JPH09259897A - 積層電池 - Google Patents
積層電池Info
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- JPH09259897A JPH09259897A JP8062175A JP6217596A JPH09259897A JP H09259897 A JPH09259897 A JP H09259897A JP 8062175 A JP8062175 A JP 8062175A JP 6217596 A JP6217596 A JP 6217596A JP H09259897 A JPH09259897 A JP H09259897A
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- JP
- Japan
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- negative electrode
- active material
- positive electrode
- laminated battery
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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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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容積効率が高く密閉性の高い積層電池を提供
することを目的とする。 【構成】 非孔質性で、表面粗さの最大高さＲｍａｘが
１μｍで、基材厚さに対して１／２０以下であって、凹
凸数が１ｍｍ長さで５０個以上ある相対する外装体と、
該上下の外装体の間の空間に厚さ０．０２５ｍｍ以下の
正極集電体面に正極活物質及び／又は高分子固体電解質
を設けた正極板と厚さ０．０１５ｍｍ以下の負極集電体
面に負極活物質及び／又は高分子固体電解質を設けた負
極板が複数枚交互に積層され、且つ該正極板及び負極板
の角部はそれぞれ同極同士が電気的に並列接続され、且
つ最外側の極板の集電体面が外装体の内面と電気的に接
続又は接触し、且つ該外装体同士が周縁部で接着材によ
り気密封口されている積層電池とすることで、上記目的
を達成できる。
することを目的とする。 【構成】 非孔質性で、表面粗さの最大高さＲｍａｘが
１μｍで、基材厚さに対して１／２０以下であって、凹
凸数が１ｍｍ長さで５０個以上ある相対する外装体と、
該上下の外装体の間の空間に厚さ０．０２５ｍｍ以下の
正極集電体面に正極活物質及び／又は高分子固体電解質
を設けた正極板と厚さ０．０１５ｍｍ以下の負極集電体
面に負極活物質及び／又は高分子固体電解質を設けた負
極板が複数枚交互に積層され、且つ該正極板及び負極板
の角部はそれぞれ同極同士が電気的に並列接続され、且
つ最外側の極板の集電体面が外装体の内面と電気的に接
続又は接触し、且つ該外装体同士が周縁部で接着材によ
り気密封口されている積層電池とすることで、上記目的
を達成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロニクス
機器、非常用、電気自動車、玩具、アクセサリ−、表示
器具、健康器具、医療用などの電源として使われる高容
量、高電圧の積層電池に関するものである。
機器、非常用、電気自動車、玩具、アクセサリ−、表示
器具、健康器具、医療用などの電源として使われる高容
量、高電圧の積層電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電池は図４の断面図に示されるよ
うに、正極板１と負極板２が電解液を含んだセパレ−タ
−３を介して交互に積層され、上部空間で各極端子が互
いに接続され、安全回路を経て電池外部に端子として取
り出されている。このような積層電池では電池ケ−スの
上部に空間が生じ、容積エネルギ−効率を２０％程度低
下させることがある。また図５のように厚さ０．３ｍｍ
程度のフィルム電池を複数枚積層した場合や極板を積層
して全体を樹脂フィルム被覆の金属箔４で密閉した場合
などが提案されているが、容積効率及び密閉性における
寿命の点で単一電池の場合より劣る問題がある。
うに、正極板１と負極板２が電解液を含んだセパレ−タ
−３を介して交互に積層され、上部空間で各極端子が互
いに接続され、安全回路を経て電池外部に端子として取
り出されている。このような積層電池では電池ケ−スの
上部に空間が生じ、容積エネルギ−効率を２０％程度低
下させることがある。また図５のように厚さ０．３ｍｍ
程度のフィルム電池を複数枚積層した場合や極板を積層
して全体を樹脂フィルム被覆の金属箔４で密閉した場合
などが提案されているが、容積効率及び密閉性における
寿命の点で単一電池の場合より劣る問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
容積効率が高く密閉性の高い積層電池を得るものであ
る。
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
容積効率が高く密閉性の高い積層電池を得るものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、非孔質性で表面粗さの最大高さＲｍａｘが
１μｍで基材厚さに対して１／２０以下であって、凹凸
数が１ｍｍ長さで５０個以上ある相対する外装体と、該
上下の外装体の間の空間に厚さ０．０２５ｍｍ以下の正
極集電体面に正極活物質及び／又は高分子固体電解質を
設けた正極板と厚さ０．０１５ｍｍ以下の負極集電体面
に負極活物質及び／又は高分子固体電解質を設けた負極
板が複数枚交互に積層され、且つ該正極板及び負極板の
角部はそれぞれ同極同士が電気的に並列接続され、且つ
最外側の極板の集電体面が外装体の内面と電気的に接続
又は接触し、且つ該外装体同士が周縁部で接着材により
気密封口されていること、前記極板は最外側を除いて同
極同士が背向かい状態で２枚１組の正極板及び負極板が
交互に配置されていること、前記外装体の周縁部厚さが
該積層電池厚さの半分以下であること、前記それぞれの
極板の角部を除く領域にそれぞれの活物質が配置され、
且つどちらか一方の活物質面に該活物質外寸より大きい
外寸で高分子固体電解質が配置されていること、前記高
分子固体電解質が負極活物質面上に配置され、且つ正極
活物質外寸と負極活物質外寸がほぼ等しいこと、前記外
装体の角部を除く表面に樹脂フィルムが被覆されてお
り、且つ角部の外面が積層電池の外部端子となり、内面
が前記各極板の角部と接続されていること 前記積層電
池の内部が３００ｔｏｒｒ以下で密閉されていることな
どを特徴とし、これらにより上述の問題点を解決するも
のである。
するもので、非孔質性で表面粗さの最大高さＲｍａｘが
１μｍで基材厚さに対して１／２０以下であって、凹凸
数が１ｍｍ長さで５０個以上ある相対する外装体と、該
上下の外装体の間の空間に厚さ０．０２５ｍｍ以下の正
極集電体面に正極活物質及び／又は高分子固体電解質を
設けた正極板と厚さ０．０１５ｍｍ以下の負極集電体面
に負極活物質及び／又は高分子固体電解質を設けた負極
板が複数枚交互に積層され、且つ該正極板及び負極板の
角部はそれぞれ同極同士が電気的に並列接続され、且つ
最外側の極板の集電体面が外装体の内面と電気的に接続
又は接触し、且つ該外装体同士が周縁部で接着材により
気密封口されていること、前記極板は最外側を除いて同
極同士が背向かい状態で２枚１組の正極板及び負極板が
交互に配置されていること、前記外装体の周縁部厚さが
該積層電池厚さの半分以下であること、前記それぞれの
極板の角部を除く領域にそれぞれの活物質が配置され、
且つどちらか一方の活物質面に該活物質外寸より大きい
外寸で高分子固体電解質が配置されていること、前記高
分子固体電解質が負極活物質面上に配置され、且つ正極
活物質外寸と負極活物質外寸がほぼ等しいこと、前記外
装体の角部を除く表面に樹脂フィルムが被覆されてお
り、且つ角部の外面が積層電池の外部端子となり、内面
が前記各極板の角部と接続されていること 前記積層電
池の内部が３００ｔｏｒｒ以下で密閉されていることな
どを特徴とし、これらにより上述の問題点を解決するも
のである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は電極を複数枚積層し電池
容量及び／又は電圧を大きくする場合などに、電池の面
積、容積を大きくしないで端子間の接続を可能にし、容
積効率を高めることができる。さらに密閉構造の改善、
特に外装体構造の改良により機械的強度の増大及び界面
からの透湿の抑制、積層工程の簡易化を計る。請求項１
に記載した数値範囲外の場合、密閉強度としての引っ張
り強度が平均で約６０ｇ／ｍｍ以下となる。また透湿の
抑制効果の一つとしての自己放電率が一次電池では約３
％／年以上、二次電池では約１０％／月以上になる。即
ち凹凸度合いが大きいと接着界面に気泡がトラップされ
強度を低下させたり、吸湿性を高めたりする。また高分
子固体電解質を用いることで積層電池内部を３００ｔｏ
ｒｒ以下に密閉でき、余剰空間を周縁部でなくすことが
でき、また電極間の密着性が高まる。
容量及び／又は電圧を大きくする場合などに、電池の面
積、容積を大きくしないで端子間の接続を可能にし、容
積効率を高めることができる。さらに密閉構造の改善、
特に外装体構造の改良により機械的強度の増大及び界面
からの透湿の抑制、積層工程の簡易化を計る。請求項１
に記載した数値範囲外の場合、密閉強度としての引っ張
り強度が平均で約６０ｇ／ｍｍ以下となる。また透湿の
抑制効果の一つとしての自己放電率が一次電池では約３
％／年以上、二次電池では約１０％／月以上になる。即
ち凹凸度合いが大きいと接着界面に気泡がトラップされ
強度を低下させたり、吸湿性を高めたりする。また高分
子固体電解質を用いることで積層電池内部を３００ｔｏ
ｒｒ以下に密閉でき、余剰空間を周縁部でなくすことが
でき、また電極間の密着性が高まる。
【０００６】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 （本発明１）図１は本発明に係わる負極集電体５（厚さ
約０．０１ｍｍの銅箔）の斜視図であり、角部に集電部
６を設け、一面に負極活物質７（例えばリチウム、リチ
ウム合金、炭素材料などがあるが、この場合はリチウム
一次電池として金属リチウム−２０％アルミ合金を使用
した。）が配置（図中の点線で囲まれた内側領域）さ
れ、さらに該負極活物質７包含するように集電部６の一
部を含む領域にセパレ−タ８（図中の斜線で示される領
域に高分子固体電解質を印刷した。）を配置した。図２
は本発明に係わる正極集電体９（厚さ約０．０２ｍｍの
アルミニウム箔）の斜視図で角部に集電部１０を設け、
一面に正極活物質１１（例えばマンガン、コバルト、ニ
ッケルなどのリチウム酸化物、マンガン酸化物などがあ
るが負極活物質に対応して二酸化マンガンを使用し
た。）が配置（図中に斜線で示す。）され、セパレ−タ
については負極側に配置されているため、省略された外
寸が負極活物質７配置面積とほぼ等しい正極板を示す。
なお、負極板及び正極板は共に対極の集電部に位置する
部分を電気的接続を容易且つ短絡を防止させるため欠落
させている。
明する。 （本発明１）図１は本発明に係わる負極集電体５（厚さ
約０．０１ｍｍの銅箔）の斜視図であり、角部に集電部
６を設け、一面に負極活物質７（例えばリチウム、リチ
ウム合金、炭素材料などがあるが、この場合はリチウム
一次電池として金属リチウム−２０％アルミ合金を使用
した。）が配置（図中の点線で囲まれた内側領域）さ
れ、さらに該負極活物質７包含するように集電部６の一
部を含む領域にセパレ−タ８（図中の斜線で示される領
域に高分子固体電解質を印刷した。）を配置した。図２
は本発明に係わる正極集電体９（厚さ約０．０２ｍｍの
アルミニウム箔）の斜視図で角部に集電部１０を設け、
一面に正極活物質１１（例えばマンガン、コバルト、ニ
ッケルなどのリチウム酸化物、マンガン酸化物などがあ
るが負極活物質に対応して二酸化マンガンを使用し
た。）が配置（図中に斜線で示す。）され、セパレ−タ
については負極側に配置されているため、省略された外
寸が負極活物質７配置面積とほぼ等しい正極板を示す。
なお、負極板及び正極板は共に対極の集電部に位置する
部分を電気的接続を容易且つ短絡を防止させるため欠落
させている。
【０００７】このような極板について同極同士を背中合
わせに重ねたものを対極同士向かい合わせに重ね、互い
の角部で集電部同士を並列接続した積層極板（但し両端
の極板は背中合わせにはしない）をさらに電気絶縁フィ
ルムを介して直列接続した後、正極側では非孔質性で、
表面凹凸の高低差が０．０００７ｍｍで、基材厚さ約
０．０２０ｍｍであって、凹凸数が１ｍｍ長さで約１２
０個あるアルミニウム製外装体１２と矩形枠状の耐湿性
樹脂フィルム１３（例えば多層変性ポリプロピレンな
ど）と負極側の非孔質性で表面凹凸の高低差が０．００
１ｍｍで、基材厚さ約０．０１５ｍｍであって、凹凸数
が１ｍｍ長さで、約９０個ある銅製外装体１４の間に上
記積層極板を配置し、該積層極板の集電部と該外装体内
面を電気的に接続（例えば電導性樹脂で接着する）し、
該積層電池の周縁域を加熱加圧（なお、２００ｔｏｒｒ
の減圧状態下で行う）して電池内部を密閉した。さらに
該積層電池の外装体の外面に端子部となる部分を除いて
（集電部に対向する面）電気絶縁フィルムを接着し、他
との電気的な短絡を防止した。
わせに重ねたものを対極同士向かい合わせに重ね、互い
の角部で集電部同士を並列接続した積層極板（但し両端
の極板は背中合わせにはしない）をさらに電気絶縁フィ
ルムを介して直列接続した後、正極側では非孔質性で、
表面凹凸の高低差が０．０００７ｍｍで、基材厚さ約
０．０２０ｍｍであって、凹凸数が１ｍｍ長さで約１２
０個あるアルミニウム製外装体１２と矩形枠状の耐湿性
樹脂フィルム１３（例えば多層変性ポリプロピレンな
ど）と負極側の非孔質性で表面凹凸の高低差が０．００
１ｍｍで、基材厚さ約０．０１５ｍｍであって、凹凸数
が１ｍｍ長さで、約９０個ある銅製外装体１４の間に上
記積層極板を配置し、該積層極板の集電部と該外装体内
面を電気的に接続（例えば電導性樹脂で接着する）し、
該積層電池の周縁域を加熱加圧（なお、２００ｔｏｒｒ
の減圧状態下で行う）して電池内部を密閉した。さらに
該積層電池の外装体の外面に端子部となる部分を除いて
（集電部に対向する面）電気絶縁フィルムを接着し、他
との電気的な短絡を防止した。
【０００８】（本発明２）他の実施例として、本発明１
と同じように構成した後、外装体の周縁部を加熱加圧す
る時に図３に示す積層電池厚さ約４ｍｍに対して約１ｍ
ｍとし厚さを該積層電池厚さの１／４とし、接着幅を約
３．６ｍｍにした。
と同じように構成した後、外装体の周縁部を加熱加圧す
る時に図３に示す積層電池厚さ約４ｍｍに対して約１ｍ
ｍとし厚さを該積層電池厚さの１／４とし、接着幅を約
３．６ｍｍにした。
【０００９】（本発明３）他の実施例として、本発明２
と同じように構成し接着材に無機系フィラ−（また有機
系でも良い。）を混合することで透湿性及び圧縮性を改
善した。
と同じように構成し接着材に無機系フィラ−（また有機
系でも良い。）を混合することで透湿性及び圧縮性を改
善した。
【００１０】（本発明４）他の実施例として、本発明１
と同じように構成した後、接着シ−ルする時に６０ｔｏ
ｒｒ以下の減圧状態で加熱加圧接着した。６０ｔｏｒｒ
以下であっても固体電解質を用いているため電池内部圧
力は上昇せず極板間の密着性を維持した。
と同じように構成した後、接着シ−ルする時に６０ｔｏ
ｒｒ以下の減圧状態で加熱加圧接着した。６０ｔｏｒｒ
以下であっても固体電解質を用いているため電池内部圧
力は上昇せず極板間の密着性を維持した。
【００１１】
【発明の効果】以上に説明した本発明による積層電池の
効果を下表の自己放電性能比較（作製した直後の電池に
対する２．５Ｖ打ち切り電圧に達するまでの電池容量減
少比率で示す。）及び内部抵抗上昇度及びエネルギ−効
率を示す物差しとして電池の全体容積に対する電池有効
容積の割合について示す。
効果を下表の自己放電性能比較（作製した直後の電池に
対する２．５Ｖ打ち切り電圧に達するまでの電池容量減
少比率で示す。）及び内部抵抗上昇度及びエネルギ−効
率を示す物差しとして電池の全体容積に対する電池有効
容積の割合について示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】本発明による効果は上記以外に下記の点が
認められる。 （１）複数個の電池の並列及び直列の接続が容易とな
る。 （２）積層電池内での直列接続及び短絡防止のための絶
縁フィルムに安全機構としての保護電気回路をプリント
基板のように形成できる。 （３）端子の取り出しが容易となる。 なお、本発明においては実施例に示すものに限定される
ものではなく、電池構成材料の形状・数・厚さ及び電池
容量、電圧など特に限定するものではなく、用途に応じ
て種々変更されるものである。さらに本発明では個々の
極板全体を外装体で包含する場合を説明したが、本発明
においては個々の電池を複数個積層し最外側の集電体又
は外装体を同じ様に形成させることも含まれるものであ
る。
認められる。 （１）複数個の電池の並列及び直列の接続が容易とな
る。 （２）積層電池内での直列接続及び短絡防止のための絶
縁フィルムに安全機構としての保護電気回路をプリント
基板のように形成できる。 （３）端子の取り出しが容易となる。 なお、本発明においては実施例に示すものに限定される
ものではなく、電池構成材料の形状・数・厚さ及び電池
容量、電圧など特に限定するものではなく、用途に応じ
て種々変更されるものである。さらに本発明では個々の
極板全体を外装体で包含する場合を説明したが、本発明
においては個々の電池を複数個積層し最外側の集電体又
は外装体を同じ様に形成させることも含まれるものであ
る。
【図１】本発明に係わる負極集電体の斜視図を示す。
【図２】本発明に係わる正極集電体の斜視図を示す。
【図３】本発明に係わる積層電池の断面図を示す。
【図４】従来の電池の断面図を示す。
【図５】従来の電池の断面図を示す。
１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレ−タ− ４ 樹脂フィルム被覆の金属箔 ５ 負極集電体 ６、１０ 集電部 ７ 負極活物質 ８ 高分子固体電解質セパレ−タ− ９ 正極集電体 １１ 正極活物質 １２、１４ 外装体 １３ 接着材としての耐湿性樹脂フィルム １５ 樹脂フィルム
Claims (7)
- 【請求項１】 非孔質性で、表面粗さの最大高さＲｍａ
ｘが１μｍで、基材厚さに対して１／２０以下であっ
て、凹凸数が１ｍｍ長さで５０個以上ある相対する外装
体と、該上下の外装体の間の空間に厚さ０．０２５ｍｍ
以下の正極集電体面に正極活物質及び／又は高分子固体
電解質を設けた正極板と厚さ０．０１５ｍｍ以下の負極
集電体面に負極活物質及び／又は高分子固体電解質を設
けた負極板が複数枚交互に積層され、且つ該正極板及び
負極板の角部はそれぞれ同極同士が電気的に並列接続さ
れ、且つ最外側の極板の集電体面が外装体の内面と電気
的に接続又は接触し、且つ該外装体同士が周縁部で接着
材により気密封口されていることを特徴とする積層電
池。 - 【請求項２】 前記極板は最外側を除いて同極同士が背
向かい状態で２枚１組の正極板及び負極板が交互に配置
されている請求項１記載の積層電池。 - 【請求項３】 前記外装体の周縁部厚さが該積層電池厚
さの半分以下である請求項１記載の積層電池。 - 【請求項４】 前記それぞれの極板の角部を除く領域に
それぞれの活物質が配置され、且つどちらか一方の活物
質面に該活物質外寸より大きい外寸で高分子固体電解質
が配置されている請求項１記載の積層電池。 - 【請求項５】 前記高分子固体電解質が、負極活物質面
上に配置され、且つ正極活物質外寸と負極活物質外寸が
ほぼ等しい請求項４記載の積層電池。 - 【請求項６】 前記外装体の角部を除く表面に樹脂フィ
ルムが被覆されており、且つ角部の外面が積層電池の外
部端子となり、内面が前記各極板の角部と接続されてい
る請求項１記載の積層電池。 - 【請求項７】 前記積層電池の内部が３００ｔｏｒｒ以
下で密閉されている請求項１記載の積層電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062175A JPH09259897A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 積層電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062175A JPH09259897A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 積層電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259897A true JPH09259897A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13192533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8062175A Pending JPH09259897A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 積層電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259897A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000030747A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 積層型二次電池の製造方法 |
| EP1006602A1 (en) * | 1998-11-30 | 2000-06-07 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte battery |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| KR101351733B1 (ko) * | 2007-01-11 | 2014-01-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체와 이를 구비하는 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| JP2015122338A (ja) * | 2015-03-30 | 2015-07-02 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電池 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8062175A patent/JPH09259897A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000030747A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 積層型二次電池の製造方法 |
| EP1006602A1 (en) * | 1998-11-30 | 2000-06-07 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte battery |
| US6428934B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-08-06 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte battery |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| KR101351733B1 (ko) * | 2007-01-11 | 2014-01-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체와 이를 구비하는 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| JP2015122338A (ja) * | 2015-03-30 | 2015-07-02 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電池 |
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