JPH1012212A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JPH1012212A JPH1012212A JP8157113A JP15711396A JPH1012212A JP H1012212 A JPH1012212 A JP H1012212A JP 8157113 A JP8157113 A JP 8157113A JP 15711396 A JP15711396 A JP 15711396A JP H1012212 A JPH1012212 A JP H1012212A
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- Japan
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- electrolyte
- hole
- separator
- sealed lead
- acid battery
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解液の成層化を防止すると共に電気化学反
応の分布を均一化することにより負極の硫酸鉛の蓄積を
抑制し、長寿命の密閉鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 本発明は、縦向きに対向配置された正極
1と負極2との間に、電解液と酸素ガスを流通しない、
耐酸、耐酸化性の絶縁シート3aに多数の貫通孔3bが
形成され、該貫通孔3bに電解液保持体3cが充填され
ているセパレータ3を介在させたことを特徴とするもの
である。
応の分布を均一化することにより負極の硫酸鉛の蓄積を
抑制し、長寿命の密閉鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 本発明は、縦向きに対向配置された正極
1と負極2との間に、電解液と酸素ガスを流通しない、
耐酸、耐酸化性の絶縁シート3aに多数の貫通孔3bが
形成され、該貫通孔3bに電解液保持体3cが充填され
ているセパレータ3を介在させたことを特徴とするもの
である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は密閉形鉛蓄電池に関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】充電中に正極から発生する酸素ガスを負
極で吸収するタイプの密閉形鉛蓄電池は、流動する電解
液を有する開放形電池に比べて電解液量を制限してその
流動性をなくし、酸素ガスのセパレータ内の透過を良く
している。しかしながら鉛蓄電池は硫酸電解液中の硫酸
イオンが充放電反応に関与しており、放電時には硫酸イ
オンが活物質に消費され電解液比重は低下し、充電時に
は逆に放出され電解液比重は上昇する。このため高比重
の硫酸は下部に移動するため、セパレータ上下部で硫酸
の濃度勾配、つまり成層化現象が起こる。開放形電池の
場合、流動性電解液があるため充電終期のガッシングに
より液攪拌され濃度が均等化されるが密閉形電池につい
ては、成層化を解消することができなかった。
極で吸収するタイプの密閉形鉛蓄電池は、流動する電解
液を有する開放形電池に比べて電解液量を制限してその
流動性をなくし、酸素ガスのセパレータ内の透過を良く
している。しかしながら鉛蓄電池は硫酸電解液中の硫酸
イオンが充放電反応に関与しており、放電時には硫酸イ
オンが活物質に消費され電解液比重は低下し、充電時に
は逆に放出され電解液比重は上昇する。このため高比重
の硫酸は下部に移動するため、セパレータ上下部で硫酸
の濃度勾配、つまり成層化現象が起こる。開放形電池の
場合、流動性電解液があるため充電終期のガッシングに
より液攪拌され濃度が均等化されるが密閉形電池につい
ては、成層化を解消することができなかった。
【0003】成層化が起こると、硫酸濃度が高い下部に
おいて負極板の充電効率が低下し、放電生成物である硫
酸鉛が充放電サイクルを繰り返す度に蓄積されてそれに
より電池放電容量が低下し短寿命の原因となる。電解液
の成層化を防止するためのいくつかの方法が提案されて
いる。例えば、電解液を含浸させた多孔性セパレータの
上下方向の途中部分に水平方向に帯状の撥水領域を設
け、多孔性セパレータ内の電解液をこの領域で上下方向
に区分し、電解液の成層化を抑制するタイプの密閉形鉛
蓄電池が提案されている。(特開昭62−117258
号公報)また、セパレータの一部分に線状に合成樹脂等
を流して目ずまりさせるか、部分的に加熱溶融してガラ
ス繊維を溶かして堰を形成し電解液の成層化を抑制する
方法が提案されている。
おいて負極板の充電効率が低下し、放電生成物である硫
酸鉛が充放電サイクルを繰り返す度に蓄積されてそれに
より電池放電容量が低下し短寿命の原因となる。電解液
の成層化を防止するためのいくつかの方法が提案されて
いる。例えば、電解液を含浸させた多孔性セパレータの
上下方向の途中部分に水平方向に帯状の撥水領域を設
け、多孔性セパレータ内の電解液をこの領域で上下方向
に区分し、電解液の成層化を抑制するタイプの密閉形鉛
蓄電池が提案されている。(特開昭62−117258
号公報)また、セパレータの一部分に線状に合成樹脂等
を流して目ずまりさせるか、部分的に加熱溶融してガラ
ス繊維を溶かして堰を形成し電解液の成層化を抑制する
方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セパレ
ータに撥水領域を形成した密閉形鉛蓄電池を用いると、
セパレータ中の電解液の下方への移動はある程度抑制さ
れるが、ガスが容易に移動する構造であるため、充電終
期に正極から発生した酸素ガスがセパレータの撥水領域
に対向する負極活物質に集中して吸収され、該活物質は
PbOとなり、活物質中の電解液と反応して放電生成物
となる。この生成物が蓄積し、その分だけ反応面積が減
少し電池性能が低下してしまう問題点があった。また、
後者の方法では、堰部の厚みや幅の制御は困難なため極
板との密着性が悪くなり、充放電性能が悪くなる傾向が
認められた。
ータに撥水領域を形成した密閉形鉛蓄電池を用いると、
セパレータ中の電解液の下方への移動はある程度抑制さ
れるが、ガスが容易に移動する構造であるため、充電終
期に正極から発生した酸素ガスがセパレータの撥水領域
に対向する負極活物質に集中して吸収され、該活物質は
PbOとなり、活物質中の電解液と反応して放電生成物
となる。この生成物が蓄積し、その分だけ反応面積が減
少し電池性能が低下してしまう問題点があった。また、
後者の方法では、堰部の厚みや幅の制御は困難なため極
板との密着性が悪くなり、充放電性能が悪くなる傾向が
認められた。
【0005】従って、本発明の目的は、電解液の成層化
現象を防止すると共に、電気化学反応の分布を均一にす
ることにより負極の硫酸鉛の蓄積を抑制し、長寿命の密
閉形鉛蓄電池を提供することにある。
現象を防止すると共に、電気化学反応の分布を均一にす
ることにより負極の硫酸鉛の蓄積を抑制し、長寿命の密
閉形鉛蓄電池を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、縦向きに対向配置された正極と負極との
間に、電解液と酸素ガスが流通しない、耐酸、耐酸化性
の絶縁性シートに多数の貫通孔が形成され、該貫通孔に
電解液保持体が充填されているセパレータを介在させた
ことを特徴とするものである。そして、前記貫通孔の断
面積の大きさが5〜250mm2 であることを好まし
く、貫通孔の形が、正極と負極の両方またはどちらか一
方の活物質充填部の形と対向することが望ましい。
に、本発明は、縦向きに対向配置された正極と負極との
間に、電解液と酸素ガスが流通しない、耐酸、耐酸化性
の絶縁性シートに多数の貫通孔が形成され、該貫通孔に
電解液保持体が充填されているセパレータを介在させた
ことを特徴とするものである。そして、前記貫通孔の断
面積の大きさが5〜250mm2 であることを好まし
く、貫通孔の形が、正極と負極の両方またはどちらか一
方の活物質充填部の形と対向することが望ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0008】(実施形態1)図1は本発明電池の極群の
一例を示す断面図、図2は同要部拡大断面図、図3は本
発明電池に用いるセパレータの一例を示す正面図であ
る。
一例を示す断面図、図2は同要部拡大断面図、図3は本
発明電池に用いるセパレータの一例を示す正面図であ
る。
【0009】本発明の極群は、図1に示すように、正極
1と負極2とが縦向きに交互に配置されており、正極1
と負極2との間にセパレータ3が縦向きに介在してい
る。正極1と負極2は、断面積が100mm2 の枡目を
有する格子体1a,2aに活物質1b,2bが充填され
たものであり、セパレータ3は電解液と酸素ガスが流通
しない耐酸、耐酸化性のポリオレフィン系合成樹脂シー
ト3aからなり、このシート3aに前記格子体1a,2
aの枡目と同じ断面積を有する貫通孔3bが形成され、
この貫通孔3bにガラスマットからなる電解液保持体3
cが充填されている。
1と負極2とが縦向きに交互に配置されており、正極1
と負極2との間にセパレータ3が縦向きに介在してい
る。正極1と負極2は、断面積が100mm2 の枡目を
有する格子体1a,2aに活物質1b,2bが充填され
たものであり、セパレータ3は電解液と酸素ガスが流通
しない耐酸、耐酸化性のポリオレフィン系合成樹脂シー
ト3aからなり、このシート3aに前記格子体1a,2
aの枡目と同じ断面積を有する貫通孔3bが形成され、
この貫通孔3bにガラスマットからなる電解液保持体3
cが充填されている。
【0010】そして、図2のように、正極1と負極2の
枡目部分、すなわち活物質充填部に対向するようにセパ
レータ3の貫通孔3bが配置されている。また、極板内
での電解液の成層化を防止するために格子体1a、2a
の横幅は、極板の横幅と一致している。このような構成
の極群を電槽(図示せず)内に収納し、電解液を注入し
て、10Ah、2Vの本発明の密閉形鉛蓄電池Aを作製
した。
枡目部分、すなわち活物質充填部に対向するようにセパ
レータ3の貫通孔3bが配置されている。また、極板内
での電解液の成層化を防止するために格子体1a、2a
の横幅は、極板の横幅と一致している。このような構成
の極群を電槽(図示せず)内に収納し、電解液を注入し
て、10Ah、2Vの本発明の密閉形鉛蓄電池Aを作製
した。
【0011】(実施形態2)図4は本発明電池の極群の
他の例を示す要部拡大断面図であり、図1〜3と同一符
号は同一名称を示す。
他の例を示す要部拡大断面図であり、図1〜3と同一符
号は同一名称を示す。
【0012】正極1と負極2は、金属シート4,4’
と、耐酸、耐酸化性シート5,5’と、活物質1b,2
bとからなり、セパレータ3は、前記耐酸、耐酸化性シ
ート5,5’と同様なシート3aと、電解液保持体3c
とからなっている。金属シート4,4’は、鉛合金製で
あり、厚さ0.2mmである。前記耐酸、耐酸化性シー
ト3a,5,5’は、ポリオレフィン系合成樹脂シート
であり、正極用は厚さ1.4mm、負極用は厚さ1.2
mm、セパレータ用は厚さ1.3mmである。正極用と
負極用の樹脂シート5,5’は、金属シート4,4’の
両面に接着剤により接着されている。これら金属シート
4,4’と樹脂シート3a,5,5’は、厚さ方向に多
数の貫通孔4a,4’a,3b,5a,5’aが形成さ
れている。樹脂シート3a,5,5’の貫通孔3b,5
a,5’aは、直径6mmの縦断面円形のものであり、
開孔率80%で、かつ均等に分布して形成されている。
また、金属シート4,4’の貫通孔4a,4’aは、直
径4mmの縦断面円形のものであり、樹脂シート5,
5’の貫通孔5a,5’aに対向して形成されている。
そして、前記貫通孔3bには、ガラスマットからなる電
解液保持体3cが、前記貫通孔5aには、正極活物質1
bが、前記貫通孔5’aには、負極活物質2bがそれぞ
れ充填されている。
と、耐酸、耐酸化性シート5,5’と、活物質1b,2
bとからなり、セパレータ3は、前記耐酸、耐酸化性シ
ート5,5’と同様なシート3aと、電解液保持体3c
とからなっている。金属シート4,4’は、鉛合金製で
あり、厚さ0.2mmである。前記耐酸、耐酸化性シー
ト3a,5,5’は、ポリオレフィン系合成樹脂シート
であり、正極用は厚さ1.4mm、負極用は厚さ1.2
mm、セパレータ用は厚さ1.3mmである。正極用と
負極用の樹脂シート5,5’は、金属シート4,4’の
両面に接着剤により接着されている。これら金属シート
4,4’と樹脂シート3a,5,5’は、厚さ方向に多
数の貫通孔4a,4’a,3b,5a,5’aが形成さ
れている。樹脂シート3a,5,5’の貫通孔3b,5
a,5’aは、直径6mmの縦断面円形のものであり、
開孔率80%で、かつ均等に分布して形成されている。
また、金属シート4,4’の貫通孔4a,4’aは、直
径4mmの縦断面円形のものであり、樹脂シート5,
5’の貫通孔5a,5’aに対向して形成されている。
そして、前記貫通孔3bには、ガラスマットからなる電
解液保持体3cが、前記貫通孔5aには、正極活物質1
bが、前記貫通孔5’aには、負極活物質2bがそれぞ
れ充填されている。
【0013】なお、正極1と負極2の作用面の大きさ
は、高さ104mm、幅66mmであり、セパレータ3
が極板1,2に圧迫される前の電解液保持体3cの厚さ
は樹脂シート3aの厚さと同じにした。
は、高さ104mm、幅66mmであり、セパレータ3
が極板1,2に圧迫される前の電解液保持体3cの厚さ
は樹脂シート3aの厚さと同じにした。
【0014】正極1と、セパレータ3と、負極2とを図
4のようにそれぞれの貫通孔5a,3c,5’aが揃う
ように積層して1組の極群とし、樹脂シート5,5’か
らはみ出す金属シート4,4’間を合成樹脂枠(図示せ
ず)で接着した後、電解液を注入し、初充電を行って、
10Ah、2Vの密閉形鉛蓄電池Bを作製した。なお、
この蓄電池Bの大きさは、高さ127mm、幅86m
m、奥行き21mmであった。
4のようにそれぞれの貫通孔5a,3c,5’aが揃う
ように積層して1組の極群とし、樹脂シート5,5’か
らはみ出す金属シート4,4’間を合成樹脂枠(図示せ
ず)で接着した後、電解液を注入し、初充電を行って、
10Ah、2Vの密閉形鉛蓄電池Bを作製した。なお、
この蓄電池Bの大きさは、高さ127mm、幅86m
m、奥行き21mmであった。
【0015】(実施形態3)図5は本発明電池の極群の
さらに他の例を示す要部拡大縦断面図であり、図1〜4
と同一符号は同一名称を示す。
さらに他の例を示す要部拡大縦断面図であり、図1〜4
と同一符号は同一名称を示す。
【0016】正極1と負極2は、実施形態2と同様のも
のであり、セパレータ3は、貫通孔3bの直径を実施形
態2のものの3倍に変えたものである。このような正極
1と負極2とセパレータ3で実施形態2と同様な本発明
の密閉形鉛蓄電池Cを作製した。
のであり、セパレータ3は、貫通孔3bの直径を実施形
態2のものの3倍に変えたものである。このような正極
1と負極2とセパレータ3で実施形態2と同様な本発明
の密閉形鉛蓄電池Cを作製した。
【0017】(比較形態)セパレータ3全体をガラスマ
ットで作製した以外は実施形態2と同様な密閉形鉛蓄電
池Dを作製した。
ットで作製した以外は実施形態2と同様な密閉形鉛蓄電
池Dを作製した。
【0018】(試験)次に、本発明品A,B,Cと従来
品Dのサイクル寿命特性を調査した。その結果を表1に
示す。
品Dのサイクル寿命特性を調査した。その結果を表1に
示す。
【0019】尚、試験条件は、周囲温度25度で、放電
は0.25C(Cは20時間率容量)で2時間行い、充
電は放電量の110%とした。また、充放電を繰り返し
たとき、容量が初期の80%になった時点を寿命とし
た。
は0.25C(Cは20時間率容量)で2時間行い、充
電は放電量の110%とした。また、充放電を繰り返し
たとき、容量が初期の80%になった時点を寿命とし
た。
【0020】
【表1】
【0021】表1のように本発明品の寿命が長いのは、
電解液の流下を複数の樹脂により防止し、酸素ガスが局
部的に多量通過するのを防止したセパレータを用いたこ
とにより電解液の成層化が抑制され極板反応が均一化さ
れたことによると考えられる。
電解液の流下を複数の樹脂により防止し、酸素ガスが局
部的に多量通過するのを防止したセパレータを用いたこ
とにより電解液の成層化が抑制され極板反応が均一化さ
れたことによると考えられる。
【0022】なお、一連のセパレータの製作において、
貫通孔の形は、角形または円形で行ったが、他の形状に
してもよく、正極と負極のどちらか一方または両方の活
物質充填部の形と対向させると、活物質への電解液の供
給が優れるため、容量の優れた密閉形鉛蓄電池を提供で
きる。
貫通孔の形は、角形または円形で行ったが、他の形状に
してもよく、正極と負極のどちらか一方または両方の活
物質充填部の形と対向させると、活物質への電解液の供
給が優れるため、容量の優れた密閉形鉛蓄電池を提供で
きる。
【0023】また、1つの貫通孔の大きさは、電解液の
成層化の影響から、5mm2 以上250mm2 以下にす
ることが望ましい。すなわち、5mm2 未満であると、
電池容量が低下し、250mm2 を超えると電解液の成
層化の効果がなくなる。
成層化の影響から、5mm2 以上250mm2 以下にす
ることが望ましい。すなわち、5mm2 未満であると、
電池容量が低下し、250mm2 を超えると電解液の成
層化の効果がなくなる。
【0024】本実施形態のセパレータ3を製造する場
合、樹脂シート3aの片面にテープをはりつけ、他面か
ら貫通孔3bへガラスマットをすりこみ、その後片面の
テープをはがす方法で行うと、電解液保持体3cの厚み
を樹脂シート3aの厚みより厚くでき、また、樹脂シー
ト3aに弾力性のあるセパレータ3を用いて極群を作製
し、電槽内へ圧迫して収納すると、電解液保持体3cが
樹脂シート3aの表面から突出するようになり、活物質
と電解液保持体との密着性を向上させることができる。
合、樹脂シート3aの片面にテープをはりつけ、他面か
ら貫通孔3bへガラスマットをすりこみ、その後片面の
テープをはがす方法で行うと、電解液保持体3cの厚み
を樹脂シート3aの厚みより厚くでき、また、樹脂シー
ト3aに弾力性のあるセパレータ3を用いて極群を作製
し、電槽内へ圧迫して収納すると、電解液保持体3cが
樹脂シート3aの表面から突出するようになり、活物質
と電解液保持体との密着性を向上させることができる。
【0025】また、極群の作製では、正極、負極のペー
ストが乾燥する前にセパレータを当接させたり、あるい
は、正極及び負極の耐酸、耐酸化性シートとセパレータ
の耐酸、耐酸化性シートとを熱溶着させる方法を行う
と、活物質と電解液の密着性が向上して安定した性能が
得られる。
ストが乾燥する前にセパレータを当接させたり、あるい
は、正極及び負極の耐酸、耐酸化性シートとセパレータ
の耐酸、耐酸化性シートとを熱溶着させる方法を行う
と、活物質と電解液の密着性が向上して安定した性能が
得られる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明の密閉形鉛蓄
電池は、電解液と酸素ガスを流通させない耐酸、耐酸化
性シートに貫通孔を設け、該貫通孔に電解液保持体を充
填したセパレータに用いたことにより電解液の成層化を
防止すると共に酸素ガスの流通を均一化したので、電極
の反応を均一化でき、長寿命の密閉形鉛蓄電池を提供す
ることができる。
電池は、電解液と酸素ガスを流通させない耐酸、耐酸化
性シートに貫通孔を設け、該貫通孔に電解液保持体を充
填したセパレータに用いたことにより電解液の成層化を
防止すると共に酸素ガスの流通を均一化したので、電極
の反応を均一化でき、長寿命の密閉形鉛蓄電池を提供す
ることができる。
【図1】本発明に係る実施形態1の極群を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】図1の要部拡大縦断面図である。
【図3】実施形態1のセパレータを示す正面図である。
【図4】実施形態2の極群を示す要部拡大縦断面図であ
る。
る。
【図5】実施形態3の極群を示す要部拡大縦断面図であ
る。
る。
1 正極 2 負極 3 セパレータ 3a 耐酸、耐酸化性の絶縁性シート 3b 貫通孔 3c 電解液保持体
Claims (3)
- 【請求項1】 縦向きに対向配置された正極と負極との
間に、電解液と酸素ガスが流通しない、耐酸、耐酸化性
の絶縁性シートに多数の貫通孔が形成され、該貫通孔に
電解液保持体が充填されているセパレータを介在させた
ことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。 - 【請求項2】 前記貫通孔の断面積が5〜250mm2
であることを特徴とする請求項1記載の密閉形鉛蓄電
池。 - 【請求項3】 前記貫通孔の形が、正極と負極の両方ま
たはどちらか一方の活物質充填部の形と対向することを
特徴とする請求項1〜2記載の密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8157113A JPH1012212A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8157113A JPH1012212A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1012212A true JPH1012212A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15642515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8157113A Pending JPH1012212A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1012212A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8420701B2 (en) * | 2003-04-17 | 2013-04-16 | Asahi Glass Company | Polymer electrolyte membrane, membrane-electrode assembly for polymer electrolyte fuel cells and process for producing polymer electrolyte membrane |
CN103052731A (zh) * | 2010-08-06 | 2013-04-17 | 新日铁住金不锈钢株式会社 | 铁素体系不锈钢 |
JP2014203678A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池 |
KR20160001030A (ko) * | 2014-06-26 | 2016-01-06 | 주식회사 엘지화학 | 플렉서블 전극조립체 |
WO2016144144A1 (ko) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | 가천대학교 산학협력단 | 이차전지 및 그 제조방법 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP8157113A patent/JPH1012212A/ja active Pending
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