[go: up one dir, main page]

JP7424371B2 - Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries - Google Patents

Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries Download PDF

Info

Publication number
JP7424371B2
JP7424371B2 JP2021513179A JP2021513179A JP7424371B2 JP 7424371 B2 JP7424371 B2 JP 7424371B2 JP 2021513179 A JP2021513179 A JP 2021513179A JP 2021513179 A JP2021513179 A JP 2021513179A JP 7424371 B2 JP7424371 B2 JP 7424371B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
less
lead
electrode plate
acid battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021513179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2020208909A1 (en
Inventor
悦子 伊藤
和成 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=72751978&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7424371(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Publication of JPWO2020208909A1 publication Critical patent/JPWO2020208909A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7424371B2 publication Critical patent/JP7424371B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • H01M10/12Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H01M50/466U-shaped, bag-shaped or folded
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、液式鉛蓄電池用セパレータおよび液式鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a separator for a liquid lead-acid battery and a liquid 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、正極板および負極板と、これらの間に介在するセパレータと、電解液と、を備えている。鉛蓄電池のセパレータには、様々な性能が要求される。 Lead-acid batteries are used in a variety of applications, including automotive and industrial applications. A lead-acid battery includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator interposed between them, and an electrolyte. Separators for lead-acid batteries are required to have various performances.

例えば、特許文献1は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、を備えた鉛蓄電池であって、前記セパレータは、ベース部と、前記ベース部の前記負極板と相対する負極面に設けられた負極リブと、前記ベース部の両側に配置された側端部と、を有し、前記側端部は、少なくとも一部に前記ベース部より厚い厚肉部を有し、前記負極板の両端は、前記負極板の厚さ方向から見て、前記厚肉部の幅内に位置している、鉛蓄電池を提案している。 For example, Patent Document 1 discloses a lead-acid battery including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the separator includes a base portion and the a negative electrode rib provided on a negative electrode surface of a base portion facing the negative electrode plate; and side end portions disposed on both sides of the base portion, the side end portions being at least partially connected to the base portion. The present invention proposes a lead-acid battery that has a thicker wall portion, and both ends of the negative electrode plate are located within the width of the thick wall portion when viewed from the thickness direction of the negative electrode plate.

また、鉛蓄電池の高出力化に伴い、電極群を構成する電極の厚さは薄く、かつ電極枚数は多くなってきている。 Further, as the output of lead-acid batteries increases, the thickness of the electrodes forming the electrode group is becoming thinner, and the number of electrodes is increasing.

特開2017-33660号公報JP2017-33660A

例えば、電極群を構成する電極の厚さが薄く、かつ電極枚数が多くなると、電極板が変形した場合に、電極板の端部がセパレータと強く接触し、短絡(デンドライト生成による浸透短絡も含む)などの問題が生じることがある。 For example, if the electrodes that make up the electrode group are thin and the number of electrodes is large, if the electrode plate is deformed, the edge of the electrode plate will come into strong contact with the separator, resulting in a short circuit (including a penetration short circuit due to dendrite formation). ) and other problems may occur.

特許文献1のように、セパレータの側端部に厚肉部を設けると、厚肉部の突き刺し強度を高めることができる。しかし、セパレータの抵抗が上昇し、CCA(コールドクランキング電流)性能が低下することが明らかとなった。 When a thick wall portion is provided at the side end portion of the separator as in Patent Document 1, the puncture strength of the thick wall portion can be increased. However, it has become clear that the resistance of the separator increases and the CCA (cold cranking current) performance deteriorates.

本発明の一側面は、主要部と、前記主要部の第1方向における両端に位置する一対の縁部とを有し、
前記一対の縁部の厚みTpが、前記主要部の厚みTmより大きく、
全細孔容積が、0.8cm/g以上2.0cm/g以下であり、
0.1μm以上10μm以下の孔径を有する第1細孔の細孔容積の前記全細孔容積に占める比率r1が50%以上である、液式鉛蓄電池用セパレータに関する。
One aspect of the present invention includes a main part and a pair of edges located at both ends of the main part in a first direction,
The thickness Tp of the pair of edge parts is larger than the thickness Tm of the main part,
The total pore volume is 0.8 cm 3 /g or more and 2.0 cm 3 /g or less,
The present invention relates to a separator for a liquid lead-acid battery, in which the ratio r1 of the pore volume of the first pores having a pore diameter of 0.1 μm or more and 10 μm or less to the total pore volume is 50% or more.

セパレータの縁部における高い突き刺し強度を確保しながらも、CCA性能の低下を抑制できる液式鉛蓄電池用セパレータを提供できる。 It is possible to provide a separator for a liquid lead-acid battery that can suppress deterioration in CCA performance while ensuring high puncture strength at the edges of the separator.

本発明の一実施形態に係るセパレータの外観の平面模式図(a)およびそのI-I線における断面模式図(b)である。1 is a schematic plan view (a) of the external appearance of a separator according to an embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional view (b) thereof taken along line II. 本発明の一実施形態に係るセパレータと一対の電極板との位置関係を示す平面模式図(a)およびそのII-II線における断面模式図(b)である。FIG. 2 is a schematic plan view (a) showing the positional relationship between a separator and a pair of electrode plates according to an embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional view (b) thereof taken along the line II-II. 本発明の一実施形態に係る液式鉛蓄電池の外観と内部構造を示す一部切り欠き斜視図である。1 is a partially cutaway perspective view showing the external appearance and internal structure of a liquid lead-acid battery according to an embodiment of the present invention.

特許文献1では、浸透短絡の問題を改善するため、セパレータに負極リブと厚肉部を設け、負極板の端を厚肉部の幅内に位置させることが提案されている。また、特にエンジンの始動回数が多く、大電流放電が繰り返されるアイドリングストップシステム車(以下、ISS車とも称する。)などのアイドリングストップ(IS)用途では、多くの薄型の電極板を重ねて極板群を構成することもある。この場合、負極板の端の部分で負極集電体が湾曲してセパレータを貫通し、短絡を生じることがある。このような短絡は、特に、負極板の底部付近で起こり易い。なお、負極板の底部とは、鉛蓄電池の通常の使用状態での負極板の底部である。 In order to improve the problem of penetration short circuit, Patent Document 1 proposes that a separator is provided with a negative electrode rib and a thick portion, and the end of the negative electrode plate is located within the width of the thick portion. In addition, especially in idling stop (IS) applications such as idling stop system vehicles (hereinafter also referred to as ISS vehicles) where the engine is started many times and large current discharge is repeated, many thin electrode plates are stacked one on top of the other. Sometimes they form a group. In this case, the negative electrode current collector may curve at the end portion of the negative electrode plate and penetrate the separator, causing a short circuit. Such short circuits are particularly likely to occur near the bottom of the negative electrode plate. Note that the bottom part of the negative electrode plate is the bottom part of the negative electrode plate in the normal usage state of the lead-acid battery.

セパレータの端部(または縁の部分(縁部))における短絡を抑制する観点からは、特許文献1のように、縁部の厚みを大きくすると有利であると考えられる。ほとんどの充放電反応は、電極板の、セパレータの主要部(換言すれば、縁部より内側の部分)と対向する領域で起こる。そのため、主要部に比べて縁部の厚みを大きくしても、充放電反応への影響はほとんどないと考えられていた。 From the viewpoint of suppressing short circuits at the ends (or edge portions) of the separator, it is considered advantageous to increase the thickness of the edges as in Patent Document 1. Most charge/discharge reactions occur in the region of the electrode plate facing the main part of the separator (in other words, the part inside the edge). Therefore, it was thought that even if the thickness of the edge part was made larger than that of the main part, there would be little effect on the charge/discharge reaction.

ところが、本発明者らは、セパレータの縁部の厚みを主要部の厚みよりも大きくしても、セパレータの抵抗が大きくなり、CCA性能が低下する場合があることを見出した。 However, the present inventors have found that even if the thickness of the edge of the separator is made larger than the thickness of the main part, the resistance of the separator increases and the CCA performance may deteriorate.

上記に鑑み、本発明の一側面に係る液式鉛蓄電池用セパレータは、主要部と、主要部の第1方向における両端に位置する一対の縁部とを有しており、一対の縁部の厚みTpは、主要部の厚みTmより大きい。セパレータの全細孔容積は、0.8cm/g以上2.0cm/g以下である。0.1μm以上10μm以下の孔径を有する細孔(以下、第1細孔と称する。)の細孔容積の全細孔容積に占める比率r1は50%以上である。 In view of the above, a separator for a liquid lead-acid battery according to one aspect of the present invention has a main part and a pair of edges located at both ends of the main part in the first direction. The thickness Tp is larger than the thickness Tm of the main portion. The total pore volume of the separator is 0.8 cm 3 /g or more and 2.0 cm 3 /g or less. The ratio r1 of the pore volume of pores having a pore diameter of 0.1 μm or more and 10 μm or less (hereinafter referred to as first pores) to the total pore volume is 50% or more.

また、本発明の他の側面に係る液式鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に介在する上記セパレータと、電解液とを備える。 Further, a liquid lead-acid battery according to another aspect of the present invention includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, the separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolyte.

セパレータは、平坦面に広げて載置した場合、通常、概ね矩形であり、4つの主要な辺を有する。通常の使用状態における液式鉛蓄電池において、電池内に収容されたセパレータの底部側の辺から電解液の液面側の辺に向かう方向(もしくはその逆方向)となす角度が90°±10°の方向を第1方向とする。なお、液式鉛蓄電池の底部側の辺から電解液の液面側に向かう方向(もしくはその逆方向)は第2方向とする。第2方向は、鉛蓄電池を通常の使用状態で置いたときの鉛直方向に平行な方向である。第1方向は、通常の使用状態における液式鉛蓄電池の互いに対向する一方の側面側の辺から他方の側面側の辺に向かう方向に対応する。この場合、一対の縁部が位置する主要部の両端とは、主要部の第1方向における両端を意味する。 A separator, when laid out on a flat surface, is typically generally rectangular and has four major sides. In a liquid lead-acid battery under normal use, the angle between the bottom side of the separator housed in the battery and the direction toward the surface side of the electrolyte (or the opposite direction) is 90° ± 10°. Let the direction be the first direction. Note that the direction from the bottom side of the liquid lead-acid battery to the liquid surface side of the electrolytic solution (or the opposite direction) is defined as the second direction. The second direction is a direction parallel to the vertical direction when the lead acid battery is placed in a normal usage state. The first direction corresponds to a direction from one opposing side surface side to the other side surface side of the liquid lead-acid battery in normal use. In this case, both ends of the main portion where the pair of edges are located mean both ends of the main portion in the first direction.

本発明の上記側面によれば、セパレータの縁部の厚みを主要部の厚みよりも大きくした場合に、セパレータの全細孔容積(以下、細孔容積Pと称する。)および第1細孔の比率r1を特定の範囲に制御することで、縁部における高い突き刺し強度を確保しながら、CCA性能の低下を抑制することができる。CCA性能の低下が抑制されるのは、セパレータの細孔容積Pおよび第1細孔の比率r1を制御することで、セパレータの細孔構造が最適化されて、セパレータの抵抗の増加が抑制されたためと考えられる。 According to the above aspect of the present invention, when the thickness of the edge portion of the separator is made larger than the thickness of the main portion, the total pore volume of the separator (hereinafter referred to as pore volume Pt ) and the first pore volume By controlling the ratio r1 within a specific range, it is possible to suppress a decrease in CCA performance while ensuring high puncture strength at the edge. The reason why the decline in CCA performance is suppressed is that by controlling the pore volume Pt of the separator and the ratio r1 of the first pores, the pore structure of the separator is optimized and the increase in resistance of the separator is suppressed. This is thought to be due to the

細孔容積Pが0.8cm/g未満では、縁部の厚みTpを主要部の厚みTmよりも大きくし、第1細孔の比率r1を50体積%以上としても、CCA性能の低下を抑制する効果はほとんど得られない。つまり、細孔容積Pが0.8cm/g未満の場合と0.8cm/g以上の場合とでは、TpをTmより大きくすることおよび第1細孔の比率r1を制御することがセパレータの性能に及ぼす挙動は大きく異なる。上記のようなCCA性能の低下抑制効果は、細孔容積Pを0.8cm/g以上とすることにより初めて得られる効果である。また、第1細孔容積の比率r1が50体積%未満の場合には、TpをTmより大きくし、細孔容積Pを0.8cm/g以上としても、CCA性能の低下を抑制することは困難である。 When the pore volume Pt is less than 0.8 cm 3 /g, even if the edge thickness Tp is made larger than the main part thickness Tm and the first pore ratio r1 is 50% by volume or more, the CCA performance decreases. It has little effect on suppressing In other words, when the pore volume P t is less than 0.8 cm 3 /g and when it is 0.8 cm 3 /g or more, it is necessary to make Tp larger than Tm and to control the ratio r1 of the first pores. The behavior of separators on performance varies widely. The effect of suppressing the decline in CCA performance as described above can only be obtained by setting the pore volume P t to 0.8 cm 3 /g or more. Further, when the ratio r1 of the first pore volume is less than 50% by volume, even if Tp is made larger than Tm and the pore volume Pt is set to 0.8 cm 3 /g or more, the decrease in CCA performance is suppressed. That is difficult.

なお、CCAは、鉛蓄電池の性能を示す指標の1つであり、例えば、定格電圧12Vの鉛蓄電池の場合、マイナス18℃±1℃の温度で放電したときに30秒後の端子電圧が7.2Vになる放電電流をいう。 Note that CCA is one of the indicators that indicates the performance of lead-acid batteries. For example, in the case of a lead-acid battery with a rated voltage of 12V, the terminal voltage after 30 seconds is 7 when discharged at a temperature of -18°C ± 1°C. This refers to the discharge current that reaches .2V.

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、ISS車などのIS用途では、鉛蓄電池がPSOCで使用されることになる。PSOCでは、大電流放電が繰り返されるため、電解液の拡散性が、放電性能や寿命性能に影響し易くなる。それに対し、本発明の上記側面に係る鉛蓄電池によれば、PSOCで用いたときの寿命性能(IS寿命性能とも言う)の低下も抑制できる。これは、セパレータの抵抗の増加が抑制されるとともに、電解液の拡散性が高まることによるものと考えられる。 Additionally, lead-acid batteries are sometimes used in an undercharged state called a partial state of charge (PSOC). For example, in IS applications such as ISS vehicles, lead-acid batteries will be used in PSOCs. In PSOC, since large current discharge is repeated, the diffusivity of the electrolyte tends to affect discharge performance and life performance. On the other hand, according to the lead-acid battery according to the above aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in life performance (also referred to as IS life performance) when used in a PSOC. This is considered to be because the increase in resistance of the separator is suppressed and the diffusivity of the electrolyte is increased.

なお、セパレータは、リブを有するもの、およびリブを有さないもののいずれであってもよい。リブを有するセパレータは、例えば、ベース部とベース部の表面から立設されたリブとを備える。リブは、セパレータもしくは各ベース部の一方側の表面のみに設けてもよく、両方の表面にそれぞれ設けてもよい。セパレータは袋状に形成してもよく、正極板または負極板のうちのいずれか一方を袋状のセパレータに包んでもよい。 Note that the separator may have ribs or may not have ribs. A separator having ribs includes, for example, a base portion and a rib that stands up from the surface of the base portion. The ribs may be provided only on one surface of the separator or each base portion, or may be provided on both surfaces. The separator may be formed into a bag shape, or either the positive electrode plate or the negative electrode plate may be wrapped in the bag-shaped separator.

第1細孔の比率r1は、細孔容積Pに対する第1細孔の細孔容積(以下、細孔容積Pと称する。)の比率(=P/P×100(%))である。細孔容積Pおよび細孔容積Pは、それぞれ、未使用のセパレータか、または使用初期の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて、水銀圧入法により測定される。 The ratio r1 of the first pores is the ratio of the pore volume of the first pores (hereinafter referred to as pore volume P 1 ) to the pore volume P t (=P 1 /P t ×100 (%)) It is. The pore volume P t and the pore volume P 1 are each measured by a mercury intrusion method on an unused separator or a separator taken out from a lead-acid battery in the early stage of use.

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

より具体的には、細孔容積Pおよび第1細孔の細孔容積Pは、それぞれ、セパレータの主要部を縦20mm×横5mmのサイズにカットしたサンプルについて、水銀ポロシメータ((株)島津製作所製、オートポアIV9510)を用いて測定される。なお、測定の圧力範囲は、4psia(≒27.6kPa)以上60,000psia(≒414MPa)以下とする。また、細孔分布は、孔径0.01μm以上50μm以下の範囲を用いる。 More specifically, the pore volume P t and the pore volume P 1 of the first pore are measured using a mercury porosimeter (Co., Ltd.) for a sample in which the main part of the separator is cut into a size of 20 mm in length x 5 mm in width. Measured using Autopore IV9510 (manufactured by Shimadzu Corporation). Note that the pressure range for measurement is 4 psia (≈27.6 kPa) or more and 60,000 psia (≈414 MPa) or less. In addition, the pore size range is 0.01 μm or more and 50 μm or less.

縁部の厚みTpは、セパレータの縁部について、任意の5箇所における厚みを測定し、平均化することにより求められる平均値である。同様に、主要部の厚みTmは、セパレータの主要部について、任意の5箇所における厚みを測定し、平均化することにより求められる平均値である。各厚みは、ノギスにより求められる。セパレータが縁部や主要部にリブを有する場合には、縁部の厚みTpおよび主要部の厚みTmはそれぞれベース部の厚みとする。各厚みは、セパレータが一重の部分について測定される。袋状のセパレータにおいて、第1方向の端部に溶着部が形成されている場合には、縁部の厚みは溶着部以外の部分について測定するものとする。 The edge thickness Tp is an average value obtained by measuring and averaging the thicknesses at five arbitrary locations on the edge of the separator. Similarly, the thickness Tm of the main portion is an average value obtained by measuring and averaging the thicknesses at five arbitrary locations of the main portion of the separator. Each thickness is determined using calipers. When the separator has ribs on the edge or main part, the thickness Tp of the edge and the thickness Tm of the main part are each the thickness of the base part. Each thickness is measured over a single section of separator. In a bag-shaped separator, when a welded portion is formed at the end in the first direction, the thickness of the edge is measured for the portion other than the welded portion.

細孔容積P、細孔容積P、厚みTpおよびTmを測定するためのサンプルとしては、未使用のセパレータを用いるか、または解体した鉛蓄電池から取り出したセパレータを用いる。鉛蓄電池から取り出したセパレータは、測定に先立って、洗浄および乾燥され、必要に応じて、所望のサイズにカットされる。鉛蓄電池から取り出したセパレータの洗浄および乾燥は、次の手順で行われる。鉛蓄電池から取り出したセパレータを純水中に1時間浸漬し、セパレータ中の硫酸を除去する。次いで浸漬していた液体からセパレータを取り出して、25℃環境下で、16時間以上静置し、乾燥させる。なお、セパレータを鉛蓄電池から取り出す場合、セパレータは、満充電状態の鉛蓄電池から取り出される。 As samples for measuring the pore volume P t , the pore volume P 1 , and the thicknesses Tp and Tm, an unused separator or a separator taken out from a disassembled lead-acid battery is used. Prior to measurement, the separator taken out from the lead-acid battery is washed and dried, and if necessary, cut to a desired size. The separator removed from the lead-acid battery is washed and dried using the following procedure. The separator taken out from the lead-acid battery is immersed in pure water for 1 hour to remove sulfuric acid in the separator. Next, the separator is taken out from the liquid in which it was immersed, and allowed to stand for 16 hours or more in a 25° C. environment to dry. In addition, when taking out a separator from a lead acid battery, a separator is taken out from a lead acid battery in a fully charged state.

本明細書中、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、鉛蓄電池を、定格容量に記載の数値の1/20の電流で、15分ごとに測定した充電中の端子電圧または温度換算した電解液密度が3回連続して有効数字3桁で一定値を示すまで充電した状態を満充電状態とする。なお、充電は、鉛蓄電池の電解液が規定の液面まで満たされた状態で行われる。 In this specification, the fully charged state of a lead-acid battery is defined by JIS D 5301:2006. More specifically, the terminal voltage or temperature-converted electrolyte density during charging of a lead-acid battery measured every 15 minutes at a current of 1/20 of the value stated in the rated capacity is a significant figure three times in a row. A fully charged state is defined as a state in which the battery is charged until it reaches a constant value in three digits. Note that charging is performed with the lead-acid battery filled with electrolyte to a specified level.

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

第1細孔の比率r1は、例えば、80%以下である。この場合、セパレータの抵抗を低く抑えながらも、セパレータの高い物理強度(引張り強度など)を確保することができる。高い強度が確保されることで、セパレータの製造も容易になる。 The ratio r1 of the first pores is, for example, 80% or less. In this case, high physical strength (tensile strength, etc.) of the separator can be ensured while keeping the resistance of the separator low. By ensuring high strength, the separator can be manufactured easily.

細孔容積Pは、1.8cm/g以下であることが好ましい。セパレータのより高い物理強度(引張り強度など)を確保できるためである。 The pore volume P t is preferably 1.8 cm 3 /g or less. This is because higher physical strength (tensile strength, etc.) of the separator can be ensured.

縁部の厚みTpと主要部の厚みTmとの差(=Tp-Tm)は、0.05mm以上であることが好ましい。この場合、より高い突き刺し強度が得られる。また、セパレータの抵抗の上昇が顕在化し易い。このような場合であっても、上記側面によれば、セパレータの抵抗の増加を抑制して、CCA性能の低下を効果的に抑制することができる。 The difference between the thickness Tp of the edge portion and the thickness Tm of the main portion (=Tp−Tm) is preferably 0.05 mm or more. In this case, higher puncture strength can be obtained. Furthermore, an increase in the resistance of the separator is likely to become apparent. Even in such a case, according to the above aspect, it is possible to suppress an increase in the resistance of the separator and effectively suppress a decrease in CCA performance.

セパレータの主要部の厚みTmは、0.15mm以上0.25mm以下が好ましい。この場合、セパレータの抵抗を低く抑え易いため、優れたCCA性能を確保し易くなる。 The thickness Tm of the main part of the separator is preferably 0.15 mm or more and 0.25 mm or less. In this case, it is easy to keep the resistance of the separator low, making it easy to ensure excellent CCA performance.

セパレータは、オイルを含んでいてもよい。セパレータ中のオイルの含有量は、10質量%以上が好ましい。セパレータがある程度の量のオイルを含有する場合であっても、細孔構造によって、充放電によりオイルがセパレータから抜け出てしまったり、電解液の拡散性が高すぎたり、セパレータの強度が低かったりして、高温過充電寿命が短くなることがある。それに対し、上記側面によれば、セパレータの細孔構造が最適化されるため、セパレータ内にオイルを保持しながらも、電解液の拡散性が高まり、セパレータの抵抗を低減することができる。セパレータ内に保持されたオイルにより、高温で過充電する場合にも、セパレータの構成材料の酸化劣化が抑制されるため、優れた高温過充電寿命を確保することができる。また、セパレータが低抵抗化されるため、鉛蓄電池の始動性を高める上でも有利である。 The separator may contain oil. The oil content in the separator is preferably 10% by mass or more. Even if the separator contains a certain amount of oil, the pore structure may cause the oil to escape from the separator during charging and discharging, the electrolyte may have too high diffusivity, or the separator may have low strength. Therefore, the high temperature overcharge life may be shortened. On the other hand, according to the above aspect, since the pore structure of the separator is optimized, it is possible to increase the diffusivity of the electrolyte and reduce the resistance of the separator while retaining oil within the separator. The oil held in the separator suppresses oxidative deterioration of the constituent materials of the separator even when overcharging at high temperatures, so an excellent high-temperature overcharge life can be ensured. Furthermore, since the resistance of the separator is reduced, it is advantageous in improving the startability of the lead-acid battery.

セパレータは、0.03μm以下の孔径を有する細孔(以下、第2細孔と称する。)を含むことが好ましい。この場合、電解液の拡散性を確保しながらも、充放電によりセパレータからオイルが抜け出るのを低減することができる。第2細孔の細孔容積(以下、細孔容積Pと称する。)の細孔容積Pに占める比率r2は、20%以上であることが好ましい。比率r2がこのような範囲である場合、充放電におけるオイルの高い保持性を確保しながらも、電解液の高い拡散性を確保することができる。また、セパレータのより高い物理強度を確保し易くなる。 The separator preferably includes pores (hereinafter referred to as second pores) having a pore diameter of 0.03 μm or less. In this case, while ensuring the diffusibility of the electrolytic solution, it is possible to reduce oil leakage from the separator due to charging and discharging. The ratio r2 of the pore volume of the second pore (hereinafter referred to as pore volume P2 ) to the pore volume Pt is preferably 20% or more. When the ratio r2 is within such a range, high diffusivity of the electrolytic solution can be ensured while ensuring high oil retention during charging and discharging. Further, it becomes easier to ensure higher physical strength of the separator.

なお、細孔容積Pは、細孔分布における孔径0.03μm以下(または0.03μm未満)の範囲を用いて、細孔容積Pの場合に準じて測定される。比率r2は、比率r1の場合に準じて、r2=P/P×100(%)から求められる。 Note that the pore volume P 2 is measured in the same manner as the pore volume P 1 using the pore size range of 0.03 μm or less (or less than 0.03 μm) in the pore distribution. The ratio r2 is obtained from r2=P 2 /P t ×100 (%) in the same way as the ratio r1.

セパレータ中のオイルの含有量は、未使用のセパレータ、または上記と同様の手順で鉛蓄電池から取り出し、洗浄および乾燥させたセパレータについて測定される値である。 The oil content in the separator is the value measured on an unused separator or a separator that has been removed from a lead-acid battery, washed and dried in the same manner as above.

未使用または上記の乾燥後のセパレータからは、下記の手順でオイルの含有量が算出される。まず、未使用または乾燥後のセパレータを短冊状にカットしたサンプルを、0.5g(初期のサンプルの質量:m)秤量し、採取する。サンプルを、適当な大きさのガラス製ビーカーに入れ、n-ヘキサン50mLを加える。次いで、ビーカーごと、サンプルに約30分間、超音波を付与することにより、サンプル中に含まれるオイル分をn-ヘキサン中に溶出させる。サンプルを取り出し、大気中、室温(20℃以上35℃以下の温度)で乾燥させた後、秤量することにより、オイル除去後のサンプルの質量(m)を求める。そして、下記式により、オイルの含有量を算出する。
オイルの含有量(質量%)=(m-m)/m×100
The oil content of the unused or dried separator is calculated by the following procedure. First, 0.5 g (initial sample mass: m 0 ) of a sample obtained by cutting an unused or dried separator into strips is weighed and collected. Place the sample in an appropriately sized glass beaker and add 50 mL of n-hexane. Next, by applying ultrasonic waves to the sample in the beaker for about 30 minutes, the oil contained in the sample is eluted into n-hexane. The sample is taken out, dried in the atmosphere at room temperature (at a temperature of 20° C. or higher and 35° C. or lower), and then weighed to determine the mass (m 1 ) of the sample after oil removal. Then, the oil content is calculated using the following formula.
Oil content (mass%) = (m 0 - m 1 )/m 0 ×100

なお、セパレータがリブを有する場合、サンプルは、主要部のリブを有さない領域から採取される。 Note that when the separator has ribs, the sample is taken from the area of the main part that does not have ribs.

上記側面に係る鉛蓄電池において、例えば、正極板および負極板の幅は、いずれも、セパレータの主要部の幅よりも大きい。この場合、電極板の第1方向における最端部もしくは角部は、主要部と対向せず、一対の縁部と対向する。また、一対の縁部だけを電極板と対向させることで、鉛蓄電池の内部抵抗を極力小さく制限することができる。 In the lead-acid battery according to the above aspect, for example, the widths of the positive electrode plate and the negative electrode plate are both larger than the width of the main part of the separator. In this case, the extreme end or corner of the electrode plate in the first direction does not face the main part, but faces the pair of edges. Further, by arranging only the pair of edges to face the electrode plates, the internal resistance of the lead-acid battery can be limited to the lowest possible level.

上記側面では、セパレータの縁部の厚みが主要部の厚みよりも大きいため、縁部における短絡を効果的に抑制できるとともに、セパレータの電解液の拡散性も高い。そのため、頻繁な充放電により電解液の高い拡散性が求められるIS用の鉛蓄電池として用いるのに適している。IS用の鉛蓄電池において、負極集電体が湾曲し易い場合でも、縁部における短絡を効果的に抑制することができる。また、縁部における短絡を抑制しながらも、セパレータの抵抗が低く抑えられているため、大きな電流が必要となる用途に用いるのにも適している。車両を始動する際には、最初に大きな電流が必要となる。そのため、鉛蓄電池は、車両の始動用として用いるのにも特に適している。 In the above aspect, since the thickness of the edge of the separator is greater than the thickness of the main portion, short circuits at the edge can be effectively suppressed, and the electrolyte in the separator has high diffusivity. Therefore, it is suitable for use as a lead-acid battery for IS, which requires high electrolyte diffusivity due to frequent charging and discharging. In a lead-acid battery for IS, even if the negative electrode current collector is easily curved, short circuits at the edges can be effectively suppressed. Furthermore, since the resistance of the separator is kept low while suppressing short circuits at the edges, it is also suitable for use in applications that require a large current. When starting a vehicle, a large amount of current is initially required. Therefore, lead-acid batteries are also particularly suitable for use in starting vehicles.

以下、本発明の実施形態に係る液式鉛蓄電池用セパレータおよび液式鉛蓄電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, a separator for a liquid lead acid battery and a liquid lead acid battery according to embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

(セパレータ)
図1に、本発明の一実施形態に係るセパレータ100の外観の平面模式図(a)およびそのIb-Ib線における断面模式図(b)を示す。図2は、セパレータと一対の電極板(E)との位置関係を示す平面模式図(a)およびそのIIb-IIb線における断面模式図(b)である。
(separator)
FIG. 1 shows a schematic plan view (a) of the external appearance of a separator 100 according to an embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional view (b) thereof taken along line Ib-Ib. FIG. 2 is a schematic plan view (a) showing the positional relationship between a separator and a pair of electrode plates (E), and a schematic cross-sectional view (b) thereof taken along line IIb-IIb.

図1では明確ではないが、セパレータ100は、袋状であり、袋の2倍の面積を有するシート状の微多孔膜を折り目101で二つ折りにした形状を有する。すなわち、シート状の微多孔膜は、折り目101によって互いに対面する第1部分100Aと第2部分100Bとに区画されている。図1(a)および(b)は、それぞれ第1部分100Aの平面模式図と断面模式図に対応する。なお、図示例の実施形態は、本発明の一態様に過ぎず、袋状ではないシート状のセパレータを負極板と正極板との間に挟んでもよい。 Although it is not clear in FIG. 1, the separator 100 has a bag shape, and has a shape in which a sheet-like microporous membrane having an area twice that of the bag is folded in half at a fold line 101. That is, the sheet-like microporous membrane is divided by folds 101 into a first portion 100A and a second portion 100B that face each other. FIGS. 1A and 1B correspond to a schematic plan view and a schematic cross-sectional view of the first portion 100A, respectively. Note that the illustrated embodiment is only one aspect of the present invention, and a sheet-like separator other than a bag-like separator may be sandwiched between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

セパレータ100は、正極板2および負極板3の大部分とそれぞれ対向する主要部103(幅A)と、折り目101と交わるように主要部103の両側に主要部103に隣接して設けられた縁部105(幅B)とを有する。縁部105の一部(最端部)は溶着部105S(幅S)であり、二つ折りにすることで対面した溶着部105S同士は互いに溶着されている。 The separator 100 has main parts 103 (width A) facing most of the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 3, respectively, and edges provided adjacent to the main part 103 on both sides of the main part 103 so as to intersect with the fold line 101. 105 (width B). A part of the edge 105 (the end) is a welded part 105S (width S), and the welded parts 105S facing each other by folding in half are welded to each other.

主要部103は、第1ベース部103bと、第1ベース部103bの一方側の表面(ここでは、袋の外側面。以下同様。)に設けられた複数の主リブ103rとを有する。 The main portion 103 includes a first base portion 103b and a plurality of main ribs 103r provided on one surface (here, the outer surface of the bag; the same applies hereinafter) of the first base portion 103b.

主要部103の第1方向D1における両端の外側に位置する縁部105は、第2ベース部105bと、第2ベース部105bの一方側の表面に設けられた複数のミニリブ105rとを有する。ミニリブ105rの突出高さは、主リブ103rの突出高さよりも小さい。 The edge portion 105 located outside both ends of the main portion 103 in the first direction D1 includes a second base portion 105b and a plurality of mini-ribs 105r provided on one surface of the second base portion 105b. The protruding height of the mini-rib 105r is smaller than the protruding height of the main rib 103r.

主リブ103rおよびミニリブ105rは、例えば電極板近傍における電解液の拡散性を高める作用を有する。主リブ103rおよびミニリブ105rは、いずれもセパレータもしくは各ベース部の正極板3と対向する表面のみに設けられ、かつミニリブの先端は実質的に面一に配されている。セパレータの負極板2と対向する面は、全体的に実質的に平坦である。なお、主リブ103rおよびミニリブ105rは、それぞれ、必須というわけではない。 The main ribs 103r and the miniribs 105r have the effect of increasing the diffusivity of the electrolyte near the electrode plate, for example. The main ribs 103r and the mini-ribs 105r are both provided only on the surface of the separator or each base portion facing the positive electrode plate 3, and the tips of the mini-ribs are arranged substantially flush with each other. The surface of the separator facing the negative electrode plate 2 is substantially flat overall. Note that each of the main ribs 103r and mini ribs 105r is not essential.

なお、図示例とは異なり、主リブ103rおよびミニリブ105rは、各ベース部の負極板2と対向する表面(すなわち袋の内側)にも設けてもよい。また、主リブ103rおよびミニリブ105rを、各ベース部の負極板2と対向する表面だけに設けてもよい。セパレータの酸化劣化を効率よく抑制する観点から、セパレータのリブを有する面と正極板とを対面させてもよい。 Note that, unlike the illustrated example, the main ribs 103r and the mini ribs 105r may also be provided on the surface of each base portion facing the negative electrode plate 2 (ie, on the inside of the bag). Further, the main ribs 103r and the mini ribs 105r may be provided only on the surface of each base portion facing the negative electrode plate 2. From the viewpoint of efficiently suppressing oxidative deterioration of the separator, the surface of the separator having ribs may face the positive electrode plate.

図2において、負極板2および正極板3の幅(いずれもEで表示する。)は、いずれもセパレータ100の主要部103の幅Aよりも大きく、各電極板の第1方向D1における最端部が縁部105と僅かの幅dで対向している。この場合、セパレータの抵抗が大きくなり易いが、セパレータの細孔構造を制御することで、抵抗を効果的に低減でき、優れたCCA性能を確保することができる。また、縁部により高い短絡防止効果が得られる。 In FIG. 2, the widths of the negative electrode plate 2 and the positive electrode plate 3 (both indicated by E) are larger than the width A of the main part 103 of the separator 100, and the widths of the negative electrode plate 2 and the positive electrode plate 3 are both larger than the width A of the main part 103 of the separator 100, and the widths of the negative electrode plate 2 and the positive electrode plate 3 are The portion faces the edge portion 105 with a slight width d. In this case, the resistance of the separator tends to increase, but by controlling the pore structure of the separator, the resistance can be effectively reduced and excellent CCA performance can be ensured. Further, a high short circuit prevention effect can be obtained at the edges.

なお、図1および図2に示す実施形態は、本発明の一態様に過ぎず、例えば袋状ではないシート状のセパレータを負極板と正極板との間に挟んでもよい。 Note that the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is only one aspect of the present invention, and for example, a sheet-like separator other than a bag-like separator may be sandwiched between the negative electrode plate and the positive electrode plate.

セパレータは、例えば、ポリマー材料(以下、ベースポリマーとも称する。)と、造孔剤と、浸透剤(界面活性剤)とを含む樹脂組成物をシート状に押し出し成形した後、造孔剤を除去することにより得られる。少なくとも一部の造孔剤を除去することで、ベースポリマーのマトリックス中に微細孔が形成される。樹脂組成物は、さらに無機粒子を含んでもよい。 For example, a separator is made by extruding a resin composition containing a polymer material (hereinafter also referred to as a base polymer), a pore-forming agent, and a penetrating agent (surfactant) into a sheet, and then removing the pore-forming agent. It can be obtained by Removal of at least some of the pore forming agent forms micropores in the matrix of the base polymer. The resin composition may further contain inorganic particles.

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

ベースポリマーとしては、鉛蓄電池のセパレータに使用されるものであれば特に制限されないが、ポリオレフィンが用いられる場合が多い。ポリオレフィンとしては、例えば、少なくともエチレンおよび/またはプロピレンをモノマー単位として含む重合体が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンおよび/またはプロピレンをモノマー単位として含む共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体など)がより好ましい。中でも、ポリエチレンを少なくとも用いることが好ましい。ポリオレフィンと他のポリマーとを併用してもよい。 The base polymer is not particularly limited as long as it is used for separators of lead-acid batteries, but polyolefins are often used. Examples of polyolefins include polymers containing at least ethylene and/or propylene as monomer units. As the polyolefin, for example, polyethylene, polypropylene, and a copolymer containing ethylene and/or propylene as a monomer unit (eg, ethylene-propylene copolymer, etc.) are more preferable. Among these, it is preferable to use at least polyethylene. Polyolefins and other polymers may be used in combination.

無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニアなどのセラミックス粒子などが好ましい。 Preferred examples of the inorganic particles include ceramic particles such as silica, alumina, and titania.

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

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

なお、セパレータ中に占める無機粒子の含有量は、上述の手順で、鉛蓄電池から取り出し、洗浄および乾燥したセパレータを測定試料として用いて、下記の手順で求められる。測定試料を正確に秤量した後、白金坩堝中に入れ、ブンゼンバーナーで白煙が出なくなるまで加熱する。次に、電気炉(酸素気流中、550℃)で、試料を約1時間加熱して灰化し、灰化物を秤量する。上記の測定試料の質量に占める灰化物の質量の比率を算出し、上記の無機粒子の含有量(質量%)とする。 The content of inorganic particles in the separator is determined by the following procedure using the separator taken out from the lead-acid battery, washed and dried as a measurement sample. After accurately weighing the measurement sample, it is placed in a platinum crucible and heated with a Bunsen burner until no white smoke is emitted. Next, the sample is heated in an electric furnace (in an oxygen stream, at 550° C.) for about 1 hour to incinerate, and the ashed product is weighed. The ratio of the mass of the ash to the mass of the above measurement sample is calculated and taken as the content (mass%) of the above inorganic particles.

造孔剤としては、液状造孔剤および固形造孔剤などが挙げられる。造孔剤は、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。液状造孔剤と、固形造孔剤とを併用してもよい。液状造孔剤としては、鉱物オイル、合成オイルなどが好ましい。液状造孔剤としては、例えば、パラフィンオイル、シリコーンオイルなどが挙げられる。固形造孔剤としては、例えば、ポリマー粉末などが挙げられる。 Examples of the pore-forming agent include liquid pore-forming agents and solid pore-forming agents. Pore-forming agents may be used alone or in combination of two or more. A liquid pore-forming agent and a solid pore-forming agent may be used together. As the liquid pore-forming agent, mineral oil, synthetic oil, etc. are preferable. Examples of the liquid pore-forming agent include paraffin oil and silicone oil. Examples of the solid pore-forming agent include polymer powder.

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

セパレータ中のオイルの含有量は、例えば、8質量%以上である。優れた高温過充電寿命を確保し易い観点からは、セパレータ中のオイルの含有量は、10質量%以上が好ましく、13質量%以上がより好ましい。セパレータ中のオイルの含有量は、例えば、20質量%以下であり、18.0質量%以下であることが好ましく、17.5質量%以下であることがさらに好ましい。オイルの含有量がこのような範囲である場合、セパレータをさらに低抵抗化できる。
なお、セパレータ中のオイルの含有量は、既述の手順で測定される。
The oil content in the separator is, for example, 8% by mass or more. From the viewpoint of easily ensuring an excellent high-temperature overcharge life, the content of oil in the separator is preferably 10% by mass or more, more preferably 13% by mass or more. The content of oil in the separator is, for example, 20% by mass or less, preferably 18.0% by mass or less, and more preferably 17.5% by mass or less. When the oil content is within this range, the resistance of the separator can be further reduced.
Note that the oil content in the separator is measured by the procedure described above.

セパレータ中のオイルの含有量は、8質量%以上(または10質量%以上)20質量%以下、8質量%以上(または10質量%以上)18.0質量%以下、8質量%以上(または10質量%以上)17.5質量%以下、13質量%以上20質量%以下(または18.0質量%以下)、あるいは13質量%以上17.5質量%以下であってもよい。 The oil content in the separator is 8% by mass or more (or 10% by mass or more) and 20% by mass or less, 8% by mass or more (or 10% by mass or more) and 18.0% by mass or less, and 8% by mass or more (or 10% by mass or more). (mass% or more) 17.5 mass% or less, 13 mass% or more and 20 mass% or less (or 18.0 mass% or less), or 13 mass% or more and 17.5 mass% or less.

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

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

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

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

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

なお、セパレータ中に占める浸透剤の含有量は、未使用のセパレータまたは、上述の手順で鉛蓄電池から取り出し、洗浄および乾燥したセパレータを測定試料として用いて、下記の手順で求められる。まず、約15cmの面積を有する測定試料を正確に秤量した後、室温(20℃以上35℃以下の温度)で大気圧より低い減圧環境下で、12時間以上乾燥させる。乾燥物を白金セルに入れて、熱重量測定装置にセットし、昇温速度10K/分で、室温から800℃まで昇温する。室温から250℃まで昇温させたときの重量減少量を浸透剤の質量とし、上記の測定試料の質量に占める浸透剤の質量の比率を算出し、上記の浸透剤の含有量(質量%)とする。熱重量測定装置としては、T.A.インスツルメント社製のQ5000IRが使用される。 The content of the penetrant in the separator is determined by the following procedure using an unused separator or a separator taken out from the lead acid battery according to the above procedure, washed and dried as a measurement sample. First, a measurement sample having an area of about 15 cm 2 is accurately weighed, and then dried for 12 hours or more in a reduced pressure environment lower than atmospheric pressure at room temperature (at a temperature of 20° C. or higher and 35° C. or lower). The dried material is placed in a platinum cell, set in a thermogravimetric measuring device, and heated from room temperature to 800° C. at a heating rate of 10 K/min. The amount of weight loss when the temperature is raised from room temperature to 250 ° C. is taken as the mass of the penetrant, and the ratio of the mass of the penetrant to the mass of the above measurement sample is calculated, and the content (mass%) of the above penetrant is calculated. shall be. As a thermogravimetric measuring device, T. A. Q5000IR manufactured by Instrument Corporation is used.

セパレータの強度を確保し易い観点からは、主要部103の厚みTm(つまり、第1ベース部103b)の厚みは、例えば0.15mm以上である。セパレータの抵抗を低く抑える観点からは、厚みTmは、例えば、0.25mm以下が有利であり、0.20mm以下がより好ましい。 From the viewpoint of easily ensuring the strength of the separator, the thickness Tm of the main portion 103 (that is, the first base portion 103b) is, for example, 0.15 mm or more. From the viewpoint of keeping the resistance of the separator low, the thickness Tm is advantageously, for example, 0.25 mm or less, and more preferably 0.20 mm or less.

厚みTmは、0.15mm以上0.25mm以下、または0.15mm以上0.20mm以下であってもよい。 The thickness Tm may be 0.15 mm or more and 0.25 mm or less, or 0.15 mm or more and 0.20 mm or less.

厚みTpは、厚みTmよりも大きければよいが、(Tp-Tm)は、例えば、0.03mm以上である。(Tp-Tm)は、0.05mm以上が好ましく、0.06mm以上または0.07mm以上であってもよい。(Tp-Tm)がこのような範囲である場合、セパレータにおける抵抗上昇が顕在化し易い。本発明の上記側面によれば高い電解液拡散性を確保することができるため、(Tp-Tm)がこのような範囲でもセパレータの抵抗上昇を効果的に抑制できる。また、縁部における高い突き刺し強度を確保し易い。(Tp-Tm)は、例えば、0.25mm以下であり、0.22mm以下または0.21mm以下であってもよく、0.16mm以下または0.15mm以下であってもよく、0.10mm以下であってもよい。(Tp-Tm)がこのような範囲である場合、セパレータの抵抗を低く保ち易い。 The thickness Tp only needs to be larger than the thickness Tm, and (Tp-Tm) is, for example, 0.03 mm or more. (Tp-Tm) is preferably 0.05 mm or more, and may be 0.06 mm or more or 0.07 mm or more. When (Tp-Tm) is within such a range, an increase in resistance in the separator is likely to become apparent. According to the above aspect of the present invention, high electrolyte diffusivity can be ensured, so even when (Tp-Tm) is in this range, an increase in resistance of the separator can be effectively suppressed. Moreover, it is easy to ensure high puncture strength at the edge. (Tp-Tm) is, for example, 0.25 mm or less, may be 0.22 mm or less or 0.21 mm or less, may be 0.16 mm or less or 0.15 mm or less, and may be 0.10 mm or less It may be. When (Tp-Tm) is within such a range, it is easy to keep the resistance of the separator low.

(Tp-Tm)は、0.03mm以上0.25mm以下(または0.22mm以下)、0.05mm以上0.25mm以下(または0.22mm以下)、0.06mm以上0.25mm以下(または0.22mm以下)、0.07mm以上0.25mm以下(または0.22mm以下)、0.03mm以上0.21mm以下(または0.16mm以下)、0.05mm以上0.21mm以下(または0.16mm以下)、0.06mm以上0.21mm以下(または0.16mm以下)、0.07mm以上0.21mm以下(または0.16mm以下)、0.03mm以上0.15mm以下(または0.10mm以下)、0.05mm以上0.15mm以下(または0.10mm以下)、0.06mm以上0.15mm以下(または0.10mm以下)、あるいは0.07mm以上0.15mm以下(または0.10mm以下)であってもよい。 (Tp-Tm) is 0.03 mm or more and 0.25 mm or less (or 0.22 mm or less), 0.05 mm or more and 0.25 mm or less (or 0.22 mm or less), 0.06 mm or more and 0.25 mm or less (or 0 .22mm or less), 0.07mm or more and 0.25mm or less (or 0.22mm or less), 0.03mm or more and 0.21mm or less (or 0.16mm or less), 0.05mm or more and 0.21mm or less (or 0.16mm ), 0.06 mm or more and 0.21 mm or less (or 0.16 mm or less), 0.07 mm or more and 0.21 mm or less (or 0.16 mm or less), 0.03 mm or more and 0.15 mm or less (or 0.10 mm or less) , 0.05 mm or more and 0.15 mm or less (or 0.10 mm or less), 0.06 mm or more and 0.15 mm or less (or 0.10 mm or less), or 0.07 mm or more and 0.15 mm or less (or 0.10 mm or less) There may be.

主リブ103rの高さは、例えば0.4mm以上である。また、主リブ103rの高さは、1.2mm以下であってもよい。 The height of the main rib 103r is, for example, 0.4 mm or more. Moreover, the height of the main rib 103r may be 1.2 mm or less.

ミニリブ105rの高さは、例えば0.05mm以上である。また、ミニリブ105rの高さは、0.3mm以下であってもよい。 The height of the mini-rib 105r is, for example, 0.05 mm or more. Moreover, the height of the mini-rib 105r may be 0.3 mm or less.

各リブの高さは、各ベース部の主面から突出した部分の高さ(突出高さ)である。各リブの高さは、各ベース部の一方の主面において、リブの任意に選択される10箇所において計測したリブのベース部からの高さを平均化することにより求められる。 The height of each rib is the height of the portion protruding from the main surface of each base portion (protrusion height). The height of each rib is determined by averaging the heights of the ribs from the base portion measured at ten arbitrarily selected points on the rib on one main surface of each base portion.

各リブの高さは、厚みTpおよびTmの場合と同様に、未使用のセパレータまたは、上述の手順で鉛蓄電池から取り出して洗浄および乾燥したセパレータについて求めるものとする。 As with the thicknesses Tp and Tm, the height of each rib is determined for an unused separator or a separator that has been taken out from a lead-acid battery and washed and dried according to the above-described procedure.

リブは、押出成形する際にシートに形成してもよく、シート状に成形した後または造孔剤を除去した後に、リブに対応する溝を有するローラでシートを押圧することにより形成してもよい。 The ribs may be formed on the sheet during extrusion molding, or may be formed by pressing the sheet with a roller having grooves corresponding to the ribs after forming the sheet into a sheet or after removing the pore-forming agent. good.

各電極板の第1方向における幅Eと、主要部の第1方向における幅Aとの差(=E-A)が、例えば1mm以上の場合には、縁部による短絡防止効果が得られ易い一方で、セパレータの抵抗が大きくなり易い。このような場合でも、上記側面によれば、セパレータの細孔構造が最適化されることで、抵抗の低減効果が効果的に得られ、優れたCCA性能を確保することができる。(E-A値)は、2mm以上であってもよい。より高いCCA値を確保し易い観点からは、(E-A)値は、10mm以下とすることが好ましく、8mm以下であってもよい。 If the difference between the width E of each electrode plate in the first direction and the width A of the main part in the first direction (=EA) is, for example, 1 mm or more, the effect of preventing short circuits due to the edges can be easily obtained. On the other hand, the resistance of the separator tends to increase. Even in such a case, according to the above aspect, by optimizing the pore structure of the separator, the effect of reducing resistance can be effectively obtained, and excellent CCA performance can be ensured. (EA value) may be 2 mm or more. From the viewpoint of easily securing a higher CCA value, the (EA) value is preferably 10 mm or less, and may be 8 mm or less.

(E-A)値は、1mm以上10mm以下、1mm以上8mm以下、2mm以上10mm以下、または2mm以上8mm以下であってもよい。 The (EA) value may be 1 mm or more and 10 mm or less, 1 mm or more and 8 mm or less, 2 mm or more and 10 mm or less, or 2 mm or more and 8 mm or less.

セパレータの細孔容積Pは、0.8cm/g以上であり、より高いCCA性能を確保する観点から1.0cm/g以上としてもよい。細孔容積Pが0.8cm/g未満では、縁部の厚みTpを主要部の厚みTmよりも大きくし、第1細孔の比率を50体積%以上としても、CCA性能の低下を抑制する効果はほとんど得られない。セパレータの細孔容積Pは、2.0cm/g以下である。細孔容積Pが2.0cm/gを超えると、セパレータの物理強度が弱まり、製造上不利である。セパレータのより高い物理強度を確保し易い観点からは、細孔容積Pを、1.9cm/g以下とすることが好ましく、1.8cm/g以下とすることがより好ましい。セパレータの強度が低くなると、高温過充電試験中に破れるため、高温過充電寿命も短くなる。 The pore volume P t of the separator is 0.8 cm 3 /g or more, and may be 1.0 cm 3 /g or more from the viewpoint of ensuring higher CCA performance. When the pore volume Pt is less than 0.8 cm 3 /g, even if the thickness Tp of the edge is made larger than the thickness Tm of the main part and the ratio of the first pores is 50% by volume or more, the CCA performance will not deteriorate. Almost no suppressive effect can be obtained. The pore volume P t of the separator is 2.0 cm 3 /g or less. If the pore volume P t exceeds 2.0 cm 3 /g, the physical strength of the separator will be weakened, which is disadvantageous in manufacturing. From the viewpoint of easily ensuring higher physical strength of the separator, the pore volume P t is preferably 1.9 cm 3 /g or less, more preferably 1.8 cm 3 /g or less. If the strength of the separator decreases, it will break during the high temperature overcharge test, and the high temperature overcharge life will also be shortened.

セパレータの細孔容積Pは、0.8cm/g以上2.0cm/g以下、0.8cm/g以上1.9cm/g以下、0.8cm/g以上1.8cm/g以下、1.0cm/g以上2.0cm/g以下、1.0cm/g以上1.9cm/g以下、または1.0cm/g以上1.8cm/g以下であってもよい。 The pore volume P t of the separator is 0.8 cm 3 /g or more and 2.0 cm 3 /g or less, 0.8 cm 3 /g or more and 1.9 cm 3 /g or less, and 0.8 cm 3 /g or more and 1.8 cm 3 /g or less, 1.0cm 3 /g or more and 2.0cm 3 /g or less, 1.0cm 3 /g or more and 1.9cm 3 /g or less, or 1.0cm 3 /g or more and 1.8cm 3 /g or less There may be.

細孔容積Pは、ポリマー材料と造孔剤および/または浸透剤との親和性を調節したり、無機粒子の種類および/または粒子径を選択したり、浸透剤の量を調節したり、ならびに/もしくは造孔剤の除去量を調節したりすることにより、調節することができる。一般に、残存する造孔剤の量によってセパレータの細孔容積Pは変化する。セパレータ中に残存する造孔剤が少ないと、セパレータの細孔数は多くなり、セパレータの抵抗は低くなるが、物理強度は低下する。一方、セパレータ中に残存する造孔剤が多いと、セパレータの細孔数は少なくなり、抵抗が大きくなるが、物理強度は良化する。そのため、造孔剤を一部除去する際、除去量を制御することが好ましい。 The pore volume Pt can be adjusted by adjusting the affinity of the polymer material with the pore-forming agent and/or the penetrating agent, selecting the type and/or particle size of the inorganic particles, adjusting the amount of the penetrating agent, It can be adjusted by adjusting and/or the amount of pore-forming agent removed. Generally, the pore volume Pt of the separator changes depending on the amount of the remaining pore-forming agent. If there is less pore-forming agent remaining in the separator, the number of pores in the separator will increase, and the resistance of the separator will decrease, but the physical strength will decrease. On the other hand, if there is a large amount of pore-forming agent remaining in the separator, the number of pores in the separator will decrease and the resistance will increase, but the physical strength will improve. Therefore, when removing a portion of the pore-forming agent, it is preferable to control the amount removed.

第1細孔の比率r1は、50%以上である。比率r1が50体積%未満の場合には、TpをTmより大きくし、細孔容積Pを0.8cm/g以上としても、CCA性能の低下を抑制することは困難である。より高いCCA性能を確保し易い観点からは、比率r1は、55%以上が好ましく、60%以上としてもよい。比率r1は、例えば、80%以下である。さらに高い物理強度を確保し易い観点からは、比率r1は、75%以下が好ましい。 The ratio r1 of the first pores is 50% or more. When the ratio r1 is less than 50% by volume, it is difficult to suppress the deterioration of CCA performance even if Tp is made larger than Tm and the pore volume Pt is set to 0.8 cm 3 /g or more. From the viewpoint of easily ensuring higher CCA performance, the ratio r1 is preferably 55% or more, and may be 60% or more. The ratio r1 is, for example, 80% or less. From the viewpoint of easily ensuring higher physical strength, the ratio r1 is preferably 75% or less.

比率r1は、50%以上80%以下、50%以上75%以下、55%以上80%以下、55%以上75%以下、60%以上80%以下、または60%以上75%以下であってもよい。 Even if the ratio r1 is 50% to 80%, 50% to 75%, 55% to 80%, 55% to 75%, 60% to 80%, or 60% to 75% good.

セパレータは、第2細孔を含むことができる。細孔容積Ptおよび比率r1が制御されるとともに、第2細孔の存在により、電解液の拡散性を確保して抵抗を小さく抑えながらも、充放電の際にセパレータからオイルが抜け出るのを低減することができる。よって、セパレータの低抵抗と優れた高温過充電寿命とを両立し易くなる。 The separator can include second pores. In addition to controlling the pore volume Pt and ratio r1, the presence of the second pores ensures the diffusivity of the electrolyte and keeps the resistance low, while also reducing the leakage of oil from the separator during charging and discharging. can do. Therefore, it becomes easier to achieve both low resistance of the separator and excellent high-temperature overcharge life.

第2細孔の比率r2は、20%以上であることが好ましく、23%以上または25%以上であることがさらに好ましい。比率r2がこのような範囲である場合、オイルを保持し易くなるとともに、電解液の高い拡散性を確保し易くなる。比率r2は、比率r1とのバランスの観点から、例えば、50%以下であり、45%以下または40%以下であってもよい。 The ratio r2 of the second pores is preferably 20% or more, more preferably 23% or more or 25% or more. When the ratio r2 is within such a range, it becomes easier to retain oil and to ensure high diffusivity of the electrolytic solution. From the viewpoint of balance with the ratio r1, the ratio r2 is, for example, 50% or less, and may be 45% or less or 40% or less.

比率r2は、20%以上50%以下、20%以上45%以下、20%以上40%以下、23%以上50%以下、23%以上45%以下、23%以上40%以下、25%以上50%以下、25%以上45%以下、または25%以上40%以下であってもよい。 Ratio r2 is 20% to 50%, 20% to 45%, 20% to 40%, 23% to 50%, 23% to 45%, 23% to 40%, 25% to 50 % or less, 25% or more and 45% or less, or 25% or more and 40% or less.

セパレータ内の細孔構造および比率r1は、ベースポリマーと造孔剤および/または浸透剤との親和性を調節したり、造孔剤の分散性を調節したり、無機粒子の種類および/または粒子径を選択したり、浸透剤の種類を選択したり、浸透剤の量を調節したり、ならびに/もしくは、無機粒子の表面に存在する官能基および/または原子などの量を調節したりすることにより、調節することができる。 The pore structure and ratio r1 in the separator can be adjusted to adjust the affinity between the base polymer and the pore-forming agent and/or penetrating agent, to adjust the dispersibility of the pore-forming agent, and to adjust the type and/or particle size of the inorganic particles. Select the diameter, select the type of penetrant, adjust the amount of penetrant, and/or adjust the amount of functional groups and/or atoms, etc. present on the surface of the inorganic particle. It can be adjusted by

比率r2の調節も、比率r1の場合に準じて調節できる。比率r2を調節する観点からは、理由は定かではないが、例えば、無機粒子の表面の-ONa基の量を低減すると(例えば、セパレータ中のNa含有量にして1000μg/cm以下または500μg/cm以下に低減すると)有利である。より具体的には、セパレータのLog微分細孔容積分布において、0.03μm以下(好ましくは0.03μm未満(例えば、0.02μm付近))の領域に特有のピークが見られるようになる。-ONa基の量を調節し易い観点からは、無機粒子として、シリカ粒子を用いることが好ましい。 The ratio r2 can also be adjusted in the same manner as the ratio r1. From the viewpoint of adjusting the ratio r2, although the reason is not clear, for example, if the amount of -ONa groups on the surface of the inorganic particles is reduced (for example, the Na content in the separator is 1000 μg/cm 3 or less or 500 μg/cm 3 or less) cm3 ) is advantageous. More specifically, in the Log differential pore volume distribution of the separator, a unique peak appears in a region of 0.03 μm or less (preferably less than 0.03 μm (for example, around 0.02 μm)). From the viewpoint of easy control of the amount of -ONa groups, it is preferable to use silica particles as the inorganic particles.

なお、セパレータのLog微分細孔容積分布は細孔容積Pおよび第1細孔の細孔容積Pと同様にして測定される細孔分布から求められる。 Note that the Log differential pore volume distribution of the separator is determined from the pore volume P t and the pore volume P 1 of the first pores, which are measured in the same manner.

セパレータは、第1細孔および第2細孔以外の細孔を有していてもよいが、全細孔容積に占める第1細孔および第2細孔の容積の比率は比較的大きい。例えば、比率r1および比率r2の合計は、90%以上であってもよく、95%以上であってもよく、98%以上であってもよい。比率r1および比率r2の合計は、例えば、100%以下である。 Although the separator may have pores other than the first pores and the second pores, the ratio of the volumes of the first pores and the second pores to the total pore volume is relatively large. For example, the sum of ratio r1 and ratio r2 may be 90% or more, 95% or more, or 98% or more. The sum of the ratio r1 and the ratio r2 is, for example, 100% or less.

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

電解液の20℃における比重は、例えば、1.10g/cm3以上である。電解液の20℃における比重は、1.35g/cm3以下であってもよい。なお、これらの比重は、既化成で満充電状態の鉛蓄電池の電解液についての値である。 The specific gravity of the electrolytic solution at 20° C. is, for example, 1.10 g/cm 3 or more. The specific gravity of the electrolytic solution at 20° C. may be 1.35 g/cm 3 or less. Note that these specific gravity values are for the electrolyte of a fully charged lead-acid battery.

(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。
(positive electrode plate)
There are two types of positive electrode plates for lead-acid batteries: paste type and clad type.

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。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。 The paste-type positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material. The positive electrode material is held by the positive current collector. In the paste type positive electrode plate, the positive electrode material is the positive electrode plate minus the positive current collector. The positive electrode current collector may be formed in the same manner as the negative electrode current collector, and can 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。クラッド式正極板では、正極電極材料は、正極板から、チューブ、芯金、および連座を除いたものである。 A clad type positive electrode plate consists of multiple porous tubes, a core bar inserted into each tube, a positive electrode material filled in the tube into which the core bar is inserted, and a connecting seat that connects the multiple tubes. Equipped with. In a clad type positive electrode plate, the positive electrode material is the positive electrode plate excluding the tube, the core bar, and the connecting seat.

正極集電体に用いる鉛合金としては、耐食性および機械的強度の点で、Pb-Ca系合金、Pb-Ca-Sn系合金が好ましい。正極集電体は、組成の異なる鉛合金層を有してもよく、合金層は複数でもよい。芯金には、Pb-Ca系合金やPb-Sb系合金を用いることが好ましい。 The lead alloy used for the positive electrode current collector is preferably a Pb--Ca alloy or a Pb--Ca--Sn alloy in terms of corrosion resistance and mechanical strength. The positive electrode current collector may have lead alloy layers having different compositions, and may have a plurality of alloy layers. It is preferable to use a Pb--Ca alloy or a Pb--Sb alloy for the core metal.

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 includes a positive active material (lead dioxide or lead sulfate) that develops capacity through a redox reaction. The positive electrode material may contain other additives as necessary.

未化成のペースト式正極板は、負極板の場合に準じて、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。その後、未化成の正極板を化成する。正極ペーストは、鉛粉、添加剤、水、硫酸を練合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 and drying the same as in the case of a negative electrode plate. Thereafter, the unformed positive electrode plate is chemically formed. The positive electrode paste is prepared by kneading lead powder, additives, water, and sulfuric acid.

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 into which a metal core is inserted with lead powder or lead powder in the form of a slurry, and connecting a plurality of tubes in series.

(負極板)
鉛蓄電池の負極板は、負極集電体と、負極電極材料とで構成されている。負極電極材料は、負極板から負極集電体を除いたものである。
(Negative electrode plate)
The negative electrode plate of a lead-acid battery is composed of a negative electrode current collector and a negative electrode material. The negative electrode material is obtained by removing the negative electrode current collector from the negative electrode plate.

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。負極集電体として負極格子を用いると、負極電極材料を担持させ易いため好ましい。 The negative electrode current collector may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead or lead alloy sheet. Examples of processing methods include expanding processing and punching processing. It is preferable to use a negative electrode grid as the negative electrode current collector because it facilitates supporting the negative electrode material.

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 alloys may further contain at least one element selected from the group consisting of Ba, Ag, Al, Bi, As, Se, Cu, etc. as an additive element.

負極電極材料は、酸化還元反応により容量を発現する負極活物質(鉛もしくは硫酸鉛)を含んでおり、防縮剤、炭素質材料(カーボンブラックなど)、硫酸バリウムなどを含んでもよい。負極電極剤量は、必要に応じて、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 develops capacity through a redox reaction, and may also contain an antishrink agent, a carbonaceous material (such as carbon black), barium sulfate, and the like. The amount of negative electrode material may include other additives as necessary.

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

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

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

(繊維マット)
鉛蓄電池は、さらに、正極板と負極板との間に介在する繊維マットを備えていてもよい。繊維マットは、セパレータとは異なり、シート状の繊維集合体を含む。このような繊維集合体としては、電解液に不溶な繊維が絡み合ったシートが使用される。このようなシートには、例えば、不織布、織布、編み物などがある。繊維マットの例えば60質量%以上が繊維で形成されている。
(fiber mat)
The lead-acid battery may further include a fiber mat interposed between the positive and negative plates. Unlike a separator, a fiber mat includes a sheet-like fiber aggregate. As such a fiber aggregate, a sheet in which fibers insoluble in the electrolyte are entangled is used. Examples of such sheets include nonwoven fabrics, woven fabrics, and knitted fabrics. For example, 60% by mass or more of the fiber mat is made of fibers.

繊維としては、ガラス繊維、ポリマー繊維、パルプ繊維などを用いることができる。ポリマー繊維の中では、ポリオレフィン繊維が好ましい。 As the fiber, glass fiber, polymer fiber, pulp fiber, etc. can be used. Among polymer fibers, polyolefin fibers are preferred.

図3は、本発明の一実施形態に係る液式鉛蓄電池の外観と内部構造を示す一部切り欠き斜視図である。
鉛蓄電池1は、極板群11と電解液(図示せず)とを収容する電槽12を具備する。電槽12内は、隔壁13により、複数のセル室14に仕切られている。各セル室14には、極板群11が1つずつ収納されている。電槽12の開口部は、負極端子16および正極端子17を具備する蓋15で閉じられる。蓋15には、セル室毎に液口栓18が設けられている。補水の際には、液口栓18を外して補水液が補給される。液口栓18は、セル室14内で発生したガスを電池外に排出する機能を有してもよい。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the external appearance and internal structure of a liquid lead-acid battery according to an embodiment of the present invention.
The lead-acid battery 1 includes a battery case 12 that houses an electrode plate group 11 and an electrolyte (not shown). The inside of the battery case 12 is partitioned into a plurality of cell chambers 14 by a partition wall 13. Each cell chamber 14 houses one electrode plate group 11. The opening of the battery case 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 refilling water, the liquid port stopper 18 is removed and the rehydration liquid is replenished. The liquid port plug 18 may have a function of discharging gas generated within 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 constructed by laminating a plurality of negative electrode plates 2 and positive electrode plates 3 with a separator 4 in between. Although a bag-shaped separator 4 that accommodates the negative electrode plate 2 is shown here, the form of the separator is not particularly limited. In the cell chamber 14 located at one end of the battery case 12, a negative electrode shelf section 6 that connects a plurality of negative electrode plates 2 in parallel is connected to a through connector 8, and a positive electrode shelf section that connects a plurality of positive electrode plates 3 in parallel. 5 is connected to the positive pole 7. The positive electrode column 7 is connected to a positive electrode terminal 17 outside the lid 15. In the cell chamber 14 located at the other end of the battery case 12 , the negative pole 9 is connected to the negative shelf 6 , and the through connector 8 is connected to the positive shelf 5 . The negative electrode column 9 is connected to a negative electrode 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 adjacent cell chambers 14 in series.

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

上記側面に係る鉛蓄電池では、セパレータの縁部の高い突き刺し強度を確保しながらも、セパレータが低抵抗化されることで、CCA性能の低下が抑制される。また、IS寿命性能の低下を抑制することもできる。さらには、優れた高温過充電寿命を確保することも可能である。セパレータの縁部の突き刺し強度、鉛蓄電池のCCA性能、IS寿命性能、および高温過充電寿命は、下記の手順で評価される。 In the lead-acid battery according to the above aspect, while ensuring high puncture strength at the edge of the separator, the resistance of the separator is reduced, so that deterioration in CCA performance is suppressed. Further, it is also possible to suppress a decrease in IS life performance. Furthermore, it is also possible to ensure an excellent high temperature overcharge life. The puncture strength of the edge of the separator, the CCA performance of the lead-acid battery, the IS life performance, and the high temperature overcharge life are evaluated using the following procedure.

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

(2)CCA性能
JIS D 5301:2006に準拠して、次の手順で、放電開始後30秒目の端子電圧が7.2V以上となる電流値により鉛蓄電池の始動性を評価する。電流値が大きいほど始動性が高く、セパレータの抵抗が低いことを意味する。
(a)満充電が完了後、最低16時間、蓄電池を-18℃±1℃の冷却室に置く。
(b)中央にあるいずれかのセルの電解液温度が-18℃±1℃であることを確認後、CCA390Aで30秒放電する。
(c)放電開始後 30秒目の端子電圧を記録する。
(2) CCA performance Based on JIS D 5301:2006, the startability of the lead-acid battery is evaluated by the current value at which the terminal voltage becomes 7.2 V or more 30 seconds after the start of discharge according to the following procedure. The larger the current value, the higher the startability and the lower the resistance of the separator.
(a) After the battery is fully charged, place it in a cooling room at -18°C ± 1°C for at least 16 hours.
(b) After confirming that the electrolyte temperature of any cell in the center is -18°C±1°C, discharge for 30 seconds with CCA390A.
(c) Record the terminal voltage 30 seconds after the start of discharge.

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

(4)高温過充電寿命
下記の手順で、高温過充電耐久試験を行い、鉛蓄電池の寿命を測定する。
(a)全試験期間を通して、蓄電池を75℃±3℃の気槽中に置く。
(b)蓄電池を寿命試験装置に接続し、連続的に次に示す放電及び充電のサイクルを繰り返す。この放電と充電とのサイクルを寿命1回(1サイクル)とする。
放電:放電電流25.0A±0.1Aで60秒±1秒
充電:充電電圧14.80V±0.03V(制限電流25.0A±0.1A)で600秒±1秒
(c)試験中、480サイクルごとに56時間放置し、その後、CCA390Aで30秒間連続放電を行い、5秒目電圧を記録する。その後、(b)の充電を行う。なお、この放電及び充電も寿命回数(サイクル数)に加算する。
(d)試験の終了は、(c)の試験で測定した5秒目電圧が7.2V以下となり、再び上昇しないことを確認したときを電池寿命とする。
上記(2)および(4)の評価において、CCAは、-18℃±1℃の温度で放電し、30秒目電圧が7.2V以上となるように定められた放電電流である。
(4) High-temperature overcharge lifespan A high-temperature overcharge durability test is performed to measure the lifespan of lead-acid batteries according to the following procedure.
(a) The battery is placed in an air bath at 75°C ± 3°C throughout the entire test period.
(b) Connect the storage battery to a life test device and continuously repeat the following discharging and charging cycles. This cycle of discharging and charging is defined as one lifetime (one cycle).
Discharge: 60 seconds ± 1 second at discharge current 25.0A ± 0.1A Charging: 600 seconds ± 1 second at charging voltage 14.80V ± 0.03V (limited current 25.0A ± 0.1A) (c) During test , and left for 56 hours every 480 cycles, and then continuous discharge was performed for 30 seconds with CCA390A, and the voltage at the 5th second was recorded. After that, charging in (b) is performed. Note that this discharging and charging are also added to the number of lifetimes (number of cycles).
(d) The end of the test is when it is confirmed that the voltage measured for the fifth second in the test (c) becomes 7.2 V or less and does not rise again, which is the end of the battery life.
In the evaluations (2) and (4) above, CCA is a discharge current determined such that discharge occurs at a temperature of -18° C.±1° C. and the voltage at the 30th second is 7.2 V or more.

[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 Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

《鉛蓄電池E1~E23およびR1~R7》
(1)負極板の作製
鉛酸化物、カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニン、補強材(合成樹脂繊維)、水および硫酸を混合して負極ペーストを調製した。負極ペーストをアンチモンフリーのPb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、幅E100mm、高さ110mm、厚さ1.3mの未化成の負極板を得た。カーボンブラック、硫酸バリウム、リグニンおよび合成樹脂繊維の量は、既化成の満充電の状態で測定したときに、それぞれ0.3質量%、2.1質量%、0.1質量%および0.1質量%になるように調節した。
《Lead acid batteries E1 to E23 and R1 to R7》
(1) Preparation of negative electrode plate A negative electrode paste was prepared by mixing lead oxide, carbon black, barium sulfate, lignin, reinforcing material (synthetic resin fiber), water, and sulfuric acid. The negative electrode paste was filled into the mesh part of an expanded lattice made of antimony-free Pb-Ca-Sn alloy, aged and dried to obtain an unformed negative electrode plate with a width E of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.3 m. . The amounts of carbon black, barium sulfate, lignin, and synthetic resin fibers are 0.3% by mass, 2.1% by mass, 0.1% by mass, and 0.1% by mass, respectively, when measured in a fully charged state of preformed chemical. It was adjusted to be % by mass.

(2)正極板の作製
鉛酸化物、補強材(合成樹脂繊維)、水および硫酸を混合して正極ペーストを調製した。正極ペーストをアンチモンフリーのPb-Ca-Sn系合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成、乾燥し、幅E100mm、高さ110mm、厚さ1.6mmの未化成の正極板を得た。
(2) Preparation of positive electrode plate A positive electrode paste was prepared by mixing lead oxide, reinforcing material (synthetic resin fiber), water, and sulfuric acid. The positive electrode paste was filled into the mesh part of an expanded lattice made of antimony-free Pb-Ca-Sn alloy, aged and dried to obtain an unformed positive electrode plate with a width E of 100 mm, a height of 110 mm, and a thickness of 1.6 mm. .

(3)セパレータ
ポリエチレン100質量部と、シリカ粒子160質量部と、造孔剤としてのパラフィン系オイル80質量部と、2質量部の浸透剤を含む樹脂組成物をシート状に押出成形した後、造孔剤の一部を除去することにより、既述の手順で求められる細孔容積P、細孔比率r1およびr2が表1に示す値である微多孔膜を作製した。押出成形には、セパレータの縁部の厚みと主要部の厚みとの差(Tp-Tm)が表1に示す値となるとともに、図1に示すようにストライプ状の複数の主リブおよびミニリブが形成される形状の金型を用いた。次に、各シート状の微多孔膜を二つ折りにして袋を形成し、第1方向D1の両端部に溶着部を形成して、図1に示すような袋状セパレータを得た。縁部は、第1方向の両端側に形成されており、各縁部の幅Bは20mmであり、主要部の幅Aは75mmであり、セパレータの第1方向D1における幅Wは115mmであった。
(3) Separator After extruding into a sheet a resin composition containing 100 parts by mass of polyethylene, 160 parts by mass of silica particles, 80 parts by mass of paraffin oil as a pore-forming agent, and 2 parts by mass of a penetrating agent, By removing a portion of the pore-forming agent, a microporous membrane was produced in which the pore volume P t and the pore ratios r1 and r2 determined by the procedure described above had the values shown in Table 1. In extrusion molding, the difference between the thickness of the edge of the separator and the thickness of the main part (Tp - Tm) is the value shown in Table 1, and as shown in Figure 1, a plurality of striped main ribs and mini ribs are formed. A mold having the shape to be formed was used. Next, each sheet-like microporous membrane was folded in half to form a bag, and welded portions were formed at both ends in the first direction D1 to obtain a bag-like separator as shown in FIG. 1. The edges are formed on both end sides in the first direction, the width B of each edge is 20 mm, the width A of the main part is 75 mm, and the width W of the separator in the first direction D1 is 115 mm. Ta.

なお、ポリエチレン、シリカ粒子、造孔剤および浸透剤を含む樹脂組成物の組成は、セパレータの設計、製造条件、および/または鉛蓄電池の使われ方等により、任意に変更され得る。また、必要に応じて、セパレータ中のNa含有量、浸透剤の量、および/または造孔剤の除去量などが調節される。 Note that the composition of the resin composition containing polyethylene, silica particles, a pore-forming agent, and a penetrating agent may be arbitrarily changed depending on the separator design, manufacturing conditions, and/or how the lead-acid battery is used. Further, the Na content in the separator, the amount of penetrating agent, the amount of pore-forming agent removed, etc. are adjusted as necessary.

袋状セパレータの外面において、主リブおよびミニリブの突出高さはそれぞれ0.6mmおよび0.15mmとした。主リブのピッチは9.8mm、ミニリブのピッチは1mmとした。セパレータの総厚は0.8mmとした。セパレータ中に占めるシリカ粒子の含有量は、60質量%であった。なお、セパレータの総厚み、リブの突出高さ、リブのピッチ、およびシリカ粒子の含有量は、鉛蓄電池の作製前のセパレータについて求めた値であるが、作製後の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて既述の手順で測定した値とほぼ同じである。 On the outer surface of the bag-shaped separator, the protruding heights of the main ribs and miniribs were set to 0.6 mm and 0.15 mm, respectively. The pitch of the main ribs was 9.8 mm, and the pitch of the mini ribs was 1 mm. The total thickness of the separator was 0.8 mm. The content of silica particles in the separator was 60% by mass. Note that the total thickness of the separator, the protruding height of the ribs, the pitch of the ribs, and the content of silica particles are the values obtained for the separator before manufacturing the lead-acid battery, but the values for the separator taken out from the lead-acid battery after manufacturing are the same. This value is almost the same as the value measured using the procedure described above.

(4)鉛蓄電池の作製
未化成の各負極板を、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した。正極板の耳同士および負極板の耳同士をそれぞれキャストオンストラップ(COS)方式で正極棚部および負極棚部と溶接した。極板群をポリプロピレン製の電槽に挿入し、電解液を注液して、電槽内で化成を施して、定格電圧12Vおよび定格容量が30Ah(5時間率容量(定格容量に記載の数値の1/5の電流で放電するときの容量))の液式の鉛蓄電池E1~E23およびR1~R7を組み立てた。なお、電槽内では6個の極板群が直列に接続されている。
(4) Production of lead-acid battery Each unformed negative electrode plate was housed in a bag-like separator, and an electrode plate group was formed by seven unformed negative electrode plates and six unformed positive electrode plates per cell. The lugs of the positive electrode plate and the lugs of the negative electrode plate were welded to the positive electrode shelf portion and the negative electrode shelf portion, respectively, using a cast-on strap (COS) method. Insert the electrode plate group into a polypropylene battery case, inject electrolyte, and perform chemical conversion in the battery case to achieve a rated voltage of 12V and a rated capacity of 30Ah (5 hour rate capacity (the value stated in the rated capacity). Liquid lead-acid batteries E1 to E23 and R1 to R7 were assembled, each having a capacity when discharged at a current of 1/5 of Note that six electrode plate groups are connected in series within the battery case.

電解液としては、硫酸水溶液に硫酸アルミニウムを溶解させたものを用いた。化成後の電解液の20℃における比重は1.285であり、Alイオン濃度は0.2質量%であった。 As the electrolytic solution, an aqueous sulfuric acid solution in which aluminum sulfate was dissolved was used. The specific gravity of the electrolytic solution after chemical formation at 20° C. was 1.285, and the Al ion concentration was 0.2% by mass.

[評価1:セパレータ中のオイルの含有量]
作製後の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて、オイルの含有量を既述の手順で求めた。
[Evaluation 1: Oil content in separator]
The oil content of the separator taken out from the produced lead-acid battery was determined by the procedure described above.

[評価2:突き刺し強度]
作製後の鉛蓄電池から取り出したセパレータについて、既述の手順で、セパレータの縁部における突き刺し強度(N)を求めた。(Tp-Tm)=0mmのセパレータでは、(Tp-Tm)≠0mmのセパレータの縁部の相当する第1方向の端の部分において突き刺し強度を求めた。
[Evaluation 2: Puncture strength]
The puncture strength (N) at the edge of the separator was determined by the above-described procedure for the separator taken out from the produced lead-acid battery. For the separator with (Tp-Tm)=0 mm, the puncture strength was determined at the end portion in the first direction corresponding to the edge of the separator where (Tp-Tm)≠0 mm.

[評価3:CCA性能]
既述の手順で、各鉛蓄電池の放電開始後30秒目の端子電圧(V)を求めた。
[Evaluation 3: CCA performance]
The terminal voltage (V) of each lead-acid battery 30 seconds after the start of discharge was determined using the procedure described above.

[評価4:IS寿命性能]
既述の手順で、各鉛蓄電池の端子電圧7.2Vに到達するまでのサイクル数を求めた。
[Evaluation 4: IS life performance]
The number of cycles until the terminal voltage of each lead-acid battery reached 7.2 V was determined using the procedure described above.

[評価5:高温過充電寿命]
既述の手順で、各鉛蓄電池の高温過充電耐久試験における寿命サイクル数を測定した。
[Evaluation 5: High temperature overcharge life]
The number of life cycles of each lead-acid battery in a high-temperature overcharge durability test was measured according to the procedure described above.

評価1~評価5の結果を表1に示す。評価2~評価5については、鉛蓄電池R1の結果を1としたときの比で示す。表1には、細孔容積P、細孔比率r1およびr2、ならびに(Tp-Tm)についても合わせて示す。 Table 1 shows the results of evaluations 1 to 5. Evaluations 2 to 5 are expressed as a ratio when the result of lead-acid battery R1 is set to 1. Table 1 also shows the pore volume P t , pore ratios r1 and r2, and (Tp−Tm).

Figure 0007424371000001
Figure 0007424371000001

表1に示されるように、細孔容積P<0.8cm/gの鉛蓄電池R1とR3とでは、縁部の厚みTpが主要部の厚みTmよりわずかに0.05mm大きくなっただけで、CCA性能が20%も低下しており、セパレータの抵抗が大きくなっていることが分かる。P<0.8cm/gの場合には、細孔比率r1が45%から50%や55%に増加しても、CCA性能は低いままであり(R1~R3の比較)、r1が80%の場合(R6)でもCCA性能はR1と同程度である。 As shown in Table 1, for lead-acid batteries R1 and R3 with pore volumes P t <0.8 cm 3 /g, the edge thickness Tp is only 0.05 mm larger than the main portion thickness Tm. It can be seen that the CCA performance has decreased by 20%, and the resistance of the separator has increased. When P t <0.8 cm 3 /g, even if the pore ratio r1 increases from 45% to 50% or 55%, the CCA performance remains low (comparison of R1 to R3), and r1 Even in the case of 80% (R6), the CCA performance is comparable to R1.

それに対し、細孔容積P≧0.8cm/gの場合には、細孔比率r1≧50%において、縁部の厚みTpが主要部の厚みTmより0.05mm大きくなっても、CCA性能は20%向上している(R1とE1との比較)。また、P≧0.8cm/gの場合には、細孔比率r1が45%から50%や55%に増加すると、CCA性能は向上する(R5、E1およびE2の比較)。また、R6とE1およびE2との比較から、細孔比率r1が50%から55%に増加しても高いCCA性能が確保できているが、50%から45%に減少すると、CCA性能は大きく低下している。 On the other hand, when the pore volume P t ≧0.8 cm 3 /g and the pore ratio r1≧50%, the CCA Performance is improved by 20% (comparison between R1 and E1). Further, in the case of P t ≧0.8 cm 3 /g, when the pore ratio r1 increases from 45% to 50% or 55%, the CCA performance improves (comparison of R5, E1 and E2). Furthermore, from a comparison of R6, E1, and E2, high CCA performance is secured even when the pore ratio r1 increases from 50% to 55%, but when it decreases from 50% to 45%, the CCA performance significantly increases. It is declining.

また、R1(細孔容積P=0.7cm/g、細孔比率r1=50%、(Tp―Tm)=0)の場合に比べて、R7(細孔容積P=0.8cm/g、細孔比率r1=50%、(Tp―Tm)=0)の場合には、CCA性能が1から1.2へと向上している。これに対して、R3(細孔容積P=0.7cm/g、細孔比率r1=50%、(Tp―Tm)=0.05mm)の場合に比べて、E1(細孔容積P=0.8cm/g、細孔比率r1=50%、(Tp―Tm)=0.05mm)の場合には、CCA性能が0.8から1.2へと大きく向上している。このように、Pが0.8cm/g未満の場合と0.8cm/g以上の場合とで、細孔比率r1を50%以上とするとともに、縁部の厚みTpを主要部の厚みTmよりも大きくすることがCCA性能に及ぼす影響(または挙動)は大きく異なる。これにより、CCA性能の低下抑制効果は、細孔容積Pを0.8cm/g以上とすることにより初めて得られる効果であると言える。よって、表1により、細孔容積Pを0.8cm/g以上とすることによる臨界性が示されていると言える。また、表1から、細孔容積Pが2.0cm/g以下(好ましくは1.9cm/g以下または1.8cm/g以下)では、高いCCA性能および突き刺し強度を確保できるとともに、IS寿命性能の低下を抑制できる。 Furthermore, compared to the case of R1 (pore volume P t =0.7 cm 3 /g, pore ratio r1 = 50%, (Tp-Tm) = 0), R7 (pore volume P t =0.8 cm 3 /g, pore ratio r1=50%, (Tp-Tm)=0), the CCA performance improved from 1 to 1.2. On the other hand , E1 (pore volume P When t = 0.8 cm 3 /g, pore ratio r1 = 50%, (Tp-Tm) = 0.05 mm), the CCA performance was greatly improved from 0.8 to 1.2. In this way, when P t is less than 0.8 cm 3 /g and when it is 0.8 cm 3 /g or more, the pore ratio r1 is set to 50% or more, and the thickness Tp of the edge part is set to 50% or more. The influence (or behavior) of making the thickness larger than Tm on the CCA performance differs greatly. Accordingly, it can be said that the effect of suppressing the decline in CCA performance can only be obtained by setting the pore volume P t to 0.8 cm 3 /g or more. Therefore, it can be said that Table 1 shows the criticality of setting the pore volume P t to 0.8 cm 3 /g or more. Furthermore, from Table 1, when the pore volume P t is 2.0 cm 3 /g or less (preferably 1.9 cm 3 /g or less or 1.8 cm 3 /g or less), high CCA performance and puncture strength can be ensured. , it is possible to suppress the deterioration of IS life performance.

また、セパレータ中のオイル含有量が、10質量%以上の場合には、10質量%未満の場合に比べて、優れた高温過充電寿命が得られている(E21とE1、E22およびE23との比較)。オイル含有量が13質量%以上の場合には、さらに高い高温過充電寿命が得られる(E1とE21~E23との比較、E4とE1~E3およびE5~E20との比較)。これは、セパレータの細孔内に比較的多くのオイルが保持されるとともに、細孔構造が最適化されることで、高温過充電耐久試験を行っても、オイルの流出が抑制され、セパレータの酸化劣化が抑制されたためと考えられる。また、比率r2が20%以上であることで、より多くのオイルが保持されやすくなったと考えられる。 Furthermore, when the oil content in the separator is 10% by mass or more, a superior high-temperature overcharge life is obtained compared to when the oil content is less than 10% by mass (E21 and E1, E22, and E23). comparison). When the oil content is 13% by mass or more, an even higher high temperature overcharge life can be obtained (comparison of E1 with E21 to E23, comparison of E4 with E1 to E3 and E5 to E20). This is because a relatively large amount of oil is retained within the pores of the separator, and the pore structure is optimized, so even if a high-temperature overcharge durability test is performed, oil outflow is suppressed and the separator retains a large amount of oil. This is thought to be because oxidative deterioration was suppressed. Moreover, it is considered that more oil is easily retained because the ratio r2 is 20% or more.

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

1:鉛蓄電池、2:負極板、3:正極板、4,100: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、100A:第1部分、100B:第2部分、101:折り目、103:主要部、103b:第1ベース部、103r:主リブ、105:縁部、105b:第2ベース部、105r:ミニリブ、105s:溶着部 1: Lead-acid battery, 2: Negative electrode plate, 3: Positive electrode plate, 4,100: Separator, 5: Positive electrode shelf, 6: Negative electrode shelf, 7: Positive electrode column, 8: Through-connection body, 9: Negative electrode column, 11 : Electrode plate group, 12: Battery case, 13: Partition wall, 14: Cell chamber, 15: Lid, 16: Negative electrode terminal, 17: Positive electrode terminal, 18: Liquid port plug, 100A: First part, 100B: Second part , 101: crease, 103: main part, 103b: first base part, 103r: main rib, 105: edge, 105b: second base part, 105r: mini rib, 105s: welded part

Claims (10)

主要部と、前記主要部の第1方向における両端に位置する一対の縁部とを有し、
前記一対の縁部の厚みTpが、前記主要部の厚みTmより大きく、
全細孔容積が、0.8cm/g以上2.0cm/g以下であり、
0.1μm以上10μm以下の孔径を有する第1細孔の細孔容積の前記全細孔容積に占める比率r1が50%以上である、液式鉛蓄電池用セパレータ。
It has a main part and a pair of edges located at both ends of the main part in the first direction,
The thickness Tp of the pair of edge parts is larger than the thickness Tm of the main part,
The total pore volume is 0.8 cm 3 /g or more and 2.0 cm 3 /g or less,
A separator for a liquid lead-acid battery, wherein the ratio r1 of the pore volume of the first pores having a pore diameter of 0.1 μm or more and 10 μm or less to the total pore volume is 50% or more.
前記第1細孔の比率r1が、80%以下である、請求項1に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。 The separator for a liquid lead acid battery according to claim 1, wherein the ratio r1 of the first pores is 80% or less. 前記全細孔容積が、1.8cm/g以下である、請求項1または2に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。 The separator for a liquid lead acid battery according to claim 1 or 2, wherein the total pore volume is 1.8 cm 3 /g or less. 前記縁部の厚みTpと前記主要部の厚みTmとの差は、0.05mm以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。 The separator for a liquid lead-acid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference between the thickness Tp of the edge portion and the thickness Tm of the main portion is 0.05 mm or more. 前記主要部の厚みTmが、0.15mm以上0.25mm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。 The separator for a liquid lead-acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the main portion has a thickness Tm of 0.15 mm or more and 0.25 mm or less. 前記セパレータは、オイルを含み、
前記セパレータ中の前記オイルの含有量は、10質量%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。
The separator contains oil,
The separator for a liquid lead-acid battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the oil in the separator is 10% by mass or more.
前記セパレータは、0.03μm以下の孔径を有する第2細孔を含み、
前記第2細孔の細孔容積の前記全細孔容積に占める比率r2は、20%以上である、請求項6に記載の液式鉛蓄電池用セパレータ。
The separator includes second pores having a pore diameter of 0.03 μm or less,
The separator for a liquid lead-acid battery according to claim 6, wherein a ratio r2 of the pore volume of the second pores to the total pore volume is 20% or more.
正極板と、負極板と、請求項1~7のいずれか1項に記載のセパレータとを備える、液式鉛蓄電池。 A liquid lead-acid battery comprising a positive electrode plate, a negative electrode plate, and the separator according to any one of claims 1 to 7. 前記正極板の幅および前記負極板の幅はいずれも、前記主要部の幅より大きい、請求項8に記載の液式鉛蓄電池。 The liquid lead-acid battery according to claim 8, wherein the width of the positive electrode plate and the width of the negative electrode plate are both larger than the width of the main portion. アイドリングストップ用または車両の始動用である、請求項8または9のいずれか1項に記載の液式鉛蓄電池。 The liquid lead-acid battery according to claim 8 or 9, which is used for idling stop or for starting a vehicle.
JP2021513179A 2019-04-08 2020-01-31 Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries Active JP7424371B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019073685 2019-04-08
JP2019073685 2019-04-08
PCT/JP2020/003574 WO2020208909A1 (en) 2019-04-08 2020-01-31 Separator for liquid-type lead storage battery and liquid-type lead storage battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020208909A1 JPWO2020208909A1 (en) 2020-10-15
JP7424371B2 true JP7424371B2 (en) 2024-01-30

Family

ID=72751978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021513179A Active JP7424371B2 (en) 2019-04-08 2020-01-31 Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7424371B2 (en)
CN (1) CN114008850A (en)
WO (1) WO2020208909A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7783872B2 (en) * 2021-03-16 2025-12-10 エナジーウィズ株式会社 Electrode group and lead-acid battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003142066A (en) 2001-11-06 2003-05-16 Japan Storage Battery Co Ltd Storage battery
JP2015185478A (en) 2014-03-25 2015-10-22 古河電池株式会社 Sealed lead acid battery
JP2017033660A (en) 2015-07-29 2017-02-09 株式会社Gsユアサ Lead storage battery
JP2017068922A (en) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社Gsユアサ Lead acid battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003142066A (en) 2001-11-06 2003-05-16 Japan Storage Battery Co Ltd Storage battery
JP2015185478A (en) 2014-03-25 2015-10-22 古河電池株式会社 Sealed lead acid battery
JP2017033660A (en) 2015-07-29 2017-02-09 株式会社Gsユアサ Lead storage battery
JP2017068922A (en) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社Gsユアサ Lead acid battery

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020208909A1 (en) 2020-10-15
JPWO2020208909A1 (en) 2020-10-15
CN114008850A (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7314949B2 (en) lead acid battery
JP7380580B2 (en) lead acid battery
JP7314950B2 (en) Lead-acid battery separator and lead-acid battery
JP7331410B2 (en) Liquid lead-acid battery separator and liquid lead-acid battery
JP7424371B2 (en) Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries
JP2022186309A (en) Separator for lead storage battery and lead storage battery including the same
JP7739892B2 (en) Separator for lead-acid battery and lead-acid battery including same
JP2021068551A (en) Lead-acid battery
JP7533475B2 (en) Lead-acid battery
JP7643273B2 (en) Separator for lead-acid battery and lead-acid battery including same
JP7533474B2 (en) Lead-acid battery
JP2024080355A (en) Lead-acid battery separator and lead-acid battery including same
JP2022186310A (en) Separator for lead storage battery and lead storage battery including the same
JP7548241B2 (en) Lead-acid battery
JP7753684B2 (en) Separator for lead-acid battery and lead-acid battery including same
JP7739886B2 (en) Separator for lead-acid battery and lead-acid battery including same
JP7711434B2 (en) Lead-acid battery separator and lead-acid battery including same
WO2022210455A1 (en) Separator for lead acid storage batteries, and lead acid storage battery comprising same
JP2025115188A (en) lead acid battery
JP2024062140A (en) Lead storage battery
JP2024048118A (en) Lead-acid battery
JP2024053940A (en) Lead acid battery
JP2024080361A (en) Lead-acid battery separator and lead-acid battery including same
WO2022224884A1 (en) Lead storage battery
WO2022210456A1 (en) Separator for lead-acid battery and lead-acid battery including same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7424371

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157