JPWO2019021691A1 - Lead acid battery - Google Patents

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Abstract

鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液と、を備える。負極板は、炭素材料を含有する負極電極材料を含み、炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含む。第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は、15以上155以下である。負極板と正極板との間に、多孔質層が配されている。The lead storage battery includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution. The negative electrode plate includes a negative electrode electrode material containing a carbon material, and the carbon material includes a first carbon material having a particle diameter of 32 μm or more and a second carbon material having a particle diameter of less than 32 μm. The ratio R2/R1 of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material is 15 or more and 155 or less. A porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

Description

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

鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液とを含む。負極板は、負極電極材料を含む。負極電極材料には、炭素材料が添加される。   Lead acid batteries are used in various applications such as in-vehicle and industrial applications. The lead acid battery includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution. The negative electrode plate includes a negative electrode material. A carbon material is added to the negative electrode material.

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、充電制御やアイドリングストップ・スタート(ISS)の際には、鉛蓄電池がPSOCで使用されることになる。そのため、鉛蓄電池には、PSOC条件下での充放電サイクルにおいて寿命性能(以下、PSOC寿命性能)に優れることが求められる。
特許文献1では、PSOC寿命性能の改善のために、炭素材料としてカーボンブラックを負極板に添加することが提案されている。
Lead-acid batteries are sometimes used in a state of insufficient charge called a partial charge state (PSOC). For example, in charge control and idling stop start (ISS), a lead acid battery is used in PSOC. Therefore, the lead storage battery is required to have excellent life performance (hereinafter, PSOC life performance) in a charge/discharge cycle under PSOC conditions.
Patent Document 1 proposes to add carbon black as a carbon material to the negative electrode plate in order to improve the PSOC life performance.

国際公開第2013/005733号パンフレットInternational publication 2013/005733 pamphlet

しかし、カーボンブラックは、負極電極材料中で凝集し易く、導電ネットワークが形成され難いため、PSOC寿命性能の改善は依然として不十分である。
また、PSOC条件下で充放電が繰り返されると、電解液中に鉛が溶解し、鉛を含む成分がセパレータ内に浸透し、負極板から正極板に向けて金属鉛のデンドライトが成長し、内部短絡(浸透短絡)が生じることがある。
However, since carbon black easily aggregates in the negative electrode material and a conductive network is difficult to be formed, the improvement of PSOC life performance is still insufficient.
In addition, when charging and discharging are repeated under PSOC conditions, lead is dissolved in the electrolytic solution, a component containing lead permeates into the separator, and a dendrite of metallic lead grows from the negative electrode plate to the positive electrode plate. Short circuit (osmotic short circuit) may occur.

本発明の一側面は、鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液と、を備え、
前記負極板は、炭素材料を含有する負極電極材料を含み、
前記炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含み、
前記第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、前記第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は、15以上155以下であり、
前記負極板と前記正極板との間に、多孔質層が配されている、鉛蓄電池に関する。
One aspect of the present invention is a lead acid battery,
The lead acid battery includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution,
The negative electrode plate includes a negative electrode material containing a carbon material,
The carbon material includes a first carbon material having a particle diameter of 32 μm or more and a second carbon material having a particle diameter of less than 32 μm,
A ratio of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material: R2/R1 is 15 or more and 155 or less,
The present invention relates to a lead storage battery in which a porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

鉛蓄電池において、浸透短絡を抑制するとともに、PSOC寿命性能を高めることができる。   In a lead acid battery, it is possible to suppress permeation short circuit and improve the PSOC life performance.

本発明の実施形態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。FIG. 1 is an exploded perspective view with a part cut away showing an external appearance and an internal structure of a lead storage battery according to an embodiment of the present invention.

本発明の一側面は、鉛蓄電池であって、鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液と、を備える。負極板は、炭素材料を含有する負極電極材料を含み、炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含む。第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は、15以上155以下である。負極板と正極板との間に、多孔質層が配されている。   One aspect of the present invention is a lead storage battery, which includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution. The negative electrode plate includes a negative electrode electrode material containing a carbon material, and the carbon material includes a first carbon material having a particle diameter of 32 μm or more and a second carbon material having a particle diameter of less than 32 μm. The ratio R2/R1 of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material is 15 or more and 155 or less. A porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

上記構成を満たす場合、金属鉛のデンドライトの成長により生じる浸透短絡が抑制されるとともに、PSOC寿命性能が向上する。   When the above configuration is satisfied, permeation short circuit caused by the growth of dendrite of metallic lead is suppressed, and PSOC life performance is improved.

炭素材料には、様々な粉体抵抗を有するものが知られている。粉末材料の粉体抵抗は、粒子の形状、粒子径、粒子の内部構造、および/または粒子の結晶性などにより変化することが知られている。従来の技術常識では、炭素材料の粉体抵抗は、負極板の抵抗には直接的な関係はなく、PSOC寿命性能に対して影響を及ぼすとは考えられていない。   Carbon materials having various powder resistances are known. It is known that the powder resistance of the powder material changes depending on the shape of the particles, the particle diameter, the internal structure of the particles, and/or the crystallinity of the particles. According to the conventional common general knowledge, the powder resistance of the carbon material is not directly related to the resistance of the negative electrode plate and is not considered to affect the PSOC life performance.

それに対し、本発明の上記側面では、粒子径の異なる第1炭素材料と第2炭素材料とを組み合わせて用い、第1炭素材料と第2炭素材料との粉体抵抗比R2/R1を15〜155の範囲に制御することで、高いPSOC寿命性能を得ることができる。これは、粉体抵抗比R2/R1を上記の範囲に制御することで、負極電極材料中に導電ネットワークが形成され易くなり、形成された導電ネットワークが維持され易くなることによるものと推測される。   On the other hand, in the above aspect of the present invention, the first carbon material and the second carbon material having different particle sizes are used in combination, and the powder resistance ratio R2/R1 of the first carbon material and the second carbon material is 15 to By controlling in the range of 155, high PSOC life performance can be obtained. It is presumed that this is because by controlling the powder resistance ratio R2/R1 within the above range, a conductive network is easily formed in the negative electrode material, and the formed conductive network is easily maintained. ..

負極電極材料中に導電ネットワークが形成されると、負極板における抵抗が低い部分(炭素材料近傍)で、放電の際に負極活物質が酸化され易くなるとともに、充電の際には負極板の表面で電解液に含まれる鉛イオンが還元され、金属鉛が析出し易くなり、金属鉛のデンドライトが成長し易くなる。   When a conductive network is formed in the negative electrode material, the negative electrode active material is easily oxidized at the time of discharging in the low resistance portion (near the carbon material) of the negative electrode plate, and at the time of charging, the surface of the negative electrode plate. At this point, lead ions contained in the electrolytic solution are reduced, metallic lead is easily deposited, and metallic lead dendrites are easily grown.

そこで、本発明の上記側面では、負極板と正極板との間に多孔質層を配置する。これにより、金属鉛のデンドライトの成長により生じる浸透短絡が抑制される。ただし、多孔質層を配置すると、内部抵抗が大きくなる。よって、従来の技術常識では、多孔質層を配置すると、PSOC寿命性能は低下するものと考えられている。   Therefore, in the above aspect of the present invention, the porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate. This suppresses permeation short circuit caused by the growth of metallic lead dendrites. However, arranging the porous layer increases the internal resistance. Therefore, it is considered that the PSOC life performance is deteriorated when the porous layer is arranged according to the conventional technical common sense.

それに対し、本発明の上記側面では、第1炭素材料と第2炭素材料とを、それらの粉体抵抗比R2/R1を15〜155の範囲に制御して用いることで、負極板と正極板との間に、多孔質層を配置しても、PSOC寿命性能の低下が抑制される。これは、第1炭素材料と第2炭素材料とを組み合わせて用いることにより、負極電極材料中に導電ネットワークが形成され易くなることによるものと推測される。また、多孔質層を配置する場合、電解液の成層化が抑制される。このことも、PSOC寿命性能の低下が抑制される要因の一つと推測される。   On the other hand, in the above aspect of the present invention, by using the first carbon material and the second carbon material while controlling their powder resistance ratio R2/R1 within the range of 15 to 155, the negative electrode plate and the positive electrode plate are used. Even if a porous layer is arranged between the two, the deterioration of PSOC life performance is suppressed. It is speculated that this is because the use of the first carbon material and the second carbon material in combination facilitates the formation of a conductive network in the negative electrode material. Further, when the porous layer is arranged, stratification of the electrolytic solution is suppressed. It is presumed that this is also one of the factors that suppress the deterioration of PSOC life performance.

また、負極板と正極板との間に多孔質層を配置する場合に、粉体抵抗比R2/R1を15〜155の範囲に制御しつつ、後述の比表面積比S2/S1や多孔質層の厚みなどを調節することで、充電受入性能も改善することができる。   Further, when the porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate, while controlling the powder resistance ratio R2/R1 in the range of 15 to 155, the specific surface area ratio S2/S1 and the porous layer described later are controlled. The charge acceptance performance can also be improved by adjusting the thickness of the battery.

(多孔質層)
多孔質層には、織布または不織布を用いることができる。不織布は、繊維を織らずに絡み合わせたマットである。織布または不織布は、繊維を主体とする。例えば、多孔質層の60質量%以上が繊維で形成されている。織布または不織布を構成する繊維としては、ガラス繊維、ポリマー繊維(ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などのポリエステル繊維など)、パルプ繊維などを用いることができる。中でも、ガラス繊維(例えばガラス繊維を含む不織布)が好ましい。ガラス繊維(例えばガラス繊維を含む不織布)の場合、PSOC寿命性能の向上効果および浸透短絡の抑制効果がバランス良く得られる。また、ガラス繊維を含む不織布は、ポリエチレン系繊維を含む不織布と同等の電気抵抗および密度を有するとともに、比較的安価であり、製造が容易である。織布または不織布は、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などを含んでもよい。
(Porous layer)
A woven fabric or a non-woven fabric can be used for the porous layer. Nonwoven fabric is a mat in which fibers are intertwined without being woven. Woven or non-woven fabrics are mainly composed of fibers. For example, 60% by mass or more of the porous layer is formed of fibers. As the fibers constituting the woven or non-woven fabric, glass fibers, polymer fibers (polyolefin fibers, acrylic fibers, polyester fibers such as polyethylene terephthalate fibers, etc.), pulp fibers and the like can be used. Of these, glass fibers (for example, non-woven fabric containing glass fibers) are preferable. In the case of glass fiber (for example, non-woven fabric containing glass fiber), the effect of improving the PSOC life performance and the effect of suppressing permeation short circuit can be obtained in good balance. Further, the non-woven fabric containing the glass fiber has the same electric resistance and density as the non-woven fabric containing the polyethylene fiber, is relatively inexpensive, and is easy to manufacture. The woven or non-woven fabric may contain components other than fibers, for example, acid-resistant inorganic powder, a polymer as a binder, and the like.

多孔質層は、負極板の表面に配置してもよく、正極板の表面に配置してもよいが、デンドライトの成長抑制の観点から、負極板の表面に配置することが好ましい。
多孔質層の配置方法としては、例えば、負極板または正極板の表面に織布または不織布を重ね合わせたり、織布または不織布で形成された袋体を準備し、負極板または正極板を袋体に収納したりすることが挙げられる。後述のセパレータに織布または不織布を貼り合わせてもよい。
The porous layer may be arranged on the surface of the negative electrode plate or the positive electrode plate, but is preferably arranged on the surface of the negative electrode plate from the viewpoint of suppressing dendrite growth.
As a method for disposing the porous layer, for example, a woven cloth or a non-woven cloth is laid on the surface of the negative electrode plate or the positive electrode plate, or a bag body made of the woven cloth or the non-woven cloth is prepared, and the negative electrode plate or the positive electrode plate is bagged It can be stored in. A woven fabric or a non-woven fabric may be attached to the separator described later.

多孔質層の一方の表面は、負極板または正極板の一方の表面と対向し、多孔質層の他方の表面は、後述のセパレータの一方の表面と対向する。多孔質層が織布または不織布で構成され、セパレータが後述の微多孔膜で構成される場合、多孔質層の他方の表面と、後述のセパレータの一方の表面とが対向する領域において、多孔質層の孔と、セパレータの孔とは互いに連通しない。このため、当該領域においても負極板から正極板へ向けてのデンドライトの成長が抑制される。   One surface of the porous layer faces one surface of the negative electrode plate or the positive electrode plate, and the other surface of the porous layer faces one surface of the separator described later. When the porous layer is composed of a woven or non-woven fabric and the separator is composed of a microporous film described later, the other surface of the porous layer and one surface of the separator described later are porous in a region facing each other. The holes in the layer and the holes in the separator do not communicate with each other. Therefore, even in this region, the growth of dendrites from the negative electrode plate to the positive electrode plate is suppressed.

多孔質層は、1枚の織布または不織布で構成してもよく、複数枚の織布または不織布を重ね合わせて構成してもよい。多孔質層の厚みは、例えば、5μm以上600μm未満である。なお、多孔質層の厚みは、電解液を含まない乾燥状態における19.6KPa加圧時の厚みである。   The porous layer may be composed of one piece of woven cloth or non-woven cloth, or may be composed of a plurality of woven cloth or non-woven cloth stacked on each other. The thickness of the porous layer is, for example, 5 μm or more and less than 600 μm. The thickness of the porous layer is the thickness at a pressure of 19.6 KPa in a dry state containing no electrolytic solution.

多孔質層の厚みは、以下の手順により求められる。
鉛蓄電池を分解し、多孔質層を取り出し、水洗により硫酸を除去し、乾燥する。その後、50mm×50mmの大きさの多孔質層を10枚重ね合わせて積層体を形成し、その積層体の19.6KPa加圧時の厚みTを測定し、T/10の値を多孔質層の1枚当たりの厚みとして求める。
The thickness of the porous layer is obtained by the following procedure.
The lead acid battery is disassembled, the porous layer is taken out, the sulfuric acid is removed by washing with water, and then dried. Then, 10 porous layers each having a size of 50 mm×50 mm are stacked to form a laminated body, and the thickness T of the laminated body under a pressure of 19.6 KPa is measured. The value of T/10 is the porous layer. Is calculated as the thickness per sheet.

浸透短絡抑制の観点から、多孔質層の厚みは、10μm以上500μm以下であることが好ましい。多孔質層の厚みが10μm以上である場合、多孔質層を設けることによる浸透短絡の抑制効果がより高められる。多孔質層の厚みが500μm以下である場合、多孔質層の配置による内部抵抗の増大、およびそれによる電池性能(PSOC寿命性能や充電受入性能など)の低下が抑制される。また、多孔質層の厚みが500μm以下である場合、負極板と正極板との間に多孔質層を配置するスペースを十分に確保することができる。
高いPSOC寿命性能を維持しつつ、浸透短絡がさらに抑制される観点から、多孔質層の厚みは、100μm以上500μm以下であることがより好ましい。
From the viewpoint of suppressing permeation short circuit, the thickness of the porous layer is preferably 10 μm or more and 500 μm or less. When the thickness of the porous layer is 10 μm or more, the effect of suppressing the permeation short circuit due to the provision of the porous layer is further enhanced. When the thickness of the porous layer is 500 μm or less, an increase in internal resistance due to the arrangement of the porous layer and a decrease in battery performance (PSOC life performance, charge acceptance performance, etc.) due to it are suppressed. Further, when the thickness of the porous layer is 500 μm or less, a sufficient space for disposing the porous layer can be secured between the negative electrode plate and the positive electrode plate.
The thickness of the porous layer is more preferably 100 μm or more and 500 μm or less from the viewpoint of further suppressing the permeation short circuit while maintaining a high PSOC life performance.

多孔質層の電気抵抗は、例えば、0.0015Ω・dm2/枚未満である。多孔質層の密度は、例えば、0.15〜1.5g/cm3である。ガラス繊維の平均繊維径は、例えば、約10〜20μmである。The electric resistance of the porous layer is, for example, less than 0.0015 Ω·dm 2 /sheet. The density of the porous layer is, for example, 0.15 to 1.5 g/cm 3 . The average fiber diameter of the glass fibers is, for example, about 10 to 20 μm.

(炭素材料)
炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含む。第1炭素材料と第2炭素材料とは、後述する手順で分離され、区別される。
(Carbon material)
The carbon material includes a first carbon material having a particle size of 32 μm or more and a second carbon material having a particle size of less than 32 μm. The first carbon material and the second carbon material are separated and distinguished by the procedure described below.

各炭素材料としては、例えば、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が挙げられる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、ランプブラックなどが例示される。黒鉛としては、黒鉛型の結晶構造を含む炭素材料であればよく、人造黒鉛、天然黒鉛のいずれであってもよい。   Examples of each carbon material include carbon black, graphite, hard carbon, and soft carbon. Examples of carbon black include acetylene black, Ketjen black, furnace black, and lamp black. The graphite may be any carbon material having a graphite type crystal structure, and may be either artificial graphite or natural graphite.

なお、第1炭素材料のうち、ラマンスペクトルの1300cm-1以上1350cm-1以下の範囲に現れるピーク(Dバンド)と1550cm-1以上1600cm-1以下の範囲に現れるピーク(Gバンド)との強度比I/Iが、0以上0.9以下であるものを、黒鉛とする。The intensity of a peak appearing in 1300 cm -1 or 1350 cm -1 or less in the range of the Raman spectrum (D band) and 1550 cm -1 or 1600 cm -1 peak appearing in the range (G band) of the first carbon material Graphite has a ratio I D /I G of 0 or more and 0.9 or less.

第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は15以上155以下である。粉体抵抗比R2/R1は、負極電極材料の作製に使用する各炭素材料の種類、粒子径、比表面積、および/またはアスペクト比などを変えることで調節できる。第1炭素材料としては、例えば、黒鉛、ハードカーボン、およびソフトカーボンよりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。特に、第1炭素材料は、少なくとも黒鉛を含むことが好ましい。第2炭素材料は、少なくともカーボンブラックを含むことが好ましい。これらの炭素材料を用いると、粉体抵抗比R2/R1を調節しやすい。   The ratio of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material: R2/R1 is 15 or more and 155 or less. The powder resistance ratio R2/R1 can be adjusted by changing the type, particle diameter, specific surface area, and/or aspect ratio of each carbon material used for producing the negative electrode material. As the first carbon material, for example, at least one selected from the group consisting of graphite, hard carbon, and soft carbon is preferable. In particular, the first carbon material preferably contains at least graphite. The second carbon material preferably contains at least carbon black. Using these carbon materials makes it easy to adjust the powder resistance ratio R2/R1.

粉体抵抗比R2/R1は、15以上85以下であることが好ましい。この場合、高いPSOC寿命性能を維持しつつ、充電受入性能がさらに向上するとともに、浸透短絡の発生がさらに抑制される。   The powder resistance ratio R2/R1 is preferably 15 or more and 85 or less. In this case, while maintaining the high PSOC life performance, the charge acceptance performance is further improved, and the occurrence of penetration short circuit is further suppressed.

第1炭素材料の比表面積S1に対する、第2炭素材料の比表面積S2の比:S2/S1は、例えば、10以上であり、400以下である。比表面積比S2/S1は、20以上であることが好ましく、110以上であることがさらに好ましい。また、240以下であることが好ましい。これらの上限、下限は任意に組み合わせることができる。比表面積比S2/S1が20以上である場合、炭素材料と負極活物質との接触点を多く確保でき、多孔質層を配置する場合でも充電受入性能を高めることができる。比表面積比S2/S1が20以上240以下である場合、負極板の作製において、良好な性状を有する負極ペーストが得られ、負極集電体への負極ペーストの充填性が改善され、負極板(電池)の信頼性を高めることができる。充電受入性能がさらに高められる観点から、比表面積比S2/S1は、110以上240以下であることがより好ましい。   The ratio S2/S1 of the specific surface area S2 of the second carbon material to the specific surface area S1 of the first carbon material is, for example, 10 or more and 400 or less. The specific surface area ratio S2/S1 is preferably 20 or more, more preferably 110 or more. Further, it is preferably 240 or less. These upper and lower limits can be arbitrarily combined. When the specific surface area ratio S2/S1 is 20 or more, many contact points between the carbon material and the negative electrode active material can be secured, and the charge acceptance performance can be improved even when the porous layer is arranged. When the specific surface area ratio S2/S1 is 20 or more and 240 or less, in the production of the negative electrode plate, a negative electrode paste having good properties is obtained, the filling property of the negative electrode paste into the negative electrode current collector is improved, and the negative electrode plate ( The reliability of the battery) can be improved. From the viewpoint of further improving the charge acceptance performance, the specific surface area ratio S2/S1 is more preferably 110 or more and 240 or less.

第1炭素材料の平均アスペクト比は、例えば、1以上であり、200以下である。第1炭素材料の平均アスペクト比は、好ましくは1以上であり、より好ましくは1.5以上である。また、好ましくは100以下であり、より好ましくは30以下である。これらの上限、下限は任意に組み合わせることができる。第1炭素材料の平均アスペクト比が1.5以上30以下である場合、PSOC寿命性能がさらに高められる。これは、平均アスペクト比がこのような範囲である場合、負極電極材料中で導電ネットワークが形成され易くなるとともに、形成された導電ネットワークが維持され易くなることによるものと考えられる。   The average aspect ratio of the first carbon material is, for example, 1 or more and 200 or less. The average aspect ratio of the first carbon material is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more. Further, it is preferably 100 or less, and more preferably 30 or less. These upper and lower limits can be arbitrarily combined. When the average aspect ratio of the first carbon material is 1.5 or more and 30 or less, PSOC life performance is further enhanced. It is considered that this is because when the average aspect ratio is in such a range, the conductive network is easily formed in the negative electrode material and the formed conductive network is easily maintained.

また、第1炭素材料の平均アスペクト比が1.5以上の場合には、充放電の繰り返しに伴う炭素材料の電解液への流出が抑制されるため、PSOC寿命性能の向上効果をさらに大きくすることができる。また、第1炭素材料の平均アスペクト比が30以下の場合には、活物質粒子同士の密着性を確保し易くなるため、負極板におけるひびの発生が抑制され、PSOC寿命性能の低下を抑制できる。   Further, when the average aspect ratio of the first carbon material is 1.5 or more, outflow of the carbon material into the electrolytic solution due to repeated charging/discharging is suppressed, so that the effect of improving the PSOC life performance is further enhanced. be able to. Further, when the average aspect ratio of the first carbon material is 30 or less, it becomes easy to secure the adhesion between the active material particles, so that the occurrence of cracks in the negative electrode plate is suppressed and the deterioration of PSOC life performance can be suppressed. .

第1炭素材料の平均アスペクト比が1.5以上である場合、第1炭素材料の平均アスペクト比が大きいほど、浸透短絡が生じ易くなる。これは、第1炭素材料の平均アスペクト比が大きいほど、負極板の表面に露出する第1炭素材料の面積割合が大きくなり、抵抗の低い第1炭素材料の近傍で金属鉛のデンドライトが成長し易くなることによるものと推測される。よって、第1炭素材料の平均アスペクト比が1.5以上である場合、多孔質層を設けることによる浸透短絡の抑制効果が顕著に得られる。   When the average aspect ratio of the first carbon material is 1.5 or more, the larger the average aspect ratio of the first carbon material, the more likely the permeation short circuit will occur. This is because the larger the average aspect ratio of the first carbon material, the larger the area ratio of the first carbon material exposed on the surface of the negative electrode plate, and the dendrite of metallic lead grows in the vicinity of the low resistance first carbon material. It is presumed that this is because it becomes easier. Therefore, when the average aspect ratio of the first carbon material is 1.5 or more, the effect of suppressing the permeation short circuit by providing the porous layer is remarkably obtained.

負極電極材料中の第1炭素材料の含有量は、例えば、0.05質量%以上3.0質量%以下である。好ましくは0.1質量%以上である。また、好ましくは2.0質量%以下であり、さらに好ましくは1.5質量%以下である。これらの上限、下限は任意に組み合わせることができる。第1炭素材料の含有量が0.05質量%以上である場合、PSOC寿命性能を向上する効果をさらに高めることができる。第1炭素材料の含有量が、3.0質量%以下の場合、活物質粒子同士の密着性を確保し易くなるため、負極板におけるひびの発生が抑制され、高いPSOC寿命性能の確保がさらに容易になる。   The content of the first carbon material in the negative electrode material is, for example, 0.05% by mass or more and 3.0% by mass or less. It is preferably 0.1% by mass or more. Further, it is preferably 2.0% by mass or less, and more preferably 1.5% by mass or less. These upper and lower limits can be arbitrarily combined. When the content of the first carbon material is 0.05% by mass or more, the effect of improving the PSOC life performance can be further enhanced. When the content of the first carbon material is 3.0% by mass or less, it becomes easy to secure the adhesion between the active material particles, so that the generation of cracks in the negative electrode plate is suppressed and the high PSOC life performance is further secured. It will be easier.

負極電極材料中の第2炭素材料の含有量は、例えば、0.03質量%以上3.0質量%以下である。好ましくは0.05質量%以上である。また、好ましくは1.0質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以下である。これらの上限、下限は任意に組み合わせることができる。負極電極材料中の第2炭素材料の含有量が0.03質量%以上3.0質量%以下である場合、PSOC寿命性能をさらに高めることができる。
負極電極材料中の各炭素材料の含有量は、後述の(A−1)の手順で求められる。
The content of the second carbon material in the negative electrode material is, for example, 0.03 mass% or more and 3.0 mass% or less. It is preferably 0.05% by mass or more. Further, it is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. These upper and lower limits can be arbitrarily combined. When the content of the second carbon material in the negative electrode material is 0.03 mass% or more and 3.0 mass% or less, PSOC life performance can be further improved.
The content of each carbon material in the negative electrode material is determined by the procedure (A-1) described later.

炭素材料の物性の決定方法または分析方法について以下に説明する。
(A)炭素材料の分析
(A−1)炭素材料の分離
既化成の満充電状態の鉛蓄電池を分解し、負極板を取り出し、水洗により硫酸を除去し、真空乾燥(大気圧より低い圧力下で乾燥)する。次に、乾燥した負極板から負極電極材料を採取し、粉砕する。5gの粉砕試料に、60質量%濃度の硝酸水溶液30mLを加えて、70℃で加熱する。この混合物に、さらに、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム10g、28質量%濃度のアンモニア水30mL、および水100mLを加えて、加熱を続け、可溶分を溶解させる。このようにして前処理を行なった試料を、ろ過により回収する。回収した試料を、目開き500μmのふるいにかけて、補強材などのサイズが大きな成分を除去して、ふるいを通過した成分を炭素材料として回収する。
The method for determining or analyzing the physical properties of the carbon material will be described below.
(A) Analysis of carbon material (A-1) Separation of carbon material An existing fully-charged lead-acid battery was disassembled, the negative electrode plate was taken out, sulfuric acid was removed by washing with water, and vacuum drying (under a pressure lower than atmospheric pressure). To dry). Next, the negative electrode material is collected from the dried negative electrode plate and crushed. To 5 g of the ground sample, 30 mL of a 60 mass% concentration nitric acid aqueous solution is added and heated at 70°C. To this mixture are further added 10 g of disodium ethylenediaminetetraacetate, 30 mL of 28 mass% ammonia water, and 100 mL of water, and heating is continued to dissolve soluble components. The sample thus pretreated is collected by filtration. The collected sample is passed through a sieve with an opening of 500 μm to remove components having a large size, such as a reinforcing material, and the components that have passed through the sieve are collected as a carbon material.

回収した炭素材料を、目開き32μmのふるいを用いて湿式にて篩ったときに、ふるいの目を通過せずに、ふるい上に残るものを第1炭素材料とし、ふるいの目を通過するものを第2炭素材料とする。つまり、各炭素材料の粒子径は、ふるいの目開きのサイズを基準とするものである。湿式のふるい分けについては、JIS Z8815:1994を参照できる。   When the recovered carbon material is wet-sieved using a sieve having openings of 32 μm, the material remaining on the sieve is passed through the sieve without passing through the sieve eyes as the first carbon material. Let the thing be a 2nd carbon material. That is, the particle size of each carbon material is based on the size of the openings of the sieve. For wet sieving, JIS Z8815:1994 can be referred to.

具体的には、炭素材料を、目開き32μmのふるい上に載せ、イオン交換水を散水しながら、5分間ふるいを軽く揺らして篩い分けする。ふるい上に残った第1炭素材料は、イオン交換水を流しかけてふるいから回収し、ろ過によりイオン交換水から分離する。ふるいを通過した第2炭素材料は、ニトロセルロース製のメンブランフィルター(目開き0.1μm)を用いてろ過により回収する。回収された第1炭素材料および第2炭素材料は、それぞれ、110℃の温度で2時間乾燥させる。目開き32μmのふるいとしては、JIS Z 8801−1:2006に規定される、公称目開きが32μmであるふるい網を備えるものを使用する。   Specifically, the carbon material is placed on a sieve having openings of 32 μm, and the sieve is gently shaken for 5 minutes while sieving with ion-exchanged water. The first carbon material remaining on the sieve is collected from the sieve by pouring ion-exchanged water and separated from the ion-exchanged water by filtration. The second carbon material that has passed through the sieve is collected by filtration using a nitrocellulose membrane filter (opening 0.1 μm). The recovered first carbon material and second carbon material are each dried at a temperature of 110° C. for 2 hours. As the sieve having a mesh of 32 μm, a sieve having a sieve mesh having a nominal mesh of 32 μm, which is defined in JIS Z 8801-1:2006, is used.

なお、負極電極材料中の各炭素材料の含有量は、上記の手順で分離した各炭素材料の質量を測り、この質量の、5gの粉砕試料中に占める比率(質量%)を算出することにより求める。   The content of each carbon material in the negative electrode material is determined by measuring the mass of each carbon material separated in the above procedure and calculating the ratio (mass %) of this mass in 5 g of the ground sample. Ask.

本明細書中、鉛蓄電池の満充電状態とは、液式の電池の場合、25℃の水槽中で、0.2CAの電流で2.5V/セルに達するまで定電流充電を行った後、さらに0.2CAで2時間、定電流充電を行った状態である。また、制御弁式の電池の場合、満充電状態とは、25℃の気槽中で、0.2CA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が1mCA以下になった時点で充電を終了した状態である。
なお、本明細書中、1CAとは電池の公称容量(Ah)と同じ数値の電流値(A)である。例えば、公称容量が30Ahの電池であれば、1CAは30Aであり、1mCAは30mAである。
In the present specification, the fully charged state of the lead storage battery means, in the case of a liquid type battery, after performing constant current charging at a current of 0.2 CA until reaching 2.5 V/cell in a water tank at 25° C., Further, it is a state in which constant current charging is performed at 0.2 CA for 2 hours. Further, in the case of a control valve type battery, the fully charged state means constant current constant voltage charging of 2.23 V/cell at 0.2 CA in a 25° C. air chamber, and charging current during constant voltage charging. Is a state in which charging is completed when is less than 1 mCA.
In addition, in this specification, 1 CA is a current value (A) having the same numerical value as the nominal capacity (Ah) of the battery. For example, if the battery has a nominal capacity of 30 Ah, 1 CA is 30 A and 1 mCA is 30 mA.

(A−2)炭素材料の粉体抵抗
第1炭素材料の粉体抵抗R1および第2炭素材料の粉体抵抗R2は、上記(A−1)の手順で分離された第1炭素材料および第2炭素材料のそれぞれについて、粉体抵抗測定システム((株)三菱化学アナリテック製、MCP−PD51型)に、試料を0.5g投入し、圧力3.18MPa下で、JIS K 7194:1994に準拠した低抵抗抵抗率計((株)三菱化学アナリテック製、ロレスタ−GX MCP−T700)を用いて、四探針法により測定される値である。
(A-2) Powder Resistance of Carbon Material The powder resistance R1 of the first carbon material and the powder resistance R2 of the second carbon material are the first carbon material and the first carbon material separated in the procedure of (A-1) above. For each of the two carbon materials, 0.5 g of the sample was put into a powder resistance measuring system (MCP-PD51 type manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), and the pressure was 3.18 MPa, and JIS K 7194:1994 was specified. It is a value measured by the four-point probe method using a compliant low resistance resistivity meter (Loresta-GX MCP-T700, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.).

(A−3)炭素材料の比表面積
第1炭素材料の比表面積s1および第2炭素材料の比表面積s2は、第1炭素材料および第2炭素材料のそれぞれのBET比表面積である。BET比表面積は、上記(A−1)の手順で分離された第1炭素材料および第2炭素材料のそれぞれを用いて、ガス吸着法により、BET式を用いて求められる。各炭素材料は、窒素フロー中、150℃の温度で、1時間加熱することにより前処理される。前処理した炭素材料を用いて、下記の装置にて、下記の条件により、各炭素材料のBET比表面積を求める。
測定装置:マイクロメリティックス社製 TriStar3000
吸着ガス:純度99.99%以上の窒素ガス
吸着温度:液体窒素沸点温度(77K)
BET比表面積の計算方法:JIS Z 8830:2013の7.2に準拠
(A-3) Specific Surface Area of Carbon Material The specific surface area s1 of the first carbon material and the specific surface area s2 of the second carbon material are the respective BET specific surface areas of the first carbon material and the second carbon material. The BET specific surface area is obtained by the gas adsorption method using the BET formula using each of the first carbon material and the second carbon material separated in the procedure (A-1). Each carbon material is pretreated by heating at a temperature of 150° C. for 1 hour in a nitrogen flow. Using the pretreated carbon material, the BET specific surface area of each carbon material is determined by the following apparatus under the following conditions.
Measuring device: TriStar 3000 manufactured by Micromeritics
Adsorption gas: Nitrogen gas with a purity of 99.99% or more Adsorption temperature: Liquid nitrogen boiling point temperature (77K)
Calculation method of BET specific surface area: conforming to 7.2 of JIS Z 8830:2013

(A−4)第1炭素材料の平均アスペクト比
上記(A−1)の手順で分離された第1炭素材料を、光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、任意の粒子を10個以上選択して、その拡大写真を撮影する。次に、各粒子の写真を画像処理して、粒子の最大径d1、およびこの最大径d1と直交する方向における最大径D2を求め、d1をd2で除することにより、各粒子のアスペクト比を求める。得られたアスペクト比を、平均化することにより平均アスペクト比を算出する。
(A-4) Average Aspect Ratio of First Carbon Material The first carbon material separated by the procedure of (A-1) above is observed with an optical microscope or an electron microscope, and 10 or more arbitrary particles are selected. , Take a magnified picture of it. Next, the photograph of each particle is subjected to image processing to obtain the maximum diameter d1 of the particle and the maximum diameter D2 in the direction orthogonal to this maximum diameter d1, and by dividing d1 by d2, the aspect ratio of each particle is obtained. Ask. The average aspect ratio is calculated by averaging the obtained aspect ratios.

(有機防縮剤)
負極電極材料に含まれる有機防縮剤としては、硫黄元素を含む有機高分子であり、一般に、分子内に1つ以上、好ましくは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んでいる。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。
(Organic shrinkproofing agent)
The organic anti-shrink agent contained in the negative electrode material is an organic polymer containing a sulfur element, and generally contains one or more, preferably a plurality of aromatic rings in the molecule and contains a sulfur element as a sulfur-containing group. There is. Among the sulfur-containing groups, a stable form of a sulfonic acid group or a sulfonyl group is preferable. The sulfonic acid group may be present in an acid form or in a salt form such as Na salt.

有機防縮剤としては、例えば、リグニン類を用いてもよく、合成有機防縮剤を用いてもよい。合成有機防縮剤としては、硫黄含有基を有する芳香族化合物のホルムアルデヒドによる縮合物を用いてもよい。リグニン類としては、リグニン、リグニンスルホン酸またはその塩(ナトリウム塩などのアルカリ金属塩など)などのリグニン誘導体などが挙げられる。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。例えば、リグニン類と、硫黄含有基を有する芳香族化合物のホルムアルデヒドによる縮合物とを併用してもよい。芳香族化合物としては、ビスフェノール類、ビフェニル類、ナフタレン類などを用いることが好ましい。   As the organic anti-shrink agent, for example, lignins may be used, or a synthetic organic anti-shrink agent may be used. As the synthetic organic shrinkproofing agent, a condensation product of an aromatic compound having a sulfur-containing group with formaldehyde may be used. Examples of the lignins include lignin, lignin derivatives such as ligninsulfonic acid or salts thereof (such as alkali metal salts such as sodium salts). The organic anti-shrink agent may be used alone or in combination of two or more kinds. For example, lignins may be used in combination with a condensation product of an aromatic compound having a sulfur-containing group with formaldehyde. As the aromatic compound, it is preferable to use bisphenols, biphenyls, naphthalene and the like.

以下、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池について、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。
(負極板)
鉛蓄電池の負極板は、負極電極材料を含む。負極板は、通常、負極集電体(負極格子)と、負極電極材料とで構成できる。なお、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。負極板がこのような部材(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、電極板の厚みはマットを含む厚みとする。セパレータにマットが貼りつけられている場合は、マットの厚みはセパレータの厚みに含まれる。
Hereinafter, the lead-acid battery according to the embodiment of the present invention will be described for each main constituent element, but the present invention is not limited to the following embodiment.
(Negative electrode plate)
The negative electrode plate of the lead storage battery includes a negative electrode material. The negative electrode plate can usually be composed of a negative electrode current collector (negative electrode grid) and a negative electrode material. In addition, the negative electrode material is obtained by removing the negative electrode current collector from the negative electrode plate.
Members such as a mat and pasting paper may be attached to the negative electrode plate. When the negative electrode plate includes such a member (sticking member), the negative electrode material excludes the negative electrode current collector and the sticking member. However, the thickness of the electrode plate is a thickness including the mat. When the mat is attached to the separator, the thickness of the mat is included in the thickness of the separator.

負極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する負極活物質(鉛もしくは硫酸鉛)を含む。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。また、負極電極材料は炭素材料を含む。負極電極材料は、必要に応じて、有機防縮剤、硫酸バリウムなどの他の添加剤を含んでもよい。   The negative electrode material contains a negative electrode active material (lead or lead sulfate) that exhibits a capacity by a redox reaction. The negative electrode active material in the charged state is spongy lead, but the unformed negative electrode plate is usually produced by using lead powder. The negative electrode material contains a carbon material. The negative electrode material may contain other additives such as an organic shrinkage inhibitor and barium sulfate, if necessary.

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%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上が更に好ましい。一方、1.0質量%以下が好ましく、0.8質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましい。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。ここで、負極電極材料中に含まれる有機防縮剤の含有量とは、既化成の満充電状態の鉛蓄電池から、後述の方法で採取した負極電極材料における含有量である。   The content of the organic anti-shrink agent contained in the negative electrode material is, for example, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, still more preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, 1.0 mass% or less is preferable, 0.8 mass% or less is more preferable, and 0.5 mass% or less is further preferable. The lower limit value and the upper limit value can be arbitrarily combined. Here, the content of the organic anti-shrink agent contained in the negative electrode material is the content in the negative electrode material obtained by the method described below from the already-formed fully charged lead storage battery.

負極電極材料中の硫酸バリウムの含有量は、例えば0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上でもよく、1.0質量%以上でもよく、1.3質量%以上でもよい。一方、3.0質量%以下が好ましく、2.5質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。 The content of barium sulfate in the negative electrode material is, for example, preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.2 mass% or more, 0.5 mass% or more, 1.0 mass% or more, It may be 1.3% by mass or more. On the other hand, 3.0 mass% or less is preferable, 2.5 mass% or less is more preferable, and 2 mass% or less is further preferable. The lower limit value and the upper limit value can be arbitrarily combined.

以下、負極電極材料に含まれる有機防縮剤、および硫酸バリウムの定量方法について記載する。定量分析に先立ち、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。入手した負極板に水洗と乾燥とを施して負極板中の電解液を除く。次に、負極板から負極電極材料を分離して未粉砕の初期試料を入手する。   Hereinafter, the organic shrinkproof agent contained in the negative electrode material and the method for quantifying barium sulfate will be described. Prior to quantitative analysis, the lead-acid battery after chemical formation should be fully charged and then disassembled to obtain the negative electrode plate to be analyzed. The obtained negative electrode plate is washed with water and dried to remove the electrolytic solution in the negative electrode plate. Next, the negative electrode material is separated from the negative electrode plate to obtain an uncrushed initial sample.

[有機防縮剤]
未粉砕の初期試料を粉砕し、粉砕された初期試料を1mol/LのNaOH水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。抽出された有機防縮剤を含むNaOH水溶液から不溶成分を濾過で除く。得られた濾液(以下、分析対象濾液とも称する。)を脱塩した後、濃縮し、乾燥すれば、有機防縮剤の粉末(以下、分析対象粉末とも称する。)が得られる。脱塩は、濾液を透析チューブに入れて蒸留水中に浸して行えばよい。
[Organic shrink proofing agent]
The uncrushed initial sample is crushed, and the crushed initial sample is immersed in a 1 mol/L NaOH aqueous solution to extract the organic shrinkage preventive agent. Insoluble components are removed by filtration from the extracted aqueous NaOH solution containing the organic shrinkage inhibitor. The obtained filtrate (hereinafter, also referred to as an analysis target filtrate) is desalted, then concentrated and dried to obtain a powder of an organic shrinkage inhibitor (hereinafter, also referred to as an analysis target powder). For desalting, the filtrate may be placed in a dialysis tube and immersed in distilled water.

分析対象粉末の赤外分光スペクトル、分析対象粉末を蒸留水等に溶解して得られる溶液の紫外可視吸収スペクトル、分析対象粉末を重水等の溶媒に溶解して得られる溶液のNMRスペクトル、物質を構成している個々の化合物の情報を得ることができる熱分解GC−MSなどから情報を得ることで、有機防縮剤を特定する。   Infrared spectrum of the analysis target powder, UV-visible absorption spectrum of the solution obtained by dissolving the analysis target powder in distilled water, NMR spectrum of the solution obtained by dissolving the analysis target powder in a solvent such as heavy water, the substance By obtaining information from thermal decomposition GC-MS or the like, which can obtain information on individual constituent compounds, the organic anti-shrink agent is specified.

上記分析対象濾液の紫外可視吸収スペクトルを測定する。スペクトル強度と予め作成した検量線とを用いて、負極電極材料中の有機防縮剤の含有量を定量する。分析対象の有機防縮剤の構造式の厳密な特定ができず、同一の有機防縮剤の検量線を使用できない場合は、分析対象の有機防縮剤と類似の紫外可視吸収スペクトル、赤外分光スペクトル、NMRスペクトルなどを示す、入手可能な有機防縮剤を使用して検量線を作成する。   The ultraviolet-visible absorption spectrum of the analysis target filtrate is measured. The content of the organic anti-shrink agent in the negative electrode material is quantified using the spectral intensity and the calibration curve prepared in advance. If it is not possible to strictly specify the structural formula of the organic shrinkage agent to be analyzed, and the calibration curve of the same organic shrinkage agent cannot be used, a UV-visible absorption spectrum similar to the organic shrinkage agent to be analyzed, an infrared spectrum, A calibration curve is prepared by using an organic shrinking agent that is available and shows an NMR spectrum and the like.

[硫酸バリウム]
未粉砕の初期試料を粉砕し、粉砕された初期試料10gに対し、(1+2)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。
[Barium sulfate]
An unpulverized initial sample is pulverized, and 50 ml of (1+2) nitric acid is added to 10 g of the pulverized initial sample and heated for about 20 minutes to dissolve the lead component as lead nitrate. Next, the solution containing lead nitrate is filtered to separate solids such as carbonaceous material and barium sulfate.

得られた固形分を水中に分散させて分散液とした後、篩いを用いて分散液から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ーを用いて吸引ろ過を施し、濾別された試料とともにメンブレンフィルターを110℃の乾燥器で乾燥する。濾別された試料は、炭素質材料と硫酸バリウムとの混合試料である。乾燥後の混合試料とメンブレンフィルターとの合計質量からメンブレンフィルターの質量を差し引いて、混合試料の質量(A)を測定する。その後、乾燥後の混合試料をメンブレンフィルターとともに坩堝に入れ、700℃以上で灼熱灰化させる。残った残渣は酸化バリウムである。酸化バリウムの質量を硫酸バリウムの質量に変換して硫酸バリウムの質量(B)を求める。   The obtained solid content is dispersed in water to obtain a dispersion liquid, and then components other than the carbonaceous material and barium sulfate (for example, a reinforcing material) are removed from the dispersion liquid by using a sieve. Next, the dispersion liquid is subjected to suction filtration using a membrane filter whose mass has been measured in advance, and the membrane filter is dried with a 110° C. drier together with the filtered sample. The sample filtered out is a mixed sample of carbonaceous material and barium sulfate. The mass (A) of the mixed sample is measured by subtracting the mass of the membrane filter from the total mass of the dried mixed sample and the membrane filter. Then, the dried mixed sample is put in a crucible together with a membrane filter, and is burnt at a temperature of 700° C. or higher. The remaining residue is barium oxide. The mass of barium oxide is converted into the mass of barium sulfate to obtain the mass (B) of barium sulfate.

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、エキスパンド加工や打ち抜き(パンチング)加工が挙げられる。   The negative electrode current collector may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead or lead alloy sheet. Examples of the processing method include expanding processing and punching processing.

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

負極板は、負極集電体に負極ペーストを充填し、熟成および乾燥することにより未化成の負極板を作製し、その後、未化成の負極板を化成することにより形成できる。負極ペーストは、鉛粉、炭素材料、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。   The negative electrode plate can be formed by filling a negative electrode current collector with a negative electrode paste, aging and drying to produce an unformed negative electrode plate, and then forming an unformed negative electrode plate. The negative electrode paste is prepared by adding water and sulfuric acid to lead powder, a carbon material, and various additives as necessary, and kneading the mixture.

補強材を添加する場合には、合成繊維などを用いることができる。耐酸性や機械的強度の観点から、ポリオレフィン系、ポリアクリル系、ポリエステル系などの繊維を用いる事ができ、直線状、曲りを有する形状、縮れ形状などの形状のものを用いることができる。0.5〜20mmの繊維長のものを用いることが好ましい。繊維の直径は10〜50μmが好ましく、10〜35μmがより好ましい。電極材料に、0.01〜2mass%含有させることが好ましい。   When a reinforcing material is added, synthetic fiber or the like can be used. From the viewpoint of acid resistance and mechanical strength, fibers of polyolefin type, polyacrylic type, polyester type, and the like can be used, and shapes such as linear shape, curved shape, and curled shape can be used. It is preferable to use fibers having a fiber length of 0.5 to 20 mm. The fiber diameter is preferably 10 to 50 μm, more preferably 10 to 35 μm. It is preferable that the electrode material contains 0.01 to 2 mass%.

化成は、硫酸を含む電解液中に、未化成の負極板を浸漬させた状態で、充電することにより行うことができる。化成は、鉛蓄電池の組み立て後に電槽内で行ってもよく、電解液を収容した化成用の槽を別途用意して、鉛蓄電池または極板群の組み立て前に行ってもよい。   The formation can be performed by charging the unformed negative electrode plate immersed in an electrolytic solution containing sulfuric acid. The formation may be performed in the battery case after the lead storage battery is assembled, or may be performed before the formation of the lead storage battery or the electrode plate group by separately preparing a formation tank containing the electrolytic solution.

(正極板)
鉛蓄電池の正極板には、ペースト式とクラッド式がある。
ペースト式正極板は、正極集電体と、正極電極材料とを具備する。正極電極材料は、正極集電体に保持されている。正極集電体は、負極集電体と同様に形成すればよく、鉛または鉛合金の鋳造や、鉛または鉛合金シートの加工により形成することができる。
(Positive plate)
There are a paste type and a clad type in the positive electrode plate of the lead storage battery.
The paste-type positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material. The positive electrode material is held on the positive electrode current collector. The positive electrode current collector may be formed in the same manner as the negative electrode current collector, and may be formed by casting lead or a lead alloy or processing a lead or lead alloy sheet.

クラッド式正極板は、複数の多孔質のチューブと、各チューブ内に挿入される芯金と、芯金を連結する集電部と、芯金が挿入されたチューブ内に充填される正極電極材料と、複数のチューブを連結する連座とを具備する。芯金と芯金を連結する集電部とを合わせて正極集電体と呼ぶ。   The clad-type positive electrode plate is composed of a plurality of porous tubes, a core metal inserted into each tube, a current collector that connects the core metals, and a positive electrode material filled in the tube into which the core metal is inserted. And a connecting seat that connects a plurality of tubes. The cored bar and the current collector that connects the cored bar are collectively referred to as a positive electrode current collector.

正極集電体に用いる鉛合金としては、Pb−Ca系合金、Pb−Sb系合金、Pb−Ca−Sn系合金などが挙げられる。鉛合金は、さらに、添加元素として、Ba、Ag、Al、Bi、As、Se、およびCuよりなる群から選択される少なくとも1種を含んでもよい。正極集電体は、組成の異なる鉛合金層を有してもよく、合金層は複数でもよい。芯金には、Pb−Ca系合金、Pb−Sb系合金などが用いられる。   Examples of the lead alloy used for the positive electrode current collector include Pb-Ca-based alloys, Pb-Sb-based alloys, Pb-Ca-Sn-based alloys, and the like. The lead alloy may further contain, as an additional element, at least one selected from the group consisting of Ba, Ag, Al, Bi, As, Se, and Cu. The positive electrode current collector may have lead alloy layers having different compositions, and may have a plurality of alloy layers. For the core metal, a Pb-Ca-based alloy, a Pb-Sb-based alloy, or the like is used.

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、硫酸鉛、一酸化鉛)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 contains a positive electrode active material (lead dioxide, lead sulfate, lead monoxide) that exhibits a capacity by a redox reaction. The positive electrode material may contain other additives as needed.

未化成のペースト式正極板は、鉛粉、各種添加剤、水、および硫酸を加えて作製した正極ペーストを、正極集電体に充填し、熟成、乾燥することにより得られる。熟成する際には、室温より高温かつ高湿度で、未化成の正極板を熟成させることが好ましい。その後、未化成の正極板を化成する。   The unformed paste-type positive electrode plate is obtained by filling a positive electrode current collector with a positive electrode paste prepared by adding lead powder, various additives, water, and sulfuric acid, aging, and drying. At the time of aging, it is preferable to age the unformed positive electrode plate at a temperature higher than room temperature and a high humidity. Then, an unformed positive electrode plate is formed.

クラッド式正極板は、芯金が挿入されたチューブに鉛粉または、スラリー状の鉛粉を充填し、複数のチューブを連座で結合することにより形成される。   The clad-type positive electrode plate is formed by filling a tube in which a core metal is inserted with lead powder or slurry-like lead powder, and connecting a plurality of tubes with a seat.

(セパレータ)
負極板と正極板との間には、通常、セパレータが配置される。
セパレータには、微多孔膜を用いることができる。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/またはオイルなど)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、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。
(Separator)
A separator is usually arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate.
A microporous film can be used for the separator. The microporous membrane is a porous sheet mainly containing a fiber component, and for example, a composition containing a pore-forming agent (polymer powder and/or oil, etc.) is extruded into a sheet shape, and then the pore-forming agent is added. It is obtained by removing and forming pores. The microporous membrane is preferably composed of a material having acid resistance, and is preferably composed mainly of a polymer component. As the polymer component, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable.

セパレータ(微多孔膜)の電気抵抗は、例えば0.0015Ω・dm2/枚以上であり、例えば0.0015〜0.0035Ω・dm2/枚が好ましい。The electric resistance of the separator (microporous film) is, for example, 0.0015 Ω·dm 2 /sheet or more, and preferably 0.0015 to 0.0035 Ω·dm 2 /sheet, for example.

セパレータは、1枚の微多孔膜で構成してもよく、複数枚の微多孔膜を重ね合わせて構成してもよい。セパレータ(微多孔膜)の厚み(総厚み)は、例えば、0.2〜1.5mmである。微多孔膜の平均孔径は、例えば、30μm以下である。   The separator may be composed of one microporous film, or may be composed of a plurality of microporous films stacked together. The thickness (total thickness) of the separator (microporous film) is, for example, 0.2 to 1.5 mm. The average pore diameter of the microporous membrane is, for example, 30 μm or less.

(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。化成後で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1.10〜1.35g/cm3であり、1.20〜1.35g/cm3であることが好ましい。
(Electrolyte)
The electrolytic solution is an aqueous solution containing sulfuric acid, and may be gelled if necessary. The specific gravity at 20° C. of the electrolytic solution in the lead storage battery in a fully charged state after formation is, for example, 1.10 to 1.35 g/cm 3 , and preferably 1.20 to 1.35 g/cm 3 .

図1に、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池の一例の外観を示す。
鉛蓄電池1は、極板群11と電解液(図示せず)とを収容する電槽12を具備する。電槽12内は、隔壁13により、複数のセル室14に仕切られている。各セル室14には、極板群11が1つずつ収納されている。電槽12の開口部は、負極端子16および正極端子17を具備する蓋15で密閉されている。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 an external appearance of an example of a lead storage battery according to an embodiment of the present invention.
The lead-acid battery 1 includes a battery case 12 that contains an electrode plate group 11 and an electrolytic solution (not shown). The inside of the battery case 12 is partitioned into a plurality of cell chambers 14 by partition walls 13. One electrode plate group 11 is housed in each cell chamber 14. The opening of the battery case 12 is sealed with a lid 15 having a negative electrode terminal 16 and a positive electrode terminal 17. The lid 15 is provided with a liquid port plug 18 for each cell chamber. When replenishing water, the liquid port plug 18 is removed to replenish the replenishing water. The liquid port plug 18 may have a function of discharging the gas generated in the cell chamber 14 to the outside of the battery.

極板群11は、それぞれ複数枚の負極板2および正極板3を、セパレータ4を介して積層することにより構成されている。ここでは、負極板2を収容する袋状セパレータ4を示すが、セパレータの形態は特に限定されない。さらに、負極板2または正極板3と、セパレータ4との間に、多孔質層(図示しない)が配置されている。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の耳部2a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の耳部3aを並列接続する正極棚部5が正極柱7に接続されている。正極柱7は蓋15の外部の正極端子17に接続されている。電槽12の他方の端部に位置するセル室14では、負極棚部6に負極柱9が接続され、正極棚部5に貫通接続体8が接続される。負極柱9は蓋15の外部の負極端子16と接続されている。各々の貫通接続体8は、隔壁13に設けられた貫通孔を通過して、隣接するセル室14の極板群11同士を直列に接続している。   The electrode plate group 11 is configured by laminating a plurality of negative electrode plates 2 and a plurality of positive electrode plates 3 with a separator 4 in between. Here, the bag-shaped separator 4 that accommodates the negative electrode plate 2 is shown, but the form of the separator is not particularly limited. Further, a porous layer (not shown) is arranged between the negative electrode plate 2 or the positive electrode plate 3 and the separator 4. In the cell chamber 14 located at one end of the battery case 12, the negative electrode shelf 6 that connects the ears 2 a of the plurality of negative electrode plates 2 in parallel is connected to the through-connecting body 8, and the ears of the plurality of positive electrode plates 3 are connected. A positive pole shelf 5 that connects 3 a in parallel is connected to a positive pole 7. The positive pole 7 is connected to a positive terminal 17 outside the lid 15. In the cell chamber 14 located at the other end of the battery case 12, the negative pole 9 is connected to the negative shelf 6 and the through-connector 8 is connected to the positive shelf 5. The negative pole 9 is connected to a negative terminal 16 outside the lid 15. Each through connection body 8 passes through a through hole provided in the partition wall 13 and connects the electrode plate groups 11 of the adjacent cell chambers 14 in series.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池を以下にまとめて記載する。
(1)本発明の一側面は、鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液と、を備え、
前記負極板は、炭素材料を含有する負極電極材料を含み、
前記炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含み、
前記第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、前記第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は、15以上155以下であり、
前記負極板と前記正極板との間に、多孔質層が配されている、鉛蓄電池である。
The lead-acid batteries according to one aspect of the present invention are collectively described below.
(1) One aspect of the present invention is a lead acid battery,
The lead acid battery includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution,
The negative electrode plate includes a negative electrode material containing a carbon material,
The carbon material includes a first carbon material having a particle diameter of 32 μm or more and a second carbon material having a particle diameter of less than 32 μm,
A ratio of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material: R2/R1 is 15 or more and 155 or less,
It is a lead storage battery in which a porous layer is arranged between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

(2)上記(1)において、前記第1炭素材料の比表面積S1に対する、前記第2炭素材料の比表面積S2の比:S2/S1は、20以上であることが好ましい。   (2) In the above (1), the ratio of the specific surface area S2 of the second carbon material to the specific surface area S1 of the first carbon material: S2/S1 is preferably 20 or more.

(3)上記(1)または(2)において、前記第1炭素材料の比表面積S1に対する、前記第2炭素材料の比表面積S2の比:S2/S1は、240以下であることが好ましい。   (3) In the above (1) or (2), the ratio of the specific surface area S2 of the second carbon material to the specific surface area S1 of the first carbon material: S2/S1 is preferably 240 or less.

(4)上記(1)〜(3)のいずれか1つにおいて、前記第1炭素材料の平均アスペクト比は、1.5以上であることが好ましい。   (4) In any one of the above (1) to (3), the average aspect ratio of the first carbon material is preferably 1.5 or more.

(5)上記(1)〜(4)のいずれか1つにおいて、前記第1炭素材料の平均アスペクト比は、30以下であることが好ましい。   (5) In any one of the above (1) to (4), the average aspect ratio of the first carbon material is preferably 30 or less.

(6)上記(1)〜(5)のいずれか1つにおいて、前記多孔質層の厚みは、10μm以上であることが好ましい。
(7)上記(1)〜(6)のいずれか1つにおいて、前記多孔質層の厚みは、500μm以下であることが好ましい。
(6) In any one of the above (1) to (5), the thickness of the porous layer is preferably 10 μm or more.
(7) In any one of the above (1) to (6), the thickness of the porous layer is preferably 500 μm or less.

(8)上記(1)〜(7)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中の前記第1炭素材料の含有量は、0.05質量%以上であることが好ましい。
(9)上記(1)〜(8)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中の前記第1炭素材料の含有量は、3.0質量%以下であることが好ましい。
(10)上記(1)〜(9)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中の前記第2炭素材料の含有量は、0.03質量%以上であることが好ましい。
(11)上記(1)〜(10)のいずれか1つにおいて、前記負極電極材料中の前記第2炭素材料の含有量は、1.0質量%以下であることが好ましい。
(12)上記(1)〜(11)のいずれか1つにおいて、前記第1炭素材料は、少なくとも黒鉛を含み、前記第2炭素材料は、少なくともカーボンブラックを含むことが好ましい。
(8) In any one of the above (1) to (7), the content of the first carbon material in the negative electrode material is preferably 0.05% by mass or more.
(9) In any one of the above (1) to (8), the content of the first carbon material in the negative electrode material is preferably 3.0% by mass or less.
(10) In any one of the above (1) to (9), the content of the second carbon material in the negative electrode material is preferably 0.03 mass% or more.
(11) In any one of the above (1) to (10), the content of the second carbon material in the negative electrode material is preferably 1.0% by mass or less.
(12) In any one of the above (1) to (11), it is preferable that the first carbon material contains at least graphite and the second carbon material contains at least carbon black.

以下に、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。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

《鉛蓄電池A1》
(1)負極板の作製
鉛粉、水、硫酸、硫酸バリウム、炭素材料、有機防縮剤、および補強材を混合して、負極ペーストを得る。負極ペーストを、Pb−Ca−Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、未化成の負極板を得る。炭素材料としては、カーボンブラック(平均粒子径D50:40nm)および黒鉛(平均粒子径D50:110μm)を用いる。
<<Lead storage battery A1>>
(1) Preparation of Negative Electrode Plate Lead powder, water, sulfuric acid, barium sulfate, a carbon material, an organic shrink proofing agent, and a reinforcing material are mixed to obtain a negative electrode paste. The negative electrode paste is filled into the mesh portion of the expanded lattice made of Pb-Ca-Sn alloy, aged and dried to obtain an unformed negative electrode plate. Carbon black (average particle diameter D 50 : 40 nm) and graphite (average particle diameter D 50 : 110 μm) are used as the carbon material.

既化成で満充電後の負極電極材料100質量%に含まれる有機防縮剤の量が0.2質量%となるように、負極ペーストに添加する有機防縮剤の量を調整する。有機防縮剤には、リグニンスルホン酸ナトリウムを用いる。既化成で満充電後の負極電極材料100質量%に含まれる硫酸バリウムの量が0.8質量%となるように、負極ペーストに添加する硫酸バリウムの量を調整する。既化成で満充電後の負極電極材料100質量%に含まれる補強材の量が0.1質量%となるように、負極ペーストに添加する補強材の量を調整する。補強材には、合成繊維を用いる。   The amount of the organic anti-shrinking agent added to the negative electrode paste is adjusted so that the amount of the organic anti-shrinking agent contained in 100% by mass of the negative electrode material after full formation in the already formed chemical composition is 0.2% by mass. As the organic anti-shrink agent, sodium lignin sulfonate is used. The amount of barium sulfate added to the negative electrode paste is adjusted so that the amount of barium sulfate contained in 100% by mass of the negative electrode material after full formation in the already formed composition is 0.8% by mass. The amount of the reinforcing material to be added to the negative electrode paste is adjusted so that the amount of the reinforcing material contained in 100% by mass of the negative electrode material after fully formed and fully charged is 0.1% by mass. Synthetic fibers are used as the reinforcing material.

(2)正極板の作製
鉛粉、水、硫酸、および補強材を混合して、正極ペーストを得る。正極ペーストを、Pb−Ca−Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、未化成の正極板を得る。既化成で満充電後の正極電極材料100質量%に含まれる補強材の量が0.1質量%となるように、正極ペーストに添加する補強材の量を調整する。補強材には、合成繊維を用いる。
(2) Production of Positive Electrode Plate Lead powder, water, sulfuric acid, and a reinforcing material are mixed to obtain a positive electrode paste. The positive electrode paste is filled in the mesh portion of the expanded lattice made of Pb-Ca-Sn alloy, aged and dried to obtain an unformed positive electrode plate. The amount of the reinforcing material to be added to the positive electrode paste is adjusted so that the amount of the reinforcing material contained in 100% by mass of the positive electrode material after full formation in the existing formation is 0.1% by mass. Synthetic fibers are used as the reinforcing material.

(3)鉛蓄電池の作製
未化成の負極板の両面に、多孔質層を配置する。より具体的には、多孔質層にガラス繊維製の不織布(繊維径16μm、密度0.16g/cm3、厚み400μm、電気抵抗0.0010Ω・dm2)を用い、負極板の両面にそれぞれ1枚ずつ重ね合わせる。
両面に多孔質層が配置された未化成の負極板を、ポリエチレン製の微多孔膜(平均孔径25μm、厚み0.25mm、電気抵抗0.0025Ω・dm2)で形成された袋状セパレータに収容し、セル当たり未化成の負極板7枚と未化成の正極板6枚とで極板群を形成する。
(3) Production of lead-acid battery Porous layers are arranged on both surfaces of the unformed negative electrode plate. More specifically, a non-woven fabric made of glass fiber (fiber diameter 16 μm, density 0.16 g/cm 3 , thickness 400 μm, electric resistance 0.0010 Ω·dm 2 ) was used for the porous layer, and 1 was used on each side of the negative electrode plate. Overlap one by one.
An unformed negative electrode plate with a porous layer on both sides is housed in a bag-shaped separator made of a polyethylene microporous film (average pore diameter 25 μm, thickness 0.25 mm, electric resistance 0.0025 Ω·dm 2 ). Then, an electrode plate group is formed by 7 unformed negative electrode plates and 6 unformed positive electrode plates per cell.

6つの極板群をポリプロピレン製の電槽に挿入し、直列に接続し、電槽の開口部に蓋を装着する。蓋に設けられた注液口より電解液を注液し、注液口に液口栓を装着し、電槽内で化成を施す。このようにして、液式の鉛蓄電池A1を作製する。鉛蓄電池の公称電圧は12Vとする。鉛蓄電池の公称容量は28Ah(5時間率)とする。化成後の電解液の比重が1.285となるように電槽に注液する電解液の比重を調整する。   The group of 6 plates is inserted into a polypropylene battery case, connected in series, and a lid is attached to the opening of the battery case. The electrolyte is injected from the injection port provided in the lid, a liquid port plug is attached to the injection port, and chemical formation is performed in the battery case. In this way, the liquid lead storage battery A1 is manufactured. The nominal voltage of the lead storage battery is 12V. The nominal capacity of the lead storage battery is 28 Ah (5-hour rate). The specific gravity of the electrolytic solution injected into the battery case is adjusted so that the specific gravity of the electrolytic solution after formation is 1.285.

本鉛蓄電池では、第1炭素材料の含有量は1.0質量%とし、第2炭素材料の含有量は0.3質量%とする。ただし、これらの値は、作製された鉛蓄電池の負極板を取り出し、既述の手順で、負極電極材料に含まれる炭素材料を第1炭素材料と第2炭素材料とに分離したときに、負極電極材料(100質量%)中に含まれる各炭素材料の含有量として求められる値である。
また、粉体抵抗比R2/R1は155とする。粉体抵抗比R2/R1は、既述の手順で作製後の鉛蓄電池から求められる。さらに、既述の手順で求められる比表面積比S2/S1は、112とする。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比は、16とする。既述の手順で求められる多孔質層(ガラス繊維製の不織布)の厚みは、400μmとする。
In the present lead acid battery, the content of the first carbon material is 1.0% by mass and the content of the second carbon material is 0.3% by mass. However, these values are obtained when the negative electrode plate of the manufactured lead storage battery is taken out and the carbon material contained in the negative electrode material is separated into the first carbon material and the second carbon material by the procedure described above. It is a value obtained as the content of each carbon material contained in the electrode material (100% by mass).
The powder resistance ratio R2/R1 is 155. The powder resistance ratio R2/R1 is obtained from the lead storage battery manufactured by the procedure described above. Further, the specific surface area ratio S2/S1 obtained by the procedure described above is 112. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is 16. The thickness of the porous layer (nonwoven fabric made of glass fiber) obtained by the procedure described above is 400 μm.

上記で作製した鉛蓄電池について、以下の評価を行う。
[評価1:PSOC寿命試験]
40℃の気槽中で、表1に示す条件で、PSOC寿命試験を行なう。端子電圧が単セル当たり1.2Vに到達するまでのサイクル数をPSOC寿命性能の指標とする。後述の鉛蓄電池X2の結果を100としたときの比率で表す。PSOC寿命性能が115以上である場合、PSOC寿命性能が向上したと評価する。
The following evaluation is performed on the lead storage battery manufactured above.
[Evaluation 1: PSOC life test]
A PSOC life test is conducted under the conditions shown in Table 1 in a 40° C. air tank. The number of cycles until the terminal voltage reaches 1.2 V per unit cell is used as an index of PSOC life performance. It is expressed as a ratio when the result of the lead storage battery X2 described below is 100. When the PSOC life performance is 115 or more, it is evaluated that the PSOC life performance is improved.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

[評価2:浸透短絡促進試験]
25℃の水槽中で、表2に示す条件で、浸透短絡促進試験を行なう。試験後、鉛蓄電池を解体し、短絡の発生の有無を調べる。具体的には、20個の鉛蓄電池について試験を行い、20個の鉛蓄電池のうち、短絡が発生した鉛蓄電池の割合を調べる。浸透短絡発生率が25%以下である場合、浸透短絡が抑制されたと評価する。なお、この試験は、浸透短絡が発生し易い条件下で行う試験であり、この試験条件で求められる浸透短絡発生率は、実際の鉛蓄電池の使用条件の場合よりも顕著に高くなる。表2中の抵抗放置は、端子間に10Ωの抵抗を接続した状態で鉛蓄電池を放置することを示す。
[Evaluation 2: Penetration short circuit acceleration test]
An osmotic short circuit promotion test is performed under the conditions shown in Table 2 in a water tank at 25°C. After the test, disassemble the lead acid battery and inspect for short circuits. Specifically, a test is performed on 20 lead storage batteries, and the proportion of lead storage batteries in which a short circuit has occurred is checked among the 20 lead storage batteries. When the occurrence rate of osmotic short circuit is 25% or less, it is evaluated that the osmotic short circuit is suppressed. In addition, this test is a test performed under a condition where an osmotic short circuit easily occurs, and the osmotic short circuit occurrence rate obtained under the test condition is significantly higher than that under the actual use condition of the lead storage battery. The resistance left in Table 2 means that the lead storage battery is left with a resistance of 10Ω connected between the terminals.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

[評価3:充電受入性試験]
25℃の水槽中または0℃の気槽中で、表3に示す条件で、充電受入性試験を行う。表3の工程3のCV充電の10分経過時点の電流値を充電受入性能の指標とする。後述の鉛蓄電池X2の結果を100としたときの比率で表す。
[Evaluation 3: Charge acceptability test]
A charge acceptability test is performed under the conditions shown in Table 3 in a water tank at 25°C or in a gas tank at 0°C. The current value at the time when 10 minutes of CV charging in step 3 in Table 3 has elapsed is used as an index of the charge acceptance performance. It is expressed as a ratio when the result of the lead storage battery X2 described below is 100.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

《鉛蓄電池A2〜A7》
使用する各炭素材料の平均粒子径D50、比表面積、および第1炭素材料の平均アスペクト比を調整することにより、粉体抵抗比R2/R1を表4に示す値とする。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1は20〜240の範囲内である。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比は1.5〜30の範囲内である。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池A2〜A7を作製し、評価する。
<<Lead storage batteries A2-A7>>
The powder resistance ratio R2/R1 is set to the value shown in Table 4 by adjusting the average particle diameter D 50 of each carbon material used, the specific surface area, and the average aspect ratio of the first carbon material. The specific surface area ratio S2/S1 determined by the procedure described above is within the range of 20 to 240. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is within the range of 1.5 to 30. Lead storage batteries A2 to A7 are prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.

《鉛蓄電池X1》
炭素材料として、カーボンブラック(平均粒子径D50:40nm)のみを用い、第2炭素材料の含有量を0.3質量%とする以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池X1を作製し、評価する。
<<Lead storage battery X1>>
A lead storage battery X1 was produced in the same manner as the lead storage battery A1 except that only carbon black (average particle diameter D 50 : 40 nm) was used as the carbon material and the content of the second carbon material was 0.3 mass %. And evaluate.

《鉛蓄電池B1〜B5》
使用する各炭素材料の平均粒子径D50、比表面積、および第1炭素材料の平均アスペクト比を調整することにより、粉体抵抗比R2/R1を表2に示す値とする。負極板の両面に多孔質層を配置しない。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1は20〜240の範囲内である。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比は1.5〜30の範囲内である。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池B1〜B5を作製し、評価する。
<<Lead storage batteries B1 to B5>>
The average particle diameter D 50 of each carbon material used, by adjusting the specific surface area and an average aspect ratio of the first carbon material, the powder resistance ratio R2 / R1 and the values shown in Table 2. No porous layer is arranged on both sides of the negative electrode plate. The specific surface area ratio S2/S1 determined by the procedure described above is within the range of 20 to 240. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is within the range of 1.5 to 30. Lead storage batteries B1 to B5 are prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.

《鉛蓄電池X2》
炭素材料として、カーボンブラック(平均粒子径D50:40nm)のみを用い、第2炭素材料の含有量を0.3質量%とする。負極板の両面に多孔質層を配置しない。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池X2を作製し、評価する。
鉛蓄電池A1〜A7、B1〜B5、X1〜X2の評価結果を表4に示す。
<<Lead storage battery X2>>
Only carbon black (average particle diameter D 50 : 40 nm) is used as the carbon material, and the content of the second carbon material is 0.3 mass %. No porous layer is arranged on both sides of the negative electrode plate. A lead storage battery X2 is prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.
Table 4 shows the evaluation results of the lead storage batteries A1 to A7, B1 to B5, and X1 to X2.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を15〜155とする鉛蓄電池B2、B3では、炭素材料にカーボンブラックのみを用いた鉛蓄電池X2と比べて、PSOC寿命性能が向上する反面、浸透短絡が生じ易くなる。鉛蓄電池B1、B4、B5では、PSOC寿命性能の改善が不十分である。   In the lead storage batteries B2 and B3 in which the first carbon material and the second carbon material are used as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 is 15 to 155, the lead storage batteries X2 using only carbon black as the carbon material are compared. , PSOC life performance is improved, but permeation short circuit is likely to occur. In the lead storage batteries B1, B4, B5, the improvement in PSOC life performance is insufficient.

炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を15〜155とする鉛蓄電池A1〜A3では、多孔質層を配置することで、浸透短絡が抑制される。
炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を15〜155とする鉛蓄電池A1〜A3では、多孔質層を配置しても、高いPSOC寿命性能の向上効果が得られる。また、鉛蓄電池A1〜A3では、充電受入性能も向上する。
In the lead storage batteries A1 to A3 in which the first carbon material and the second carbon material are used as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 is 15 to 155, the permeation short circuit is suppressed by disposing the porous layer. ..
In the lead storage batteries A1 to A3 in which the first carbon material and the second carbon material are used as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 is 15 to 155, even if the porous layer is arranged, high PSOC life performance is improved. The effect is obtained. Further, in the lead storage batteries A1 to A3, the charge acceptance performance is also improved.

炭素材料にカーボンブラックのみを用いる鉛蓄電池X1、X2を対比すると、鉛蓄電池X2に対する鉛蓄電池X1の多孔質層の配置によるPSOC寿命性能の低下率は10%である。なお、上記のPSOC寿命性能の低下率は、下記式より求められる。
PSOC寿命性能の低下率(%)=(NX2−NX1)/NX2×100
上記式中のNX1、NX2は、それぞれ鉛蓄電池X1、X2のPSOC寿命性能である。
When the lead storage batteries X1 and X2 using only carbon black as the carbon material are compared, the reduction rate of the PSOC life performance due to the arrangement of the porous layer of the lead storage battery X1 with respect to the lead storage battery X2 is 10%. The rate of decrease in the PSOC life performance is calculated by the following formula.
Reduction rate of PSOC life performance (%)=(N X2 −N X1 )/N X2 ×100
N X1 and N X2 in the above equation are the PSOC life performance of the lead storage batteries X1 and X2, respectively.

これに対して、炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を155とする鉛蓄電池A1、B2を対比すると、鉛蓄電池B2に対する鉛蓄電池A1の多孔質層の配置によるPSOC寿命性能の低下率は約3.8%程度に低減される。
炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を83とする鉛蓄電池A2、B3を対比すると、鉛蓄電池B3に対する鉛蓄電池A2の多孔質層の配置によるPSOC寿命性能の低下率は約3.6%程度に低減される。このように、炭素材料に第1炭素材料および第2炭素材料を用い、粉体抵抗比R2/R1を15〜155とする場合では、炭素材料にカーボンブラックのみを用いる場合と比べて、多孔質層の配置によるPSOC寿命性能の低下が抑制される。
On the other hand, when the lead storage batteries A1 and B2 in which the first carbon material and the second carbon material are used as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 is 155 are compared, the lead storage battery A1 is porous relative to the lead storage battery B2. The reduction rate of the PSOC life performance due to the arrangement of the layers is reduced to about 3.8%.
When the lead storage batteries A2 and B3 using the first carbon material and the second carbon material as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 of 83 are compared, the PSOC due to the arrangement of the porous layer of the lead storage battery A2 with respect to the lead storage battery B3. The reduction rate of the life performance is reduced to about 3.6%. As described above, when the first carbon material and the second carbon material are used as the carbon material and the powder resistance ratio R2/R1 is set to 15 to 155, the porous material is more porous than the case where only the carbon black is used as the carbon material. Degradation of PSOC life performance due to layer placement is suppressed.

《鉛蓄電池C1〜C6》
使用する各炭素材料の比表面積を調整することにより、既述の手順で求められる比表面積比S2/S1を表5に示す値とする。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1は15〜155とする。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比は1.5〜30とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池C1〜C6を作製し、評価する。
<<Lead storage batteries C1 to C6>>
By adjusting the specific surface area of each carbon material to be used, the specific surface area ratio S2/S1 obtained by the procedure described above is set to the value shown in Table 5. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the procedure described above is set to 15 to 155. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is 1.5 to 30. The lead storage batteries C1 to C6 are manufactured and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.

《鉛蓄電池D1〜D5》
使用する各炭素材料の比表面積を調整することにより、既述の手順で求められる比表面積比S2/S1を表5に示す値とする。負極板の両面に多孔質層を配置しない。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1は15〜155とする。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比は1.5〜30とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池D1〜D5を作製し、評価する。
鉛蓄電池C1〜C6、D1〜D5の評価結果を表5に示す。
<<Lead storage batteries D1 to D5>>
By adjusting the specific surface area of each carbon material to be used, the specific surface area ratio S2/S1 obtained by the procedure described above is set to the value shown in Table 5. No porous layer is arranged on both sides of the negative electrode plate. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the procedure described above is set to 15 to 155. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is 1.5 to 30. Lead storage batteries D1 to D5 are prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.
Table 5 shows the evaluation results of the lead storage batteries C1 to C6 and D1 to D5.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

R2/R1が15〜155の範囲内であり、多孔質層を配置しない鉛蓄電池D1〜D5では、浸透短絡発生率が30%以上と高くなる。
R2/R1が15〜155の範囲内であり、多孔質層を配置した鉛蓄電池C1〜C6では、いずれもPSOC寿命性能が115以上と高くなり、浸透短絡発生率が25%以下と低くなる。比表面積比S2/S1が20以上である鉛蓄電池C1〜C4では、多孔質層を配置する場合でも、高い充電受入性能が得られる。中でも、比表面積比S2/S1が20以上240以下である鉛蓄電池C2〜C4では、負極板の作製に用いる負極ペーストの性状が良好であり、負極ペーストの負極集電体への充填性が向上する。そのため、負極電極材料は負極集電体に良好に密着しており、負極電極材料と負極集電体との間の導通が良好である。よって、高いPSOC寿命性能および充電受入性能がバランス良く得られる。
In the lead storage batteries D1 to D5 in which R2/R1 is in the range of 15 to 155 and the porous layer is not arranged, the penetration short circuit occurrence rate is as high as 30% or more.
In the lead storage batteries C1 to C6 in which R2/R1 is in the range of 15 to 155 and the porous layer is arranged, the PSOC life performance is 115 or higher and the penetration short circuit occurrence rate is 25% or lower. In the lead storage batteries C1 to C4 having the specific surface area ratio S2/S1 of 20 or more, high charge acceptance performance can be obtained even when the porous layer is arranged. Among them, in the lead storage batteries C2 to C4 having the specific surface area ratio S2/S1 of 20 or more and 240 or less, the property of the negative electrode paste used for producing the negative electrode plate is good, and the filling property of the negative electrode paste into the negative electrode current collector is improved. To do. Therefore, the negative electrode material is in good contact with the negative electrode current collector, and the conduction between the negative electrode material and the negative electrode current collector is good. Therefore, high PSOC life performance and charge acceptance performance can be obtained in good balance.

《鉛蓄電池E1〜E5》
使用する炭素材料の平均アスペクト比を調整することにより、既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比を表6に示す値とする。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1は15〜155とする。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1は20〜240とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池E1〜E5を作製し、評価する。
<<Lead storage batteries E1 to E5>>
By adjusting the average aspect ratio of the carbon material used, the average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is set to the value shown in Table 6. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the procedure described above is set to 15 to 155. The specific surface area ratio S2/S1 determined by the procedure described above is 20 to 240. Lead storage batteries E1 to E5 are prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.

《鉛蓄電池F1〜F4》
使用する炭素材料の平均アスペクト比を調整することにより、既述の手順で求められる平均アスペクト比を表6に示す値とする。負極板の両面に多孔質層を配置しない。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1は15〜155とする。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1は20〜240とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池F1〜F4を作製し、評価する。
鉛蓄電池E1〜E5、F1〜F4の評価結果を表6に示す。
<<Lead storage batteries F1 to F4>>
By adjusting the average aspect ratio of the carbon material to be used, the average aspect ratio obtained by the procedure described above is set to the value shown in Table 6. No porous layer is arranged on both sides of the negative electrode plate. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the procedure described above is set to 15 to 155. The specific surface area ratio S2/S1 determined by the procedure described above is 20 to 240. Lead storage batteries F1 to F4 are prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.
Table 6 shows the evaluation results of the lead storage batteries E1 to E5 and F1 to F4.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

R2/R1が15〜155の範囲内であり、多孔質層を配置しない鉛蓄電池F1〜F4では、浸透短絡発生率が30%以上と高くなる。
R2/R1が15〜155の範囲内であり、多孔質層を配置した鉛蓄電池E1〜E5では、いずれもPSOC寿命性能が115以上と高くなり、浸透短絡発生率が25%以下と低くなる。特に、第1炭素材料のアスペクト比が1.5〜30である鉛蓄電池E2〜E4では、高いPSOC寿命性能が得られるとともに、浸透短絡発生率が15%以下に大幅に低下する。
In the lead storage batteries F1 to F4 in which R2/R1 is in the range of 15 to 155 and the porous layer is not arranged, the penetration short circuit occurrence rate is as high as 30% or more.
In the lead storage batteries E1 to E5 in which R2/R1 is in the range of 15 to 155 and the porous layer is arranged, the PSOC life performance is 115 or higher and the penetration short circuit occurrence rate is 25% or lower. In particular, in the lead storage batteries E2 to E4 in which the aspect ratio of the first carbon material is 1.5 to 30, high PSOC life performance is obtained, and the penetration short circuit occurrence rate is significantly reduced to 15% or less.

《鉛蓄電池G1〜G5》
多孔質層に用いる不織布の厚みを調整することにより、既述の手順で求められる多孔質層の厚みを表7に示す値とする。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1を15とする。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1を112とする。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比を16とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池G1〜G5を作製し、評価する。
<<Lead storage batteries G1 to G5>>
By adjusting the thickness of the non-woven fabric used for the porous layer, the thickness of the porous layer obtained by the procedure described above is set to the value shown in Table 7. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the above-described procedure is set to 15. The specific surface area ratio S2/S1 obtained by the procedure described above is 112. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is 16. The lead storage batteries G1 to G5 are manufactured and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.

《鉛蓄電池X3》
負極板の両面に多孔質層を配置しない。既述の手順で求められる粉体抵抗比R2/R1を15とする。既述の手順で求められる比表面積比S2/S1を112とする。既述の手順で求められる第1炭素材料の平均アスペクト比を16とする。上記以外は、鉛蓄電池A1と同様にして、鉛蓄電池X3を作製し、評価する。
鉛蓄電池G1〜G5、X3の評価結果を表7に示す。
<<Lead storage battery X3>>
No porous layer is arranged on both sides of the negative electrode plate. The powder resistance ratio R2/R1 obtained by the above-described procedure is set to 15. The specific surface area ratio S2/S1 obtained by the procedure described above is 112. The average aspect ratio of the first carbon material obtained by the procedure described above is 16. A lead storage battery X3 is prepared and evaluated in the same manner as the lead storage battery A1 except for the above.
Table 7 shows the evaluation results of the lead storage batteries G1 to G5 and X3.

Figure 2019021691
Figure 2019021691

R2/R1が15〜155の範囲内であり、多孔質層を配置した鉛蓄電池G1〜G5では、いずれもPSOC寿命性能が115以上と高くなり、浸透短絡発生率が25%以下と低くなる。特に、多孔質層の厚みが10〜500μmである鉛蓄電池G2〜G4では、浸透短絡発生率が大幅に低減されるとともに、充電受入性能の低下が抑制される。   In the lead storage batteries G1 to G5 in which R2/R1 is in the range of 15 to 155 and the porous layer is arranged, the PSOC life performance is 115 or higher and the penetration short circuit occurrence rate is 25% or lower. In particular, in the lead storage batteries G2 to G4 in which the thickness of the porous layer is 10 to 500 μm, the penetration short circuit occurrence rate is significantly reduced, and the decrease in charge acceptance performance is suppressed.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池は、制御弁式および液式の鉛蓄電池に適用可能であり、自動車もしくはバイクなどの始動用の電源や、自然エネルギーの貯蔵用途などの産業用蓄電装置として好適に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The lead storage battery according to one aspect of the present invention can be applied to control valve type and liquid type lead storage batteries, and is suitable as a power source for starting an automobile or a motorcycle, or as an industrial power storage device for storing natural energy. Available for

1 鉛蓄電池
2 負極板
2a 負極板の耳部
3 正極板
3a 正極板の耳部
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lead acid battery 2 Negative electrode plate 2a Negative electrode plate ears 3 Positive electrode plate 3a Positive electrode plate ears 4 Separator 5 Positive electrode shelf 6 Negative shelf 7 Positive pole 8 Through plug 9 Negative pole 11 Pole plate group 12 Battery case 13 Partition wall 14 Cell chamber 15 Lid 16 Negative electrode terminal 17 Positive electrode terminal 18 Liquid stopper

Claims (12)

鉛蓄電池であって、
前記鉛蓄電池は、負極板と、正極板と、電解液と、を備え、
前記負極板は、炭素材料を含有する負極電極材料を含み、
前記炭素材料は、32μm以上の粒子径を有する第1炭素材料と、32μm未満の粒子径を有する第2炭素材料と、を含み、
前記第1炭素材料の粉体抵抗R1に対する、前記第2炭素材料の粉体抵抗R2の比:R2/R1は、15以上155以下であり、
前記負極板と前記正極板との間に、多孔質層が配されている、鉛蓄電池。
A lead acid battery,
The lead acid battery includes a negative electrode plate, a positive electrode plate, and an electrolytic solution,
The negative electrode plate includes a negative electrode material containing a carbon material,
The carbon material includes a first carbon material having a particle diameter of 32 μm or more and a second carbon material having a particle diameter of less than 32 μm,
A ratio of the powder resistance R2 of the second carbon material to the powder resistance R1 of the first carbon material: R2/R1 is 15 or more and 155 or less,
A lead storage battery in which a porous layer is disposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate.
前記第1炭素材料の比表面積S1に対する、前記第2炭素材料の比表面積S2の比:S2/S1は、20以上である、請求項1に記載の鉛蓄電池。   The lead storage battery according to claim 1, wherein a ratio S2/S1 of the specific surface area S2 of the second carbon material to the specific surface area S1 of the first carbon material is 20 or more. 前記第1炭素材料の比表面積S1に対する、前記第2炭素材料の比表面積S2の比:S2/S1は、240以下である、請求項1または2に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to claim 1 or 2, wherein a ratio of the specific surface area S2 of the second carbon material to the specific surface area S1 of the first carbon material: S2/S1 is 240 or less. 前記第1炭素材料の平均アスペクト比は、1.5以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein an average aspect ratio of the first carbon material is 1.5 or more. 前記第1炭素材料の平均アスペクト比は、30以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein an average aspect ratio of the first carbon material is 30 or less. 前記多孔質層の厚みは、10μm以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to claim 1, wherein the thickness of the porous layer is 10 μm or more. 前記多孔質層の厚みは、500μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead storage battery according to claim 1, wherein the porous layer has a thickness of 500 μm or less. 前記負極電極材料中の前記第1炭素材料の含有量は、0.05質量%以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 7, wherein a content of the first carbon material in the negative electrode material is 0.05% by mass or more. 前記負極電極材料中の前記第1炭素材料の含有量は、3.0質量%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。   The lead storage battery according to any one of claims 1 to 8, wherein a content of the first carbon material in the negative electrode material is 3.0% by mass or less. 前記負極電極材料中の前記第2炭素材料の含有量は、0.03質量%以上である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 9, wherein a content of the second carbon material in the negative electrode material is 0.03 mass% or more. 前記負極電極材料中の前記第2炭素材料の含有量は、1.0質量%以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to any one of claims 1 to 10, wherein a content of the second carbon material in the negative electrode material is 1.0% by mass or less. 前記第1炭素材料は、少なくとも黒鉛を含み、前記第2炭素材料は、少なくともカーボンブラックを含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。   The lead acid battery according to claim 1, wherein the first carbon material contains at least graphite, and the second carbon material contains at least carbon black.
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