JPH06333550A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH06333550A JPH06333550A JP5116268A JP11626893A JPH06333550A JP H06333550 A JPH06333550 A JP H06333550A JP 5116268 A JP5116268 A JP 5116268A JP 11626893 A JP11626893 A JP 11626893A JP H06333550 A JPH06333550 A JP H06333550A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- aqueous electrolyte
- groove
- negative electrode
- laminated
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- Pending
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】非水電解液電池、例えば円筒形リチウムイオン
二次電池では、電極群は渦巻状に密に巻かれた状態であ
り、また非水電解液にはある程度の粘性があることか
ら、非水電解液は電極群内部へ浸透し難い。このため、
注液された非水電解液を正極や負極やセパレータに十分
吸収させるために、電解液注液後に、長い場合には１０
〜１５分程度のエージングが必要であり、量産性が悪か
った。本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、電極
群内部への電解液の浸透時間を短縮し、量産性の良い非
水電解液電池を提供するものである。 【構成】本発明の非水電解液電池は、正極と負極とをセ
パレータを介して積重した積重体に非水電解液を注液し
た非水電解液電池で、前記セパレータの少なくとも片面
に、粗面化処理したことを特徴とする。
二次電池では、電極群は渦巻状に密に巻かれた状態であ
り、また非水電解液にはある程度の粘性があることか
ら、非水電解液は電極群内部へ浸透し難い。このため、
注液された非水電解液を正極や負極やセパレータに十分
吸収させるために、電解液注液後に、長い場合には１０
〜１５分程度のエージングが必要であり、量産性が悪か
った。本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、電極
群内部への電解液の浸透時間を短縮し、量産性の良い非
水電解液電池を提供するものである。 【構成】本発明の非水電解液電池は、正極と負極とをセ
パレータを介して積重した積重体に非水電解液を注液し
た非水電解液電池で、前記セパレータの少なくとも片面
に、粗面化処理したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】非水電解液電池、例えば円筒形リチウム
イオン二次電池は、図５に示すように、シート状の正極
１１とシート状の負極１２とをセパレータ１３を介して
積重し、この積重体を渦巻状に巻いて作った電極群を円
筒状の電池缶１４に収納した構造をしている。電極群を
円筒状の電池缶１４に収納した後、非水電解液を注液
し、封口して、リチウムイオン二次電池１５が構成され
る。
イオン二次電池は、図５に示すように、シート状の正極
１１とシート状の負極１２とをセパレータ１３を介して
積重し、この積重体を渦巻状に巻いて作った電極群を円
筒状の電池缶１４に収納した構造をしている。電極群を
円筒状の電池缶１４に収納した後、非水電解液を注液
し、封口して、リチウムイオン二次電池１５が構成され
る。
【０００３】この円筒形リチウムイオン二次電池１５
は、その電極群が渦巻状に密に巻かれた状態であり、ま
た非水電解液にはある程度の粘性があることから、非水
電解液は電極群内部へ浸透し難い。このため、注液され
た非水電解液を正極１１や負極１２やセパレータ１３に
十分吸収させるために、電解液注液後に、長い場合には
１０〜１５分程度のエージングが必要であり、量産性が
悪かった。
は、その電極群が渦巻状に密に巻かれた状態であり、ま
た非水電解液にはある程度の粘性があることから、非水
電解液は電極群内部へ浸透し難い。このため、注液され
た非水電解液を正極１１や負極１２やセパレータ１３に
十分吸収させるために、電解液注液後に、長い場合には
１０〜１５分程度のエージングが必要であり、量産性が
悪かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような欠点に対し
て、注液を減圧雰囲気で行なう方法が考えられる。しか
し、非水電解液電池で使用される非水電解液は、沸点が
低いものが多いため、減圧雰囲気下においては沸騰し蒸
発して電解液の組成が変わってしまい、非水電解液電池
の製造方法には、不適当であった。本発明は、上記事情
に鑑みなされたもので、電極群内部への電解液の浸透時
間を短縮し、量産性の良い非水電解液電池を提供するも
のである。
て、注液を減圧雰囲気で行なう方法が考えられる。しか
し、非水電解液電池で使用される非水電解液は、沸点が
低いものが多いため、減圧雰囲気下においては沸騰し蒸
発して電解液の組成が変わってしまい、非水電解液電池
の製造方法には、不適当であった。本発明は、上記事情
に鑑みなされたもので、電極群内部への電解液の浸透時
間を短縮し、量産性の良い非水電解液電池を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
は、正極と負極とをセパレータを介して積重した積重体
に非水電解液を注液した構成をしており、前記セパレー
タの少なくとも片面に、粗面化処理したことを特徴とす
る。
は、正極と負極とをセパレータを介して積重した積重体
に非水電解液を注液した構成をしており、前記セパレー
タの少なくとも片面に、粗面化処理したことを特徴とす
る。
【０００６】また、セパレータに、粗面化方向が筒軸に
対して±４５°〜０°である溝が形成されていることを
特徴とする非水電解液電池である。また、セパレータ
に、粗面化密度が２０〜１５０本／ｍｍで、溝深さ３〜
２５μｍである溝が形成されていることを特徴とする非
水電解液電池である。
対して±４５°〜０°である溝が形成されていることを
特徴とする非水電解液電池である。また、セパレータ
に、粗面化密度が２０〜１５０本／ｍｍで、溝深さ３〜
２５μｍである溝が形成されていることを特徴とする非
水電解液電池である。
【０００７】
【作用】本発明の非水電解液電池は、セパレータに粗面
化処理を行なっているので、粗面化処理により凹凸が形
成され、その毛細管現象のため、電解液が電極群内部に
浸透する時間が大幅に短縮される。
化処理を行なっているので、粗面化処理により凹凸が形
成され、その毛細管現象のため、電解液が電極群内部に
浸透する時間が大幅に短縮される。
【０００８】
【実施例】この発明の非水電解液電池の一実施例につい
て、図１を参照して説明する。このリチウムイオン二次
電池は、Ｌｉ1.03Ｃｏ0.92Ｓｎ0.02Ｏ2 粒子がアルミニ
ウム箔に接着されてなる正極１１と、ニードルコークス
粒子が銅箔に接着されてなる負極１２とを、ラビングに
より片面に表面粗さの溝深さが１５μｍ、溝の本数が５
０本／ｍｍ、溝１６の粗面化方向が筒軸ａに対して１５
°に粗面化処理されたポリエチレン微多孔膜のセパレー
タ１３を介して積重し、この積重体を渦巻状に巻いて作
った電極群を円筒状の電池缶１４に収納した構造をして
いる。
て、図１を参照して説明する。このリチウムイオン二次
電池は、Ｌｉ1.03Ｃｏ0.92Ｓｎ0.02Ｏ2 粒子がアルミニ
ウム箔に接着されてなる正極１１と、ニードルコークス
粒子が銅箔に接着されてなる負極１２とを、ラビングに
より片面に表面粗さの溝深さが１５μｍ、溝の本数が５
０本／ｍｍ、溝１６の粗面化方向が筒軸ａに対して１５
°に粗面化処理されたポリエチレン微多孔膜のセパレー
タ１３を介して積重し、この積重体を渦巻状に巻いて作
った電極群を円筒状の電池缶１４に収納した構造をして
いる。
【０００９】この電極群を、外径１７．５ｍｍ、缶肉厚
０．２４ｍｍのステンレススチール３０４Ｌ製円缶にい
れた後、プロピレンカーボネート／エチレンカーボネー
ト／γ−ブチロクラクトンの１：１：２（重量比）の混
合溶剤にＬｉＢＦ4 を１．５Ｍ濃度に溶かしたものを非
水電解液として含浸、注液した。この場合、注液してか
ら電極群内部に非水電解液が完全に浸透するまでの時間
は、５７秒であった。
０．２４ｍｍのステンレススチール３０４Ｌ製円缶にい
れた後、プロピレンカーボネート／エチレンカーボネー
ト／γ−ブチロクラクトンの１：１：２（重量比）の混
合溶剤にＬｉＢＦ4 を１．５Ｍ濃度に溶かしたものを非
水電解液として含浸、注液した。この場合、注液してか
ら電極群内部に非水電解液が完全に浸透するまでの時間
は、５７秒であった。
【００１０】一方、従来どうりの粗面化処理していない
セパレータ１３を使って、上記と同じ条件で製作した電
池の非水電解液浸透時間は、５分３０秒であった。従っ
て、エージングの時間を短縮できる。
セパレータ１３を使って、上記と同じ条件で製作した電
池の非水電解液浸透時間は、５分３０秒であった。従っ
て、エージングの時間を短縮できる。
【００１１】ここで、セパレータ１３の厚さは、ラビン
グ処理前の厚さとして、２５〜５０μｍ程度が好まし
く、この実施例では、３５μｍの厚さのセパレータ１３
を使用している。セパレータの溝深さは、図２に示すよ
うにラビング処理により形成された溝１６の深さのこと
を示し、溝深さは、３〜２５μｍが好ましく、更に好ま
しくは５〜１５μｍが良い。２５μｍより深くなると、
セパレータが薄くなりショートしやすく、しかも膜強度
が弱くなる。一方、３μｍより浅いと、電解液の浸透時
間短縮という効果が得られにくいい。また、粗面化密度
は、ラビング処理により形成された溝１６の数で表わす
と、２０〜１５０本／ｍｍ以上が好ましく、更に好まし
くは３０〜１００本／ｍｍ以上が良い。２０本／ｍｍよ
り少ないと電解液の浸透時間短縮という効果が十分得ら
れにくく、１５０本／ｍｍより多いと溝が細かくなりす
ぎ同じく浸透時間短縮という効果が十分得られにくい。
表面粗さの溝深さの測定には、表面粗さ計ターリーステ
ップを使用し、表面をトレースして測定した。また、粗
面化密度の溝の数の測定には、オリンパス光学製の金属
顕微鏡（ＢＨＳＨ−３６３ＭＢ）を用い目視により行な
った。
グ処理前の厚さとして、２５〜５０μｍ程度が好まし
く、この実施例では、３５μｍの厚さのセパレータ１３
を使用している。セパレータの溝深さは、図２に示すよ
うにラビング処理により形成された溝１６の深さのこと
を示し、溝深さは、３〜２５μｍが好ましく、更に好ま
しくは５〜１５μｍが良い。２５μｍより深くなると、
セパレータが薄くなりショートしやすく、しかも膜強度
が弱くなる。一方、３μｍより浅いと、電解液の浸透時
間短縮という効果が得られにくいい。また、粗面化密度
は、ラビング処理により形成された溝１６の数で表わす
と、２０〜１５０本／ｍｍ以上が好ましく、更に好まし
くは３０〜１００本／ｍｍ以上が良い。２０本／ｍｍよ
り少ないと電解液の浸透時間短縮という効果が十分得ら
れにくく、１５０本／ｍｍより多いと溝が細かくなりす
ぎ同じく浸透時間短縮という効果が十分得られにくい。
表面粗さの溝深さの測定には、表面粗さ計ターリーステ
ップを使用し、表面をトレースして測定した。また、粗
面化密度の溝の数の測定には、オリンパス光学製の金属
顕微鏡（ＢＨＳＨ−３６３ＭＢ）を用い目視により行な
った。
【００１２】また、ここでは、セパレータを粗面化する
方法としては、ロール上に布或いはバッフル材など巻い
て回転させるラビング処理を行なった。この場合、粗面
化方向は、筒軸ａに対して±４５°〜０°が好ましく、
さらに好ましくは±３０°〜０°が良い。
方法としては、ロール上に布或いはバッフル材など巻い
て回転させるラビング処理を行なった。この場合、粗面
化方向は、筒軸ａに対して±４５°〜０°が好ましく、
さらに好ましくは±３０°〜０°が良い。
【００１３】ここでは、ラビング処理により、図２に示
すような連続した溝１６を形成しているが、図３に示す
ような不連続の溝１６を形成することもでき、また、図
４に示すような凸部１７を設けても同じ効果がえられ
る。この場合、凸部は、溝１６のような方向性と長さを
もっていても、粒状のものでも良い。
すような連続した溝１６を形成しているが、図３に示す
ような不連続の溝１６を形成することもでき、また、図
４に示すような凸部１７を設けても同じ効果がえられ
る。この場合、凸部は、溝１６のような方向性と長さを
もっていても、粒状のものでも良い。
【００１４】正極１１、負極１２、セパレータ１３、非
水電解液の材料としては、この実施例で用いたもの以外
に次のような材料を用いることができる。実施例では、
正極１１は、集電体としてのアルミニウム箔に正極活物
質としてＬｉ1.03Ｃｏ0.92Ｓｎ0.02Ｏ2 粒子が接着され
てなるが、集電体としては他にニッケル、ステンレスス
チールなどを用いることができ、正極活物質としては、
他にリチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化
物、リチウムクロム酸化物、リチウムバナジウム酸化
物、リチウムモリブデン酸化物、リチウムモリブデン二
硫化物、リチウムチタン酸化物、リチウムチタン硫化物
などを用いることができる。正極活物質はリチウムイオ
ンを脱ドープしかつドープし得るものであれば良い。
水電解液の材料としては、この実施例で用いたもの以外
に次のような材料を用いることができる。実施例では、
正極１１は、集電体としてのアルミニウム箔に正極活物
質としてＬｉ1.03Ｃｏ0.92Ｓｎ0.02Ｏ2 粒子が接着され
てなるが、集電体としては他にニッケル、ステンレスス
チールなどを用いることができ、正極活物質としては、
他にリチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化
物、リチウムクロム酸化物、リチウムバナジウム酸化
物、リチウムモリブデン酸化物、リチウムモリブデン二
硫化物、リチウムチタン酸化物、リチウムチタン硫化物
などを用いることができる。正極活物質はリチウムイオ
ンを脱ドープしかつドープし得るものであれば良い。
【００１５】実施例では、負極１２は、集電体として銅
箔に負極活物質としてのニードルコークス粒子が接着さ
れてなるが、集電体としては他にニッケル、ステンレス
スチールなどを用いることができ、負極活物質としては
他にグラファイト、熱分解炭素、ピッチコークス、石油
コークス、有機高分子の焼成体（フェノール樹脂、フラ
ン樹脂、ポリアクリロニトリルなどの焼成体）などを用
いることができ、負極活物質はリチウムイオンを脱ドー
プしかつドープし得るものであれば良い。
箔に負極活物質としてのニードルコークス粒子が接着さ
れてなるが、集電体としては他にニッケル、ステンレス
スチールなどを用いることができ、負極活物質としては
他にグラファイト、熱分解炭素、ピッチコークス、石油
コークス、有機高分子の焼成体（フェノール樹脂、フラ
ン樹脂、ポリアクリロニトリルなどの焼成体）などを用
いることができ、負極活物質はリチウムイオンを脱ドー
プしかつドープし得るものであれば良い。
【００１６】実施例では、セパレータ１３は、ポリエチ
レン微多孔膜を用いているが、他にポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリイミド、セルロースなどの微多孔膜を一層
あるいは二層以上を張り合わせたものを用いることがで
きる。
レン微多孔膜を用いているが、他にポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリイミド、セルロースなどの微多孔膜を一層
あるいは二層以上を張り合わせたものを用いることがで
きる。
【００１７】実施例では、プロピレンカーボネート／エ
チレンカーボネート／γ−ブチロクラクトンの１：１：
２（重量比）の混合溶剤にＬｉＢＦ4 を１．５Ｍ濃度に
溶かしたものを非水電解液として用いたが、他にプロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキ
シエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラク
トン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフ
ラン、１，３−ジオキソフラン、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ギ酸メ
チル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、リン酸ト
リメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリエチルヘキシ
ル、リン酸トリラウリルなどのいずれか１種または２種
以上を混合したものを用いることができる。
チレンカーボネート／γ−ブチロクラクトンの１：１：
２（重量比）の混合溶剤にＬｉＢＦ4 を１．５Ｍ濃度に
溶かしたものを非水電解液として用いたが、他にプロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、１，２−ジメトキ
シエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラク
トン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフ
ラン、１，３−ジオキソフラン、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ギ酸メ
チル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、リン酸ト
リメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリエチルヘキシ
ル、リン酸トリラウリルなどのいずれか１種または２種
以上を混合したものを用いることができる。
【００１８】本発明では、セパレータ１３に粗面化処理
を行なっているので、粗面化処理により凹凸が形成さ
れ、その毛細管現象のため、電解液が電極群内部に浸透
する時間が大幅に短縮される。従って、エージングの時
間が短縮でき量産性が向上する。
を行なっているので、粗面化処理により凹凸が形成さ
れ、その毛細管現象のため、電解液が電極群内部に浸透
する時間が大幅に短縮される。従って、エージングの時
間が短縮でき量産性が向上する。
【００１９】また、電池内温度が上昇してガスが発生し
た場合、ガスが、粗面化処理により形成された凹凸の凹
部を通って抜けるため、ガス抜きの効果も得られる。ま
た、この実施例では、セパレータ１３の片面に粗面化処
理を行なったが、両面に行なうこともでき、この場合、
片面の場合と比べて、より一層エージングの時間を短縮
することができる。
た場合、ガスが、粗面化処理により形成された凹凸の凹
部を通って抜けるため、ガス抜きの効果も得られる。ま
た、この実施例では、セパレータ１３の片面に粗面化処
理を行なったが、両面に行なうこともでき、この場合、
片面の場合と比べて、より一層エージングの時間を短縮
することができる。
【００２０】ここでは、リチウムイオン二次電池につい
てのべたが、ほかの非水電解液電池例えばリチウム金属
一次電池にも応用でき、また、円筒形以外の例えば角型
電池にも応用できる。
てのべたが、ほかの非水電解液電池例えばリチウム金属
一次電池にも応用でき、また、円筒形以外の例えば角型
電池にも応用できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の非水電解液電池は、セパレータ
に粗面化処理を行なっているので、電解液注液後のエー
ジングの時間が大幅に短縮され、量産性が向上する。ま
た、電池内温度が上昇してガスが発生した場合、ガスが
粗面化処理により形成された凹部を通って抜けるため、
ガス抜きの効果も得られる。
に粗面化処理を行なっているので、電解液注液後のエー
ジングの時間が大幅に短縮され、量産性が向上する。ま
た、電池内温度が上昇してガスが発生した場合、ガスが
粗面化処理により形成された凹部を通って抜けるため、
ガス抜きの効果も得られる。
【図１】本発明の非水電解液電池の構造を切り欠いて示
す斜視図。
す斜視図。
【図２】図１の非水電解液電池のセパレータの一部を示
す斜視図。
す斜視図。
【図３】本発明の他の実施例の非水電解液電池のセパレ
ータの一部を示す斜視図。
ータの一部を示す斜視図。
【図４】本発明の他の実施例の非水電解液電池のセパレ
ータを示す縦断面図。
ータを示す縦断面図。
【図５】従来の非水電解液電池の構造を一部切り欠いて
示す斜視図。
示す斜視図。
１１…正極 １２…負極 １３…セパレータ １５…非水電解液電池 １６…粗面化処理により形成された溝
Claims (3)
- 【請求項１】 正極と負極とをセパレータを介して積重
した積重体に非水電解液を注液した非水電解液電池にお
いて、前記セパレータの少なくとも片面に、粗面化処理
したことを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 セパレータに、粗面化方向が筒軸に対し
て±４５°〜０°である溝が形成されていることを特徴
とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】 セパレータに、粗面化密度が２０〜１５
０本／ｍｍで、溝深さ３〜２５μｍである溝が形成され
ていることを特徴とする請求項２記載の非水電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116268A JPH06333550A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5116268A JPH06333550A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333550A true JPH06333550A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14682884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5116268A Pending JPH06333550A (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06333550A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0849819A2 (en) * | 1996-12-17 | 1998-06-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Lithium ion secondary battery and method of fabricating thereof |
| JPH11154508A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Toshiba Corp | 非水電解液電池 |
| JP2003197265A (ja) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JP2006027024A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 多層多孔膜 |
| JP2006049114A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| US7045247B1 (en) * | 2000-08-24 | 2006-05-16 | The Gillette Company | Battery cathode |
| JP2006287176A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 蓄電デバイス用セパレータ及び蓄電デバイス |
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