WO2014117892A1 - Neuartiger aufbau einer batteriezelle - Google Patents

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Daniel Haverland
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to accumulator technology.
  • the present invention relates to a novel structure of a battery cell. More particularly, the present invention relates to a battery cell
  • a flexible carrier layer is provided with a Akkumulatormaterial- coating and rolled up roll-shaped below.
  • Carrier layer may in this case be a metallic carrier layer, in particular formed as a copper foil or aluminum foil.
  • the different carrier layers of the battery cell result in the rolled-up structure, in particular after impregnation with electrolyte, the terminal poles of the finished battery cell.
  • a conventional battery cell are regularly at least one
  • Accumulator material coating provided, which are subsequently processed roll-shaped.
  • the accumulator material coating also called
  • Paste printing applied over the entire carrier layer over a large area.
  • the accumulator material coating thus has an essentially one-piece or continuous structure per battery cell.
  • Known battery cells may in this case have a circular cross-section, but also, depending on the desired application scenario, a substantially have oval cross-section or an O-shape, wherein one side is usually longer, especially significant, longer than the other side is formed.
  • One aspect of the present invention is a novel construction
  • carrier layers are made with a constant thickness.
  • the local current flow is usually greater on that side of a carrier layer on which there is a power connection or pole of the battery cell than on a side of a carrier layer remote from the connection.
  • the current carrying capacity of a carrier layer, in particular of a conductive carrier layer must be greater, the greater the local current flow is formed.
  • Under Akkumulatormaterial coating is further to be understood essentially a cathode / anode active material.
  • Battery cells may, for example, have at least two conductive carrier layers, between which an accumulator material coating is provided.
  • a plurality of these at least two conductive carrier layers can be arranged parallel to one another, alternatively or additionally, an arrangement with (two) conductive carrier layers can also be rolled up and designed as a so-called jelly roll.
  • the carrier layers are guided out of the battery cell on opposite sides of a battery cell, the entirety of the carrier layers emerging on one side forming a pole of the battery cell.
  • conductive support layers for example, copper or aluminum may be used, wherein the entirety each on a side escaping carrier layers may consist of the same material uniformly.
  • a local current flow in the carrier layer is in this case the greater, the closer this local current flow is arranged on a pole of the battery cell.
  • the thickness of a carrier layer determines its current carrying capacity. Due to the larger local current flow at the pole of a battery cell relative to the open end of a carrier layer, the current carrying capacity which is required will decrease with increasing extension of the carrier layer from the pole. A required current carrying capacity at the pole of a battery cell and from it
  • the resulting thickness of the carrier layer thus decreases towards the open end of the carrier layer. For this reason, a carrier layer thinned from its pole end to the open end, thus decrease in thickness.
  • a non-constant thickness of the carrier layer forms, in particular a linearly decreasing thickness, when the conductive carrier layer is formed, for example, triangular or wedge-shaped from its pole side to its open side.
  • the thickness of the carrier layer can thus be proportional to a required local current carrying capacity.
  • Carrier layers which belong to different poles or leave the battery cell on different sides, can thus be designed in opposite directions; while the one carrier layer decreases in thickness from its pole to the open end, the other, opposite or opposite carrier layer seen from its open end in the same direction in their thickness and thus increase in their local current carrying capacity until the on the opposite side arranged other pole is achieved.
  • Trusher belonging carrier layers to be constant.
  • the sum of the local thickness of a first carrier layer and the local thickness of a second carrier layer of a different pole may be the same at a certain position along the connecting line between the two poles,
  • the total volume of a battery cell can thus be reduced; alternatively, the capacity of a battery cell can be increased while the volume remains the same.
  • FIGS. 2a, b show a detailed construction of a battery cell according to the present invention
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rechargeable battery system according to the present invention.
  • Figure la shows an example of a carrier layer 8, to which a
  • Carrier layer 8 may in this case be formed as a film element, for example as a copper or aluminum foil.
  • the accumulator material coating 10 is applied over a large area in a suitable manner to the surface of the carrier layer 8.
  • Accumulator material coating 10 is also referred to as paste printing.
  • FIG. 1b shows the geometric configuration of a conductive carrier layer.
  • Carrier layer 8 has a connection to a pole 12 and thus in its longitudinal direction a pole side 14 and a remote side or an open end 16.
  • Accumulator material coating 10 On one side of the support member 8 is applied Accumulator material coating 10.
  • the thickness 18 of the carrier layer 8 is substantially constant in FIG. 1b; both on the pole side 14 and on the far side 16, the thickness 18 is substantially identical.
  • the current carrying capacity of the carrier layer 8 in the near-pole region of the pole side 14 is greatly utilized, expressed by the upward arrow, while on the far side 16, the utilization rate of the current carrying capacity of
  • Carrier layer 8 is low, expressed by the downward arrow.
  • FIG. 1c now shows an embodiment of a carrier layer 8 according to the present invention.
  • Figure lc support layer 8 is exemplified wedge-shaped with a first thickness 18a on the pole side 14 and a second thickness 18b on the far side or at the open end 16. Adapted to the required
  • Carrier layer 8 of Fig. Lc on the pole side 14 substantially equal to the utilization rate of the current carrying capacity on the remote side 16, expressed by the horizontal arrows, due to the reduced cross-section or the reduced thickness 18b compared to thickness 18a.
  • FIG. 1c likewise shows an enlargement of the carrier element 8 with a clearly recognizable wedge shape.
  • hatched area 8 ' was removed or was not even provided in the production.
  • FIG. 2 a detailed construction of a battery cell according to the present invention is illustrated.
  • FIG. 2 now shows a battery cell 2, which by way of example consists of two
  • Carrier layers 8a are in this case embodied as copper foil by way of example, while carrier layers 8b are designed as aluminum foil.
  • carrier layers 8b are designed as aluminum foil.
  • Carrier layers with intermediate accumulator material coating 10 be provided.
  • battery cell 2 may each have a carrier layer 8a, b, which is rolled up in the form of a jelly roll.
  • carrier layer 8a thus has a pole side 14a with a first thickness 18a and a remote side 16a with a thickness 18b, while carrier layer 8b has a comparable, but inverse construction. Due to a current flow 20 taking place in the entire overlapping area of the carrier layers 8a, b, a high current is generated
  • FIG. 2 shows the linear change of the thickness 18 of the carrier layers 8a, b and thus their triangular shape or wedge shape. Between the carrier layers 8a, b is arranged
  • FIG. 3 an exemplary embodiment of a storage battery system according to the present invention is illustrated.
  • Accumulator system 24 has, for example, a substantially rectangular housing 4 with a plurality of battery cells 2.
  • FIG. 3 shows by way of example four parallel arranged battery cells 2, each having pole 12a and thus carrier material 8a on one side and pole 12b and thus carrier layer 8b on the opposite side, respectively arranged on and conductively connected to a current collector 6.
  • the volume of the accumulator system 24 in the direction 22 can be reduced.
  • an increased number of layers or number of turns of the battery cells 4 or even more than four battery cells in the same housing 4 may be provided to thereby the

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Abstract

Batteriezelle (2) aufweisend, zumindest zwei leitfähige Trägerschichten (8), wobei die Trägerschichten (8) eine Akkumulatormaterial-Beschichtung(10) aufweisen undwobei die Trägerschichten (8) in einem Überlappungsbereich (26) zumindest teilweise parallel angeordnet sinddadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerschicht (8) eine nichtkonstante Dicke (18) aufweist.

Description

Neuartiger Aufbau einer Batteriezelle
Die vorliegende Erfindung betrifft Akkumulatortechnologie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen neuartigen Aufbau einer Batteriezelle. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Batteriezelle, ein
Akkumulatorsystem für ein Transportmittel sowie ein Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug.
Stand der Technik Herkömmliche Batterie- bzw. Akkumulatorzellen weisen unterschiedliche
Bauformen auf. Eine mögliche Bauform ist die Ausgestaltung als sogenannte Jelly Roll.
Hierbei wird eine flexible Trägerschicht mit einer Akkumulatormaterial- Beschichtung versehen und nachfolgend rollenförmig aufgerollt. Die
Trägerschicht kann hierbei eine metallische Trägerschicht, insbesondere ausgebildet als eine Kupferfolie oder Aluminiumfolie sein. Die unterschiedlichen Trägerschichten der Batteriezelle ergeben im gerollten Aufbau, insbesondere nach Durchtränkung mit Elektrolyt, die Anschlusspole der fertigen Batteriezelle. In einer herkömmlichen Batteriezelle sind dabei regelmäßig zumindest eine
Kupferfolie sowie eine Aluminiumfolie mit zwischenliegender
Akkumulatormaterial-Beschichtung vorgesehen, die nachfolgend rollenförmig verarbeitet werden. Herkömmlich wird die Akkumulatormaterial-Beschichtung , auch genannt
Pastendruck, großflächig über die gesamte Trägerschicht aufgebracht. Die Akkumulatormaterial-Beschichtung weist dabei somit einen im Wesentlichen einstückigen bzw. durchgehenden Aufbau je Batteriezelle auf.
Bekannte Batteriezellen könne hierbei einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, jedoch auch, je nach gewünschtem Einsatzszenario, einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt bzw. eine O-Form aufweisen, wobei eine Seite meist länger, insbesondere signifikant, länger als die andere Seite ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiger Aufbau
Batteriezelle mit reduziertem Platzbedarf.
Demgemäß wird eine Batteriezelle, ein Akkumulatorsystem für ein
Transportmittel sowie ein Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug gemäß den unabhängigen
Ansprüchen angezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Herkömmlich werden Trägerschichten mit einer konstanten Dicke ausgeführt. Jedoch ist meist auf derjenigen Seite einer Trägerschicht, an welcher sich ein Stromanschluss bzw. Pol der Batteriezelle befindet, der lokale Stromfluss größer als an einer dem Anschluss abgelegenen Seite einer Trägerschicht. In anderen Worten muss die Stromtragfähigkeit einer Trägerschicht, insbesondere einer leitfähigen Trägerschicht größer sein, je größer der lokale Stromfluss ausgebildet ist.
Unter Akkumulatormaterial-Beschichtung ist im Weitern im Wesentlichen ein Kathoden- /Anoden-Aktivmaterial zu verstehen.
Batteriezellen können beispielsweise zumindest zwei leitfähige Trägerschichten aufweisen, zwischen welchen einer Akkumulatormaterial-Beschichtung vorgesehen ist. Eine Mehrzahl dieser zumindest zwei leitfähigen Trägerschichten können parallel zueinander angeordnet sein, alternativ oder zusätzlich kann eine Anordnung mit (zwei) leitfähigen Trägerschichten auch aufgerollt und als sogenannte Jelly Roll ausgebildet sein. Meist werden dabei die Trägerschichten an gegenüberliegenden Seiten einer Batteriezelle aus der Batteriezelle austretend geführt, wobei die Gesamtheit der jeweils an einer Seite austretenden Trägerschichten einen Pol der Batteriezelle bilden. Für leitfähige Trägerschichten kann beispielsweise Kupfer oder Aluminium verwendet werden, wobei die Gesamtheit jeweils an einer Seite austretender Trägerschichten einheitlich aus gleichen Material bestehen kann. Ein lokaler Stromfluss in der Trägerschicht ist hierbei umso größer, je näher dieser lokale Stromfluss an einem Pol der Batteriezelle angeordnet ist. Die Dicke einer Trägerschicht bestimmt dabei ihre Stromtragfähigkeit. Aufgrund des größeren lokalen Stromflusses am Pol einer Batteriezelle gegenüber dem offenen Ende einer Trägerschicht wird die Stromtragfähigkeit, welche benötigt wird, mit zunehmender Erstreckung der Trägerschicht vom Pol hinweg abnehmen. Eine geforderte Stromtragfähigkeit am Pol einer Batteriezelle und daraus
resultierender Dicke der Trägerschicht nimmt somit zum offenen Ende der Trägerschicht hin ab. Aus diesem Grund kann eine Trägerschicht von ihrem Polende zum offenen Ende hin ausgedünnt, somit in ihrer Dicke abnehmen.
Hierbei bildet sich nun eine nicht konstante Dicke der Trägerschicht aus, insbesondere eine linear abnehmende Dicke, wenn die leitfähige Trägerschicht beispielsweise dreieckförmig bzw. keilförmig von ihrer Polseite zu ihrer offenen Seite hin ausgebildet ist. Die Dicke der Trägerschicht kann somit proportional zu einer benötigten lokalen Stromtragfähigkeit sein.
Trägerschichten, welche zu unterschiedlichen Polen gehören bzw. auf unterschiedlichen Seiten die Batteriezelle verlassen können dadurch gegenläufig ausgebildet sein; während die eine Trägerschicht von ihrem Pol kommend zum offenen Ende hin in ihrer Dicke abnimmt, kann die andere, gegenüberliegenden bzw. gegenüber endende Trägerschicht von ihrem offenen Ende her gesehen in der gleichen Richtung in ihrer Dicke und somit in ihrer lokalen Stromtragfähigkeit zunehmen, bis der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete andere Pol erreicht wird. Insbesondere kann eine lokale Dicke zwei benachbarter, zu unterschiedlichen
Polen gehörender Trägerschichten konstant sein. In anderen Worten mag die Summe der lokalen Dicke einer ersten Trägerschicht und der lokalen Dicke einer zweiten Trägerschicht eines unterschiedlichen Pols an einer bestimmten Position entlang der Verbindungslinie zwischen den beiden Polen gleich sein,
insbesondere über die gesamte Länge der parallel verlaufenden
Trägerschichten. Aufgrund einer keilförmigen Ausgestaltung der Trägerschichten kann dort Material der Trägerschicht eingespart werden, wo dieses aufgrund der reduzierten Stromtragfähigkeit nicht benötigt wird. Somit kann das Volumen zweier benachbarter Trägerschichten mit nicht konstanter Dicke gegenüber dem
Volumen zweiter herkömmlicher benachbarter Trägerschichten mit
gleichbleibender Dicke reduziert sein. Das Gesamtvolumen einer Batteriezelle kann somit reduziert werden, alternativ lässt sich die Kapazität einer Batteriezelle bei gleichbleibendem Volumen erhöhen.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figuren la-c einen Detailaufbau von Trägerschichten;
Figuren 2a,b einen Detailaufbau einer Batteriezelle gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
Figur 3 eine exemplarische Ausgestaltung eines Akkumulatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 1 wird ein Detailaufbau von Trägerschichten dargestellt. Figur la zeigt exemplarisch eine Trägerschicht 8, auf welche eine
Akkumulatormaterial-Beschichtung 10 aufgebracht ist. Trägerschicht 8 kann hierbei als Folienelement, beispielsweise als eine Kupfer- oder Aluminiumfolie, ausgebildet sein. Die Akkumulatormaterial-Beschichtung 10 wird großflächig in geeigneter Weise auf die Oberfläche der Trägerschicht 8 aufgebracht.
Akkumulatormaterial-Beschichtung 10 wird auch als Pastendruck bezeichnet.
Figur lb zeigt die geometrische Ausgestaltung einer leitfähigen Trägerschicht.
Trägerschicht 8 weist einen Anschluss an einen Pol 12 auf und somit in ihrer Längserstreckungsrichtung eine Polseite 14 sowie eine entfernte Seite bzw ein offendes Ende 16. Auf einer Seite des Trägerelements 8 aufgebracht ist Akkumulatormaterial-Beschichtung 10. Die Dicke 18 der Trägerschicht 8 ist in Figur lb im Wesentlichen konstant; sowohl an der Polseite 14 als auch an der entfernten Seite 16 ist die Dicke 18 im Wesentlichen identisch. Somit wird die Stromtragfähigkeit der Trägerschicht 8 im polnahen Bereich der Polseite 14 stark ausgenützt, ausgedrückt durch den nach oben weisenden Pfeil, während auf der entfernten Seite 16 der Ausnutzungsgrad der Stromtragfähigkeit der
Trägerschicht 8 gering ist, ausgedrückt durch den nach unten weisenden Pfeil.
Figur lc zeigt nun eine Ausgestaltung einer Trägerschicht 8 gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Figur lc ist Trägerschicht 8 exemplarisch keilförmig ausgebildet mit einer ersten Dicke 18a auf der Polseite 14 sowie einer zweiten Dicke 18b auf der entfernten Seite bzw. am offenen Ende 16. Angepasst an die benötigte
Stromtragfähigkeit ist der Ausnutzungsgrad der Stromtragfähigkeit der
Trägerschicht 8 der Fig. lc auf der Polseite 14 im Wesentlichen gleich dem Ausnutzungsgrad der Stromtragfähigkeit auf der entfernten Seite 16, ausgedrückt durch die waagrechten Pfeile, aufgrund des reduzierten Querschnitts bzw. der reduzierten Dicke 18b gegenüber Dicke 18a.
Figur lc zeigt gleichfalls eine Vergrößerung des Trägerelementes 8 mit gut erkennbarer Keilform. Gegenüber der Ausgestaltung der Trägerschicht der Figur lb wurde schraffierter Bereich 8' entfernt bzw. war bei der Herstellung gar nicht erst vorgesehen. Hierdurch kann zwischen 30 und 50 Prozent des Materials einer Trägerschicht 8 bei im Wesentlichen unveränderten elektrischen
Eigenschaften und möglicherweise weiter reduziertem Platzbedarf eingespart werden.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 2 wird ein Detailaufbau einer Batteriezelle gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Figur 2 zeigt nun eine Batteriezelle 2, welche exemplarisch aus zwei
unterschiedlichen Trägerschichtmaterialien besteht. Trägerschichten 8a sind hierbei exemplarisch als Kupferfolie ausgeführt, während Trägerschichten 8b als Aluminiumfolie ausgeführt sind. Hierbei kann eine Mehrzahl an einzelnen
Trägerschichten mit zwischenliegender Akkumulatormaterial-Beschichtung 10 vorgesehen sein. Alternativ kann Batteriezelle 2 je eine Trägerschicht 8a, b aufweisen, welche in Form einer Jelly Roll aufgerollt wird.
Der Detailausschnitt rechts in Figur 2 zeigt den Aufbau zweier Trägerschichten 8a, b, welche jeweils an einem Pol 12a,b enden. Trägerschicht 8a weist somit eine Polseite 14a mit einer ersten Dicke 18a auf sowie eine entfernte Seite 16a mit einer Dicke 18b, während Trägerschicht 8b einen vergleichbaren, jedoch inversen Aufbau aufweist. Aufgrund eines im gesamten Überlappungsbereich der Trägerschichten 8a,b stattfindenden Stromflusses 20 wird eine hohe
Stromtragfähigkeit im Bereich der Polseite 14 benötigt, während eine reduzierte
Stromtragfähigkeit auf der entfernten Seite 16 einer Trägerschicht 8a, b benötigt wird. Hierdurch mag sich die nichtkonstante Dicke einer Trägerschicht 8 als ausreichend für die lokale Stromtragfähigkeit ergeben. Figur 2 zeigt die lineare Änderung der Dicke 18 der Trägerschichten 8a,b und damit ihre Dreiecksform bzw. Keilform. Zwischen den Trägerschichten 8a, b angeordnet ist
Akkumulatormaterial-Beschichtung 10.
Weiter Bezug nehmend auf Figur 3 wird eine exemplarische Ausgestaltung eines Akkumulatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Akkumulatorsystem 24 weist exemplarisch ein im Wesentlichen rechteckiges Gehäuse 4 mit einer Mehrzahl an Batteriezellen 2 auf. Figur 3 beschreibt exemplarisch vier parallel angeordnete Batteriezellen 2, die jeweils Pol 12a und damit Trägermaterial 8a auf einer Seite sowie Pol 12b und damit Trägerschicht 8b auf der gegenüberliegenden Seite aufweisen, jeweils angeordnet an und leitfähig verbunden mit einem Stromkollektor 6. Durch die Ausgestaltung der Trägerschichten 8 gemäß Figur 2 kann das Volumen des Akkumulatorsystems 24 in Richtung 22 reduziert werden. Alternativ kann eine erhöhte Schichtanzahl bzw. Wicklungszahl der Batteriezellen 4 oder auch mehr als exemplarisch vier Batteriezellen im gleichen Gehäuse 4 vorgesehen sein, um hierdurch die
Kapazität des Akkumulatorsystems 24 zu erhöhen.

Claims

Ansprüche
1. Batteriezelle (2) aufweisend,
zumindest zwei leitfähige Trägerschichten (8);
wobei die Trägerschichten (8) eine Akkumulatormaterial-Beschichtung (10) aufweisen; und
wobei die Trägerschichten (8) in einem Überlappungsbereich (26) zumindest teilweise parallel angeordnet sind
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Trägerschicht (8) eine nichtkonstante Dicke (18) aufweist.
2. Batteriezelle gemäß Anspruch 1 ,
wobei die zumindest zwei Trägerschichten (8) eine nichtkonstante Dicke (18) aufweisen, insbesondere eine linear ändernde Dicke, eine Dreiecksform bzw. eine Keilform aufweist.
3. Batteriezelle gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei die Dicke (18) der Trägerschicht (8) proportional zu einer benötigten Stromtragfähigkeit ist.
4. Batteriezelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Dicke (18) der Trägerschichten (8) gegenläufig ausgebildet ist, insbesondere die Summe einer lokalen Dicken (18) der Trägerschichten konstant ausgebildet ist.
5. Batteriezelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Batteriezelle (2) als eine Jelly Roll-Batteriezelle ausgebildet ist.
6. Batteriezelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Trägerschicht (8) als eine Folienträgerschicht ausgebildet ist.
7. Batteriezelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trägerschicht (8) als eine metallische Trägerschicht ausgebildet ist, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet ist.
8. Akkumulatorystem (24) für ein Transportmittel; aufweisend
ein Gehäuse (4), und
zumindest eine Batteriezelle (2) gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche.
9. Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug, aufweisend eine Batteriezelle (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder ein Akkumulatorsystem (24) gemäß Anspruch 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220975A1 (de) * 2016-10-25 2018-04-26 Robert Bosch Gmbh Stromkollektor für eine Energiespeicherzelle zum Speichern elektrischer Energie

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348756A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Hitachi Ltd 二次電池および二次電池の設計方法
JP2006216461A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp ２次電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348756A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Hitachi Ltd 二次電池および二次電池の設計方法
JP2006216461A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp ２次電池

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