JPH08241709A - 非水電解液電池の負極の製造法 - Google Patents
非水電解液電池の負極の製造法Info
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- JPH08241709A JPH08241709A JP7046966A JP4696695A JPH08241709A JP H08241709 A JPH08241709 A JP H08241709A JP 7046966 A JP7046966 A JP 7046966A JP 4696695 A JP4696695 A JP 4696695A JP H08241709 A JPH08241709 A JP H08241709A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 リチウム金属またはリチウム合金の角形片
を、円形の内底面を有する負極缶または下型に挿入する
工程と、少なくとも一部が粗面化されている加圧表面を
有しかつ前記リチウム金属またはリチウム合金に対して
滑り性の良い物質膜を前記粗面化部分に有している金型
で前記角形片をプレスして、加圧変形せしめる工程とを
有する非水電解液電池の負極の製造法。 【効果】 金型の加圧面へのリチウムの付着が防止さ
れ、金型の使用寿命が延びるとともに、稼働率を向上さ
せ、不良率を低下させ、ひいては信頼性の高い電池を提
供できる。
を、円形の内底面を有する負極缶または下型に挿入する
工程と、少なくとも一部が粗面化されている加圧表面を
有しかつ前記リチウム金属またはリチウム合金に対して
滑り性の良い物質膜を前記粗面化部分に有している金型
で前記角形片をプレスして、加圧変形せしめる工程とを
有する非水電解液電池の負極の製造法。 【効果】 金型の加圧面へのリチウムの付着が防止さ
れ、金型の使用寿命が延びるとともに、稼働率を向上さ
せ、不良率を低下させ、ひいては信頼性の高い電池を提
供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液電池のリチ
ウムを主体とする負極の製造法に関する。
ウムを主体とする負極の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、リチウム、マグネシウムまた
はナトリウムなどのアルカリ金属は、陰性度が高く、電
池の負極活物質として優れた物質であり、特に、リチウ
ム金属またはリチウム合金を使用したコイン形、ボタン
形などの円形の電池が民生用機器の電源として多用され
ている。
はナトリウムなどのアルカリ金属は、陰性度が高く、電
池の負極活物質として優れた物質であり、特に、リチウ
ム金属またはリチウム合金を使用したコイン形、ボタン
形などの円形の電池が民生用機器の電源として多用され
ている。
【０００３】そして、リチウム金属またはリチウム合金
は、ボタン形またはコイン形などの円形の電池の負極と
して使用する場合、水分が５％以下の乾燥雰囲気中で帯
状にしたシートから所定寸法の円形に打ち抜いて、内底
面が円形の負極缶に挿入して使用していた。この従来の
リチウム負極の打ち抜き装置の例を図５に示す。
は、ボタン形またはコイン形などの円形の電池の負極と
して使用する場合、水分が５％以下の乾燥雰囲気中で帯
状にしたシートから所定寸法の円形に打ち抜いて、内底
面が円形の負極缶に挿入して使用していた。この従来の
リチウム負極の打ち抜き装置の例を図５に示す。
【０００４】図５において、３１は帯状のリチウムシー
トであり、フープ状体から巻戻されたリチウムシートに
対して打ち抜き装置３２を用いて所定の形状に打ち抜
く。上型パンチ３３、下型ダイス３４を有する打ち抜き
装置３２で帯状のリチウムシート３１より円形状に打ち
抜くと、打ち抜きしろまたは打ち抜きカスとも言われる
無駄なものが大量にできて、歩留りは８０〜７０％と悪
く、結局リチウム電池のコストアップの一因となってい
た。
トであり、フープ状体から巻戻されたリチウムシートに
対して打ち抜き装置３２を用いて所定の形状に打ち抜
く。上型パンチ３３、下型ダイス３４を有する打ち抜き
装置３２で帯状のリチウムシート３１より円形状に打ち
抜くと、打ち抜きしろまたは打ち抜きカスとも言われる
無駄なものが大量にできて、歩留りは８０〜７０％と悪
く、結局リチウム電池のコストアップの一因となってい
た。
【０００５】そこで、帯状のリチウムシートを所定の寸
法の角形に切断して、この角形片を円形の負極缶に挿入
して使用することが考えられた。しかしながら、負極缶
が円形であるため、角形リチウム片では電池反応に充分
な量のリチウムを電池に内蔵できなくなるとともに、反
応表面積が正極に対して少なくなり、電池性能上好まし
くない。従って、リチウム負極の製造歩留りと電池性能
の両方を考慮した場合、図６に示すように、帯状のリチ
ウムシート４１を所定の寸法の角形片４２に切断し、こ
れを内底面４３が円形の負極缶４４に挿入し、その後圧
着金型４５でプレスして、リチウム角形片４２を負極缶
４４の内底面４３に一杯になるように圧着加工してリチ
ウム円形片４６にしていた。
法の角形に切断して、この角形片を円形の負極缶に挿入
して使用することが考えられた。しかしながら、負極缶
が円形であるため、角形リチウム片では電池反応に充分
な量のリチウムを電池に内蔵できなくなるとともに、反
応表面積が正極に対して少なくなり、電池性能上好まし
くない。従って、リチウム負極の製造歩留りと電池性能
の両方を考慮した場合、図６に示すように、帯状のリチ
ウムシート４１を所定の寸法の角形片４２に切断し、こ
れを内底面４３が円形の負極缶４４に挿入し、その後圧
着金型４５でプレスして、リチウム角形片４２を負極缶
４４の内底面４３に一杯になるように圧着加工してリチ
ウム円形片４６にしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムはその材質特性として粘着性があり柔軟で変形し易
い。従って、負極缶の内底面にリチウム角形片を挿入し
て、内底面形状に沿った略円形になるように加圧する
と、その加圧金型の加圧表面にリチウムが付着してしま
い、付着したリチウムをプレス駆動を停止して取り除か
なければならなかった。
ムはその材質特性として粘着性があり柔軟で変形し易
い。従って、負極缶の内底面にリチウム角形片を挿入し
て、内底面形状に沿った略円形になるように加圧する
と、その加圧金型の加圧表面にリチウムが付着してしま
い、付着したリチウムをプレス駆動を停止して取り除か
なければならなかった。
【０００７】この問題点を解決するために、特開平４−
３７０６６０号公報記載のように加圧面に滑り性の良い
被膜を形成する試みがなされたが、金型表面が平滑であ
るため、加圧時にこの被膜と金型とが接触した時に被膜
が飛散してしまうことが多々あり、十分なものとはいえ
なかった。
３７０６６０号公報記載のように加圧面に滑り性の良い
被膜を形成する試みがなされたが、金型表面が平滑であ
るため、加圧時にこの被膜と金型とが接触した時に被膜
が飛散してしまうことが多々あり、十分なものとはいえ
なかった。
【０００８】そこで、本発明の目的は、このような問題
点を解決するためのもので、加圧金型の加圧面にリチウ
ムが付着しないようにするための非水電解液電池の負極
の製造法を提供することにある。
点を解決するためのもので、加圧金型の加圧面にリチウ
ムが付着しないようにするための非水電解液電池の負極
の製造法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
の負極の製造法は、前記する課題を解決するために、リ
チウム金属またはリチウム合金の角形片を、円形の内底
面を有する負極缶または下型に挿入する工程と、少なく
とも一部が粗面化されている加圧表面を有しかつ前記リ
チウム金属またはリチウム合金に対して滑り性の良い物
質膜が前記粗面化部分に有している金型で前記角形片を
プレスして、加圧変形せしめる工程とを有する。
の負極の製造法は、前記する課題を解決するために、リ
チウム金属またはリチウム合金の角形片を、円形の内底
面を有する負極缶または下型に挿入する工程と、少なく
とも一部が粗面化されている加圧表面を有しかつ前記リ
チウム金属またはリチウム合金に対して滑り性の良い物
質膜が前記粗面化部分に有している金型で前記角形片を
プレスして、加圧変形せしめる工程とを有する。
【００１０】前記粗面化部分の面積が、金型の当接面積
を１００とした時、６５以上である。
を１００とした時、６５以上である。
【００１１】前記粗面化部分の形状が、深さ０．０２〜
０．３０ｍｍの溝部を有する、同心円状、スパイラル
状、放射状またはランダム模様である。
０．３０ｍｍの溝部を有する、同心円状、スパイラル
状、放射状またはランダム模様である。
【００１２】前記滑り性の良い物質膜が、流動パラフィ
ン、フッ素系界面活性剤、ルイス塩基型有機溶媒、電解
質を溶解させた電解液から選ばれた１つの物質膜であっ
て、リチウム金属またはリチウム合金の角形片を加圧す
る金型表面に形成されたものである。
ン、フッ素系界面活性剤、ルイス塩基型有機溶媒、電解
質を溶解させた電解液から選ばれた１つの物質膜であっ
て、リチウム金属またはリチウム合金の角形片を加圧す
る金型表面に形成されたものである。
【００１３】前記ルイス塩基型有機溶媒が、プロピレン
カーボネイト、エチレンカーボネイト、ブチレンカーボ
ネイト、γ−ブチロラクトン、テトラハイドロフランか
ら選ばれたものである。
カーボネイト、エチレンカーボネイト、ブチレンカーボ
ネイト、γ−ブチロラクトン、テトラハイドロフランか
ら選ばれたものである。
【００１４】前記電解質が、ホウフッ化リチウム、過塩
素酸リチウムから選ばれたものである。
素酸リチウムから選ばれたものである。
【００１５】
【作用】本発明の非水電解液電池の負極の製造法によれ
ば、加圧する金型の加圧表面にリチウムが付着すること
がない。
ば、加圧する金型の加圧表面にリチウムが付着すること
がない。
【００１６】従って、加圧する金型は使用寿命が長く、
メンテナンスフリーの状態でリチウム金属またはリチウ
ム合金の成型圧着が可能となり、ボタン形またはコイン
形リチウム電池の負極を優れた生産性をもって製造する
ことができる。
メンテナンスフリーの状態でリチウム金属またはリチウ
ム合金の成型圧着が可能となり、ボタン形またはコイン
形リチウム電池の負極を優れた生産性をもって製造する
ことができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１に示す
非水電解液電池としての偏平形二酸化マンガンリチウム
電池を参照しながら説明する。
非水電解液電池としての偏平形二酸化マンガンリチウム
電池を参照しながら説明する。
【００１８】図１において、１はステンレス鋼よりなる
正極ケース、２は正極リングで、この内部には、二酸化
マンガンを主成分とするペレット状正極３と金属リチウ
ムを活物質とする本発明の製造法による負極板４とから
なる発電要素がフィルム状セパレータ５を介して積み重
ねられて内蔵されている。そして正極ケース１の開口部
については、金属製の封口板６がその周縁部に熱可塑性
樹脂であるポリプロピレンよりなる樹脂製ガスケット７
を取り付けてケース１の上方開口部に挿入されたものを
金型で内方に折り曲げて、ケース１の開口部を密閉して
いる。
正極ケース、２は正極リングで、この内部には、二酸化
マンガンを主成分とするペレット状正極３と金属リチウ
ムを活物質とする本発明の製造法による負極板４とから
なる発電要素がフィルム状セパレータ５を介して積み重
ねられて内蔵されている。そして正極ケース１の開口部
については、金属製の封口板６がその周縁部に熱可塑性
樹脂であるポリプロピレンよりなる樹脂製ガスケット７
を取り付けてケース１の上方開口部に挿入されたものを
金型で内方に折り曲げて、ケース１の開口部を密閉して
いる。
【００１９】次に、負極の加工方法を図２、図３に基づ
いて詳述する。図２は、リチウム金属またはリチウム合
金に対して滑り性の良い物質膜の例として、プロピレン
・カーボネイトを使用した塗布部の一例である。塗布用
フェルト８にポンプにてプロピレン・カーボネイトを供
給管９から滴下した後、圧着部表面が粗面加工されてい
る圧着金型１０をフェルト８に押しつけ塗布を行う。
いて詳述する。図２は、リチウム金属またはリチウム合
金に対して滑り性の良い物質膜の例として、プロピレン
・カーボネイトを使用した塗布部の一例である。塗布用
フェルト８にポンプにてプロピレン・カーボネイトを供
給管９から滴下した後、圧着部表面が粗面加工されてい
る圧着金型１０をフェルト８に押しつけ塗布を行う。
【００２０】次に、図３に示すように、負極リチウム片
１１を封口板６に仮付けもしくは仮圧着したものに、プ
ロピレン・カーボネイトを塗布した金型１０を矢印方向
に押し当て、負極を封口板内に成型圧着加工するもので
ある。図３において、１２はプレス台である。
１１を封口板６に仮付けもしくは仮圧着したものに、プ
ロピレン・カーボネイトを塗布した金型１０を矢印方向
に押し当て、負極を封口板内に成型圧着加工するもので
ある。図３において、１２はプレス台である。
【００２１】次に、本発明の有効性について諸実験を行
った結果を示す。（表１）には、圧着金型として、その
加圧表面に図４（ａ）および（ｂ）に示すような同心円
状の溝部を形成して粗面化したもので、粗面の溝部深さ
を０．０２〜０．３０ｍｍの範囲で形成したものを使用
し、滑り性の良い物質被膜の素材としてはプロピレンカ
ーボネイトを使用して、リチウム片を１００回連続プレ
スした時の金型の加圧面へのリチウムの付着回数を調べ
た結果を示す。なお、粗面の溝部深さが０．０２ｍｍ未
満の場合また０．３０ｍｍを越えた場合について、同様
に試験し、その結果を比較例として表１に示す。
った結果を示す。（表１）には、圧着金型として、その
加圧表面に図４（ａ）および（ｂ）に示すような同心円
状の溝部を形成して粗面化したもので、粗面の溝部深さ
を０．０２〜０．３０ｍｍの範囲で形成したものを使用
し、滑り性の良い物質被膜の素材としてはプロピレンカ
ーボネイトを使用して、リチウム片を１００回連続プレ
スした時の金型の加圧面へのリチウムの付着回数を調べ
た結果を示す。なお、粗面の溝部深さが０．０２ｍｍ未
満の場合また０．３０ｍｍを越えた場合について、同様
に試験し、その結果を比較例として表１に示す。
【００２２】また、かかる粗面の凸部間の距離は、０．
０３〜１．００ｍｍのピッチ範囲でよい。
０３〜１．００ｍｍのピッチ範囲でよい。
【００２３】
【表１】
【００２４】（表１）から明らかなように、溝部深さを
０．０２〜０．３０ｍｍの範囲に限定したのは、溝部深
さが０．０２ｍｍ未満また溝部深さが０．３０ｍｍを越
えた場合、加工後において金型表面ヘリチウムの付着が
見られたからである。これは、溝部深さ０．０２ｍｍ未
満であると、溝部にプロピレン・カーボネイトを保持す
る空間が少ないために、リチウムが付着したものであ
る。０．３０ｍｍを越えると、溝部が大きすぎるためプ
ロピレン・カーボネイトの表面張力の働きが弱く、保持
量が少なくなり、リチウムが付着したものである。しか
るに、粗面の大きさを溝部深さ０．０２〜０．３０ｍｍ
の範囲とすれば、金型表面にプロピレン・カーボネイト
が均一に塗布でき、表１に示すようにリチウムの付着が
ない。
０．０２〜０．３０ｍｍの範囲に限定したのは、溝部深
さが０．０２ｍｍ未満また溝部深さが０．３０ｍｍを越
えた場合、加工後において金型表面ヘリチウムの付着が
見られたからである。これは、溝部深さ０．０２ｍｍ未
満であると、溝部にプロピレン・カーボネイトを保持す
る空間が少ないために、リチウムが付着したものであ
る。０．３０ｍｍを越えると、溝部が大きすぎるためプ
ロピレン・カーボネイトの表面張力の働きが弱く、保持
量が少なくなり、リチウムが付着したものである。しか
るに、粗面の大きさを溝部深さ０．０２〜０．３０ｍｍ
の範囲とすれば、金型表面にプロピレン・カーボネイト
が均一に塗布でき、表１に示すようにリチウムの付着が
ない。
【００２５】次に、（表２）に、コイン形二酸化マンガ
ンリチウム電池ＣＲ２０３２を構成する際に、負極成型
工程、電池組み立て工程で本発明で用いた金型を使った
時と従来金型を使った時との１０万個生産時の形状及び
内部抵抗の不良率を示す。
ンリチウム電池ＣＲ２０３２を構成する際に、負極成型
工程、電池組み立て工程で本発明で用いた金型を使った
時と従来金型を使った時との１０万個生産時の形状及び
内部抵抗の不良率を示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】負極の成型工程で負極リチウム片がプレス
成型時にプレス金型に付着し、その後金型に付着したリ
チウムを取り除かないでプレスされた負極製品は負極缶
表面の平坦度が失われて、形状不良となり、またこのも
ので電池を加工すると負極板とペレット状正極との間に
空間ができ、このため内部抵抗が上昇して、内部抵抗不
良となる。
成型時にプレス金型に付着し、その後金型に付着したリ
チウムを取り除かないでプレスされた負極製品は負極缶
表面の平坦度が失われて、形状不良となり、またこのも
ので電池を加工すると負極板とペレット状正極との間に
空間ができ、このため内部抵抗が上昇して、内部抵抗不
良となる。
【００２８】表２から明らかなように、本発明の範囲内
の溝部深さを有する金型を用いた場合は、形状不良、内
部抵抗不良がほとんどないが、０．０２ｍｍ未満の場合
は生産できず、また０．３０ｍｍを越えている場合は形
状不良、内部抵抗不良が多かった。
の溝部深さを有する金型を用いた場合は、形状不良、内
部抵抗不良がほとんどないが、０．０２ｍｍ未満の場合
は生産できず、また０．３０ｍｍを越えている場合は形
状不良、内部抵抗不良が多かった。
【００２９】なお、上記実施例では、溝部の形状を同心
円状のもので説明したが、同心円状以外にスパイラル
状、放射状、あるいはランダム模様に形成したもので
も、上記のような深さ範囲の溝部による粗面部であれ
ば、同様の効果がある。
円状のもので説明したが、同心円状以外にスパイラル
状、放射状、あるいはランダム模様に形成したもので
も、上記のような深さ範囲の溝部による粗面部であれ
ば、同様の効果がある。
【００３０】また、この粗面部は、金型の当接面積を１
００とした時、６５以上の部分に形成されていれば、十
分本発明の実施例と同様の効果が得られることが諸実験
より判明している。
００とした時、６５以上の部分に形成されていれば、十
分本発明の実施例と同様の効果が得られることが諸実験
より判明している。
【００３１】また、滑りの良い物質膜素材としてプロピ
レン・カーボネイトを示したが、プロピレン・カーボネ
イトに限らず電池の起電反応に影響のない滑り性の良い
物質であればよい。例えば、フッ素系界面活性剤、リチ
ウム電池の電解液の主成分として使用されているプロピ
レンカーボネイト、エチレンカーボネイト、ブチレンカ
ーボネイト、γ−ブチロラクトンおよびテトラハイドロ
フランのようなルイス塩基型有機溶媒を単独、またはホ
ウフッ化リチウムもしくは過塩素酸リチウムなどの電解
質を溶解させた電解液等を使用でき、夫々本発明の目的
を達成する効果を発揮する。
レン・カーボネイトを示したが、プロピレン・カーボネ
イトに限らず電池の起電反応に影響のない滑り性の良い
物質であればよい。例えば、フッ素系界面活性剤、リチ
ウム電池の電解液の主成分として使用されているプロピ
レンカーボネイト、エチレンカーボネイト、ブチレンカ
ーボネイト、γ−ブチロラクトンおよびテトラハイドロ
フランのようなルイス塩基型有機溶媒を単独、またはホ
ウフッ化リチウムもしくは過塩素酸リチウムなどの電解
質を溶解させた電解液等を使用でき、夫々本発明の目的
を達成する効果を発揮する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造法に
よれば、加圧表面が粗面化された金型を用いかつ滑り性
のよい物質膜が粗面化部分とリチウム角形片との間に存
在しているので、金型の加圧面へのリチウムの付着が防
止され、そのために金型の使用寿命が延びるとともに、
稼働率を向上させ、不良率を低下させることができ、ひ
いては信頼性の高い電池を提供できる。
よれば、加圧表面が粗面化された金型を用いかつ滑り性
のよい物質膜が粗面化部分とリチウム角形片との間に存
在しているので、金型の加圧面へのリチウムの付着が防
止され、そのために金型の使用寿命が延びるとともに、
稼働率を向上させ、不良率を低下させることができ、ひ
いては信頼性の高い電池を提供できる。
【図１】本発明の製造法に従って得られた負極を有する
コイン形リチウム電池の断面図
コイン形リチウム電池の断面図
【図２】本発明で用いる圧着金型への、プロピレン・カ
ーボネイトの塗布部の一例を示す斜視図
ーボネイトの塗布部の一例を示す斜視図
【図３】本発明に従って得られる負極の構成を示す断面
図
図
【図４】（ａ）本発明で用いる金型の粗面の形状断面図 （ｂ）図４（ａ）の金型の粗面の表面図
【図５】従来の負極の打ち抜き装置の要部斜視図
【図６】従来の負極の製造工程の流れを示す説明図
１ 正極ケース ２ 正極リング ３ ペレット状正極 ４ 負極板 ５ セパレータ ６ 封口板 ７ ガスケット ８ 塗布用フェルト ９ 供給管 １０ プレス金型 １１ 負極リチウム片 １２ プレス台 ３１ リチウムシート ３２ 打ち抜き装置 ３３ 上型パンチ ３４ 下型ダイス ４１ リチウムシート ４２ リチウム角形片 ４３ 負極缶の内底面 ４４ 負極缶 ４５ 圧着金型 ４６ リチウム円形片
Claims (6)
- 【請求項１】 リチウム金属またはリチウム合金の角形
片を、円形の内底面を有する負極缶または下型に挿入す
る工程と、少なくとも一部が粗面化されている加圧表面
を有しかつ前記リチウム金属またはリチウム合金に対し
て滑り性の良い物質膜を前記粗面化部分に有している金
型で前記角形片をプレスして、加圧変形せしめる工程と
を有する非水電解液電池の負極の製造法。 - 【請求項２】 前記粗面化部分の面積が、金型の当接面
積を１００とした時、６５以上である請求項１記載の非
水電解液電池の負極の製造法。 - 【請求項３】 前記粗面化部分の形状が、深さ０．０２
〜０．３０ｍｍの溝部を有する、同心円状、スパイラル
状、放射状またはランダム模様である請求項１記載の非
水電解液電池の負極の製造法。 - 【請求項４】 前記滑り性の良い物質膜が、流動パラフ
ィン、フッ素系界面活性剤、ルイス塩基型有機溶媒、電
解質を溶解させた電解液から選ばれた１つの物質膜であ
って、リチウム金属またはリチウム合金の角形片を加圧
する金型表面に形成されたものであることを特徴とする
請求項１記載の非水電解液電池の負極の製造法。 - 【請求項５】 前記ルイス塩基型有機溶媒が、プロピレ
ンカーボネイト、エチレンカーボネイト、ブチレンカー
ボネイト、γ−ブチロラクトン、テトラハイドロフラン
から選ばれたものであることを特徴とする請求項４記載
の非水電解液電池の負極の製造法。 - 【請求項６】 前記電解質が、ホウフッ化リチウム、過
塩素酸リチウムから選ばれたものであることを特徴とす
る請求項４記載の非水電解液電池の負極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046966A JPH08241709A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 非水電解液電池の負極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046966A JPH08241709A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 非水電解液電池の負極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241709A true JPH08241709A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12762016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7046966A Pending JPH08241709A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | 非水電解液電池の負極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08241709A (ja) |
Cited By (8)
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