JPH06251774A - 円筒型電池用巻芯 - Google Patents
円筒型電池用巻芯Info
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- JPH06251774A JPH06251774A JP5038965A JP3896593A JPH06251774A JP H06251774 A JPH06251774 A JP H06251774A JP 5038965 A JP5038965 A JP 5038965A JP 3896593 A JP3896593 A JP 3896593A JP H06251774 A JPH06251774 A JP H06251774A
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- electrode body
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造コストの高騰を招くことなく、セパレー
タと巻芯との摩擦力を十分に低減して巻取り時における
セパレータの破損を抑制することができる円筒型電池用
巻芯の提供を目的としている。 【構成】 正極及び負極をセパレータを介して渦巻状に
巻回して渦巻電極体を作製する際に芯体として用いら
れ、且つ当該巻回時には上記セパレータと直接接触しつ
つ上記両極及びセパレータを巻回する一方、巻回終了後
には上記渦巻電極体から抜き取られる構成の円筒型電池
用巻芯において、前記セパレータと接触する部位の表面
には、カーボンから成る表面層１ｂが形成されているこ
とを特徴とする。
タと巻芯との摩擦力を十分に低減して巻取り時における
セパレータの破損を抑制することができる円筒型電池用
巻芯の提供を目的としている。 【構成】 正極及び負極をセパレータを介して渦巻状に
巻回して渦巻電極体を作製する際に芯体として用いら
れ、且つ当該巻回時には上記セパレータと直接接触しつ
つ上記両極及びセパレータを巻回する一方、巻回終了後
には上記渦巻電極体から抜き取られる構成の円筒型電池
用巻芯において、前記セパレータと接触する部位の表面
には、カーボンから成る表面層１ｂが形成されているこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正極及び負極をセパレ
ータを介して渦巻状に巻回する際に用いる円筒型電池用
巻芯に関する。
ータを介して渦巻状に巻回する際に用いる円筒型電池用
巻芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種の一次電池、二次電池が提案
されており、例えば、一次電池としては水銀電池，リチ
ウム電池等があり、また二次電池としては鉛蓄電池、ア
ルカリ蓄電池等がある。また、それら電池の形状として
は、ボタン型電池や円筒型電池等が提案されている。
されており、例えば、一次電池としては水銀電池，リチ
ウム電池等があり、また二次電池としては鉛蓄電池、ア
ルカリ蓄電池等がある。また、それら電池の形状として
は、ボタン型電池や円筒型電池等が提案されている。
【０００３】ここで、上記円筒型電池は、一般に、正極
及び負極をセパレータを介して渦巻状に巻回して渦巻電
極体を作製し、これを電池缶内に挿入することにより製
造していた。そして、上記渦巻電極体を作製する際に
は、巻回を円滑に行うべく、巻芯にセパレータを巻き付
け、その後セパレータを介して正極及び負極を配置し、
更に両極及びセパレータを巻回する。そして、最後に、
上記巻芯を電極体から抜き取ることにより作製してい
た。
及び負極をセパレータを介して渦巻状に巻回して渦巻電
極体を作製し、これを電池缶内に挿入することにより製
造していた。そして、上記渦巻電極体を作製する際に
は、巻回を円滑に行うべく、巻芯にセパレータを巻き付
け、その後セパレータを介して正極及び負極を配置し、
更に両極及びセパレータを巻回する。そして、最後に、
上記巻芯を電極体から抜き取ることにより作製してい
た。
【０００４】ところで、上記巻回時に用いる巻芯として
は、図１２に示すように、断面形状が略星型を成す鉄製
の巻芯２０が用いられていた。しかしながら、このよう
な鉄製の巻芯２０を用いた場合には、鉄とポリエチレン
等から成るセパレータとの摩擦力が大きくなるというこ
とに起因して、巻回後に巻芯２０を渦巻電極体から抜き
取る工程において、抜き取りが円滑に行えず、セパレー
タが破損する場合がある等の課題を有していた。そこ
で、以下に示すような提案がなされている。 セパレータと接触する巻芯部分（巻芯表面）にポリプ
ロピレン或いはガラス繊維から成るテープを貼り付ける
ような方法。 巻芯表面にシリコン離型剤を塗布するような方法。
は、図１２に示すように、断面形状が略星型を成す鉄製
の巻芯２０が用いられていた。しかしながら、このよう
な鉄製の巻芯２０を用いた場合には、鉄とポリエチレン
等から成るセパレータとの摩擦力が大きくなるというこ
とに起因して、巻回後に巻芯２０を渦巻電極体から抜き
取る工程において、抜き取りが円滑に行えず、セパレー
タが破損する場合がある等の課題を有していた。そこ
で、以下に示すような提案がなされている。 セパレータと接触する巻芯部分（巻芯表面）にポリプ
ロピレン或いはガラス繊維から成るテープを貼り付ける
ような方法。 巻芯表面にシリコン離型剤を塗布するような方法。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案では、それぞれ以下に示すような課題を有していた。 の提案の課題 巻芯表面にポリプロピレン或いはガラス繊維を貼り付け
ただけでは、巻芯とセパレータとの摩擦力を十分に低減
することができない。 の提案の課題 巻取り毎に、巻芯にシリコン離型剤を塗布する必要があ
るため、製造工程が煩雑化して、電池の製造コストが高
騰する。
案では、それぞれ以下に示すような課題を有していた。 の提案の課題 巻芯表面にポリプロピレン或いはガラス繊維を貼り付け
ただけでは、巻芯とセパレータとの摩擦力を十分に低減
することができない。 の提案の課題 巻取り毎に、巻芯にシリコン離型剤を塗布する必要があ
るため、製造工程が煩雑化して、電池の製造コストが高
騰する。
【０００６】本発明は係る現状を考慮してなされたもの
であって、製造コストの高騰を招くことなく、セパレー
タと巻芯との摩擦力を十分に低減して巻取り時における
セパレータの破損を抑制することができる円筒型電池用
巻芯の提供を目的としている。
であって、製造コストの高騰を招くことなく、セパレー
タと巻芯との摩擦力を十分に低減して巻取り時における
セパレータの破損を抑制することができる円筒型電池用
巻芯の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、正極及び負極をセパレータを介して渦巻状
に巻回して渦巻電極体を作製する際に芯体として用いら
れ、且つ当該巻回時には上記セパレータと直接接触しつ
つ上記両極及びセパレータを巻回する一方、巻回終了後
には上記渦巻電極体から抜き取られる構成の円筒型電池
用巻芯において、前記セパレータと接触する部位には、
カーボンが存在することを特徴とする。
するために、正極及び負極をセパレータを介して渦巻状
に巻回して渦巻電極体を作製する際に芯体として用いら
れ、且つ当該巻回時には上記セパレータと直接接触しつ
つ上記両極及びセパレータを巻回する一方、巻回終了後
には上記渦巻電極体から抜き取られる構成の円筒型電池
用巻芯において、前記セパレータと接触する部位には、
カーボンが存在することを特徴とする。
【０００８】
【作用】ポリプロピレン或いはガラス繊維が表面に形成
された巻芯とセパレータとの摩擦力は、鉄から成る巻芯
とセパレータとの摩擦力に比較すれば低下するものの、
未だ不十分であるのに対して、表面にカーボンが存在す
る巻芯とセパレータとの摩擦力は極めて小さくなること
を本発明者らは見出した。これは、カーボンとセパレー
タとの摩擦係数自体が小さいことに加えて、微視的にみ
ると巻芯の表面が凹凸状となっているという理由による
ものと考えられる。したがって、上記構成の如くセパレ
ータと接触する部位の表面にカーボンが存在していれ
ば、正極及び負極をセパレータを介して渦巻状に巻回し
て渦巻電極体を作製した後、巻芯を電極体から引き抜く
際、巻芯とセパレータとの摩擦力が低くなって、巻芯を
電極体から円滑に引き抜くことが可能となる。
された巻芯とセパレータとの摩擦力は、鉄から成る巻芯
とセパレータとの摩擦力に比較すれば低下するものの、
未だ不十分であるのに対して、表面にカーボンが存在す
る巻芯とセパレータとの摩擦力は極めて小さくなること
を本発明者らは見出した。これは、カーボンとセパレー
タとの摩擦係数自体が小さいことに加えて、微視的にみ
ると巻芯の表面が凹凸状となっているという理由による
ものと考えられる。したがって、上記構成の如くセパレ
ータと接触する部位の表面にカーボンが存在していれ
ば、正極及び負極をセパレータを介して渦巻状に巻回し
て渦巻電極体を作製した後、巻芯を電極体から引き抜く
際、巻芯とセパレータとの摩擦力が低くなって、巻芯を
電極体から円滑に引き抜くことが可能となる。
【０００９】また、巻芯の表面部にカーボンを配置させ
るには、カーボンをエポキシ樹脂等と混合しこれを巻芯
の芯体表面に塗布するか、或いは巻芯自体をカーボン繊
維で構成すれば良い。したがって、シリコン離型剤等を
用いた場合の如く、渦巻電極体の作製毎に巻芯に塗布す
るようなことは不要となるので、電池の製造工程が煩雑
化するようなこともない。
るには、カーボンをエポキシ樹脂等と混合しこれを巻芯
の芯体表面に塗布するか、或いは巻芯自体をカーボン繊
維で構成すれば良い。したがって、シリコン離型剤等を
用いた場合の如く、渦巻電極体の作製毎に巻芯に塗布す
るようなことは不要となるので、電池の製造工程が煩雑
化するようなこともない。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を、図１〜図１１に基づい
て、以下に説明する。 〔実施例〕図１及び図２に示すように、本発明の円筒型
電池用巻芯３は、セパレータを巻き付けるための本体部
１と、この本体部１の一端に固定された円柱状の支持部
２とから構成されている。上記本体部１は断面半円状を
成し、且つ芯部１ａは鉄から構成される一方、表面層１
ｂはカーボンを含有するような構造である。具体的に、
上記表面層１ｂの作製方法としては、カーボン粉末とエ
ポキシ樹脂とを約１：１の割合で混合したペーストを芯
部１ａの表面に塗布した後、これを加熱することにより
形成した。また、表面層１ｂの厚みは約１００μｍとし
た。
て、以下に説明する。 〔実施例〕図１及び図２に示すように、本発明の円筒型
電池用巻芯３は、セパレータを巻き付けるための本体部
１と、この本体部１の一端に固定された円柱状の支持部
２とから構成されている。上記本体部１は断面半円状を
成し、且つ芯部１ａは鉄から構成される一方、表面層１
ｂはカーボンを含有するような構造である。具体的に、
上記表面層１ｂの作製方法としては、カーボン粉末とエ
ポキシ樹脂とを約１：１の割合で混合したペーストを芯
部１ａの表面に塗布した後、これを加熱することにより
形成した。また、表面層１ｂの厚みは約１００μｍとし
た。
【００１１】尚、上記支持部２は、図示しないモータに
連結されて、回転するような構成となっている。このよ
うな構造の巻芯を、以下（Ａ1 ）巻芯と称する。ここ
で、上記構造の巻芯３を用いて円筒型電池を作製する場
合には、以下のようにして行う。
連結されて、回転するような構成となっている。このよ
うな構造の巻芯を、以下（Ａ1 ）巻芯と称する。ここ
で、上記構造の巻芯３を用いて円筒型電池を作製する場
合には、以下のようにして行う。
【００１２】先ず、２枚のポリエチレン製微多孔膜の端
部同士を溶着して袋状のセパレータ５を作製し、更に内
部にリチウム板より成る負極４を挿入する。次に、図３
に示すように、巻芯３の本体部１における平面部に、上
記セパレータ５の延出部５ａを載置する。次いで、図４
及び図５に示すように、断面半円状の他方の巻芯３（但
し、この巻芯３には支持部２が形成されていない）をセ
パレータ５の延出部５ａの上面に載置して、延出部５ａ
を一対の巻芯３で挟持する。その後、図６に示すよう
に、巻芯３の外周面がセパレータ５の延出部５ａで被覆
されるまで予備回転させた後、セパレータ５で被覆され
た巻芯３と負極４を内包するセパレータ５との間に正極
６を配置する。しかる後、巻芯３を回転させることによ
り、図７に示すような渦巻電極体７を形成する。
部同士を溶着して袋状のセパレータ５を作製し、更に内
部にリチウム板より成る負極４を挿入する。次に、図３
に示すように、巻芯３の本体部１における平面部に、上
記セパレータ５の延出部５ａを載置する。次いで、図４
及び図５に示すように、断面半円状の他方の巻芯３（但
し、この巻芯３には支持部２が形成されていない）をセ
パレータ５の延出部５ａの上面に載置して、延出部５ａ
を一対の巻芯３で挟持する。その後、図６に示すよう
に、巻芯３の外周面がセパレータ５の延出部５ａで被覆
されるまで予備回転させた後、セパレータ５で被覆され
た巻芯３と負極４を内包するセパレータ５との間に正極
６を配置する。しかる後、巻芯３を回転させることによ
り、図７に示すような渦巻電極体７を形成する。
【００１３】次いで、上記渦巻電極体７から巻芯３を引
き抜いた後、図８に示すように、上記渦巻電極体７を電
池缶８内に挿入し、更に電池缶８の開口部を蓋体９で封
口することにより電池を作製した。 〔実施例２〕本実施例２における巻芯３は、巻芯３が全
てカーボン繊維から構成されるような構造である。
き抜いた後、図８に示すように、上記渦巻電極体７を電
池缶８内に挿入し、更に電池缶８の開口部を蓋体９で封
口することにより電池を作製した。 〔実施例２〕本実施例２における巻芯３は、巻芯３が全
てカーボン繊維から構成されるような構造である。
【００１４】このような構造の巻芯を、以下（Ａ2 ）巻
芯と称する。 〔比較例１〕本比較例１における巻芯３としては、巻芯
３が全て鉄から構成される（即ち、実施例１とは表面層
１ｂが無い点で異なる）ような構造である。このような
構造の巻芯を、以下（Ｘ1 ）巻芯と称する。 〔比較例２〕本比較例１における巻芯３としては、巻芯
３の芯部１ａ表面に、ガラス繊維から成るテープを貼り
付けるような構造である。
芯と称する。 〔比較例１〕本比較例１における巻芯３としては、巻芯
３が全て鉄から構成される（即ち、実施例１とは表面層
１ｂが無い点で異なる）ような構造である。このような
構造の巻芯を、以下（Ｘ1 ）巻芯と称する。 〔比較例２〕本比較例１における巻芯３としては、巻芯
３の芯部１ａ表面に、ガラス繊維から成るテープを貼り
付けるような構造である。
【００１５】このような構造の巻芯を、以下（Ｘ2 ）巻
芯と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ1 ）巻芯，（Ａ2 ）巻芯及び
比較例の（Ｘ1 ）巻芯，（Ｘ2）巻芯を用い、上記実施
例１と同様の方法で渦巻電極体を作製し、この渦巻電極
体と巻芯との抜き取り力を調べたので、その結果を表１
に示す。
芯と称する。 〔実験〕上記本発明の（Ａ1 ）巻芯，（Ａ2 ）巻芯及び
比較例の（Ｘ1 ）巻芯，（Ｘ2）巻芯を用い、上記実施
例１と同様の方法で渦巻電極体を作製し、この渦巻電極
体と巻芯との抜き取り力を調べたので、その結果を表１
に示す。
【００１６】
【表１】 上記表１から明らかなように、本発明の（Ａ1 ）巻芯，
（Ａ2 ）巻芯を用いた場合には、比較例の（Ｘ1 ）巻
芯，（Ｘ2 ）巻芯を用いた場合に比べて、抜き取り力が
極めて小さくなることが認められる。したがって、本発
明の（Ａ1 ）巻芯，（Ａ2 ）巻芯を用いて渦巻電極体
（電池）を作製すれば、巻芯抜き取り時にセパレータが
破損するのを抑制できるので、歩留りが飛躍的に高くな
る。
（Ａ2 ）巻芯を用いた場合には、比較例の（Ｘ1 ）巻
芯，（Ｘ2 ）巻芯を用いた場合に比べて、抜き取り力が
極めて小さくなることが認められる。したがって、本発
明の（Ａ1 ）巻芯，（Ａ2 ）巻芯を用いて渦巻電極体
（電池）を作製すれば、巻芯抜き取り時にセパレータが
破損するのを抑制できるので、歩留りが飛躍的に高くな
る。
【００１７】尚、（Ａ1 ）巻芯に比べて（Ａ2 ）巻芯が
更に小さな抜き取り力で済むのは、以下の理由によるも
のと考えられる。即ち、（Ａ1 ）巻芯では、カーボン粉
末をエポキシ樹脂にて固定しているので、表面層１ｂの
凹凸がさほど大きくない。これに対して、（Ａ2 ）巻芯
では巻芯全体がカーボン繊維から構成されているので、
図９に示すように、表面に細かな溝１０が形成される。
したがって、セパレータと巻芯との接触面積を一層低減
することができるという理由によるものと考えられる。 〔その他の事項〕 上記実施例では、表面層１ｂの厚みを約１００μｍに
規定しているが、５〜２００μｍの間であれば、上記実
施例と同様の効果を奏することを実験により確認してい
る。 上記実施例では、２つの巻芯３・３を用いて電極体を
作製するようなものについて説明したが、図１０及び図
１１に示すように、１つの巻芯３で電極体を作製するよ
うな場合であっても、表面にカーボンが存在していれば
上記と同様の効果を奏する。 上記実施例では、リチウム電池を例に取って説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ニッケル
−水素蓄電池等の他の円筒型の電池にも適用しうること
は勿論である。
更に小さな抜き取り力で済むのは、以下の理由によるも
のと考えられる。即ち、（Ａ1 ）巻芯では、カーボン粉
末をエポキシ樹脂にて固定しているので、表面層１ｂの
凹凸がさほど大きくない。これに対して、（Ａ2 ）巻芯
では巻芯全体がカーボン繊維から構成されているので、
図９に示すように、表面に細かな溝１０が形成される。
したがって、セパレータと巻芯との接触面積を一層低減
することができるという理由によるものと考えられる。 〔その他の事項〕 上記実施例では、表面層１ｂの厚みを約１００μｍに
規定しているが、５〜２００μｍの間であれば、上記実
施例と同様の効果を奏することを実験により確認してい
る。 上記実施例では、２つの巻芯３・３を用いて電極体を
作製するようなものについて説明したが、図１０及び図
１１に示すように、１つの巻芯３で電極体を作製するよ
うな場合であっても、表面にカーボンが存在していれば
上記と同様の効果を奏する。 上記実施例では、リチウム電池を例に取って説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ニッケル
−水素蓄電池等の他の円筒型の電池にも適用しうること
は勿論である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、巻
芯を電極体から引き抜く際に、巻芯とセパレータとの摩
擦力が低くなるので、巻芯を電極体から円滑に引き抜く
ことが可能となる。したがって、引き抜き時にセパレー
タが破損するのを抑制することができるので、本発明の
巻芯を用いて電極体を作製する際に歩留りが向上すると
いう優れた効果を奏する。
芯を電極体から引き抜く際に、巻芯とセパレータとの摩
擦力が低くなるので、巻芯を電極体から円滑に引き抜く
ことが可能となる。したがって、引き抜き時にセパレー
タが破損するのを抑制することができるので、本発明の
巻芯を用いて電極体を作製する際に歩留りが向上すると
いう優れた効果を奏する。
【００１９】また、巻取り毎にシリコン離型剤等を巻芯
に塗布する必要がないので、電池作製時の製造工程が煩
雑化するようなこともない。したがって、製造コストの
高騰を招くことなく、上記の効果が発揮される。
に塗布する必要がないので、電池作製時の製造工程が煩
雑化するようなこともない。したがって、製造コストの
高騰を招くことなく、上記の効果が発揮される。
【図１】本発明の円筒型電池用巻芯の一例を示す斜視図
である。
である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】負極が内包されたセパレータの延出部を、巻芯
本体上に載置した場合の斜視図である。
本体上に載置した場合の斜視図である。
【図４】セパレータの延出部を２つの巻芯で挟持した場
合の斜視図である。
合の斜視図である。
【図５】セパレータの延出部を２つの巻芯で挟持した場
合の断面図である。
合の断面図である。
【図６】本発明の円筒型電池用巻芯を用いて正負極及び
セパレータを巻回する場合の断面図である。
セパレータを巻回する場合の断面図である。
【図７】電極体の断面図である。
【図８】円筒型電池の半断面図である。
【図９】本発明の円筒型電池用巻芯の変形例を示す説明
図である。
図である。
【図１０】本発明の円筒型電池用巻芯の他の変形例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１１】本発明の円筒型電池用巻芯の更に他の変形例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１２】従来の円筒型電池用巻芯を示す断面図であ
る。
る。
１ 本体部 １ａ 芯部 １ｂ 表面層 ２ 支持部 ３ 巻芯 ４ 負極 ５ セパレータ ６ 正極 ７ 渦巻電極体
Claims (1)
- 【請求項１】 正極及び負極をセパレータを介して渦巻
状に巻回して渦巻電極体を作製する際に芯体として用い
られ、且つ当該巻回時には上記セパレータと直接接触し
つつ上記両極及びセパレータを巻回する一方、巻回終了
後には上記渦巻電極体から抜き取られる構成の円筒型電
池用巻芯において、 前記セパレータと接触する部位には、カーボンが存在す
ることを特徴とする円筒型電池用巻芯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03896593A JP3296615B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 円筒型電池用巻芯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03896593A JP3296615B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 円筒型電池用巻芯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251774A true JPH06251774A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3296615B2 JP3296615B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=12539881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03896593A Expired - Fee Related JP3296615B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 円筒型電池用巻芯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3296615B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073036A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Ube Ind Ltd | 巻 芯 |
| JP2009070726A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Teijin Ltd | 非水電解質電池の製造方法 |
| JP2010265118A (ja) * | 2010-06-17 | 2010-11-25 | Ube Ind Ltd | 巻芯 |
| KR101147604B1 (ko) * | 2007-10-12 | 2012-05-23 | 주식회사 엘지화학 | 젤리-롤형 전극조립체의 변형을 억제하기 위한 제조방법 |
| US9444089B2 (en) | 2011-03-31 | 2016-09-13 | Lg Chem, Ltd. | Mandrel for preparation of jelly-roll type electrode assembly |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03896593A patent/JP3296615B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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