faces the portion of the electrode plate 102 where the electrode material is present. Separator 104 includes polymeric material and oil. In the main portion 105, the separator 104 has a central portion 110, a first end portion 111 and a second end portion 112 positioned at both end portions in the first direction D1, and second end portions 111 and 112 positioned at both end portions in the second direction D2. It includes a third end 113 and a fourth end 114 . The first direction D1 is parallel to the vertical direction of the electrode plate. The second direction D2 is perpendicular to the first direction D1 and parallel to the horizontal direction of the plates in the lead-acid battery. The first end portion 111 and the second end portion 112 are located outside the upper and lower ends of the central portion 110 . The third end portion 113 and the fourth end portion 114 are positioned outside both side ends of the central portion 110 , the first end portion 111 and the second end portion 112 . Separator 104 overlaps electrode plate 102 such that first end 111 faces the upper end of electrode plate 102 . The ratio Re1 of the oil content in the first end portion 111 to the polymer material content and the ratio Rc of the oil content to the polymer material content in the central portion 110 satisfy Re1≧Rc. The ratio Re of the oil content to the polymeric material content at at least one of the second end 112, the third end 113 and the fourth end 114 and the ratio Rc satisfy Re<Rc . By controlling the ratio of oil content to polymer material content in this manner, high IS life performance and high high-temperature overcharge life performance can be ensured in lead-acid batteries.

図2は、図1のセパレータについて、要部の中央部および各端部におけるオイルの含有率およびポリマー材料の含有率を求めるためのサンプルを採取する部分を説明するための平面模式図である。セパレータ104の要部105の第1方向Dにおける長さをLとし、第2方向Dにおける長さをLとする。図2に点線で示すように、要部105を、第1方向Dに4等分に分割し、第2方向Dに4等分に分割して、合計16個の領域に分割する。中央部110におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、要部105の中央付近の4つの領域110a、110b、110cおよび110dから採取されるサンプルについて求められる。第1端部111におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、要部105の上端部に位置する2つの領域111aおよび111bから採取されるサンプルについて求められる。第2端部112におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、要部105の下端部に位置する2つの領域112aおよび112bから採取されるサンプルについて求められる。第3端部113におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、要部105の側端部(具体的には、中央部110のサンプルが採取される4つの領域110a~110dのうち110aおよび110cの外側)に位置する2つの領域113aおよび113bから採取されるサンプルについて求められる。第4端部114におけるオイル含有率およびポリマー材料の含有率は、要部105の側端部(具体的には、中央部110のサンプルが採取される4つの領域110a~110dのうち110bおよび110dの外側)に位置する2つの領域114aおよび114bから採取されるサンプルについて求められる。セパレータ104中のオイル含有率の平均およびポリマー材料の含有率の平均は、いずれも、上から2列目の4つの領域113a、110a、110bおよび114aから採取されるサンプルについて求められる。 FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a portion of the separator of FIG. 1 where samples are taken to determine the oil content and the polymer material content at the central portion and each end of the main portion. Let L1 be the length of the main portion 105 of the separator 104 in the first direction D1, and L2 be the length in the second direction D2. As indicated by dotted lines in FIG. 2, the main portion 105 is divided into four equal parts in the first direction D1 and divided into four equal parts in the second direction D2, for a total of 16 regions. The oil content and polymeric material content in central portion 110 are determined for samples taken from four regions 110 a , 110 b , 110 c and 110 d near the center of feature 105 . The oil content and polymeric material content at the first end 111 are determined for samples taken from the two regions 111 a and 111 b located at the upper end of the feature 105 . The oil content and polymeric material content at the second end 112 are determined for samples taken from the two regions 112 a and 112 b located at the lower end of the feature 105 . The oil content and polymeric material content at the third end 113 are 110a and 110c out of the four regions 110a-110d sampled at the side ends of the body 105 (specifically, the central portion 110). for samples taken from the two regions 113a and 113b located outside the . The oil content and polymeric material content at the fourth end 114 are 110b and 110d out of the four regions 110a-110d sampled at the side ends of the main portion 105 (specifically, the central portion 110). for samples taken from the two regions 114a and 114b located outside the . Both the average oil content and the average polymer material content in the separator 104 are obtained for samples taken from the four regions 113a, 110a, 110b and 114a in the second row from the top.

(正極板)
正極板としては、ペースト式正極板が用いられる。ペースト式正極板は、正極集電体と、正極電極材料とを備える。正極電極材料は、正極集電体に保持されている。正極電極材料は、正極板から正極集電体を除いた部分である。なお、極板には、マット、ペースティングペーパなどの部材が貼り付けられていることがある。このような部材(貼付部材とも称する)は極板と一体として使用されるため、極板に含まれる。正極板が貼付部材を含む場合には、正極電極材料は、正極板から正極集電体および貼付部材を除いた部分である。
(Positive plate)
A paste-type positive plate is used as the positive plate. The pasted positive plate comprises a positive current collector and a positive electrode material. A positive electrode material is held by a positive current collector. The positive electrode material is a portion of the positive electrode plate excluding the positive current collector. In addition, members such as mats and pasting paper may be attached to the electrode plates. Such a member (also referred to as a sticking member) is included in the electrode plate because it is used integrally with the electrode plate. When the positive electrode plate includes the sticking member, the positive electrode material is the portion of the positive electrode plate excluding the positive current collector and the sticking member.

正極板に含まれる正極集電体は、鉛(Pb)または鉛合金の鋳造により形成してもよく、鉛または鉛合金シートを加工して形成してもよい。加工方法としては、例えば、エキスパンド加工または打ち抜き(パンチング)加工が挙げられる。正極集電体として格子状の集電体を用いると、正極電極材料を担持させ易いため好ましい。 The positive electrode current collector included in the positive electrode plate may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead or lead alloy sheet. Processing methods include, for example, expanding processing and punching processing. It is preferable to use a grid-like current collector as the positive electrode current collector because it facilitates carrying the positive electrode material.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(負極板)
鉛蓄電池の負極板は、負極集電体と、負極電極材料とで構成されている。負極電極材料は、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、上述のような貼付部材が貼り付けられている場合がある。この場合、貼付部材は、負極板に含まれる。負極板が貼付部材を含む場合には、負極電極材料は、負極板から負極集電体および貼付部材を除いた部分である。
(negative plate)
A negative electrode plate of a lead-acid battery is composed of 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. In some cases, the above-described attachment member is attached to the negative electrode plate. In this case, the attachment member is included in the negative electrode plate. When the negative plate includes the sticking member, the negative electrode material is the portion of the negative plate excluding the negative current collector and the sticking member.

負極集電体は、正極集電体の場合と同様にして形成できる。正極集電体および負極集電体の少なくとも一方が、エキスパンド加工により形成された集電体であってもよい。エキスパンド加工により形成された集電体を用いた極板では反応性のばらつきが大きくなる傾向があるが、このような場合でも本発明の一側面の鉛蓄電池用セパレータを用いることで、極板全体の反応性をより均一化することができる。 The negative electrode current collector can be formed in the same manner as the positive electrode current collector. At least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be a current collector formed by an expanding process. An electrode plate using a current collector formed by expanding tends to have a large variation in reactivity. can be made more uniform in reactivity.

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

負極板に含まれる負極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する負極活物質(鉛もしくは硫酸鉛)を含んでおり、有機防縮剤、炭素質材料、硫酸バリウムなどを含んでもよい。負極電極材料は、必要に応じて、他の添加剤(補強材など)を含んでもよい。 The negative electrode material contained in the negative plate contains a negative electrode active material (lead or lead sulfate) that develops capacity through an oxidation-reduction reaction, and may contain an organic shrinkage agent, a carbonaceous material, barium sulfate, and the like. The negative electrode material may contain other additives (such as reinforcing materials) as necessary.

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

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

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

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

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

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

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

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

負極板は、負極集電体に、負極ペーストを充填し、熟成および乾燥することにより未化成の負極板を作製し、その後、未化成の負極板を化成することにより形成できる。負極ペーストは、鉛粉と有機防縮剤および必要に応じて各種添加剤に、水と硫酸を加えて混練することで作製する。熟成工程では、室温より高温かつ高湿度で、未化成の負極板を熟成させることが好ましい。 The negative electrode plate can be formed by filling a negative electrode current collector with a negative electrode paste, aging and drying to prepare an unformed negative electrode plate, and then forming the unformed negative electrode plate. The negative electrode paste is prepared by adding water and sulfuric acid to lead powder, an organic anti-shrinking agent, and optionally various additives, and kneading the mixture. In the aging step, the unformed negative electrode plate is preferably aged at a temperature and humidity higher than room temperature.

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

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

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

《有機防縮剤の定量》
粉砕されたサンプルCを1mol/LのNaOH水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。抽出された有機防縮剤を含むNaOH水溶液から不溶成分を濾過で除き、濾液(以下、濾液Dとも称する。)を回収する。
《Determination of organic shrinkage agents》
The pulverized sample C is immersed in a 1 mol/L NaOH aqueous solution to extract the organic shrink-proofing agent. An insoluble component is removed by filtration from the extracted NaOH aqueous solution containing the organic expander, and a filtrate (hereinafter also referred to as filtrate D) is recovered.

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

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

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

《炭素質材料、硫酸バリウム、および補強材の定量》
粉砕されたサンプルC10gに対し、20質量%濃度の硝酸を50mL加え、約20分加熱し、鉛成分を鉛イオンとして溶解させる。次に、得られる溶液を濾過して、炭素質材料、硫酸バリウム等の固形分を濾別する。
<<Determination of Carbonaceous Material, Barium Sulfate, and Reinforcement>>
50 mL of nitric acid having a concentration of 20% by mass is added to 10 g of the pulverized sample C and heated for about 20 minutes to dissolve the lead component as lead ions. The resulting solution is then filtered to remove solids such as carbonaceous materials and barium sulfate.

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

補強材を除去した後の分散液に対し、予め質量を測定したメンブレンフィルターを用いて吸引ろ過を施し、濾別された試料とともにメンブレンフィルターを110℃±5℃の乾燥器で乾燥する。得られる試料は、炭素質材料と硫酸バリウムとの混合試料(以下、サンプルFとも称する)である。乾燥後のサンプルFとメンブレンフィルターとの合計質量からメンブレンフィルターの質量を差し引いて、サンプルFの質量(M)を測定する。その後、乾燥後のサンプルFをメンブレンフィルターとともに坩堝に入れ、1300℃以上で灼熱灰化させる。残った残渣は酸化バリウムである。酸化バリウムの質量を硫酸バリウムの質量に変換して硫酸バリウムの質量(M)を求める。質量Mから質量Mを差し引いて炭素質材料の質量を算出する。得られる硫酸バリウムの質量および炭素質材料の質量のそれぞれが、サンプルCの質量に占める比率(百分率)を求める。このようにして、負極電極材料中の硫酸バリウムの含有率および炭素質材料の含有率が求められる。 After the reinforcing material has been removed, the dispersion is subjected to suction filtration using a membrane filter whose mass has been measured in advance, and the membrane filter is dried together with the filtered sample in a drier at 110°C ± 5°C. The obtained sample is a mixed sample of carbonaceous material and barium sulfate (hereinafter also referred to as sample F). The mass of the sample F (M m ) is measured by subtracting the mass of the membrane filter from the total mass of the dried sample F and the membrane filter. Thereafter, the sample F after drying is placed in a crucible together with a membrane filter, and is ignited and incinerated at 1300° C. or higher. The remaining residue is barium oxide. The mass of barium oxide is converted to the mass of barium sulfate to obtain the mass of barium sulfate (M B ). The mass of the carbonaceous material is calculated by subtracting the mass M B from the mass M m . The ratio (percentage) of the mass of the obtained barium sulfate and the mass of the carbonaceous material to the mass of the sample C is determined. In this way, the content of barium sulfate and the content of carbonaceous material in the negative electrode material are obtained.

(電解液)
電解液は、硫酸を含む水溶液である。電解液は、必要に応じてゲル化させてもよい。
(Electrolyte)
The electrolyte is an aqueous solution containing sulfuric acid. The electrolytic solution may be gelled if necessary.

電解液は、さらに、Naイオン、Liイオン、Mgイオン、およびAlイオンからなる群より選択される少なくとも一種の金属イオンなどを含んでもよい。 The electrolytic solution may further contain at least one metal ion selected from the group consisting of Na ions, Li ions, Mg ions, and Al ions.

電解液がAlイオンおよびLiイオンの少なくとも一方を含む場合には、充電受入性が向上するため、より高いIS寿命性能を確保することができる。 When the electrolytic solution contains at least one of Al ions and Li ions, charge acceptance is improved, and thus higher IS life performance can be ensured.

電解液中のAlイオンの濃度は、0.02mol/L以上が好ましく、0.05mol/L以上であってもよい。Alイオンの濃度がこのような範囲である場合、より高い充電受入性が得られる。電解液中のAlイオンの濃度は、例えば、0.2mol/L以下であり、0.15mol/L以下であってもよい。Alイオンの濃度がこのような範囲であっても、十分な充電受入性の向上効果が得られ、高いIS寿命性能を確保することができる。 The concentration of Al ions in the electrolytic solution is preferably 0.02 mol/L or higher, and may be 0.05 mol/L or higher. When the concentration of Al ions is within such a range, higher charge acceptance can be obtained. The concentration of Al ions in the electrolytic solution is, for example, 0.2 mol/L or less, and may be 0.15 mol/L or less. Even when the concentration of Al ions is within this range, a sufficient charge acceptance improvement effect can be obtained, and a high IS life performance can be ensured.

電解液中のAlイオンの濃度は、0.02mol/L以上(または0.05mol/L以上)0.2mol/L以下、あるいは0.02mol/L以上(または0.05mol/L以上)0.15mol/L以下であってもよい。 The Al ion concentration in the electrolytic solution is 0.02 mol/L or more (or 0.05 mol/L or more) and 0.2 mol/L or less, or 0.02 mol/L or more (or 0.05 mol/L or more). It may be 15 mol/L or less.

電解液中のLiイオンの濃度は、0.02mol/L以上が好ましく、0.05mol/L以上であってもよい。Liイオンの濃度がこのような範囲である場合、より高い充電受入性が得られる。電解液中のLiイオンの濃度は、例えば、0.2mol/L以下であり、0.15mol/L以下であってもよい。Liイオンの濃度がこのような範囲であっても、十分な充電受入性の向上効果が得られ、高いIS寿命性能を確保することができる。 The concentration of Li ions in the electrolytic solution is preferably 0.02 mol/L or higher, and may be 0.05 mol/L or higher. When the concentration of Li ions is within this range, higher charge acceptance can be obtained. The concentration of Li ions in the electrolytic solution is, for example, 0.2 mol/L or less, and may be 0.15 mol/L or less. Even when the concentration of Li ions is within this range, a sufficient charge acceptance improvement effect can be obtained, and a high IS life performance can be ensured.

電解液中のLiイオンの濃度は、0.02mol/L以上(または0.05mol/L以上)0.2mol/L以下、あるいは0.02mol/L以上(または0.05mol/L以上)0.15mol/L以下であってもよい。 The concentration of Li ions in the electrolytic solution is 0.02 mol/L or more (or 0.05 mol/L or more) and 0.2 mol/L or less, or 0.02 mol/L or more (or 0.05 mol/L or more). It may be 15 mol/L or less.

電解液中の金属イオンの濃度は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した電解液の高周波誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)発光分光法により求められる。より具体的には、ICP発光分光測定装置を用いて、電解液中の金属イオンの種類を同定し、金属イオンの発光強度を測定する。この発光光度の測定値と、予め作成した検量線とから、電解液中に含まれる金属イオンの濃度を求める。ICP発光分光測定装置としては、(株)島津製作所製 ICPS-8000が用いられる。 The concentration of metal ions in the electrolyte is determined by high-frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy of the electrolyte taken out from a fully charged lead-acid battery. More specifically, an ICP emission spectrometer is used to identify the types of metal ions in the electrolytic solution and measure the luminescence intensity of the metal ions. The concentration of metal ions contained in the electrolytic solution is obtained from the measured value of the luminescence intensity and a calibration curve prepared in advance. As the ICP emission spectrometer, ICPS-8000 manufactured by Shimadzu Corporation is used.

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

本明細書中に記載した事項は、任意に組み合わせることができる。 The matters described in this specification can be combined arbitrarily.

図3に、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池の一例の外観を示す。
鉛蓄電池1は、極板群11と電解液(図示せず)とを収容する電槽12を具備する。電槽12内は、隔壁13により、複数のセル室14に仕切られている。各セル室14には、極板群11が1つずつ収納されている。電槽12の開口部は、負極端子16および正極端子17を具備する蓋15で閉じられる。蓋15には、セル室毎に液口栓18が設けられている。補水の際には、液口栓18を外して補水液が補給される。液口栓18は、セル室14内で発生したガスを電池外に排出する機能を有してもよい。
FIG. 3 shows an appearance of an example of a lead-acid battery according to an embodiment of the present invention.
A lead-acid battery 1 includes a battery case 12 that accommodates an electrode plate group 11 and an electrolytic solution (not shown). The interior of the container 12 is partitioned into a plurality of cell chambers 14 by partition walls 13 . Each cell chamber 14 accommodates one electrode plate group 11 . The opening of the container 12 is closed with a lid 15 having a negative terminal 16 and a positive terminal 17 . The lid 15 is provided with a liquid port plug 18 for each cell chamber. When rehydrating, the rehydration liquid is replenished by removing the liquid port plug 18. - 特許庁The liquid port plug 18 may have a function of discharging the gas generated inside the cell chamber 14 to the outside of the battery.

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

以下、各特性の評価方法について説明する。 The method for evaluating each characteristic will be described below.

(1)IS寿命性能
次の手順で、端子電圧が7.2Vに到達するまでのサイクル数をIS寿命性能の指標とする。なお、(e)の微小電流放電は、エンジン停止時の暗電流放電を模擬している。
(a)満充電が完了後、最低16時間、蓄電池を0℃±1℃の冷却室に置いた後、中央にあるいずれかのセルの電解液温度が0℃±1℃であることを確認する。
(b)蓄電池を放電電流300Aで1.0秒間放電する。
(c)蓄電池を放電電流25Aで25秒間放電する。
(d)蓄電池を14.0Vの電圧で30秒間充電する。
(e)上記(b)~(d)の放電および充電を1サイクルとして繰り返す。このとき、30サイクル毎に微小電流(20mA)を6時間放電する。
(f)上記(b)において端子電圧が7.2V未満になったときのサイクル数を求める。
(1) IS life performance In the following procedure, the number of cycles until the terminal voltage reaches 7.2 V is used as an indicator of IS life performance. The minute current discharge of (e) simulates the dark current discharge when the engine is stopped.
(a) After the battery is fully charged, place it in a cooling room at 0°C ± 1°C for at least 16 hours, and then check that the electrolyte temperature in any of the cells in the center is 0°C ± 1°C. do.
(b) Discharge the storage battery at a discharge current of 300 A for 1.0 second.
(c) discharge the storage battery at a discharge current of 25 A for 25 seconds;
(d) Charge the battery with a voltage of 14.0V for 30 seconds.
(e) Repeating the above (b) to (d) discharging and charging as one cycle. At this time, a minute current (20 mA) is discharged for 6 hours every 30 cycles.
(f) Calculate the number of cycles when the terminal voltage becomes less than 7.2 V in (b) above.

(2)高温過充電寿命性能
下記の手順で、高温過充電耐久試験を行い、鉛蓄電池の寿命を測定する。
(a)全試験期間を通して、蓄電池を75℃±3℃の気槽中に置く。
(b)蓄電池を寿命試験装置に接続し、連続的に次に示す放電及び充電のサイクルを繰り返す。これらの放電と充電とのサイクルを寿命1回(1サイクル)とする。
放電:放電電流25.0A±0.1Aで60秒±1秒
充電:充電電圧14.80V±0.03V(制限電流25.0A±0.1A)で600秒±1秒
(c)試験中、480サイクルごとに56時間放置し、その後定格コールドクランキング電流390Aで30秒間連続放電を行い、30秒目電圧を記録する。その後、(b)の充電を行う。なお、この放電及び充電も寿命回数(サイクル数)に加算する。
(d)(c)の試験で測定した30秒目電圧が7.2V以下となり、再び上昇しないことを確認した時点で試験を終了し、このときの合計サイクル数を寿命性能の指標とする。
なお、定格コールドクランキング電流とは、エンジン始動性能を表す尺度で、-18℃±1℃の温度で放電し、30秒目電圧が7.2V以上となるように定められた放電電流のことである。
(2) High-temperature overcharge life performance A high-temperature overcharge endurance test is performed in the following procedure to measure the life of the lead-acid battery.
(a) Place the accumulator in an air bath at 75°C ± 3°C throughout the entire test period.
(b) Connect the storage battery to the life test device and continuously repeat the following discharge and charge cycles. The cycle of these discharges and charges is defined as one lifetime (one cycle).
Discharge: Discharge current 25.0 A ± 0.1 A for 60 seconds ± 1 second Charge: Charge voltage 14.80 V ± 0.03 V (limit current 25.0 A ± 0.1 A) for 600 seconds ± 1 second (c) Under test , and left for 56 hours every 480 cycles, then continuously discharged at a rated cold cranking current of 390 A for 30 seconds, and the voltage at 30 seconds is recorded. After that, charging of (b) is performed. Note that this discharge and charge are also added to the number of lifespans (number of cycles).
(d) When the 30th second voltage measured in the test of (c) becomes 7.2 V or less and confirms that it does not rise again, the test is terminated, and the total number of cycles at this time is used as an index of life performance.
The rated cold cranking current is a measure of engine starting performance, and is the discharge current determined so that the voltage at the 30th second is 7.2 V or more after discharging at a temperature of -18°C ± 1°C. is.

[実施例]
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
[Example]
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

《鉛蓄電池E1~E6およびC1~C4》
下記の手順で各鉛蓄電池を作製した。
(1)セパレータの作製
ポリエチレン100質量部と、シリカ粒子160質量部と、造孔剤としてのパラフィン系オイル80質量部と、2質量部の浸透剤とを含む樹脂組成物をシート状に押出成形した後、造孔剤の一部を除去することによって微多孔膜を作製した。セパレータの要部の第3端部および第4端部における造孔剤の除去量を調節した。このようにして、既述の手順で求められる中央部および各端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率の比が、表1に示す値となるように調節した。第1端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re1、第2端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re2、第3端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re3および第4端部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比Re4を表1に示す。また、既述の手順で求められるセパレータのオイル含有率の平均も表1に示す。
<<Lead-acid batteries E1 to E6 and C1 to C4>>
Each lead-acid battery was produced in the following procedure.
(1) Preparation of Separator A resin composition containing 100 parts by mass of polyethylene, 160 parts by mass of silica particles, 80 parts by mass of paraffin oil as a pore-forming agent, and 2 parts by mass of a penetrating agent is extruded into a sheet. After that, a part of the pore-forming agent was removed to prepare a microporous membrane. The amount of the pore-forming agent removed at the third and fourth ends of the main portion of the separator was adjusted. In this way, the ratio of the polymer material content to the oil content at the center and each end determined by the procedure described above was adjusted to the values shown in Table 1. The ratio Re1 of the oil content to the polymer material content at the first end, the ratio Re2 of the oil content to the polymer material content at the second end, the polymer material content of the oil content at the third end The ratio Re3 to the oil content and the ratio Re4 of the oil content at the fourth end to the content of the polymeric material are shown in Table 1. Table 1 also shows the average oil content of the separator obtained by the procedure described above.

次に、シート状の微多孔膜を二つ折りにして袋を形成し、重ね合わせた両端部を溶着して、袋状セパレータを得た。袋状セパレータは、外面において突出するリブ(外リブ)が設けられていた。外リブの高さは0.6mmであり、ベース部の厚さは0.2mmであった。 Next, the sheet-like microporous membrane was folded in two to form a bag, and the overlapped ends were welded to obtain a bag-like separator. The bag-shaped separator was provided with protruding ribs (outer ribs) on the outer surface. The height of the outer ribs was 0.6 mm and the thickness of the base was 0.2 mm.

なお、セパレータの中央部および各端部のオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比、オイル含有率の平均、ベース部の厚さ、およびリブの高さは、鉛蓄電池の作製前のセパレータについて求めた値であるが、作製後の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて既述の手順で測定した値とほぼ同じである。 The ratio of the oil content at the center and each end of the separator to the content of the polymer material, the average oil content, the thickness of the base portion, and the height of the ribs are based on the separator before fabrication of the lead-acid battery. The obtained value is almost the same as the value measured by the above-described procedure for the separator taken out from the manufactured lead-acid battery.

(2)正極板の作製
鉛酸化物、補強材(合成樹脂繊維)、水および硫酸を混合して正極ペーストを調製した。正極ペーストを、アンチモンを含まないPb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成および乾燥を行うことによって、幅100mm、高さ110mm、厚さ1.6mmの未化成の正極板を得た。
(2) Production of positive electrode plate A positive electrode paste was prepared by mixing lead oxide, reinforcing material (synthetic resin fiber), water and sulfuric acid. The positive electrode paste was filled in the mesh part of an expanded lattice made of a Pb-Ca-Sn alloy containing no antimony, and then aged and dried to obtain an unformed unformed grid with a width of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.6 mm. A positive plate was obtained.

(3)負極板の作製
鉛酸化物、カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニン、補強材(合成樹脂繊維)、水および硫酸を混合して負極ペーストを調製した。負極ペーストを、アンチモンを含まないPb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成および乾燥を行うことによって、幅100mm、高さ110mm、厚さ1.3mの未化成の負極板を得た。カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニンおよび合成樹脂繊維の使用量は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板について既述の手順で測定される各成分の量が、それぞれ0.3質量%、2.1質量%、0.1質量%および0.1質量%になるように調節した。
(3) Preparation of Negative Electrode Plate A negative electrode paste was prepared by mixing lead oxide, carbon black, barium sulfate, lignin, reinforcing material (synthetic resin fiber), water and sulfuric acid. The negative electrode paste was filled in the mesh part of an expanded grid made of a Pb-Ca-Sn alloy containing no antimony, and then aged and dried to obtain an unformed unformed grid with a width of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.3 m. A negative plate was obtained. The amounts of carbon black, barium sulfate, lignin and synthetic resin fiber used are 0.3 mass% and 2 .1% by weight, 0.1% by weight and 0.1% by weight.

(4)鉛蓄電池の作製
未化成の負極板を、袋状セパレータに収容し、正極板と積層し、未化成の負極板7枚と未化成の正極板6枚とで極板群を形成した。
(4) Preparation of lead-acid battery An unchemically formed negative electrode plate was placed in a bag-like separator and laminated with a positive electrode plate to form an electrode plate group with seven unchemically formed negative electrode plates and six unchemically formed positive electrode plates. .

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

電解液としては、硫酸水溶液または硫酸アルミニウムを溶解させた硫酸水溶液を用いた。化成後の電解液の20℃における比重は1.285であった。既述の手順で求められる電解液中のアルミニウムイオンの濃度を表1に示す。 As the electrolytic solution, an aqueous sulfuric acid solution or an aqueous sulfuric acid solution in which aluminum sulfate was dissolved was used. The specific gravity at 20° C. of the electrolytic solution after chemical conversion was 1.285. Table 1 shows the concentration of aluminum ions in the electrolytic solution obtained by the procedure described above.

(5)評価
得られた鉛蓄電池を用いて、既述の手順で、IS寿命性能および高温過充電寿命性能を評価した。IS寿命性能および高温過充電寿命性能は、鉛蓄電池C1のサイクル数を100としたときの各鉛蓄電池のサイクル数の比率(%)によって評価した。
(5) Evaluation Using the obtained lead-acid battery, the IS life performance and the high-temperature overcharge life performance were evaluated by the procedure described above. The IS life performance and the high-temperature overcharge life performance were evaluated by the ratio (%) of the number of cycles of each lead-acid battery to 100 cycles of the lead-acid battery C1.

また、鉛蓄電池に使用したセパレータと同じセパレータを用いて、下記の手順で突き刺し強度を測定した。
JIS Z 1707:2019の7.5「突刺し強さ試験」に準拠して、ジグでセパレータの縁部を含む試験片を固定し、試験機の針を縁部に突き刺し、針が貫通するまでの最大力(N)を測定する。5つの試験片について同様に測定し、平均値を求め、突き刺し強度とする。試験片は、縁部を含むようにセパレータを縦50mm×横50mmのサイズにカットすることにより作製される。試験機としては、(株)島津製作所製のAGS-X,10N-10kNを用いる。針としては、直径1.0mm、先端形状が半円形(半径0.5mm)のものを用い、試験速度は50±5mm/minとする。試験片を固定するためのジグは測定部の上面が直径10mm、下側直径が20mmのものを使用する。
Also, using the same separator as the separator used for the lead-acid battery, the puncture strength was measured according to the following procedure.
In accordance with JIS Z 1707: 2019 7.5 "Puncture strength test", fix the test piece including the edge of the separator with a jig, pierce the edge with the needle of the tester, until the needle penetrates Measure the maximum force (N) of Five test pieces are measured in the same manner, and the average value is determined as the puncture strength. A test piece is made by cutting the separator to a size of 50 mm long by 50 mm wide to include the edges. As a testing machine, AGS-X, 10N-10kN manufactured by Shimadzu Corporation is used. A needle with a diameter of 1.0 mm and a semicircular tip (radius of 0.5 mm) is used, and the test speed is 50±5 mm/min. The jig used for fixing the test piece has an upper surface diameter of 10 mm and a lower diameter of 20 mm.

評価結果を表1に示す。E1~E6は実施例である。C1~C4は比較例である。 Table 1 shows the evaluation results. E1 to E6 are examples. C1 to C4 are comparative examples.

Figure 2022152652000002
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表1に示されるように、セパレータの要部におけるオイル含有率のポリマー材料の含有率に対する比が均一である場合、オイル含有率の平均が少なくなると、IS寿命性能が向上する一方で、高温過充電寿命性能は大きく低下する(C1~C4)。 As shown in Table 1, when the ratio of oil content to polymer material content in the bulk of the separator is uniform, lower average oil content improves IS life performance while increasing high temperature overheating performance. The charge life performance is greatly reduced (C1 to C4).

それに対し、Re1≧Rcを充足するとともに、第3端部および第4端部におけるRe3およびRe4がRcよりも小さい場合には、高い高温過充電寿命性能を維持した状態で、高いIS寿命性能が得られる(E1~E6)。Alイオンを含む電解液を用いる場合には、さらに高いIS寿命性能が得られる(E1とE6との比較)。また、E1~E6では、高い突き刺し強度を確保することができる。 On the other hand, when Re1≧Rc is satisfied and Re3 and Re4 at the third end and the fourth end are smaller than Rc, high IS life performance is maintained while high high-temperature overcharge life performance is maintained. (E1-E6) are obtained. Even higher IS life performance is obtained when an electrolyte containing Al ions is used (compare E1 and E6). In E1 to E6, high puncture strength can be ensured.

なお、実施例では、第3端部および第4端部の双方における比Re(表1中のRe3およびRe4)が比Rcよりも小さい場合を示したが、この場合に限らず、第3端部および第4端部の一方における比Reが比Rcよりも小さい場合にも、上記に準じた効果が得られる。また、第2端部における比Reが比Rcよりも小さい場合にも、上記と類似の効果が得られる。 In the example, the case where the ratio Re (Re3 and Re4 in Table 1) at both the third end and the fourth end is smaller than the ratio Rc was shown, but the third end is not limited to this case. When the ratio Re at one of the portion and the fourth end portion is smaller than the ratio Rc, the same effects as described above can be obtained. Further, even when the ratio Re at the second end is smaller than the ratio Rc, an effect similar to the above can be obtained.

本発明の上記側面に係る鉛蓄電池用セパレータは、例えば、IS用途(ISS車用の鉛蓄電池など)、様々な車両(自動車、バイクなど)の始動用電源などに適している。また、鉛蓄電池用セパレータは、電動車両(フォークリフトなど)などの産業用蓄電装置などの電源にも好適に利用できる。なお、これらの用途は単なる例示である。本発明の上記側面に係る鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池の用途は、これらに限定されない。 The lead-acid battery separator according to the above aspect of the present invention is suitable, for example, for IS applications (lead-acid batteries for ISS vehicles, etc.), starting power sources for various vehicles (automobiles, motorcycles, etc.). In addition, the lead-acid battery separator can be suitably used as a power source for industrial power storage devices such as electric vehicles (forklifts, etc.). It should be noted that these uses are merely exemplary. Applications of the lead-acid battery separator and the lead-acid battery according to the above aspects of the present invention are not limited to these.

102:極板、104:セパレータ、105:セパレータの要部、110:セパレータの要部の中央部、111:セパレータの要部の第1端部、112:セパレータの要部の第2端部、113:セパレータの要部の第3端部、114:セパレータの要部の第4端部、D:第1方向、D:第2方向、110a、110b、110c、110d:中央部のオイル含有率およびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する領域、111a、111b:第1端部のオイル含有率およびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する領域、112a、112b:第2端部のオイル含有率およびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する領域、113a、113b:第3端部のオイル含有率およびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する領域、114a、114b:第4端部のオイル含有率およびポリマー材料の含有率を測定するためのサンプルを採取する領域、1:鉛蓄電池、2:負極板、3:正極板、4:セパレータ、5:正極棚部、6:負極棚部、7:正極柱、8:貫通接続体、9:負極柱、11:極板群、12:電槽、13:隔壁、14:セル室、15:蓋、16:負極端子、17:正極端子、18:液口栓 102: electrode plate, 104: separator, 105: main part of separator, 110: central part of main part of separator, 111: first end of main part of separator, 112: second end of main part of separator, 113: third end of main part of separator, 114: fourth end of main part of separator, D1: first direction, D2: second direction, 110a, 110b, 110c, 110d: oil in central part Areas for taking samples for measuring the content and content of polymeric material, 111a, 111b: Area for taking samples for measuring the oil content and the content of polymeric material at the first end, 112a; 112b: area for taking samples for measuring oil content and polymeric material content at the second end; 113a, 113b: for measuring oil content and polymeric material content at the third end; Sampling Areas 114a, 114b: Sampling Areas for Measuring Oil Content and Polymer Material Content at the Fourth End 1: Lead Acid Battery 2: Negative Plate 3: Positive Plate 4: separator, 5: positive electrode shelf, 6: negative electrode shelf, 7: positive electrode column, 8: through connector, 9: negative electrode column, 11: electrode plate group, 12: battery case, 13: partition wall, 14: cell chamber, 15: lid, 16: negative electrode terminal, 17: positive electrode terminal, 18: liquid port plug

Claims (10)

鉛蓄電池用セパレータであって、
前記セパレータは、ポリマー材料およびオイルを含有するとともに、要部において、中央部と、第1方向における両端部に位置する第1端部および第2端部と、前記第1方向と垂直な第2方向における両端部に位置する第3端部および第4端部と、を含み、
前記第1端部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Re1と、前記中央部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Rcとは、Re1≧Rcを充足し、
前記第2端部、前記第3端部、および前記第4端部の少なくとも1つの端部における前記オイルの含有率の前記ポリマー材料の含有率に対する比Reと、前記中央部における前記比Rcとは、Re<Rcを充足する、鉛蓄電池用セパレータ。
A lead-acid battery separator,
The separator contains a polymer material and oil, and includes a central portion, first and second ends positioned at both ends in a first direction, and a second separator perpendicular to the first direction. a third end and a fourth end located at both ends in the direction,
A ratio Re1 of the oil content in the first end portion to the polymer material content and a ratio Rc of the oil content in the central portion to the polymer material content satisfy Re1≧Rc. death,
the ratio Re of the oil content to the polymeric material content at at least one of the second end, the third end and the fourth end, and the ratio Rc at the central portion; is a lead-acid battery separator that satisfies Re<Rc.
前記第3端部および前記第4端部は、前記中央部の両側端の外側に位置し、
前記第3端部および前記第4端部の少なくとも一方における前記比Reと、前記比Rcとは、Re<Rcを充足する、請求項1に記載の鉛蓄電池用セパレータ。
The third end and the fourth end are located outside both side ends of the central portion,
2. The lead-acid battery separator according to claim 1, wherein said ratio Re and said ratio Rc at at least one of said third end and said fourth end satisfy Re<Rc.
前記比Rcと前記比Reとの差(Rc-Re)は、0.03以上0.25以下である、請求項1または2に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 3. The lead-acid battery separator according to claim 1, wherein a difference (Rc-Re) between said ratio Rc and said ratio Re is 0.03 or more and 0.25 or less. 前記ポリマー材料は、ポリオレフィンを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 The lead-acid battery separator according to any one of claims 1 to 3, wherein said polymer material comprises polyolefin. 無機粒子を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用セパレータ。 The lead-acid battery separator according to any one of claims 1 to 4, comprising inorganic particles. 鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、極板群および電解液を含む少なくとも1つのセルを含み、
前記極板群は、正極板と、負極板と、前記正極板および前記負極板の間に介在するセパレータとを含み、
前記セパレータは、請求項1~5のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用セパレータであり、
前記第1端部は、前記正極板および前記負極板の双方の上端部に対向する、鉛蓄電池。
A lead-acid battery,
The lead-acid battery includes at least one cell including an electrode group and an electrolyte,
The electrode plate group includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate,
The separator is the lead-acid battery separator according to any one of claims 1 to 5,
A lead-acid battery, wherein the first end faces upper ends of both the positive plate and the negative plate.
前記正極板は、正極集電体を含み、
前記負極板は、負極集電体を含み、
前記正極集電体および前記負極集電体の少なくとも一方は、エキスパンド加工により形成されている、請求項6に記載の鉛蓄電池。
The positive plate includes a positive current collector,
The negative plate includes a negative current collector,
7. The lead-acid battery according to claim 6, wherein at least one of said positive electrode current collector and said negative electrode current collector is formed by an expanding process.
前記電解液は、アルミニウムイオンおよびリチウムイオンの少なくとも一方を含む、請求項6または7に記載の鉛蓄電池。 8. The lead-acid battery according to claim 6, wherein said electrolyte contains at least one of aluminum ions and lithium ions. 前記電解液中の前記アルミニウムイオンの濃度は、0.02mol/L以上0.2mol/L以下であり、
前記電解液中の前記リチウムイオンの濃度は、0.02mol/L以上0.2mol/L以下である、請求項8に記載の鉛蓄電池。
the concentration of the aluminum ions in the electrolytic solution is 0.02 mol/L or more and 0.2 mol/L or less;
9. The lead-acid battery according to claim 8, wherein the concentration of said lithium ions in said electrolytic solution is 0.02 mol/L or more and 0.2 mol/L or less.
部分充電状態で充放電される、請求項6~9のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to any one of claims 6 to 9, which is charged and discharged in a partially charged state.
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