JPWO2013018396A1 - Sealing terminal and battery - Google Patents
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Abstract
【課題】 電気漏洩が比較的小さい封止端子を提供する。【解決手段】 一方主面12αと他方主面12βの間を貫通した封止板貫通孔12aを備える封止板12と、一方主面12αに接合された第1の面16α、第1の面16αと反対の側の第2の面16β、およびセラミック体貫通孔16aを備えるセラミック体16と、セラミック体貫通孔16aおよび封止板貫通孔12aに挿通されているとともに、セラミック体貫通孔16aの側の端部に、第2の面16βに対向して第2の面16βと接合された平面部19βを有する鍔部19を備える端子体14とを有し、セラミック体16は、セラミック体貫通孔16aの開口が第2の面16βの側に比べて第1の面16αの側で大きく、第1の面16αの側の開口の外側領域に封止板貫通孔12aの内周面が位置している。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing terminal with a relatively small electric leakage. A sealing plate 12 having a sealing plate through hole 12a penetrating between one main surface 12α and the other main surface 12β, a first surface 16α joined to the one main surface 12α, and a first surface. The ceramic body 16 including the second surface 16β opposite to 16α and the ceramic body through-hole 16a, the ceramic body through-hole 16a and the sealing plate through-hole 12a are inserted into the ceramic body through-hole 16a. And a terminal body 14 including a flange portion 19 having a flat surface portion 19β joined to the second surface 16β so as to face the second surface 16β. The ceramic body 16 penetrates the ceramic body. The opening of the hole 16a is larger on the first surface 16α side than the second surface 16β side, and the inner peripheral surface of the sealing plate through hole 12a is located in the outer region of the opening on the first surface 16α side. is doing.
Description
本発明は、例えばリチウムイオン電池等の電解液容器に取着して、電解液容器を封止しつつ電気を外部へ取り出す封止端子、および該封止端子を用いた電池に関する。 The present invention relates to a sealing terminal that is attached to an electrolytic solution container such as a lithium ion battery and takes out electricity while sealing the electrolytic solution container, and a battery using the sealing terminal.
例えばリチウムイオン電池等には、電解液を含む電池体を内部に封止しつつ、電気を外部へ取り出すための封止端子が用いられている。例えば下記特許文献1に、従来の封止端子の一例が記載されている。かかる下記特許文献1に記載の封止端子100は、図5(a)および(b)に断面図で示すように、貫通孔102aを備える金属からなる封止板102と、貫通孔104aを備える円筒状のセラミック体104と、貫通孔102aと貫通孔104aとに挿通された端子体106とを備えている。端子体106は、柱状部107と、柱状部107から突出した鍔部108とを備え、封止板102とセラミック体104とが接合層110を介して接合され、端子体106の鍔部108とセラミック体104とが接合層112を介して接合されている。特許文献1では、これら接合層110や接合層112を、コールドスプレー法等の低温プロセスを経て作製している。
For example, a lithium ion battery or the like uses a sealing terminal for taking out electricity to the outside while sealing a battery body containing an electrolytic solution inside. For example, Patent Document 1 below describes an example of a conventional sealing terminal. Such a
特許文献1に記載されているセラミック体104は、貫通孔104の径が、図5(a)中の上側の第1の面から図5(a)下側の第2の面に向かって略一定とされている。このような従来の封止端子では、端子体106の損傷や接合層の不良に伴う、例えば液漏れ等の不良を完全に抑制することは難しかった。例えば、図5(a)に示すように、端子体106の柱状部107の外径に比べて、セラミック体104の貫通孔104aの径が大きい場合など、温度変化に伴って鍔部108が熱膨張または熱収縮した場合に、柱状部107の角度等が大きく動き易く(図5(a)の矢印で示すような動き)、セラミック体104の貫通孔104aの内周面と端子体106とが接触して端子体106が損傷することがあった。また、端子体106の姿勢の変化によって、接合層110と端子体106とが近づきすぎ、端子体106と接合層110との間に電流が流れてしまう等の、電気的な不具合が発生する場合もあった。また、図5(b)に示すように、端子体106の柱状部107の外径と、セラミック体104の貫通孔104aとをほぼ同じ大きさにした場合は、端子体106の膨張によってセラミック体104の破損が発生したり、セラミック体104の表面を通じて、端子体106と接合層110との間に電流が流れ易いといった問題があった。本発明は、かかる問題を解決することを目的とする。
In the
上記問題を解決するために、本発明は、一方主面と、該一方主面と反対の側の他方主面と、前記一方主面および前記他方主面の間を貫通した封止板貫通孔とを備える封止板と、該封止板の前記一方主面に接合された第1の面と、該第1の面と反対の側の第2の面と、前記第1の面および前記第2の面の間を貫通した、前記封止板貫通孔に連なるセラミック体貫通孔とを備えるセラミック体と、前記セラミック体貫通孔および前記封止板貫通孔に挿通されているとともに、前記セラミック体貫通孔の側の端部が前記セラミック体貫通孔の外側に位置していて、前記端部に、前記第2の面に対向して前記第2の面に接合された平面部を有する鍔部を備える端子体とを有し、前記セラミック体は、前記セラミック体貫通孔の開口が前記第2の面の側に比べて前記第1の面の側で大きく、前記第1の面の側の前記開口の外側領域に前記封止板貫通孔の内周面が位置していることを特徴とする封止端子を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a sealing plate through hole penetrating between one main surface, the other main surface opposite to the one main surface, and between the one main surface and the other main surface. A first plate joined to the one main surface of the sealing plate, a second surface opposite to the first surface, the first surface, and the first surface A ceramic body including a ceramic body through-hole connected to the sealing plate through-hole penetrating between the second surfaces; the ceramic body being inserted through the ceramic body through-hole and the sealing plate through-hole; and the ceramic An end portion on the side of the body through-hole is located outside the ceramic body through-hole, and the end portion has a flat portion joined to the second surface so as to face the second surface And the ceramic body has an opening of the ceramic body through-hole on the second surface side. A sealing terminal, wherein the sealing terminal is larger on the first surface side, and an inner peripheral surface of the sealing plate through hole is located in an outer region of the opening on the first surface side. provide.
また、上記封止端子と、該封止端子が開口部に取着された容器と、該容器に収容された、前記封止端子の前記端子体に電気的に接続した電池体とを備えることを特徴とする電池を併せて提供する。 The sealing terminal, a container having the sealing terminal attached to the opening, and a battery body accommodated in the container and electrically connected to the terminal body of the sealing terminal. A battery characterized by the above is also provided.
本発明の封止端子は、端子体からの電気漏洩が比較的小さい。本発明の電池は、電池性能が比較的長期にわたって安定し、比較的長寿命と高い信頼性を有する。 The sealed terminal of the present invention has a relatively small electrical leakage from the terminal body. The battery of the present invention has stable battery performance over a relatively long period of time, a relatively long life, and high reliability.
本発明の封止端子および電池の実施形態を以下に詳細に説明する。 Embodiments of the sealed terminal and battery of the present invention will be described in detail below.
まず、図1を参照し、本発明の封止端子の一実施形態である、封止端子10について説明する。封止端子10は、金属を主成分とする封止板12と、封止板12に設けられた封止板貫通孔12aに配置されて、電解液を含んで構成された電池体から電力を取り出すための端子体14と、封止板12および端子体14の双方に接合された、封止板12と端子体14とを絶縁した状態で端子体14を封止板12に対して固定するセラミック体16とを備えている。セラミック体16は、セラミック体貫通孔16a(以下、貫通孔16aともいう)を備え、端子体14は、この貫通孔16aに挿通された状態で固定されている。本実施形態では、封止板12に2つの封止板貫通孔12a(以下、貫通孔12aともいう)が設けられ、これらの貫通孔12aそれぞれに対して、セラミック体16と端子体14とが設けられている。図1(b)および図1(c)に示す例では、それぞれ、貫通孔12a周辺の構成について1つの貫通孔12aを代表して示しているが、他方の貫通孔12aの周辺部分も同様の構成を有している。なお、封止端子における端子体の数は特に限定されない。貫通孔12aの内径は、例えば約10mm〜20mmとされている。
First, with reference to FIG. 1, the
封止板12は、後述する図2に示すような電池60を構成した場合に、電解液が含まれる電池体61が配置される側の一方主面12αと、一方主面12αと反対の側の他方主面12βと、一方主面12αおよび他方主面12βの間を貫通した貫通孔12a(封止板貫通孔12a)とを備えている。封止板12は、例えばリチウムイオンを含む電解液に対する耐食性に優れるとともにロウ付けしやすいAl合金(例えば、JIS H 4040 合金番号3003)からなることが好ましい。
When the
また封止板12は、貫通孔12aの周囲に、一方主面12α側から見て凹んだ段差部15と、この段差部15に連なる凹部13とを備えている。凹部13は、図1(a)に示すように、セラミック体16の形状に対応した、上面視で略円形状の中央凹部21と、上面視において中央凹部21の周縁から突出して設けられた、複数の周縁凹部23とを備えている。本実施形態では、封止板12の厚さは、凹部13に対応する領域と、その他の領域とで相違することなく略一定となっており、厚さは約3mm〜7mm程度とされている。
Further, the
セラミック体16は、第1の面16αと、第1の面16αと反対の側の第2の面16βと、第1の面16αおよび前記第2の面16βの間を貫通した、封止板貫通孔12aに連なるセラミック体貫通孔16aとを備える。セラミック体16の第1の面16αは、一方主面12αにおける凹部13に対応する領域に、後述する接合層32を介して接合されている。より詳しくは、セラミック体16の第1の面16αは、一方主面12αにおける凹部13の底面に対応する領域と、接合層32を介して接合されている。
The
端子体14は、貫通孔16aおよび貫通孔12aに挿通されており、図中下側の端部が貫通孔16aの外側(貫通孔16aよりも下側)に位置している。端子体14は、この貫通孔16aの外側の端部に鍔部19を備えている。鍔部19は、セラミック体16の第2の面16βに対向した平面部19βを備え、この平面部19βが、後述する接合層34を介して、セラミック体16の第2の面16βと接合されている。鍔部19は、貫通孔16aの中心軸から離れるにつれて厚さが漸減した、薄肉部19tを有している。端子体14は、鍔部19の最大径が約15〜30mm程度であり、鍔部19以外の柱状部分の直径が例えば5〜15mm程度とされている。セラミック体16の厚さは、約5mm〜30mm程度とされている。
The
セラミック体16の貫通孔16aの開口は、第2の面16βの側の開口に比べて第1の面16αの側の開口の方が大きくなっており、セラミック体16の第2の面16βから第1の面16αまでの、貫通孔16aの内面に沿った距離が比較的長くなっている。また加えて、第1の面16αの側の開口の外側領域に、貫通孔12a(封止板貫通孔12a)の内周面が位置している。すなわち、本実施形態では、セラミック体16の第2の面16βと接合した端子体14の鍔部19と、セラミック体16の第1の面16αと接合した封止板12との間の、セラミック体16の表面に沿った離間距離(いわゆる沿面距離)が、比較的長くされている。これにより、端子体14と封止板12との間の絶縁性が、高い確実性をもって保たれている。貫通孔16aの第2の面16βの側の開口の直径は、端子体14の鍔部19以外の柱状部分の直径と同程度とされており、例えば5〜15mmである。貫通孔16の第1の面16αの側の開口の直径は、貫通孔12aの直径よりも若干小さく、例えば8〜28mm程度である。
The opening of the through
また、セラミック体16では、貫通孔16aの横断面積が、第2の面16βの側から第1の面16αの側に向かって途中まで一定であり、残りの部分で第2の面16βの側から第1の面16αの側に向かって大きくなっている。貫通孔16aの断面積が一定の部分では、貫通孔16aの内周面によって端子体14の位置が高精度に規定されるので、端子体14が必要以上に姿勢変化することが抑制されている。また、貫通孔16aの横断面積が第2の面16βの側から第1の面16αの側に向かって大きくなっている領域を有することで、端子体14の鍔部19と封止板12との間の沿面距離は比較的大きくされている。また、貫通孔16aの横断面積が第1の面16αの側に向かって大きくなっている領域を有することで、周囲の温度変化等に伴う端子体14の微小な膨張や変形に伴って、端子体14がセラミック体16に当接することが抑制されており、周囲の温度等の軽微な状態変化による端子体の劣化が抑制されている。
Further, in the
セラミック体16は、例えばアルミナセラミックスから成る場合、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化珪素(SiO2)、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)等の原料粉末に適当な有機バインダを添加して調製した原料粉末を、所定形状のプレス型内に充填するとともに、これを所定圧力でプレスして成形し、しかる後得られた成形体を大気中で約1600℃の温度で焼成することにより製作することができる。上述のように、セラミック体16は、貫通孔16aの横断面積が途中まで一定であり、残りの部分で第1の面16αの側に向かって大きくなっており、例えばプレス成型によって、比較的容易に作製することができる。When the
セラミック体16と封止板12との接合、およびセラミック体16と端子体14との接合について説明しておく。接合層32は、セラミック体16の第1の面16αに被着された、例えばMo−Mn等のメタライズ層42と、Alを主成分としたロウ材層52とを備えて構成されている。メタライズ層42は、例えばMo粉末およびMn粉末ならびに金属の酸化物粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して得た金属ペーストを、セラミック体16の第1の面16αに塗布し、これを還元雰囲気中で約1400℃の温度で焼き付けることによって形成することができる。ロウ材層52は、Alを主成分としたAl合金からなり、Al−Si系のロウ材を用いている。なお、Al合金はその表面の強固な酸化皮膜のためロウ付け性が比較的低いため、Al合金表面の酸化皮膜を除去してロウ付け性を向上させるゲッター作用を有するマグネシウム(Mg)を少量含有したものを用いることが好ましい。セラミック体16は、第1の面16αが、封止板12の上記中央凹部21の底面と対向して接合されている。接合層32の形成の際、セラミック体16は、中央凹部21とその周辺との段差部15によって位置決めされており、セラミック体16は封止板12に対する所定の位置に、高い位置精度で接合されている。
The bonding between the
なお、セラミック体16と封止板12との接合を比較的強固にするには、このセラミック体16と封止板12との間隙に、ロウ材層52をなるべく多く供給することが好ましい。一方で、ロウ材層52を構成するロウ材が多くなり過ぎ、例えばセラミック体16の第2の面16βの側までロウ材がはみ出した場合には、封止板12と端子体14との間で電流(表面漏れ電流など)が流れ易くなってしまう。本実施形態では、凹部13が、複数の周縁凹部23を備えており、図1(c)に示すように、セラミック体16と封止板12との間隙から溢れた分のロウ材層52は、この周縁凹部23に収容されている。本実施形態では、ロウ材層52のはみ出し、およびそれに起因した、封止板12と端子体14との間の電流の漏洩が抑制されている。セラミック体との位置決めのし易さの観点で、凹部21を備える方が好ましく、周縁凹部23についても、余分なロウ材のはみ出しを抑制する観点で、備えておくことが好ましい。
In order to make the bonding between the
接合層34は、セラミック体16の第2の面16βに被着された、例えばMo−Mn等のメタライズ層44と、Alを主成分としたロウ材層54とを備えて構成されている。メタライズ層44は、メタライズ層42と同様、例えばMo粉末およびMn粉末ならびに金属の酸化物粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して得た金属ペーストを、セラミック体16の第1の面16αに塗布し、これを還元雰囲気中で約1400℃の温度で焼き付けることによって形成することができる。ロウ材層54もロウ材層52と同様に、Alを主成分としたAl合金からなり、Al−Si系組成のものを使用する。
The
本実施形態では、鍔部19が、貫通孔16a(セラミック貫通孔16)の中心軸から離れるにつれて厚さが漸減した薄肉部19tを備えており、この薄肉部19tは比較的変形し易い。本実施形態では、この薄肉部19tが変形することで、例えばセラミック体16と端子体16との熱膨張の差に起因した、接合層34の形成の際の残留応力が解放され、接合層34やセラミック体16自体の損傷が抑制されている。なお、接合層32において、メタライズ層42とロウ材層52との間隙には、例えばニッケルを主成分とするメッキ層を設けておくことが、接合強度を高くする上で好ましい。同様に、接合層34においても、メタライズ層44とロウ材層54との間隙に、例えばニッケルを主成分とするメッキ層を設けておくことが、接合強度を高くする上で好ましい。
In the present embodiment, the
封止端子10を構成する各部材や接合層の材質等については、特に限定されないが、腐食性の高いリチウムイオンを含む電解液に対しても高い耐性を確保する点で、本実施形態に記載した各種材質を用いることが好ましい。
The material constituting the sealing
次に、かかる封止端子10を備えた電池60について説明する。電池60は、図2に示すように、電池体61と、内部に電池体61が収容された長円筒形状の金属容器62と、図1に示す封止端子10とを有して構成されている。封止端子10は、封止板12の周縁部分が、金属容器62の開口端62aと溶接接合されている。
Next, the
電池体61は、正極端子体72および負極端子体73が設けられた筐体70と、筐体70内部に収容された電池本体80とを備えている。図3は、電池本体80の概略断面図であり、図2中の上側から見た状態を示している。本体80は、セパレータ79と、セパレータ79を挟んで互いに近接して対向配置された正極板77および負極板78とを有し、各部材の間隙には電解質液(図示せず)が充填されている。本実施形態では、正極板77と負極板78とを積層する構造として、図3に示している、いわゆる重ね合わせ構造を採用している。正極板77と負極板78との重ね合わせ構造としては、いわゆる折り畳み構造や巻き型構造などを採用しても構わず、特に限定されない。正極板77および負極板78は活物質を集電体(電極母材)に塗着したものである。正極板77における活物質は、コバルト、マンガン、ニッケル等の遷移金属の酸化物、カルコゲン化合物、あるいはこれらの複合化合物、また各種の添加元素を加えたものが限定されることなく使用できる。負極板78における活物質は、炭素質材料が好ましく用いられるが、ホウ素、すずの酸化物を含有するものも用いられる。その形状は通常、粒状で、粒径は0.3から20μmのもの、なかでも1から5μmのものが好ましく用いられている。また金属リチウムを活物質に用いることも可能である。金属リチウムの場合は粒状、箔状、いずれのものでも良い。正極板77および負極板78は電気化学的に安定な金属が用いられ、正極板77にはアルミニウム、負極板78には銅が好ましく用いられている。集電体は箔、網、エクスパンドメタル等、いずれの形状のものでも使用可能である。筐体70に設けられた正極端子72はアルミニウム等の金属で形成された板状部材であり、筐体70に収容された電池本体80の正極板7と接続している。また負極端子73はニッケル、銅等で形成された板状部材であり、筐体70に収容された電池本体80の負極板78と接続している。正極板77と正極端子72との接続、負極板78と負極端子78との接続は、例えば溶接など各種の接続形態があるが、電池本体80から効率よく電流が取り出せるように構成されていれば、特に限定されない。
The
このような電池体61が収容された金属容器62の開口端62aを閉塞するように、封止端子10が配置されている。具体的には、封止端子10の1つの封止端子14が正極端子72と当接するとともに、他の封止端子14が負極端子73と当接した状態で、封止板12の周縁部分が金属容器102の開口端102aと溶接接合されている。
The sealing
封止端子10を備えて構成された電池60は、端子体16からの電気漏洩が比較的小さい。本発明の電池60は、電池性能が比較的長期にわたって安定し、比較的長寿命と高い信頼性とを有する。なお、電池60の構成は特に限定されず、封止端子10は、各種構造の電池に広く用いることができる。
The
図4(a)(b)はそれぞれ、本発明の封止端子の他の実施形態について説明する概略断面図である。図4では、図1と同様の構成について、図1と同じ符号を用いている。図4(a)に示す実施形態では、貫通孔16aは、貫通孔16aの中心軸に垂直な断面積が、端子体14の鍔部19以外の部分の断面積とほぼ同じ第1部分91と、第1部分92に比べて大きな断面積を有する第2部分92とを有している。この実施形態でも、セラミック体16の貫通孔16aの開口は、第2の面16βの側の開口に比べて第1の面16αの側の開口の方が大きくなっており、端子体14と、セラミック体16と封止板12との間の沿面距離が、比較的長くされている。図4(b)に示す実施形態では、貫通孔16aの断面積が、第2の面16βの側から第1の面16αの側に向かって、段階的に徐々に大きくなっている。この場合も、いわゆる沿面距離が比較的長い。図4(a)および図4(b)に示すような実施形態でも、端子体14と封止板12との間の絶縁性が、高い確実性をもって保たれている。
4 (a) and 4 (b) are schematic cross-sectional views illustrating another embodiment of the sealing terminal of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the same configurations as those in FIG. In the embodiment shown in FIG. 4A, the through-
本発明の封止端子および電池は、上記の実施形態および上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。 The sealing terminal and the battery of the present invention are not limited to the above-described embodiment and the above-described examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. is there.
10 封止端子
12 封止板
12a 封止板貫通孔
12α 一方主面
12β 他方主面
13 凹部
14 端子体
16 セラミック体
16a セラミック体貫通孔
16α 第1の面
16β 第2の面
19 鍔部
19β 平面部
21 中央凹部
23 周縁凹部
32、34 接合層
42、44 メタライズ層
52、54 ロウ材層
60 電池
61 電池体
62 金属容器
62a 開口端
70 筐体
72 正極端子体
73 負極端子体
77 正極板
78 負極板
79 セパレータ
80 電池本体
100 封止端子
102 封止板
102a 貫通孔
104 セラミック体
104a 貫通孔
106 端子体
107 柱状部
108 鍔部
110、112 接合層DESCRIPTION OF
Claims (9)
該封止板の前記一方主面に接合された第1の面と、該第1の面と反対の側の第2の面と、前記第1の面および前記第2の面の間を貫通した、前記封止板貫通孔に連なるセラミック体貫通孔とを備えるセラミック体と、
前記セラミック体貫通孔および前記封止板貫通孔に挿通されているとともに、前記セラミック体貫通孔の側の端部が前記セラミック体貫通孔の外側に位置していて、前記端部に、前記第2の面に対向して前記第2の面に接合された平面部を有する鍔部を備える端子体とを有し、
前記セラミック体は、前記セラミック体貫通孔の開口が前記第2の面の側に比べて前記第1の面の側で大きく、前記第1の面の側の前記開口の外側領域に前記封止板貫通孔の内周面が位置していることを特徴とする封止端子。A sealing plate comprising one main surface, the other main surface opposite to the one main surface, and a sealing plate through-hole penetrating between the one main surface and the other main surface;
A first surface joined to the one main surface of the sealing plate, a second surface opposite to the first surface, and a space between the first surface and the second surface. A ceramic body provided with a ceramic body through hole connected to the sealing plate through hole;
The ceramic body through-hole and the sealing plate through-hole are inserted, and the end on the ceramic body through-hole side is located outside the ceramic body through-hole. A terminal body provided with a flange having a flat surface portion that is bonded to the second surface opposite to the surface of 2;
In the ceramic body, the opening of the ceramic body through-hole is larger on the first surface side than the second surface side, and the sealing is provided in an outer region of the opening on the first surface side. A sealing terminal in which an inner peripheral surface of a plate through hole is located.
前記セラミック体の前記第1の面は、前記凹部の底面に対応する領域と接合されていることを特徴とする請求項1または2記載の封止端子。The sealing plate includes a recess around the sealing plate through-hole on the one main surface,
The sealing terminal according to claim 1, wherein the first surface of the ceramic body is joined to a region corresponding to a bottom surface of the concave portion.
該封止端子が開口部に取着された容器と、
該容器に収容された、前記封止端子の前記端子体に電気的に接続した電池体とを備えることを特徴とする電池。The sealing terminal according to any one of claims 1 to 7,
A container having the sealing terminal attached to the opening;
A battery comprising: a battery body housed in the container and electrically connected to the terminal body of the sealing terminal.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006324178A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Kyushu Electric Power Co Inc | Secondary battery |
JP2009252395A (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | Sealed battery, and utilization thereof |
JP2010177016A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | Seal terminal and battery |
JP2011060672A (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Toyota Motor Corp | Manufacturing device and manufacturing method for battery, and battery |
JP2013112586A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Kyocera Corp | Joined body of ceramic body and metal body |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3975940B2 (en) * | 2003-02-21 | 2007-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | Electricity storage element |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006324178A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Kyushu Electric Power Co Inc | Secondary battery |
JP2009252395A (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | Sealed battery, and utilization thereof |
JP2010177016A (en) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | Seal terminal and battery |
JP2011060672A (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Toyota Motor Corp | Manufacturing device and manufacturing method for battery, and battery |
JP2013112586A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Kyocera Corp | Joined body of ceramic body and metal body |
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