KR20020083089A - A button cell type lithium battery and its manufacturing method - Google Patents

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KR20020083089A
KR20020083089A KR1020010022774A KR20010022774A KR20020083089A KR 20020083089 A KR20020083089 A KR 20020083089A KR 1020010022774 A KR1020010022774 A KR 1020010022774A KR 20010022774 A KR20010022774 A KR 20010022774A KR 20020083089 A KR20020083089 A KR 20020083089A
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lithium battery
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KR1020010022774A
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김대준
이존하
임동준
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에스케이씨 주식회사
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Abstract

PURPOSE: Provided are a button type lithium battery which can maximize the capacity of jelly roll in restricted space to efficiently use the space, and can increase effect of applying the electric current by increasing the electric conductivity, and a method for producing the same. CONSTITUTION: The method for producing a button type lithium battery which comprises the steps of (i) inserting a jelly roll(30) consisting of a plurality of collector for cathode(31), and a plurality of collector for anode(32), and a separator(33) formed between the collectors for anode and cathode, into a case(10), and (ii) sealing the case(10) by attaching a cover(20) on top of the case by general procedure, is characterized in that the collector for cathode(31) is attached to lower inside of the case(10) and simultaneously functions as cathode terminal, and the collector for anode(32) is attached to lower inside of the cover(20) and simultaneously functions as anode terminal.

Description

버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법{A button cell type lithium battery and its manufacturing method}Button type lithium battery and its manufacturing method {A button cell type lithium battery and its manufacturing method}

본 발명은 버튼형 리튬전지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버튼형 리튬전지의 제조과정에서 제한된 케이스 내부의 공간을 최대한 활용하여 전지의 용량을 증대시키고, 또한 버튼형 리튬전지의 전기 전도성을 높여 통전효과를 극대화시킬 수 있도록 한 버튼형 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a button-type lithium battery, and more particularly, to maximize the capacity of the battery by utilizing the limited space inside the case in the manufacturing process of the button-type lithium battery, and to increase the electrical conductivity of the button-type lithium battery The present invention relates to a button-type battery and a method of manufacturing the same to maximize the effect.

종래로 부터 리튬전지는 음극의 충전반응이 비교적 빠르게 이루어지는 리튬이온의 유입 반응으로 인하여 급속충전이 가능하고, 장기간 반복사용이 가능할 뿐만 아니라 고전압전지로서 안정성이 확보되어 있어 가장 주목받고 있는 전지중의 하나이다.Lithium battery is one of the most attention-generated batteries due to the rapid charging, long-term repeated use, and stability as a high voltage battery. .

일반적으로 상기 리튬전지는 양극 활물질로는 리튬코발트 산화물(LiCoO2), 리튬니켈 산화물(LiNiO2), 리튬망간 산화물(LiMn2O4) 등을 사용하고 있으며, 음극 활물질로는 리튬금속이나 그 합금, 탄소재료 등을 사용하여 제조되고 있다. 이렇게 제조된 리튬전지는 휴대폰이나 컴퓨터를 포함한 각종 전자기기의 전원을 공급하기 위한 전지로 사용되고 있다.In general, the lithium battery uses lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), etc. as a positive electrode active material, and a lithium metal or an alloy thereof as a negative electrode active material. , Carbon materials and the like. The lithium battery thus manufactured is used as a battery for supplying power to various electronic devices including mobile phones and computers.

상기 리튬전지는 일반적으로 젤리롤과 상기 젤리롤을 수납하는 케이스 및 커버로 구성되어 있으며, 젤리롤은 금속박막에 양극물질이나 음극물질을 도포하여 양극전극 또는 음극전극을 형성한 후 이를 롤형태로 말아서 된 것이다. 이때 리튬전지는 상기 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후 각각의 양극전극 및 음극전극에서 단자를 케이스 외부로 인출하고, 커버를 부착한 다음 실링함으로서 제조하여 왔다.The lithium battery generally includes a jelly roll and a case and a cover for storing the jelly roll, and the jelly roll is formed by applying a positive electrode material or a negative electrode material to a metal thin film to form a positive electrode or a negative electrode, and then, in a roll form. It was rolled up. At this time, the lithium battery has been manufactured by inserting the jelly roll into the case and withdrawing the terminal from the cathode and cathode electrodes to the outside of the case, attaching a cover, and then sealing.

최근들어 전자기기의 급속한 발달과 함께 휴대폰, 컴퓨터를 포함한 각종 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 이루어지고 있으며, 그에 따라 상기 전자기기에 전력을 공급하기 위한 리튬전지에 대해서도 고성능화, 박형화 및 소형화가 요구되고 있는 추세이다.Recently, with the rapid development of electronic devices, various electronic devices including mobile phones and computers have been miniaturized, thinned, and lightweight. Accordingly, high performance, thinner, and smaller sizes are required for lithium batteries for supplying power to the electronic devices. It is becoming a trend.

그에 따라 전지의 소용화에 부응하여 최근에는 동전형 또는 버튼형의 리튬 전지가 개발되었다.Accordingly, in response to the miniaturization of batteries, recently, coin or button type lithium batteries have been developed.

도 1에 종래의 버튼형 리튬 전지의 단면도를 나타내었다. 도시된 바와 같이 종래 버튼형 리튬 전지는 양극으로 작용하는 케이스(110)와; 음극으로 작용하는 커버(120)와; 상기 케이스(110)와 커버(120)의 절연을 위해 형성된 절연체(140)와; 상기 케이스(110) 내부에 젤리롤(130)이 형성된다. 이때 미설명부호 140'은 절연체를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a conventional button-type lithium battery. As shown, a conventional button-type lithium battery includes a case 110 serving as a positive electrode; A cover 120 acting as a cathode; An insulator 140 formed to insulate the case 110 from the cover 120; The jelly roll 130 is formed inside the case 110. In this case, reference numeral 140 'represents an insulator.

이때 상기 젤리롤(130)은 양극용 금속박판에 활물질이 도포된 양극물질함유판(131)과; 음극용 금속박판에 활물질이 도포된 음극물질함유판(132)과; 상기 양극물질함유판(131)과 음극물질함유판(132)을 분리해 주는 세퍼레이터(133)와; 상기 양극물질함유판(131)에서 인출되어 케이스(110)와 접착되는 양극단자(134); 및 상기 음극물질함유판(132)에서 인출되어 커버(120)와 접착되는 음극단자(135)로 구성되어 있다.At this time, the jelly roll 130 is a positive electrode material-containing plate 131 is coated with an active material on the metal foil for positive electrode; A negative electrode material-containing plate 132 coated with an active material on a metal thin plate for negative electrode; A separator 133 which separates the positive electrode material containing plate 131 and the negative electrode material containing plate 132; A positive electrode terminal 134 drawn out of the positive electrode material containing plate 131 and bonded to the case 110; And a negative electrode terminal 135 drawn out from the negative electrode material containing plate 132 and bonded to the cover 120.

그러나 상기한 방법으로 제조된 동전형 리튬전지의 경우 케이스(10) 내부의 제한된 공간에 의하여 그 용량이 한계가 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 젤리롤(30)의 양극물질함유판(131)에서 인출된 양극단자(134)와 음극물질함유판(132)에서 인출된 음극단자(135)를 각각 케이스(10)와 커버(20)에 별도로 접착하게 됨에 따라 상기 젤리롤(30)의 용량은 더욱더 한계를 들어낼 수 밖에 없다는 단점이 있다.However, in the case of the coin-type lithium battery manufactured by the above method, the capacity is limited by the limited space inside the case 10, and in particular, is extracted from the cathode material-containing plate 131 of the jelly roll 30. As the negative electrode terminal 135 drawn out from the positive electrode terminal 134 and the negative electrode material containing plate 132 is separately adhered to the case 10 and the cover 20, the capacity of the jelly roll 30 is further limited. The disadvantage is that you have to pick it up.

그에 따라 본 발명자는 전지의 제조과정에서 제한된 공간내에서 젤리롤의 용량을 극대화시킬 수 있도록 함과 동시에 보다 전기전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있도록 한 연구 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention after researching to maximize the conductivity of the jelly roll while maximizing the capacity of the jelly roll in the limited space in the battery manufacturing process.

이에 본 발명은 버튼형 리튬전지의 제조과정에서 제한된 공간내에서 젤리롤의 용량을 극대화시켜 공간을 보다 효율적으로 사용함과 동시에 전기전도성을 높여 통전효과를 높일 수 있도록 한 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a button-type lithium battery and a method of manufacturing the same to maximize the capacity of the jelly roll in a limited space in the manufacturing process of the button-type lithium battery to increase the electrical conduction effect while using the space more efficiently. Its purpose is to.

도 1은 종래의 버튼형 리튬전지의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional button-type lithium battery.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도.2 is a cross-sectional view of a button-type lithium battery formed according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 케이스10: case

20 : 커버20: cover

30 : 젤리롤30: jelly roll

31,31' : 양극용 집전판 32,32' : 음극용 집전판31,31 ': collector plate for positive electrode 32,32': collector plate for negative electrode

33 : 세퍼레이터 34 : 양극용 집전판의 연결부33: separator 34: connection part of the collector plate for the positive electrode

35 : 음극용 집전판의 연결부35: connection part of the collector plate for the negative electrode

40 : 절연체40: insulator

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object

양극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판; 및 상기 양극용 집전판과 음극용 집전판 사이에 형성된 세퍼레이터로 구성된 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후, 상기 케이스 상단으로 커버를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하는 버튼형 리튬전지의 제조방법에 있어서,A plurality of positive electrode current collector plates, each of which is coated with a positive electrode material and connected by a connecting portion; A plurality of negative electrode current collector plates each having a negative electrode material applied thereto and connected to each other by a connection part; And inserting a jelly roll comprising a separator formed between the positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate into the case, and then attaching a cover to the upper end of the case to seal in a conventional manner.

상기 젤리롤의 최외각에 위치하는 양극용 집전판을 케이스 내부 하면에 부착시켜 양극단자의 역할을 병행시키고, 상기 젤리롤의 최외각에 위치하는 음극용 집전판을 커버 하면에 부착시켜 음극단자의 역할을 병행시킴을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.The positive electrode current collector plate located at the outermost part of the jelly roll is attached to the lower surface inside the case to serve as a positive electrode terminal, and the negative electrode current collector plate located at the outermost part of the jelly roll is attached to the lower surface of the case to serve as the negative electrode terminal. It can be achieved by providing a method for manufacturing a button-type lithium battery characterized in that in parallel.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 하나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the present invention, but is provided to aid the understanding of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도로서, 상기 도 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 버튼형 리튬전지는 양극으로 작용하는 케이스(10)와; 음극으로 작용하는 커버(20)와; 상기 케이스(10)와 커버(20)의 절연을 위해 형성된 절연체(40)와; 상기 케이스(10) 내부에 형성된 젤리롤(30)로 구성된다.2 is a cross-sectional view of a button-type lithium battery formed according to an embodiment of the present invention, the button-type lithium battery according to the present invention as shown in Figure 2 is a case 10 acting as a positive electrode; A cover 20 serving as a cathode; An insulator 40 formed to insulate the case 10 from the cover 20; It consists of a jelly roll 30 formed inside the case 10.

이때 상기 젤리롤(30)은 양극물질이 도포되고 각각이 연결부(34)에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판(31,31'..)과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부(35)에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판(32,32'..); 및 상기 양극용 집전판(31,31'..)과 음극용 집전판(32,32'..) 사이에 형성된 세퍼레이터(33)로 구성된다.At this time, the jelly roll 30 is a plurality of positive electrode current collector plates 31, 31 '. A plurality of negative electrode current collector plates 32 and 32 ', each of which is coated with a negative electrode material and connected by a connection part 35; And a separator 33 formed between the positive electrode current collector plates 31 and 31 '.. and the negative electrode current collector plates 32 and 32'.

이때 상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징은 별도의 양극단자와 음극단자를 인출하지 않고, 상기 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 양극용 집전판(31)을 케이스(10) 내부 하면에 부착시켜 양극단자로서의 역할을 병행시키고, 상기 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 음극용 집전판(32)을 커버(20) 하면에 부착시켜 음극단자로서의 역할을 병행시킨 것이다.In this case, as shown in the drawing, a feature of the present invention is that the positive electrode current collector plate 31 located at the outermost part of the jelly roll 30 is not drawn out of a separate positive electrode terminal and a negative electrode terminal inside the case 10. It is attached to the lower surface to serve as a positive electrode terminal, and the negative electrode current collector plate 32 located at the outermost part of the jelly roll 30 is attached to the lower surface of the cover 20 to serve as a negative terminal.

상기와 같이 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 양극용 집전판(31)을 케이스(10) 내부 하면에 부착시키면, 상기 양극용 집전판(31)이 집전판의 역할을 함과 동시에 양극단자로서 역할을 하게 된다. 마찬가지로 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 음극용 집전판(32)을 커버(20) 하면에 부착시키면, 상기 음극용집전판(32)이 접전판의 역할을 함과 동시에 음극단자로서 역할을 하게 된다. 따라서 종래 별도의 양극단자와 음극단자를 젤리롤에서 인출하여 형성하는 제조시간을 단축시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라 동일한 공간내에서 종래에 비하여 집전판의 갯수를 늘릴수가 있어 그 용량을 극대화시킬 수 있다는 이점이 있다.As described above, when the positive electrode current collector plate 31 positioned at the outermost portion of the jelly roll 30 is attached to the lower surface of the case 10, the positive electrode current collector plate 31 serves as a current collector plate and at the same time, It serves as a terminal. Similarly, when the negative electrode current collector plate 32 located at the outermost part of the jelly roll 30 is attached to the bottom surface of the cover 20, the negative electrode current collector plate 32 serves as a contact plate and also serves as a negative electrode terminal. Done. Therefore, it is possible to shorten the manufacturing time for extracting and forming the separate positive and negative terminals from the jelly roll. In addition, there is an advantage in that the number of current collector plates can be increased in the same space compared to the conventional ones, thereby maximizing its capacity.

이때, 양극용 집전판(31,31'..)을 구성하는 양극용 금속판과 케이스(10)의 재질을 동일재질로 하는 것이 전기전도성 측면에서 바람직하다. 마찬가지로 음극용 집전판(32,32'..)을 구성하는 음극용 금속판과 커버(20)의 재질을 동일재질로 하는 것이 더욱 좋다.At this time, the material of the positive electrode metal plate and the case 10 constituting the positive electrode current collector plates 31 and 31 '. Similarly, the material of the metal plate for the negative electrode and the cover 20 constituting the negative electrode current collector plates 32 and 32 '.

이와 같이 양극용 집전판(31,31'..)을 구성하는 양극용 금속판과 케이스(10) 및 음극용 집전판(32,32')을 구성하는 음극용 금속판과 커버(20)의 재질을 동일재질로 구성할 경우 상호간의 친화력을 높여 밀착성이 극대화됨에 따라 전기 전도성을 보다 높일 수 있게 된다.Thus, the material of the positive electrode metal plate and case 10 and the negative electrode metal plate and cover 20 which constitute the positive electrode current collector plates 31 and 31 '. In the case of the same material, as the affinity between each other is maximized, the electrical conductivity can be increased.

일반적으로 리튬전지에서 양극용 금속판으로 사용되는 금속으로는 알루미늄이나 티탄 혹은 크롬, 몰리브덴을 많이 함유하는 스테인레스강을 주로 사용하고 있으며, 음극용 금속판으로 사용되는 금속으로는 스테인레스강이나 니켈, 구리등을 주로 사용하고 있으므로 이를 이용하여 양극용 집전판(31,31'..) 및 음극용 집전판(32,32'..)을 제조한 다음 이와 동일한 재질의 케이스(10) 및 커버(20)를 이용하여 전지를 구성하는 것이 바람직하다.In general, the metal used for the positive electrode metal plate in lithium batteries is mainly stainless steel containing aluminum, titanium, chromium, and molybdenum, and the metal used for the negative electrode metal plate is stainless steel, nickel, copper, etc. Since it is mainly used, the positive electrode current collector plates 31 and 31 '.. and the negative electrode current collector plates 32 and 32' .. are manufactured, and then the case 10 and the cover 20 of the same material are manufactured. It is preferable to configure a battery by using.

상기와 같은 구성을 갖는 젤리롤(30)을 케이스(10) 내부에 삽입한 후, 상기 케이스(10) 상단으로 커버(20)를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하게 되면 본 발명의 버튼형 리튬전지를 제조할 수 있게 된다.After inserting the jelly roll 30 having the above configuration into the case 10 and attaching the cover 20 to the upper case 10, the sealing is performed in a conventional manner. It becomes possible to manufacture.

상술한 바와 같이 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 양극용 집전판(31)을 케이스(10) 내부 하면에 부착시켜 양극단자로서의 역할을 병행시키고, 상기 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 음극용 집전판(32)을 커버(20) 하면에 부착시켜 음극단자로서의 역할을 병행시킴으로서 종래 별도의 양극단자와 음극단자를 젤리롤에서 인출하여 형성할 필요가 없으며, 특히 동일 공간내에서 종래에 비하여 집전판의 갯수를 늘릴수가 있어 그 용량을 극대화시킬 수 있게 된다.As described above, the positive electrode current collector plate 31 positioned at the outermost part of the jelly roll 30 is attached to the lower surface of the case 10 to serve as a positive electrode terminal in parallel, and to the outermost part of the jelly roll 30. By attaching the negative electrode current collector plate 32 located on the bottom surface of the cover 20 to play a role as a negative electrode terminal, there is no need to draw out the conventional positive and negative terminal terminals from the jelly roll, especially in the same space. Compared with the related art, the number of current collector plates can be increased, thereby maximizing its capacity.

뿐만 아니라 양극용 집전판(31,31'..)을 구성하는 양극용 금속판과 케이스(10)의 재질 및 음극용 집전판(32,32'..)을 구성하는 음극용 금속판과 커버(20)의 재질을 동일한 것을 사용함으로서 상호간의 친화력을 높여 밀착성이 극대화됨에 따라 전기 전도성을 보다 높일 수 있게 된다는 장점이 있다.In addition, the material of the positive electrode metal plate and case 10 constituting the positive electrode current collector plates 31 and 31 '.. and the negative electrode metal plate and cover constituting the negative electrode current collector plates 32 and 32'. By using the same material of) has the advantage that the electrical conductivity can be increased more by increasing the affinity between each other to maximize the adhesion.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 버튼형 리튬전지의 제조과정에서 제한된 공간내에서 젤리롤의 용량을 극대화시켜 공간을 보다 효율적으로 사용함과 동시에 전기전도성을 높여 통전효과를 높일 수 있도록 한 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법을 제공하는 유용한 발명이다.As described above, the present invention provides a button-type lithium battery that maximizes the capacity of the jelly roll in a limited space in the manufacturing process of the button-type lithium battery, thereby increasing the conduction effect by increasing the electrical conductivity while using the space more efficiently. It is a useful invention to provide a method of preparation.

본 발명은 첨부된 도면의 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments in the accompanying drawings, which are merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (3)

양극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판; 및 상기 양극용 집전판과 음극용 집전판 사이에 형성된 세퍼레이터로 구성된 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후, 상기 케이스 상단으로 커버를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하는 버튼형 리튬전지의 제조방법에 있어서,A plurality of positive electrode current collector plates, each of which is coated with a positive electrode material and connected by a connecting portion; A plurality of negative electrode current collector plates each having a negative electrode material applied thereto and connected to each other by a connection part; And inserting a jelly roll comprising a separator formed between the positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate into the case, and then attaching a cover to the upper end of the case to seal in a conventional manner. 상기 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 양극용 집전판(31)을 케이스(10) 내부 하면에 부착시켜 양극단자로서의 역할을 병행시키고, 상기 젤리롤(30)의 최외각에 위치하는 음극용 집전판(32)을 커버(20) 하면에 부착시켜 음극단자의 역할을 병행시킴을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법.The positive electrode current collector plate 31 positioned at the outermost part of the jelly roll 30 is attached to the lower surface of the case 10 to serve as a positive electrode terminal, and the negative electrode positioned at the outermost part of the jelly roll 30. Method for manufacturing a button-type lithium battery, characterized in that for attaching the current collector plate 32 for the cover 20, the role of the negative electrode terminal in parallel. 제 1항에 있어서, 양극용 집전판(31,31'..)을 구성하는 양극용 금속판과 케이스(10) 및 음극용 집전판(32,32'..)을 구성하는 음극용 금속판과 커버(20)의 재질을 동일한 것을 사용함을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법.The negative electrode metal plate and cover constituting the positive electrode metal plate and case 10 and the negative electrode current collector plates 32 and 32 '.. Method for producing a button-type lithium battery, characterized in that the same material used for (20). 상기 청구항 1항 또는 2항의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 버튼형 리튬전지.Button-type lithium battery, characterized in that produced by the manufacturing method of claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000164259A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flat nonaqueous electrolyte battery and its manufacture
KR20010021418A (en) * 1999-08-27 2001-03-15 오타 야스오 Flat non-aqueous electrolyte secondary cell

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