JPH0360155B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0360155B2 JPH0360155B2 JP57101770A JP10177082A JPH0360155B2 JP H0360155 B2 JPH0360155 B2 JP H0360155B2 JP 57101770 A JP57101770 A JP 57101770A JP 10177082 A JP10177082 A JP 10177082A JP H0360155 B2 JPH0360155 B2 JP H0360155B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- electrode plate
- substrate
- carbon fiber
- fiber cloth
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、鉛蓄電池用極板及びその製造方法に
関するものである。 一般に鉛蓄電池用極板は、極板基体の格子部に
活物質(ペースト)を充填することにより作られ
る。従来広く用いられている極板基体はPb−Sb
系合金の鋳造基体であつたが、最近になつて、電
池のメンテナンスフリー化を図るためにPb−Ca
系合金シートが使用されるようになり、また電池
の軽量化を図るために鋳造基体に代つて打抜き加
工やエキスパンド加工により格子部を形成した基
体を用いることが検討されている。いずれの基体
を用いるにしても、従来の極板では1枚の基体の
両面に活物質を充填していたゝめ活物質が脱落し
易く、電池の寿命が短くなる欠点があつた。特に
Pb−Ca系合金シートはインゴツトを圧延して作
るため、このシートにエキスパンド加工または打
抜き加工を施して格子部を形成した極板基体は表
面が平滑であるため活物質が脱落し易い傾向があ
つた。 本発明の目的は、活物質の脱落を防止できるよ
うにした鉛蓄電池用極板及びその製造方法を提供
することにある。 本発明の極板は、極板基体にカーボン繊維布を
重合させて該重合体の一方の半部側にカーボン繊
維布を内側にして他方の半部を折返し、両半部間
及び各半部の基体格子部に活物質を充填した構造
を有する。 上記の極板を製造するには、先ず格子部が形成
された極板基体にカーボン繊維布を重ね合せ、前
記基体及びカーボン繊維布の重合体の一方の半部
に活物質を充填する。次に前記重合体の他方の半
部を一方の半部側に折返し、該重合体の両半部を
接近させる方向にプレス加工することにより前記
活物質を他方の半部の基体の格子部に充填する。 上記のような構造にすれば、活物質は2枚の基
体間に挾まれる形になる上にカーボン繊維により
補強されるので、活物質の脱落が防止される。ま
た活物質と基体との接触面積が増大し、カーボン
繊維も集電に寄与するので活物質の利用率が大幅
に改善される。 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第1図は本発明で用いる極板基体1の形状の一
例を示したもので、この極板基体1はPb−Ca系
合金のシートに打抜き加工により比較的大径の孔
2と小径孔3とを規則正しく形成してこれらの孔
の間に内骨部4を残したものからなり、孔2,3
と内骨部4とにより格子部5が構成されている。
第1図に示した例では複数枚の極板を連続的に製
造するために、複数の基体1,1,…が帯状のシ
ートの形につらなつて形成され、隣り合う基体
1,1相互間には所定幅の枠骨部(孔が打抜かれ
ていない部分)6が残されている。また各基体1
の両端部(枠骨部6の長手方向に相対する両端
部)にはそれぞれ比較的幅広の枠骨部7,7が形
成されている。 本発明の方法では先ず上記の基体1,1,…の
格子部の上に第2図に一部を示したようなカーボ
ン繊維布8を重ね合せ、これらの重合体の中央よ
り片側の一方の半部1Aに第3図に斜線を施して
示したように活物質(ペースト)10を充填す
る。この場合活物質10を格子部5の各孔を通し
て各基体1の下面側に押出して該基体の下面を活
物質10で覆うように、活物質10を半部1Aの
基体の両面に十分に充填する。この場合好ましく
は、第4図aに示すように基体1の下にペースト
紙11を配置しておく。尚ペースト紙は0.03〜
0.04mm厚の紙で、通常パルプ繊維のみからなり、
これを極板とともに電池に組込んだ場合、化成後
充放電を僅かな期間行なうとバラバラに分解して
電槽下部に落下する。上記のように基体1の半部
1Aに活物質を充填した後、第4図bに示すよう
に基体1,1,…とカーボン繊維布8との重合体
の他方の半部1Bを一方の半部1A側に折り返
し、両半部1A及び1Bを活物質10を介して重
ね合せる。次に半部1Bを半部1Aに接近させる
方向にプレス加工を施して枠骨部6及び7をそれ
ぞれ重合させるとともに活物質10を半部1Bの
上側にはみ出させ、このはみ出した活物質を均一
にならして半部1Bの上面に活物質10を充填す
る。こゝで半部1Bの上面の活物質10の上に第
4図dに示すようにペースト紙11′を重ね合せ、
後の工程で活物質10が損傷を受けないようにす
ることが好ましい。 上記のようにして基体を2つ折りにしてその間
に活物質を充填した後、第1図に示した基体1,
1,…相互間の枠骨部6の中央で切断して複数の
極板に分離するとともに、幅広の枠骨部7を打抜
いてこの部分に耳部を形成し、第5図に示したよ
うに、左右両側の枠骨部12,12′と上桟部1
3と耳部14とを有する極板15を得る。このよ
うに極板を切断する際には、各切口が変形して接
合された状態になり、袋の口をふさぐ形になるた
め、活物質は極板基体1の半部1A,1B間にと
じ込められた状態になり、脱落し難くなる。 実施例では、現在市販されている蓄電池の基体
と重量を等しくするように、陽極用として厚さが
0.4mmのPb−Ca系合金シートを用い、極板の幅寸
法を市販品と同一にするように、シートの幅を
278mmとした。そしてこのシート上に仮想した10
mm四方のます形の集合からなる格子の各ます形の
中央に直径8mmの孔2をあけ、該格子の各交点に
直径3mmの孔3をあけて格子部5を形成した。 本実施例で用いたカーボン繊維布は、H2ガス
をキヤリアガスとしてベンゼン等の炭化水素を約
1100℃で熱分解することにより作つた直径約15μ
の長繊維を更に約300℃で熱処理し、これを平織
にして基体の格子部の孔より十分に小さい布目を
有する幅238mmの布としたものである。そして本
実施例では、カーボン繊維布と活物質との密着性
を良好にするために、上記のようにして得られた
布を60%HNO3で、120℃の温度で72時間の表面
処理を行ない、次いで脱脂洗浄してからフツ化鉛
浴で電解メツキを行なつて表面に鉛を付着した状
態にした。このようにして作つたカーボン繊維布
を基体の格子部の上に載せた。 本実施例において得られた極板の高さは122mm、
幅は142mmであり、第5図に示した左右両側の枠
骨部12,12′の幅は1mm、上桟部13の幅は
2mmであつた。更に耳部14の長さlは18mm、幅
dは15mmであり、極板の厚さは1.6mmであつた。
このようにして作つた極板の基体の重量は、カー
ボン繊維布の重量をも含めて、現在市販されてい
る鋳造基体と略同様であり、1枚当り約60gであ
つた。また陰極用として厚さ0.3mmのシートを使
用して、上記と同様にして厚さ1.2mmの極板を作
つた。この陰極板1枚当りの基体重量は、市販品
と略同等で、1枚当り約45gであつた。 上記のようにして製造した陰陽極板を使用した
鉛蓄電池と従来の同等の市販品(鋳造基体を用い
たもの)とについて初期性能試験及び寿命試験を
行なつた。実験に用いた電池はN50Z型で、陽極
板5枚と陰極板6枚とで1セルを構成し、1セル
当りの陽極活物質量は420g、陰極活物質量は410
gとした。初期性能試験を行なうに当り、40℃の
恒温水槽中で15.5Aの定電流を18時間通電するこ
とにより化成を行なつた。そして、化成後に5時
間率放電(25℃、9.6A放電、終止電圧10.5V)
と、9.6Aで2時間11分の放電(21AH放電)とを
行ない、これを−30℃に冷却した後300A放電
(終止電圧6.0V)を行なつて従来の市販品と上記
実施例の陰陽極板を用いたものとの初期性能比較
を行なつた。その結果は下表の通りであつた。
関するものである。 一般に鉛蓄電池用極板は、極板基体の格子部に
活物質(ペースト)を充填することにより作られ
る。従来広く用いられている極板基体はPb−Sb
系合金の鋳造基体であつたが、最近になつて、電
池のメンテナンスフリー化を図るためにPb−Ca
系合金シートが使用されるようになり、また電池
の軽量化を図るために鋳造基体に代つて打抜き加
工やエキスパンド加工により格子部を形成した基
体を用いることが検討されている。いずれの基体
を用いるにしても、従来の極板では1枚の基体の
両面に活物質を充填していたゝめ活物質が脱落し
易く、電池の寿命が短くなる欠点があつた。特に
Pb−Ca系合金シートはインゴツトを圧延して作
るため、このシートにエキスパンド加工または打
抜き加工を施して格子部を形成した極板基体は表
面が平滑であるため活物質が脱落し易い傾向があ
つた。 本発明の目的は、活物質の脱落を防止できるよ
うにした鉛蓄電池用極板及びその製造方法を提供
することにある。 本発明の極板は、極板基体にカーボン繊維布を
重合させて該重合体の一方の半部側にカーボン繊
維布を内側にして他方の半部を折返し、両半部間
及び各半部の基体格子部に活物質を充填した構造
を有する。 上記の極板を製造するには、先ず格子部が形成
された極板基体にカーボン繊維布を重ね合せ、前
記基体及びカーボン繊維布の重合体の一方の半部
に活物質を充填する。次に前記重合体の他方の半
部を一方の半部側に折返し、該重合体の両半部を
接近させる方向にプレス加工することにより前記
活物質を他方の半部の基体の格子部に充填する。 上記のような構造にすれば、活物質は2枚の基
体間に挾まれる形になる上にカーボン繊維により
補強されるので、活物質の脱落が防止される。ま
た活物質と基体との接触面積が増大し、カーボン
繊維も集電に寄与するので活物質の利用率が大幅
に改善される。 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第1図は本発明で用いる極板基体1の形状の一
例を示したもので、この極板基体1はPb−Ca系
合金のシートに打抜き加工により比較的大径の孔
2と小径孔3とを規則正しく形成してこれらの孔
の間に内骨部4を残したものからなり、孔2,3
と内骨部4とにより格子部5が構成されている。
第1図に示した例では複数枚の極板を連続的に製
造するために、複数の基体1,1,…が帯状のシ
ートの形につらなつて形成され、隣り合う基体
1,1相互間には所定幅の枠骨部(孔が打抜かれ
ていない部分)6が残されている。また各基体1
の両端部(枠骨部6の長手方向に相対する両端
部)にはそれぞれ比較的幅広の枠骨部7,7が形
成されている。 本発明の方法では先ず上記の基体1,1,…の
格子部の上に第2図に一部を示したようなカーボ
ン繊維布8を重ね合せ、これらの重合体の中央よ
り片側の一方の半部1Aに第3図に斜線を施して
示したように活物質(ペースト)10を充填す
る。この場合活物質10を格子部5の各孔を通し
て各基体1の下面側に押出して該基体の下面を活
物質10で覆うように、活物質10を半部1Aの
基体の両面に十分に充填する。この場合好ましく
は、第4図aに示すように基体1の下にペースト
紙11を配置しておく。尚ペースト紙は0.03〜
0.04mm厚の紙で、通常パルプ繊維のみからなり、
これを極板とともに電池に組込んだ場合、化成後
充放電を僅かな期間行なうとバラバラに分解して
電槽下部に落下する。上記のように基体1の半部
1Aに活物質を充填した後、第4図bに示すよう
に基体1,1,…とカーボン繊維布8との重合体
の他方の半部1Bを一方の半部1A側に折り返
し、両半部1A及び1Bを活物質10を介して重
ね合せる。次に半部1Bを半部1Aに接近させる
方向にプレス加工を施して枠骨部6及び7をそれ
ぞれ重合させるとともに活物質10を半部1Bの
上側にはみ出させ、このはみ出した活物質を均一
にならして半部1Bの上面に活物質10を充填す
る。こゝで半部1Bの上面の活物質10の上に第
4図dに示すようにペースト紙11′を重ね合せ、
後の工程で活物質10が損傷を受けないようにす
ることが好ましい。 上記のようにして基体を2つ折りにしてその間
に活物質を充填した後、第1図に示した基体1,
1,…相互間の枠骨部6の中央で切断して複数の
極板に分離するとともに、幅広の枠骨部7を打抜
いてこの部分に耳部を形成し、第5図に示したよ
うに、左右両側の枠骨部12,12′と上桟部1
3と耳部14とを有する極板15を得る。このよ
うに極板を切断する際には、各切口が変形して接
合された状態になり、袋の口をふさぐ形になるた
め、活物質は極板基体1の半部1A,1B間にと
じ込められた状態になり、脱落し難くなる。 実施例では、現在市販されている蓄電池の基体
と重量を等しくするように、陽極用として厚さが
0.4mmのPb−Ca系合金シートを用い、極板の幅寸
法を市販品と同一にするように、シートの幅を
278mmとした。そしてこのシート上に仮想した10
mm四方のます形の集合からなる格子の各ます形の
中央に直径8mmの孔2をあけ、該格子の各交点に
直径3mmの孔3をあけて格子部5を形成した。 本実施例で用いたカーボン繊維布は、H2ガス
をキヤリアガスとしてベンゼン等の炭化水素を約
1100℃で熱分解することにより作つた直径約15μ
の長繊維を更に約300℃で熱処理し、これを平織
にして基体の格子部の孔より十分に小さい布目を
有する幅238mmの布としたものである。そして本
実施例では、カーボン繊維布と活物質との密着性
を良好にするために、上記のようにして得られた
布を60%HNO3で、120℃の温度で72時間の表面
処理を行ない、次いで脱脂洗浄してからフツ化鉛
浴で電解メツキを行なつて表面に鉛を付着した状
態にした。このようにして作つたカーボン繊維布
を基体の格子部の上に載せた。 本実施例において得られた極板の高さは122mm、
幅は142mmであり、第5図に示した左右両側の枠
骨部12,12′の幅は1mm、上桟部13の幅は
2mmであつた。更に耳部14の長さlは18mm、幅
dは15mmであり、極板の厚さは1.6mmであつた。
このようにして作つた極板の基体の重量は、カー
ボン繊維布の重量をも含めて、現在市販されてい
る鋳造基体と略同様であり、1枚当り約60gであ
つた。また陰極用として厚さ0.3mmのシートを使
用して、上記と同様にして厚さ1.2mmの極板を作
つた。この陰極板1枚当りの基体重量は、市販品
と略同等で、1枚当り約45gであつた。 上記のようにして製造した陰陽極板を使用した
鉛蓄電池と従来の同等の市販品(鋳造基体を用い
たもの)とについて初期性能試験及び寿命試験を
行なつた。実験に用いた電池はN50Z型で、陽極
板5枚と陰極板6枚とで1セルを構成し、1セル
当りの陽極活物質量は420g、陰極活物質量は410
gとした。初期性能試験を行なうに当り、40℃の
恒温水槽中で15.5Aの定電流を18時間通電するこ
とにより化成を行なつた。そして、化成後に5時
間率放電(25℃、9.6A放電、終止電圧10.5V)
と、9.6Aで2時間11分の放電(21AH放電)とを
行ない、これを−30℃に冷却した後300A放電
(終止電圧6.0V)を行なつて従来の市販品と上記
実施例の陰陽極板を用いたものとの初期性能比較
を行なつた。その結果は下表の通りであつた。
【表】
次に寿命試験においては、200A×1secの放電
と1secの休止とを3回行なつた後25A制限15V定
電圧充電を11分、10A定電流放電を16.5分行ない
2.4分の休止を行なう1サイクル30分のパターン
を1日48回行なう試験と、24hごとに45℃と−15
℃の熱サイクルを繰返す試験とを組合せて行なつ
た。そして240サイクル毎に両者の劣化の程度を
比較した。このサイクル寿命試験の結果は第6図
に示す通りで、同図において曲線aは本発明の極
板を使つた場合、曲線bは従来の極板を使つた場
合である。また直線cは寿命判定線である。この
第6図より、本発明の極板を用いた場合、寿命が
大幅に延びることが判る。 上記の説明では、打抜きにより格子部を形成し
た基体を用いたが、エキスパンド加工により格子
部を形成した基体或いは鋳造による基体を用いる
こともできるのは勿論である。 以上の通り、本発明の極板によれば、活物質が
基体の折返された半部間に挾まれて保持され、し
かもカーボン繊維布で活物質が補強されるため、
基体から活物質が脱落するのを防止することがで
き、電池の寿命を延ばすことができる。特に、重
合体の両半部間及び各半部の格子部に活物質が充
填されているので、活物質と基体との接触面積が
従来の略2倍になり、しかもカーボン繊維が集電
にも寄与するため、活物質の利用率を増大させて
電池の容量の低下を抑制することができる。 また本発明の製造方法によれば、活物質を重合
体の一方の半部に充填し、重合体の他方の半部を
折返し両半部を接近させる方向にプレス加工する
ことにより、重合体の他方の半部の格子部に活物
質を充填するので、両半部に活物質を確実に充填
して、活物質と基体との接触面積を従来の略2倍
にすることができる極板を簡単に製造することが
できる。
と1secの休止とを3回行なつた後25A制限15V定
電圧充電を11分、10A定電流放電を16.5分行ない
2.4分の休止を行なう1サイクル30分のパターン
を1日48回行なう試験と、24hごとに45℃と−15
℃の熱サイクルを繰返す試験とを組合せて行なつ
た。そして240サイクル毎に両者の劣化の程度を
比較した。このサイクル寿命試験の結果は第6図
に示す通りで、同図において曲線aは本発明の極
板を使つた場合、曲線bは従来の極板を使つた場
合である。また直線cは寿命判定線である。この
第6図より、本発明の極板を用いた場合、寿命が
大幅に延びることが判る。 上記の説明では、打抜きにより格子部を形成し
た基体を用いたが、エキスパンド加工により格子
部を形成した基体或いは鋳造による基体を用いる
こともできるのは勿論である。 以上の通り、本発明の極板によれば、活物質が
基体の折返された半部間に挾まれて保持され、し
かもカーボン繊維布で活物質が補強されるため、
基体から活物質が脱落するのを防止することがで
き、電池の寿命を延ばすことができる。特に、重
合体の両半部間及び各半部の格子部に活物質が充
填されているので、活物質と基体との接触面積が
従来の略2倍になり、しかもカーボン繊維が集電
にも寄与するため、活物質の利用率を増大させて
電池の容量の低下を抑制することができる。 また本発明の製造方法によれば、活物質を重合
体の一方の半部に充填し、重合体の他方の半部を
折返し両半部を接近させる方向にプレス加工する
ことにより、重合体の他方の半部の格子部に活物
質を充填するので、両半部に活物質を確実に充填
して、活物質と基体との接触面積を従来の略2倍
にすることができる極板を簡単に製造することが
できる。
第1図は本発明で用いる基体の一部を示す平面
図、第2図は本発明で用いるカーボン繊維布の一
部を示す平面図、第3図は本発明の極板を製造す
る一工程において基体とカーボン繊維布との重合
体の半部に活物質を充填した状態を示す平面図、
第4図a乃至dは本発明の極板を製造する工程を
順を追つて示した断面図、第5図は本発明の極板
の正面図、第6図は寿命試験の結果を示す線図で
ある。 1……極板基体、5……格子部、8……カーボ
ン繊維布、10……活物質。
図、第2図は本発明で用いるカーボン繊維布の一
部を示す平面図、第3図は本発明の極板を製造す
る一工程において基体とカーボン繊維布との重合
体の半部に活物質を充填した状態を示す平面図、
第4図a乃至dは本発明の極板を製造する工程を
順を追つて示した断面図、第5図は本発明の極板
の正面図、第6図は寿命試験の結果を示す線図で
ある。 1……極板基体、5……格子部、8……カーボ
ン繊維布、10……活物質。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 格子部を有する極板基体にカーボン繊維布が
重合されて該基体とカーボン繊維布との重合体の
一方の半部側にカーボン繊維布を内側にして該重
合体の他方の半部が折返され、前記重合体の両半
部間及び各半部の基体の格子部に活物質が充填さ
れていることを特徴とする鉛蓄電池用極板。 2 格子部を有する極板基体の上にカーボン繊維
布を重ね合せる工程と、前記基体及びカーボン繊
維布の重合体の一方の半部に活物質を充填する工
程と、前記重合体の他の半部を前記一方の半部側
に折返す工程と、前記重合体の両半部を接近させ
る方向にプレス加工することにより前記活物質を
他方の半部の基体の格子部に充填する工程とを行
なうことを特徴とする鉛蓄電池用極板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57101770A JPS58218757A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 鉛蓄電池用極板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57101770A JPS58218757A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 鉛蓄電池用極板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218757A JPS58218757A (ja) | 1983-12-20 |
| JPH0360155B2 true JPH0360155B2 (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=14309449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57101770A Granted JPS58218757A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 鉛蓄電池用極板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58218757A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4840365A (ja) * | 1971-09-23 | 1973-06-13 | ||
| JPS5740863A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Manufacture of plate with separator for storage battery |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP57101770A patent/JPS58218757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58218757A (ja) | 1983-12-20 |
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