JP7794326B2 - 仕切部材と組電池及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、重ね並べた単電池の周囲にラップフィルムを巻き付けて単電池群を束ねることにより、単電池の位置ずれを防止する技術が知られている(例えば特許文献2参照)。
〔1〕 表面が外装体で覆われ、この外装体はその表面に前記単電池と接触する接触部を有し、
前記接触部は密着性が出現したオン状態と出現していないオフ状態に遷移可能である仕切部材。
〔2〕 多孔質体、水、及びこれらを収容する外装体を備え、この外装体表面に被接触体と密着する接触部が設けられた仕切部材。
〔3〕 接触部の、密着性のオフ状態に対する密着性のオン状態の剥離強度の比率が1.5~1000である前記〔1〕又は〔2〕に記載の仕切部材。
〔4〕 接触部の密着性が水の接触によりオン状態になる前記〔1〕から〔3〕の何れかに記載の仕切部材。
〔5〕 接触部の密着性が乾燥によりオフ状態になる前記〔1〕から〔4〕の何れかに記載の仕切部材。
〔6〕 接触部が0.001~1.0N/10mmの剥離強度を有する前記〔1〕から〔5〕の何れかに記載の仕切部材。
〔7〕 接触部が0.001N/10mm以上0.010N/10mm未満の剥離強度を有する前記〔1〕から〔6〕の何れかに記載の仕切部材。
〔8〕 接触部が水溶性樹脂を含む前記〔1〕から〔7〕の何れかに記載の仕切部材。
〔9〕 単電池の表面に仕切部材を装着したときの接触部の剥離強度が仕切部材の曲げ強度よりも小さくなるように前記接触部が設けられた前記〔1〕から〔8〕の何れかに記載の仕切部材。
〔10〕 仕切部材の片面に接触部を有する前記〔1〕から〔9〕の何れかに記載の仕切部材。
〔11〕 前記接触部は、当該接触部が設けられた仕切部材表面の少なくとも50%以上の面積に形成された層である前記〔1〕から〔10〕の何れかに記載の仕切部材。
〔12〕 前記接触部は、当該接触部が設けられた仕切部材表面の少なくとも50%以上の面積に形成された層であり、前記層の厚みが0.1~20μmである前記〔1〕から〔10〕の何れかに記載の仕切部材。
〔13〕 複数の単電池と、各電池間に配置された前記〔1〕から〔12〕の何れかに記載の複数の仕切部材とを備えた構成を有する組電池。
〔14〕 片側の表面に前記〔1〕から〔12〕の何れかに記載の仕切部材が装着された単電池が前記仕切部材を挟んで重ね並べられた構成を有する組電池。
〔15〕 単電池の表面に前記〔1〕から〔12〕の何かに記載の仕切部材を接触させて装着する工程と、
前記仕切部材と単電池が重ね並べてなる単電池群を拘束して当該電池群を支持する筐体内に収納する工程とを含む組電池の製造方法。
〔16〕 単電池への仕切部材の装着位置を調整する工程と、を含む前記〔15〕に記載の組電池の製造方法。
〔17〕 仕切部材の接触部に水分を接触させる工程を含む前記〔15〕又は〔16〕に記載の組電池の製造方法。
〔18〕 前記〔1〕から〔12〕に記載の仕切部材の接触状態をオン状態にして、単電池表面に密着させる方法。
〔19〕 前記〔1〕から〔12〕に記載の仕切部材の接触状態をオフ状態にして、単電池表面から脱着させる方法。
〔1〕 組電池内に収納される複数の単電池の各単電池間を仕切る仕切部材であって、
当該仕切部材はその表面に前記単電池と接触する接触部が設けられ、この接触部を介して前記単電池の表面に対して着脱可能である仕切部材。
〔2〕 接触部は密着性が出現したオン状態と出現していないオフ状態に遷移可能である、前記〔1〕に記載の仕切部材。
〔3〕 接触部の、密着性のオフ状態に対する密着性のオン状態の剥離強度の比率が1.5~1000である、前記〔2〕に記載の仕切部材。
〔4〕 接触部の密着性が水の接触によりオン状態になる、前記〔2〕又は〔3〕に記載の仕切部材。
〔5〕 接触部の密着性が乾燥によりオフ状態になる、前記〔2〕から〔4〕の何れかに記載の仕切部材。
〔6〕 接触部が0.001~1.0N/10mmの剥離強度を有する、前記〔1〕から〔5〕の何れかに記載の仕切部材。
〔7〕 接触部が0.001N/10mm以上0.010N/10mm未満の剥離強度を有する、前記〔1〕から〔6〕の何れかに記載の仕切部材。
〔8〕 接触部が水溶性樹脂を含む、前記〔1〕から〔7〕の何れかに記載の仕切部材。
〔9〕 単電池の表面に仕切部材を装着したときの接触部の剥離強度が仕切部材の曲げ強度よりも小さくなるように前記接触部が設けられた、前記〔1〕から〔8〕の何れかに記載の仕切部材。
〔10〕 仕切部材の片面に接触部を有する、前記〔1〕から〔9〕の何れかに記載の仕切部材。
〔11〕 前記接触部は、当該接触部が設けられた仕切部材表面の少なくとも50%以上の面積に形成された層である、前記〔1〕から〔10〕の何れかに記載の仕切部材。
〔12〕 前記層の厚みが0.1~20μmである、前記〔11〕に記載の仕切部材。
〔13〕 複数の単電池と、各電池間に配置された前記〔1〕から〔12〕の何れかに記載の複数の仕切部材とを備えた構成を有する組電池。
〔14〕 片側の表面に前記〔1〕から〔12〕の何れかに記載の仕切部材が装着された単電池が前記仕切部材を挟んで重ね並べられた構成を有する組電池。
〔15〕 単電池の表面に前記〔1〕から〔12〕の何かに記載の仕切部材を接触させて装着する工程と、
前記仕切部材と単電池が重ね並べてなる単電池群を拘束して当該電池群を支持する筐体内に収納する工程と、含む組電池の製造方法。
〔16〕 単電池への仕切部材の装着位置を調整する工程を含む前記〔15〕に記載の組電池の製造方法。
〔17〕 仕切部材の接触部に水分を接触させる工程を含む前記〔15〕又は〔16〕に記載の組電池の製造方法。
〔18〕 前記〔1〕から〔12〕に記載の仕切部材の接触状態をオン状態にして、単電池表面に密着させる方法。
〔19〕 前記〔1〕から〔12〕に記載の仕切部材の接触状態をオフ状態にして、単電池表面から脱着させる方法。
本発明の他の一態様は、多孔質体、液体、及びこれらを収容する外装体を有してなる仕切部材であり、外装体表面に非接触体と密着する接触部を有することを特徴とする仕切部材である。
前記仕切部材は、組電池内に重ね並べるなどして収納される複数の単電池の各単電池間、単電池及び単電池以外の電池部材、又は単電池以外の電池部材間を仕切ることができる。
また、前記仕切部材は、その表面に単電池又は単電池以外の電池部材が接触する接触部が設けられ、この接触部を介して単電池の表面に対して着脱可能である。
また、前記接触部は仕切部材に含まれる多孔質体に対して外装体より外側にある。
これによれば、単電池に仕切部材を重ね合わせる際に、仕切部材の表面に設けられた接触部を単電池の表面に接合させることにより、単電池の表面に仕切部材を定着させることができ、また、単電池から仕切部材が分離する向きに両部材間に力を加えることで、単電池から仕切部材を取り外すことができる。
単電池に対して仕切部材が着脱自在なので、単電池に仕切部材を装着し、これを列状に並べて単電池群からなるモジュールを組み立てる際に、単電池と仕切部材の位置ずれが見つかったときに、一旦位置がずれている単電池から仕切部材を分離させてから、再度適正な位置に装着するという簡易な操作で位置ずれを直すことが可能である。仕切部材を適正な位置に装着して単電池に定着固定させる前に、前記接触部を介して仕切部材を単電池に仮貼り付けしておくことも可能である。
仕切部材はその表面に設けた接触部を介して単電池に装着させることができるので、両部材を貼り合わすための両面接着テープやラップフィルムなどのプラスチック材料は不要であり、単電池に仕切部材を定着させる操作を簡便に行うことが可能であり、前記モジュール及び組電池の組み立てる作業性の向上と効率化を図ることができる。
ここで、前記「密着性が出現したオン状態」とは、電池への取り付け時に特定の剥離強度を有し、電池への貼り付け可能である状態をいい、「出現していないオフ状態」とは、密着性がオン状態とは異なる状態をいう。また、「密着性が出現したオン状態と出現していないオフ状態に遷移可能」とは、特定の操作を経ることで上記オン状態をオフ状態に、オフ状態をオン状態に切り替えることが可能であることをいう。
また、「密着」とは、物同士の界面、つまり表面を共有した状態をいい、接触部及び被着体間の接触、粘着並びに接着をいう。
また、前記接触部の密着性が乾燥によりオフ状態になるように形成することができる。
また、前記接触部は、0.001~0.10N/10mmの剥離強度を有するように形成することができる。さらに、前記接触部は、0.001N/10mm以上0.010N/10mm未満の剥離強度を有するように形成することができる。
前記接触部は、水溶性樹脂を含む材料により形成することができる。
また、前記接触部は、水溶性樹脂を含む層により形成することもでき、さらにポリビニルアルコールを含む層により形成することもできる。
この場合、水溶性樹脂は水に固化の過程で被着面との界面を形成することで密着性を発現し得る。
この場合に前記層の厚みは0.1~20μmに設けることが好ましく、0.1~10μmに設けることがより好ましい。
熱伝導率を効果的に切り替える観点で、仕切部材の表面平均温度が25℃の場合、前記接触部の厚み方向の熱伝導率が0.5W/m・K以上であり、且つ仕切部材の熱伝導率が0.25W/m・K未満である ことが好ましい。
仕切部材の表面平均温度が25℃の場合、前記接触部の厚み方向の熱伝導率が0.5W/m・K以上であり、且つ仕切部材の単位面積あたりの熱抵抗が3.0×10―3K/W未満であることが好ましい。
前記「表面平均温度」とは、スペーサ表面における発熱体と接触する任意の3点の平均温度を意味する。
また、前記構成の組電池は、片側の表面に前記構成の仕切部材が装着された単電池が、前記仕切部材を挟んで重ね並べられた構成を有することを特徴とする。
前記仕切部材と単電池を重ね並べてなる単電池群を拘束して当該電池群を支持する筐体内に収納する工程と、を含むことを特徴とする。
また、前記の製造方法は、単電池への仕切部材の装着位置を調整する工程を含むことを特徴とする。
また、前記の製造方法は、単電池に接触した仕切部材を装着後に脱着し、再度装着する工程を含むことを特徴とする。
また、単電池への装着前に仕切部材の接触部に水分を接触させる工程を含むことを特徴とする。
また、単電池への装着後に仕切部材の接触部に水分を接触させる工程を含むことを特徴とする。
また、仕切部材の接着方法は、仕切部材の接触部をオン状態にして、単電池の表面に密着させることを含む。
また、仕切部材の脱着方法は、仕切部材の接触部をオフ状態にして、単電池の表面から脱着させることを含む。
図示した仕切部材1は、液体を保持することが可能な多孔質体2を前記液体とともに、外装体3の内部に封入して構成されている。
詳しくは、仕切部材1は、前記外装体3が樹脂層と金属層を含む複層シート31,31の縁部同士が帯状にシールされて形成された封止部32を有し、外装体3の片面に接触部4が設けられ、この接触部4を介して後述する単電池7の表面に対して着脱し得るように設けられた構成を有する。この封止部32で囲われた内部空間に前記多孔質体2と液体が封入されていてもよい。
仕切部材1は、図1に示されるように、適宜な厚みを有する平板状、或いはシート状に形成されている。仕切部材1は、その厚み方向において、組電池を構成する単電池間、或いは組電池を構成する単電池と単電池以外の部材、例えば単電池と仕切部材を収容する筐体の壁面とを仕切るために使用される。
本発明の一態様における仕切部材は、多孔質体、液体、及びこれらを収容する包材である外装体を備え得る。多孔質体は通常、低い熱伝導率をもつ。仕切部材に含まれる多孔質体は、液体に浸漬され、その空隙が液体で満たされることで熱伝導率が増加する。よって、仕切部材の熱伝導率は、多孔質体そのものの熱伝導率より高くすることができる。
また、前記仕切部材は、ある温度において内部の液体が消失することで、その熱伝導率を低下させることができる。
この熱伝導率の変化率を大きくする観点で、前記多孔質体は断熱材であることが好ましい。
多孔質体は、液体を保持することが可能なものであり、通常、弾性を有する。
弾性を有する多孔質体は、単電池の熱膨張により、厚み方向に収縮又は変形する。図1に示される例では、多孔質体2は、横長な矩形を呈する平板状又はシート状に形成されている。多孔質体2は、これよりも大きな矩形平板状又はシート状の外装体3の内部に液体とともに収容され、外装体3の封止部32で囲われた内部に封止されている。
外装体内に収容される多孔質体に保持させる液体は、熱伝導性を有し、単電池からの発熱を、効率よく近隣の単電池に移動させることができるものであればよい。また、液体としては常圧(1気圧)における沸点が80℃以上250℃以下の液体が好ましく、常圧における沸点が100℃以上150℃以下の液体がさらに好ましい。液体は、気化熱が大きい点、および汎用的に入手が可能である点から水が特に好ましい。
液体に用いることのできるケトン類としては、エチルメチルケトン、ジエチルケトン等が挙げられる。これらは1種のみでも、2種以上の混合物として用いることもできる。
外装体3は、図1に示されるように、対向配置された平面矩形状の二枚の積層シート31,31の周縁部同士が帯状にシールされて形成された封止部32で囲われた密閉された内部空間に前記液体を保持した多孔質体2を収容する。
金属層の厚みは特段の制限はないが、透湿度の確保、及び、ピンホール発生の抑制の観点から、5μm以上であることが好ましく、8μm以上であることがさらに好ましく、12μm以上であることがより好ましい、また、フレキシブル性担保の観点から、50μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることがさらに好ましい。
シーラント樹脂層の厚みは特段の制限はないが、シール性を確保する観点から、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、30μm以上とすることがさらに好ましい。また、フレキシブル性を担保するためには、120μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることがさらに好ましい。
外装体の厚みは特に限定されないが、上記の各層の厚みを勘案し、機械的強度の観点から、30μm以上であることが好ましく、45μm以上であることがより好ましく、65μm以上とすることがさらに好ましい。また、フレキシブル性を担保するためには、280μm以下であることが好ましく、210μm以下であることがより好ましく、150μm以下であることがさらに好ましい。
接触部4は、図1に示されるように、平板状或いはシート状に形成された仕切部材1の片側の側面の外装体3の表面に設けられており、この接触部4を介して組電池の表面に単電池の表面に対して仕切部材1を着脱し得るようになっている。
このような材料であれば、乾燥させた状態では非密着性であるが、水分の付与により水溶性樹脂が再度溶解或いは膨潤することで密着性を発現する機能を有するので好ましい。
前記剥離強度は、任意の被着体に対する剥離強度であることが好ましく、単電池の外装体表面に対する剥離強度であることがより好ましい。
被着体と密着しないため位置決めが容易である観点から、オン状態の剥離強度は、0.01~0.8N/10mmが好ましく、0.01~0.5N/10mmがより好ましい。
また、オフ状態の剥離強度は、被着体と前記接触部が接触していない、23℃及び露点-80℃の環境で3日以上乾燥させた場合に前記測定を行って得ることができる。フィルム運搬時のフィルム同士のブロッキングを防止できる観点から、0.001N/10mm以上0,01N/10mm未満の剥離強度を有することが好ましい。
水溶性樹脂としては、再湿接着剤としての機能を有していれば特に制限されないが、酸化でんぷん、エーテル化でんぷん等の各種でんぷん類、にかわ、アラビアゴム、トラガントゴム、デキストリン、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等のポリビニルエーテル類、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ビスコース等のセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、カゼイン、ゼラチン、アルギン酸ソーダなどを用いることができる。その中でも接着性の観点からポリビニルアルコールが特に好ましい。
上記の材料を用いることにより、仕切部材を単電池の表面に定着させ得る密着性を接触部4に持たせることができる。
接触部4の剥離強度が仕切部材の曲げ強度よりも小さければ、単電池から分離するときに、仕切部材を変形させることなく分離させることが可能である。
前記層が50%以上の面積で形成されていれば、接触部を有するフィルムが撓むことによる被着体への不均一な密着を緩和することできるため十分な密着力を確保できる観点であり好ましい。
前記層の厚みが、前記下限値以上であると、フィルム運搬時のフィルム同士のブロッキング防止できる観点から好ましく、一方、前記上限値以下であると、被着体との密着性を十分に確保できる観点から好ましい。前記範囲から外れると接触部の塗布抜けや厚み不均一性を引き起こす場合がある。
また、前記接触部4を有しない外装体の周縁部同士を帯状にシールして形成した後、前記接触部4を設けることもできる。
単電池に対して仕切部材1が着脱自在なので、単電池群からなるモジュールを組み立てる際に、単電池と仕切部材1の位置ずれが見つかったときに、一旦位置がずれている単電池から仕切部材1を分離させてから、再度適正な位置に装着するという簡易な操作で位置ずれを直すことが可能であり、前記モジュール及び組電池の組み立てる作業性の向上と効率化を図ることができる。
また、単電池に装着された仕切部材1は、単電池の発熱を受けて仕切部材1の内圧が上昇し、これに伴って仕切部材1が開封に至らしめられ、内部の液体を外部に噴出することにより、仕切部材1の内部に封入された多孔質体2の熱抵抗が切り替わって高い熱抵抗を発揮し、これにより、当該仕切部材1に接する異常な温度上昇を生じた単電池を冷却すると同時に、隣接する単電池への熱伝導を抑えることが可能である。
図2は前記構成の仕切部材1で単電池間を区画した組電池の構成の一例、図3は組電池を構成する単電池の構成の一例をそれぞれ示している。
単電池7は、例えば、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極及び負極、並びに電解質を備えるリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池以外に、リチウムイオン全固体電池、リチウムポリマー電池、リチウム金属電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池、全樹脂電池、ナトリウム硫黄電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等の二次電池を適用し得る。
複数の組電池を電気的に直列乃至は並列、又は直列と並列の組み合わせによって接続されることにより大型の組電池を構成することもできる。この場合、大型の組電池は、内部の組電池間に仕切部材1と同様の構成を有する仕切部材を配置するものであってもよい。
製作過程において、単電池7への仕切部材1の装着位置を調整する工程や、仕切部材6の接触部4が水溶性樹脂を含む層を設けたものである場合に、この層に水分を接触させて密着性を出現させる工程、又は単電池7に仕切部材1を装着する工程を含んでいてもよい。
単電池が異常発熱した際にシール部が昇温して破裂が生じやすくするためには、隣接する単電池の仕切部材への接触面に仕切部材のシール部が重なるようにシール部の幅が設定されていること、シール部の内縁より内側がすべて隣接する単電池の仕切部材への接触面よりも内側に位置する寸法であること、が望ましい。
アルミラミネートフィルム(保護樹脂層として厚み15μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(外側)、金属層として厚み12μmのアルミ層、シーラント樹脂層として厚み30μmの線状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(内側)、各層の層間に厚み5μmのポリウレタン系接着剤層を含む総厚み67μm)からなる外装体を用いてサンプルの仕切部材を作製した。
サンプルの仕切部材の周囲寸法は145mm×90mm、内部に封入する多孔質シートからなる内包体(バーミキュライトシート;厚さ1mm)のサイズは112mm×58mmとし、この内包体を5枚重ねて若干の水を封入して前記内部空間配置部の厚さが5mm、サンプル全体の重量が20gとなるように形成した。
上記条件で作製したサンプルの仕切部材について、これを単電池表面に装着したときの密着性がどれ程となるかの試験を行った。
試験は、仕切部材の片側面にスポンジでなるべく均一に水を付け、この水を付けた側を単電池に見立てたアルミ板に押し当て、180°反転さて(押し当てた面を上方、仕切部材が下方となるように向けて)、落下に要する時間を測定して密着性を評価した。なお、スポンジで塗布する水分量は10mgとした。
前記作製したサンプルの仕切部材の片側の表面に、ポリビニルアルコール(製品名;ゴーセノールGH-17R、三菱ケミカル株式会社製)の水溶液を塗布し、80℃の乾燥器内で5分間乾燥することで厚み1μmの密着層からなる接触部を形成した。
前記仕切部材について、接触部に10mgの水を塗布して、前記試験を行った。結果を表1に示す。
密着層の厚みを3μmとする以外、実施例1と同じ条件で仕切部材を作製し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
密着層の厚みを0.5μmとする以外、実施例1と同じ条件で仕切部材を作製し、同様の試験を行った。結果を表1に示す。
密着層の厚みを1μmとする以外、実施例1と同じ条件で仕切部材を作製し、接触部に5mgの水を塗布して同様の試験を行った。結果を表1に示す。
さらに、「X以上」(Xは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「好ましくはYより小さい」の意を包含する。
Claims (14)
- 組電池内に複数の単電池とともに収納されて各単電池間を仕切る仕切部材であって、表面が外装体で覆われ、この外装体はその表面に前記単電池と接触する接触部を有し、前記接触部は密着性が出現したオン状態と出現していないオフ状態に遷移可能であるとともに、前記密着性が出現したオン状態における前記接触部が0.001~0.8N/10mmの剥離強度を有し、且つ当該剥離強度が仕切部材の曲げ強度よりも小さくなるように前記接触部が設けられ、前記接触部を介して単電池の表面に対して着脱可能に構成された仕切部材。
- 組電池内に複数の単電池とともに収納されて各単電池間を仕切る仕切部材であって、表面が外装体で覆われ、この外装体はその表面に単電池と接触する接触部を有し、前記接触部は密着性が出現したオン状態と出現していないオフ状態に遷移可能であるとともに、前記密着性が出現したオン状態における前記接触部が0.001~0.8N/10mmの剥離強度を有し、且つ当該接触部は仕切部材表面の少なくとも50%以上の面積に形成された層であり、前記層の厚みが0.1~20μmである仕切部材。
- 多孔質体、水、及びこれらを収容する外装体を備え、この外装体表面に被接触体と密着する接触部が設けられた請求項1に記載の仕切部材。
- 多孔質体、水、及びこれらを収容する外装体を備え、この外装体表面に被接触体と密着する接触部が設けられた請求項2に記載の仕切部材。
- 接触部の、密着性のオフ状態に対する密着性のオン状態の剥離強度の比率が1.5~1000である請求項1又は2に記載の仕切部材。
- 接触部の密着性が水の接触によりオン状態になる請求項1又は2に記載の仕切部材。
- 接触部の密着性が乾燥によりオフ状態になる請求項1又は2に記載の仕切部材。
- 接触部が水溶性樹脂を含む請求項1又は2に記載の仕切部材。
- 仕切部材の片面に接触部を有する請求項1又は2に記載の仕切部材。
- 前記接触部は、当該接触部が設けられた仕切部材表面の少なくとも50%以上の面積に形成された層であり、前記層の厚みが0.1~20μmである請求項1に記載の仕切部材。
- 複数の単電池と、各電池間に配置された請求項1又は2に記載の複数の仕切部材とを備えた構成を有する組電池。
- 片側の表面に請求項1又は2に記載の仕切部材が装着された単電池が前記仕切部材を挟んで重ね並べられた構成を有する組電池。
- 単電池の表面に請求項1又は2に記載の仕切部材を接触させて装着する工程と、
前記仕切部材と単電池が重ね並べてなる単電池群を拘束して当該電池群を支持する筐体内に収納する工程と、を含む組電池の製造方法。 - 仕切部材の接触部に水分を接触させる工程を含む請求項13に記載の組電池の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001020510A (ja) | 1999-07-07 | 2001-01-23 | Eidai Co Ltd | 暖房床用床材 |
| JP2013075636A (ja) | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Aicello Chemical Co Ltd | ホイールカバー |
| WO2018061894A1 (ja) | 2016-09-27 | 2018-04-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池、電池モジュール及びセパレータの製造方法 |
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