JPS60225373A - アルカリ亜鉛蓄電池 - Google Patents
アルカリ亜鉛蓄電池Info
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- JPS60225373A JPS60225373A JP59080515A JP8051584A JPS60225373A JP S60225373 A JPS60225373 A JP S60225373A JP 59080515 A JP59080515 A JP 59080515A JP 8051584 A JP8051584 A JP 8051584A JP S60225373 A JPS60225373 A JP S60225373A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- electrode
- regenerated cellulose
- storage battery
- zinc electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/28—Construction or manufacture
- H01M10/286—Cells or batteries with wound or folded electrodes
-
- 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
-
- 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
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
#II 従来技術
負極活物層)−1,での加鉛は嵐位重晋あt的のエネル
ギー密度が大きく且つ安価である利点を有する反面、放
電時に亜鉛がアルカリ電解液に溶出して亜鉛酸イオンと
なり、充電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状
或いは海綿状に電析するため、充放電を繰り返すと電析
亜鉛がセパレータを貫通して対極と接して内部帰路を起
すためにサイクル奔命が嘗い欠点がある。
ギー密度が大きく且つ安価である利点を有する反面、放
電時に亜鉛がアルカリ電解液に溶出して亜鉛酸イオンと
なり、充電時にその亜鉛酸イオンが亜鉛極表面に樹枝状
或いは海綿状に電析するため、充放電を繰り返すと電析
亜鉛がセパレータを貫通して対極と接して内部帰路を起
すためにサイクル奔命が嘗い欠点がある。
このサイクル寿命を改善するために特開昭57−197
757号公報では、電解液量を実質的に遊離のものを存
在させない程度に制限して亜鉛酸イオンの拡散を防止す
ると共に複数枚の有機セパレータを積重して用いること
で負極に接するセパレータの電解液量を正極に接するセ
パレーターの電解液量より小とすることでサイクル寿命
を向上させることが提案されている。しかしながら放電
時に一旦亜鉛酸イオンとして溶解した亜鉛は充電時に元
の位置に電析することが困難なため、充放電を更に繰り
返すと亜鉛極の極板変形が著しくなり容量低下を招いて
より長期にわたる充放電に於いて性能を維持することが
できなかった。
757号公報では、電解液量を実質的に遊離のものを存
在させない程度に制限して亜鉛酸イオンの拡散を防止す
ると共に複数枚の有機セパレータを積重して用いること
で負極に接するセパレータの電解液量を正極に接するセ
パレーターの電解液量より小とすることでサイクル寿命
を向上させることが提案されている。しかしながら放電
時に一旦亜鉛酸イオンとして溶解した亜鉛は充電時に元
の位置に電析することが困難なため、充放電を更に繰り
返すと亜鉛極の極板変形が著しくなり容量低下を招いて
より長期にわたる充放電に於いて性能を維持することが
できなかった。
この電池性能の劣化に起因する亜鉛極の極板変形が最も
著しい箇所は極板周縁であり、これは正極と負極間に圧
力がかかるため電極及びセパレータに含液された電解液
が電極@縁部に局在し易いこと及びエツジ効果に起因し
、亜鉛極の周縁部に電池反応には必要でない余剰の電解
液が存在することにより亜鉛活物質の電解液への溶出が
促進されると共に電流が極板周縁に集中するために生じ
るものである。
著しい箇所は極板周縁であり、これは正極と負極間に圧
力がかかるため電極及びセパレータに含液された電解液
が電極@縁部に局在し易いこと及びエツジ効果に起因し
、亜鉛極の周縁部に電池反応には必要でない余剰の電解
液が存在することにより亜鉛活物質の電解液への溶出が
促進されると共に電流が極板周縁に集中するために生じ
るものである。
かかる問題点に対して種々の方法が提案されているが実
公昭57−41953号公報では亜鉛極の筒呟に耐アル
カリ性の絶縁層ヲ配することが開示されておりミこの方
法は亜鉛極局呟での撥水性を高めて上記問題点?抑制す
るのでサイクル寿命を向上させる。ところがこの方法に
於いても極板間軸が撥水性であるため亜鉛極の利用率が
減少しサイクル初期から容量が従来のものより低くなる
という欠点がある。
公昭57−41953号公報では亜鉛極の筒呟に耐アル
カリ性の絶縁層ヲ配することが開示されておりミこの方
法は亜鉛極局呟での撥水性を高めて上記問題点?抑制す
るのでサイクル寿命を向上させる。ところがこの方法に
於いても極板間軸が撥水性であるため亜鉛極の利用率が
減少しサイクル初期から容量が従来のものより低くなる
という欠点がある。
し1 発明の目的
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして亜鉛極の
極板変形が極板周縁部に電解液が溜り易く電流が集中す
ることに起因することに着目して、電極中央部の電解液
保持量を多くして電流分布の均一化をはかり、亜鉛極の
極板変形を一層抑制することによってより長期にわたる
サイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せし
めんとするものである。
極板変形が極板周縁部に電解液が溜り易く電流が集中す
ることに起因することに着目して、電極中央部の電解液
保持量を多くして電流分布の均一化をはかり、亜鉛極の
極板変形を一層抑制することによってより長期にわたる
サイクル寿命に耐え得るアルカリ亜鉛蓄電池を提供せし
めんとするものである。
に)発明の構成
本発明のアルカリ亜鉛蓄1!池はセパレータを介して正
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向−の両端縁
を除く中央部に、再生セルロースrt−配したものであ
る0 (ホ)実施例 酸化亜鉛粉末80重量%、金属亜鉛粉末10重量%、添
加剤として酸化カドミウム5重量%及び結着剤として耐
アルカリ性撥水性のフッ素樹脂粉末5重量%からなる混
合粉末に水を加えて混練した後圧延して亜鉛活物質シー
トを作製し、次いでこのシートr銅網からなる集電体の
両面に圧着して縦40M、横200厘の亜鉛極を作製し
た。こうして作製された亜鉛極の表面中央部[第1図に
とセロファン模の中心線が一致するように配電した後、
微孔性セパレータ、含液布及び焼結式ニッケル極と組み
合わせて巻き取り電極体を構成し、この電極体を電池外
装缶に挿入して前記亜鉛極及びニッケル極のリードを夫
々封口体及び外装缶に溶接して電解液の注液及び封口全
行なって円筒形ニッケル亜鉛蓄1.池を作製する。ここ
に於いて前記電極体は第2図の要部分解断面図に示すよ
うに亜鉛極111と二・フケル極(21との間に亜鉛極
11+4tillから順にセロファン模(31、微孔性
セパレータ(4)、保液層(5)、微孔性セパレータ1
41、保液層15+が介挿されて構成されており、セロ
ファンIIH31は巻回圧によって亜鉛極表面中央部に
保持されている。
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向−の両端縁
を除く中央部に、再生セルロースrt−配したものであ
る0 (ホ)実施例 酸化亜鉛粉末80重量%、金属亜鉛粉末10重量%、添
加剤として酸化カドミウム5重量%及び結着剤として耐
アルカリ性撥水性のフッ素樹脂粉末5重量%からなる混
合粉末に水を加えて混練した後圧延して亜鉛活物質シー
トを作製し、次いでこのシートr銅網からなる集電体の
両面に圧着して縦40M、横200厘の亜鉛極を作製し
た。こうして作製された亜鉛極の表面中央部[第1図に
とセロファン模の中心線が一致するように配電した後、
微孔性セパレータ、含液布及び焼結式ニッケル極と組み
合わせて巻き取り電極体を構成し、この電極体を電池外
装缶に挿入して前記亜鉛極及びニッケル極のリードを夫
々封口体及び外装缶に溶接して電解液の注液及び封口全
行なって円筒形ニッケル亜鉛蓄1.池を作製する。ここ
に於いて前記電極体は第2図の要部分解断面図に示すよ
うに亜鉛極111と二・フケル極(21との間に亜鉛極
11+4tillから順にセロファン模(31、微孔性
セパレータ(4)、保液層(5)、微孔性セパレータ1
41、保液層15+が介挿されて構成されており、セロ
ファンIIH31は巻回圧によって亜鉛極表面中央部に
保持されている。
上述の二・ソケル亜鉛蓄電池から帯状セロファンを除き
その他に同一の従来電池を作製し、また上述の二・ンケ
ル亜鉛蓄電池を帯状セロハンの巾を変え6種類作製して
第1表に示す様に夫々電池A〜Gとする。尚、第1表に
於いて接触面積とはセロファン襖が亜鉛極と接する面積
を、亜鉛極の表面積に対する百分率で表わしたものであ
る。
その他に同一の従来電池を作製し、また上述の二・ンケ
ル亜鉛蓄電池を帯状セロハンの巾を変え6種類作製して
第1表に示す様に夫々電池A〜Gとする。尚、第1表に
於いて接触面積とはセロファン襖が亜鉛極と接する面積
を、亜鉛極の表面積に対する百分率で表わしたものであ
る。
槙1表
上記電池A乃至Gを夫々10セルずつ作製しサイクルテ
ストを行なった。充放電サイクル条件は充電電流400
mAで5時間充電した後、ただちに放電電流400mA
で放電を行ない電池電圧が1.2vに達し友時点で放電
を停止するものである。
ストを行なった。充放電サイクル条件は充電電流400
mAで5時間充電した後、ただちに放電電流400mA
で放電を行ない電池電圧が1.2vに達し友時点で放電
を停止するものである。
第3図はこの充放電サイクル条件で充放電を繰り返し行
ない放電容量が初期容量の約6096以下、すなわち1
200mAH以下になった時点のサイクル数の最大値と
最小値を示した図面であり、また@2表は上記サイクル
テストに於ける20サイクル経過時と100サイクル経
過時の放電容量を示したものである。
ない放電容量が初期容量の約6096以下、すなわち1
200mAH以下になった時点のサイクル数の最大値と
最小値を示した図面であり、また@2表は上記サイクル
テストに於ける20サイクル経過時と100サイクル経
過時の放電容量を示したものである。
第2表
第2表より電池A乃至Gは何れも100サイクル経過時
までは放電容量にほとんど差が生じていないことがわか
る。しかしながら第3図から明らかなようにサイクル寿
命については帯状セロファンの巾が8a+−34ffの
電池C乃至Fが電池A、B及びGに比し優れた性能を有
している。この時のセロファン膜と亜鉛極とが接する面
積を亜鉛極の面積に対する百分率で表わすと20〜85
%である。
までは放電容量にほとんど差が生じていないことがわか
る。しかしながら第3図から明らかなようにサイクル寿
命については帯状セロファンの巾が8a+−34ffの
電池C乃至Fが電池A、B及びGに比し優れた性能を有
している。この時のセロファン膜と亜鉛極とが接する面
積を亜鉛極の面積に対する百分率で表わすと20〜85
%である。
この様に亜鉛極の中心部分に再生セルロース模を配する
ことによりアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命が延びる
のは以下の理由による。
ことによりアルカリ亜鉛蓄電池のサイクル寿命が延びる
のは以下の理由による。
再生セルロース嗅はアルカリ性電解液に対して膨潤性を
有し電解液を保持するため、再生セルロース模と接する
亜鉛極中央部上では水酸イオンがリウチとなりイオン導
電性が増すことによりこの部分での一電極反応速度が増
大する。したがって、従来電池では電極筒縁部lC!解
液かたまり、エツジ効果による電流集中が起こり極板の
形状変形の進行による電池性能の劣化が多々あったが、
亜鉛極の中心部分に再生セルロースを配した本発明電池
では亜鉛極中央部に電解液を多く保持させることができ
、その結果亜鉛極中央部の電極反応を増大させるので、
電極1縁のエツジ効果と相まって亜鉛極表面の電流分布
を均一化して、亜鉛極の形状変形の進行を緩和させサイ
クル寿命を延ばすことができると考えられる。
有し電解液を保持するため、再生セルロース模と接する
亜鉛極中央部上では水酸イオンがリウチとなりイオン導
電性が増すことによりこの部分での一電極反応速度が増
大する。したがって、従来電池では電極筒縁部lC!解
液かたまり、エツジ効果による電流集中が起こり極板の
形状変形の進行による電池性能の劣化が多々あったが、
亜鉛極の中心部分に再生セルロースを配した本発明電池
では亜鉛極中央部に電解液を多く保持させることができ
、その結果亜鉛極中央部の電極反応を増大させるので、
電極1縁のエツジ効果と相まって亜鉛極表面の電流分布
を均一化して、亜鉛極の形状変形の進行を緩和させサイ
クル寿命を延ばすことができると考えられる。
次いで、前述のニッケル亜鉛蓄電池では亜鉛極上の再生
セルロース膜fIニア1J−の状態で巻き取りを行なう
のが困難であるため、予め帯状の再生セルロース@を亜
鉛極に付着させることで電池の製造を容易にして電池を
作製してサイクル寿命の測定を行なった。
セルロース膜fIニア1J−の状態で巻き取りを行なう
のが困難であるため、予め帯状の再生セルロース@を亜
鉛極に付着させることで電池の製造を容易にして電池を
作製してサイクル寿命の測定を行なった。
即ち、前記再生セルロース模をポリビニルアルコール水
溶液でmll接極貼り付けて用い、その他は同一の電油
を作製した。こうして作製された電池を亜鉛極表面に貼
り付けた再生セルロースの巾の違いにより、その巾が8
n、16a、34Mであるものを夫々電池H2I、Jと
する。尚、このときのセロファン慎が亜鉛極と接する面
積を亜鉛極表面積に対する百分率で表わすと夫々2o9
6.4096.8596となる。
溶液でmll接極貼り付けて用い、その他は同一の電油
を作製した。こうして作製された電池を亜鉛極表面に貼
り付けた再生セルロースの巾の違いにより、その巾が8
n、16a、34Mであるものを夫々電池H2I、Jと
する。尚、このときのセロファン慎が亜鉛極と接する面
積を亜鉛極表面積に対する百分率で表わすと夫々2o9
6.4096.8596となる。
前記電池A及びH,I、Jを夫々1oセルずつ作製し前
述と同様の充放電サイクル条件でサイクルテストを行な
った。第4図はこの充放電サイクル寿命で充放1!を繰
り返し行ない放電容量が1200mAH以下になった時
点のサイクル数の最大値と最小値を示す図面である。第
4図からセロファン*をポリビニルアルコール水溶液で
亜鉛極に貼り付けて用いた電池であってもセロファン喚
が亜鉛極と接する面積が亜鉛極表面の2096〜85%
である場合にはサイクル寿命が向上することがわかる。
述と同様の充放電サイクル条件でサイクルテストを行な
った。第4図はこの充放電サイクル寿命で充放1!を繰
り返し行ない放電容量が1200mAH以下になった時
点のサイクル数の最大値と最小値を示す図面である。第
4図からセロファン*をポリビニルアルコール水溶液で
亜鉛極に貼り付けて用いた電池であってもセロファン喚
が亜鉛極と接する面積が亜鉛極表面の2096〜85%
である場合にはサイクル寿命が向上することがわかる。
コノ理由を推察するに、ポリビニルアルコールはアルカ
リ中で安定であるので電極反応妨害物質にならず1.ま
たポリビニルアルコール自体が親水性である、ので再生
セルロースと亜鉛極の接着面のイオン電導性を更に高め
る之め、前述した電池C乃至Fと同様優れたサイクル特
性を示したと考えられる。更にポリビニルアルコール水
溶液は亜鉛極と再生セルロース膜とを電極体構成時の巻
き取りに酎えるに充分な接着力で付着させることが可能
であり、電池製造が容易となる。この亜鉛極と再生セル
ロース嗅との接着は巻き取り強電やセパレータ構成に応
じてポリビニルアルコール水溶液を再生セルロース嗅の
一部あるいは全面に付着させて行なえばよい。
リ中で安定であるので電極反応妨害物質にならず1.ま
たポリビニルアルコール自体が親水性である、ので再生
セルロースと亜鉛極の接着面のイオン電導性を更に高め
る之め、前述した電池C乃至Fと同様優れたサイクル特
性を示したと考えられる。更にポリビニルアルコール水
溶液は亜鉛極と再生セルロース膜とを電極体構成時の巻
き取りに酎えるに充分な接着力で付着させることが可能
であり、電池製造が容易となる。この亜鉛極と再生セル
ロース嗅との接着は巻き取り強電やセパレータ構成に応
じてポリビニルアルコール水溶液を再生セルロース嗅の
一部あるいは全面に付着させて行なえばよい。
尚、上記実施例では電池製造の際の作業性を考船種の周
縁を除く中央部に配して用いる場合の方がより一層亜鉛
極表面の電流分布が均一化され効果的であることは云う
までもない。
縁を除く中央部に配して用いる場合の方がより一層亜鉛
極表面の電流分布が均一化され効果的であることは云う
までもない。
(へ)発明の効果
本発明のアルカリ亜鉛蓄電、池はセパレータ全弁して正
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向の両端eを
除く中央部分に、再生セルロース模を配したものである
から、電極中央部の電解液保持竜が多くなり電流分布が
均一化し亜鉛極の極板変形が抑1liIlされ、より長
期にわたるサイクル寿命が得られる効果がある。また、
前記再生セルロースを亜鉛極表面にポリビニルアルコー
ルを用いて貼り付けると、前記効果を維持しつつtIt
池の製造を容易にすることができる。
極と対向する亜鉛極表面の少なくとも巾方向の両端eを
除く中央部分に、再生セルロース模を配したものである
から、電極中央部の電解液保持竜が多くなり電流分布が
均一化し亜鉛極の極板変形が抑1liIlされ、より長
期にわたるサイクル寿命が得られる効果がある。また、
前記再生セルロースを亜鉛極表面にポリビニルアルコー
ルを用いて貼り付けると、前記効果を維持しつつtIt
池の製造を容易にすることができる。
第1図は亜鉛N上に帯状再生セルロース11/!を配置
したと専の状態説明図、第2肉は電極体の構成を示す要
部分解断面図、@3図及び@4図はサイクル特性図であ
る。 中・・・亜鉛極、(2)・・・ニッケル極、(31・・
・再生セルロース嗅、+41・・・微孔性セパレータ、
(51・・・保液層。 出願人三洋電機株式会社 代理人 弁理士 佐野静夫 第1図 第3図
したと専の状態説明図、第2肉は電極体の構成を示す要
部分解断面図、@3図及び@4図はサイクル特性図であ
る。 中・・・亜鉛極、(2)・・・ニッケル極、(31・・
・再生セルロース嗅、+41・・・微孔性セパレータ、
(51・・・保液層。 出願人三洋電機株式会社 代理人 弁理士 佐野静夫 第1図 第3図
Claims (1)
- (1) セパレータを介して正極と対向する亜鉛極表面
の少なくとも巾方向の両端@を除く中央部分に、再生セ
ルロース@を配したことを特徴とするアルカリ亜鉛蓄電
池。 +21 前記再生セルロース膜が前記亜鉛極表面の面積
の20〜8596と接する特許請求の範囲第111項記
載のアルカリ亜鉛蓄電池っ (3: 前記再生セルロース襖が前記亜鉛極表面にポリ
ビニルアルコールを用いて添着された特許請求の範囲第
(1ν項またri第+21項記載のアルカリ亜鉛本発明
はニッケルー亜鉛蓄電池、銀−亜鉛蓄電池などのように
負極活物質として亜鉛を用いるアルカリ亜鉛蓄電池に関
するワ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59080515A JPS60225373A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59080515A JPS60225373A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60225373A true JPS60225373A (ja) | 1985-11-09 |
JPH0566718B2 JPH0566718B2 (ja) | 1993-09-22 |
Family
ID=13720448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59080515A Granted JPS60225373A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | アルカリ亜鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60225373A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013504169A (ja) * | 2009-09-08 | 2013-02-04 | パワージェニックス・システムズ・インコーポレーテッド | ニッケル−亜鉛セル用の熱密封セパレータ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101055772B1 (ko) | 2005-12-15 | 2011-08-11 | 서울반도체 주식회사 | 발광장치 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS568066U (ja) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59080515A patent/JPS60225373A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS568066U (ja) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013504169A (ja) * | 2009-09-08 | 2013-02-04 | パワージェニックス・システムズ・インコーポレーテッド | ニッケル−亜鉛セル用の熱密封セパレータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0566718B2 (ja) | 1993-09-22 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |