JPH09167611A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH09167611A JPH09167611A JP7348643A JP34864395A JPH09167611A JP H09167611 A JPH09167611 A JP H09167611A JP 7348643 A JP7348643 A JP 7348643A JP 34864395 A JP34864395 A JP 34864395A JP H09167611 A JPH09167611 A JP H09167611A
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- JP
- Japan
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- alloy
- tin
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命な鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】 本発明になる鉛蓄電池は、鉛−カルシウ
ム系合金格子を用いた鉛蓄電池であって、すずを１．０
〜２．０重量％含み、セレン、テルル、いおう、ポロニ
ウムの中から選択される１種叉は２種以上を０．００５
〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−すず系合金で
成形された接続部品を備えてなることを特徴とする。
ム系合金格子を用いた鉛蓄電池であって、すずを１．０
〜２．０重量％含み、セレン、テルル、いおう、ポロニ
ウムの中から選択される１種叉は２種以上を０．００５
〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−すず系合金で
成形された接続部品を備えてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛−カルシウム系
合金を格子に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密
閉反応による負極吸収式シール形鉛蓄電池において、セ
ル内に配置された接続部品の改良に関するものである。
合金を格子に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密
閉反応による負極吸収式シール形鉛蓄電池において、セ
ル内に配置された接続部品の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉛−カルシウム系合金を格子に用
いた鉛蓄電池のストッラプやポールなどの接続部品に
は、アンチモンを２．０〜４．０重量％含む鉛−アンチ
モン系合金、あるいはすずを１．０〜３．０重量％含む
鉛−すず系合金が用いられていた。
いた鉛蓄電池のストッラプやポールなどの接続部品に
は、アンチモンを２．０〜４．０重量％含む鉛−アンチ
モン系合金、あるいはすずを１．０〜３．０重量％含む
鉛−すず系合金が用いられていた。
【０００３】しかし、接続部品が電解液面上に露出した
場合や電解液量を制限したシール形鉛蓄電池では、接続
部品に鉛−アンチモン系合金を用いると、鉛−カルシウ
ム系合金格子の耳部などの腐食が著しいため、主として
接続部品には鉛−すず系合金が用いられていた。
場合や電解液量を制限したシール形鉛蓄電池では、接続
部品に鉛−アンチモン系合金を用いると、鉛−カルシウ
ム系合金格子の耳部などの腐食が著しいため、主として
接続部品には鉛−すず系合金が用いられていた。
【０００４】また、ストラップやポールなどの接続部品
は、格子の棧と比較すると、その断面積が大きくかつ太
いために、耐食性や腐食に影響するような結晶組織には
あまり注目されていなかった。
は、格子の棧と比較すると、その断面積が大きくかつ太
いために、耐食性や腐食に影響するような結晶組織には
あまり注目されていなかった。
【０００５】ところが、鉛−すず系合金は、鉛−アンチ
モン系合金と同じく、典型的な共晶合金であり、鉛リッ
チな柱状初晶群と、初晶の間を埋める共晶とから成って
いる。この両者の相異点は、すずの方がアンチモンより
も約６倍だけ鉛に多く溶解して、初晶群を形成すること
である。
モン系合金と同じく、典型的な共晶合金であり、鉛リッ
チな柱状初晶群と、初晶の間を埋める共晶とから成って
いる。この両者の相異点は、すずの方がアンチモンより
も約６倍だけ鉛に多く溶解して、初晶群を形成すること
である。
【０００６】この事は、常用されているすずを１．０〜
３．０重量％含む鉛−すず系合金がアンモチンを０．１
５〜０．５重量％含む鉛−アンチモン系合金に相当する
ことを意味する。したがって、この組成の鉛−すず系合
金は、初晶群からなる結晶が大きくなり、結晶粒間に間
隙を生じやすく、かつ結晶間の亀裂によって割れ易い傾
向を示すことがある。
３．０重量％含む鉛−すず系合金がアンモチンを０．１
５〜０．５重量％含む鉛−アンチモン系合金に相当する
ことを意味する。したがって、この組成の鉛−すず系合
金は、初晶群からなる結晶が大きくなり、結晶粒間に間
隙を生じやすく、かつ結晶間の亀裂によって割れ易い傾
向を示すことがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように結晶が大き
く発達して結晶粒間に間隙があると、結晶粒間に電解液
と酸素が浸透し、これらの反応によって硫酸鉛が生成し
てストラップ等に亀裂や割れが生じるという、耐食性の
問題が鉛−カルシウム系合金格子を用いた極板、すなわ
ち正、負極または正極の接続部品においても明らかにな
ってきた。
く発達して結晶粒間に間隙があると、結晶粒間に電解液
と酸素が浸透し、これらの反応によって硫酸鉛が生成し
てストラップ等に亀裂や割れが生じるという、耐食性の
問題が鉛−カルシウム系合金格子を用いた極板、すなわ
ち正、負極または正極の接続部品においても明らかにな
ってきた。
【０００８】この問題を解決するため、少量のカルシウ
ムやアルミニウムを接続部品の合金に添加する提案もあ
るが、前者は溶接作業中に酸化して溶接不良を招くため
に好ましくなく、後者では結晶が大きくなるのを防ぐに
はその効果が少ないといった欠点がある。
ムやアルミニウムを接続部品の合金に添加する提案もあ
るが、前者は溶接作業中に酸化して溶接不良を招くため
に好ましくなく、後者では結晶が大きくなるのを防ぐに
はその効果が少ないといった欠点がある。
【０００９】そこで、本発明は、鉛−カルシウム系合金
を格子に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密閉反
応による負極吸収式シール形鉛蓄電池において、セル内
に配置された鉛−すず系合金からなる接続部品の腐食を
低減するとともに耐食性を向上させ、高温下であっても
長寿命な鉛蓄電池を提供することを目的とする。
を格子に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密閉反
応による負極吸収式シール形鉛蓄電池において、セル内
に配置された鉛−すず系合金からなる接続部品の腐食を
低減するとともに耐食性を向上させ、高温下であっても
長寿命な鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明になる鉛蓄電池
は、鉛−カルシウム系合金格子を用いた鉛蓄電池であっ
て、すずを１．０〜２．０重量％含み、セレン、テル
ル、いおう、ポロニウムの中から選択される１種叉は２
種以上を０．００５〜０．１重量％含み、残部が鉛であ
る鉛−すず系合金で成形された接続部品を備えてなるこ
とを特徴とする。
は、鉛−カルシウム系合金格子を用いた鉛蓄電池であっ
て、すずを１．０〜２．０重量％含み、セレン、テル
ル、いおう、ポロニウムの中から選択される１種叉は２
種以上を０．００５〜０．１重量％含み、残部が鉛であ
る鉛−すず系合金で成形された接続部品を備えてなるこ
とを特徴とする。
【００１１】第二の発明は、第一の発明において、該接
続部品が、ストラップ、接続かん、ストラップと耳板と
からなるセル間接続導体叉はストラップに形成されたポ
ールであることを特徴とする。
続部品が、ストラップ、接続かん、ストラップと耳板と
からなるセル間接続導体叉はストラップに形成されたポ
ールであることを特徴とする。
【００１２】第三の発明は、第一叉は第二の発明におい
て、該接続部品の一部叉は全部が、電解液面から露出し
ていることを特徴とする。
て、該接続部品の一部叉は全部が、電解液面から露出し
ていることを特徴とする。
【００１３】第四の発明は、第一、二叉は第三の発明に
おいて、電解液が多孔体に保持された負極吸収式シール
型であることを特徴とする。
おいて、電解液が多孔体に保持された負極吸収式シール
型であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明する。
明する。
【００１５】本発明は、鉛−カルシウム系合金格子を用
いた鉛蓄電池、とくに接続部品の一部または全部が電解
面から露出叉は／及び電解液が極板群やリテーナマット
などの多孔体に保持させた、酸素サイクルの密閉反応が
生起する負極吸収式シール型鉛蓄電池において、同じ極
性を有する極板耳同士を接続するストラップ、ストラッ
プと耳板とからなる断面略Ｌ字状のセル間接続導体、接
続かんあるいはストラップに形成されたポールの合金組
成を特定することにより、接続部品の腐食を低減すると
ともに耐食性を向上させ、高温下であっても長寿命な鉛
蓄電池とすることができる。
いた鉛蓄電池、とくに接続部品の一部または全部が電解
面から露出叉は／及び電解液が極板群やリテーナマット
などの多孔体に保持させた、酸素サイクルの密閉反応が
生起する負極吸収式シール型鉛蓄電池において、同じ極
性を有する極板耳同士を接続するストラップ、ストラッ
プと耳板とからなる断面略Ｌ字状のセル間接続導体、接
続かんあるいはストラップに形成されたポールの合金組
成を特定することにより、接続部品の腐食を低減すると
ともに耐食性を向上させ、高温下であっても長寿命な鉛
蓄電池とすることができる。
【００１６】接続部品の合金は、すずを１．０〜２．０
重量％含み、鉛溶湯に対して難溶性であって、鋳造時の
温度の低下によって溶解量が少なくなり、鉛合金溶湯中
に微細な結晶として折出するセレン、テルル、いおう、
ポロニウムの元素のうち、１種叉は２種以上のものを
０．００５〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−す
ず系合金で成形されるのが好ましい。
重量％含み、鉛溶湯に対して難溶性であって、鋳造時の
温度の低下によって溶解量が少なくなり、鉛合金溶湯中
に微細な結晶として折出するセレン、テルル、いおう、
ポロニウムの元素のうち、１種叉は２種以上のものを
０．００５〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−す
ず系合金で成形されるのが好ましい。
【００１７】また、すずを１．０〜２．０重量％と限定
するのは以下に示される理由による。 すなわち、鉛−
すず系合金において、すず量が少なければ少ないほど合
金の強度は低下し、加えて初晶群の間隙を埋める共晶の
体積も少なくなるので、結晶間の亀裂や割れが多くな
る。一方、常温での溶解量約１．８重量％を越えるすず
では、凝固温度である１８３℃において、鉛リッチ初晶
へのすず溶解量が１９重量％であるので、常温での溶解
量約１．８重量％を越えるすずでは、放置中に固相拡散
して結晶界面に移動し、すずが偏析することになる。
するのは以下に示される理由による。 すなわち、鉛−
すず系合金において、すず量が少なければ少ないほど合
金の強度は低下し、加えて初晶群の間隙を埋める共晶の
体積も少なくなるので、結晶間の亀裂や割れが多くな
る。一方、常温での溶解量約１．８重量％を越えるすず
では、凝固温度である１８３℃において、鉛リッチ初晶
へのすず溶解量が１９重量％であるので、常温での溶解
量約１．８重量％を越えるすずでは、放置中に固相拡散
して結晶界面に移動し、すずが偏析することになる。
【００１８】このすずリッチの部分は、正極板の電位で
容易に溶解、腐食してしまう。それゆえに、すず量が少
量のものや１．８重量％を大幅に越える鉛−すず系合金
は、早期に腐食して好ましくない。
容易に溶解、腐食してしまう。それゆえに、すず量が少
量のものや１．８重量％を大幅に越える鉛−すず系合金
は、早期に腐食して好ましくない。
【００１９】加えて、セレン、テルル、いおう、ポロニ
ウムは、いずれも鉛溶湯に対して難溶性であるため、鉛
溶湯の温度をかなり高くしても０．１重量％の添加が限
界となる。そして、生産性や作業性を考慮するならば、
これらの最大添加量は０．０５重量％が好ましい。
ウムは、いずれも鉛溶湯に対して難溶性であるため、鉛
溶湯の温度をかなり高くしても０．１重量％の添加が限
界となる。そして、生産性や作業性を考慮するならば、
これらの最大添加量は０．０５重量％が好ましい。
【００２０】言うまでもないが、鉛−カルシウム系合金
格子を用いた正、負極板叉は正負極板の一方に接続され
る接続部品の合金が上記の組成であればよい。
格子を用いた正、負極板叉は正負極板の一方に接続され
る接続部品の合金が上記の組成であればよい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を一実施例に基づいて具体的に
詳述する。
詳述する。
【００２２】鉛−すず系合金に対するセレンの効果を明
らかにするため、鉛−２．０重量％すず合金について、
セレンを添加しないものと、０．０２重量％添加したも
のとで格子を鋳造し、液体窒素に浸漬して冷却したの
ち、強制的に折り曲げてその破断面を走査型電子顕微鏡
で観察した。
らかにするため、鉛−２．０重量％すず合金について、
セレンを添加しないものと、０．０２重量％添加したも
のとで格子を鋳造し、液体窒素に浸漬して冷却したの
ち、強制的に折り曲げてその破断面を走査型電子顕微鏡
で観察した。
【００２３】倍率２００倍における破断面金属組織の電
子顕微鏡写真を図１、２にそれぞれ示す。
子顕微鏡写真を図１、２にそれぞれ示す。
【００２４】ただし、図１はセレンを添加していないも
の、図２はセレンを添加したものである。
の、図２はセレンを添加したものである。
【００２５】これらの図より、セレンを含まない合金の
格子には直径約５０μｍの柱状初晶の端部が見られる
が、セレンを添加した合金では直径５〜１０μｍの柱状
初晶の端部とともに、構造の不明瞭な、強制的な組織破
断面が観察された。
格子には直径約５０μｍの柱状初晶の端部が見られる
が、セレンを添加した合金では直径５〜１０μｍの柱状
初晶の端部とともに、構造の不明瞭な、強制的な組織破
断面が観察された。
【００２６】この結果から、セレンの添加によって鋳造
組織は顕著に変化しており、柱状初晶が微細化するとと
もに、結晶粒界には間隙が少なくなって、折り曲げても
粒界だけでは切断しないことが判った。したがって、セ
レンの添加によるこの結晶構造の変化は、耐食性の向上
に有好であることが明らかである。
組織は顕著に変化しており、柱状初晶が微細化するとと
もに、結晶粒界には間隙が少なくなって、折り曲げても
粒界だけでは切断しないことが判った。したがって、セ
レンの添加によるこの結晶構造の変化は、耐食性の向上
に有好であることが明らかである。
【００２７】この実験では、セレンを用いたが、テル
ル、いおう、ポロニウムなどの元素は、いずれも溶融鉛
に難溶性であって、鋳造時の温度の低下によって溶解量
が少なくなり、鉛合金溶湯中に微細な結晶として折出す
るので、同様の作用効果を示す。
ル、いおう、ポロニウムなどの元素は、いずれも溶融鉛
に難溶性であって、鋳造時の温度の低下によって溶解量
が少なくなり、鉛合金溶湯中に微細な結晶として折出す
るので、同様の作用効果を示す。
【００２８】これら元素の溶解量は、鉛合金溶湯の温度
によって決まるので、多量に溶解させるには溶湯温度を
高くするか、または２種類以上の元素を併用添加する。
によって決まるので、多量に溶解させるには溶湯温度を
高くするか、または２種類以上の元素を併用添加する。
【００２９】とくに、併用添加する場合には、溶湯温度
を高くしなくてもよいので、作業性がよい。
を高くしなくてもよいので、作業性がよい。
【００３０】次に、鉛−カルシウム系合金を正および負
極格子に用いた鉛蓄電池であって、接続部品合金のセレ
ンとすずとの含有量を種々変えた鉛蓄電池を製作し、Ｊ
ＩＳ軽負荷寿命試験を90℃で行なった結果を表１に示
す。
極格子に用いた鉛蓄電池であって、接続部品合金のセレ
ンとすずとの含有量を種々変えた鉛蓄電池を製作し、Ｊ
ＩＳ軽負荷寿命試験を90℃で行なった結果を表１に示
す。
【００３１】尚、接続部品は、ストラップ、セル間接続
体、ポールの全てとし、ストラップの厚さは、約３mmと
薄くし、ストラップを形成するための金形表面には、断
熱材を充分に塗布し、徐冷しながら凝固させた。
体、ポールの全てとし、ストラップの厚さは、約３mmと
薄くし、ストラップを形成するための金形表面には、断
熱材を充分に塗布し、徐冷しながら凝固させた。
【００３２】表中のストラップが切断した時期とは、切
断されたときのサイクル数を示し、耐久性の評価の欄に
示した記号は、すずを１．５〜２．０重量％含み、セレ
ンを含まない従来品を標準とし、そのサイクル数とほぼ
同等のものを△、それよりも優れているものを○、そし
て劣っているものを×としている。
断されたときのサイクル数を示し、耐久性の評価の欄に
示した記号は、すずを１．５〜２．０重量％含み、セレ
ンを含まない従来品を標準とし、そのサイクル数とほぼ
同等のものを△、それよりも優れているものを○、そし
て劣っているものを×としている。
【００３３】
【表１】
【００３４】表に示す結果から明らかなように、セレン
を含まない鉛−すず系合金では、すず量をどのように変
えてもストラップの耐久性は良くないことが示された。
を含まない鉛−すず系合金では、すず量をどのように変
えてもストラップの耐久性は良くないことが示された。
【００３５】また、すず量が１．０重量％以上２．０重
量％以下で、しかもセレンを０．００５〜０．０５重量
％添加したものだけ、満足のいく優れた耐久性が示され
た。
量％以下で、しかもセレンを０．００５〜０．０５重量
％添加したものだけ、満足のいく優れた耐久性が示され
た。
【００３６】
【発明の効果】本発明になる鉛蓄電池は、鉛−カルシウ
ム系合金格子を用いた鉛蓄電池であって、すずを１．０
〜２．０重量％含み、セレン、テルル、いおう、ポロニ
ウムの中から選択される１種叉は２種以上を０．００５
〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−すず系合金で
成形された接続部品を備えてなることを特徴とする。
ム系合金格子を用いた鉛蓄電池であって、すずを１．０
〜２．０重量％含み、セレン、テルル、いおう、ポロニ
ウムの中から選択される１種叉は２種以上を０．００５
〜０．１重量％含み、残部が鉛である鉛−すず系合金で
成形された接続部品を備えてなることを特徴とする。
【００３７】第二の発明は、第一の発明において、該接
続部品が、ストラップ、接続かん、ストラップと耳板と
からなるセル間接続導体叉はストラップに形成されたポ
ールであることを特徴とする。
続部品が、ストラップ、接続かん、ストラップと耳板と
からなるセル間接続導体叉はストラップに形成されたポ
ールであることを特徴とする。
【００３８】第三の発明は、第一叉は第二の発明におい
て、該接続部品の一部叉は全部が、電解液面から露出し
ていることを特徴とする。
て、該接続部品の一部叉は全部が、電解液面から露出し
ていることを特徴とする。
【００３９】第四の発明は、第一、二叉は第三の発明に
おいて、電解液が多孔体に保持された負極吸収式シール
型であることを特徴とする。
おいて、電解液が多孔体に保持された負極吸収式シール
型であることを特徴とする。
【００４０】これにより、鉛−カルシウム系合金を格子
に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密閉反応によ
る負極吸収式シール形鉛蓄電池に使用される鉛−すず系
合金からなる接続部品の腐食を低減するとともに耐食性
を向上させることができ、高温下であっても長寿命な鉛
蓄電池を提供することができる。
に用いた鉛蓄電池、とくに酸素サイクルの密閉反応によ
る負極吸収式シール形鉛蓄電池に使用される鉛−すず系
合金からなる接続部品の腐食を低減するとともに耐食性
を向上させることができ、高温下であっても長寿命な鉛
蓄電池を提供することができる。
【００４１】よって、本発明の工業的価値が大きい。
【図１】セレンを添加していない鉛−すず系合金の破断
面金属組織を示す図である。（電子顕微鏡写真）
面金属組織を示す図である。（電子顕微鏡写真）
【図２】セレンを添加した鉛−すず系合金の破断面金属
組織を示す図である。（電子顕微鏡写真）
組織を示す図である。（電子顕微鏡写真）
Claims (4)
- 【請求項１】 鉛−カルシウム系合金格子を用いた鉛蓄
電池であって、 すずを１．０〜２．０重量％含み、 セレン、テルル、いおう、ポロニウムの中から選択され
る１種叉は２種以上を０．００５〜０．１重量％含み、 残部が鉛である鉛−すず系合金で成形された接続部品を
備えてなることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 該接続部品が、ストラップ、接続かん、
ストラップと耳板とからなる断面略Ｌ字状のセル間接続
導体叉はストラップに形成されたポールであることを特
徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。 - 【請求項３】 該接続部品の一部叉は全部が、電解液面
から露出していることを特徴とする請求項１叉は２記載
の鉛蓄電池。 - 【請求項４】 電解液が多孔体に保持された負極吸収式
シール型であることを特徴とする請求項１、２叉は３記
載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7348643A JPH09167611A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7348643A JPH09167611A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167611A true JPH09167611A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18398385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7348643A Withdrawn JPH09167611A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310462A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2007157612A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP7348643A patent/JPH09167611A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310462A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2007157612A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
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