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JP7533166B2 - Lead-acid battery - Google Patents
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Description

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

鉛蓄電池は、車載用、産業用の他、様々な用途で使用されている。鉛蓄電池は、通常、電槽と、電槽に収納される負極板、正極板、セパレータ(またはマット)、および電解液とを含む。電槽は、蓋部によって蓋がされている。電槽と蓋部とは、外装体を構成する。 Lead-acid batteries are used in vehicles, industrial applications, and a variety of other applications. A lead-acid battery typically includes a battery case, negative and positive plates, a separator (or mat), and an electrolyte, all of which are contained in the battery case. The battery case is covered with a lid. The battery case and the lid form an exterior body.

鉛蓄電池を充放電したときに、電解液中の水分が電気分解されて水素ガスと酸素ガスとが発生する場合がある。それらのガスが外装体の外部に放出されると、電解液が減少する。また、それらのガスが外装体の外部に放出される際に、それらのガスに含まれる水蒸気や電解液のミストが外装体の外部に放出される場合がある。それによって、電解液がさらに減少する。電解液の減少を抑制する方策の1つは、外装体内の水蒸気や電解液のミストが外装体の外部に放出されることを抑制することである。 When a lead-acid battery is charged and discharged, the water in the electrolyte may be electrolyzed to generate hydrogen gas and oxygen gas. If these gases are released to the outside of the exterior body, the electrolyte will decrease. Furthermore, when these gases are released to the outside of the exterior body, the water vapor and electrolyte mist contained in these gases may also be released to the outside of the exterior body, which will further reduce the electrolyte. One method of preventing the reduction in electrolyte is to prevent the water vapor and electrolyte mist inside the exterior body from being released to the outside of the exterior body.

特許文献1(特開2013-004436号公報)は、「内部に電解液を有する電槽と、この電槽の上面開口部を閉じる蓋体とを備え、前記蓋体により閉じられた電槽内部とこの電槽外部とが、気体を通過させ、液体を通過不能とする、機能膜により隔離されていることを特徴とする鉛蓄電池。」を開示している。 Patent Document 1 (JP Patent Publication 2013-004436A) discloses a lead-acid battery that "includes a battery case having an electrolyte therein and a lid that closes the top opening of the battery case, and is characterized in that the inside of the battery case closed by the lid is separated from the outside of the battery case by a functional membrane that allows gas to pass through but prevents liquid from passing through."

特許文献2(国際公開第2019/097575号)は、「(請求項1)セル室を有し、上面が開口している電槽と、前記セル室に収容された電極群及び電解液と、前記開口を閉じる蓋と、を備え、前記電極群は、複数の負極及び複数の正極を有し、前記複数の負極同士は、Pb及びSnを含有する合金で形成されたストラップで接続されている、鉛蓄電池。」および「前記蓋は、第1の蓋部と、前記第1の蓋部上に設けられた第2の蓋部と、前記第1の蓋部と前記第2の蓋部との間に形成された排気室と、を有し、前記排気室と前記セル室との間を隔てる前記第1の蓋部の底壁には、前記電解液をセル室内に還流させる還流孔が設けられている、請求項1に記載の鉛蓄電池。」を開示している。 Patent Document 2 (International Publication No. WO 2019/097575) discloses "(Claim 1) A lead-acid battery comprising a battery case having a cell chamber and an open top, an electrode group and an electrolyte contained in the cell chamber, and a lid for closing the opening, the electrode group having a plurality of negative electrodes and a plurality of positive electrodes, and the plurality of negative electrodes being connected to each other by a strap formed of an alloy containing Pb and Sn." and "The lead-acid battery according to claim 1, wherein the lid has a first lid portion, a second lid portion provided on the first lid portion, and an exhaust chamber formed between the first lid portion and the second lid portion, and a return hole for returning the electrolyte into the cell chamber is provided in the bottom wall of the first lid portion that separates the exhaust chamber from the cell chamber."

特開2013-004436号公報JP 2013-004436 A 国際公開第2019/097575号International Publication No. 2019/097575

鉛蓄電池では、電解液の減液量をさらに減らすことが求められている。このような状況において、本発明は、電解液の減液量を低減できる新たな鉛蓄電池を提供することを目的の1つとする。 In lead-acid batteries, there is a demand to further reduce the amount of electrolyte loss. In this situation, one of the objectives of the present invention is to provide a new lead-acid battery that can reduce the amount of electrolyte loss.

本発明の一側面は、鉛蓄電池に関する。当該鉛蓄電池は、電解液と極板群と外装体とを含み、前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、前記ポリマー化合物は、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるH-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有する。 One aspect of the present invention relates to a lead-acid battery, which includes an electrolyte, a plate assembly, and an exterior body, the exterior body including a battery case in which the electrolyte and the plate assembly are housed, and a lid portion disposed at an opening of the battery case, the lid portion including a gas flow passage portion constituting a gas flow passage for discharging gas generated in the battery case to the outside of the exterior body, the lid portion having a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow passage into the battery case, at least one compound selected from the group consisting of compounds having a hydrophilic group and polymer compounds disposed on at least a portion of the surface of the gas flow passage portion, the polymer compound having a peak in the range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in chemical shift of a 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent.

本発明の他の一側面は、他の鉛蓄電池に関する。当該他の鉛蓄電池は、電解液と極板群と外装体とを含み、前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、前記ポリマー化合物は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含む。 Another aspect of the present invention relates to another lead-acid battery, which includes an electrolyte, a plate assembly, and an exterior body, the exterior body including a battery case in which the electrolyte and the plate assembly are housed, and a lid portion disposed at an opening of the battery case, the lid portion including a gas flow path portion constituting a gas flow path for discharging gas generated in the battery case to the outside of the exterior body, the lid portion having a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow path into the battery case, and at least one compound selected from the group consisting of compounds having a hydrophilic group and polymer compounds is disposed on at least a portion of the surface of the gas flow path portion, the polymer compound including a repeating structure of oxy-C 2-4 alkylene units.

本発明によれば、電解液の減液量が少ない鉛蓄電池が得られる。 The present invention provides a lead-acid battery with a small amount of electrolyte loss.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池の外観と内部構造を示す、一部を切り欠いた分解斜視図である。1 is a partially cutaway exploded perspective view showing the appearance and internal structure of a lead-acid battery according to one aspect of the present invention. FIG. 第1の蓋の一例を模式的に示す上面図である。FIG. 4 is a top view diagrammatically illustrating an example of a first lid. 図2Aの線IIB-IIBにおける断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG. 2A. 図2Aの線IIC-IICにおける断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIC-IIC in FIG. 2A. 実施例の結果の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the results of an example.

以下では、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。なお、この明細書において、「数値A~数値B」という場合、当該範囲は、数値Aおよび数値Bを含む。 The following describes an embodiment of the present invention using examples, but the present invention is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present invention are obtained. In this specification, when "numerical value A to numerical value B" is mentioned, the range includes numerical value A and numerical value B.

(鉛蓄電池)
本実施形態に係る鉛蓄電池は、電解液と極板群と外装体とを含む。外装体は、電解液および極板群が収容される電槽と、電槽の開口部に配置された蓋部とを含む。蓋部は、電槽内で発生したガスを外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含む。さらに、蓋部は、ガス流路において結露した液体を電槽内に送るための環流構造を有する。ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されている。当該親水性基を有する化合物、当該ポリマー化合物、および当該少なくとも1つの化合物をそれぞれ、以下では、「化合物(HC)」、「ポリマー化合物(P)」、および「化合物(C)」と称する場合がある。
(Lead-acid battery)
The lead-acid battery according to this embodiment includes an electrolyte, a plate assembly, and an exterior body. The exterior body includes a battery case in which the electrolyte and the plate assembly are accommodated, and a lid portion disposed at an opening of the battery case. The lid portion includes a gas flow passage portion constituting a gas flow passage for discharging gas generated in the battery case to the outside of the exterior body. Furthermore, the lid portion has a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow passage into the battery case. At least one compound selected from the group consisting of a compound having a hydrophilic group and a polymer compound is disposed on at least a part of the surface of the gas flow passage portion. The compound having a hydrophilic group, the polymer compound, and the at least one compound may be referred to as "compound (HC)", "polymer compound (P)", and "compound (C)", respectively, hereinafter.

ポリマー化合物(P)の第1の例は、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるH-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有するポリマー化合物である。この明細書において、H-NMRスペクトルは、特に記載がない限り、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるスペクトルである。ポリマー化合物(P)の第2の例は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物である。ポリマー化合物(P)の第1の例に含まれるポリマー化合物と、ポリマー化合物(P)の第2の例に含まれるポリマー化合物とは、少なくとも一部で重複している。ポリマー化合物(P)には、市販のものを用いてもよい。あるいは、公知の方法でポリマー化合物(P)を合成してもよい。 The first example of the polymer compound (P) is a polymer compound having a peak in the range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in the chemical shift of the 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent. In this specification, the 1 H-NMR spectrum is a spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent, unless otherwise specified. The second example of the polymer compound (P) is a polymer compound containing a repeating structure of an oxy C 2-4 alkylene unit. The polymer compound included in the first example of the polymer compound (P) and the polymer compound included in the second example of the polymer compound (P) at least partially overlap. The polymer compound (P) may be a commercially available one. Alternatively, the polymer compound (P) may be synthesized by a known method.

上述したように、鉛蓄電池では、電解液の減少を抑制することが非常に重要である。検討した結果、本願発明者らは、蓋部のガス流路部の表面に特定の化合物を配置することによって電解液の減少を抑制できることを見出した。本発明は、この新たな知見に基づくものである。 As mentioned above, in lead-acid batteries, it is very important to suppress the loss of electrolyte. As a result of their investigation, the inventors of the present application discovered that the loss of electrolyte can be suppressed by placing a specific compound on the surface of the gas flow passage of the lid. The present invention is based on this new finding.

本実施形態に係る鉛蓄電池では、蓋部のガス流路部に化合物(C)が配置されている。実施例で説明するように、本実施形態に係る鉛蓄電池では、電解液の減少が抑制される。それは、ガス流路部に配置された化合物(C)によって、水蒸気や電解液のミストの結露が促されるためであると考えられる。これは、水蒸気や電解液のミストが最も多く壁面と衝突する蓋部のガス流路部において、親水性基を有する化合物の表面で水分子が吸着しやすくなるためであると考えられる。ガス流路部で結露した液体は、環流構造によって電槽内に送られる。その結果、電解液の減少が抑制される。 In the lead-acid battery according to this embodiment, compound (C) is arranged in the gas flow passage of the lid. As described in the examples, in the lead-acid battery according to this embodiment, the decrease in electrolyte is suppressed. This is believed to be because compound (C) arranged in the gas flow passage promotes condensation of water vapor and electrolyte mist. This is believed to be because water molecules are more likely to be adsorbed on the surface of the compound having a hydrophilic group in the gas flow passage of the lid, where water vapor and electrolyte mist collide with the wall surface the most. The liquid condensed in the gas flow passage is sent into the battery container by the circulation structure. As a result, the decrease in electrolyte is suppressed.

ガス流路部に配置される化合物(C)の量は、合計で、0.05mg~2000mgの範囲(例えば1mg~1000mgの範囲)にあってもよい。この範囲とすることによって、本発明の効果を高めることができる。 The total amount of compound (C) placed in the gas flow passage may be in the range of 0.05 mg to 2000 mg (e.g., 1 mg to 1000 mg). By setting the amount in this range, the effect of the present invention can be enhanced.

極板群中の負極板の負極電極材料は、ポリマー化合物(P)を含んでもよい。負極電極材料がポリマー化合物(P)を含むことによって、過充電電気量を低減することが可能である。さらに、過充電電気量を低減することによって、電解液の減少を抑制することが可能である。 The negative electrode material of the negative plate in the electrode group may contain a polymer compound (P). By including the polymer compound (P) in the negative electrode material, it is possible to reduce the amount of overcharge electricity. Furthermore, by reducing the amount of overcharge electricity, it is possible to suppress the reduction in the electrolyte.

ポリマー化合物(P)によって過充電電気量を低減できるのは、次のような理由によるものと考えられる。ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造などを含むため、線状構造を取り易い。そのため、負極電極材料に添加されたポリマー化合物(P)は、負極電極材料中の鉛の表面を薄く広く覆う。ポリマー化合物(P)で鉛の表面が覆われることによって、水素過電圧が上昇し、その結果、過充電時に水素が発生する副反応が起こり難くなる。その結果、ポリマー化合物(P)によって過充電電気量を低減できる。 The reason why the polymer compound (P) can reduce the amount of electricity in overcharge is believed to be as follows. The polymer compound (P) contains a repeating structure of oxy-C 2-4 alkylene units and is therefore likely to have a linear structure. Therefore, the polymer compound (P) added to the negative electrode material thinly and widely covers the surface of the lead in the negative electrode material. By covering the surface of the lead with the polymer compound (P), the hydrogen overvoltage increases, and as a result, a side reaction that generates hydrogen during overcharge is less likely to occur. As a result, the polymer compound (P) can reduce the amount of electricity in overcharge.

負極電極材料がポリマー化合物(P)を含む場合、負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、質量基準で30ppm~500ppmの範囲(例えば、50ppm~200ppmの範囲)にあってもよい。当該含有量は、30ppm未満であってもよいし、500ppmより多くてもよい。当該含有量は、質量基準で、10ppm~1000ppmの範囲(例えば、30ppm~200ppmの範囲や、50ppm~400ppmの範囲)にあってもよい。 When the negative electrode material contains a polymer compound (P), the content of the polymer compound (P) in the negative electrode material may be in the range of 30 ppm to 500 ppm (e.g., in the range of 50 ppm to 200 ppm) by mass. The content may be less than 30 ppm or more than 500 ppm. The content may be in the range of 10 ppm to 1000 ppm (e.g., in the range of 30 ppm to 200 ppm or in the range of 50 ppm to 400 ppm) by mass.

負極電極材料にポリマー化合物(P)を添加する場合、ガス流路部に配置される化合物(C)と負極電極材料に添加されるポリマー化合物(P)とは異なってもよいが、通常は、同じであることが好ましい。ガス流路部に配置される化合物(C)は、徐々に電解液に流れ込む場合がある。ガス流路部に配置される化合物(C)と負極電極材料に添加されるポリマー化合物(P)とを同じとすることによって、化合物(C)が電解液に流れ込んでも、負極電極材料に添加したポリマー化合物(P)による効果を得ることが可能である。この観点からは、ガス流路部に配置される化合物(C)と負極電極材料に添加されるポリマー化合物(P)とは、同じであることが好ましい。 When adding a polymer compound (P) to the negative electrode material, the compound (C) placed in the gas flow passage section and the polymer compound (P) added to the negative electrode material may be different, but it is usually preferable that they are the same. The compound (C) placed in the gas flow passage section may gradually flow into the electrolyte. By making the compound (C) placed in the gas flow passage section and the polymer compound (P) added to the negative electrode material the same, it is possible to obtain the effect of the polymer compound (P) added to the negative electrode material even if the compound (C) flows into the electrolyte. From this viewpoint, it is preferable that the compound (C) placed in the gas flow passage section and the polymer compound (P) added to the negative electrode material are the same.

蓋部の材料に特に限定はなく、公知の材料で形成してもよい。蓋部は、主に合成樹脂で形成してもよい。ガス流路部の表面の少なくとも一部は合成樹脂で構成される。ガス流路部の表面の50%以上(面積比)が合成樹脂で構成されてもよい。ガス流路部の表面のうち合成樹脂で構成される面積の割合は、50~100%の範囲(80~100%の範囲)にあってもよい。蓋部の材料として用いられる合成樹脂の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、ポリアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂などが含まれる。 The material of the lid is not particularly limited, and may be made of a known material. The lid may be made mainly of synthetic resin. At least a portion of the surface of the gas flow path may be made of synthetic resin. 50% or more (area ratio) of the surface of the gas flow path may be made of synthetic resin. The proportion of the surface area of the gas flow path made of synthetic resin may be in the range of 50 to 100% (80 to 100%). Examples of synthetic resins used as the material of the lid include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, polyacrylonitrile-butadiene-styrene resin, etc.

ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含むことが好ましい。この構成によれば、ガス流路部の表面(例えば合成樹脂で形成された表面)に対するポリマー化合物(P)の吸着力が強くなる。その結果、ガス流路部の表面に、ポリマー化合物(P)を長期にわたって配置することができ、本発明の効果が長期にわたって得られる。ガス流路部の表面に対する化合物(C)の吸着力が弱い場合、ガス流路部で結露した液体とともに、化合物(C)が電槽に流れやすくなる。 The polymer compound (P) preferably contains a repeating structure of an oxy-C 2-4 alkylene unit. This configuration strengthens the adsorption force of the polymer compound (P) to the surface of the gas flow passage (for example, a surface formed of a synthetic resin). As a result, the polymer compound (P) can be disposed on the surface of the gas flow passage for a long period of time, and the effects of the present invention can be obtained for a long period of time. If the adsorption force of the compound (C) to the surface of the gas flow passage is weak, the compound (C) is likely to flow into the battery container together with the liquid condensed in the gas flow passage.

ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含むヒドロキシ化合物、当該ヒドロキシ化合物のエーテル化物、および当該ヒドロキシ化合物のエステル化物からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。これらの化合物の例については後述する。これらのポリマー化合物(P)は、電解液の減少を抑制する点で特に好ましい。これらのポリマー化合物(P)を負極電極材料に添加することによって、過充電電気量を特に低減できる。 The polymer compound (P) may contain at least one selected from the group consisting of a hydroxy compound containing a repeating structure of an oxy C 2-4 alkylene unit, an etherified product of the hydroxy compound, and an esterified product of the hydroxy compound. Examples of these compounds will be described later. These polymer compounds (P) are particularly preferred in terms of suppressing the decrease in the electrolyte. By adding these polymer compounds (P) to the negative electrode material, the amount of electricity during overcharging can be particularly reduced.

ポリマー化合物(P)は、アルキレン基の炭素数が2~4の範囲にあるポリアルキレングリコールのエステル化物であってもよい。ポリマー化合物(P)は、例えば、ポリエチレングリコールのエステル化物およびポリプロピレングリコールのエステル化物からなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。 The polymer compound (P) may be an ester of a polyalkylene glycol having an alkylene group with a carbon number in the range of 2 to 4. The polymer compound (P) may be, for example, at least one selected from the group consisting of an ester of polyethylene glycol and an ester of polypropylene glycol.

化合物(C)は、親水性基を有する化合物(HC)を含んでもよい。親水性基を有する化合物(HC)は、リグニン類、ビスフェノールユニットを含む縮合物、ナフタレン誘導体、および、フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。これらは、親水性基によって、結露を促す。親水性基の例には、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、スルホ基、アルデヒド基、ニトロ基、リン酸基などが含まれる。化合物(HC)は、これらの親水性基からなる群より選ばれる少なくとも1つの親水性基を含んでもよい。リグニン類、ビスフェノールユニットを含む縮合物、ナフタレン誘導体、および、フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物の例には、負極電極材料に含まれる化合物(後述)が含まれる。 The compound (C) may contain a compound (HC) having a hydrophilic group. The compound (HC) having a hydrophilic group may be at least one selected from the group consisting of lignins, condensates containing bisphenol units, naphthalene derivatives, and condensates containing phenolsulfonic acid units. These promote condensation by the hydrophilic group. Examples of hydrophilic groups include hydroxyl groups, carboxy groups, amino groups, sulfo groups, aldehyde groups, nitro groups, and phosphoric acid groups. The compound (HC) may contain at least one hydrophilic group selected from the group consisting of these hydrophilic groups. Examples of lignins, condensates containing bisphenol units, naphthalene derivatives, and condensates containing phenolsulfonic acid units include compounds (described below) contained in the negative electrode material.

化合物(HC)の例には、後述する有機防縮剤の例の一部が含まれる。例えば、リグニン類の例には、有機防縮剤として用いられるリグニンおよびリグニン化合物が含まれる。ビスフェノールユニットを含む縮合物の例には、後述する芳香族化合物のユニットを含む縮合物のうち、芳香族化合物としてビスフェノール化合物を用いた縮合物が含まれる。ナフタレン誘導体の例には、ナフタレン環を有する有機防縮剤が含まれる。フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物の例には、後述する単環式の芳香族化合物(ヒドロキシアレーン化合物)のユニットからなる群より選択される少なくとも一種を含む縮合物のうち、ヒドロキシアレーン化合物としてフェノールスルホン酸を用いた縮合物が含まれる。 Examples of the compound (HC) include some of the examples of organic shrinkage inhibitors described later. For example, examples of lignins include lignin and lignin compounds used as organic shrinkage inhibitors. Examples of condensates containing bisphenol units include condensates containing aromatic compound units described later, which use bisphenol compounds as aromatic compounds. Examples of naphthalene derivatives include organic shrinkage inhibitors having a naphthalene ring. Examples of condensates containing phenolsulfonic acid units include condensates containing at least one type selected from the group consisting of monocyclic aromatic compound (hydroxyarene compound) units described later, which use phenolsulfonic acid as a hydroxyarene compound.

蓋部は、第1の蓋と第2の蓋とを含んでもよい。その場合の一例では、第2の蓋の少なくとも一部は、第1の蓋の外側に配置されており、第1の蓋の一部はガス流路部の少なくとも一部を構成し、環流構造は、結露した液体が電槽内に送られるように第1の蓋に形成された貫通孔を含む。このような構造を有する蓋部は公知であるため、公知の蓋部を用いてもよい。通常、第2の蓋がガス流路部の一部を構成し、第1の蓋がガス流路部の他の一部を構成する。その場合、化合物(C)は、第2の蓋のガス流路部の表面、および/または、第1の蓋のガス流路部の表面に配置される。 The lid may include a first lid and a second lid. In one example of such a case, at least a part of the second lid is disposed outside the first lid, a part of the first lid constitutes at least a part of the gas flow path, and the reflux structure includes a through hole formed in the first lid so that the condensed liquid is sent into the battery container. Lids having such a structure are publicly known, so a publicly known lid may be used. Typically, the second lid constitutes a part of the gas flow path, and the first lid constitutes the other part of the gas flow path. In such a case, the compound (C) is disposed on the surface of the gas flow path of the second lid and/or on the surface of the gas flow path of the first lid.

第2の蓋の全体が第1の蓋の外側に配置されていてもよい。ここで、外側とは、鉛蓄電池の中央とは反対側を意味する。第2の蓋は、上蓋と称される場合があり、第1の蓋は、中蓋と称される場合がある。 The entire second lid may be disposed outside the first lid. Here, outside means the side opposite the center of the lead-acid battery. The second lid may be referred to as the top lid, and the first lid may be referred to as the middle lid.

蓋部のガス流路部の表面に化合物(C)を配置する方法に限定はない。例えば、化合物(C)または化合物(C)を含む液体を、ガス流路部の表面に塗布してもよい。化合物(C)を含む液体の液体成分(溶媒または分散媒)に特に限定はなく、蒸発するものか、残存しても電池特性に与える影響が小さいものが好ましく選択される。そのような液体の例には、水、エタノール等のアルコール類、クロロホルム、アセトン、トルエン、ヘキサンなどの一般的な有機溶媒が含まれる。 There is no limitation on the method of disposing the compound (C) on the surface of the gas flow path of the lid. For example, the compound (C) or a liquid containing the compound (C) may be applied to the surface of the gas flow path. There is no particular limitation on the liquid component (solvent or dispersion medium) of the liquid containing the compound (C), and it is preferable to select one that evaporates or has little effect on the battery characteristics even if it remains. Examples of such liquids include water, alcohols such as ethanol, and common organic solvents such as chloroform, acetone, toluene, and hexane.

電池の製造の際には、ガス流路部の表面に化合物(C)が配置された蓋部を用いて電槽の開口部に蓋をしてもよい。あるいは、蓋部が第1および第2の蓋を含む場合、第1の蓋(内蓋)で電槽に蓋をしてから、ガス流路部の表面に化合物(C)を配置してもよい。その後、第2の蓋を所定の位置に配置すればよい。 When manufacturing the battery, the opening of the battery case may be covered with a lid having compound (C) disposed on the surface of the gas flow path. Alternatively, when the lid includes a first and second lid, the battery case may be covered with the first lid (inner lid) and then compound (C) may be disposed on the surface of the gas flow path. The second lid may then be placed in a predetermined position.

鉛蓄電池は、例えば、液式(ベント式)鉛蓄電池である。 The lead-acid battery is, for example, a flooded (vented) lead-acid battery.

本明細書中、負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、満充電状態の鉛蓄電池から取り出した負極板について求められる。 In this specification, the content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is determined for a negative plate removed from a fully charged lead-acid battery.

(用語の説明)
(電極材料)
負極電極材料および正極電極材料の各電極材料は、通常、集電体に保持されている。電極材料とは、極板から集電体を除いた部分である。極板には、マット、ペースティングペーパなどの部材が貼り付けられていることがある。このような部材(貼付部材とも称する)は極板と一体として使用されるため、極板に含まれるものとする。極板が貼付部材(マット、ペースティングペーパなど)を含む場合には、電極材料は、極板から集電体および貼付部材を除いた部分である。
(Explanation of terms)
(Electrode material)
The negative electrode material and the positive electrode material are usually held by a current collector. The electrode material is the portion of the electrode plate excluding the current collector. A member such as a mat or pasting paper may be attached to the electrode plate. Such a member (also called an attachment member) is used integrally with the electrode plate and is therefore included in the electrode plate. When the electrode plate includes an attachment member (such as a mat or pasting paper), the electrode material is the portion of the electrode plate excluding the current collector and the attachment member.

(ポリマー化合物(P))
ポリマー化合物(P)は、下記(i)および(ii)の少なくとも一方の条件を充足する。
条件(i)
ポリマー化合物(P)は、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるH-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有する。
条件(ii)
ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含む。
(Polymer Compound (P))
The polymer compound (P) satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii):
Condition (i)
The polymer compound (P) has a peak in the chemical shift range of 3.2 ppm or more and 3.8 ppm or less in the 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent.
Condition (ii)
The polymer compound (P) contains a repeating structure of oxyC 2-4 alkylene units.

条件(i)において、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲のピークは、オキシC2-4アルキレンユニットに由来するものである。つまり、条件(ii)を充足するポリマー化合物(P)は、条件(i)を充足するポリマー化合物(P)でもある。条件(i)を充足するポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニット以外のモノマーユニットの繰り返し構造を含んでもよく、ある程度の分子量を有すればよい。上記(i)または(ii)を充足するポリマー化合物(P)の数平均分子量(Mn)は、例えば、300以上であってもよい。 In condition (i), the peak in the range of 3.2 ppm or more and 3.8 ppm or less is derived from the oxy C 2-4 alkylene unit. In other words, a polymer compound (P) satisfying condition (ii) is also a polymer compound (P) satisfying condition (i). A polymer compound (P) satisfying condition (i) may contain a repeating structure of a monomer unit other than the oxy C 2-4 alkylene unit, and may have a certain degree of molecular weight. The number average molecular weight (Mn) of a polymer compound (P) satisfying the above (i) or (ii) may be, for example, 300 or more.

(オキシC2-4アルキレンユニット)
オキシC2-4アルキレンユニットは、-O-R-で表されるユニットである。ここで、RはC2-4アルキレン基(炭素数が2~4の範囲にあるアルキレン基)を示す。Rは、炭素数が異なるアルキレン基を含んでもよい。
(oxy C2-4 alkylene unit)
The oxy C 2-4 alkylene unit is a unit represented by -O-R 1 -, where R 1 represents a C 2-4 alkylene group (an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms). R 1 may contain alkylene groups having different numbers of carbon atoms.

(有機防縮剤)
有機防縮剤とは、鉛蓄電池の充放電を繰り返したときに負極活物質である鉛の収縮を抑制する機能を有する化合物のうち、有機化合物を言う。
(Organic shrink-proofing agent)
The organic shrinkage inhibitor refers to an organic compound among compounds that have the function of suppressing the shrinkage of lead, which is the negative electrode active material, when a lead-acid battery is repeatedly charged and discharged.

(数平均分子量)
数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められるものである。Mnを求める際に使用する標準物質は、ポリエチレングリコールとする。
(Number average molecular weight)
The number average molecular weight (Mn) is determined by gel permeation chromatography (GPC). The standard substance used in determining Mn is polyethylene glycol.

(重量平均分子量)
重量平均分子量(Mw)は、GPCにより求められるものである。Mwを求める際に使用する標準物質は、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムとする。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) is determined by GPC. The standard substance used in determining Mw is sodium polystyrene sulfonate.

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

(満充電状態)
液式の鉛蓄電池の満充電状態とは、JIS D 5301:2019の定義によって定められる。より具体的には、25℃±2℃の水槽中で、定格容量として記載の数値(単位をAhとする数値)の0.2倍の電流(A)で、15分ごとに測定した充電中の端子電圧(V)または20℃に温度換算した電解液密度が3回連続して有効数字3桁で一定値を示すまで、鉛蓄電池を充電した状態を満充電状態とする。
(fully charged)
The fully charged state of a flooded lead-acid battery is defined by JIS D 5301:2019. More specifically, the fully charged state is defined as a state in which a lead-acid battery is charged in a water tank at 25°C ± 2°C with a current (A) that is 0.2 times the value (unit: Ah) listed as the rated capacity, until the terminal voltage (V) during charging or the electrolyte density converted to a temperature of 20°C shows a constant value with three significant digits three consecutive times.

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

(鉛蓄電池または鉛蓄電池の構成要素の上下方向)
本明細書中、鉛蓄電池または鉛蓄電池の構成要素(極板、電槽、セパレータなど)の上下方向は、鉛蓄電池が使用される状態において、鉛蓄電池の鉛直方向における上下方向を意味する。正極板および負極板の各極板は、外部端子と接続するための耳部を備えている。横置き型の制御弁式鉛蓄電池など、耳部が、極板の側部に側方に突出するように設けられることもあるが、多くの鉛蓄電池では、耳部は、通常、極板の上部に上方に突出するように設けられている。
(Top and bottom directions of lead-acid batteries or components of lead-acid batteries)
In this specification, the up-down direction of a lead-acid battery or components of the lead-acid battery (such as plates, battery case, separator, etc.) refers to the up-down direction in the vertical direction of the lead-acid battery when the lead-acid battery is in use. Each of the positive and negative plates has a lug for connecting to an external terminal. In some cases, such as a horizontal valve-regulated lead-acid battery, the lug is provided on the side of the plate so as to protrude laterally, but in most lead-acid batteries, the lug is usually provided on the top of the plate so as to protrude upward.

以下、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池について、主要な構成要件ごとに説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Below, the lead-acid battery according to an embodiment of the present invention will be described in terms of its main components, but the present invention is not limited to the following embodiment.

[鉛蓄電池]
(負極板)
負極板は、負極集電体と、負極集電体に支持された負極電極材料とを含む。
[Lead-acid battery]
(Negative plate)
The negative plate includes a negative current collector and a negative electrode material supported on the negative current collector.

(負極集電体)
負極集電体は、鉛(Pb)または鉛合金の鋳造により形成してもよく、鉛シートまたは鉛合金シートを加工して形成してもよい。加工方法としては、例えば、エキスパンド加工や打ち抜き(パンチング)加工が挙げられる。負極集電体として格子状の集電体を用いると、負極電極材料を担持させ易いため好ましい。
(Negative electrode current collector)
The negative electrode current collector may be formed by casting lead (Pb) or a lead alloy, or may be formed by processing a lead sheet or a lead alloy sheet. Examples of the processing method include expanding and punching. It is preferable to use a lattice-shaped current collector as the negative electrode current collector because it is easy to support 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。負極集電体は、表面層を備えていてもよい。負極集電体の表面層と内側の層とは組成が異なるものであってもよい。表面層は、負極集電体の一部に形成されていてもよい。表面層は、負極集電体の耳部に形成されていてもよい。耳部の表面層は、SnまたはSn合金を含有するものであってもよい。 The lead alloy used in the negative electrode current collector may be any of Pb-Sb alloy, Pb-Ca alloy, and Pb-Ca-Sn alloy. These lead or lead alloys may further contain at least one selected from the group consisting of Ba, Ag, Al, Bi, As, Se, Cu, etc. as an additive element. The negative electrode current collector may have a surface layer. The surface layer and the inner layer of the negative electrode current collector may have different compositions. The surface layer may be formed on a part of the negative electrode current collector. The surface layer may be formed on the ear portion of the negative electrode current collector. The surface layer of the ear portion may contain Sn or an Sn alloy.

(負極電極材料)
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(具体的には、鉛もしくは硫酸鉛)を含む。負極電極材料は、ポリマー化合物(P)を含んでもよい。負極電極材料は、炭素質材料および他の添加剤からなる群より選択される少なくとも1つを含んでもよい。添加剤としては、有機防縮剤、硫酸バリウム、繊維(樹脂繊維など)などが挙げられるが、これらに限定されない。なお、充電状態の負極活物質は、海綿状鉛であるが、未化成の負極板は、通常、鉛粉を用いて作製される。
(Negative electrode material)
The negative electrode material includes a negative electrode active material (specifically, lead or lead sulfate) that exhibits capacity by an oxidation-reduction reaction. The negative electrode material may include a polymer compound (P). The negative electrode material may include at least one selected from the group consisting of a carbonaceous material and other additives. Examples of additives include, but are not limited to, organic shrinkage inhibitors, barium sulfate, and fibers (such as resin fibers). Note that the negative electrode active material in a charged state is sponge-like lead, but an unformed negative plate is usually made using lead powder.

(ポリマー化合物(P))
ポリマー化合物(P)について以下に説明する。以下に説明するポリマー化合物(P)は、ガス流路部の表面の少なくとも一部に配置されてもよいし、負極電極材料に含有されてもよい。ポリマー化合物(P)の第1の例は、H-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有する。このようなポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットを有する。ポリマー化合物(P)に含まれるオキシC2-4アルキレンユニットとしては、オキシエチレンユニット、オキシプロピレンユニット、オキシトリメチレンユニット、オキシ2-メチル-1,3-プロピレンユニット、オキシ1,4-ブチレンユニット、オキシ1,3-ブチレンユニットなどが挙げられる。ポリマー化合物(P)は、このようなオキシC2-4アルキレンユニットを一種有していてもよく、二種以上有していてもよい。
(Polymer Compound (P))
The polymer compound (P) will be described below. The polymer compound (P) described below may be disposed on at least a part of the surface of the gas flow passage portion, or may be contained in the negative electrode material. A first example of the polymer compound (P) has a peak in the range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in the chemical shift of the 1 H-NMR spectrum. Such a polymer compound (P) has an oxy C 2-4 alkylene unit. Examples of the oxy C 2-4 alkylene unit contained in the polymer compound (P) include an oxyethylene unit, an oxypropylene unit, an oxytrimethylene unit, an oxy 2-methyl-1,3-propylene unit, an oxy 1,4-butylene unit, and an oxy 1,3-butylene unit. The polymer compound (P) may have one type of such oxy C 2-4 alkylene unit, or may have two or more types.

ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含むことが好ましい。繰り返し構造は、一種のオキシC2-4アルキレンユニットを含んでもよく、二種以上のオキシC2-4アルキレンユニットを含んでもよい。ポリマー化合物(P)には、一種の上記繰り返し構造が含まれていてもよく、二種以上の上記繰り返し構造が含まれていてもよい。 The polymer compound (P) preferably contains a repeating structure of an oxy C2-4 alkylene unit. The repeating structure may contain one type of oxy C2-4 alkylene unit, or may contain two or more types of oxy C2-4 alkylene units. The polymer compound (P) may contain one type of the above repeating structure, or may contain two or more types of the above repeating structures.

オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するポリマー化合物(P)には、界面活性剤(より具体的には、ノニオン界面活性剤)に分類されるものも包含される。 The polymer compound (P) having a repeating structure of oxy-C 2-4 alkylene units also includes those classified as surfactants (more specifically, nonionic surfactants).

ポリマー化合物(P)としては、例えば、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するヒドロキシ化合物(ポリC2-4アルキレングリコール、オキシC2-4アルキレンの繰り返し構造を含む共重合体、ポリオールのポリC2-4アルキレンオキサイド付加物など)、これらのヒドロキシ化合物のエーテル化物またはエステル化物などが挙げられる。ポリC2-4アルキレングリコールの例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールが含まれる。 Examples of the polymer compound (P) include hydroxy compounds having a repeating structure of oxy C2-4 alkylene units (poly C2-4 alkylene glycol, copolymers containing a repeating structure of oxy C2-4 alkylene, poly C2-4 alkylene oxide adducts of polyols, etc.), ethers or esters of these hydroxy compounds, etc. Examples of poly C2-4 alkylene glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polyoxyethylene polyoxypropylene glycol.

共重合体としては、異なるオキシC2-4アルキレンユニットを含む共重合体などが挙げられる。共重合体は、ブロック共重合体であってもよい。 Copolymers include those containing different oxyC 2-4 alkylene units. The copolymer may be a block copolymer.

オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)において、全構成単位に占めるオキシC2-4アルキレンユニットの割合は、50mol%~100mol%の範囲にあってもよく、60mol%~100mol%の範囲(例えば75mol%~100mol%の範囲)にあってもよく、60mol%~95mol%の範囲(例えば75mol%~95mol%の範囲)にあってもよい。ここで、オキシC2-4アルキレンユニットは、オキシエチレンユニットおよび/またはオキシプロピレンユニットであってもよい。 In the polymer compound (P) containing a repeating structure of oxy C 2-4 alkylene units, the proportion of the oxy C 2-4 alkylene units in all constitutional units may be in the range of 50 mol% to 100 mol%, or in the range of 60 mol% to 100 mol% (for example, in the range of 75 mol% to 100 mol%), or in the range of 60 mol% to 95 mol% (for example, in the range of 75 mol% to 95 mol%). Here, the oxy C 2-4 alkylene units may be oxyethylene units and/or oxypropylene units.

ポリオールは、脂肪族ポリオール、脂環式ポリオール、芳香族ポリオール、および複素環式ポリオールなどのいずれであってもよい。ポリマー化合物(P)が鉛表面に薄く広がり易い観点からは、脂肪族ポリオール、脂環式ポリオール(例えば、ポリヒドロキシシクロヘキサン、ポリヒドロキシノルボルナンなど)などが好ましく、中でも脂肪族ポリオールが好ましい。脂肪族ポリオールとしては、例えば、脂肪族ジオール、トリオール以上のポリオール(例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、糖または糖アルコールなど)などが挙げられる。脂肪族ジオールとしては、炭素数が5以上のアルキレングリコールなどが挙げられる。アルキレングリコールは、例えば、C5~14アルキレングリコールまたはC5-10アルキレングリコールであってもよい。糖または糖アルコールとしては、例えば、ショ糖、エリスリトール、キシリトール、マンニトール、ソルビトールなどが挙げられる。糖または糖アルコールは、鎖状構造および環状構造のいずれであってもよい。ポリオールのポリアルキレンオキサイド付加物においては、アルキレンオキサイドは、ポリマー化合物(P)のオキシC2-4アルキレンユニットに相当し、少なくともC2-4アルキレンオキサイドを含む。ポリマー化合物(P)が線状構造を取りやすい観点からは、ポリオールはジオールであることが好ましい。 The polyol may be any of aliphatic polyols, alicyclic polyols, aromatic polyols, and heterocyclic polyols. From the viewpoint that the polymer compound (P) is likely to spread thinly on the lead surface, aliphatic polyols and alicyclic polyols (e.g., polyhydroxycyclohexane, polyhydroxynorbornane, etc.) are preferred, and among them, aliphatic polyols are preferred. Examples of aliphatic polyols include aliphatic diols and polyols having a triol or more (e.g., glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sugar or sugar alcohol, etc.). Examples of aliphatic diols include alkylene glycols having 5 or more carbon atoms. Examples of alkylene glycols may be C 5-14 alkylene glycols or C 5-10 alkylene glycols. Examples of sugars or sugar alcohols include sucrose, erythritol, xylitol, mannitol, sorbitol, etc. The sugars or sugar alcohols may have either a chain structure or a cyclic structure. In the polyalkylene oxide adduct of polyol, the alkylene oxide corresponds to the oxy C2-4 alkylene unit of the polymer compound (P) and contains at least a C2-4 alkylene oxide. From the viewpoint that the polymer compound (P) is likely to have a linear structure, the polyol is preferably a diol.

エーテル化物は、上記のオキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するヒドロキシ化合物の少なくとも一部の末端の-OH基(末端基の水素原子とこの水素原子に結合した酸素原子とで構成される-OH基)がエーテル化された-OR基を有する(式中、Rは有機基である。)。ポリマー化合物(P)の末端のうち、一部の末端がエーテル化されていてもよく、全ての末端がエーテル化されていてもよい。例えば、線状のポリマー化合物(P)の主鎖の一方の末端が-OH基で、他方の末端が-OR基であってもよい。 The etherified product has an -OR2 group (wherein R2 is an organic group) in which at least some of the terminal -OH groups (-OH groups consisting of a hydrogen atom of the terminal group and an oxygen atom bonded to this hydrogen atom) of the hydroxy compound having a repeating structure of the above-mentioned oxy C2-4 alkylene unit are etherified. Of the terminals of the polymer compound (P), some terminals may be etherified, or all terminals may be etherified. For example, one terminal of the main chain of the linear polymer compound (P) may be an -OH group, and the other terminal may be an -OR2 group.

エステル化物は、上記オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するヒドロキシ化合物の少なくとも一部の末端の-OH基(末端基の水素原子とこの水素原子に結合した酸素原子とで構成される-OH基)がエステル化された-O-C(=O)-R基を有する(式中、Rは有機基である。)。ポリマー化合物(P)の末端のうち、一部の末端がエステル化されていてもよく、全ての末端がエステル化されていてもよい。例えば、線状のポリマー化合物(P)の主鎖の一方の末端が-OH基で、他方の末端が-O-C(=O)-R基であってもよい。 The esterified product has an -O-C(=O ) -R3 group in which at least some of the terminal -OH groups (-OH groups consisting of a hydrogen atom of the terminal group and an oxygen atom bonded to this hydrogen atom) of the hydroxy compound having a repeating structure of the above oxy C2-4 alkylene unit are esterified (wherein R3 is an organic group). Of the terminals of the polymer compound (P), some terminals may be esterified, or all terminals may be esterified. For example, one terminal of the main chain of the linear polymer compound (P) may be an -OH group, and the other terminal may be an -O-C(=O) -R3 group.

有機基RおよびRのそれぞれとしては、炭化水素基が挙げられる。炭化水素基は、置換基(例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基、および/またはカルボキシ基など)を有するものであってもよい。炭化水素基は、脂肪族、脂環族、および芳香族のいずれであってもよい。芳香族炭化水素基および脂環族炭化水素基は、置換基として、脂肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基など)を有するものであってもよい。置換基としての脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば、1~30であってもよく、1~20であってもよく、1~10であってもよく、1~6または1~4であってもよい。 Each of the organic groups R2 and R3 includes a hydrocarbon group. The hydrocarbon group may have a substituent (e.g., a hydroxy group, an alkoxy group, and/or a carboxy group). The hydrocarbon group may be any of aliphatic, alicyclic, and aromatic. The aromatic hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group may have an aliphatic hydrocarbon group (e.g., an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, etc.) as a substituent. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group as a substituent may be, for example, 1 to 30, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 6, or 1 to 4.

芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数が24以下(例えば、6~24)の芳香族炭化水素基が挙げられる。芳香族炭化水素基の炭素数は、20以下(例えば、6~20)であってもよく、14以下(例えば、6~14)または12以下(例えば、6~12)であってもよい。芳香族炭化水素基としては、アリール基、ビスアリール基などが挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。ビスアリール基としては、例えば、ビスアレーンに対応する一価基が挙げられる。ビスアレーンとしては、ビフェニル、ビスアリールアルカン(例えば、ビスC6-10アリールC1-4アルカン(2,2-ビスフェニルプロパンなど)など)が挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon groups include aromatic hydrocarbon groups having 24 or less carbon atoms (e.g., 6 to 24). The number of carbon atoms in the aromatic hydrocarbon group may be 20 or less (e.g., 6 to 20), 14 or less (e.g., 6 to 14), or 12 or less (e.g., 6 to 12). Examples of aromatic hydrocarbon groups include aryl groups and bisaryl groups. Examples of aryl groups include phenyl groups and naphthyl groups. Examples of bisaryl groups include monovalent groups corresponding to bisarenes. Examples of bisarenes include biphenyl and bisarylalkanes (e.g., bisC 6-10 aryl C 1-4 alkanes (2,2-bisphenylpropane, etc.)).

脂環族炭化水素基としては、例えば、炭素数が16以下の脂環族炭化水素基が挙げられる。脂環族炭化水素基は、架橋環式炭化水素基であってもよい。脂環族炭化水素基の炭素数は、10以下または8以下であってもよい。脂環族炭化水素基の炭素数は、例えば、5以上であり、6以上であってもよい。 Examples of alicyclic hydrocarbon groups include alicyclic hydrocarbon groups having 16 or less carbon atoms. The alicyclic hydrocarbon group may be a cross-linked cyclic hydrocarbon group. The number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group may be 10 or less or 8 or less. The number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group may be, for example, 5 or more, or 6 or more.

脂環族炭化水素基の炭素数は、5(または6)以上16以下、5(または6)以上10以下、あるいは5(または6)以上8以下であってもよい。 The number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group may be 5 (or 6) or more and 16 (or less), 5 (or 6) or more and 10 (or less), or 5 (or 6) or more and 8 (or less).

脂環族炭化水素基としては、例えば、シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基など)、シクロアルケニル基(シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基など)などが挙げられる。脂環族炭化水素基には、上記の芳香族炭化水素基の水素添加物も包含される。 Examples of alicyclic hydrocarbon groups include cycloalkyl groups (cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, etc.) and cycloalkenyl groups (cyclohexenyl, cyclooctenyl, etc.). Alicyclic hydrocarbon groups also include hydrogenated products of the above aromatic hydrocarbon groups.

炭化水素基のうち、脂肪族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、炭素炭素二重結合を2つ有するジエニル基、炭素炭素二重結合を3つ有するトリエニル基などが挙げられる。脂肪族炭化水素基は、直鎖状および分岐鎖状のいずれであってもよい。 Among the hydrocarbon groups, aliphatic hydrocarbon groups are preferred. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a dienyl group having two carbon-carbon double bonds, and a trienyl group having three carbon-carbon double bonds. The aliphatic hydrocarbon group may be either linear or branched.

脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば、30以下であり、26以下または22以下であってもよく、20以下または16以下であってもよく、14以下または10以下であってもよく、8以下または6以下であってもよい。炭素数の下限は、脂肪族炭化水素基の種類に応じて、アルキル基では1以上、アルケニル基およびアルキニル基では2以上、ジエニル基では3以上、トリエニル基では4以上である。中でもアルキル基やアルケニル基が好ましい。 The number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is, for example, 30 or less, and may be 26 or less or 22 or less, 20 or less or 16 or less, 14 or less or 10 or less, or 8 or less or 6 or less. The lower limit of the number of carbon atoms depends on the type of aliphatic hydrocarbon group, and is 1 or more for alkyl groups, 2 or more for alkenyl groups and alkynyl groups, 3 or more for dienyl groups, and 4 or more for trienyl groups. Among these, alkyl and alkenyl groups are preferred.

アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチル、i-ペンチル、s-ペンチル、3-ペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、2-エチルヘキシル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、i-デシル、ウンデシル、ラウリル(ドデシル)、トリデシル、ミリスチル、ペンタデシル、セチル、ヘプタデシル、ステアリル、イコシル、ヘンイコシル、ベヘニルなどが挙げられる。 Specific examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, neopentyl, i-pentyl, s-pentyl, 3-pentyl, t-pentyl, n-hexyl, 2-ethylhexyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, i-decyl, undecyl, lauryl (dodecyl), tridecyl, myristyl, pentadecyl, cetyl, heptadecyl, stearyl, icosyl, henicosyl, and behenyl.

アルケニル基の具体例としては、ビニル、1-プロペニル、アリル、シス-9-ヘプタデセン-1-イル、パルミトレイル、オレイルなどが挙げられる。アルケニル基は、例えば、C2-30アルケニル基またはC2-26アルケニル基であってもよく、C2-22アルケニル基またはC2-20アルケニル基であってもよく、C10-20アルケニル基であってもよい。 Specific examples of alkenyl groups include vinyl, 1-propenyl, allyl, cis-9-heptadecen-1-yl, palmitoleyl, oleyl, etc. The alkenyl group may be, for example, a C 2-30 alkenyl group or a C 2-26 alkenyl group, a C 2-22 alkenyl group or a C 2-20 alkenyl group, or a C 10-20 alkenyl group.

ポリマー化合物(P)のうち、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するヒドロキシ化合物のエーテル化物およびオキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を有するヒドロキシ化合物のエステル化物からなる群より選択される少なくとも一種を用いてもよい。これらを負極電極材料に添加することによって、充電受入性の低下を特に抑制でき、過充電電気量を特に低減することができる。オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造は、オキシプロピレンユニットの繰り返し構造および/またはオキシエチレンユニットの繰り返し構造であってもよい。 Of the polymer compounds (P), at least one selected from the group consisting of etherified products of hydroxy compounds having a repeating structure of oxy C 2-4 alkylene units and esterified products of hydroxy compounds having a repeating structure of oxy C 2-4 alkylene units may be used. By adding these to the negative electrode material, it is possible to particularly suppress the decrease in charge acceptance and particularly reduce the amount of overcharge electricity. The repeating structure of the oxy C 2-4 alkylene units may be a repeating structure of an oxypropylene unit and/or a repeating structure of an oxyethylene unit.

ポリマー化合物(P)は、1つ以上の疎水性基を有するポリマー化合物であってもよい。疎水性基としては、上記の炭化水素基のうち、例えば、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基、長鎖脂肪族炭化水素基が挙げられる。長鎖脂肪族炭化水素基としては、上記の脂肪族炭化水素基(アルキル基、アルケニル基など)のうち、炭素数が8以上のものが挙げられ、12以上が好ましく、16以上がより好ましい。ポリマー化合物(P)は、疎水性基の少なくとも1つが、長鎖脂肪族炭化水素基であるものであってもよい。長鎖脂肪族炭化水素基の炭素数は、30以下、26以下、または22以下であってもよい。 The polymer compound (P) may be a polymer compound having one or more hydrophobic groups. Examples of the hydrophobic group include, among the above-mentioned hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and long-chain aliphatic hydrocarbon groups. Examples of the long-chain aliphatic hydrocarbon group include, among the above-mentioned aliphatic hydrocarbon groups (alkyl groups, alkenyl groups, etc.), groups having 8 or more carbon atoms, preferably 12 or more, and more preferably 16 or more. The polymer compound (P) may be one in which at least one of the hydrophobic groups is a long-chain aliphatic hydrocarbon group. The carbon number of the long-chain aliphatic hydrocarbon group may be 30 or less, 26 or less, or 22 or less.

長鎖脂肪族炭化水素基の炭素数は、8以上(または12以上)30以下、8以上(または12以上)26以下、8以上(または12以上)22以下、10以上30以下(または26以下)、あるいは10以上22以下であってもよい。 The number of carbon atoms in the long chain aliphatic hydrocarbon group may be 8 or more (or 12 or more) and 30 or less, 8 or more (or 12 or more) and 26 or less, 8 or more (or 12 or more) and 22 or less, 10 or more and 30 or less (or 26 or less), or 10 or more and 22 or less.

疎水性基を有し、オキシエチレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)としては、ポリエチレングリコールのエーテル化物(アルキルエーテルなど)、ポリエチレングリコールのエステル化物(カルボン酸エステルなど)、上記ポリオールのポリエチレンオキサイド付加物のエーテル化物(アルキルエーテルなど)、上記ポリオール(トリオール以上のポリオールなど)のポリエチレンオキサイド付加物のエステル化物(カルボン酸エステルなど)などが挙げられる。このようなポリマー化合物(P)の具体例としては、オレイン酸ポリエチレングリコール、ジオレイン酸ポリエチレングリコール、ジラウリン酸ポリエチレングリコール、ジステアリン酸ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸ソルビタン、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテルなどが挙げられるが、ポリマー化合物(P)はこれらに限定されない。中でも、ポリエチレングリコールのエステル化物、上記ポリオールのポリエチレンオキサイド付加物のエステル化物などが好ましく用いられる。 Examples of the polymer compound (P) having a hydrophobic group and containing a repeating structure of oxyethylene units include etherified products of polyethylene glycol (such as alkyl ethers), esterified products of polyethylene glycol (such as carboxylic acid esters), etherified products of polyethylene oxide adducts of the above polyols (such as alkyl ethers), and esterified products of polyethylene oxide adducts of the above polyols (such as triols or higher polyols) (such as carboxylic acid esters). Specific examples of such polymer compounds (P) include polyethylene glycol oleate, polyethylene glycol dioleate, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, polyoxyethylene coconut oil fatty acid sorbitan, polyoxyethylene sorbitan oleate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tetradecyl ether, and polyoxyethylene cetyl ether, but the polymer compound (P) is not limited to these. Among these, esterified products of polyethylene glycol and esterified products of polyethylene oxide adducts of the above polyols are preferably used.

オキシC2-4アルキレンの繰り返し構造が少なくともオキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含む場合も好ましい。オキシプロピレンユニットを含むポリマー化合物(P)は、H-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm~3.8ppmの範囲に、オキシプロピレンユニットの-CH<および-CH-に由来するピークを有する。これらの基における水素原子の原子核の周囲の電子密度が異なるため、ピークがスプリットした状態となる。このようなポリマー化合物(P)は、H-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、例えば、3.2ppm以上3.42ppm以下の範囲と、3.42ppmを超え3.8ppm以下の範囲とのそれぞれにピークを有する。3.2ppm以上3.42ppm以下の範囲のピークは、-CH-に由来し、3.42ppmを超え3.8ppm以下の範囲のピークは、-CH<および-CH-に由来する。 It is also preferred that the repeating structure of oxyC 2-4 alkylene contains at least a repeating structure of an oxypropylene unit. A polymer compound (P) containing an oxypropylene unit has peaks derived from -CH< and -CH 2 - of the oxypropylene unit in the chemical shift range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in the 1 H-NMR spectrum. The peaks are split because the electron densities around the nuclei of the hydrogen atoms in these groups are different. Such a polymer compound (P) has peaks in the chemical shift range of 1 H-NMR spectrum, for example, in the range of 3.2 ppm to 3.42 ppm and in the range of more than 3.42 ppm to 3.8 ppm. The peaks in the range of 3.2 ppm to 3.42 ppm are derived from -CH 2 -, and the peaks in the range of more than 3.42 ppm to 3.8 ppm are derived from -CH< and -CH 2 -.

少なくともオキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)としては、ポリプロピレングリコール、オキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含む共重合体、上記ポリオールのポリプロピレンオキサイド付加物、またはこれらのエーテル化物もしくはエステル化物などが挙げられる。共重合体としては、オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体(ただし、オキシアルキレンは、オキシプロピレン以外のC2-4アルキレン)などが挙げられる。オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体としては、オキシプロピレン-オキシエチレン共重合体、オキシプロピレン-オキシトリメチレン共重合体などが例示される。オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体は、ポリオキシプロピレン-ポリオキシアルキレン共重合体(例えば、ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレン共重合体)と称することがある。オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体は、ブロック共重合体(例えば、ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレンブロック共重合体)であってもよい。エーテル化物としては、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体のアルキルエーテル(ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレン共重合体のアルキルエーテルなど)などが挙げられる。エステル化物としては、カルボン酸のポリプロピレングリコールエステル、オキシプロピレン-オキシアルキレン共重合体のカルボン酸エステル(ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレン共重合体のカルボン酸エステルなど)などが挙げられる。 Examples of the polymer compound (P) containing at least a repeating structure of an oxypropylene unit include polypropylene glycol, a copolymer containing a repeating structure of an oxypropylene unit, a polypropylene oxide adduct of the above polyol, or an etherified or esterified product thereof. Examples of the copolymer include an oxypropylene-oxyalkylene copolymer (wherein the oxyalkylene is a C2-4 alkylene other than oxypropylene). Examples of the oxypropylene-oxyalkylene copolymer include an oxypropylene-oxyethylene copolymer and an oxypropylene-oxytrimethylene copolymer. The oxypropylene-oxyalkylene copolymer may be referred to as a polyoxypropylene-polyoxyalkylene copolymer (e.g., a polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymer). The oxypropylene-oxyalkylene copolymer may be a block copolymer (e.g., a polyoxypropylene-polyoxyethylene block copolymer). Examples of the etherified products include polypropylene glycol alkyl ethers, alkyl ethers of oxypropylene-oxyalkylene copolymers (such as alkyl ethers of polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymers), etc. Examples of the esterified products include polypropylene glycol esters of carboxylic acids, carboxylic acid esters of oxypropylene-oxyalkylene copolymers (such as carboxylic acid esters of polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymers), etc.

少なくともオキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレン共重合体(ポリオキシプロピレン-ポリオキシエチレンブロック共重合体など)、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンアルキルエーテル(上記Rが炭素数10以下(あるいは8以下または6以下)のアルキルであるアルキルエーテル(ブチルエーテルなど)など)、カルボン酸ポリプロピレングリコール(上記Rが炭素数10以下(あるいは8以下または6以下)のアルキルであるカルボン酸ポリプロピレングリコール(酢酸ポリプロピレングリコールなど)など)、トリオール以上のポリオールのポリプロピレンオキサイド付加物(グリセリンのポリプロピレンオキサイド付加物など)が挙げられるが、ポリマー化合物(P)はこれらに限定されない。 Examples of the polymer compound (P) containing at least a repeating structure of oxypropylene units include polypropylene glycol, polyoxypropylene-polyoxyethylene copolymers (polyoxypropylene-polyoxyethylene block copolymers, etc.), polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ethers (alkyl ethers (butyl ethers, etc.) in which the above R 2 is an alkyl having 10 or less carbon atoms (or 8 or less or 6 or less), polypropylene glycol carboxylates (polypropylene glycol acetates, etc.) in which the above R 3 is an alkyl having 10 or less carbon atoms (or 8 or less or 6 or less), and polypropylene oxide adducts of triol or higher polyols (polypropylene oxide adducts of glycerin, etc.), but the polymer compound (P) is not limited to these.

オキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)において、オキシプロピレンユニットの割合は、例えば、5mol%以上であり、10mol%以上または20mol%以上であってもよい。オキシプロピレンユニットの割合は、例えば、100mol%以下である。上記共重合体においては、オキシプロピレンユニットの割合は、90mol%以下であってもよく、75mol%以下または60mol%以下であってもよい。 In the polymer compound (P) containing a repeating structure of oxypropylene units, the proportion of oxypropylene units is, for example, 5 mol% or more, and may be 10 mol% or more or 20 mol% or more. The proportion of oxypropylene units is, for example, 100 mol% or less. In the above copolymer, the proportion of oxypropylene units may be 90 mol% or less, 75 mol% or less, or 60 mol% or less.

オキシプロピレンユニットの繰り返し構造を含むポリマー化合物(P)において、オキシプロピレンユニットの割合は、5mol%以上100mol%以下(または90mol%以下)、10mol%以上100mol%以下(または90mol%以下)、20mol%以上100mol%以下(または90mol%以下)、5mol%以上75mol%以下(または60mol%以下)、10mol%以上75mol%以下(または60mol%以下)、あるいは20mol%以上75mol%以下(または60mol%以下)であってもよい。 In the polymer compound (P) containing a repeating structure of oxypropylene units, the proportion of oxypropylene units may be 5 mol% or more and 100 mol% or less (or 90 mol% or less), 10 mol% or more and 100 mol% or less (or 90 mol% or less), 20 mol% or more and 100 mol% or less (or 90 mol% or less), 5 mol% or more and 75 mol% or less (or 60 mol% or less), 10 mol% or more and 75 mol% or less (or 60 mol% or less), or 20 mol% or more and 75 mol% or less (or 60 mol% or less).

ポリマー化合物(P)は、オキシC2-4アルキレンユニットを多く含むことが好ましい。このようなポリマー化合物(P)は、例えば、末端基に結合した酸素原子と、酸素原子に結合した-CH-基および/または-CH<基とを含んでいる。ポリマー化合物(P)のH-NMRスペクトルでは、3.2ppm~3.8ppmのピークの積分値Vが、所定のピークの積分値の合計VSUMに占める割合が大きい。ここで、ピークの積分値の合計VSUMは、積分値Vと、-CH-基の水素原子のピークの積分値と、-CH<基の水素原子のピークの積分値との合計である。この割合は、例えば、50%以上であり、80%以上であってもよい。上記の割合は、85%以上が好ましく、90%以上であることがより好ましい。例えば、ポリマー化合物(P)が末端に-OH基を有するとともに、この-OH基の酸素原子に結合した-CH-基や-CH<基を有する場合、H-NMRスペクトルにおいて、-CH-基や-CH<基の水素原子のピークは、ケミカルシフトが3.8ppmを超え4.0ppm以下の範囲にある。 The polymer compound (P) preferably contains a large amount of oxy C 2-4 alkylene units. Such a polymer compound (P) contains, for example, an oxygen atom bonded to an end group, and a -CH 2 - group and/or a -CH< group bonded to the oxygen atom. In the 1 H-NMR spectrum of the polymer compound (P), the integral value V 1 of the peak at 3.2 ppm to 3.8 ppm accounts for a large proportion of the sum V SUM of the integral values of the specified peaks. Here, the sum V SUM of the integral values of the peaks is the sum of the integral value V 1 , the integral value of the peak of the hydrogen atom of the -CH 2 - group, and the integral value of the peak of the hydrogen atom of the -CH< group. This proportion is, for example, 50% or more, and may be 80% or more. The above proportion is preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. For example, when the polymer compound (P) has an -OH group at its terminal and a -CH 2 - group or a -CH< group bonded to the oxygen atom of the -OH group, the peak of the hydrogen atom of the -CH 2 - group or the -CH< group has a chemical shift in the range of more than 3.8 ppm to 4.0 ppm in the 1 H-NMR spectrum.

負極電極材料は、ポリマー化合物(P)を一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。 The negative electrode material may contain one type of polymer compound (P), or two or more types.

ポリマー化合物(P)は、例えば、Mnが500万以下の化合物を含んでもよく、300万以下または200万以下の化合物を含んでもよく、50万以下または10万以下の化合物を含んでもよく、50000以下または20000以下の化合物を含んでもよい。ポリマー化合物(P)は、Mnが10000以下の化合物を含むことが好ましく、5000以下または4000以下の化合物を含んでもよく、3000以下または2500以下の化合物を含んでもよい。このような化合物のMnは、300以上または400以上であってもよく、500以上であってもよい。過充電電気量を低減する効果がさらに高まる観点からは、このような化合物のMnは、1000以上が好ましく、1500以上または1800以上がより好ましい。ポリマー化合物(P)としては、Mnが異なる2種以上の化合物を用いてもよい。つまり、ポリマー化合物(P)は、分子量の分布において、Mnのピークを複数有するポリマー化合物であってもよい。 The polymer compound (P) may, for example, include a compound with an Mn of 5 million or less, a compound with an Mn of 3 million or less or 2 million or less, a compound with an Mn of 500,000 or less or 100,000 or less, or a compound with an Mn of 50,000 or less or 20,000 or less. The polymer compound (P) preferably includes a compound with an Mn of 10,000 or less, a compound with an Mn of 5,000 or less or 4,000 or less, or a compound with an Mn of 3,000 or less or 2,500 or less. The Mn of such a compound may be 300 or more or 400 or more, or may be 500 or more. From the viewpoint of further enhancing the effect of reducing the overcharge quantity of electricity, the Mn of such a compound is preferably 1,000 or more, more preferably 1,500 or more or 1,800 or more. As the polymer compound (P), two or more compounds with different Mn may be used. In other words, the polymer compound (P) may be a polymer compound having multiple Mn peaks in the molecular weight distribution.

ポリマー化合物(P)のMnは、300以上(または400以上)500万以下、300以上(または400以上)300万以下、300以上(または400以上)200万以下、300以上(または400以上)50万以下、300以上(または400以上)10万以下、300以上(または400以上)50000以下、300以上(または400以上)20000以下、300以上(または400以上)10000以下、300以上(または400以上)5000以下、300以上(または400以上)4000以下、300以上(または400以上)3000以下、300以上(または400以上)2500以下、500以上(または1000以上)500万以下、500以上(または1000以上)300万以下、500以上(または1000以上)200万以下、500以上(または1000以上)50万以下、500以上(または1000以上)10万以下、500以上(または1000以上)50000以下、500以上(または1000以上)20000以下、500以上(または1000以上)10000以下、500以上(または1000以上)5000以下、500以上(または1000以上)4000以下、500以上(または1000以上)3000以下、500以上(または1000以上)2500以下、1500以上(または1800以上)500万以下、1500以上(または1800以上)300万以下、1500以上(または1800以上)200万以下、1500以上(または1800以上)50万以下、1500以上(または1800以上)10万以下、1500以上(または1800以上)50000以下、1500以上(または1800以上)20000以下、1500以上(または1800以上)10000以下、1500以上(または1800以上)5000以下、1500以上(または1800以上)4000以下、1500以上(または1800以上)3000以下、あるいは1500以上(または1800以上)2500以下であってもよい。 Mn of the polymer compound (P) is 300 or more (or 400 or more) and 5 million or less, 300 or more (or 400 or more) and 3 million or less, 300 or more (or 400 or more) and 2 million or less, 300 or more (or 400 or more) and 500,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 100,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 50,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 20,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 10,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 5,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 4,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 3,000 or less, 300 or more (or 400 or more) and 2,500 or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 5 million or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 3 million or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 2 million or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 500,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 100,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) and 5 ... 0 or more) 20,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) 10,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) 5,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) 4,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) 3,000 or less, 500 or more (or 1,000 or more) 2,500 or less, 1,500 or more (or 1,800 or more) 5 million or less, 1,500 or more (or 1,800 or more) 3 million or less, 1,500 or more (or 1,800 or more) 2 million or less, 1,500 or more (or 1,800 or more) or more) but not exceeding 500,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 100,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 50,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 20,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 10,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 5,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 4,000, 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 3,000, or 1500 or more (or 1800 or more) but not exceeding 2,500.

負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、質量基準で、例えば、8ppm以上であり、10ppm以上であってもよい。過充電電気量の低減効果をさらに高める観点からは、負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、質量基準で、20ppm以上であることが好ましく、30ppm以上であることがより好ましい。負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、質量基準で、例えば、1000ppm以下であり、1000ppm未満であってもよく、700ppm以下であってもよく、600ppm以下または500ppm以下であってもよい。より高い充電受入性を確保し易い観点からは、負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量は、質量基準で、400ppm以下が好ましく、300ppm以下がより好ましく、200ppm以下または160ppm以下であってもよく、150ppm以下または120ppm以下であってもよく、100ppm以下であってもよい。 The content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is, for example, 8 ppm or more, and may be 10 ppm or more, by mass. From the viewpoint of further enhancing the effect of reducing the amount of overcharge electricity, the content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is preferably 20 ppm or more, and more preferably 30 ppm or more, by mass. The content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is, for example, 1000 ppm or less, may be less than 1000 ppm, may be 700 ppm or less, may be 600 ppm or less, or may be 500 ppm or less, by mass. From the viewpoint of easily ensuring higher charge acceptance, the content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is preferably 400 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, and may be 200 ppm or less or 160 ppm or less, 150 ppm or less or 120 ppm or less, or may be 100 ppm or less, by mass.

負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量(質量基準)は、8ppm以上(または10ppm以上)1000ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)1000ppm未満、8ppm以上(または10ppm以上)700ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)600ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)500ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)400ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)300ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)200ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)160ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)150ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)120ppm以下、8ppm以上(または10ppm以上)100ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)1000ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)1000ppm未満、20ppm以上(または30ppm以上)700ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)600ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)500ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)400ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)300ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)200ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)160ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)150ppm以下、20ppm以上(または30ppm以上)120ppm以下、あるいは20ppm以上(または30ppm以上)100ppm以下であってもよい。 The content (by mass) of polymer compound (P) in the negative electrode material is 8 ppm or more (or 10 ppm or more) and 1000 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) and less than 1000 ppm, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) and 700 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) and 600 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) and 500 ppm or less, 8 ppm or more (or is 10 ppm or more) 400 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 300 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 200 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 160 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 150 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 120 ppm or less, 8 ppm or more (or 10 ppm or more) 100 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) 1000 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) less than 1000 ppm, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) 700 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) 600 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) 500 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) 400 ppm or less, 20 ppm It may be 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 300 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 200 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 160 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 150 ppm or less, 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 120 ppm or less, or 20 ppm or more (or 30 ppm or more) and 100 ppm or less.

(有機防縮剤)
有機防縮剤は、通常、リグニン化合物と合成有機防縮剤とに大別される。合成有機防縮剤は、リグニン化合物以外の有機防縮剤であるとも言える。負極電極材料に含まれる有機防縮剤としては、リグニン化合物および合成有機防縮剤などが挙げられる。負極電極材料は、有機防縮剤を、一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。
(Organic shrink-proofing agent)
Organic shrink-proofing agents are generally classified into lignin compounds and synthetic organic shrink-proofing agents. Synthetic organic shrink-proofing agents can also be said to be organic shrink-proofing agents other than lignin compounds. Examples of organic shrink-proofing agents contained in the negative electrode material include lignin compounds and synthetic organic shrink-proofing agents. The negative electrode material may contain one type of organic shrink-proofing agent or two or more types of organic shrink-proofing agents.

リグニン化合物としては、リグニン、リグニン誘導体などが挙げられる。リグニン誘導体としては、リグニンスルホン酸またはその塩(アルカリ金属塩(ナトリウム塩など)など)などが挙げられる。 Examples of lignin compounds include lignin and lignin derivatives. Examples of lignin derivatives include lignin sulfonic acid or its salts (alkali metal salts (sodium salts, etc.)).

合成有機防縮剤は、硫黄元素を含む有機高分子であり、一般に、分子内に複数の芳香環を含むとともに、硫黄含有基として硫黄元素を含んでいる。硫黄含有基の中では、安定形態であるスルホン酸基もしくはスルホニル基が好ましい。スルホン酸基は、酸型で存在してもよく、Na塩のように塩型で存在してもよい。 Synthetic organic shrinkage inhibitors are organic polymers containing elemental sulfur, and generally contain multiple aromatic rings in the molecule, as well as elemental sulfur as a sulfur-containing group. Among the sulfur-containing groups, sulfonic acid groups or sulfonyl groups, which are stable, are preferred. The sulfonic acid groups may exist in the acid form or in the salt form, such as the Na salt.

有機防縮剤として、少なくともリグニン化合物を用いてもよい。 At least a lignin compound may be used as the organic shrinkage inhibitor.

有機防縮剤としては、少なくとも芳香族化合物のユニットを含む縮合物を用いる場合も好ましい。このような縮合物としては、例えば、芳香族化合物の、アルデヒド化合物(アルデヒド(例えば、ホルムアルデヒド)およびその縮合物からなる群より選択される少なくとも一種など)による縮合物が挙げられる。有機防縮剤は、一種の芳香族化合物のユニットを含んでもよく、二種以上の芳香族化合物のユニットを含んでいてもよい。
なお、芳香族化合物のユニットとは、縮合物に組み込まれた芳香族化合物に由来するユニットを言う。
As the organic shrink-proofing agent, it is also preferable to use a condensation product containing at least an aromatic compound unit. For example, such a condensation product may be a condensation product of an aromatic compound with an aldehyde compound (at least one selected from the group consisting of aldehydes (e.g., formaldehyde) and condensates thereof). The organic shrink-proofing agent may contain one type of aromatic compound unit, or may contain two or more types of aromatic compound units.
The aromatic compound unit refers to a unit derived from an aromatic compound incorporated in the condensation product.

芳香族化合物が有する芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。芳香族化合物が複数の芳香環を有する場合には、複数の芳香環は直接結合や連結基(例えば、アルキレン基(アルキリデン基を含む)、スルホン基)などで連結していてもよい。このような構造としては、例えば、ビスアレーン構造(ビフェニル、ビスフェニルアルカン、ビスフェニルスルホンなど)が挙げられる。芳香族化合物としては、例えば、上記の芳香環と、ヒドロキシ基およびアミノ基からなる群より選択される少なくとも一種とを有する化合物が挙げられる。ヒドロキシ基またはアミノ基は、芳香環に直接結合していてもよく、ヒドロキシ基またはアミノ基を有するアルキル鎖として結合していてもよい。なお、ヒドロキシ基には、ヒドロキシ基の塩(-OMe)も包含される。アミノ基には、アミノ基の塩(具体的には、アニオンとの塩)も包含される。Meとしては、アルカリ金属(Li、K、Naなど)、周期表第2族金属(Ca、Mgなど)などが挙げられる。 Examples of aromatic rings that aromatic compounds have include benzene rings and naphthalene rings. When aromatic compounds have multiple aromatic rings, the multiple aromatic rings may be linked by direct bonds or linking groups (e.g., alkylene groups (including alkylidene groups), sulfone groups). Examples of such structures include bisarene structures (biphenyl, bisphenylalkane, bisphenylsulfone, etc.). Examples of aromatic compounds include compounds having the above aromatic rings and at least one selected from the group consisting of hydroxyl groups and amino groups. The hydroxyl group or amino group may be directly bonded to the aromatic ring, or may be bonded as an alkyl chain having a hydroxyl group or amino group. The hydroxyl group also includes salts of the hydroxyl group (-OMe). The amino group also includes salts of the amino group (specifically, salts with anions). Examples of Me include alkali metals (Li, K, Na, etc.) and metals of Group 2 of the Periodic Table (Ca, Mg, etc.).

芳香族化合物としては、ビスアレーン化合物[ビスフェノール化合物、ヒドロキシビフェニル化合物、アミノ基を有するビスアレーン化合物(アミノ基を有するビスアリールアルカン化合物、アミノ基を有するビスアリールスルホン化合物、アミノ基を有するビフェニル化合物など)、ヒドロキシアレーン化合物(ヒドロキシナフタレン化合物、フェノール化合物など)、アミノアレーン化合物(アミノナフタレン化合物、アニリン化合物(アミノベンゼンスルホン酸、アルキルアミノベンゼンスルホン酸など)など)など]が好ましい。芳香族化合物は、さらに置換基を有していてもよい。有機防縮剤は、これらの化合物の残基を一種含んでもよく、複数種含んでもよい。ビスフェノール化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールFなどが好ましい。 As the aromatic compound, bisarene compounds [bisphenol compounds, hydroxybiphenyl compounds, bisarene compounds having an amino group (bisarylalkane compounds having an amino group, bisarylsulfone compounds having an amino group, biphenyl compounds having an amino group, etc.), hydroxyarene compounds (hydroxynaphthalene compounds, phenol compounds, etc.), aminoarene compounds (aminonaphthalene compounds, aniline compounds (aminobenzenesulfonic acid, alkylaminobenzenesulfonic acid, etc.), etc.)] are preferred. The aromatic compound may further have a substituent. The organic shrinkage inhibitor may contain one or more of the residues of these compounds. As the bisphenol compound, bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, etc. are preferred.

縮合物は、少なくとも硫黄含有基を有する芳香族化合物のユニットを含むことが好ましい。中でも、硫黄含有基を有するビスフェノール化合物のユニットを少なくとも含む縮合物を用いると、より高い充電受入性を確保する上で有利である。過充電電気量を低減する効果が高まる観点からは、硫黄含有基を有するとともに、ヒドロキシ基およびアミノ基からなる群より選択される少なくとも一種を有するナフタレン化合物のアルデヒド化合物による縮合物を用いることも好ましい。 The condensate preferably contains at least a unit of an aromatic compound having a sulfur-containing group. In particular, the use of a condensate containing at least a unit of a bisphenol compound having a sulfur-containing group is advantageous in terms of ensuring higher charge acceptance. From the viewpoint of increasing the effect of reducing the amount of overcharge electricity, it is also preferable to use a condensate of an aldehyde compound with a naphthalene compound having a sulfur-containing group and at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group and an amino group.

硫黄含有基は、化合物に含まれる芳香環に直接結合していてもよく、例えば、硫黄含有基を有するアルキル鎖として芳香環に結合していてもよい。硫黄含有基としては、特に制限されないが、例えば、スルホニル基、スルホン酸基またはその塩などが挙げられる。 The sulfur-containing group may be directly bonded to an aromatic ring contained in the compound, or may be bonded to the aromatic ring as an alkyl chain having a sulfur-containing group. The sulfur-containing group is not particularly limited, but examples thereof include a sulfonyl group, a sulfonic acid group, or a salt thereof.

また、有機防縮剤として、例えば、上記のビスアレーン化合物のユニットおよび単環式の芳香族化合物(ヒドロキシアレーン化合物、および/またはアミノアレーン化合物など)のユニットからなる群より選択される少なくとも一種を含む縮合物を少なくとも用いてもよい。有機防縮剤は、ビスアレーン化合物のユニットと単環式芳香族化合物(中でも、ヒドロキシアレーン化合物)のユニットとを含む縮合物を少なくとも含んでもよい。このような縮合物としては、ビスアレーン化合物と単環式の芳香族化合物との、アルデヒド化合物による縮合物が挙げられる。ヒドロキシアレーン化合物としては、フェノールスルホン酸化合物(フェノールスルホン酸またはその置換体など)が好ましい。すなわち、有機縮合物は、フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物であってもよい。アミノアレーン化合物としては、アミノベンゼンスルホン酸、アルキルアミノベンゼンスルホン酸などが好ましい。単環式の芳香族化合物としては、ヒドロキシアレーン化合物が好ましい。 As the organic shrinkage inhibitor, for example, at least one condensate containing at least one selected from the group consisting of the above-mentioned bisarene compound units and monocyclic aromatic compound units (hydroxyarene compounds and/or aminoarene compounds, etc.) may be used. The organic shrinkage inhibitor may contain at least a condensate containing a bisarene compound unit and a monocyclic aromatic compound (particularly, a hydroxyarene compound). Such a condensate may be a condensate of a bisarene compound and a monocyclic aromatic compound with an aldehyde compound. As the hydroxyarene compound, a phenolsulfonic acid compound (phenolsulfonic acid or a substituted compound thereof, etc.) is preferable. That is, the organic condensate may be a condensate containing a phenolsulfonic acid unit. As the aminoarene compound, aminobenzenesulfonic acid, alkylaminobenzenesulfonic acid, etc. are preferable. As the monocyclic aromatic compound, a hydroxyarene compound is preferable.

負極電極材料中に含まれる有機防縮剤の含有量は、例えば、0.005質量%以上であり、0.01質量%以上であってもよい。有機防縮剤の含有量がこのような範囲である場合、高い低温ハイレート放電容量を確保することができる。有機防縮剤の含有量は、例えば、1.0質量%以下であり、0.5質量%以下であってもよい。充電受入性の低下を抑制する効果がさらに高まる観点からは、有機防縮剤の含有量は、0.3質量%以下が好ましく、0.25質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下または0.15質量%以下がさらに好ましく、0.12質量%以下であってもよい。これらの下限と上限とは、矛盾がない限り、任意に組み合わせることができる。 The content of the organic shrinkage inhibitor contained in the negative electrode material is, for example, 0.005% by mass or more, and may be 0.01% by mass or more. When the content of the organic shrinkage inhibitor is in such a range, a high low-temperature high-rate discharge capacity can be ensured. The content of the organic shrinkage inhibitor is, for example, 1.0% by mass or less, and may be 0.5% by mass or less. From the viewpoint of further enhancing the effect of suppressing the decrease in charge acceptance, the content of the organic shrinkage inhibitor is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or less, further preferably 0.2% by mass or less or 0.15% by mass or less, and may be 0.12% by mass or less. These lower and upper limits can be arbitrarily combined as long as there is no contradiction.

負極電極材料中に含まれる有機防縮剤の含有量は、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)1.0質量%以下、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.5質量%以下、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.3質量%以下、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.25質量%以下、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.2質量%以下、0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.15質量%以下、あるいは0.005質量%以上(または0.01質量%以上)0.12質量%以下であってもよい。 The content of the organic shrinkage inhibitor contained in the negative electrode material may be 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 1.0% by mass or less, 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.5% by mass or less, 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.3% by mass or less, 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.25% by mass or less, 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.2% by mass or less, 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.15% by mass or less, or 0.005% by mass or more (or 0.01% by mass or more) to 0.12% by mass or less.

(炭素質材料)
負極電極材料に含まれる炭素質材料としては、カーボンブラック、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボンなどを用いることができる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ランプブラックなどが例示される。ファーネスブラックには、ケッチェンブラック(商品名)も含まれる。黒鉛は、黒鉛型の結晶構造を含む炭素質材料であればよく、人造黒鉛および天然黒鉛のいずれであってもよい。負極電極材料は、炭素質材料を一種含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
(Carbonaceous materials)
Carbon black, graphite, hard carbon, soft carbon, etc. can be used as the carbonaceous material contained in the negative electrode material. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, lamp black, etc. Furnace black also includes Ketjen Black (trade name). Graphite may be any carbonaceous material containing a graphite-type crystal structure, and may be either artificial graphite or natural graphite. The negative electrode material may contain one type of carbonaceous material, or may contain two or more types.

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

負極電極材料中の炭素質材料の含有量は、0.05質量%以上5質量%以下、0.05質量%以上3質量%以下、0.10質量%以上5質量%以下、または0.10質量%以上3質量%以下であってもよい。 The content of the carbonaceous material in the negative electrode material may be 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, 0.10% by mass or more and 5% by mass or less, or 0.10% by mass or more and 3% by mass or less.

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

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

(ガス流路部に配置された化合物の分析)
ガス流路部に配置された化合物は、ガス流路部を含む蓋を水洗し、硫酸分を除去したのち、乾燥させる。乾燥させた上記蓋をクロロホルム溶液、または、水酸化ナトリウム溶液に浸漬させることで、化合物を抽出する。その後、負極電極材料中の化合物の分析方法に準じて、定性分析および定量分析を行う。
(Analysis of compounds placed in the gas flow passage)
The compound placed in the gas flow passage is extracted by washing the cover including the gas flow passage with water to remove sulfuric acid, and then drying the cover. The dried cover is immersed in a chloroform solution or a sodium hydroxide solution to extract the compound. Then, qualitative and quantitative analysis are performed according to the analysis method for the compound in the negative electrode material.

(負極電極材料または構成成分の分析)
以下に、負極電極材料またはその構成成分の分析方法について説明する。測定または分析に先立ち、満充電状態の鉛蓄電池を解体して分析対象の負極板を入手する。入手した負極板を水洗し、負極板から硫酸分を除去する。水洗は、水洗した負極板表面にpH試験紙を押し当て、試験紙の色が変化しないことが確認されるまで行う。ただし、水洗を行う時間は、2時間以内とする。水洗した負極板は、減圧環境下、60±5℃で6時間程度乾燥する。負極板に貼付部材が含まれている場合、必要に応じて、貼付部材を除去する。次に、負極板から負極電極材料を分離することにより試料(以下、試料Aと称する)を入手する。試料Aは、必要に応じて粉砕され、分析に供される。
(Analysis of negative electrode materials or components)
The following describes a method for analyzing the negative electrode material or its constituents. Prior to measurement or analysis, a fully charged lead-acid battery is disassembled to obtain a negative electrode plate to be analyzed. The obtained negative electrode plate is washed with water to remove sulfuric acid from the negative electrode plate. The washing is performed by pressing a pH test paper against the washed surface of the negative electrode plate until it is confirmed that the color of the test paper does not change. However, the washing time is within 2 hours. The washed negative electrode plate is dried at 60±5° C. for about 6 hours under a reduced pressure environment. If the negative electrode plate contains an attachment member, the attachment member is removed as necessary. Next, a sample (hereinafter referred to as sample A) is obtained by separating the negative electrode material from the negative electrode plate. Sample A is crushed as necessary and subjected to analysis.

(1)ポリマー化合物(P)の分析
(1-1)ポリマー化合物(P)の定性分析
負極電極材料中のポリマー化合物(P)を分析する場合には、粉砕した試料Aを用いる。100.0±0.1gの試料Aに150.0±0.1mLのクロロホルムを加え、20±5℃で16時間撹拌し、ポリマー化合物(P)を抽出する。その後、ろ過によって固形分を除く。抽出により得られるポリマー化合物(P)が溶解したクロロホルム溶液またはクロロホルム溶液を乾固することにより得られるポリマー化合物(P)について、赤外分光スペクトル、紫外可視吸収スペクトル、NMRスペクトル、LC-MSおよび熱分解GC-MSから選択される少なくとも1つから情報を得ることで、ポリマー化合物(P)を特定する。
(1) Analysis of polymer compound (P) (1-1) Qualitative analysis of polymer compound (P) When analyzing the polymer compound (P) in the negative electrode material, a crushed sample A is used. 150.0±0.1 mL of chloroform is added to 100.0±0.1 g of sample A, and the mixture is stirred at 20±5° C. for 16 hours to extract the polymer compound (P). Then, the solid content is removed by filtration. The polymer compound (P) is identified by obtaining information from at least one of infrared spectroscopy, ultraviolet-visible absorption spectrum, NMR spectrum, LC-MS, and pyrolysis GC-MS for the chloroform solution in which the polymer compound (P) obtained by extraction is dissolved or the polymer compound (P) obtained by drying the chloroform solution.

抽出により得られるポリマー化合物(P)が溶解したクロロホルム溶液から、クロロホルムを減圧下で留去することによりクロロホルム可溶分を回収する。クロロホルム可溶分を重クロロホルムに溶解させて、下記の条件でH-NMRスペクトルを測定する。このH-NMRスペクトルから、ケミカルシフトが3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲のピークを確認する。また、この範囲のピークから、オキシC2-4アルキレンユニットの種類を特定する。 From the chloroform solution in which the polymer compound (P) obtained by extraction is dissolved, chloroform is distilled off under reduced pressure to recover a chloroform-soluble fraction. The chloroform-soluble fraction is dissolved in deuterated chloroform, and a 1 H-NMR spectrum is measured under the following conditions. From this 1 H-NMR spectrum, a peak in the chemical shift range of 3.2 ppm to 3.8 ppm is confirmed. Furthermore, from the peak in this range, the type of oxy C 2-4 alkylene unit is identified.

装置:日本電子(株)製、AL400型核磁気共鳴装置
観測周波数:395.88MHz
パルス幅:6.30μs
パルス繰り返し時間:74.1411秒
積算回数:32
測定温度:室温(20~35℃)
基準:7.24ppm
試料管直径:5mm
Apparatus: AL400 type nuclear magnetic resonance apparatus manufactured by JEOL Ltd. Observation frequency: 395.88 MHz
Pulse width: 6.30 μs
Pulse repetition time: 74.1411 seconds Number of integrations: 32
Measurement temperature: room temperature (20-35℃)
Standard: 7.24 ppm
Sample tube diameter: 5 mm

H-NMRスペクトルから、ケミカルシフトが3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲に存在するピークの積分値(V)を求める。また、ポリマー化合物(P)の末端基に結合した酸素原子に対して結合した-CH-基および-CH<基の水素原子のそれぞれについて、H-NMRスペクトルにおけるピークの積分値の合計(V)を求める。そして、VおよびVから、VがVおよびVの合計に占める割合(=V/(V+V)×100(%))を求める。 From the 1 H-NMR spectrum, the integral value (V 1 ) of the peaks present in the chemical shift range of 3.2 ppm or more and 3.8 ppm or less is obtained. In addition, the sum (V 2 ) of the integral values of the peaks in the 1 H-NMR spectrum is obtained for each of the hydrogen atoms of the -CH 2 - groups and -CH< groups bonded to the oxygen atoms bonded to the end groups of the polymer compound ( P ). Then, from V 1 and V 2 , the proportion of V 1 to the sum of V 1 and V 2 (= V 1 / (V 1 + V 2 ) × 100 (%)) is obtained.

なお、定性分析で、H-NMRスペクトルにおけるピークの積分値を求める際には、H-NMRスペクトルにおいて、該当するピークを挟むように有意なシグナルがない2点を決定し、この2点間を結ぶ直線をベースラインとして各積分値を算出する。例えば、ケミカルシフトが3.2ppm~3.8ppmの範囲に存在するピークについては、スペクトルにおける3.2ppmと3.8ppmとの2点間を結ぶ直線をベースラインとする。例えば、ケミカルシフトが3.8ppmを超え4.0ppm以下の範囲に存在するピークについては、スペクトルにおける3.8ppmと4.0ppmとの2点間を結ぶ直線をベースラインとする。 In addition, when determining the integral value of a peak in a 1 H-NMR spectrum in a qualitative analysis, two points on the 1 H-NMR spectrum that have no significant signals are determined so as to sandwich the relevant peak, and each integral value is calculated using a straight line connecting these two points as a baseline. For example, for a peak that exists in a chemical shift range of 3.2 ppm to 3.8 ppm, a straight line connecting two points on the spectrum, 3.2 ppm and 3.8 ppm, is used as the baseline. For example, for a peak that exists in a chemical shift range of more than 3.8 ppm to 4.0 ppm, a straight line connecting two points on the spectrum, 3.8 ppm and 4.0 ppm, is used as the baseline.

(1-2)ポリマー化合物(P)の定量分析
上記のクロロホルム可溶分の適量を、±0.0001gの精度で測定したm(g)のテトラクロロエタン(TCE)と共に重クロロホルムに溶解させて、H-NMRスペクトルを測定する。ケミカルシフトが3.2~3.8ppmの範囲に存在するピークの積分値(S)とTCEに由来するピークの積分値(S)を求め、以下の式から負極電極材料中のポリマー化合物(P)の質量基準の含有率C(ppm)を求める。
(1-2) Quantitative Analysis of Polymer Compound (P) An appropriate amount of the chloroform-soluble matter is dissolved in deuterated chloroform together with tetrachloroethane (TCE) having m r (g) measured to an accuracy of ±0.0001 g, and a 1 H-NMR spectrum is measured. The integral value (S a ) of the peak present in the chemical shift range of 3.2 to 3.8 ppm and the integral value (S r ) of the peak derived from TCE are obtained, and the mass-based content C n (ppm) of the polymer compound (P) in the negative electrode material is calculated from the following formula:

=S/S×N/N×M/M×m/m×1000000
(式中、Mはケミカルシフトが3.2~3.8ppmの範囲にピークを示す構造の分子量(より具体的には、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造の分子量)であり、Nは繰り返し構造の主鎖の炭素原子に結合した水素原子の数である。Nr、はそれぞれ基準物質の分子に含まれる水素数、基準物質の分子量であり、m(g)は抽出に使用した負極電極材料の質量である。)
なお、本分析での基準物質はTCEであるため、N=2、M=168である。また、m=100である。
C n =S a /S r ×N r /N a ×M a /M r ×m r /m × 1000000
(In the formula, M a is the molecular weight of a structure that exhibits a peak in the chemical shift range of 3.2 to 3.8 ppm (more specifically, the molecular weight of a repeating structure of an oxyC 2-4 alkylene unit), and N a is the number of hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the main chain of the repeating structure. Nr and Mr are the number of hydrogen atoms contained in the molecule of the reference substance and the molecular weight of the reference substance, respectively, and m (g) is the extraction is the mass of the negative electrode material used.)
In addition, since the reference substance in this analysis is TCE, N r =2, M r =168, and m=100.

例えば、ポリマー化合物(P)がポリプロピレングリコールの場合、Mは58であり、Nは3である。ポリマー化合物(P)がポリエチレングリコールの場合、Mは44であり、Nは4である。NおよびMは、各モノマー単位のN値およびM値を繰り返し構造に含まれる各モノマー単位のモル比率(モル%)を用いて平均化した値である。 For example, when the polymer compound (P) is polypropylene glycol, M a is 58 and N a is 3. When the polymer compound (P) is polyethylene glycol, M a is 44 and N a is 4. N a and M a are values obtained by averaging the N a value and M a value of each monomer unit using the molar ratio (mol %) of each monomer unit contained in the repeating structure.

なお、定量分析では、H-NMRスペクトルにおけるピークの積分値は、日本電子(株)製のデータ処理ソフト「ALICE」を用いて求める。 In the quantitative analysis, the integral value of the peak in the 1 H-NMR spectrum is determined using data processing software "ALICE" manufactured by JEOL Ltd.

(1-3)ポリマー化合物(P)のMn測定
上記のクロロホルム可溶分を用いて、ポリマー化合物(P)のGPC測定を、下記の装置を用い、下記の条件で行う。別途、標準物質のMnと溶出時間のプロットから校正曲線(検量線)を作成する。この検量線およびポリマー化合物(P)のGPC測定結果に基づき、ポリマー化合物(P)のMnを算出する。ただし、エステル化物またはエーテル化物などは、クロロホルム可溶分中で分解した状態であり得る。
(1-3) Measurement of Mn of polymer compound (P) Using the above chloroform solubles, GPC measurement of polymer compound (P) is performed using the following apparatus under the following conditions. A calibration curve (calibration curve) is separately created from a plot of Mn and elution time of a standard substance. Based on this calibration curve and the GPC measurement results of polymer compound (P), Mn of polymer compound (P) is calculated. However, esterified products or etherified products may be in a decomposed state in the chloroform solubles.

分析システム:20A system((株)島津製作所製)
カラム:GPC KF-805L(Shodex社製)2本を直列接続
カラム温度:30℃±1℃
移動相:テトラヒドロフラン
流速:1mL/min.
濃度:0.20質量%
注入量:10μL
標準物質:ポリエチレングリコール(Mn=2,000,000、200,000、20,000、2,000、200)
検出器:示差屈折率検出器(Shodex社製、Shodex RI-201H)
Analysis system: 20A system (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: GPC KF-805L (Shodex), two columns connected in series Column temperature: 30°C ± 1°C
Mobile phase: tetrahydrofuran Flow rate: 1 mL/min.
Concentration: 0.20% by mass
Injection volume: 10 μL
Standard substance: polyethylene glycol (Mn = 2,000,000, 200,000, 20,000, 2,000, 200)
Detector: Differential refractive index detector (Shodex RI-201H)

(2)有機防縮剤の分析
(2-1)負極電極材料中の有機防縮剤の定性分析
負極電極材料中の有機防縮剤を分析する場合には、粉砕した試料Aを用いる。粉砕した試料Aを1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、有機防縮剤を抽出する。次に、抽出物から、必要に応じて、第1有機防縮剤と第2有機防縮剤とを分離する。各有機防縮剤を含む分離物のそれぞれについて、不溶成分を濾過で取り除き、得られた溶液を脱塩した後、濃縮し、乾燥する。脱塩は、脱塩カラムを用いて行うか、溶液をイオン交換膜に通すことにより行うか、もしくは、溶液を透析チューブに入れて蒸留水中に浸すことにより行なう。これを乾燥することにより有機防縮剤の粉末試料(以下、試料Bと称する)が得られる。
(2) Analysis of organic shrink-preventing agent (2-1) Qualitative analysis of organic shrink-preventing agent in negative electrode material When analyzing an organic shrink-preventing agent in a negative electrode material, a pulverized sample A is used. The pulverized sample A is immersed in a 1 mol/L aqueous sodium hydroxide solution to extract the organic shrink-preventing agent. Next, the first organic shrink-preventing agent and the second organic shrink-preventing agent are separated from the extract as necessary. For each of the separated products containing each organic shrink-preventing agent, insoluble components are removed by filtration, and the resulting solution is desalted, concentrated, and dried. Desalting is performed using a desalting column, or by passing the solution through an ion exchange membrane, or by putting the solution into a dialysis tube and immersing it in distilled water. This is dried to obtain a powder sample of the organic shrink-preventing agent (hereinafter referred to as sample B).

このようにして得た有機防縮剤の試料Bを用いて測定した赤外分光スペクトル、試料Bを蒸留水等で希釈し、紫外可視吸光度計で測定した紫外可視吸収スペクトル、試料Bを重水等の所定の溶媒で溶解することにより得られる溶液のNMRスペクトル、または物質を構成している個々の化合物の情報をえることができる熱分解GC-MSなどから得た情報を組み合わせて、有機防縮剤の種類を特定する。 The type of organic shrinkage inhibitor is identified by combining information obtained from the infrared spectrum measured using sample B of the organic shrinkage inhibitor obtained in this manner, the ultraviolet-visible absorption spectrum measured using an ultraviolet-visible spectrometer after diluting sample B with distilled water or the like, the NMR spectrum of the solution obtained by dissolving sample B in a specified solvent such as heavy water, or information obtained from pyrolysis GC-MS, which can provide information on the individual compounds that make up the substance.

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

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

(3)炭素質材料と硫酸バリウムの定量
粉砕した試料A10gに対し、20質量%濃度の硝酸50mlを加え、約20分加熱し、鉛成分を硝酸鉛として溶解させる。次に、硝酸鉛を含む溶液を濾過して、炭素質材料、硫酸バリウム等の固形分を濾別する。
(3) Quantitative Determination of Carbonaceous Material and Barium Sulfate 50 ml of 20% by mass nitric acid was added to 10 g of the pulverized sample A, and the mixture was heated for about 20 minutes to dissolve the lead component as lead nitrate. Next, the solution containing lead nitrate was filtered to separate the carbonaceous material, barium sulfate, and other solids.

得られた固形分を水中に分散させて分散液とした後、篩いを用いて分散液から炭素質材料および硫酸バリウム以外の成分(例えば補強材)を除去する。次に、分散液に対し、予め質量を測定したメンブレンフィルタを用いて吸引ろ過を施し、濾別された試料とともにメンブレンフィルタを110℃±5℃の乾燥器で乾燥する。濾別された試料は、炭素質材料と硫酸バリウムとの混合試料である。乾燥後の混合試料(以下、試料Cと称する)とメンブレンフィルタとの合計質量からメンブレンフィルタの質量を差し引いて、試料Cの質量(M)を測定する。その後、試料Cをメンブレンフィルタとともに坩堝に入れ、700℃以上で灼熱灰化させる。残った残渣は酸化バリウムである。酸化バリウムの質量を硫酸バリウムの質量に変換して硫酸バリウムの質量(M)を求める。質量Mから質量Mを差し引いて炭素質材料の質量を算出する。 The obtained solid content is dispersed in water to obtain a dispersion liquid, and then a sieve is used to remove components other than the carbonaceous material and barium sulfate (e.g., reinforcing material) from the dispersion liquid. Next, the dispersion liquid is subjected to suction filtration using a membrane filter whose mass has been measured in advance, and the membrane filter together with the filtered sample is dried in a dryer at 110°C ± 5°C. The filtered sample is a mixed sample of the carbonaceous material and barium sulfate. The mass of the membrane filter is subtracted from the total mass of the mixed sample after drying (hereinafter referred to as sample C) and the membrane filter to measure the mass (M m ) of sample C. Then, sample C is placed in a crucible together with the membrane filter and incinerated at 700°C or higher. The remaining residue is barium oxide. The mass of barium oxide is converted to the mass of barium sulfate to obtain the mass (M B ) of barium sulfate. The mass of the carbonaceous material is calculated by subtracting the mass M B from the mass M m .

(その他)
負極板は、負極集電体に負極ペーストを塗布または充填し、熟成および乾燥することにより未化成の負極板を作製し、その後、未化成の負極板を化成することにより形成できる。負極ペーストは、例えば、鉛粉と、ポリマー化合物(P)と、必要に応じて、有機防縮剤、炭素質材料、他の添加剤からなる群より選択される少なくとも一種とに、水および硫酸(または硫酸水溶液)を加えて混練することで作製する。熟成する際には、室温より高温かつ高湿度で、未化成の負極板を熟成させることが好ましい。
(others)
The negative electrode plate can be formed by applying or filling a negative electrode paste to a negative electrode current collector, aging and drying to prepare an unformed negative electrode plate, and then chemically forming the unformed negative electrode plate. The negative electrode paste is prepared, for example, by adding water and sulfuric acid (or an aqueous sulfuric acid solution) to lead powder, a polymer compound (P), and, if necessary, at least one selected from the group consisting of an organic shrinkage inhibitor, a carbonaceous material, and other additives, and kneading them. When aging, it is preferable to age the unformed negative electrode plate at a temperature higher than room temperature and at a 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。 The chemical formation can be carried out by immersing the plate group, including the unformed negative plate, in an electrolyte containing sulfuric acid in a lead-acid battery container and then charging the plate group. However, chemical formation can also be carried out before assembling the lead-acid battery or the plate group. Chemical formation produces spongy lead.

(正極板)
鉛蓄電池の正極板は、ペースト式、クラッド式などに分類できる。ペースト式およびクラッド式のいずれの正極板を用いてもよい。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。クラッド式の正極板の構成は前述の通りである。
(Positive electrode plate)
The positive electrode plate of the lead-acid battery can be classified into a paste type, a clad type, and the like. Either a paste type or a clad type positive electrode plate may be used. The paste type positive electrode plate includes a positive electrode current collector and a positive electrode material. The configuration of the clad type positive electrode plate is as described above.

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

正極集電体に用いる鉛合金としては、耐食性および機械的強度の点で、Pb-Sb系合金、Pb-Ca系合金、Pb-Ca-Sn系合金が好ましい。正極集電体は、表面層を備えていてもよい。正極集電体の表面層と内側の層とは組成が異なってもよい。表面層は、正極集電体の一部に形成されていてもよい。表面層は、正極集電体の格子部分のみや、耳部分のみ、枠骨部分のみに形成されていてもよい。 As the lead alloy used for the positive electrode collector, in terms of corrosion resistance and mechanical strength, a Pb-Sb alloy, a Pb-Ca alloy, or a Pb-Ca-Sn alloy is preferable. The positive electrode collector may have a surface layer. The surface layer and the inner layer of the positive electrode collector may have different compositions. The surface layer may be formed on a part of the positive electrode collector. The surface layer may be formed only on the lattice part, the edge part, or the frame part of the positive electrode collector.

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

未化成のペースト式正極板は、正極集電体に、正極ペーストを充填し、熟成、乾燥することにより得られる。正極ペーストは、鉛粉、添加剤、水、および硫酸を混練することで調製される。未化成のクラッド式正極板は、集電部で連結された芯金が挿入された多孔質な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。その後、これらの未化成の正極板を化成することにより正極板が得られる。化成は、鉛蓄電池の電槽内の硫酸を含む電解液中に、未化成の正極板を含む極板群を浸漬させた状態で、極板群を充電することにより行うことができる。ただし、化成は、鉛蓄電池または極板群の組み立て前に行ってもよい。 An unformed paste-type positive plate is obtained by filling a positive current collector with a positive electrode paste, aging it, and drying it. The positive electrode paste is prepared by kneading lead powder, additives, water, and sulfuric acid. An unformed clad-type positive plate is formed by filling a porous tube into which a core metal connected by a current collector is inserted with lead powder or lead powder in a slurry form, and connecting multiple tubes with a connecting member. Then, these unformed positive plates are formed to obtain a positive plate. Formation can be performed by charging the plate group, with the plate group including the unformed positive plate immersed in an electrolyte containing sulfuric acid in a lead-acid battery container. However, formation may be performed before assembling the lead-acid battery or the plate group.

化成は、鉛蓄電池の電槽内の硫酸を含む電解液中に、未化成の正極板を含む極板群を浸漬させた状態で、極板群を充電することにより行うことができる。ただし、化成は、鉛蓄電池または極板群の組み立て前に行ってもよい。 The chemical formation can be carried out by immersing the plate group including the unformed positive plate in an electrolyte containing sulfuric acid in a lead-acid battery container and then charging the plate group. However, chemical formation may also be carried out before assembling the lead-acid battery or the plate group.

(セパレータ)
負極板と正極板との間には、セパレータを配置することができる。セパレータとしては、不織布、および微多孔膜から選択される少なくとも一種などが用いられる。
(Separator)
A separator may be disposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate, and may be made of at least one material selected from a nonwoven fabric and a microporous membrane.

不織布は、繊維を織らずに絡み合わせたマットであり、繊維を主体とする。不織布は、例えば、不織布の60質量%以上が繊維で形成されている。繊維としては、ガラス繊維、ポリマー繊維(ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維など)など)、パルプ繊維などを用いることができる。中でも、ガラス繊維が好ましい。不織布は、繊維以外の成分、例えば耐酸性の無機粉体、結着剤としてのポリマーなどを含んでもよい。 A nonwoven fabric is a mat of intertwined fibers, not woven, and is mainly composed of fibers. For example, 60% or more by mass of the nonwoven fabric is made of fibers. Examples of fibers that can be used include glass fibers, polymer fibers (polyolefin fibers, acrylic fibers, polyester fibers (polyethylene terephthalate fibers, etc.)), and pulp fibers. Among these, glass fibers are preferred. The nonwoven fabric may contain components other than fibers, such as acid-resistant inorganic powders and polymers as binders.

一方、微多孔膜は、繊維成分以外を主体とする多孔性のシートであり、例えば、造孔剤含む組成物をシート状に押し出し成形した後、造孔剤を除去して細孔を形成することにより得られる。微多孔膜は、耐酸性を有する材料で構成することが好ましく、ポリマー成分を主体とするものが好ましい。ポリマー成分としては、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)が好ましい。造孔剤としては、ポリマー粉末およびオイルからなる群より選択される少なくとも一種などが挙げられる。 On the other hand, a microporous membrane is a porous sheet mainly composed of components other than fiber components, and can be obtained, for example, by extruding a composition containing a pore-forming agent into a sheet, and then removing the pore-forming agent to form pores. The microporous membrane is preferably made of an acid-resistant material, and preferably is mainly composed of a polymer component. The polymer component is preferably polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.). The pore-forming agent can be at least one selected from the group consisting of polymer powder and oil.

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

セパレータは、シート状であってもよく、袋状に形成されていてもよい。正極板と負極板との間に1枚のシート状のセパレータを挟むように配置してもよい。また、折り曲げた状態の1枚のシート状のセパレータで極板を挟むように配置してもよい。この場合、折り曲げたシート状のセパレータで挟んだ正極板と、折り曲げたシート状のセパレータで挟んだ負極板とを重ねてもよく、正極板および負極板の一方を折り曲げたシート状のセパレータで挟み、他方の極板と重ねてもよい。また、シート状のセパレータを蛇腹状に折り曲げ、正極板および負極板を、これらの間にセパレータが介在するように、蛇腹状のセパレータに挟み込んでもよい。袋状のセパレータを用いる場合、袋状のセパレータが正極板を収容していてもよいし、負極板を収容してもよい。 The separator may be in the form of a sheet or a bag. A sheet-like separator may be sandwiched between the positive and negative plates. Alternatively, the electrode plates may be sandwiched between a folded sheet-like separator. In this case, the positive plate sandwiched between the folded sheet-like separator and the negative plate sandwiched between the folded sheet-like separator may be stacked, or one of the positive and negative plates may be sandwiched between the folded sheet-like separator and stacked with the other electrode plate. Alternatively, the sheet-like separator may be folded into an accordion shape, and the positive and negative plates may be sandwiched between the accordion-like separator so that the separator is interposed between them. When a bag-like separator is used, the bag-like separator may house the positive or negative plate.

(電解液)
電解液は、硫酸を含む水溶液であり、必要に応じてゲル化させてもよい。電解液には、上記のポリマー化合物(P)が含まれていてもよい。
(Electrolyte)
The electrolyte is an aqueous solution containing sulfuric acid, which may be gelled as necessary. The electrolyte may contain the above-mentioned polymer compound (P).

電解液は、必要に応じて、カチオン(例えば、金属カチオン)、および/またはアニオン(例えば、硫酸アニオン以外のアニオン(リン酸イオンなど))を含んでいてもよい。金属カチオンとしては、例えば、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が挙げられる。 The electrolyte may contain cations (e.g., metal cations) and/or anions (e.g., anions other than sulfate anions (e.g., phosphate ions)) as necessary. Examples of metal cations include at least one selected from the group consisting of Na ions, Li ions, Mg ions, and Al ions.

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

電解液の20℃における比重は、1.20以上1.35以下、1.20以上1.32以下、1.25以上1.35以下、または1.25以上1.32以下であってもよい。 The specific gravity of the electrolyte at 20°C may be 1.20 or more and 1.35 or less, 1.20 or more and 1.32 or less, 1.25 or more and 1.35 or less, or 1.25 or more and 1.32 or less.

(その他)
鉛蓄電池は、電槽のセル室に極板群と電解液とを収容する工程を含む製造方法により得ることができる。鉛蓄電池の各セルは、各セル室に収容された極板群および電解液を備える。極板群は、セル室への収容に先立って、正極板、負極板、およびセパレータを、正極板と負極板との間にセパレータが介在するように積層することにより組み立てられる。正極板、負極板、電解液、およびセパレータは、それぞれ、極板群の組み立てに先立って、準備される。鉛蓄電池の製造方法は、極板群および電解液をセル室に収容する工程の後、必要に応じて、正極板および負極板の少なくとも一方を化成する工程を含んでもよい。極板群における各極板は、1枚であってもよく、2枚以上であってもよい。
(others)
The lead-acid battery can be obtained by a manufacturing method including a step of housing a plate group and an electrolyte in a cell chamber of a battery case. Each cell of the lead-acid battery includes a plate group and an electrolyte housed in each cell chamber. The plate group is assembled by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator such that the separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate prior to housing in the cell chamber. The positive electrode plate, the negative electrode plate, the electrolyte, and the separator are each prepared prior to assembling the plate group. The manufacturing method of the lead-acid battery may include a step of chemically forming at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate, as necessary, after the step of housing the plate group and the electrolyte in the cell chamber. Each plate in the plate group may be one sheet, or two or more sheets.

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の一例を、図面を参照しながら以下に説明する。以下で説明する実施形態には、上述した説明を適用できる。また、以下で説明する実施形態を、上述した説明に基づいて変更してもよい。また、以下で説明する事項を、上述した実施形態に適用してもよい。また、以下で説明する事項のうち、本発明に必須ではない事項は省略してもよい。以下の図面では、理解を容易にするために一部の符号の図示を省略する場合がある。 An example of a lead-acid battery according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The above description can be applied to the embodiment described below. The embodiment described below may be modified based on the above description. The matters described below may be applied to the above embodiment. Among the matters described below, matters that are not essential to the present invention may be omitted. In the drawings below, some symbols may be omitted to facilitate understanding.

図1に、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の一例の外観を示す。鉛蓄電池1は、電解液(図示せず)、極板群11、および外装体10を含む。外装体10は、電解液および極板群11が収容される電槽12と、電槽12の開口部に配置された蓋部20とを含む。 Figure 1 shows the external appearance of an example of a lead-acid battery according to one embodiment of the present invention. Lead-acid battery 1 includes an electrolyte (not shown), a plate group 11, and an exterior body 10. Exterior body 10 includes a battery case 12 that contains the electrolyte and plate group 11, and a lid portion 20 that is disposed at the opening of battery case 12.

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を具備する蓋部20で閉じられる。 The inside of the battery case 12 is divided into multiple cell chambers 14 by partitions 13. Each cell chamber 14 contains one electrode plate group 11. The opening of the battery case 12 is closed by a lid 20 equipped with a negative electrode terminal 16 and a positive electrode terminal 17.

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は蓋部20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は蓋部20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。 Each electrode plate group 11 is formed by stacking a plurality of negative electrode plates 2 and positive electrode plates 3 with separators 4 interposed therebetween. Here, a bag-shaped separator 4 that houses the negative electrode plates 2 is shown, but the shape of the separator is not particularly limited. In the cell chamber 14 located at one end of the battery case 12, the negative electrode shelf portion 6 that connects the plurality of negative electrode plates 2 in parallel is connected to the through connector 8, and the positive electrode shelf portion 5 that connects the plurality of positive electrode plates 3 in parallel is connected to the positive electrode column 7. The positive electrode column 7 is connected to a positive electrode terminal 17 outside the lid portion 20. In the cell chamber 14 located at the other end of the battery case 12, the negative electrode column 9 is connected to the negative electrode shelf portion 6, and the through connector 8 is connected to the positive electrode shelf portion 5. The negative electrode column 9 is connected to the negative electrode terminal 16 outside the lid portion 20. Each through connector 8 passes through a through hole provided in the partition wall 13 to connect the electrode plate groups 11 of the adjacent cell chambers 14 in series.

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

蓋部20は、第1の蓋21と第2の蓋22とを含む。このような構造を有する蓋部を、「二重蓋」と称する場合がある。第2の蓋22は、第1の蓋21の外側に配置されている。蓋部20は、排気口20aを有する。排気口20aには、ゴミが外装体10の内部に入ったりすることを抑制するためのフィルタが配置されていてもよい。第1の蓋21には、各セル室14に対応するように開口18が形成されている。第1の蓋21の一例の上面図を図2Aに示す。図2Aの線IIB-IIBにおける断面図を図2Bに示し、図2Aの線IIC-IICにおける断面図を図2Cに示す。図2Bおよび図2Cには、第1の蓋21に装着されている状態の第2の蓋22も示す。なお、蓋部20は、蓋部20を電槽12に固定するための部分、および、第2の蓋22を第1の蓋21に固定するための部分を含むが、それらの図示は省略する。 The lid 20 includes a first lid 21 and a second lid 22. A lid having such a structure may be referred to as a "double lid". The second lid 22 is disposed on the outside of the first lid 21. The lid 20 has an exhaust port 20a. A filter may be disposed in the exhaust port 20a to prevent dust from entering the inside of the exterior body 10. The first lid 21 has an opening 18 formed to correspond to each cell chamber 14. A top view of an example of the first lid 21 is shown in FIG. 2A. A cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG. 2A is shown in FIG. 2B, and a cross-sectional view taken along line IIC-IIC in FIG. 2A is shown in FIG. 2B and FIG. 2C. The second lid 22 attached to the first lid 21 is also shown in FIG. 2B and FIG. 2C. The lid 20 includes a portion for fixing the lid 20 to the battery case 12 and a portion for fixing the second lid 22 to the first lid 21, but these are not shown in the figure.

図2Aに示すように、蓋部20には、ガスが流れるガス流路GPが形成されている。第1の蓋21は、複数のガス流路部21a、複数の貫通孔(環流孔)21b、および複数の通気孔(貫通孔)21cを含む。複数のガス流路部21a、複数の貫通孔21b、および複数の通気孔21cはそれぞれ、各セル室14に対応するように形成されている。 As shown in FIG. 2A, the lid portion 20 is formed with a gas flow path GP through which gas flows. The first lid 21 includes a plurality of gas flow path sections 21a, a plurality of through holes (circulation holes) 21b, and a plurality of vent holes (through holes) 21c. The plurality of gas flow path sections 21a, the plurality of through holes 21b, and the plurality of vent holes 21c are each formed to correspond to each cell chamber 14.

ガス流路部21aは、ガス流路GPに面する底面部21abと、壁部21awとを含む。壁部21awは、ガス流路部21aの流路長が長くなるように形成されている。図2A~図2Cに示す一例では、壁部21awが第1の蓋21のみに形成されている一例を示しているが、壁部21awは第2の蓋22のみに形成されてもよいし、第1の蓋21と第2の蓋22の両方に形成されてもよい。第2の蓋22の表面のうち、ガス流路GPに面する部分は、ガス流路部22aとして機能する(図2B参照)。上述したように、ガス流路部21aおよび22aの表面の少なくとも一部には、化合物(C)が配置されている。 The gas flow passage section 21a includes a bottom surface section 21ab facing the gas flow passage GP and a wall section 21aw. The wall section 21aw is formed so as to increase the flow passage length of the gas flow passage section 21a. In the example shown in FIG. 2A to FIG. 2C, the wall section 21aw is formed only on the first lid 21, but the wall section 21aw may be formed only on the second lid 22, or may be formed on both the first lid 21 and the second lid 22. Of the surface of the second lid 22, the portion facing the gas flow passage GP functions as the gas flow passage section 22a (see FIG. 2B). As described above, the compound (C) is disposed on at least a portion of the surfaces of the gas flow passage sections 21a and 22a.

図2Bに示すように、ガス流路GPに面する底面部21abは、ガス流路部で結露した液体が貫通孔21bに向かって流れるように傾斜している。傾斜している底面部21abは、環流構造の一部とみなすことも可能である。 As shown in FIG. 2B, the bottom surface 21ab facing the gas flow path GP is inclined so that liquid condensed in the gas flow path flows toward the through hole 21b. The inclined bottom surface 21ab can also be considered as part of the circulation structure.

図2Cに示すように、各セル室14の極板群11で発生したガスは、通気孔21cを通り、ガス流路GPを通過する。図2Cに示すように、貫通孔21bと通気孔21cとの間の壁部は、ガスが通過可能なように形成されている。各セル室14に対応する各ガス流路部21aはすべて、排気口20aにつながっている。そのため、極板群11で発生したガスの少なくとも一部は、排気口20aから外装体10の外部に放出される。以上のように、蓋部20は、電槽12内で発生したガス(例えば水素ガスおよび酸素ガス)を外装体10の外部に放出するためのガス流路GPを構成するガス流路部を含む。 2C, the gas generated in the electrode plate group 11 of each cell chamber 14 passes through the vent hole 21c and the gas flow path GP. As shown in FIG. 2C, the wall between the through hole 21b and the vent hole 21c is formed to allow gas to pass through. All of the gas flow path sections 21a corresponding to each cell chamber 14 are connected to the exhaust port 20a. Therefore, at least a portion of the gas generated in the electrode plate group 11 is released to the outside of the exterior body 10 from the exhaust port 20a. As described above, the cover section 20 includes a gas flow path section that constitutes a gas flow path GP for releasing gas (e.g., hydrogen gas and oxygen gas) generated in the battery case 12 to the outside of the exterior body 10.

ガスがガス流路部を通過する際に、ガスに含まれる水蒸気や電解液のミストが、ガス流路部で結露する。本発明の鉛蓄電池によれば、電解液の減少が抑制される。これは、ガス流路部の表面の少なくとも一部に化合物(C)を配置することによって、ガス流路部における結露が促進されるためであると考えられる。 When gas passes through the gas flow passage, water vapor and electrolyte mist contained in the gas condense in the gas flow passage. The lead-acid battery of the present invention suppresses the decrease in electrolyte. This is believed to be because condensation in the gas flow passage is promoted by disposing compound (C) on at least a portion of the surface of the gas flow passage.

本発明の一側面に係る鉛蓄電池を以下にまとめて記載する。 The lead-acid battery according to one aspect of the present invention is summarized below.

(1)鉛蓄電池であって、
電解液と極板群と外装体とを含み、
前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、
前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、
前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、
前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、
前記ポリマー化合物は、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるH-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有する、鉛蓄電池。
(1) A lead-acid battery,
The battery includes an electrolyte, an electrode assembly, and an exterior body,
The exterior body includes a battery case in which the electrolytic solution and the electrode plate group are accommodated, and a lid portion disposed at an opening of the battery case,
The lid portion includes a gas flow path portion that configures a gas flow path for releasing gas generated in the battery case to the outside of the exterior body,
the lid portion has a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow path into the battery container,
at least one compound selected from the group consisting of a compound having a hydrophilic group and a polymer compound is disposed on at least a portion of a surface of the gas flow path portion;
The lead-acid battery, wherein the polymer compound has a peak in the range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in chemical shift of a 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent.

(2)鉛蓄電池であって、
電解液と極板群と外装体とを含み、
前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、
前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、
前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、
前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、
前記ポリマー化合物は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含む、鉛蓄電池。
(2) A lead-acid battery,
The battery includes an electrolyte, an electrode assembly, and an exterior body,
The exterior body includes a battery case in which the electrolytic solution and the electrode plate group are accommodated, and a lid portion disposed at an opening of the battery case,
The lid portion includes a gas flow path portion that configures a gas flow path for releasing gas generated in the battery case to the outside of the exterior body,
the lid portion has a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow path into the battery container,
at least one compound selected from the group consisting of a compound having a hydrophilic group and a polymer compound is disposed on at least a portion of a surface of the gas flow path portion;
The polymer compound comprises a repeating structure of oxy-C 2-4 alkylene units.

(3)上記(2)の鉛蓄電池において、前記ポリマー化合物は、前記オキシC2-4アルキレンユニットの前記繰り返し構造を含むヒドロキシ化合物、前記ヒドロキシ化合物のエーテル化物、および前記ヒドロキシ化合物のエステル化物からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。 (3) In the lead acid battery of (2) above, the polymer compound may include at least one selected from the group consisting of a hydroxy compound containing the repeating structure of the oxy C2-4 alkylene unit, an etherified product of the hydroxy compound, and an esterified product of the hydroxy compound.

(4)上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の鉛蓄電池において、前記少なくとも1つの化合物は、前記親水性基を有する前記化合物を含んでもよい。前記親水性基を有する前記化合物は、リグニン類、ビスフェノールユニットを含む縮合物、ナフタレン誘導体、および、フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。 (4) In the lead acid battery according to any one of (1) to (3) above, the at least one compound may include the compound having the hydrophilic group. The compound having the hydrophilic group may be at least one selected from the group consisting of lignins, condensates containing a bisphenol unit, naphthalene derivatives, and condensates containing a phenolsulfonic acid unit.

(5)上記(1)~(4)のいずれか1つにおいて、前記極板群中の負極板の負極電極材料は、前記ポリマー化合物を含んでもよい。 (5) In any one of (1) to (4) above, the negative electrode material of the negative plate in the electrode group may contain the polymer compound.

(6)上記(5)において、前記負極電極材料中の前記ポリマー化合物の含有量は、質量基準で30ppm~500ppmの範囲にあってもよい。 (6) In the above (5), the content of the polymer compound in the negative electrode material may be in the range of 30 ppm to 500 ppm by mass.

(7)上記(1)~(6)のいずれか1項において、前記蓋部は、第1の蓋と第2の蓋とを含んでもよい。前記第2の蓋の少なくとも一部は、前記第1の蓋の外側に配置されていてもよい。前記第1の蓋の一部は前記ガス流路部の少なくとも一部を構成してもよい。前記環流構造は、前記結露した液体が前記電槽内に送られるように前記第1の蓋に形成された貫通孔を含んでもよい。 (7) In any one of (1) to (6) above, the lid portion may include a first lid and a second lid. At least a portion of the second lid may be disposed outside the first lid. The portion of the first lid may constitute at least a portion of the gas flow path portion. The circulation structure may include a through hole formed in the first lid so that the condensed liquid is sent into the battery container.

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

《鉛蓄電池A1~A8、C1~C9、B1》
(1)鉛蓄電池の準備
(a)負極板の作製
原料の鉛粉と、硫酸バリウムと、カーボンブラックと、有機防縮剤(リグニンスルホン酸ナトリウム)と、必要に応じてポリマー化合物(P)とを、適量の硫酸水溶液と混合して、負極ペーストを得る。ポリマー化合物(P)は、負極電極材料中のポリマー化合物(P)の含有量が表1の含有量(質量基準)となるように負極ペーストに添加する。同様に、負極電極材料中の有機防縮剤の含有量が0.1質量%、硫酸バリウムの含有量が0.4質量%、カーボンブラックの含有量が0.2質量%となるように各成分を混合する。負極ペーストに添加するポリマー化合物(P)には、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル(分子量:500)を用いる。次に、負極ペーストを、Pb-Ca-Sn合金製のエキスパンド格子の網目部に充填し、熟成乾燥し、未化成の負極板を得る。
《Lead acid batteries A1 to A8, C1 to C9, B1》
(1) Preparation of lead-acid battery (a) Preparation of negative electrode plate Raw materials lead powder, barium sulfate, carbon black, an organic shrinkage inhibitor (sodium lignin sulfonate), and optionally a polymer compound (P) are mixed together. The polymer compound (P) is added to the negative electrode material so that the content of the polymer compound (P) in the negative electrode material is the content (mass basis) shown in Table 1. Similarly, the content of the organic shrinkage inhibitor in the negative electrode material is 0.1 mass %, the content of barium sulfate is 0.4 mass %, and the content of carbon black is 0.2 mass %. The components are mixed so that the mixture becomes uniform. The polymer compound (P) added to the negative electrode paste is polyoxyethylene oleate (molecular weight: 500). Next, the negative electrode paste is mixed with a Pb-Ca-Sn alloy The mixture is then filled into the mesh of an expanded lattice, and the mixture is aged and dried to obtain an unformed negative electrode plate.

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

(c)ガス流路部への化合物(C)の配置
電池C1およびC4~C6の電池の蓋部には、二重蓋ではない通常の蓋部を用いる。それ以外の電池の蓋部には、上述した第1および第2の蓋で構成された蓋部(二重蓋)を用いる。蓋部のガス流路部の表面には、以下の方法で化合物(C)を配置する。まず、化合物(C)を含む液体を調製する。液状の化合物(C)はそのまま用いてもよいし、溶媒で希釈してもよい。固体状の化合物(C)は、溶媒を用いて化合物(C)を含む液体(溶液または分散液)を調製する。次に、上記液体を、上述した第1の蓋の流路部の表面に塗布したのち、乾燥させる。このようにして、第1の蓋のガス流路部の表面に化合物(C)を配置する。
(c) Arrangement of compound (C) in gas flow passage For the lids of the batteries C1 and C4 to C6, a normal lid, not a double lid, is used. For the lids of the other batteries, a lid (double lid) composed of the first and second lids described above is used. Compound (C) is arranged on the surface of the gas flow passage of the lid by the following method. First, a liquid containing compound (C) is prepared. Liquid compound (C) may be used as is or may be diluted with a solvent. For solid compound (C), a liquid (solution or dispersion) containing compound (C) is prepared using a solvent. Next, the liquid is applied to the surface of the flow passage of the first lid described above and then dried. In this manner, compound (C) is arranged on the surface of the gas flow passage of the first lid.

化合物(C)としては、以下の化合物を用いる。なお、電池C3では、化合物(C)の代わりに、ダフニーメカニックオイル(出光興産株式会社製の工業用潤滑オイル)を用いる。
電池B1:スルホン酸基を導入したビスフェノール化合物のホルムアルデヒドによる縮合物(硫黄元素含有量:5000μmol/g、Mw=9600)(ビスフェノール系縮合物)
電池A1~A4:ポリプロピレングリコール(PPG)
電池A5~A8:上記のポリオキシエチレンオレイン酸エステル(PEGエステル化物)
As the compound (C), the following compound is used: In addition, in the battery C3, Daphne mechanic oil (industrial lubricating oil manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) is used instead of the compound (C).
Battery B1: Formaldehyde condensation product of a bisphenol compound having a sulfonic acid group introduced therein (sulfur element content: 5000 μmol/g, Mw=9600) (bisphenol-based condensation product)
Batteries A1 to A4: Polypropylene glycol (PPG)
Batteries A5 to A8: Polyoxyethylene oleate (PEG ester) as above

(d)試験電池の作製
試験電池は定格電圧2V、定格5時間率容量は32Ahである。試験電池の極板群は、正極板7枚と負極板7枚で構成する。負極板はポリエチレン製の微多孔膜で形成された袋状セパレータに収容し、正極板と交互に積層し、極板群を形成する。極板群をポリプロピレン製の電槽に電解液(硫酸水溶液)とともに収容して、電槽内で化成を施し、液式の鉛蓄電池を作製する。満充電状態の鉛蓄電池における電解液の20℃における比重は、1.28である。電槽を封じる蓋部には、上述した蓋部を用いる。
(d) Preparation of Test Battery The test battery has a rated voltage of 2V and a rated 5-hour rate capacity of 32Ah. The plate group of the test battery is composed of seven positive plates and seven negative plates. The negative plates are housed in a pouch-shaped separator formed of a polyethylene microporous film and alternately stacked with the positive plates to form a plate group. The plate group is housed in a polypropylene battery case together with an electrolyte (aqueous sulfuric acid solution), and chemical formation is performed in the battery case to prepare a liquid-type lead-acid battery. The specific gravity of the electrolyte in a fully charged lead-acid battery at 20°C is 1.28. The above-mentioned lid is used as the lid that seals the battery case.

(2)減液量(電解液の減少量)の評価
まず、上記の試験電池(鉛蓄電池)について、高温耐久性試験を行う。具体的には、75℃±3℃の水槽中で、上記試験電池について、下記の放電および充電を1サイクルとする充放電サイクルを5000回繰り返す。充放電サイクルを5000回繰り返した後の電解液の量を測定する。試験電池を作製する際の電解液の注液量と、充放電サイクル後の電解液の量とから、電解液の減少量を算出する。鉛蓄電池C1における電解液の減少量を100%としたときの比率(%)で、各電池の電解液の減少量を評価する。
放電:25A、2分
充電:14.8V、25A、10分
(2) Evaluation of the amount of electrolyte loss (amount of electrolyte loss) First, a high-temperature durability test is performed on the above test battery (lead-acid battery). Specifically, the above test battery is subjected to 5,000 charge-discharge cycles, with the following discharge and charge being one cycle, in a water tank at 75°C ± 3°C. The amount of electrolyte after 5,000 charge-discharge cycles is measured. The amount of electrolyte loss is calculated from the amount of electrolyte injected when preparing the test battery and the amount of electrolyte after the charge-discharge cycles. The amount of electrolyte loss of each battery is evaluated as a ratio (%) when the amount of electrolyte loss in the lead-acid battery C1 is taken as 100%.
Discharging: 25A, 2 minutes Charging: 14.8V, 25A, 10 minutes

製造条件および評価結果の一部を表1に示す。 Some of the manufacturing conditions and evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0007533166000001
Figure 0007533166000001

表1の結果を、図3に示す。表1に示す電解液の減少量(減液量)は、75%以下であることが好ましい。減液量が75%よりも多いと、充分な効果が得られているとはいえない。 The results of Table 1 are shown in Figure 3. The reduction in the amount of electrolyte (amount of electrolyte reduction) shown in Table 1 is preferably 75% or less. If the amount of electrolyte reduction is more than 75%, it cannot be said that a sufficient effect is obtained.

ここで、負極電極材料にポリマー化合物(P)が添加されておらず且つ二重蓋構造を有する電池C2、B1、A1、およびA5を比較する。ガス流路部に化合物(C)を配置する電池B1、A1、およびA5では、減液量を充分に低減できる。一方、ガス流路部に化合物(C)を配置しない電池C2の減液量は多い。同様に、ガス流路部にオイルを配置する電池C3の減液量は多い。また、電池B1、A1、およびA5を比較すると、ポリアルキレングリコールのエステル化物(例えばPEGエステル化物)を用いる電池A5の減液量は、より少なかった。 Here, we compare batteries C2, B1, A1, and A5, which do not contain the polymer compound (P) in the negative electrode material and have a double lid structure. In batteries B1, A1, and A5, which have compound (C) in the gas flow path, the amount of liquid loss can be sufficiently reduced. On the other hand, battery C2, which does not have compound (C) in the gas flow path, loses a large amount of liquid. Similarly, battery C3, which has oil in the gas flow path, loses a large amount of liquid. In addition, when comparing batteries B1, A1, and A5, battery A5, which uses an ester of polyalkylene glycol (e.g., PEG ester), loses less liquid.

負極電極材料にポリマー化合物(P)を添加することによって、減液量を大幅に低減できる。その場合でも、ガス流路部に化合物(C)を配置することによって、減液量をさらに低減できる。負極電極材料にポリアルキレングリコールのエステル化物(例えばPEGエステル化物)を添加し、ガス流路部にポリアルキレングリコールのエステル化物(例えばPEGエステル化物)を配置することによって、減液量を特に低減できる。 The amount of liquid loss can be significantly reduced by adding a polymer compound (P) to the negative electrode material. Even in this case, the amount of liquid loss can be further reduced by placing a compound (C) in the gas flow path section. The amount of liquid loss can be particularly reduced by adding an esterified product of polyalkylene glycol (e.g., a PEG esterified product) to the negative electrode material and placing an esterified product of polyalkylene glycol (e.g., a PEG esterified product) in the gas flow path section.

本発明は、鉛蓄電池に利用できる。本発明の鉛蓄電池は、例えば、PSOC条件下で充放電されるIS用鉛蓄電池としてアイドリングストップ車に用いるのに適している。また、鉛蓄電池は、例えば、車両(自動車、バイクなど)の始動用電源や、産業用蓄電装置(例えば、電動車両(フォークリフトなど)などの電源)などとして好適に利用できる。なお、これらの用途は単なる例示であり、これらの用途に限定されない。 The present invention can be used for lead-acid batteries. The lead-acid battery of the present invention is suitable for use in idle-stop vehicles, for example, as an IS lead-acid battery that is charged and discharged under PSOC conditions. In addition, the lead-acid battery can be suitably used, for example, as a starting power source for vehicles (cars, motorcycles, etc.) or as an industrial power storage device (for example, a power source for electric vehicles (forklifts, etc.)). Note that these uses are merely examples and are not limited to these uses.

1:鉛蓄電池
2:負極板
3:正極板
4:セパレータ
5:正極棚部
6:負極棚部
7:正極柱
8:貫通接続体
9:負極柱
10:外装体
11:極板群
12:電槽
13:隔壁
14:セル室
16:負極端子
17:正極端子
18:開口
20:蓋部
20a:排気口
21:第1の蓋
21a、22a:ガス流路部
21b:貫通孔(環流構造)
22:第2の蓋
GP:ガス流路
1: Lead-acid battery 2: Negative electrode plate 3: Positive electrode plate 4: Separator 5: Positive electrode shelf 6: Negative electrode shelf 7: Positive electrode column 8: Through connector 9: Negative electrode column 10: Exterior body 11: Plate group 12: Battery case 13: Partition wall 14: Cell chamber 16: Negative electrode terminal 17: Positive electrode terminal 18: Opening 20: Lid 20a: Exhaust port 21: First lid 21a, 22a: Gas flow passage 21b: Through hole (circulation structure)
22: Second cover GP: Gas flow path

Claims (7)

電解液と極板群と外装体とを含み、
前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、
前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、
前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、
前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、
前記ポリマー化合物は、重クロロホルムを溶媒として用いて測定されるH-NMRスペクトルのケミカルシフトにおいて、3.2ppm以上3.8ppm以下の範囲にピークを有する、鉛蓄電池。
The battery includes an electrolyte, an electrode assembly, and an exterior body,
The exterior body includes a battery case in which the electrolytic solution and the electrode plate group are accommodated, and a lid portion disposed at an opening of the battery case,
The lid portion includes a gas flow path portion that configures a gas flow path for releasing gas generated in the battery case to the outside of the exterior body,
the lid portion has a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow path into the battery container,
at least one compound selected from the group consisting of a compound having a hydrophilic group and a polymer compound is disposed on at least a portion of a surface of the gas flow channel;
The polymer compound has a peak in the range of 3.2 ppm to 3.8 ppm in chemical shift of a 1 H-NMR spectrum measured using deuterated chloroform as a solvent.
電解液と極板群と外装体とを含み、
前記外装体は、前記電解液および前記極板群が収容される電槽と、前記電槽の開口部に配置された蓋部とを含み、
前記蓋部は、前記電槽内で発生したガスを前記外装体の外部に放出するためのガス流路を構成するガス流路部を含み、
前記蓋部は、前記ガス流路において結露した液体を前記電槽内に送るための環流構造を有し、
前記ガス流路部の表面の少なくとも一部には、親水性基を有する化合物、および、ポリマー化合物からなる群より選択される少なくとも1つの化合物が配置されており、
前記ポリマー化合物は、オキシC2-4アルキレンユニットの繰り返し構造を含む、鉛蓄電池。
The battery includes an electrolyte, an electrode assembly, and an exterior body,
The exterior body includes a battery case in which the electrolytic solution and the electrode plate group are accommodated, and a lid portion disposed at an opening of the battery case,
The lid portion includes a gas flow path portion that configures a gas flow path for releasing gas generated in the battery case to the outside of the exterior body,
the lid portion has a circulation structure for sending liquid condensed in the gas flow path into the battery container,
at least one compound selected from the group consisting of a compound having a hydrophilic group and a polymer compound is disposed on at least a portion of a surface of the gas flow path portion;
The polymer compound comprises a repeating structure of oxy-C 2-4 alkylene units.
前記ポリマー化合物は、前記オキシC2-4アルキレンユニットの前記繰り返し構造を含むヒドロキシ化合物、前記ヒドロキシ化合物のエーテル化物、および前記ヒドロキシ化合物のエステル化物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項2に記載の鉛蓄電池。 The lead acid battery according to claim 2, wherein the polymer compound comprises at least one selected from the group consisting of a hydroxy compound containing the repeating structure of the oxy C2-4 alkylene unit, an etherified product of the hydroxy compound, and an esterified product of the hydroxy compound. 前記少なくとも1つの化合物は、前記親水性基を有する前記化合物を含み、
前記親水性基を有する前記化合物は、リグニン類、ビスフェノールユニットを含む縮合物、ナフタレン誘導体、および、フェノールスルホン酸ユニットを含む縮合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
the at least one compound comprises the compound having the hydrophilic group,
The compound having the hydrophilic group is at least one selected from the group consisting of lignins, condensates containing a bisphenol unit, naphthalene derivatives, and condensates containing a phenolsulfonic acid unit. The lead acid battery according to any one of claims 1 to 3.
前記極板群中の負極板の負極電極材料は、前記ポリマー化合物を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。 The lead acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the negative electrode material of the negative plate in the electrode plate group contains the polymer compound. 前記負極電極材料中の前記ポリマー化合物の含有量は、質量基準で30ppm~500ppmの範囲にある、請求項5に記載の鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to claim 5, wherein the content of the polymer compound in the negative electrode material is in the range of 30 ppm to 500 ppm by mass. 前記蓋部は、第1の蓋と第2の蓋とを含み、
前記第2の蓋の少なくとも一部は、前記第1の蓋の外側に配置されており、
前記第1の蓋の一部は前記ガス流路部の少なくとも一部を構成し、
前記環流構造は、前記結露した液体が前記電槽内に送られるように前記第1の蓋に形成された貫通孔を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
The lid portion includes a first lid and a second lid,
At least a portion of the second lid is disposed outside the first lid,
a portion of the first cover constitutes at least a portion of the gas flow path portion,
The lead-acid battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the circulation structure includes a through hole formed in the first lid so that the condensed liquid is sent into the battery case.
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