JPH02260367A - 円筒型リチウム電池の製造方法 - Google Patents
円筒型リチウム電池の製造方法Info
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、帯状の正負極板を電解質を含有するセパレー
タを介して巻回してなる円筒渦巻き型電池に関するもの
である。
タを介して巻回してなる円筒渦巻き型電池に関するもの
である。
［従来技術とその課題］
円筒渦巻き型リチウム電池は、正負両極板をセパレータ
を介して、渦巻き状に巻き込んだ電極群によって構成さ
れている。また、その形成方法としては、種々の方法が
知られている１例えば、セパレータを袋状にした中に正
極合剤シートを包み込み、さらに負極板を積み重ねて、
スパイラル状に巻き回し形成した後に、電池ケース内に
収容し、これに液体電解質を注入してセパレータに含浸
させ、電池として形成させる方法が知られている。
を介して、渦巻き状に巻き込んだ電極群によって構成さ
れている。また、その形成方法としては、種々の方法が
知られている１例えば、セパレータを袋状にした中に正
極合剤シートを包み込み、さらに負極板を積み重ねて、
スパイラル状に巻き回し形成した後に、電池ケース内に
収容し、これに液体電解質を注入してセパレータに含浸
させ、電池として形成させる方法が知られている。
一般的に、渦巻き型リチウム電池は、大放電電流用途に
用いられるため、できるだけ内部抵抗を小さくすること
が必須である。そのため、セパレータとしては１例えば
、ポリプロピレンフィルムを延伸した微孔性樹脂フィル
ムなどが用いられている。
用いられるため、できるだけ内部抵抗を小さくすること
が必須である。そのため、セパレータとしては１例えば
、ポリプロピレンフィルムを延伸した微孔性樹脂フィル
ムなどが用いられている。
セパレータ部分の厚みが小さくすることにより、電解質
部分の抵抗が小さくなり、さらに、同一電池容器内に収
容する渦巻き状極板群の寸法が長くなって電極面積が大
きくなるため、放電電流の増大に有効である。
部分の抵抗が小さくなり、さらに、同一電池容器内に収
容する渦巻き状極板群の寸法が長くなって電極面積が大
きくなるため、放電電流の増大に有効である。
しかしながら、極板とセパレータを積層した後、巻き回
し工程において、セパレータにシワができて極板間の距
離を増大して内部抵抗が増大するトラブルが発生しやす
くなる。また、スパイラル状にしたのちに、液体電解質
を含浸する工程においても、内部に気泡が生成してトラ
ブルの原因となりやすい。
し工程において、セパレータにシワができて極板間の距
離を増大して内部抵抗が増大するトラブルが発生しやす
くなる。また、スパイラル状にしたのちに、液体電解質
を含浸する工程においても、内部に気泡が生成してトラ
ブルの原因となりやすい。
これらの問題点を解決するために、すでに種々の方法が
開示されており、例えば、以下のようなものがある。
開示されており、例えば、以下のようなものがある。
特開昭６０−４１７７２号（セパレータフィルムの微細
孔の長袖方向と、渦巻き電池の巻き方向を一致させる）
、＃開閉６０−７９６７２号（セパレータの端部をｇｋ
電体に溶着固定させる）、特開昭６１−７４２６７号（
セパレータ補強シートを用いる）、特開昭６２−１３９
２５３号（Ｍｎ０２の粒度を小さくそろえる）、特開昭
６３−１６４１７０号（押さえ板を用いて巻き回す）な
どが知られている。しかし、これらの方法による改善は
充分とは言えず、また、工程が煩雑となる。
孔の長袖方向と、渦巻き電池の巻き方向を一致させる）
、＃開閉６０−７９６７２号（セパレータの端部をｇｋ
電体に溶着固定させる）、特開昭６１−７４２６７号（
セパレータ補強シートを用いる）、特開昭６２−１３９
２５３号（Ｍｎ０２の粒度を小さくそろえる）、特開昭
６３−１６４１７０号（押さえ板を用いて巻き回す）な
どが知られている。しかし、これらの方法による改善は
充分とは言えず、また、工程が煩雑となる。
１７たがって、本発明の目的は、従来からの渦巻き型リ
チウム電池の製造方法を改良することにより、優れた性
能を有する渦巻き型リチウム電池の簡便な作成方法を提
供することである。
チウム電池の製造方法を改良することにより、優れた性
能を有する渦巻き型リチウム電池の簡便な作成方法を提
供することである。
本発明は、帯状の正負極板をセパレータを介して巻回し
た渦巻き状の電池であって、重合可能なモノマーあるい
はマクロマー、リチウムイオン塩を含有する液状混合物
を、微孔性樹脂フィルムからなるセパレータに含浸し、
一方の極板の両面に積層して重合ゲル化させた後に、他
方の極板を積層し巻き回して作成されたことを特徴とす
る円筒渦巻き型リチウム電池の製造方法を提案すること
により、前記の目的を達成したものである。
た渦巻き状の電池であって、重合可能なモノマーあるい
はマクロマー、リチウムイオン塩を含有する液状混合物
を、微孔性樹脂フィルムからなるセパレータに含浸し、
一方の極板の両面に積層して重合ゲル化させた後に、他
方の極板を積層し巻き回して作成されたことを特徴とす
る円筒渦巻き型リチウム電池の製造方法を提案すること
により、前記の目的を達成したものである。
本発明によれば、セパレータ用の微孔性樹脂フィルムに
、リチウムイオン塩を含み重合によりゲル化する液状混
合物を含浸させた状態で一方の極板の両面に積層しさら
に重合ゲル化させる。この工程で１両面に積層する際、
微孔性樹脂フィルムの表面は粘着性であるため、極板と
セパレータフィルムとの間の密着性が向上し、従来の微
孔性フィルムのみを極板に積層した場合に比べ、巻き回
し工程における微孔性フィルムのシワの発生などのトラ
ブルがおこりにくい、また、本発明では、液状混合物の
状態で微孔性フィルムに含浸させてから、ゲル化させる
方法であり、単に高粘度のゲル状物を含浸させる方法に
比べて、セパレータ内部に含浸されやすいので、空隙が
少なく内部抵抗も小さい。
、リチウムイオン塩を含み重合によりゲル化する液状混
合物を含浸させた状態で一方の極板の両面に積層しさら
に重合ゲル化させる。この工程で１両面に積層する際、
微孔性樹脂フィルムの表面は粘着性であるため、極板と
セパレータフィルムとの間の密着性が向上し、従来の微
孔性フィルムのみを極板に積層した場合に比べ、巻き回
し工程における微孔性フィルムのシワの発生などのトラ
ブルがおこりにくい、また、本発明では、液状混合物の
状態で微孔性フィルムに含浸させてから、ゲル化させる
方法であり、単に高粘度のゲル状物を含浸させる方法に
比べて、セパレータ内部に含浸されやすいので、空隙が
少なく内部抵抗も小さい。
本発明におけるセパレータ用の微孔性樹脂フィルムに含
浸させる液状混合物は１重合可能なモノマーあるいはマ
クロマー、リチウムイオン塩を含有しており、さらにイ
オン伝導度の向上のため必要ならば有機溶媒を加えても
よい。
浸させる液状混合物は１重合可能なモノマーあるいはマ
クロマー、リチウムイオン塩を含有しており、さらにイ
オン伝導度の向上のため必要ならば有機溶媒を加えても
よい。
リチウムイオン塩としては、ＬｉＣｌＯ４゜ＬｉＢＦ４
、ＬｉＡｓＦ６ 、ＬｉＰＦ６ 、Ｌｉ５ＣＮ、Ｌｉ
Ｉ、ＬｉＢｒなどが、例として挙げられる。
、ＬｉＡｓＦ６ 、ＬｉＰＦ６ 、Ｌｉ５ＣＮ、Ｌｉ
Ｉ、ＬｉＢｒなどが、例として挙げられる。
重合可能なモノマーおよびマクロマーとしては、アクリ
ル酸エステルやメタクリル酸エステル類があり、その例
として、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル
、アクリル酸アリール。
ル酸エステルやメタクリル酸エステル類があり、その例
として、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル
、アクリル酸アリール。
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アリー
ル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、。
酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸アリー
ル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、。
１．６−ヘキサンジオールアクリレ−）、 １．８−
ヘキサンジオールメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレートなどが挙げられる。
ヘキサンジオールメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレートなどが挙げられる。
また、アクリロイル変成ポリアルキレンオキシド類もあ
り、その例として、ジエチレングリコールモノアクリレ
ート、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチ
レングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコ
ールモノアクリレート、メトキシテトラエチレングリコ
ールモノアクリレート、フェノキシテトラエチレングリ
コールモノアクリレート、トリエチレングリコールモノ
メタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリ
レート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリ
レート、ポリエチレングリコールジメタクリレートなど
があり、あるいは上記のものでエチレングリコール構造
をプロピレングリコール構造に変えたものも用いること
ができる。
り、その例として、ジエチレングリコールモノアクリレ
ート、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチ
レングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコ
ールモノアクリレート、メトキシテトラエチレングリコ
ールモノアクリレート、フェノキシテトラエチレングリ
コールモノアクリレート、トリエチレングリコールモノ
メタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリ
レート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリ
レート、ポリエチレングリコールジメタクリレートなど
があり、あるいは上記のものでエチレングリコール構造
をプロピレングリコール構造に変えたものも用いること
ができる。
あるいは、エチレングリコール構造部分をエチレンオキ
シドとプロピレンオキシドのユニットのランダムあるい
は、ブロック共重合構造に変えたものも用いることがで
きる。
シドとプロピレンオキシドのユニットのランダムあるい
は、ブロック共重合構造に変えたものも用いることがで
きる。
あるいは、ＵＶ硬化用塗料などに用いられる反応性オリ
ゴマーあるいはポリマーなども用いることができる。例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレポリマー、アクリル変性シロキサン
、アクリル変性ポリウレタンプレポリマーなどを挙げる
ことができる。これらは、２種以上併用することができ
る。
ゴマーあるいはポリマーなども用いることができる。例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレポリマー、アクリル変性シロキサン
、アクリル変性ポリウレタンプレポリマーなどを挙げる
ことができる。これらは、２種以上併用することができ
る。
上記のリチウムイオン塩の含量としては、上記の液状混
合物中０．０１〜５０ｗｔ％、好ましくは、０．１〜３
０ｗｔ％の範囲が好ましい、上記リチウムイオンの含有
量が多すぎると過剰のリチウムイオン塩が、解離固溶化
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導性は低下す
る。また、含有量が少なすぎても、電荷キャリアーであ
る解離リチウムイオンが少なくなり、イオン伝導性は低
下する。
合物中０．０１〜５０ｗｔ％、好ましくは、０．１〜３
０ｗｔ％の範囲が好ましい、上記リチウムイオンの含有
量が多すぎると過剰のリチウムイオン塩が、解離固溶化
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導性は低下す
る。また、含有量が少なすぎても、電荷キャリアーであ
る解離リチウムイオンが少なくなり、イオン伝導性は低
下する。
有機溶媒としては４ プロピレンカーボネート。
アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボ
ネート、テトラハイドロフラン、ジメトキシエタン、ジ
メチルスルホキシド、ジオキンラン。
ネート、テトラハイドロフラン、ジメトキシエタン、ジ
メチルスルホキシド、ジオキンラン。
スルホランなどの液体電解質の成分として知られている
有機溶媒、あるいは低分子量のポリエチレングリコール
やポリプロピレングリコールおよびその共重合体などの
液状物などが例として挙げられる。
有機溶媒、あるいは低分子量のポリエチレングリコール
やポリプロピレングリコールおよびその共重合体などの
液状物などが例として挙げられる。
上記の液状混合物を微孔性樹脂フィルムからなるセパレ
ータに含浸させたのち、一方の極板の両面に積層し、加
熱あるいは活性光線を照射してゲル化させ、セパレータ
と極板を密着させる。この際に、重合ゲル化を促進する
ために、必要ならば光開始剤、あるいは、パーオキサイ
ドなどの８重合開始剤を含有しても良い、これらの含浸
、ａ層。
ータに含浸させたのち、一方の極板の両面に積層し、加
熱あるいは活性光線を照射してゲル化させ、セパレータ
と極板を密着させる。この際に、重合ゲル化を促進する
ために、必要ならば光開始剤、あるいは、パーオキサイ
ドなどの８重合開始剤を含有しても良い、これらの含浸
、ａ層。
重合ゲル化の工程は、ロールなどを用いて連続的に行う
ことができる。
ことができる。
本発明における負極活物質としては、リチウムや、リチ
ウム合金、例えば、リチウムとアルミニウム、水銀、亜
鉛などとの合金が挙げられる。これらのシート状物を集
電体として例えばステンレス網に圧着させて用いること
ができる。
ウム合金、例えば、リチウムとアルミニウム、水銀、亜
鉛などとの合金が挙げられる。これらのシート状物を集
電体として例えばステンレス網に圧着させて用いること
ができる。
また、正極活物質としては１例えば、二酸化マンカン、
三酸化モリブデン、五酸化バナジウム。
三酸化モリブデン、五酸化バナジウム。
チタンあるいはニオブの硫化物、クロム酸化物。
酸化銅など、リチウム電池の正極活物質として知られて
いるものを用いることができる。正極としては、これら
の活物質に導電剤として例えば黒鉛など、さらに必要な
らばバインダーとして、例えば、ポリテトラフルオロエ
チレンを混合して、シート状に成形して用いられる。ま
た、必要ならば、シートの形状保持のため、内部にステ
ンレス網などを補強剤として用いてもよい。
いるものを用いることができる。正極としては、これら
の活物質に導電剤として例えば黒鉛など、さらに必要な
らばバインダーとして、例えば、ポリテトラフルオロエ
チレンを混合して、シート状に成形して用いられる。ま
た、必要ならば、シートの形状保持のため、内部にステ
ンレス網などを補強剤として用いてもよい。
本発明に使用される微孔性樹脂フィルムは特に制限はな
いが、一般にフィルム厚さ５〜ｔ ｏ ｏ ｇ。
いが、一般にフィルム厚さ５〜ｔ ｏ ｏ ｇ。
空隙率３０〜９０％のものが使用される。
上記のセパレータを積層した極板に他方の極板を重ね合
わせ、蓋付の集電棒を芯棒にして、渦巻き状に巻き、筒
型の電池ケースにいれて、電解液を注液し封口すること
により、渦巻き状電池が作成される。
わせ、蓋付の集電棒を芯棒にして、渦巻き状に巻き、筒
型の電池ケースにいれて、電解液を注液し封口すること
により、渦巻き状電池が作成される。
［実施例］
実施例１
負極板は、リチウム箔をステンレス網（集電体）に圧着
したものを用いる。ポリエチレングリコールモノメタク
リレート（新中村化学製、Ｍ−９０Ｇ）２５重量部、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学製
、９Ｇ）７Ｓｆｉ量部、ジメトキシポリエチレングリコ
ール（旭電化製、０ＬＥ−４００、平均分子量２００）
５００重量部、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ交０４）１０
重量部、および、増感剤として、 ２，２−ジメトキシ
−２−フェニルアセトフェノン０．１ｉｆｉ部混合した
液体組成物を、ポリプロピレン微孔性フィルム（ヘキス
トセラニーズ製、ジュラガード２５００）に含浸させ、
上記の負極リチウム箔の画面に積層し、ＵＶランプを照
射することにより。
したものを用いる。ポリエチレングリコールモノメタク
リレート（新中村化学製、Ｍ−９０Ｇ）２５重量部、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学製
、９Ｇ）７Ｓｆｉ量部、ジメトキシポリエチレングリコ
ール（旭電化製、０ＬＥ−４００、平均分子量２００）
５００重量部、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ交０４）１０
重量部、および、増感剤として、 ２，２−ジメトキシ
−２−フェニルアセトフェノン０．１ｉｆｉ部混合した
液体組成物を、ポリプロピレン微孔性フィルム（ヘキス
トセラニーズ製、ジュラガード２５００）に含浸させ、
上記の負極リチウム箔の画面に積層し、ＵＶランプを照
射することにより。
液状混合物をゲル化させた。
正極合剤として、二酸化マンガンを７５重量部、アセチ
レンブラックを１０重量部、およびテトラフルオロエチ
レンを１５重量部混合し、これをステンレス製金網を補
強材に用いて正極シートを作成した。前記のセパレータ
で被覆した負極板に積層して巻き回し、電解液として、
プロピレンカーボネートと、 １．２−テトラフルオロ
エチレンの等容積混合物にＬｉ０文０４を１．０Ｍ／Ｌ
溶解させたものを添加し、筒型の電池ケースにいれ、直
径１７ 、０ｍｍ、高さ３３．５ｍｍｃ７）電池を作成
した。
レンブラックを１０重量部、およびテトラフルオロエチ
レンを１５重量部混合し、これをステンレス製金網を補
強材に用いて正極シートを作成した。前記のセパレータ
で被覆した負極板に積層して巻き回し、電解液として、
プロピレンカーボネートと、 １．２−テトラフルオロ
エチレンの等容積混合物にＬｉ０文０４を１．０Ｍ／Ｌ
溶解させたものを添加し、筒型の電池ケースにいれ、直
径１７ 、０ｍｍ、高さ３３．５ｍｍｃ７）電池を作成
した。
１０ケ作成したがセパレータのシワの発生などのトラブ
ルは無かった。内部抵抗をＩＫＨｚで測定したところ、
０．５２Ωであった。
ルは無かった。内部抵抗をＩＫＨｚで測定したところ、
０．５２Ωであった。
実施例２
実施例１において、液状混合物として、トリメチロール
プロパントリメタクリレート（新中村化学製）１００重
量部と、ＬｉＣ又０４をＩＭ／Ｌ溶解したプロピレンカ
ーボネート溶液を５００重量部、および、増感剤として
、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンＯ
−Ｌ重量部からなる混合物を用いた以外は、実施例１と
同様にして電池を作成した。セパレータ部のシワの発生
などのトラブルは無かった。内部抵抗は０．３４Ωであ
った。
プロパントリメタクリレート（新中村化学製）１００重
量部と、ＬｉＣ又０４をＩＭ／Ｌ溶解したプロピレンカ
ーボネート溶液を５００重量部、および、増感剤として
、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンＯ
−Ｌ重量部からなる混合物を用いた以外は、実施例１と
同様にして電池を作成した。セパレータ部のシワの発生
などのトラブルは無かった。内部抵抗は０．３４Ωであ
った。
実施例３
実施例２において、ＵＶ照射による重合ゲル化にかえて
、ベンゾイルパーオキサイドＬ１部を開始剤として添加
し、８０℃の加熱による重合でゲル化させた以外は、実
施例２と同様にして、電池を作成した。セパレータ部の
シワの発生などのトラブルは無かった。内部抵抗は０，
３６Ωであった。
、ベンゾイルパーオキサイドＬ１部を開始剤として添加
し、８０℃の加熱による重合でゲル化させた以外は、実
施例２と同様にして、電池を作成した。セパレータ部の
シワの発生などのトラブルは無かった。内部抵抗は０，
３６Ωであった。
比較例１
実施例３と同じ組成の液状混合物を８０°Ｃで加熱する
ことにより粘稠なゲル状物としてから、ポリプロピレン
微孔性フィルムに塗布含浸を試みた。
ことにより粘稠なゲル状物としてから、ポリプロピレン
微孔性フィルムに塗布含浸を試みた。
しかし、粘度が高いため、含浸が困難であり、内部の空
隙部に均一に含浸させるのは困難であった。
隙部に均一に含浸させるのは困難であった。
比較例２
実施例１において、多孔質ポリプロピレンフィルムで正
極シートを包み込み、電解質を含浸させて同様な電池を
作成したが、作成した１０ケの電池のうち３ケはセパレ
ータのシワの発生や破損などの積層工程におけるトラブ
ルが発生した。
極シートを包み込み、電解質を含浸させて同様な電池を
作成したが、作成した１０ケの電池のうち３ケはセパレ
ータのシワの発生や破損などの積層工程におけるトラブ
ルが発生した。
［発明の効果］
本発明の製造方法によると、従来の製造方法に比べて、
電池の製造時にセパレータのシワの発生。
電池の製造時にセパレータのシワの発生。
破損、気泡の巻き込み等がなく、安定した電池特性を有
する電池を、収率よ〈得ることができる。
する電池を、収率よ〈得ることができる。
特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (1)
- 帯状の正負極板をセパレータを介して巻回した渦巻き
状の電池であって、重合可能なモノマーあるいはマクロ
マー、リチウムイオン塩を含有する液状混合物を、微孔
性樹脂フィルムからなるセパレータに含浸し、一方の極
板の両面に積層して重合ゲル化させた後に、他方の極板
を積層し巻き回して作成されたことを特徴とする円筒渦
巻き型リチウム電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078092A JP2649729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 円筒型リチウム電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078092A JP2649729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 円筒型リチウム電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260367A true JPH02260367A (ja) | 1990-10-23 |
| JP2649729B2 JP2649729B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=13652217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1078092A Expired - Lifetime JP2649729B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 円筒型リチウム電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649729B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157569A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Nitto Denko Corp | 電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムとそれを用いる電池の製造方法 |
| US10403937B2 (en) | 2014-05-20 | 2019-09-03 | Dyson Technology Limited | Method of manufacturing an electrochemical cell |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-03-31 JP JP1078092A patent/JP2649729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157569A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Nitto Denko Corp | 電池用セパレータのための反応性ポリマー担持多孔質フィルムとそれを用いる電池の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2649729B2 (ja) | 1997-09-03 |
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