JP7314747B2 - Negative electrode plate for lead-acid battery and lead-acid battery provided with the same - Google Patents

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Description

本発明は、鉛蓄電池用負極板および鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a negative electrode plate for a lead-acid battery and a lead-acid battery.

鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液とを含む。負極板は、集電体と、負極電極材料とを含む。負極電極材料には、有機防縮剤が添加される。有機防縮剤としては、リグニンスルホン酸ナトリウムなどの天然由来の有機防縮剤の他、合成有機防縮剤も利用される。合成有機防縮剤としては、例えば、ビスフェノールの縮合物が挙げられる。 Lead-acid batteries are used in a variety of applications, including in-vehicle use and industrial use. A lead-acid battery includes a negative plate, a positive plate, and an electrolyte. The negative plate includes a current collector and a negative electrode material. An organic anti-shrinking agent is added to the negative electrode material. As the organic shrink-proofing agent, naturally occurring organic shrink-proofing agents such as sodium lignosulfonate, as well as synthetic organic shrink-proofing agents are used. Synthetic organic shrink-proofing agents include, for example, condensates of bisphenols.

特許文献1には、正極、負極、及び電解液を備える鉛蓄電池であって、負極が負極材と負極集電体とを有し、負極材がビスフェノール系樹脂と負極活物質とを含み、負極集電体は耳部を有し、耳部はSn、又はSn合金の表面層が形成されている、鉛蓄電池が記載されている。 Patent Document 1 describes a lead-acid battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein the negative electrode includes a negative electrode material and a negative electrode current collector, the negative electrode material includes a bisphenol-based resin and a negative electrode active material, the negative electrode current collector has an ear portion, and the ear portion is formed with a surface layer of Sn or an Sn alloy.

特許文献2には、海綿状鉛を主成分とする負極活物質と、二酸化鉛を主成分とする正極活物質と、硫酸を含有し流動自在な電解液とを備えた液式鉛蓄電池において、負極活物質は、カーボンと、セルロースエーテル、ポリカルボン酸及びそれらの塩から成る群の少なくとも一つの物質と、スルホン酸基を有するビスフェノール系縮合物から成る水溶性高分子とを含有し、正極活物質はアンチモンを含有することを特徴とする、液式鉛蓄電池が記載されている。 Patent Document 2 describes a flooded lead-acid battery comprising a negative electrode active material containing spongy lead as a main component, a positive electrode active material containing lead dioxide as a main component, and a freely flowing electrolytic solution containing sulfuric acid, wherein the negative electrode active material contains carbon, at least one substance selected from the group consisting of cellulose ether, polycarboxylic acid and salts thereof, and a water-soluble polymer composed of a bisphenol condensate having a sulfonic acid group, and the positive electrode active material contains antimony. .

特許文献3には、正極板と負極板と電解液とを備えた制御弁式鉛蓄電池であって、負極板は、負極集電体と負極電極材料とを有し、負極電極材料の密度が2.6g/cmよりも大きく、負極電極材料が有機防縮剤を含有し、有機防縮剤中の硫黄元素の含有量が600μmol/gより大きい制御弁式鉛蓄電池が記載されている。 Patent Document 3 describes a valve-regulated lead-acid battery including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolyte, wherein the negative electrode plate has a negative current collector and a negative electrode material, the density of the negative electrode material is greater than 2.6 g/cm 3 , the negative electrode material contains an organic preservative, and the sulfur element content in the organic preservative is greater than 600 μmol/g.

特許文献4には、負極電極材料を備え、負極電極材料が有機防縮剤を含有し、有機防縮剤中に硫黄元素(S元素)を3000μmol/g以上含有する鉛蓄電池が記載されている。 Patent Document 4 describes a lead-acid battery comprising a negative electrode material, the negative electrode material containing an organic expander, and the organic expander containing sulfur element (S element) of 3000 μmol/g or more.

また、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、アイドリングストップ・スタート(ISS)車に搭載される鉛蓄電池はPSOCで使用される。鉛蓄電池がPSOCで使用されると、負極板の上部に集電のために設けられる耳部の厚みが腐食により減少し、寿命性能が低下することがある。このような耳部の腐食を抑制する観点から、耳部に表層を設けることが検討されている。 Lead-acid batteries may also be used in an undercharged state called a partial state of charge (PSOC). For example, a lead-acid battery installed in an idling stop/start (ISS) vehicle is used in a PSOC. When a lead-acid battery is used in a PSOC, the thickness of the ears provided for current collection on the upper portion of the negative electrode plate may be reduced due to corrosion, resulting in reduced life performance. From the viewpoint of suppressing such corrosion of the ears, providing a surface layer on the ears has been studied.

特許文献5には、正極板と、負極活物質を備えた負極格子本体の上部に上部縁部を備えかつ上部縁部の上部に耳部を備える負極板と、電解液とを備え、負極板の上部縁部及び耳部の少なくとも一方がPb-Sn系合金の表面層を備えている鉛蓄電池において、電解液が、0.02mol/L以上で0.2mol/L以下の濃度のLiイオンを含んでいる鉛蓄電池が記載されている。負極活物質ペーストにはリグニンを用いることが記載されている。 Patent Document 5 describes a lead-acid battery that includes a positive electrode plate, a negative electrode plate that includes an upper edge on the upper portion of a negative electrode grid body that includes a negative electrode active material and an ear portion on the upper portion of the upper edge portion, and an electrolytic solution, in which at least one of the upper edge portion and the ear portion of the negative electrode plate is provided with a surface layer of a Pb—Sn-based alloy, and the electrolytic solution contains Li ions at a concentration of 0.02 mol/L or more and 0.2 mol/L or less. It is described that lignin is used for the negative electrode active material paste.

特許文献6には、鉛-カルシウム-錫系合金からなる正極格子体を用いた正極板と、負極活物質が充填される負極格子部と負極格子部の縁に連接された負極縁部と負極縁部から突出形成された集電のための負極耳部とを有するとともに、鉛-カルシウム系合金または鉛-カルシウム-錫系合金からなる負極格子体を用いた負極板と、複数の負極板を負極耳部で溶接し一体化することにより設けられたストラップと、ストラップから連接されてセル間を接続するセル間接続部と、ストラップから連接されて電池の端子と接続される極柱と、を備え、ストラップ、セル間接続部および極柱のうち、少なくともストラップは鉛-アンチモン系合金からなり、負極耳部には鉛-錫合金層が設けられ、かつ、負極活物質には、満充電後における負極活物質の質量に対して0.25~0.75%に相当する量のカーボンが含まれる鉛蓄電池が記載されている。負極活物質ペーストにはリグニンを用いることが記載されている。 Patent Document 6 discloses a positive electrode plate using a positive electrode grid made of a lead-calcium-tin alloy, a negative electrode grid portion filled with a negative electrode active material, a negative electrode edge connected to the edge of the negative electrode grid portion, and a negative electrode ear portion for current collection protruding from the negative electrode edge portion. A lead-acid battery is described which includes an inter-cell connecting portion for connecting between cells and an electrode column connected from the strap to a battery terminal, wherein at least the strap is made of a lead-antimony alloy among the strap, the inter-cell connecting portion and the electrode column, the negative electrode ear portion is provided with a lead-tin alloy layer, and the negative electrode active material contains carbon in an amount corresponding to 0.25 to 0.75% of the mass of the negative electrode active material after full charge. It is described that lignin is used for the negative electrode active material paste.

特開2017-79166号公報JP 2017-79166 A 国際公開第2013/150754号WO2013/150754 特開2018-18742号公報JP 2018-18742 A 国際公開第2016/194328号WO2016/194328 特開2015-187990号公報(請求項1、[0017])JP 2015-187990 A (claim 1, [0017]) 国際公開第2010/032782号(請求項1、[0036])WO 2010/032782 (claim 1, [0036])

負極耳部にSnを含む鉛合金を含む表面層を形成すると、表面層を形成しない場合に比べて、PSOCで鉛蓄電池を充放電する際の負極板の耳部の腐食を効果的に抑制でき、耳部の厚みの減少を抑制できる。しかし、表面層に含まれるPbの一部が、充放電時に徐々に腐食して脱落する場合がある。これに伴い、表面層に含まれるSnも脱落するため、表面層による耳部の腐食抑制効果を維持し難くなることがある。 When a surface layer containing a lead alloy containing Sn is formed on the negative electrode ear portion, corrosion of the ear portion of the negative electrode plate during charging and discharging of the lead-acid battery with PSOC can be effectively suppressed, and reduction in the thickness of the ear portion can be suppressed, compared to the case where the surface layer is not formed. However, part of the Pb contained in the surface layer may gradually corrode and fall off during charging and discharging. Accompanying this, Sn contained in the surface layer also falls off, so that it may become difficult to maintain the corrosion-suppressing effect of the surface layer on the ears.

本発明の一側面は、耳部を有する負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極電極材料とを備え、
前記耳部は、Snを含む鉛合金を含む表面層を有し、
前記負極電極材料は、芳香族化合物のユニットを含む有機防縮剤を含み、
前記有機防縮剤は、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤(リグニン化合物を除く)を含む、鉛蓄電池用負極板に関する。
One aspect of the present invention includes a negative electrode current collector having ears, and a negative electrode material carried on the negative electrode current collector,
The ears have a surface layer containing a lead alloy containing Sn,
The negative electrode material comprises an organic expander containing units of an aromatic compound,
The organic anti-shrinking agent relates to a negative electrode plate for a lead-acid battery, comprising a first organic anti-shrinking agent (excluding the lignin compound) containing an aromatic compound unit having a hydroxy group.

PSOCサイクルで充放電される鉛蓄電池において、負極板の耳部の厚みの減少を抑制できる。 In a lead-acid battery that is charged and discharged in a PSOC cycle, it is possible to suppress a decrease in the thickness of the ear portion of the negative electrode plate.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池の外観と内部構造を示す、一部を切り欠いた分解斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway exploded perspective view showing the appearance and internal structure of a lead-acid battery according to one aspect of the present invention; 表3における負極板の表面層中のSn含有量と耳部の厚み減少量との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the Sn content in the surface layer of the negative electrode plate and the thickness reduction amount of the ear portion in Table 3. FIG. 表4におけるビスフェノールSユニットとフェノールスルホン酸ユニットとの総量に占めるフェノールスルホン酸ユニットのモル比率と低温ハイレート(HR)放電性能との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the molar ratio of phenolsulfonic acid units to the total amount of bisphenol S units and phenolsulfonic acid units in Table 4 and low temperature high rate (HR) discharge performance. 表5におけるビスフェノールAユニットとフェノールスルホン酸ユニットとの総量に占めるフェノールスルホン酸ユニットのモル比率と低温HR放電性能との関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the molar ratio of phenolsulfonic acid units to the total amount of bisphenol A units and phenolsulfonic acid units in Table 5 and low-temperature HR discharge performance. 表6におけるビスフェノールSユニットとビスフェノールAユニットとの総量に占めるビスフェノールSユニットのモル比率と低温HR放電性能との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the molar ratio of bisphenol S units to the total amount of bisphenol S units and bisphenol A units in Table 6 and low-temperature HR discharge performance.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池用負極板は、耳部を有する負極集電体と、負極集電体に担持された負極電極材料とを備える。耳部は、Snを含む鉛合金を含む表面層を有する。負極電極材料は、芳香族化合物のユニットを含む有機防縮剤を含む。有機防縮剤は、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤(リグニン化合物を除く)を含む。 A negative electrode plate for a lead-acid battery according to one aspect of the present invention includes a negative electrode current collector having ears, and a negative electrode material carried on the negative electrode current collector. The ear has a surface layer containing a lead alloy containing Sn. The negative electrode material comprises an organic expander containing aromatic units. The organic expanders include a first organic expander (excluding lignin compounds) comprising units of aromatic compounds having hydroxy groups.

本発明の他の側面に係る鉛蓄電池は、上記負極板と、正極板と、電解液とを備える。 A lead-acid battery according to another aspect of the present invention includes the negative electrode plate, the positive electrode plate, and the electrolytic solution.

鉛蓄電池の負極板の上部に集電のために設けられた耳部に、特許文献5または特許文献6のようにSnを含む表面層を設けると、表面層を設けない場合に比べてPSOCサイクルで充放電を行った場合の耳部の腐食を大幅に抑制できる。これは、PSOCサイクルでは、負極板の電位範囲では、Snの酸化反応および還元反応が起こりにくいためである。しかし、PSOCで充放電を繰り返すと、Snを含む表面層に含まれるPbの一部が徐々に腐食して、脱落する場合がある。このとき、表面層に含まれるSnもPbとともに脱落する。このような脱落が起こると、表面層による耳部の腐食抑制効果を維持し難くなる場合がある。 If a surface layer containing Sn is provided as in Patent Document 5 or Patent Document 6 on the ears provided for current collection on the upper part of the negative electrode plate of a lead-acid battery, corrosion of the ears can be greatly suppressed when charge and discharge are performed in the PSOC cycle compared to the case where the surface layer is not provided. This is because in the PSOC cycle, oxidation and reduction reactions of Sn are less likely to occur within the potential range of the negative electrode plate. However, when the PSOC is repeatedly charged and discharged, part of the Pb contained in the Sn-containing surface layer may gradually corrode and fall off. At this time, Sn contained in the surface layer is also removed together with Pb. If such detachment occurs, it may become difficult to maintain the anti-corrosion effect of the surface layer on the ears.

本発明の一側面および他の側面によれば、Snを含む鉛合金を含む表面層を負極集電体の耳部に設けるとともに、第1有機防縮剤を含む負極電極材料を用いる。第1有機防縮剤は、負極電極材料に含まれる鉛に対して高い吸着性を有するが、一部の第1有機防縮剤は不可避的に負極電極材料から溶出してしまう。しかし、第1有機防縮剤は鉛に対する高い吸着性を有するため、第1有機防縮剤の一部が溶出しても、負極板の耳部に吸着する。耳部への第1有機防縮剤の吸着により、硫酸と表面層との接触面積が減少することで、表面層の腐食が抑制され、表面層による耳部の腐食抑制効果を維持することができる。また、第1有機防縮剤が耳部に吸着することで、耳部の鉛の酸化還元の反応面積を減少させることができるため、耳部の腐食抑制効果自体を高めることができる。このようにして、第1有機防縮剤および表面層により、耳部の腐食がより効果的に抑制され、負極板の耳部の厚みの減少を抑制できる。このような耳部の厚み減少の抑制効果は、第1有機防縮剤および表面層のそれぞれの効果から予想されるよりも顕著であり、相乗的な効果であることが明らかとなった。 According to one aspect and another aspect of the present invention, a surface layer containing a lead alloy containing Sn is provided on the ear portion of a negative electrode current collector, and a negative electrode material containing a first organic shrinkage agent is used. Although the first organic expander has high adsorptivity for lead contained in the negative electrode material, part of the first organic expander inevitably elutes from the negative electrode material. However, since the first organic anti-shrinking agent has a high adsorptivity to lead, even if a part of the first organic anti-shrinking agent is eluted, it will be adsorbed on the lugs of the negative electrode plate. Adsorption of the first organic anti-shrinking agent to the lugs reduces the contact area between the sulfuric acid and the surface layer, thereby suppressing corrosion of the surface layer and maintaining the corrosion-inhibiting effect of the surface layer on the lugs. In addition, the adsorption of the first organic anti-shrinking agent to the lugs can reduce the oxidation-reduction reaction area of lead in the lugs, so that the corrosion inhibiting effect itself of the lugs can be enhanced. In this way, the first organic anti-shrinking agent and the surface layer can more effectively suppress the corrosion of the lugs and suppress the reduction in the thickness of the lugs of the negative electrode plate. Such an effect of suppressing the thickness reduction of the selvage portion is more remarkable than expected from the respective effects of the first organic shrink-proofing agent and the surface layer, and it has been clarified that it is a synergistic effect.

第1有機防縮剤とは、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを有するリグニン化合物以外の有機防縮剤である。第1有機防縮剤は、合成有機防縮剤である。リグニン化合物は、天然素材であるから合成物である合成有機防縮剤から除外される。鉛蓄電池に使用される合成有機防縮剤は、通常、有機縮合物である。このような縮合物は、天然由来のリグニン化合物とは異なり、分子内に平面構造を有する部分が形成され易い。そのため、一旦溶出した第1有機防縮剤は、負極板の耳部および表面層に含まれる鉛に吸着し易い。これにより、第1有機防縮剤を耳部および表面層を効果的に吸着させることができるため、上記のような耳部の高い腐食抑制効果が得られる。それに対し、リグニン化合物は、複雑な三次元網目構造を有しており、第1有機防縮剤に比べて負極電極材料から溶出し易い。しかし、リグニン化合物は、第1有機防縮剤に比較すると、負極板の耳部および表面層に含まれる鉛への吸着性に劣る。そのため、リグニン化合物の場合には、上記のような耳部の高い腐食抑制効果を得ることは困難であり、耳部の厚みの減少を抑制することは困難である。 The first organic anti-shrinking agent is an organic anti-shrinking agent other than the lignin compound having an aromatic compound unit having a hydroxy group. The first organic expander is a synthetic organic expander. Lignin compounds are excluded from synthetic organic expanders, which are synthetic because they are natural sources. Synthetic organic expanders used in lead-acid batteries are typically organic condensates. Unlike naturally occurring lignin compounds, such condensates tend to form a portion having a planar structure in the molecule. Therefore, the once eluted first organic anti-shrinking agent is likely to be adsorbed to the lead contained in the lugs and surface layer of the negative electrode plate. As a result, the first organic anti-shrinking agent can be effectively adsorbed on the lugs and the surface layer, so that a high anti-corrosion effect on the lugs as described above can be obtained. On the other hand, the lignin compound has a complicated three-dimensional network structure and is easily eluted from the negative electrode material as compared with the first organic shrink-proofing agent. However, the lignin compound is inferior to the first organic anti-shrinking agent in adsorbability to lead contained in the lugs and surface layer of the negative electrode plate. Therefore, in the case of a lignin compound, it is difficult to obtain the above-described high anti-corrosion effect of the lugs, and it is difficult to suppress the decrease in the thickness of the lugs.

本明細書中、リグニン化合物とは、リグニンおよびリグニン誘導体を意味する。リグニン誘導体には、リグニン様の三次元構造を有するものが含まれる。リグニン誘導体としては、例えば、変性リグニン、リグニンスルホン酸、変性リグニンスルホン酸、およびこれらの塩(アルカリ金属塩(ナトリウム塩など)、マグネシウム塩、カルシウム塩など)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。 As used herein, a lignin compound means lignin and lignin derivatives. Lignin derivatives include those having a lignin-like three-dimensional structure. Examples of lignin derivatives include at least one selected from the group consisting of modified lignin, ligninsulfonic acid, modified ligninsulfonic acid, and salts thereof (alkali metal salts (such as sodium salts), magnesium salts, calcium salts, etc.).

鉛蓄電池は、制御弁式(密閉式)鉛蓄電池および液式(ベント式)鉛蓄電池のいずれでもよい。鉛蓄電池は、特に、PSOCでの充放電が想定される鉛蓄電池(例えば、アイドリングストップ(IS)用鉛蓄電池)として有用である。 The lead-acid battery may be either a valve-regulated (sealed) lead-acid battery or a flooded (vented) lead-acid battery. A lead-acid battery is particularly useful as a lead-acid battery (for example, an idling stop (IS) lead-acid battery) that is assumed to be charged and discharged in a PSOC.

以下、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池および負極板について、主要な構成要件ごとに説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 A lead-acid battery and a negative electrode plate according to embodiments of the present invention will be described below for each main component, but the present invention is not limited to the following embodiments.

[鉛蓄電池]
(負極板)
負極板は、通常、負極電極材料に加え、負極集電体を備える。負極電極材料は、負極板から負極集電体を除いたものである。なお、負極板には、マット、ペースティングペーパなどの部材が貼り付けられていることがある。このような部材(貼付部材)は負極板と一体として使用されるため、負極板に含まれるものとする。また、負極板が貼付部材を含む場合には、負極電極材料は、負極集電体および貼付部材を除いたものである。ただし、セパレータに貼付部材(マット、ペースティングペーパなど)が貼り付けられている場合には、貼付部材の厚みは、セパレータの厚みに含まれる。
[Lead storage battery]
(negative plate)
A negative electrode plate usually includes a negative electrode current collector in addition to a negative electrode material. The negative electrode material is obtained by removing the negative electrode current collector from the negative electrode plate. A member such as a mat or pasting paper may be attached to the negative electrode plate. Since such a member (attaching member) is used integrally with the negative electrode plate, it is included in the negative electrode plate. Moreover, when the negative electrode plate includes a sticking member, the negative electrode material excludes the negative electrode current collector and the sticking member. However, when a pasting member (mat, pasting paper, etc.) is pasted on the separator, the thickness of the pasting member is included in the thickness of the separator.

負極集電体は、鉛(Pb)または鉛合金の鋳造により形成してもよく、鉛シート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。負極集電体として格子状の集電体を用いると、負極電極材料を担持させ易いため好ましい。 The negative electrode current collector may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead sheet or a 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 negative electrode current collector because it facilitates the support of the negative electrode material.

負極集電体に用いる鉛合金は、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。 The lead alloy used for the negative electrode current collector may be either a Pb--Ca alloy or a Pb--Ca--Sn 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.

負極集電体は、少なくとも耳部に表面層を備えている。耳部の表面層は、Snを含む鉛合金を含む。このような表面層により、PSOCサイクルによる充放電において、耳部の酸化還元反応が抑制されるため、耳部の腐食を効果的に低減できる。 The negative electrode current collector has a surface layer at least on the ears. The surface layer of the ear contains a lead alloy containing Sn. Such a surface layer suppresses the oxidation-reduction reaction of the ears during charging and discharging by the PSOC cycle, so that the corrosion of the ears can be effectively reduced.

耳部の表面層中のSnの含有量は、例えば、2質量%以上であり、2.5質量%以上または5質量%以上であってもよく、7.5質量%以上であってもよい。耳部の表面層中のSn含有量が7.5質量%を超える場合(好ましくは10質量%以上である場合)には、耳部の腐食抑制効果を顕著に向上することができるため好ましい。表面層中のSn含有量は、15質量%以上であってもよい。自己放電による容量低下を抑制する観点から、耳部の表面層中のSnの含有量は、50質量%未満が好ましく、30質量%以下または25質量%以下であってもよく、20質量%以下であってもよい。 The Sn content in the surface layer of the ear portion is, for example, 2% by mass or more, may be 2.5% by mass or more, may be 5% by mass or more, or may be 7.5% by mass or more. When the Sn content in the surface layer of the lugs exceeds 7.5% by mass (preferably 10% by mass or more), the effect of suppressing corrosion of the lugs can be remarkably improved, which is preferable. The Sn content in the surface layer may be 15% by mass or more. From the viewpoint of suppressing capacity reduction due to self-discharge, the Sn content in the surface layer of the ear is preferably less than 50% by mass, and may be 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass or less.

耳部の表面層中のSnの含有量は、2質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、2.5質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、5質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、7.5質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、7.5質量%より多く50質量%未満(または30質量%以下)、10質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、15質量%以上50質量%未満(または30質量%以下)、2質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)、2.5質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)、5質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)、7.5質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)、7.5質量%より多く25質量%以下(または20質量%以下)、10質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)、あるいは15質量%以上25質量%以下(または20質量%以下)であってもよい。 The content of Sn in the surface layer of the ear is 2% by mass or more and less than 50% by mass (or 30% by mass or less), 2.5% by mass or more and less than 50% by mass (or 30% by mass or less), 5% by mass or more and less than 50% by mass (or 30% by mass or less), 7.5% by mass or more and less than 50% by mass (or 30% by mass or less), 7.5% by mass or more and less than 50% by mass (or 30% by mass or less), 10% by mass or more and less than 50% by mass. (or 30 mass% or less), 15 mass% or more and less than 50 mass% (or 30 mass% or less), 2 mass% or more and 25 mass% or less (or 20 mass% or less), 2.5 mass% or more and 25 mass% or less (or 20 mass% or less), 5 mass% or more and 25 mass% or less (or 20 mass% or less), 7.5 mass% or more and 25 mass% or less (or 20 mass% or less), 7.5 mass% or more and 25 mass% or less (or 20 mass% or less) ), 10% by mass or more and 25% by mass or less (or 20% by mass or less), or 15% by mass or more and 25% by mass or less (or 20% by mass or less).

耳部の表面層に含まれるSnの定量は、例えばJIS H2105に記載の鉛分離誘導結合プラズマ発光分光法に準拠して分析できる。分析に先立って、鉛蓄電池から取り出した負極板の耳部の断面を金属顕微鏡で観察する。そして、内側とは性状(色、金属粒子の状態など)が異なる外側の層状の部分を表面層とし、その一部を削り取って、質量を測定する。このようにして採取した試料を酒石酸と希硝酸で分解し、水溶液を得る。水溶液に塩酸を加えて塩化鉛を沈殿させ、濾過し、濾液を採取する。ICP発光分光分析装置(例えば(株)島津製作所製 ICPS-8000)を用いて、検量線法により、濾液中のSn濃度を分析し、耳部の表面層の質量あたりのSn含有量に換算する。 The amount of Sn contained in the surface layer of the ear can be analyzed according to, for example, lead separation inductively coupled plasma emission spectroscopy described in JIS H2105. Prior to the analysis, the cross section of the tab of the negative electrode plate taken out from the lead-acid battery is observed with a metallurgical microscope. Then, an outer layered portion having different properties (color, state of metal particles, etc.) from the inner side is used as a surface layer, and a portion of the layered portion is scraped off to measure the mass. The sample collected in this way is decomposed with tartaric acid and dilute nitric acid to obtain an aqueous solution. Add hydrochloric acid to the aqueous solution to precipitate lead chloride, filter, and collect the filtrate. Using an ICP emission spectrometer (eg, ICPS-8000 manufactured by Shimadzu Corporation), the Sn concentration in the filtrate is analyzed by the calibration curve method, and converted to the Sn content per mass of the ear surface layer.

耳部の表面層の厚みは、例えば、0.01mm以上である。より高い腐食抑制効果を確保する観点から、耳部の表面層の厚みは、0.015mm以上または0.02mm以上としてもよい。自己放電を低減する観点からは、耳部の表面層の厚みは、0.1mm以下が好ましく、0.05mm以下であってもよい。 The thickness of the surface layer of the ear portion is, for example, 0.01 mm or more. From the viewpoint of ensuring a higher corrosion inhibiting effect, the thickness of the surface layer of the ear may be 0.015 mm or more or 0.02 mm or more. From the viewpoint of reducing self-discharge, the thickness of the surface layer of the ear is preferably 0.1 mm or less, and may be 0.05 mm or less.

耳部の表面層の厚みは、0.01mm以上0.1mm以下(または0.05mm以下)、0.015mm以上0.1mm以下(または0.05mm以下)あるいは、0.02mm以上0.1mm以下(または0.05mm以下)であってもよい。 The thickness of the surface layer of the ear may be 0.01 mm or more and 0.1 mm or less (or 0.05 mm or less), 0.015 mm or more and 0.1 mm or less (or 0.05 mm or less), or 0.02 mm or more and 0.1 mm or less (or 0.05 mm or less).

耳部の表面層の厚みは、次のような手順で求められる。まず、負極板の耳部の部分に、エポキシ樹脂を含浸させて、硬化させる。次いで、耳部を、耳部の厚み方向に沿って切断し、切断面を研磨する。研磨した切断面を、金属顕微鏡で観察し、内側とは性状(色、金属粒子の状態など)が異なる外側の層状の部分を表面層として、表面層の厚みを任意の5箇所について測定し、平均化することにより表面層の厚みを求める。 The thickness of the surface layer of the ear can be obtained by the following procedure. First, the ears of the negative electrode plate are impregnated with epoxy resin and hardened. Next, the ear portion is cut along the thickness direction of the ear portion, and the cut surface is polished. The polished cut surface is observed with a metallurgical microscope, and the thickness of the surface layer is determined by measuring and averaging the thickness of the surface layer at any five points, with the outer layered portion having different properties (color, state of metal particles, etc.) from the inner side as the surface layer.

なお、負極板の耳部の表面層の分析および厚みの測定は、満充電状態の鉛蓄電池の負極板について行うものとする。分析または厚みの測定に先立ち、化成後の鉛蓄電池を満充電してから解体することにより、分析対象の負極板を入手する。 The analysis and measurement of the thickness of the surface layer of the lug portion of the negative electrode plate shall be performed on the negative electrode plate of the lead-acid battery in a fully charged state. Prior to the analysis or thickness measurement, the negative electrode plate to be analyzed is obtained by fully charging the chemically formed lead-acid battery and then dismantling it.

なお、本明細書中、液式の鉛蓄電池の満充電状態とは、JIS D 5301:2006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0.2倍の電流(A)で、15分ごとに測定した充電中の端子電圧または20℃に温度換算した電解液密度が3回連続して有効数字3桁で一定値を示すまで充電した状態を満充電状態とする。また、制御弁式の鉛蓄電池の場合、満充電状態とは、25℃±2℃の気槽中で、鉛蓄電池を、定格容量として記載の数値の0.2倍の電流(A)で、2.23V/セルの定電流定電圧充電を行い、定電圧充電時の充電電流(A)が定格容量として記載の数値の0.005倍になった時点で充電を終了した状態である。なお、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。 In this specification, the fully charged state of a liquid lead-acid battery is defined by JIS D 5301:2006. More specifically, the lead-acid battery is charged in a water tank at 25°C ± 2°C at a current (A) that is 0.2 times the value described as the rated capacity until the terminal voltage during charging measured every 15 minutes or the electrolyte density converted to temperature at 20°C shows a constant value with three significant digits three times consecutively. In the case of a valve-controlled lead-acid battery, the fully charged state is a state in which the lead-acid battery is charged in an air tank at 25° C.±2° C. at a current (A) that is 0.2 times the value described as the rated capacity, and is charged at a constant current and constant voltage of 2.23 V/cell, and charging is completed when the charging current (A) during constant-voltage charging reaches 0.005 times the value described as the rated capacity. In addition, the numerical value described as a rated capacity is a numerical value which made the unit Ah. The unit of current set based on the numerical value described as the rated capacity is A.

満充電状態の鉛蓄電池は、既化成の鉛蓄電池を満充電したものをいう。鉛蓄電池の満充電は、化成後であれば、化成直後でもよく、化成から時間が経過した後に行ってもよい(例えば、化成後で、使用中(好ましくは使用初期)の鉛蓄電池を満充電してもよい)。使用初期の電池とは、使用開始後、それほど時間が経過しておらず、ほとんど劣化していない電池をいう。 A fully-charged lead-acid battery refers to a fully-charged 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 (for example, after the formation, a lead-acid battery in use (preferably at the beginning of use) may be fully charged). A battery in the early stage of use means a battery in which not much time has passed since the start of use and which has hardly deteriorated.

負極集電体は、耳部以外の部分(例えば、正極集電体の格子部分、および枠骨部分の少なくとも一方)に、表面層を有していてもよい。耳部以外の部分の表面層の組成は、耳部の表面層の組成と同じであってもよく、異なるものであってもよい。耳部以外の部分の表面層と内側の層とは組成が異なるものであってもよい。耳部以外の部分の表面層は、耳部以外の部分の一部に形成されていてもよい。 The negative electrode current collector may have a surface layer on portions other than the ear portions (for example, at least one of the lattice portion and the frame portion of the positive electrode current collector). The composition of the surface layer of the portion other than the ears may be the same as or different from the composition of the surface layer of the ears. The composition of the surface layer of the portion other than the ear portion and the inner layer may be different. The surface layer of the portion other than the ear portion may be formed on a part of the portion other than the ear portion.

負極電極材料は、第1有機防縮剤を含む。負極電極材料は、通常、さらに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)を含んでいる。負極電極材料は、他の有機防縮剤(以下、第2有機防縮剤と称することがある)、炭素質材料、および他の添加剤からなる群より選択される少なくとも1つを含んでもよい。添加剤としては、硫酸バリウム、繊維(樹脂繊維など)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、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 material includes a first organic prescaling agent. The negative electrode material usually further contains a negative electrode active material (lead or lead sulfate) that develops capacity through an oxidation-reduction reaction. The negative electrode material may contain at least one selected from the group consisting of other organic expanders (hereinafter sometimes referred to as second organic expanders), carbonaceous materials, and other additives. Examples of additives include barium sulfate and fibers (resin fibers, etc.), but are not limited to these. The negative electrode active material in the charged state is spongy lead, but the unformed negative electrode plate is usually produced using lead powder.

(有機防縮剤)
負極電極材料は、有機防縮剤を含む。有機防縮剤とは、鉛蓄電池の充放電を繰り返したときに負極活物質である鉛の収縮を抑制する機能を有する化合物のうち、有機化合物を言う。負極電極材料は、既に述べたように、有機防縮剤のうち、第1有機防縮剤を必須成分として含むが、必要に応じて、さらに第2有機防縮剤を含んでいてもよい。第2有機防縮剤とは、第1有機防縮剤以外の有機防縮剤である。有機防縮剤は、例えば公知の方法で合成したものを用いてもよく、市販品を用いてもよい。
(Organic shrink-proofing agent)
The negative electrode material contains an organic expander. The term “organic anti-shrinking agent” refers to an organic compound among compounds having a function of suppressing shrinkage of lead, which is a negative electrode active material, when the lead-acid battery is repeatedly charged and discharged. As already mentioned, the negative electrode material contains the first organic expander among the organic expanders as an essential component, and may further contain a second organic expander as necessary. The second organic anti-shrinking agent is an organic anti-shrinking agent other than the first organic anti-shrinking agent. As the organic shrink-proofing agent, for example, one synthesized by a known method may be used, or a commercially available product may be used.

各有機防縮剤としては、例えば、有機縮合物(以下、単に縮合物と称する。)が挙げられる。ここで、縮合物とは、縮合反応を利用して得られ得る合成物であり、リグニン化合物を包含しない。縮合物は、一般に合成有機防縮剤とも称される。縮合物は、芳香族化合物のユニット(以下、芳香族化合物ユニットとも称する。)を含んでもよい。芳香族化合物ユニットは、縮合物に組み込まれた芳香族化合物に由来するユニットをいう。すなわち、芳香族化合物ユニットは、芳香族化合物の残基である。縮合物は、芳香族化合物のユニットを一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。
なお、有機防縮剤には、上述のリグニン化合物も包含される。
Examples of each organic shrink-proofing agent include organic condensates (hereinafter simply referred to as condensates). Here, a condensate is a compound obtained by utilizing a condensation reaction, and does not include lignin compounds. Condensates are also commonly referred to as synthetic organic expanders. The condensate may contain aromatic compound units (hereinafter also referred to as aromatic compound units). An aromatic compound unit refers to a unit derived from an aromatic compound incorporated into the condensate. That is, the aromatic compound unit is the residue of an aromatic compound. The condensate may contain one or more aromatic compound units.
In addition, the above-mentioned lignin compound is also included in the organic shrink-proofing agent.

縮合物としては、例えば、芳香族化合物のアルデヒド化合物による縮合物が挙げられる。このような縮合物は、芳香族化合物とアルデヒド化合物とを反応させることで合成し得る。ここで、芳香族化合物とアルデヒド化合物との反応を亜硫酸塩の存在下で行ったり、芳香族化合物として硫黄元素を含む芳香族化合物(例えば、ビスフェノールS)を用いたりすることで、硫黄元素を含む縮合物を得ることができる。例えば、亜硫酸塩の量および硫黄元素を含む芳香族化合物の量の少なくとも一方を調節することで、縮合物中の硫黄元素含有量を調節することができる。他の原料を用いる場合も、この方法に準じてよい。縮合物を得るために縮合させる芳香族化合物は一種でもよく、二種以上でもよい。なお、アルデヒド化合物は、アルデヒド(例えば、ホルムアルデヒド)でもよく、アルデヒドの縮合物(または重合物)などでもよい。アルデヒド縮合物(または重合物)としては、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、テトラオキシメチレンなどが挙げられる。アルデヒド化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上併用してもよい。芳香族化合物との反応性が高い観点からは、ホルムアルデヒドが好ましい。 Condensates include, for example, condensates of aromatic compounds with aldehyde compounds. Such a condensate can be synthesized by reacting an aromatic compound and an aldehyde compound. Here, a condensate containing a sulfur element can be obtained by performing the reaction between the aromatic compound and the aldehyde compound in the presence of a sulfite, or by using an aromatic compound containing a sulfur element (for example, bisphenol S) as the aromatic compound. For example, the content of elemental sulfur in the condensate can be adjusted by adjusting at least one of the amount of sulfite and the amount of the aromatic compound containing elemental sulfur. This method may also be followed when using other raw materials. One or more aromatic compounds may be condensed to obtain a condensate. The aldehyde compound may be an aldehyde (for example, formaldehyde) or a condensate (or polymer) of aldehyde. Aldehyde condensates (or polymers) include paraformaldehyde, trioxane, tetraoxymethylene and the like. An aldehyde compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. Formaldehyde is preferable from the viewpoint of high reactivity with aromatic compounds.

芳香族化合物は、硫黄含有基を有してもよい。すなわち、縮合物は、分子内に複数の芳香環を含むとともに硫黄含有基として硫黄元素を含む有機高分子であってもよい。硫黄含有基は、芳香族化合物が有する芳香環に直接結合していてもよく、例えば、硫黄含有基を有するアルキル鎖として芳香環に結合していてもよい。硫黄含有基の中では、安定形態であるスルホン酸基もしくはスルホニル基が好ましい。スルホン酸基は、酸型で存在してもよく、Na塩のように塩型で存在してもよい。 Aromatic compounds may have sulfur-containing groups. That is, the condensate may be an organic polymer containing a plurality of aromatic rings in the molecule and containing elemental sulfur as a sulfur-containing group. The sulfur-containing group may be directly attached to the aromatic ring of the aromatic compound, or may be attached to the aromatic ring, for example, as an alkyl chain with the sulfur-containing group. Among the sulfur-containing groups, the stable forms sulfonic acid or sulfonyl groups are preferred. The sulfonic acid group may exist in an acid form or in a salt form such as Na salt.

芳香族化合物が有する芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。芳香族化合物が複数の芳香環を有する場合には、複数の芳香環は直接結合または連結基(例えば、アルキレン基(アルキリデン基を含む)、スルホン基)などで連結していてもよい。このような構造としては、例えば、ビスアレーン構造(ビフェニル、ビスフェニルアルカン、ビスフェニルスルホンなど)が挙げられる。 A benzene ring, a naphthalene ring, etc. are mentioned as an aromatic ring which an aromatic compound has. When the aromatic compound has multiple aromatic rings, the multiple aromatic rings may be directly bonded or linked by a linking group (eg, an alkylene group (including an alkylidene group), a sulfone group), or the like. Such structures include, for example, bisarene structures (biphenyl, bisphenylalkane, bisphenylsulfone, etc.).

芳香族化合物としては、例えば、上記の芳香環と、官能基(ヒドロキシ基、アミノ基など)とを有する化合物が挙げられる。官能基は、芳香環に直接結合していてもよく、官能基を有するアルキル鎖として結合していてもよい。なお、ヒドロキシ基には、ヒドロキシ基の塩(-OMe)も包含される。アミノ基には、アミノ基の塩(アニオンとの塩)も包含される。Meとしては、アルカリ金属(Li、K、Naなど)、周期表第2族金属(Ca、Mgなど)などが挙げられる。芳香族化合物は、芳香環に、硫黄含有基および上記の官能基以外の置換基(例えば、アルキル基、アルコキシ基)を有していてもよい。 Examples of aromatic compounds include compounds having the above aromatic ring and functional groups (hydroxy group, amino group, etc.). The functional group may be attached directly to the aromatic ring or may be attached as an alkyl chain with a functional group. The hydroxy group also includes a salt of a hydroxy group (--OMe). Amino groups also include salts of amino groups (salts with anions). Me includes alkali metals (Li, K, Na, etc.), periodic table Group 2 metals (Ca, Mg, etc.), and the like. The aromatic compound may have a substituent (for example, an alkyl group, an alkoxy group) other than the sulfur-containing group and the above functional groups on the aromatic ring.

芳香族化合物ユニットの元となる芳香族化合物は、ビスアレーン化合物および単環式芳香族化合物からなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。 The aromatic compound from which the aromatic compound unit is based may be at least one selected from the group consisting of bisarene compounds and monocyclic aromatic compounds.

ビスアレーン化合物としては、ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物(ビスフェノール化合物、ヒドロキシビフェニル化合物など)、アミノ基を有するビスアレーン化合物(アミノ基を有するビスアリールアルカン化合物、アミノ基を有するビスアリールスルホン化合物、アミノ基を有するビフェニル化合物など)が挙げられる。中でもヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物(特に、ビスフェノール化合物)が好ましい。 The bisarene compounds include bisarene compounds having a hydroxyl group (bisphenol compounds, hydroxybiphenyl compounds, etc.) and bisarene compounds having an amino group (bisarylalkane compounds having an amino group, bisarylsulfone compounds having an amino group, biphenyl compounds having an amino group, etc.). Among them, a bisarene compound having a hydroxy group (especially a bisphenol compound) is preferable.

ビスフェノール化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールFなどが好ましい。例えば、ビスフェノール化合物は、ビスフェノールAおよびビスフェノールSからなる群より選択される少なくとも1種を含んでもよい。ビスフェノールAまたはビスフェノールSを用いることで、負極電極材料に対する優れた防縮効果が得られる。 As the bisphenol compound, bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F and the like are preferable. For example, the bisphenol compound may contain at least one selected from the group consisting of bisphenol A and bisphenol S. By using bisphenol A or bisphenol S, an excellent anti-shrinking effect on the negative electrode material can be obtained.

ビスフェノール化合物は、ビスフェノール骨格を有すればよく、ビスフェノール骨格が置換基を有してもよい。すなわち、ビスフェノールAは、ビスフェノールA骨格を有すればよく、その骨格は置換基を有してもよい。ビスフェノールSは、ビスフェノールS骨格を有すればよく、その骨格は置換基を有してもよい。 The bisphenol compound may have a bisphenol skeleton, and the bisphenol skeleton may have a substituent. That is, bisphenol A should have a bisphenol A skeleton, and the skeleton may have a substituent. Bisphenol S may have a bisphenol S skeleton, and the skeleton may have a substituent.

単環式芳香族化合物としては、ヒドロキシモノアレーン化合物、アミノ基を有する単環式芳香族化合物(アミノモノアレーン化合物)などが好ましい。中でもヒドロキシモノアレーン化合物が好ましい。 Preferred monocyclic aromatic compounds include hydroxy monoarene compounds and monocyclic aromatic compounds having an amino group (amino monoarene compounds). Among them, hydroxy monoarene compounds are preferred.

ヒドロキシモノアレーン化合物としては、ヒドロキシナフタレン化合物、フェノール化合物などが挙げられる。例えば、フェノール化合物であるフェノールスルホン酸化合物(フェノールスルホン酸またはその置換体など)を用いることが好ましい。なお、既に述べたように、フェノール性ヒドロキシ基には、フェノール性ヒドロキシ基の塩(-OMe)も包含される。 Examples of hydroxy monoarene compounds include hydroxy naphthalene compounds and phenol compounds. For example, it is preferable to use a phenolsulfonic acid compound (phenolsulfonic acid or a substituted product thereof, etc.) which is a phenol compound. As already mentioned, the phenolic hydroxy group includes salts of phenolic hydroxy group (--OMe).

アミノモノアレーン化合物としては、アミノナフタレン化合物、アニリン化合物(アミノベンゼンスルホン酸、アルキルアミノベンゼンスルホン酸など)が挙げられる。 The aminomonoarene compounds include aminonaphthalene compounds and aniline compounds (aminobenzenesulfonic acid, alkylaminobenzenesulfonic acid, etc.).

リグニン化合物以外の有機防縮剤の硫黄元素含有量は、例えば2000μmol/g以上であってもよく、3000μmol/g以上であってもよい。このような硫黄元素含有量を有する有機防縮剤を用いると、有機防縮剤のコロイド粒子径が小さくなり易く、負極電極材料の構造を微細に保てることから、高い低温HR放電性能を確保し易い。 The elemental sulfur content of the organic shrink-proofing agent other than the lignin compound may be, for example, 2000 μmol/g or more, or may be 3000 μmol/g or more. When an organic expander having such a sulfur element content is used, the colloidal particle size of the organic expander tends to be small, and the structure of the negative electrode material can be kept fine, making it easy to ensure high low-temperature HR discharge performance.

有機防縮剤中の硫黄元素含有量がXμmol/gであるとは、有機防縮剤の1g当たりに含まれる硫黄元素の含有量がXμmolであることをいう。 The content of elemental sulfur in the organic anti-shrinking agent being X μmol/g means that the content of elemental sulfur contained in 1 g of the organic anti-shrinking agent is X μmol.

リグニン化合物以外の有機防縮剤の硫黄元素含有量の上限は、特に制限されないが、例えば9000μmol/g以下であればよく、8000μmol/g以下でもよく、7000μmol/g以下でもよい。 The upper limit of the elemental sulfur content of the organic shrink-proofing agent other than the lignin compound is not particularly limited.

なお、リグニン化合物以外の有機防縮剤には、硫黄元素含有量が2000μmol/g未満のものも包含される。このような有機防縮剤の硫黄元素含有量は、300μmol/g以上であってもよい。 The organic shrink-proofing agents other than lignin compounds include those having a sulfur content of less than 2000 μmol/g. The elemental sulfur content of such organic expanders may be 300 μmol/g or more.

リグニン化合物以外の有機防縮剤の硫黄元素含有量は、例えば、2000μmol/g以上(または3000μmol/g以上)9000μmol/g以下、2000μmol/g以上(または3000μmol/g以上)8000μmol/g以下、2000μmol/g以上(または3000μmol/g以上)7000μmol/g以下、300μmol/g以上9000μmol/g以下(または8000μmol/g以下)、あるいは300μmol/g以上7000μmol/g以下(または2000μmol/g未満)であってもよい。 The elemental sulfur content of the organic shrinkage agent other than the lignin compound is, for example, 2000 μmol/g or more (or 3000 μmol/g or more) 9000 μmol/g or less, 2000 μmol/g or more (or 3000 μmol/g or more) 8000 μmol/g or less, 2000 μmol/g or more (or 3000 μmol/g or more) 7000 μmol/g or less, 300 μmol/g or more 90 00 μmol/g or less (or 8000 μmol/g or less), or 300 μmol/g or more and 7000 μmol/g or less (or less than 2000 μmol/g).

リグニン化合物以外の有機防縮剤の重量平均分子量(Mw)は、例えば、7000以上であることが好ましい。有機防縮剤のMwは、例えば、100,000以下であり、20,000以下であってもよい。 The weight-average molecular weight (Mw) of the organic shrink-proofing agent other than the lignin compound is preferably, for example, 7000 or more. The Mw of the organic shrink-proofing agent is, for example, 100,000 or less, and may be 20,000 or less.

リグニン化合物の硫黄元素含有量は、例えば2000μmol/g未満であり、1000μmol/g以下または800μmol/g以下であってもよい。リグニン化合物の硫黄元素含有量の下限は特に制限されないが、例えば、400μmol/g以上である。 The elemental sulfur content of the lignin compound is for example less than 2000 μmol/g, and may be 1000 μmol/g or less or 800 μmol/g or less. Although the lower limit of the elemental sulfur content of the lignin compound is not particularly limited, it is, for example, 400 μmol/g or more.

リグニン化合物のMwは、例えば、7000未満である。リグニン化合物のMwは、例えば、3000以上である。 The Mw of the lignin compound is, for example, less than 7000. The Mw of the lignin compound is, for example, 3000 or more.

なお、本明細書中、有機防縮剤のMwは、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)により求められるものである。Mwを求める際に使用する標準物質は、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムとする。
Mwは、下記の装置を用い、下記の条件で測定される。
GPC装置:ビルドアップGPCシステムSD-8022/DP-8020/AS-8020/CO-8020/UV-8020 (東ソー(株)製)
カラム:TSKgel G4000SWXL,G2000SWXL(7.8mmI.D.×30cm)(東ソー(株)製)
検出器:UV検出器、λ=210nm
溶離液:濃度1mol/LのNaCl水溶液:アセトニトリル(体積比=7:3)の混合溶液
流速:1mL/min.
濃度:10mg/mL
注入量:10μL
標準物質:ポリスチレンスルホン酸Na(Mw=275,000、35,000、12,500、7,500、5,200、1,680)
In this specification, the Mw of the organic shrink-proofing agent is determined by gel permeation chromatography (GPC). Sodium polystyrene sulfonate is used as a standard substance for determining Mw.
Mw is measured under the following conditions using the following equipment.
GPC device: build-up GPC system SD-8022/DP-8020/AS-8020/CO-8020/UV-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel G4000SWXL, G2000SWXL (7.8 mm I.D. × 30 cm) (manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: UV detector, λ=210 nm
Eluent: NaCl aqueous solution with a concentration of 1 mol/L: mixed solution of acetonitrile (volume ratio=7:3) Flow rate: 1 mL/min.
Concentration: 10 mg/mL
Injection volume: 10 μL
Standard material: Na polystyrene sulfonate (Mw = 275,000, 35,000, 12,500, 7,500, 5,200, 1,680)

有機防縮剤のうち、第1有機防縮剤は、上記芳香族化合物のユニットのうち、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含むものである。ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとしては、例えば、ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物(ビスフェノール化合物など)のユニット、およびヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニット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。このようなユニットを有することで第1有機防縮剤の分子中に平面構造が形成され易くなり、この平面構造の部分により負極板の耳部および表面層の鉛への吸着性を高めることができる。 Among the organic anti-shrinking agents, the first organic anti-shrinking agent contains an aromatic compound unit having a hydroxy group among the aromatic compound units. Examples of the aromatic compound unit having a hydroxy group include at least one selected from the group consisting of a unit of a bisarene compound (such as a bisphenol compound) having a hydroxy group and a unit of a monocyclic aromatic compound having a hydroxy group. Having such a unit facilitates the formation of a planar structure in the molecule of the first organic expander, and the planar structure portion can enhance the lead adsorption of the lugs and surface layer of the negative electrode plate.

芳香族化合物が有するヒドロキシ基は、フェノール性ヒドロキシ基であることが好ましい。フェノール性ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のアルデヒド化合物による縮合物では、主にフェノール性ヒドロキシ基に対してオルト位およびパラ位(特にオルト位)の少なくとも一方で縮合した状態となる。一方、アミノ基を有する単環式芳香族化合物のアルデヒド化合物による縮合物では、アミノ基を介して縮合した状態となる。そのため、フェノール性ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物を用いる場合、アミノ基を有する単環式芳香族化合物を用いる場合に比べて、有機防縮剤分子における芳香環同士のねじれが少なく、より平面構造を取り易くなることで、鉛に作用させ易くなると考えられる。また、フェノール性ヒドロキシ基は、アミノ基などの場合に比べて、第1有機防縮剤がマイナスに帯電され易いため、鉛に対する高い吸着性が得られ易い。 The hydroxy group possessed by the aromatic compound is preferably a phenolic hydroxy group. A condensate of an aromatic compound having a phenolic hydroxy group with an aldehyde compound is mainly condensed at at least one of the ortho-position and the para-position (particularly the ortho-position) with respect to the phenolic hydroxy group. On the other hand, a condensate of a monocyclic aromatic compound having an amino group with an aldehyde compound is in a condensed state via the amino group. Therefore, when a monocyclic aromatic compound having a phenolic hydroxy group is used, compared with the case of using a monocyclic aromatic compound having an amino group, the aromatic rings in the organic anti-shrinking agent molecule are less twisted, and it is easier to take a planar structure, which makes it easier to act on lead. In addition, since the phenolic hydroxy group is more likely to negatively charge the first organic shrink-proofing agent than is the case of an amino group, etc., high lead adsorption is likely to be obtained.

第1有機防縮剤は、少なくとも、ヒドロキシ基(特に、フェノール性ヒドロキシ基)を有する単環式芳香族化合物のユニット(以下、第1ユニットと称する場合がある)を含むことが好ましい。第1ユニットは、他のユニットに比べて、平面構造を取り易いため、第1有機防縮剤も平面構造を取り易くなる。よって、第1ユニットを含む第1有機防縮剤は、負極板の耳部および表面層の鉛に吸着され易い。 The first organic shrink-proofing agent preferably contains at least a unit of a monocyclic aromatic compound having a hydroxy group (in particular, a phenolic hydroxy group) (hereinafter sometimes referred to as a first unit). Since the first unit is more likely to have a planar structure than the other units, the first organic shrink-proofing agent is also more likely to have a planar structure. Therefore, the first organic anti-shrinking agent containing the first unit is easily adsorbed to lead on the lugs and surface layer of the negative electrode plate.

上記の単環式芳香族化合物のユニットのうち、フェノールスルホン酸化合物のユニットを第1ユニットとして含む第1有機防縮剤を用いることが好ましい。このような第1有機防縮剤は、フェノール性ヒドロキシ基とスルホン酸基とを有する。フェノール性ヒドロキシ基およびスルホン酸基は、いずれも負の極性が強く、金属との親和性も高い。このことに加え、フェノールスルホン酸により縮合物が平面構造を取り易い。よって、フェノールスルホン酸化合物のユニットを第1ユニットとして含む縮合物は、負極板の耳部および表面層に含まれる鉛に対してより高い吸着性を有する。 Among the above monocyclic aromatic compound units, it is preferable to use the first organic shrink-proofing agent containing the phenolsulfonic acid compound unit as the first unit. Such first organic shrink-proofing agents have phenolic hydroxy groups and sulfonic acid groups. Both the phenolic hydroxy group and the sulfonic acid group have a strong negative polarity and a high affinity with metals. In addition to this, phenolsulfonic acid facilitates the formation of a planar structure in the condensate. Therefore, the condensate containing the phenolsulfonic acid compound unit as the first unit has a higher adsorptivity to lead contained in the tab and surface layer of the negative electrode plate.

第1有機防縮剤は、第1ユニットと、ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット(以下、第2ユニットと称する場合がある)とを含むもの(例えば、縮合物)であってもよい。第2ユニットを含む有機防縮剤では、一般に、芳香環が、π電子間で相互作用してリジッドな分子になり易い。しかし、第1有機防縮剤では、第1ユニットにより、第2ユニットのπ電子間相互作用が阻害されるため、分子の柔軟性を高めることができる。有機防縮剤は、通常、負の極性を有する官能基を多く有する。第1有機防縮剤では、分子の柔軟性が高いため、第1有機防縮剤に含まれる負の極性を有する官能基が分子表面に偏在し易くなると考えられる。表面に偏在した官能基により第1有機防縮剤がマイナスに帯電し易くなり、静電的な反発により第1有機防縮剤のコロイド粒子の会合または凝集が制限される。これにより、コロイド粒子径が小さくなる。その結果、負極電極材料の細孔径が小さくなることで、優れた防縮効果が確保できると考えられる。また、第1有機防縮剤では、第1ユニットにより、分子中に平面構造が形成され易くなる。このような平面構造および表面に偏在した負の極性を有する官能基の存在により、負極電極材料から溶出した第1有機防縮剤を負極板の耳部および表面層に対してさらに吸着させ易くなる。よって、より高い腐食抑制効果を確保することができる。なお、第1有機防縮剤は、必要に応じて、さらに他の芳香族化合物のユニットを含んでいてもよい。 The first organic shrink-proofing agent may be one (for example, a condensate) containing a first unit and a unit of a bisarene compound having a hydroxyl group (hereinafter sometimes referred to as a second unit). In the organic shrink-proofing agent containing the second unit, the aromatic ring generally tends to interact between π electrons to form a rigid molecule. However, in the first organic expander, the first unit inhibits the π-electron interaction of the second unit, so that the flexibility of the molecule can be increased. Organic shrink-proofing agents usually have many functional groups with negative polarity. Since the first organic shrink-proofing agent has high molecular flexibility, it is considered that the negative functional groups contained in the first organic shrink-proofing agent tend to be unevenly distributed on the molecular surface. The functional groups unevenly distributed on the surface tend to make the first organic shrink agent negatively charged, and the electrostatic repulsion restricts association or agglomeration of the colloidal particles of the first organic shrink agent. This reduces the colloidal particle size. As a result, it is considered that the pore size of the negative electrode material becomes smaller, and an excellent anti-shrinking effect can be ensured. In addition, in the first organic shrink-proofing agent, the first unit facilitates the formation of a planar structure in the molecule. Such a planar structure and the presence of negatively polarized functional groups unevenly distributed on the surface make it easier for the first organic expander eluted from the negative electrode material to be adsorbed onto the lugs and surface layer of the negative electrode plate. Therefore, a higher corrosion suppression effect can be secured. In addition, the first organic anti-shrinking agent may further contain units of other aromatic compounds, if necessary.

第2ユニットは、少なくともビスフェノールS化合物のユニットであることが好ましい。第1有機防縮剤は、第2ユニットとして、ビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットを含んでもよい。ビスフェノールS骨格は、2つのベンゼン環をスルホニル基で連結した構造を有する。ビスフェノールA骨格は、2つのベンゼン環をジメチレン基で連結した構造を有する。スルホニル基は、ジメチレン基に比べてベンゼン環平面からの飛び出しが小さい。そのため、ビスフェノールA化合物のユニットの場合に比べると、ビスフェノールS化合物のユニットの方が、第1有機防縮剤がより平面構造を取り易くなる。また、スルホニル基の存在により、ビスフェノールS化合物のユニットの方が、ビスフェノールA化合物のユニットの場合に比べて第1有機防縮剤がマイナスに帯電され易い。よって、第2ユニットとして少なくともビスフェノールS化合物のユニットを有する第1有機防縮剤を用いると、負極板の耳部および表面層に含まれる鉛への第1有機防縮剤の吸着性がさらに高まる。よって、より高い腐食抑制効果が得られると考えられる。 The second unit is preferably at least a bisphenol S compound unit. The first organic shrink-proofing agent may contain a bisphenol S compound unit and a bisphenol A compound unit as the second unit. The bisphenol S skeleton has a structure in which two benzene rings are linked by a sulfonyl group. The bisphenol A skeleton has a structure in which two benzene rings are linked by a dimethylene group. A sulfonyl group protrudes less from the plane of a benzene ring than a dimethylene group. Therefore, compared with the case of the bisphenol A compound unit, the bisphenol S compound unit makes it easier for the first organic shrink-proofing agent to have a planar structure. Also, due to the presence of the sulfonyl group, the first organic shrink-proofing agent is more likely to be negatively charged in the bisphenol S compound unit than in the bisphenol A compound unit. Therefore, when the first organic expander having at least a bisphenol S compound unit is used as the second unit, the adsorption of the first organic expander to lead contained in the lugs and surface layer of the negative electrode plate is further enhanced. Therefore, it is considered that a higher corrosion inhibition effect can be obtained.

第1有機防縮剤が第1ユニットと第2ユニットとを含む場合、第1ユニットと第2ユニットの総量に占める第1ユニットのモル比率は、例えば、10モル%以上であり、20モル%以上であってもよい。モル比率がこのような範囲である場合、第1有機防縮剤がより平面構造を取り易くなる。よって、負極電極材料からの溶出が低減されるため、高い低温HR放電性能が得られる。また、溶出した第1有機防縮剤は、耳部に吸着し易くなるため、耳部の腐食を抑制する効果がさらに高まる。第1ユニットのモル比率は、例えば、90モル%以下であり、80モル%以下であってもよい。モル比率がこのような範囲である場合、縮合物がマイナスにより帯電し易くなる。よって、負極電極材料からの溶出が低減されるため、高い低温HR放電性能を確保することができる。また、溶出した第1有機防縮剤の電荷による反発が抑制され、耳部に吸着し易くなるため、耳部の腐食を抑制する効果がさらに高まる。 When the first organic shrink-proofing agent contains the first unit and the second unit, the molar ratio of the first unit to the total amount of the first unit and the second unit is, for example, 10 mol % or more, and may be 20 mol % or more. When the molar ratio is within such a range, the first organic shrink-proofing agent is more likely to have a planar structure. Therefore, elution from the negative electrode material is reduced, and high low-temperature HR discharge performance is obtained. In addition, the eluted first organic anti-shrinking agent is more likely to be adsorbed on the lugs, thereby further enhancing the effect of suppressing corrosion of the lugs. The molar ratio of the first unit is, for example, 90 mol % or less, and may be 80 mol % or less. When the molar ratio is within this range, the condensate tends to be negatively charged. Therefore, elution from the negative electrode material is reduced, and high low-temperature HR discharge performance can be ensured. In addition, repulsion due to electric charges of the eluted first organic anti-shrinking agent is suppressed, and the lugs are easily adsorbed, thereby further enhancing the effect of suppressing corrosion of the lugs.

第1ユニットのモル比率は、10モル%以上(または20モル%以上)90モル%以下、あるいは10モル%以上(または20モル%以上)80モル%以下であってもよい。 The molar ratio of the first unit may be 10 mol % or more (or 20 mol % or more) and 90 mol % or less, or 10 mol % or more (or 20 mol % or more) and 80 mol % or less.

第1有機防縮剤において、芳香族化合物ユニットの総量に占める第1ユニットおよび第2ユニットの合計比率(モル比率)は、例えば、90モル%以上であり、95モル%以上であってもよい。また、芳香族化合物ユニットを第1ユニットおよび第2ユニットのみで構成してもよい。 In the first organic shrink-proofing agent, the total ratio (molar ratio) of the first unit and the second unit to the total amount of the aromatic compound units is, for example, 90 mol % or more, and may be 95 mol % or more. Also, the aromatic compound unit may be composed of only the first unit and the second unit.

第1有機防縮剤として、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとして、第2ユニットを有するものを用いてもよい。中でも、第1有機防縮剤としては、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとして、少なくともビスフェノールS化合物のユニットを含むもの(縮合物)を用いてもよい。ビスフェノールS化合物は、上述のように、スルホニル基の存在により、第1有機防縮剤がマイナスに帯電され易い。よって、少なくともビスフェノールS化合物のユニットを有する第1有機防縮剤を用いると、負極板の耳部および表面層に含まれる鉛への第1有機防縮剤の吸着性をより容易に高めることができる。また、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとしてビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットとを含むもの(縮合物)を用いてもよい。これらのユニットを有する第1有機防縮剤を用いると、優れた防縮効果が得られ易い。 As the first organic shrink-proofing agent, one having a second unit as a unit of an aromatic compound having a hydroxy group may be used. Among them, as the first organic shrink-proofing agent, one (condensate) containing at least a bisphenol S compound unit as a unit of an aromatic compound having a hydroxy group may be used. As described above, the presence of the sulfonyl group in the bisphenol S compound tends to cause the first organic shrink-proofing agent to be negatively charged. Therefore, the use of the first organic expander having at least a bisphenol S compound unit can more easily increase the adsorption of the first organic expander to lead contained in the lugs and surface layer of the negative electrode plate. In addition, a product (condensate) containing a bisphenol S compound unit and a bisphenol A compound unit may be used as the aromatic compound unit having a hydroxy group. When the first organic anti-shrinking agent having these units is used, an excellent anti-shrinking effect is likely to be obtained.

第1有機防縮剤がビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットとを含む場合、これらのユニットの総量に占めるビスフェノールS化合物のユニットのモル比率は、例えば、10モル%以上であり、20モル%以上であってもよい。モル比率がこのような範囲である場合、ビスフェノールSのマイナスへの高い帯電性による効果が発揮され易いため、負極電極材料からの第1有機防縮剤の溶出が抑制され、高い低温HR放電性能が得られる。また、第1有機防縮剤が溶出しても、耳部に吸着し易くなるため、耳部の腐食を抑制する効果がさらに高まる。ビスフェノールS化合物のユニットのモル比率は、例えば、90モル%以下であり、80モル%以下であってもよい。ビスフェノールS化合物のユニットのモル比率がこのような範囲である場合、負極電極材料から溶出した有機防縮剤の電荷による反発が抑制され、有機防縮剤が耳部に吸着し易くなる。よって、耳部の腐食を抑制する効果をさらに高めることができる。 When the first organic shrink-proofing agent contains a bisphenol S compound unit and a bisphenol A compound unit, the molar ratio of the bisphenol S compound unit to the total amount of these units is, for example, 10 mol% or more, and may be 20 mol% or more. When the molar ratio is within such a range, the effect of the high negative charging property of bisphenol S is likely to be exhibited, so the elution of the first organic shrink-proofing agent from the negative electrode material is suppressed, and high low-temperature HR discharge performance is obtained. In addition, even if the first organic anti-shrinking agent is eluted, it is likely to be adsorbed on the lugs, thereby further enhancing the effect of suppressing corrosion of the lugs. The molar ratio of the units of the bisphenol S compound is, for example, 90 mol % or less, and may be 80 mol % or less. When the molar ratio of the units of the bisphenol S compound is within this range, the charge-induced repulsion of the organic expander eluted from the negative electrode material is suppressed, and the organic expander is easily adsorbed to the lugs. Therefore, the effect of suppressing corrosion of the ears can be further enhanced.

ビスフェノールS化合物のユニットのモル比率は、10モル%以上(または20モル%以上)90モル%以下、あるいは10モル%以上(または20モル%以上)80モル%以下であってもよい。 The molar ratio of the units of the bisphenol S compound may be 10 mol % or more (or 20 mol % or more) and 90 mol % or less, or 10 mol % or more (or 20 mol % or more) and 80 mol % or less.

ビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットとを有する第1有機防縮剤において、芳香族化合物ユニットの総量に占めるビスフェノールS化合物のユニットおよびビスフェノールA化合物のユニットの合計比率(モル比率)は、例えば、90モル%以上であり、95モル%以上であってもよい。また、芳香族化合物ユニットをビスフェノールS化合物のユニットおよびビスフェノールA化合物のユニットのみで構成してもよい。 In the first organic shrink-proofing agent having bisphenol S compound units and bisphenol A compound units, the total ratio (molar ratio) of the bisphenol S compound units and the bisphenol A compound units to the total amount of the aromatic compound units is, for example, 90 mol% or more, and may be 95 mol% or more. Alternatively, the aromatic compound unit may be composed of only the bisphenol S compound unit and the bisphenol A compound unit.

第1有機防縮剤の硫黄元素含有量およびMwは、それぞれ上記の範囲から選択できる。 The elemental sulfur content and Mw of the first organic shrink-proofing agent can each be selected from the above ranges.

第1有機防縮剤は、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。 The first organic shrink-proofing agent may be used singly or in combination of two or more.

上記の有機防縮剤のうち、第2有機防縮剤としては、例えば、リグニン化合物、アミノ基を有する芳香族化合物のユニットを含む縮合物が挙げられる。
第2有機防縮剤は、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。
Among the above organic anti-shrinking agents, examples of the second organic anti-shrinking agent include condensates containing units of lignin compounds and aromatic compounds having amino groups.
The second organic shrink-proofing agent may be used singly or in combination of two or more.

リグニン化合物の硫黄元素含有量は、例えば2000μmol/g未満であり、1000μmol/g以下または800μmol/g以下であってもよい。リグニン化合物の硫黄元素含有量の下限は特に制限されないが、例えば、400μmol/g以上である。 The elemental sulfur content of the lignin compound is for example less than 2000 μmol/g, and may be 1000 μmol/g or less or 800 μmol/g or less. Although the lower limit of the elemental sulfur content of the lignin compound is not particularly limited, it is, for example, 400 μmol/g or more.

リグニン化合物のMwは、例えば、7000未満である。リグニン化合物のMwは、例えば、3000以上である。 The Mw of the lignin compound is, for example, less than 7000. The Mw of the lignin compound is, for example, 3000 or more.

第1有機防縮剤と第2有機防縮剤とを併用する場合、これらの質量比は任意に選択できる。第2有機防縮剤を併用する場合であっても、第1有機防縮剤の質量比に応じて炭素質材料の流出抑制効果を得ることができる。負極板の耳部のより高い腐食抑制を確保する観点からは、有機防縮剤全体(つまり、第1有機防縮剤と第2有機防縮剤との総量)に占める第1有機防縮剤の比率は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上であってもよく、90質量%以上または95質量%以上であってもよい。 When the first organic shrink-proofing agent and the second organic shrink-proofing agent are used in combination, the mass ratio of these can be arbitrarily selected. Even when the second organic anti-shrinking agent is used in combination, it is possible to obtain the effect of suppressing the outflow of the carbonaceous material according to the mass ratio of the first organic anti-shrinking agent. From the viewpoint of ensuring higher corrosion suppression of the lugs of the negative electrode plate, the ratio of the first organic expander to the total amount of the organic expanders (that is, the total amount of the first organic expander and the second organic expander) is preferably 50% by mass or more, may be 80% by mass or more, or may be 90% by mass or more or 95% by mass or more.

ただし、有機防縮剤が、アミノ基などの窒素原子含有基を有する場合には、有機防縮剤のマイナスへの帯電性が低くなり、負極板の耳部および表面層への吸着性が低下する傾向にある。そのため、有機防縮剤中の窒素原子含有基の含有量は少ない方が好ましい。有機防縮剤中の窒素原子含有量は、1質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であってもよい。 However, when the organic shrink-proofing agent has a nitrogen atom-containing group such as an amino group, the negative chargeability of the organic shrink-proofing agent tends to be low, and the adsorptivity to the ears and surface layer of the negative electrode plate tends to be low. Therefore, it is preferable that the content of the nitrogen atom-containing group in the organic shrink-proofing agent is small. The nitrogen atom content in the organic anti-shrinking agent is preferably 1% by mass or less, and may be 0.1% by mass or less.

負極電極材料中に含まれる有機防縮剤の含有量は、例えば、0.01質量%以上であり、0.05質量%以上であってもよい。有機防縮剤の含有量は、例えば、1.0質量%以下であり、0.5質量%以下であってもよい。 The content of the organic shrinkage inhibitor contained in the negative electrode material is, for example, 0.01% by mass or more, and may be 0.05% by mass or more. The content of the organic shrink-proofing agent is, for example, 1.0% by mass or less, and may be 0.5% by mass or less.

負極電極材料中に含まれる有機防縮剤の含有量は、0.01質量%以上1.0質量%以下、0.05質量%以上1.0質量%以下、0.01質量%以上0.5質量%以下、または0.05質量%以上0.5質量%以下であってもよい。 The content of the organic shrinkage inhibitor contained in the negative electrode material may be 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less, 0.05% by mass or more and 1.0% by mass or less, 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, or 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less.

(硫酸バリウム)
負極電極材料は、硫酸バリウムを含むことができる。負極電極材料中の硫酸バリウムの含有量は、例えば0.05質量%以上であり、0.10質量%以上であってもよい。負極電極材料中の硫酸バリウムの含有量は、3質量%以下であり、2質量%以下であってもよい。
(barium sulfate)
The negative electrode material can include barium sulfate. The content of barium sulfate in the negative electrode material is, for example, 0.05% by mass or more, and may be 0.10% by mass or more. The content of barium sulfate in the negative electrode material is 3% by mass or less, and may be 2% by mass or less.

負極電極材料中の硫酸バリウムの含有量は、0.05質量%以上3質量%以下、0.05質量%以上2質量%以下、0.10質量%以上3質量%以下、または0.10質量%以上2質量%以下であってもよい。 The content of barium sulfate in the negative electrode material may be 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, 0.05% by mass or more and 2% by mass or less, 0.10% by mass or more and 3% by mass or less, or 0.10% by mass or more and 2% by mass or less.

(炭素質材料)
負極電極材料は、炭素質材料を含むことができる。炭素質材料としては、カーボンブラック、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボンなどを用いることができる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ランプブラックなどが例示される。ファーネスブラックには、ケッチェンブラック(商品名)も含まれる。黒鉛は、黒鉛型の結晶構造を含む炭素質材料であればよく、人造黒鉛および天然黒鉛のいずれであってもよい。炭素質材料は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせてもよい。
(carbonaceous material)
The negative electrode material can contain a carbonaceous material. Carbon black, graphite, hard carbon, soft carbon and the like can be used as the carbonaceous material. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, and lamp black. Furnace Black also includes Ketjen Black (trade name). Graphite may be a carbonaceous material containing a graphite-type crystal structure, and may be either artificial graphite or natural graphite. A carbonaceous material may be used individually by 1 type, and may combine 2 or more types.

負極電極材料中の炭素質材料の含有量は、例えば0.05質量%以上が好ましく、0.10質量%以上であってもよい。炭素質材料の含有量は、例えば5質量%以下であり、3質量%以下であってもよい。 The content of the carbonaceous material in the negative electrode material is preferably, for example, 0.05% by mass or more, and may be 0.10% by mass or more. The content of the carbonaceous material is, for example, 5% by mass or less, and may be 3% by mass or less.

負極電極材料中の炭素質材料の含有量は、例えば、0.05質量%以上5質量%以下、0.05質量%以上3質量%以下、0.10質量%以上5質量%以下、または、0.10質量%以上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, 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, 0.10% by mass or more and 5% by mass or less, or 0.10% by mass or more and 3% by mass or less.

(負極電極材料の構成成分の分析)
以下に、負極電極材料またはその構成成分の分析方法について説明する。負極電極材料の構成成分の分析は、満充電状態の鉛蓄電池の負極板について行うものとする。構成成分の分析に先立ち、化成後の鉛蓄電池を満充電してから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することにより試料(以下、試料Aと称する)を得る。試料Aは、必要に応じて粉砕され、分析に供される。
(Analysis of Components of Negative Electrode Material)
A method for analyzing the negative electrode material or its constituent components will be described below. The analysis of the constituent components of the negative electrode material shall be performed on the negative plate of a lead-acid battery in a fully charged state. Prior to the analysis of the constituent components, the chemically formed lead-acid battery is fully charged and then disassembled to obtain the 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 carried out 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 A) is obtained by separating the negative electrode material from the negative electrode plate. Sample A is pulverized as necessary and subjected to analysis.

(1)有機防縮剤の分析
(1-1)負極電極材料中の有機防縮剤の定性分析
粉砕した試料Aを1mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。抽出物に複数の有機防縮剤が含まれていれば、次に、抽出物から、各有機防縮剤を分離する。各有機防縮剤を含む分離物のそれぞれについて、不溶成分を濾過で取り除き、得られた溶液を脱塩した後、濃縮し、乾燥する。脱塩は、脱塩カラムを用いて行うか、溶液をイオン交換膜に通すことにより行うか、もしくは、溶液を透析チューブに入れて蒸留水中に浸すことにより行なう。これを乾燥することにより有機防縮剤の粉末試料(以下、試料Bと称する)が得られる。
(1) Analysis of Organic Expander (1-1) Qualitative Analysis of Organic Expander in Negative Electrode Material The pulverized sample A is immersed in a 1 mol/L sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution to extract the organic expander. If the extract contains more than one organic expander, then each organic expander is separated from the extract. For each isolate containing each organic expander, the insoluble components are removed by filtration and the resulting solution is desalted, concentrated and dried. Desalting is performed using a desalting column, passing the solution through an ion exchange membrane, or placing the solution in a dialysis tube and immersing it in distilled water. By drying this, a powder sample of the organic shrink-proofing agent (hereinafter referred to as sample B) is obtained.

このようにして得た有機防縮剤の試料Bを用いて測定した赤外分光スペクトル、試料Bを蒸留水等で希釈し、紫外可視吸光度計で測定した紫外可視吸収スペクトル、または試料Bを重水等の所定の溶媒で溶解することにより得られる溶液のNMRスペクトルなどから得た情報を組み合わせて用いて、有機防縮剤種を特定する。 The type of the organic shrink-proofing agent is identified by combining the information obtained from the infrared spectroscopy spectrum measured using Sample B of the organic shrink-proofing agent thus obtained, the ultraviolet-visible absorption spectrum measured by a UV-visible spectrophotometer after diluting Sample B with distilled water, or the NMR spectrum of a solution obtained by dissolving Sample B in a predetermined solvent such as heavy water.

なお、上記抽出物が複数の有機防縮剤を含む場合、それらの分離は、次のようにして行なう。 When the above extract contains a plurality of organic expanders, their separation is carried out as follows.

まず、上記抽出物を、赤外分光、NMR、およびGC-MSの少なくとも1つで測定することにより、複数種の有機防縮剤が含まれているかどうかを判断する。次いで、上記抽出物のGPC分析により分子量分布を測定し、複数種の有機防縮剤が分子量により分離可能であれば、分子量の違いに基づいて、カラムクロマトグラフィーにより有機防縮剤を分離する。 First, the extract is measured by at least one of infrared spectroscopy, NMR, and GC-MS to determine whether it contains multiple organic preservatives. Next, the molecular weight distribution of the extract is measured by GPC analysis, and if a plurality of organic expanders can be separated by molecular weight, the organic expanders are separated by column chromatography based on the difference in molecular weight.

有機防縮剤は、官能基の種類および官能基の量の少なくとも一方が異なれば、溶解度が異なる。分子量の違いによる有機防縮剤の分離が難しい場合には、このような溶解度の違いを利用して、沈殿分離法により一方の有機防縮剤を分離する。例えば、2種の有機防縮剤を含む場合、上記抽出物をNaOH水溶液に溶解させた混合物に、硫酸水溶液を滴下して、混合物のpHを調節することにより、一方の有機防縮剤を凝集させ、分離する。凝集による分離が難しい場合には、官能基の種類および量の少なくとも一方の違いを利用して、イオン交換クロマトグラフィまたはアフィニティクロマトグラフィにより、有機防縮剤を分離する。分離物を再度NaOH水溶液に溶解させたものから上記のように不溶成分を濾過により取り除く。また、一方の有機防縮剤を分離した後の残りの溶液を、濃縮する。得られた濃縮物は、他方の有機防縮剤を含んでおり、この濃縮物から上記のように不溶成分を濾過により取り除く。 Organic shrink-proofing agents have different solubilities when at least one of the type of functional group and the amount of functional group are different. When it is difficult to separate the organic expanders due to the difference in molecular weight, one of the organic expanders is separated by a sedimentation separation method utilizing such a difference in solubility. For example, when two kinds of organic expanders are contained, an aqueous sulfuric acid solution is added dropwise to a mixture of the extract dissolved in an aqueous NaOH solution to adjust the pH of the mixture, thereby flocculating and separating one of the organic expanders. When separation by aggregation is difficult, the difference in at least one of the type and amount of functional groups is used to separate the organic expander by ion exchange chromatography or affinity chromatography. The separated material is dissolved again in an aqueous NaOH solution, and the insoluble components are removed by filtration as described above. Also, the remaining solution after separating one of the organic expanders is concentrated. The resulting concentrate, containing the other organic expander, is filtered to remove insoluble components as described above.

(1-2)負極電極材料中における有機防縮剤の含有量の定量
上記(1-1)と同様に、有機防縮剤を含む分離物のそれぞれについて不溶成分を濾過で取り除いた後の溶液を得る。得られた各溶液について、紫外可視吸収スペクトルを測定する。各有機防縮剤に特徴的なピークの強度と、予め作成した検量線とを用いて、負極電極材料中の各有機防縮剤の含有量を求める。
(1-2) Quantification of Content of Organic Expanding Agent in Negative Electrode Material In the same manner as in (1-1) above, a solution is obtained after removing insoluble components by filtration for each of the separated substances containing the organic expanding agent. An ultraviolet-visible absorption spectrum is measured for each solution obtained. The content of each organic expander in the negative electrode material is determined using the intensity of the peak characteristic of each organic expander and a calibration curve prepared in advance.

なお、有機防縮剤の含有量が未知の鉛蓄電池を入手して有機防縮剤の含有量を測定する際に、有機防縮剤の構造式の厳密な特定ができないために検量線に同一の有機防縮剤が使用できないことがある。この場合には、当該電池の負極から抽出した有機防縮剤と、紫外可視吸収スペクトル、赤外分光スペクトル、およびNMRスペクトルなどが類似の形状を示す、別途入手可能な有機高分子を使用して検量線を作成することで、紫外可視吸収スペクトルを用いて有機防縮剤の含有量を測定するものとする。 When obtaining a lead-acid battery with an unknown content of the organic expander and measuring the content of the organic expander, the same organic expander cannot be used for the calibration curve because the structural formula of the organic expander cannot be specified strictly. In this case, the content of the organic preservative is measured using the ultraviolet-visible absorption spectrum by preparing a calibration curve using a separately available organic polymer exhibiting a shape similar to that of the organic preservative extracted from the negative electrode of the battery, such as the ultraviolet-visible absorption spectrum, infrared spectroscopic spectrum, and NMR spectrum.

(1-3)有機防縮剤中の硫黄元素の含有量
上記(1-1)と同様に、有機防縮剤の試料Bを得た後、酸素燃焼フラスコ法によって、0.1gの有機防縮剤中の硫黄元素を硫酸に変換する。このとき、吸着液を入れたフラスコ内で試料Bを燃焼させることで、硫酸イオンが吸着液に溶け込んだ溶出液を得る。次に、トリン(thorin)を指示薬として、溶出液を過塩素酸バリウムで滴定することにより、0.1gの有機防縮剤中の硫黄元素の含有量(C0)を求める。次に、C0を10倍して1g当たりの有機防縮剤中の硫黄元素の含有量(μmol/g)を算出する。
(1-3) Content of elemental sulfur in organic expander After obtaining sample B of the organic expander in the same manner as in (1-1) above, 0.1 g of elemental sulfur in the organic expander is converted to sulfuric acid by the oxygen combustion flask method. At this time, by burning the sample B in a flask containing the adsorbent, an eluate in which sulfate ions are dissolved in the adsorbent is obtained. Next, the eluate is titrated with barium perchlorate using thorin as an indicator to determine the sulfur element content (C0) in 0.1 g of the organic shrink-proofing agent. Next, C0 is multiplied by 10 to calculate the content of elemental sulfur (μmol/g) in the organic anti-shrinking agent per gram.

(1-4)有機防縮剤の構成ユニットのモル比の算出
まず、上記(1-1)と同様にして分離した有機防縮剤(測定対象の有機防縮剤)の試料Bを、水酸化ナトリウムの重水溶液(pH10~13)に溶解して測定用サンプルを調製し、この測定用サンプルを用いて、H-NMRを測定する。H-NMRスペクトルのピークから有機防縮剤に含まれるユニットを同定する。このH-NMRスペクトルにおいて、各ユニットに由来するピークのピーク強度の比(第1の比)を求める。
(1-4) Calculation of molar ratio of constituent units of organic expander First, sample B of the organic expander (organic expander to be measured) separated in the same manner as in (1-1) above is dissolved in a heavy aqueous solution of sodium hydroxide (pH 10 to 13) to prepare a measurement sample, and 1 H-NMR is measured using this measurement sample. A unit contained in the organic expander is identified from the peak of the 1 H-NMR spectrum. In this 1 H-NMR spectrum, a peak intensity ratio (first ratio) of peaks derived from each unit is obtained.

次に、同定した構造と同じユニットを含み、かつ各ユニットのモル分率が既知の有機防縮剤(参照用有機防縮剤)を合成する。参照用有機防縮剤のH-NMRスペクトルを測定する。このH-NMRスペクトルにおいて、各ユニットに由来するピークのピーク強度の比(第2の比)を求める。 Next, an organic expander containing the same units as the identified structure and having a known mole fraction of each unit (reference organic expander) is synthesized. Measure the 1 H-NMR spectrum of the reference organic expander. In this 1 H-NMR spectrum, a peak intensity ratio (second ratio) of peaks derived from each unit is obtained.

参照用有機防縮剤を用いて鉛蓄電池を作製し、満充電状態とする。満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板から、上述と同様にして試料Aを採取する。この試料Aを用いて、上記(1-1)と同様にして、試料Bを得る。得られる試料Bを、水酸化ナトリウムの重水溶液(pH10~13)に溶解して測定用サンプルを調製し、この測定用サンプルを用いて、H-NMRを測定する。このH-NMRスペクトルにおいて、各ユニットに由来するピークのピーク強度の比(第3の比)を求める。 A lead-acid battery is prepared using the reference organic shrinkage agent and brought to a fully charged state. A sample A is collected in the same manner as described above from a negative electrode plate taken out from a fully charged lead-acid battery. Using this sample A, a sample B is obtained in the same manner as in (1-1) above. The obtained sample B is dissolved in a heavy aqueous solution of sodium hydroxide (pH 10 to 13) to prepare a measurement sample, and 1 H-NMR is measured using this measurement sample. In this 1 H-NMR spectrum, a peak intensity ratio (third ratio) of peaks derived from each unit is obtained.

第3の比は、実際のモル分率を示す第2の比とは、ずれることがある。そこで、補正のために、第2の比および第3の比と、上記既知のモル分率との関係を求める。この関係は、各ユニットの実際のモル分率と鉛蓄電池から取り出した場合の有機防縮剤の各ユニットのピークのピーク強度比との関係を示している。この関係に、第1の比を当てはめることで、第1の比から、測定対象の有機防縮剤における各ユニットのモル分率を求めることができる。そして、各ユニットのモル分率の合計に占める個々のユニットのモル分率の比率(モル%)を算出し、上記の各ユニットのモル比率とする。 The third ratio may deviate from the second ratio indicating the actual mole fractions. Therefore, for correction, the relationship between the second ratio, the third ratio, and the known mole fraction is obtained. This relationship shows the relationship between the actual mole fraction of each unit and the peak intensity ratio of the peak of each unit of the organic expander when removed from the lead-acid battery. By applying the first ratio to this relationship, the mole fraction of each unit in the organic expander to be measured can be obtained from the first ratio. Then, the ratio (mol%) of the mole fraction of each unit to the total mole fraction of each unit is calculated, and the mole ratio of each unit is calculated.

例えば、第1有機防縮剤が、フェノールスルホン酸およびビスフェノールSのホルムアルデヒドによる縮合物である場合、H-NMRスペクトルでは、ビスフェノールSユニットに由来するピーク(Pbs)が6.5ppm以上6.6ppm以下の範囲に、フェノールスルホン酸ユニットに由来するピーク(Pps)が6.6ppmより大きく7.0ppm以下の範囲に、それぞれ見られる。ビスフェノールSユニットおよびフェノールスルホン酸ユニットのモル分率が既知の第1有機防縮剤のH-NMRから、ピークPbsのピーク強度IbsとピークPpsのピーク強度Ipsとの比(第2の比および第3の比)を求める。次いで、第2の比および第3の比と、既知のモル分率との関係を求める。この関係に、モル分率が未知の第1有機防縮剤のH-NMRにおけるピークPbsのピーク強度IbsとピークPpsのピーク強度Ipsとの比(第1の比)を当てはめることで、この第1有機防縮剤のビスフェノールSユニットのモル分率mbsおよびフェノールスルホン酸ユニットのモル分率mpsを求める。そして、モル分率mbsとモル分率mpsとの合計に占めるフェノールスルホン酸ユニットのモル分率mpsの比率(モル%)を算出し、フェノールスルホン酸ユニットのモル比率とする。 For example, when the first organic shrink-proofing agent is a condensate of phenolsulfonic acid and bisphenol S with formaldehyde, the 1 H-NMR spectrum shows a peak (P bs ) derived from the bisphenol S unit in the range of 6.5 ppm or more and 6.6 ppm or less, and a peak (P ps ) derived from the phenol sulfonic acid unit in the range of 6.6 ppm or more and 7.0 ppm or less. From 1 H-NMR of the first organic expander with known mole fractions of bisphenol S units and phenolsulfonic acid units, the ratio of peak intensity I bs of peak P bs to peak intensity I bs of peak P ps (second ratio and third ratio) is determined. A relationship between the second and third ratios and the known mole fractions is then determined. By applying the ratio (first ratio) between the peak intensity I bs of the peak P bs and the peak intensity I ps of the peak P ps in 1 H-NMR of the first organic expander whose molar fraction is unknown to this relationship, the molar fraction m bs of the bisphenol S unit and the molar fraction m bs of the phenolsulfonic acid unit of the first organic expander are obtained. Then, the ratio (mol % ) of the mole fraction mps of the phenolsulfonic acid unit to the sum of the mole fraction mbs and the mole fraction mps is calculated and defined as the molar ratio of the phenolsulfonic acid unit.

(1-5)有機防縮剤中の窒素元素含有量の分析
粉砕された試料Aを1mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。得られる溶液を脱塩した後、濃縮し、乾燥する。これにより、有機防縮剤の粉末試料(以下、試料Cと称する)が得られる。試料Cを、有機元素分析装置(CHN分析装置)を用いて分析することにより、有機防縮剤中の窒素原子含有量が求められる。なお、脱塩は、脱塩カラムを用いて行うか、溶液をイオン交換膜に通すことにより行うか、もしくは、溶液を透析チューブに入れて蒸留水中に浸すことにより行なう。
(1-5) Analysis of Elemental Nitrogen Content in Organic Expanding Agent The pulverized sample A is immersed in a 1 mol/L sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution to extract the organic expanding agent. After desalting the resulting solution, it is concentrated and dried. As a result, a powder sample of the organic shrink-proofing agent (hereinafter referred to as sample C) is obtained. By analyzing sample C using an organic elemental analyzer (CHN analyzer), the nitrogen atom content in the organic shrinkage agent is determined. Desalting is performed by using a desalting column, by passing the solution through an ion exchange membrane, or by placing the solution in a dialysis tube and immersing it in distilled water.

(2)炭素質材料と硫酸バリウムの定量
粉砕された試料A10gに対し、20質量%濃度の硝酸を50ml加え、約20分加熱し、鉛成分を硝酸鉛として溶解させる。次に、硝酸鉛を含む溶液を濾過して、炭素質材料、硫酸バリウム等の固形分を濾別する。
(2) Quantification of Carbonaceous Material and Barium Sulfate To 10 g of pulverized sample A, 50 ml of nitric acid having a concentration of 20 mass % is added and heated for about 20 minutes to dissolve the lead component as lead nitrate. Next, the solution containing lead nitrate is 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炭素質材料および硫酸バリウム以外の成分(例えば補強材)を除去する。次に、分散液に対し、予め質量を測定したメンブレンフィルタ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、試料Dと称する)である。乾燥後の試料Dとメンブレンフィルタとの合計質量からメンブレンフィルタの質量を差し引いて、試料Dの質量(M)を測定する。その後、乾燥後の試料Dをメンブレンフィルタとともに坩堝に入れ、700℃以上で灼熱灰化させる。残った残渣は酸化バリウムである。酸化バリウムの質量を硫酸バリウムの質量に変換して硫酸バリウムの質量(M)を求める。質量Mから質量Mを差し引いて炭素質材料の質量を算出する。 After dispersing the obtained solid content in water to form a dispersion, a sieve is used to remove components other than the carbonaceous material and barium sulfate (for example, reinforcing material) from the dispersion. Next, the dispersion is subjected to suction filtration using a membrane filter whose mass has been measured in advance, and the membrane filter is dried in a drier at 110° C.±5° C. together with the filtered sample. The obtained sample is a mixed sample of carbonaceous material and barium sulfate (hereinafter referred to as sample D). The mass of the sample D (M m ) is measured by subtracting the mass of the membrane filter from the total mass of the dried sample D and the membrane filter. Thereafter, the sample D after drying is placed in a crucible together with the membrane filter and is ignited and incinerated at 700° 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 .

(その他)
負極板は、負極集電体に負極ペーストを塗布または充填し、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。熟成する際には、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。
(others)
The negative plate can be formed by coating or filling a negative electrode current collector with a negative electrode paste, aging and drying to prepare an unformed negative plate, and then forming the unformed negative 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. When aging, it is preferable to age the unformed negative electrode plate 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.

(正極板)
鉛蓄電池の正極板は、通常、正極集電体と正極電極材料とを含む。正極電極材料は、正極集電体に保持されている。鉛蓄電池の正極板は、ペースト式、クラッド式などに分類できる。ペースト式およびクラッド式のいずれの正極板を用いてもよい。
(Positive plate)
A positive plate of a lead-acid battery typically includes a positive current collector and a positive electrode material. A positive electrode material is held by a positive current collector. Positive plates of lead-acid batteries can be classified into paste type, clad type, and the like. Either paste type or clad type positive electrode plate may be used.

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、鉛シート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 may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead sheet or a 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-Sb系合金、Pb-Ca系合金、Pb-Ca-Sn系合金が好ましい。正極集電体は、表面層を備えていてもよい。正極集電体の表面層と内側の層とは組成が異なるものであってもよい。表面層は、正極集電体の一部に形成されていてもよい。表面層は、正極集電体の格子部分のみ、耳部分のみ、または枠骨部分のみに形成されていてもよい。 Pb--Sb alloys, 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 a surface layer. The composition of the surface layer and the inner layer of the positive electrode current collector may be different. The surface layer may be formed on part of the positive electrode current collector. The surface layer may be formed only on the lattice portion of the positive electrode current collector, only on the ear portion, or only on the frame portion.

ペースト式正極板では、正極電極材料は、正極板から正極集電体を除いたものである。正極板には、マット、ペースティングペーパなどの部材が貼り付けられていることがある。このような部材(貼付部材)は正極板と一体として使用されるため、正極板に含まれるものとする。また、正極板が貼付部材(マット、ペースティングペーパなど)を含む場合には、正極電極材料は、ペースト式正極板では、正極板から正極集電体および貼付部材を除いたものである。 In the pasted positive plate, the positive electrode material is the positive plate excluding the positive current collector. A member such as a mat or pasting paper may be attached to the positive electrode plate. Since such a member (attaching member) is used integrally with the positive electrode plate, it shall be included in the positive electrode plate. Further, when the positive electrode plate includes a sticking member (mat, pasting paper, etc.), the positive electrode material in the pasted positive plate is the positive electrode plate excluding the positive electrode current collector and the sticking member.

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 as needed.

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、乾燥することにより得られる。正極ペーストは、鉛粉、添加剤、水、および硫酸を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, aging it, and drying it. The positive electrode paste is prepared by kneading lead powder, additives, water, and sulfuric acid.

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.

(セパレータ)
負極板と正極板との間には、セパレータを配置することができる。セパレータとしては、例えば、不織布、および微多孔膜から選択される少なくとも1つが用いられる。負極板と正極板との間に介在させるセパレータの厚さは、極間距離に応じて選択すればよい。セパレータの枚数は、極間数に応じて選択すればよい。
(separator)
A separator can be placed between the negative plate and the positive plate. As the separator, for example, at least one selected from nonwoven fabrics and microporous membranes is used. The thickness of the separator interposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate may be selected according to the distance between the electrodes. The number of separators may be selected according to the number of electrodes.

不織布は、繊維を織らずに絡み合わせたマットであり、繊維を主体とする。不織布は、例えば、不織布の60質量%以上が繊維で形成されている。繊維としては、ガラス繊維、ポリマー繊維(ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維など)など)、パルプ繊維などを用いることができる。中でも、ガラス繊維が好ましい。不織布は、繊維以外の成分、例えば、耐酸性の無機粉体、結着剤としてのポリマーを含んでもよい。 A non-woven fabric is a mat in which fibers are intertwined without being woven, and is mainly composed of fibers. The nonwoven fabric is made up of, for example, 60% by mass or more of fibers. As the fiber, glass fiber, polymer fiber (polyolefin fiber, acrylic fiber, polyester fiber (polyethylene terephthalate fiber, etc.), etc.), pulp fiber, or the like can be used. Among them, glass fiber is preferable. Nonwoven fabrics may contain components other than fibers, such as acid-resistant inorganic powders and polymers as binders.

一方、微多孔膜は、繊維成分以外を主体とする多孔性のシートであり、例えば、造孔剤(ポリマー粉末およびオイルの少なくとも一方など)を含む組成物をシート状に押し出し成形した後、造孔剤を除去して細孔を形成することにより得られる。微多孔膜は、耐酸性を有する材料で構成することが好ましく、ポリマー成分を主体とするものが好ましい。ポリマー成分としては、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)が好ましい。 On the other hand, a microporous membrane is a porous sheet mainly composed of non-fiber components, and is obtained, for example, by extruding a composition containing a pore-forming agent (at least one of polymer powder and oil) into a sheet, and then removing the pore-forming agent to form pores. The microporous membrane is preferably composed of an acid-resistant material, preferably mainly composed of a polymer component. Polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.) are preferred as the polymer component.

セパレータは、例えば、不織布のみで構成してもよく、微多孔膜のみで構成してもよい。また、セパレータは、必要に応じて、不織布と微多孔膜との積層物、異種または同種の素材を貼り合わせた物、または異種または同種の素材において凹凸をかみ合わせた物などであってもよい。 The separator may be composed of, for example, only a nonwoven fabric, or may be composed only of a microporous film. The separator may also be a laminate of a nonwoven fabric and a microporous membrane, a laminate of different or the same type of materials, or a combination of different or the same type of materials with interlocking unevenness.

セパレータは、シート状であってもよく、袋状に形成されていてもよい。正極板と負極板との間に1枚のシート状のセパレータを挟むように配置してもよい。また、折り曲げた状態の1枚のシート状のセパレータで極板を挟むように配置してもよい。この場合、折り曲げたシート状のセパレータで挟んだ正極板と、折り曲げたシート状のセパレータで挟んだ負極板とを重ねてもよく、正極板および負極板の一方を折り曲げたシート状のセパレータで挟み、他方の極板と重ねてもよい。また、シート状のセパレータを蛇腹状に折り曲げ、正極板および負極板を、これらの間にセパレータが介在するように、蛇腹状のセパレータに挟み込んでもよい。蛇腹状に折り曲げられたセパレータを用いる場合、折り曲げ部が鉛蓄電池の水平方向に沿うように(例えば、折り曲げ部が水平方向と平行になるように)セパレータを配置してもよく、鉛直方向に沿うように(例えば、折り曲げ部が鉛直方向と平行になるように)セパレータを配置してもよい。蛇腹状に折り曲げられたセパレータでは、セパレータの両方の主面側に交互に凹部が形成されることになる。正極板および負極板のそれぞれの上部には通常耳部が形成されているため、折り曲げ部が鉛蓄電池の水平方向に沿うようにセパレータを配置する場合、セパレータの一方の主面側の凹部のみに正極板および負極板が配置される(つまり、隣接する正極板と負極板との間には、二重のセパレータが介在した状態となる)。折り曲げ部が鉛蓄電池の鉛直方向に沿うようにセパレータを配置する場合、一方の主面側の凹部に正極板を収容し、他方の主面側の凹部に負極板を収容することができる(つまり、隣接する正極板と負極板との間には、セパレータが一重に介在した状態とすることができる。)。袋状のセパレータを用いる場合、袋状のセパレータが正極板を収容していてもよいし、負極板を収容してもよい。 The separator may be sheet-like or may be formed in a bag-like shape. You may arrange|position so that one sheet-like separator may be pinched|interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. Further, the electrode plates may be arranged so as to be sandwiched between the sheet-shaped separators in a folded state. In this case, the positive electrode plate sandwiched between the folded sheet separators and the negative electrode plate sandwiched between the folded sheet separators may be stacked, or one of the positive electrode plate and the negative electrode plate may be sandwiched between the folded sheet separators and stacked on the other electrode plate. Alternatively, a sheet-shaped separator may be folded into a bellows shape, and the positive electrode plate and the negative electrode plate may be sandwiched between the bellows-shaped separators so that the separator is interposed therebetween. When using a separator bent in a bellows shape, the separator may be arranged so that the bent portion is parallel to the horizontal direction of the lead-acid battery (for example, the bent portion is parallel to the horizontal direction), or the separator may be arranged to be perpendicular to the lead-acid battery (for example, the bent portion is parallel to the vertical direction). In a separator bent in a bellows shape, concave portions are alternately formed on both major surface sides of the separator. Since ears are usually formed on the top of each of the positive electrode plate and the negative electrode plate, when the separator is arranged so that the bent portion is along the horizontal direction of the lead-acid battery, the positive electrode plate and the negative electrode plate are arranged only in the concave portion on one main surface side of the separator (that is, a double separator is interposed between the adjacent positive electrode plate and negative electrode plate). When the separator is arranged so that the bent portion is along the vertical direction of the lead-acid battery, the positive electrode plate can be accommodated in the recess on one main surface side, and the negative electrode plate can be accommodated in the recess on the other main surface side (that is, the separator can be interposed in a single layer between the adjacent positive electrode plate and negative electrode plate). When a bag-shaped separator is used, the bag-shaped separator may contain the positive electrode plate or may contain the negative electrode plate.

なお、本明細書中、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ってもよく、異なっていてもよい。つまり、鉛蓄電池は、縦置きおよび横置きのいずれであってもよい。 In this specification, the vertical direction of the electrode plate 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 may be the same as or different from the vertical direction of the lead-acid battery. That is, the lead-acid battery may be placed vertically or horizontally.

(電解液)
電解液は、硫酸を含む水溶液であり、必要に応じてゲル化させてもよい。電解液は、必要に応じて、カチオン(例えば、金属カチオン)、およびアニオン(例えば、硫酸アニオン以外のアニオン(リン酸イオンなど))からなる群より選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。金属カチオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、およびアルミニウムイオンからなる群より選択される少なくとも1つが挙げられる。
(Electrolyte)
The electrolytic solution is an aqueous solution containing sulfuric acid, and may be gelled if necessary. The electrolyte may optionally contain at least one selected from the group consisting of cations (e.g., metal cations) and anions (e.g., anions other than sulfate anions (phosphate ions, etc.)). Examples of metal cations include at least one selected from the group consisting of sodium ions, lithium ions, magnesium ions, and aluminum ions.

満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、例えば、1.20以上であり、1.25以上であってもよい。電解液の20℃における比重は、1.35以下であり、1.32以下であることが好ましい。 The specific gravity of the electrolyte at 20° C. in a fully charged lead-acid battery is, for example, 1.20 or more, and may be 1.25 or more. The specific gravity of the electrolytic solution at 20° C. is 1.35 or less, preferably 1.32 or less.

満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、1.20以上1.35以下、1.20以上1.32以下、1.25以上1.35以下、または1.25以上1.32以下であってもよい。 The specific gravity of the electrolyte at 20° C. in the fully charged lead-acid battery may be 1.20 or more and 1.35 or less, 1.20 or more and 1.32 or less, 1.25 or more and 1.35 or less, or 1.25 or more and 1.32 or less.

鉛蓄電池は、電槽に、正極板、負極板、および電解液を収容することにより鉛蓄電池を組み立てる工程を含む製造方法により得ることができる。鉛蓄電池の組み立て工程において、セパレータは、通常、正極板と負極板との間に介在するように配置される。鉛蓄電池の組み立て工程は、正極板、負極板、および電解液を電槽に収容する工程の後、必要に応じて、正極板および負極板の少なくとも一方を化成する工程を含んでもよい。正極板、負極板、電解液、およびセパレータは、それぞれ、電槽に収容される前に準備される。 A lead-acid battery can be obtained by a manufacturing method including a step of assembling a lead-acid battery by housing a positive electrode plate, a negative electrode plate, and an electrolytic solution in a container. In the process of assembling a lead-acid battery, the separator is usually arranged so as to be interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The step of assembling the lead-acid battery may include, if necessary, the step of forming at least one of the positive plate and the negative plate after the step of housing the positive plate, the negative plate, and the electrolyte in the battery case. A positive electrode plate, a negative electrode plate, an electrolyte, and a separator are each prepared before they are housed in a battery case.

図1に、本発明の一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. 1 shows the appearance of an example of a lead-acid battery according to one 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 5 connecting a plurality of positive electrode plates 3 in parallel is connected to a positive electrode column 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.

正極棚部5は、各正極板3の上部に設けられた耳部同士をキャストオンストラップ方式またはバーニング方式で溶接することにより形成される。負極棚部6も、正極棚部5の場合に準じて各負極板2の上部に設けられた耳部同士を溶接することにより形成される。 The positive electrode shelf 5 is formed by welding tabs provided on the upper portions of the positive electrode plates 3 to each other by a cast-on-strap method or a burning method. The negative electrode shelf portion 6 is also formed by welding ear portions provided on the upper portions of the negative electrode plates 2 in the same manner as the positive electrode shelf portion 5 .

なお、鉛蓄電池の蓋15は、一重構造(単蓋)であるが、図示例の場合に限らない。蓋15は、例えば、中蓋と外蓋(または上蓋)とを備える二重構造を有するものであってもよい。二重構造を有する蓋は、中蓋と外蓋との間に、中蓋に設けられた還流口から電解液を電池内(中蓋の内側)に戻すための還流構造を備えるものであってもよい。 Although the lid 15 of the lead-acid battery has a single structure (single lid), it is not limited to the illustrated example. The lid 15 may have a double structure including, for example, an inner lid and an outer lid (or upper lid). The lid having a double structure may have a reflux structure between the inner lid and the outer lid for returning the electrolytic solution to the inside of the battery (inside the inner lid) from a reflux port provided in the inner lid.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池用負極板および鉛蓄電池を以下にまとめて記載する。 A negative electrode plate for a lead-acid battery and a lead-acid battery according to one aspect of the present invention are collectively described below.

(1)耳部を有する負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極電極材料とを備え、
前記耳部は、Snを含む鉛合金を含む表面層を有し、
前記負極電極材料は、芳香族化合物のユニットを含む有機防縮剤を含み、
前記有機防縮剤は、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤(リグニン化合物を除く)を含む、鉛蓄電池用負極板。
(1) A negative electrode current collector having ears, and a negative electrode material supported on the negative electrode current collector,
The ears have a surface layer containing a lead alloy containing Sn,
The negative electrode material comprises an organic expander containing units of an aromatic compound,
A negative electrode plate for a lead-acid battery, wherein the organic anti-shrinking agent comprises a first organic anti-shrinking agent (excluding the lignin compound) containing an aromatic compound unit having a hydroxy group.

(2)上記(1)において、前記第1有機防縮剤中の窒素原子含有量は、1質量%以下、または0.1質量%以下であってもよい。 (2) In (1) above, the content of nitrogen atoms in the first organic anti-shrinking agent may be 1% by mass or less, or 0.1% by mass or less.

(3)上記(1)または(2)において、前記ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットは、ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット、およびヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットからなる群より選択される少なくとも一種であってもよい。 (3) In (1) or (2) above, the hydroxy group-containing aromatic compound unit may be at least one selected from the group consisting of a hydroxy group-containing bisarene compound unit and a hydroxy group-containing monocyclic aromatic compound unit.

(4)上記(3)において、前記第1有機防縮剤は、少なくとも前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットを含んでもよい。 (4) In (3) above, the first organic shrink-proofing agent may include at least the unit of the monocyclic aromatic compound having the hydroxy group.

(5)上記(3)または(4)において、前記第1有機防縮剤は、前記ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット(第2ユニット)と、前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニット(第1ユニット)とを含んでもよい。 (5) In (3) or (4) above, the first organic expander may include a unit of the bisarene compound having the hydroxy group (second unit) and a unit of the monocyclic aromatic compound having the hydroxy group (first unit).

(6)上記(5)において、前記ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット(第2ユニット)は、少なくともビスフェノールS化合物のユニットであってもよい。 (6) In (5) above, the unit (second unit) of the bisarene compound having a hydroxyl group may be at least a unit of a bisphenol S compound.

(7)上記(5)または(6)において、前記第1有機防縮剤における前記芳香族化合物のユニットの総量に占める前記ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット(第2ユニット)および前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニット(第1ユニット)の合計比率は、90モル%以上、または95モル%以上であってもよい。 (7) In the above (5) or (6), the total ratio of the units of the hydroxy group-containing bisarene compound (second unit) and the units of the monocyclic aromatic compound having a hydroxy group (first unit) to the total amount of the units of the aromatic compound in the first organic expander may be 90 mol% or more, or 95 mol% or more.

(8)上記(5)~(7)のいずれか1つにおいて、前記第1ユニットと前記第2ユニットの総量に占める前記第1ユニットのモル比率は、10モル%以上、または20モル%以上であってもよい。 (8) In any one of (5) to (7) above, the molar ratio of the first unit to the total amount of the first unit and the second unit may be 10 mol% or more, or 20 mol% or more.

(9)上記(5)~(8)のいずれか1つにおいて、前記第1ユニットと前記第2ユニットの総量に占める前記第1ユニットのモル比率は、90モル%以下、または80モル%以下であってもよい。 (9) In any one of (5) to (8) above, the molar ratio of the first unit to the total amount of the first unit and the second unit may be 90 mol% or less, or 80 mol% or less.

(10)上記(1)~(3)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤は、前記ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとして、ビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットとを含んでもよい。 (10) In any one of (1) to (3) above, the first organic shrink-proofing agent may contain a bisphenol S compound unit and a bisphenol A compound unit as the aromatic compound unit having a hydroxy group.

(11)上記(10)において、前記第1有機防縮剤における前記芳香族化合物のユニットの総量に占める前記ビスフェノールS化合物のユニットおよび前記ビスフェノールA化合物のユニットの合計比率は、90モル%以上または95モル%以上であってもよい。 (11) In (10) above, the total ratio of the bisphenol S compound units and the bisphenol A compound units to the total amount of the aromatic compound units in the first organic anti-shrinking agent may be 90 mol% or more, or 95 mol% or more.

(12)上記(10)または(11)において、前記ビスフェノールS化合物のユニットと前記ビスフェノールA化合物のユニットの総量に占める前記ビスフェノールS化合物のユニットのモル比率は、10モル%以上、または20モル%以上であってもよい。 (12) In (10) or (11) above, the molar ratio of the bisphenol S compound unit to the total amount of the bisphenol S compound unit and the bisphenol A compound unit may be 10 mol% or more, or 20 mol% or more.

(13)上記(10)~(12)のいずれか1つにおいて、前記ビスフェノールS化合物のユニットと前記ビスフェノールA化合物のユニットの総量に占める前記ビスフェノールS化合物のユニットのモル比率は、90モル%以下、または80モル%以下であってもよい。 (13) In any one of (10) to (12) above, the molar ratio of the bisphenol S compound unit to the total amount of the bisphenol S compound unit and the bisphenol A compound unit may be 90 mol% or less, or 80 mol% or less.

(14)上記(1)~(13)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤の硫黄元素含有量は、300μmol/g以上、2000μmol/g以上または3000μmol/g以上であってもよい。 (14) In any one of (1) to (13) above, the sulfur element content of the first organic expander may be 300 μmol/g or more, 2000 μmol/g or more, or 3000 μmol/g or more.

(15)上記(1)~(14)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤の硫黄元素含有量は、9000μmol/g以下、8000μmol/g以下、または7000μmol/g以下であってもよい。 (15) In any one of (1) to (14) above, the elemental sulfur content of the first organic expander may be 9000 μmol/g or less, 8000 μmol/g or less, or 7000 μmol/g or less.

(16)上記(1)~(13)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤の硫黄元素含有量は、2000μmol/g未満であってもよい。 (16) In any one of (1) to (13) above, the elemental sulfur content of the first organic shrink-proofing agent may be less than 2000 μmol/g.

(17)上記(16)において、前記第1有機防縮剤の硫黄元素含有量は、300μmol/g以上であってもよい。 (17) In (16) above, the content of elemental sulfur in the first organic shrink-proofing agent may be 300 μmol/g or more.

(18)上記(1)~(17)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤の重量平均分子量(Mw)は、例えば、7000以上である。 (18) In any one of (1) to (17) above, the weight average molecular weight (Mw) of the first organic shrink-proofing agent is, for example, 7000 or more.

(19)上記(1)~(18)のいずれか1つにおいて、前記第1有機防縮剤の重量平均分子量(Mw)は、100,000以下、または20,000以下であってもよい。 (19) In any one of (1) to (18) above, the weight average molecular weight (Mw) of the first organic shrink-proofing agent may be 100,000 or less, or 20,000 or less.

(20)上記(1)~(19)のいずれか1つにおいて、前記有機防縮剤は、さらに前記第1有機防縮剤以外の第2有機防縮剤を含み、
前記第1有機防縮剤と前記第2有機防縮剤との総量に占める前記第1有機防縮剤の比率は、50質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、または95質量%以上であってもよい。
(20) In any one of (1) to (19) above, the organic anti-shrinking agent further contains a second organic anti-shrinking agent other than the first organic anti-shrinking agent,
The ratio of the first organic anti-shrinking agent to the total amount of the first organic anti-shrinking agent and the second organic anti-shrinking agent may be 50% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more.

(21)上記(1)~(20)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中に含まれる前記有機防縮剤の含有量は、0.01質量%以上、または0.05質量%以上であってもよい。 (21) In any one of (1) to (20) above, the content of the organic preservative contained in the negative electrode material may be 0.01% by mass or more, or 0.05% by mass or more.

(22)上記(1)~(21)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中に含まれる前記有機防縮剤の含有量は、1.0質量%以下、または0.5質量%以下であってもよい。 (22) In any one of (1) to (21) above, the content of the organic preservative contained in the negative electrode material may be 1.0% by mass or less, or 0.5% by mass or less.

(23)上記(1)~(22)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料は、さらに硫酸バリウムを含んでもよい。 (23) In any one of (1) to (22) above, the negative electrode material may further contain barium sulfate.

(24)上記(23)において、前記負極電極材料中の前記硫酸バリウムの含有量は、0.05質量%以上、または0.10質量%以上であってもよい。 (24) In (23) above, the content of barium sulfate in the negative electrode material may be 0.05% by mass or more, or 0.10% by mass or more.

(25)上記(24)において、前記負極電極材料中の前記硫酸バリウムの含有量は、3質量%以下、または2質量%以下であってもよい。 (25) In (24) above, the content of barium sulfate in the negative electrode material may be 3% by mass or less, or 2% by mass or less.

(26)上記(1)~(25)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料は、さらに炭素質材料を含んでもよい。 (26) In any one of (1) to (25) above, the negative electrode material may further include a carbonaceous material.

(27)上記(26)において、前記負極電極材料中の前記炭素質材料の含有量は、0.05質量%以上、または0.10質量%以上であってもよい。 (27) In (26) above, the content of the carbonaceous material in the negative electrode material may be 0.05% by mass or more, or 0.10% by mass or more.

(28)上記(26)または(27)において、前記負極電極材料中の前記炭素質材料の含有量は、5質量%以下、または3質量%以下であってもよい。 (28) In (26) or (27) above, the content of the carbonaceous material in the negative electrode material may be 5% by mass or less, or 3% by mass or less.

(29)上記(1)~(28)のいずれか1つにおいて、前記表面層中のSnの含有量は、2質量%以上、2.5質量%以上、5質量%以上、または7.5質量%以上であってもよく、7.5質量%より多くてもよく、10質量%以上または15質量%以上であってもよい。 (29) In any one of (1) to (28) above, the Sn content in the surface layer may be 2% by mass or more, 2.5% by mass or more, 5% by mass or more, or 7.5% by mass or more, or may be more than 7.5% by mass, or may be 10% by mass or more, or 15% by mass or more.

(30)上記(1)~(29)のいずれか1つにおいて、前記表面層中のSnの含有量は、50質量%未満、30質量%以下、25質量%以下、または20質量%以下であってもよい。 (30) In any one of (1) to (29) above, the Sn content in the surface layer may be less than 50% by mass, 30% by mass or less, 25% by mass or less, or 20% by mass or less.

(31)上記(1)~(30)のいずれか1つにおいて、前記表面層中のSnの含有量は、10質量%以上30質量%以下であってもよい。 (31) In any one of (1) to (30) above, the Sn content in the surface layer may be 10% by mass or more and 30% by mass or less.

(32)上記(1)~(31)のいずれか1つにおいて、前記表面層の厚みは、0.01mm以上、0.015mm以上、または0.02mm以上であってもよい。 (32) In any one of (1) to (31) above, the thickness of the surface layer may be 0.01 mm or more, 0.015 mm or more, or 0.02 mm or more.

(33)上記(1)~(32)のいずれか1つにおいて、前記表面層の厚みは、0.1mm以下、または0.05mm以下であってもよい。 (33) In any one of (1) to (32) above, the thickness of the surface layer may be 0.1 mm or less, or 0.05 mm or less.

(34)上記(1)~(31)のいずれか1つにおいて、前記表面層の厚みは、0.015mm以上0.05mm以下であってもよい。 (34) In any one of (1) to (31) above, the surface layer may have a thickness of 0.015 mm or more and 0.05 mm or less.

(35)鉛蓄電池は、正極板と、上記(1)~(34)のいずれか1つに記載の負極板と、電解液とを備える。 (35) A lead-acid battery includes a positive electrode plate, the negative electrode plate according to any one of (1) to (34) above, and an electrolytic solution.

(36)上記(35)において、満充電状態の前記鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、1.20以上、または1.25以上であってもよい。 (36) In (35) above, the specific gravity of the electrolyte at 20° C. in the fully charged lead-acid battery may be 1.20 or more, or 1.25 or more.

(37)上記(35)または(36)において、満充電状態の前記鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、1.35以下、または1.32以下であってもよい。 (37) In (35) or (36) above, the specific gravity at 20° C. of the electrolyte in the lead-acid battery in a fully charged state may be 1.35 or less, or 1.32 or less.

[実施例]
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[Example]
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~E3およびR1~R5》
(1)鉛蓄電池の作製
(a)負極板の作製
Pb-Ca-Sn系合金製のシートに、Pb-Sn合金シートを重ね、この状態で圧延した後に、エキスパンド加工する。これにより、Pb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子の耳部に、Snを含む鉛合金の表面層を設ける。既述の手順で求められる表面層のSn含有量は10質量%である。既述の手順で測定される表面層の厚みは0.015mmである。このようにして形成される表面層を耳部に有する格子を、負極集電体として用いる。
なお、鉛蓄電池R2~R5では、耳部に表面層を設けない状態のPb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子を用いる。
<<Lead-acid batteries E1 to E3 and R1 to R5>>
(1) Production of lead-acid battery (a) Production of negative electrode plate A Pb--Sn alloy sheet is layered on a Pb--Ca--Sn alloy sheet, rolled in this state, and then expanded. As a result, a surface layer of a lead alloy containing Sn is provided on the ears of the expanded lattice made of the Pb--Ca--Sn alloy. The Sn content in the surface layer determined by the procedure described above is 10% by mass. The thickness of the surface layer measured by the procedure described above is 0.015 mm. A grid having a surface layer formed in this manner on the ears is used as a negative electrode current collector.
In the lead-acid batteries R2 to R5, an expanded grid made of a Pb--Ca--Sn alloy with no surface layer on the ears is used.

鉛粉、水、希硫酸、カーボンブラック、有機防縮剤、硫酸バリウムを混合して、負極ペーストを得る。このとき、いずれも既述の手順で求められる負極電極材料中の有機防縮剤の含有量、カーボンブラック、および硫酸バリウムの含有量が、それぞれ、0.10質量%、0.30質量%、および0.60質量%となるように各成分を混合する。負極ペーストを、負極集電体の網目部に充填し、熟成、乾燥し、未化成の負極板を得る。 A negative electrode paste is obtained by mixing lead powder, water, dilute sulfuric acid, carbon black, an organic shrinkage agent, and barium sulfate. At this time, each component is mixed so that the content of the organic shrinkage agent, the content of carbon black, and the content of barium sulfate in the negative electrode material, which are all obtained by the procedure described above, are 0.10% by mass, 0.30% by mass, and 0.60% by mass, respectively. The negative electrode paste is filled in the mesh portion of the negative electrode current collector, aged and dried to obtain an unformed negative electrode plate.

有機防縮剤としては、表2に示す縮合物を用いる。表2に示す縮合物は下記の通りである。なお、各有機防縮剤におけるモノマーのモル比は、既述の手順で求められるユニットのモル比率に相当する。a1~a3の有機防縮剤について、既述の手順で求められる窒素原子含有量は、1質量%以下(より具体的には0.1質量%以下)である。
a1(第1有機防縮剤):ビスフェノールSとフェノールスルホン酸(=2:8(モル比))のホルムアルデヒド縮合物(硫黄元素含有量:5000μmol/g、Mw:8000)
a2(第1有機防縮剤):ビスフェノールAとフェノールスルホン酸(=2:8(モル比))のホルムアルデヒド縮合物(硫黄元素含有量:4000μmol/g、Mw:8000)
a3(第1有機防縮剤):亜硫酸ナトリウムの存在下でビスフェノールSとビスフェノールA(=2:8(モル比))とホルムアルデヒドとを縮合させた縮合物(硫黄元素含有量:4000μmol/g、Mw:9000)
b1(第2有機防縮剤):リグニンスルホン酸ナトリウム(硫黄元素含有量:600μmol/g、Mw:5500)
Condensates shown in Table 2 are used as organic shrink-proofing agents. The condensates shown in Table 2 are as follows. The molar ratio of the monomers in each organic anti-shrinking agent corresponds to the molar ratio of the units obtained by the procedure described above. The nitrogen atom content determined by the procedure described above for the organic anti-shrinking agents a1 to a3 is 1% by mass or less (more specifically, 0.1% by mass or less).
a1 (first organic shrink-proofing agent): formaldehyde condensate of bisphenol S and phenolsulfonic acid (= 2:8 (molar ratio)) (elemental sulfur content: 5000 µmol/g, Mw: 8000)
a2 (first organic shrink-proofing agent): formaldehyde condensate of bisphenol A and phenolsulfonic acid (= 2:8 (molar ratio)) (elemental sulfur content: 4000 µmol/g, Mw: 8000)
a3 (first organic shrink-proofing agent): a condensate obtained by condensing bisphenol S and bisphenol A (=2:8 (molar ratio)) with formaldehyde in the presence of sodium sulfite (sulfur element content: 4000 μmol/g, Mw: 9000)
b1 (second organic shrink-proofing agent): sodium ligninsulfonate (sulfur element content: 600 μmol/g, Mw: 5500)

(b)正極板の作製
原料の鉛粉を硫酸水溶液と混合して、正極ペーストを得る。正極ペーストを、Pb-Ca-Sn合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成乾燥し、未化成の正極板を得る。
(b) Preparation of positive electrode plate A raw material lead powder is mixed with an aqueous sulfuric acid solution to obtain a positive electrode paste. The positive electrode paste is filled in the mesh part of the expanded lattice made of Pb--Ca--Sn alloy, and aged and dried to obtain an unformed positive electrode plate.

(c)鉛蓄電池の作製
未化成の負極板を、ポリエチレン製の微多孔膜で形成された袋状セパレータに収容し、未化成の負極板5枚と未化成の正極板4枚とで極板群を形成する。
極板群を電槽内に挿入し、電解液を注液して、電槽内で化成を施して、鉛電池の定格電圧は12Vで、定格容量が30Ah(5時間率)の液式の鉛蓄電池E1~E3およびR1~R5を作製する。電解液としては、化成後の比重が1.28(20℃)である、硫酸水溶液を用いる。なお、上記の化成により鉛蓄電池は満充電状態となる。
(c) Production of lead-acid battery An unchemically formed negative electrode plate is housed in a bag-shaped separator made of a polyethylene microporous film, and an electrode plate group is formed by five unchemically formed negative electrode plates and four unchemically formed positive electrode plates.
The electrode plate group is inserted into the battery case, the electrolyte is injected, and chemical conversion is performed in the battery case to produce liquid lead-acid batteries E1 to E3 and R1 to R5 with a rated voltage of 12 V and a rated capacity of 30 Ah (5 hour rate). As the electrolytic solution, an aqueous sulfuric acid solution having a specific gravity of 1.28 (20° C.) after chemical conversion is used. Note that the lead-acid battery is fully charged by the chemical conversion.

(2)評価
(a)耳部の厚み減少
上記で作製した鉛蓄電池から負極板を取り出して、水洗、乾燥し、耳部の厚み(初期厚み:t)を測定する。
上記で作製した鉛蓄電池について、表1に示すパターン(PSOC充放電パターン)で、充放電を行なう。充放電後の鉛蓄電池から負極板を取り出して、水洗、乾燥し、耳部の厚みtを測定する。そして、充放電サイクルによる耳部の厚みの減少量(=t-t(mm))を求める。
なお、耳部の厚みは、耳部の任意の5点の厚みをノギスで測定し、平均化することにより求める。
結果を表2に示す。
(2) Evaluation (a) Reduction in Ear Thickness The negative electrode plate is taken out from the lead-acid battery prepared above, washed with water and dried, and the thickness of the ear (initial thickness: t 0 ) is measured.
The lead-acid battery produced above is charged and discharged according to the pattern shown in Table 1 (PSOC charge/discharge pattern). The negative electrode plate is taken out from the lead-acid battery after charging and discharging, washed with water and dried, and the thickness t1 of the ear portion is measured. Then, the amount of decrease in the thickness of the ear portion (=t 0 -t 1 (mm)) due to charge/discharge cycles is obtained.
The thickness of the ear portion is determined by measuring the thickness of the ear portion at any five points with a vernier caliper and averaging the measured values.
Table 2 shows the results.

Figure 0007314747000001
Figure 0007314747000001

Figure 0007314747000002
Figure 0007314747000002

表2に示されるように、耳部に表面層を設けない場合には、第1有機防縮剤を用いても、負極板の耳部の厚みの減少量は大きい(鉛蓄電池R1~R4)。それに対し、Snを含む鉛合金を含む表面層を耳部に設けた負極板を用いる場合には、第1有機防縮剤を用いることで、耳部の厚みの減少量を低減できる。より具体的には、リグニンスルホン酸ナトリウムを有機防縮剤として用いる鉛蓄電池R1に比べて、第1有機防縮剤を用いる鉛蓄電池E1~E3では、PSOCサイクルで充放電を繰り返した後の負極板の耳部の厚みの減少量が低減されている。表面層を設けない場合、リグニンスルホン酸ナトリウムに代えて第1有機防縮剤を用いることによる耳部の厚みの減少量を低減する効果は、0.05~0.12mmである(R2~R4とR5との比較)。それに対し、表面層を設けた場合には、リグニンスルホン酸ナトリウムに代えて第1有機防縮剤を用いることによる耳部の厚みの減少量を低減する効果は、0.08~0.2mmとなる(E1~E3とR1との比較)。つまり、鉛蓄電池E1~E3では、表面層を設ける効果と、第1有機防縮剤を用いる効果のそれぞれから予想されるよりも高い効果が得られる。つまり、表面層と第1有機防縮剤との組み合わせにより、耳部の厚みの減少を相乗的に低減できると言える。これは、リグニンスルホン酸ナトリウムに比べて第1有機防縮剤が耳部に吸着され易いためと考えられる。より具体的には、第1有機防縮剤の耳部への吸着性が高いことで、耳部の鉛の酸化還元の反応面積が減少することに加え、表面層の腐食が抑制されることで、表面層による耳部の高い腐食防止効果が維持されるためと考えられる。 As shown in Table 2, when the surface layer was not provided on the lugs, even when the first organic shrink-proofing agent was used, the thickness of the lugs of the negative electrode plates decreased significantly (lead-acid batteries R1 to R4). On the other hand, in the case of using a negative electrode plate having a surface layer containing a lead alloy containing Sn on the lugs, the use of the first organic anti-shrinking agent can reduce the decrease in the thickness of the lugs. More specifically, compared to the lead-acid battery R1 using sodium ligninsulfonate as an organic expander, in the lead-acid batteries E1 to E3 using the first organic expander, the amount of decrease in the thickness of the tab of the negative electrode plate after repeated charging and discharging in the PSOC cycle is reduced. When the surface layer is not provided, the effect of reducing the thickness reduction of the selvage by using the first organic shrink-proofing agent instead of sodium lignosulfonate is 0.05 to 0.12 mm (comparison between R2 to R4 and R5). On the other hand, when a surface layer is provided, the effect of reducing the amount of decrease in the thickness of the ear portion by using the first organic shrink-proofing agent instead of sodium lignosulfonate is 0.08 to 0.2 mm (comparison between E1 to E3 and R1). In other words, in the lead-acid batteries E1 to E3, a higher effect than expected is obtained from the effect of providing the surface layer and the effect of using the first organic shrink-proofing agent. In other words, it can be said that the combination of the surface layer and the first organic shrink-proofing agent synergistically reduces the reduction in the thickness of the lugs. It is believed that this is because the first organic shrink-proofing agent is more likely to be adsorbed to the lugs than sodium lignosulfonate. More specifically, it is believed that the high adsorption property of the first organic anti-shrinking agent to the lugs reduces the lead redox reaction area of the lugs and suppresses the corrosion of the surface layer, thereby maintaining the high anti-corrosion effect of the lugs by the surface layer.

また、第1有機防縮剤のうち、特に、少なくとも、ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤を用いる場合には、耳部の厚みの減少量を小さくすることができる(鉛蓄電池E1およびE2)。 Further, among the first organic anti-shrinking agents, when at least the first organic anti-shrinking agent containing at least a unit of a monocyclic aromatic compound having a hydroxy group is used, the decrease in the thickness of the ear can be reduced (lead-acid batteries E1 and E2).

《鉛蓄電池E1-1~E3-7、およびR1-1~R1-7》
既述の手順で求められる負極集電体の耳部の表面層中のSn含有量が表3に示す値となるように、用いるPb-Sn合金シート中のSn含有量を調節する。有機防縮剤としては表3に示すものを用いる。これら以外は、鉛蓄電池E1と同様にして、鉛蓄電池を作製し、評価を行う。
<<Lead-acid batteries E1-1 to E3-7, and R1-1 to R1-7>>
The Sn content in the Pb—Sn alloy sheet to be used is adjusted so that the Sn content in the surface layer of the ear portion of the negative electrode current collector obtained by the above-described procedure is the value shown in Table 3. As the organic anti-shrinking agent, those shown in Table 3 are used. Except for these, a lead-acid battery is produced and evaluated in the same manner as the lead-acid battery E1.

結果を表3に示す。表3には、鉛蓄電池E1~E3およびR1~R5の結果も合わせて示す。また、表3のSn含有量と耳部の厚み減少量との関係を図2に示す。 Table 3 shows the results. Table 3 also shows the results of lead-acid batteries E1 to E3 and R1 to R5. Also, FIG. 2 shows the relationship between the Sn content in Table 3 and the thickness reduction amount of the ear portion.

Figure 0007314747000003
Figure 0007314747000003

表3および図2に示されるように、表面層中のSn含有量を変更した場合にも、第1有機防縮剤を用いることで、耳部の厚みの減少量を低減できる。特に、表面層中のSn含有量が、10質量%以上になると、耳部の厚みの減少量が大幅に低減される。図2からSn含有量が7.5質量%と10質量%との間に臨界点が存在し、10質量%以上で特に高い効果が得られることが分かる。従って、耳部に厚み減少のより高い抑制効果を確保する観点からは、表面層中のSn含有量は10質量%以上が好ましい。 As shown in Table 3 and FIG. 2, even when the Sn content in the surface layer is changed, the use of the first organic shrink-proofing agent can reduce the reduction in the thickness of the lugs. In particular, when the Sn content in the surface layer is 10% by mass or more, the decrease in the thickness of the lugs is significantly reduced. From FIG. 2, it can be seen that there is a critical point between the Sn content of 7.5 mass % and 10 mass %, and a particularly high effect is obtained at 10 mass % or more. Therefore, from the viewpoint of securing a higher effect of suppressing thickness reduction in the ear portions, the Sn content in the surface layer is preferably 10% by mass or more.

《鉛蓄電池E4-1~E10-3》
(1)鉛蓄電池の作製
有機防縮剤として、表4に示す含有量でフェノールスルホン酸ユニットを含むビスフェノールSとフェノールスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物を用いる。鉛蓄電池E4-1~E4-3では、有機防縮剤として、ビスフェノールSのホルムアルデヒド縮合物を用いる。鉛蓄電池E10-1~E10-3では、有機防縮剤として、フェノールスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物を用いる。また、既述の手順で求められる負極集電体の耳部の表面層中のSn含有量が表4に示す値となるように、用いるPb-Sn合金シート中のSn含有量を調節する。これら以外は、鉛蓄電池E1と同様にして、鉛蓄電池を作製し、下記の評価を行う。
《Lead-acid batteries E4-1 to E10-3》
(1) Preparation of lead-acid battery As an organic anti-shrinking agent, a formaldehyde condensate of bisphenol S containing a phenolsulfonic acid unit and phenolsulfonic acid having a content shown in Table 4 is used. In the lead-acid batteries E4-1 to E4-3, a formaldehyde condensate of bisphenol S is used as an organic anti-shrinking agent. In the lead-acid batteries E10-1 to E10-3, a formaldehyde condensate of phenolsulfonic acid is used as an organic shrinkage agent. Also, the Sn content in the Pb—Sn alloy sheet used is adjusted so that the Sn content in the surface layer of the lug portion of the negative electrode current collector obtained by the above-described procedure is the value shown in Table 4. Except for these, a lead-acid battery was produced in the same manner as the lead-acid battery E1, and the following evaluations were performed.

(2)評価
(b)低温HR放電性能
作製した鉛蓄電池(満充電状態の鉛蓄電池)を、放電電流150Aにて、-15℃±0.3℃で端子電圧が1V/セルに到達するまで放電し、このときの放電時間(放電持続時間)(s)を求める。鉛蓄電池E4-1の放電持続時間を100%としたときの比率(%)を低温HR放電性能の指標とする。
(2) Evaluation (b) Low-temperature HR discharge performance The produced lead-acid battery (fully charged lead-acid battery) is discharged at a discharge current of 150 A at -15 ° C. ± 0.3 ° C. until the terminal voltage reaches 1 V / cell, and the discharge time (discharge duration) (s) at this time is determined. The ratio (%) when the discharge duration of the lead-acid battery E4-1 is assumed to be 100% is used as an index of the low-temperature HR discharge performance.

鉛蓄電池E1、E1-5、およびE1-7についても同様の評価を行う。結果を表4に示す。また、表4におけるフェノールスルホン酸ユニットの含有量と低温HR放電性能との関係を図3に示す。 Similar evaluations are made for lead-acid batteries E1, E1-5, and E1-7. Table 4 shows the results. FIG. 3 shows the relationship between the content of the phenolsulfonic acid unit in Table 4 and the low-temperature HR discharge performance.

Figure 0007314747000004
Figure 0007314747000004

《鉛蓄電池E11-1~E16-3》
有機防縮剤として、表5に示す含有量でフェノールスルホン酸ユニットを含むビスフェノールAとフェノールスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物を用いる。鉛蓄電池E18-1~E18-3では、有機防縮剤として、ビスフェノールAのホルムアルデヒド縮合物を用いる。また、既述の手順で求められる負極集電体の耳部の表面層中のSn含有量が表5に示す値となるように、用いるPb-Sn合金シート中のSn含有量を調節する。これら以外は、鉛蓄電池E2と同様にして、鉛蓄電池を作製し、上記(b)の低温HR放電性能の評価を行う。
《Lead-acid batteries E11-1 to E16-3》
A formaldehyde condensate of bisphenol A containing a phenolsulfonic acid unit and phenolsulfonic acid having the content shown in Table 5 is used as an organic shrink-proofing agent. In the lead-acid batteries E18-1 to E18-3, a formaldehyde condensate of bisphenol A is used as an organic anti-shrinking agent. In addition, the Sn content in the Pb—Sn alloy sheet used is adjusted so that the Sn content in the surface layer of the lug portion of the negative electrode current collector obtained by the above-described procedure is the value shown in Table 5. Except for these, a lead-acid battery is produced in the same manner as the lead-acid battery E2, and the low-temperature HR discharge performance of (b) above is evaluated.

鉛蓄電池E2、E2-5、およびE2-7についても同様の評価を行う。結果を表5に示す。表5には、鉛蓄電池E10-1~E10-3の結果も合わせて示す。また、表5におけるフェノールスルホン酸ユニットの含有量と低温HR放電性能との関係を図4に示す。 Similar evaluations are made for lead-acid batteries E2, E2-5, and E2-7. Table 5 shows the results. Table 5 also shows the results of lead-acid batteries E10-1 to E10-3. FIG. 4 shows the relationship between the content of the phenolsulfonic acid unit in Table 5 and the low-temperature HR discharge performance.

Figure 0007314747000005
Figure 0007314747000005

図3および図4に示されるように、より高い低温HR放電性能を確保する観点からは、第1ユニット(フェノールスルホン酸ユニットなど)と第2ユニットの総量に占める第1ユニットの比率は、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。また、同様の観点から、第1ユニットの比率は、90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, from the viewpoint of ensuring higher low-temperature HR discharge performance, the ratio of the first unit to the total amount of the first unit (such as the phenolsulfonic acid unit) and the second unit is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more. From the same point of view, the ratio of the first unit is preferably 90 mol % or less, more preferably 80 mol % or less.

《鉛蓄電池E17-1~E21-3》
有機防縮剤として、表6に示す含有量でビスフェノールSユニットを含むビスフェノールSとビスフェノールAのホルムアルデヒド縮合物を用いる。また、既述の手順で求められる負極集電体の耳部の表面層中のSn含有量が表6に示す値となるように、用いるPb-Sn合金シート中のSn含有量を調節する。これら以外は、鉛蓄電池E3と同様にして、鉛蓄電池を作製し、上記(b)の低温HR放電性能の評価を行う。
《Lead-acid batteries E17-1 to E21-3》
A formaldehyde condensate of bisphenol S and bisphenol A having a content shown in Table 6 and containing a bisphenol S unit is used as an organic shrink-proofing agent. In addition, the Sn content in the Pb—Sn alloy sheet used is adjusted so that the Sn content in the surface layer of the lug portion of the negative electrode current collector obtained by the above-described procedure is the value shown in Table 6. Except for these, a lead-acid battery is produced in the same manner as the lead-acid battery E3, and the low-temperature HR discharge performance of the above (b) is evaluated.

鉛蓄電池E3、E3-5、およびE3-7についても同様の評価を行う。結果を表6に示す。表6には、鉛蓄電池E4-1~E4-3およびE11-1~E11-3の結果も合わせて示す。また、表6におけるビスフェノールSユニットの含有量と低温HR放電性能との関係を図5に示す。 Similar evaluations are made for lead-acid batteries E3, E3-5, and E3-7. Table 6 shows the results. Table 6 also shows the results of lead-acid batteries E4-1 to E4-3 and E11-1 to E11-3. FIG. 5 shows the relationship between the bisphenol S unit content in Table 6 and the low-temperature HR discharge performance.

Figure 0007314747000006
Figure 0007314747000006

図5に示されるように、より高い低温HR放電性能を確保する観点からは、ビスフェノールS化合物のユニット(ビスフェノールSユニットなど)とビスフェノールA化合物のユニット(ビスフェノールAユニットなど)の総量に占めるビスフェノールS化合物のユニットの比率は、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。また、同様の観点から、ビスフェノールS化合物のユニットの比率は、90モル%以下が好ましく、80モル%以下がより好ましい。 As shown in FIG. 5, from the viewpoint of ensuring higher low-temperature HR discharge performance, the ratio of the bisphenol S compound unit to the total amount of the bisphenol S compound unit (bisphenol S unit, etc.) and the bisphenol A compound unit (bisphenol A unit, etc.) is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more. From the same point of view, the ratio of the bisphenol S compound unit is preferably 90 mol % or less, more preferably 80 mol % or less.

本発明の一側面および他の側面に係る鉛蓄電池は、PSOC条件下で充放電されるIS用鉛蓄電池として有用である。IS用鉛蓄電池は、アイドリングストップ車に適している。また、鉛蓄電池は、例えば、車両(自動車、バイクなど)の始動用電源、産業用蓄電装置(電動車両(フォークリフトなど)など)の電源として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り、これらの用途に限定されるものではない。 A lead-acid battery according to one aspect and another aspect of the present invention is useful as an IS lead-acid battery that is charged and discharged under PSOC conditions. IS lead-acid batteries are suitable for idling stop vehicles. In addition, lead-acid batteries can also be suitably used, for example, as power sources for starting vehicles (automobiles, motorcycles, etc.) and power sources for industrial power storage devices (electric vehicles (forklifts, etc.), etc.). In addition, these uses are mere examples, and are not limited to these uses.

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
1: Lead storage battery 2: Negative electrode plate 3: Positive electrode plate 4: Separator 5: Positive electrode shelf 6: Negative electrode shelf 7: Positive electrode column 8: Through connector 9: Negative column 11: Electrode plate group 12: Battery container 13: Partition wall 14: Cell chamber 15: Lid 16: Negative electrode terminal 17: Positive electrode terminal 18: Liquid spout plug

Claims (10)

耳部を有する負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極電極材料とを備え、
前記耳部は、Snを含む鉛合金を含む表面層を有し、
前記負極電極材料は、芳香族化合物のユニットを含む有機防縮剤を含み、
前記有機防縮剤は、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤(リグニン化合物を除く)を含み、
前記有機防縮剤中の窒素原子含有量は、1質量%以下である、鉛蓄電池用負極板。
A negative electrode current collector having ears, and a negative electrode material supported on the negative electrode current collector,
The ears have a surface layer containing a lead alloy containing Sn,
The negative electrode material comprises an organic expander containing units of an aromatic compound,
The organic shrink-proofing agent comprises a first organic shrink-proofing agent (excluding the lignin compound) containing an aromatic compound unit having a hydroxy group,
A negative electrode plate for a lead-acid battery , wherein the nitrogen atom content in the organic shrink-proofing agent is 1% by mass or less .
前記ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットは、ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニット、およびヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項に記載の鉛蓄電池用負極板。 The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1 , wherein the aromatic compound unit having a hydroxy group is at least one selected from the group consisting of a bisarene compound unit having a hydroxy group and a monocyclic aromatic compound unit having a hydroxy group. 前記有機防縮剤は、少なくとも前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットを含む、請求項に記載の鉛蓄電池用負極板。 3. The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 2 , wherein the organic anti-shrinking agent contains at least the unit of the monocyclic aromatic compound having the hydroxy group. 耳部を有する負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極電極材料とを備え、A negative electrode current collector having ears, and a negative electrode material supported on the negative electrode current collector,
前記耳部は、Snを含む鉛合金を含む表面層を有し、 The ears have a surface layer containing a lead alloy containing Sn,
前記負極電極材料は、芳香族化合物のユニットを含む有機防縮剤を含み、 The negative electrode material comprises an organic expander containing units of an aromatic compound,
前記有機防縮剤は、ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットを含む第1有機防縮剤(リグニン化合物を除く)を含み、 The organic shrink-proofing agent comprises a first organic shrink-proofing agent (excluding the lignin compound) containing an aromatic compound unit having a hydroxy group,
前記ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットは、少なくとも前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットを含む、鉛蓄電池用負極板。 A negative electrode plate for a lead-acid battery, wherein the unit of the aromatic compound having a hydroxy group includes at least the unit of the monocyclic aromatic compound having a hydroxy group.
前記有機防縮剤は、前記ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニットと、前記ヒドロキシ基を有する単環式芳香族化合物のユニットとを含む、請求項2~4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用負極板。 The negative electrode plate for a lead-acid battery according to any one of claims 2 to 4, wherein the organic anti-shrinking agent includes a unit of the bisarene compound having the hydroxyl group and a unit of the monocyclic aromatic compound having the hydroxyl group. 前記ヒドロキシ基を有するビスアレーン化合物のユニットは、少なくともビスフェノールS化合物のユニットである、請求項5に記載の鉛蓄電池用負極板。 6. The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 5, wherein the bisarene compound unit having a hydroxyl group is at least a bisphenol S compound unit. 前記第1有機防縮剤は、前記ヒドロキシ基を有する芳香族化合物のユニットとして、ビスフェノールS化合物のユニットとビスフェノールA化合物のユニットとを含む、請求項1または2に記載の鉛蓄電池用負極板。 3. The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein said first organic anti-shrinking agent includes a bisphenol S compound unit and a bisphenol A compound unit as said aromatic compound unit having a hydroxy group. 前記表面層中のSnの含有量は、10質量%以上30質量%以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用負極板。 8. The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein the Sn content in said surface layer is 10% by mass or more and 30% by mass or less. 前記表面層の厚みは、0.015mm以上0.05mm以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用負極板。 9. The negative electrode plate for a lead-acid battery according to claim 1, wherein said surface layer has a thickness of 0.015 mm or more and 0.05 mm or less. 正極板と、請求項1~9のいずれか1項に記載の負極板と、電解液とを備える、鉛蓄電池。 A lead-acid battery comprising a positive plate, a negative plate according to any one of claims 1 to 9, and an electrolytic solution.
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