JP2000067826A - 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 - Google Patents
非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法Info
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- JP2000067826A JP2000067826A JP10232455A JP23245598A JP2000067826A JP 2000067826 A JP2000067826 A JP 2000067826A JP 10232455 A JP10232455 A JP 10232455A JP 23245598 A JP23245598 A JP 23245598A JP 2000067826 A JP2000067826 A JP 2000067826A
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- sealing plate
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- electrode terminal
- sealing
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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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハーメチックシールを採用した端子を備えた
封口板においても、アルミニウムなどの軽量電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供する事を目的とする。 【解決手段】 封口板蓋板を２種以上の金属板のグラッ
ド板とする。ハーメチックシールが容易にできる金属
と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッド処
理し張り合わせる。このことでハーメチックシール困難
なケース材料であっても、まずハーメチック容易な金属
部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料と同
じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
封口板においても、アルミニウムなどの軽量電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供する事を目的とする。 【解決手段】 封口板蓋板を２種以上の金属板のグラッ
ド板とする。ハーメチックシールが容易にできる金属
と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッド処
理し張り合わせる。このことでハーメチックシール困難
なケース材料であっても、まずハーメチック容易な金属
部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料と同
じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄型電池の封口板
構造に関し、とくにクラッド板を用いた封口板に関する
ものである。
構造に関し、とくにクラッド板を用いた封口板に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器、パソコン等のコードレ
ス化、ポータブル化に伴いその駆動用電源である電池に
対し、小型、軽量、高エネルギー密度化の要望が強まっ
ている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有
する電池であり次世代の主力電池として期待され、その
潜在的市場規模も大きい。また形状としては通信機の薄
型化、あるいは、スペースの有効利用の観点からも角薄
型の要望が高まっている。特に今日軽量化という意味か
らアルミニウムをケースに用いることが主流となりつつ
ある。さらに薄型化に対して様々な取り組みがなされ特
に電池厚みに最も影響を及ぼす封口板構造について種々
提案（特開平９−１５３３６７号公報、ＵＳＰ５５８５
２０７号公報）されている。
ス化、ポータブル化に伴いその駆動用電源である電池に
対し、小型、軽量、高エネルギー密度化の要望が強まっ
ている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有
する電池であり次世代の主力電池として期待され、その
潜在的市場規模も大きい。また形状としては通信機の薄
型化、あるいは、スペースの有効利用の観点からも角薄
型の要望が高まっている。特に今日軽量化という意味か
らアルミニウムをケースに用いることが主流となりつつ
ある。さらに薄型化に対して様々な取り組みがなされ特
に電池厚みに最も影響を及ぼす封口板構造について種々
提案（特開平９−１５３３６７号公報、ＵＳＰ５５８５
２０７号公報）されている。
【０００３】これらの提案に示される封口板において
は、封口板蓋板と端子を樹脂を介して絶縁しているが、
端子はリベットでありこれをかしめることにより液密を
保っている。また、特開昭５９−５１４５８号公報や特
開平６−６８８６３号公報では封口板蓋板と端子の絶縁
をガラスまたはセラミックからなる絶縁層で行うハーメ
チックシール方式を採用した電池封口板が提案されてい
る。
は、封口板蓋板と端子を樹脂を介して絶縁しているが、
端子はリベットでありこれをかしめることにより液密を
保っている。また、特開昭５９−５１４５８号公報や特
開平６−６８８６３号公報では封口板蓋板と端子の絶縁
をガラスまたはセラミックからなる絶縁層で行うハーメ
チックシール方式を採用した電池封口板が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電池の角薄型が進み通
信機用途では現在５ｍｍ程度のものに移行しつつあり、
将来さらなる薄型化が要望されている。電池の薄型化に
伴い当然封口板も薄くなり端子取り出しスペースが窮屈
になる。従って樹脂を絶縁層にして端子を兼ねたリベッ
トでかしめる方式では非常に小さい部品となり耐漏液性
の信頼性が極めて低くなるといった課題がある。
信機用途では現在５ｍｍ程度のものに移行しつつあり、
将来さらなる薄型化が要望されている。電池の薄型化に
伴い当然封口板も薄くなり端子取り出しスペースが窮屈
になる。従って樹脂を絶縁層にして端子を兼ねたリベッ
トでかしめる方式では非常に小さい部品となり耐漏液性
の信頼性が極めて低くなるといった課題がある。
【０００５】一方、ハーメチックシール方式ではある程
度の薄型化が可能で薄型電池用封口板として有望であ
る。しかし封口板蓋板の材料が鉄、ニッケルあるいはス
テンレスといった金属は容易にハーメチックシールが可
能だがアルミニウムは非常に困難で信頼性がかなり劣
る。
度の薄型化が可能で薄型電池用封口板として有望であ
る。しかし封口板蓋板の材料が鉄、ニッケルあるいはス
テンレスといった金属は容易にハーメチックシールが可
能だがアルミニウムは非常に困難で信頼性がかなり劣
る。
【０００６】通信機用途の電池では電池の軽量化が強く
切望され電池ケースにアルミニウムが用いられる場合が
多くこの場合、封口板蓋板がアルミニウム以外の金属で
あると封口板と電池ケースをレーザー溶接する事が不可
能である。従ってアルミニウムを電池ケースに用いる場
合、従来はハーメチックシールを採用した封口板は使用
されていない。
切望され電池ケースにアルミニウムが用いられる場合が
多くこの場合、封口板蓋板がアルミニウム以外の金属で
あると封口板と電池ケースをレーザー溶接する事が不可
能である。従ってアルミニウムを電池ケースに用いる場
合、従来はハーメチックシールを採用した封口板は使用
されていない。
【０００７】本発明は、このようなハーメチックシール
を採用した端子を備えた封口板においても、電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供するものである。
を採用した端子を備えた封口板においても、電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】封口板蓋板を２種以上の金属板の
クラッド板とする。ハーメチックシールが容易にできる
金属と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッ
ド処理し張り合わせる。このことでハーメチックシール
困難なケース材料であっても、まずハーメチック容易な
金属部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料
と同じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
クラッド板とする。ハーメチックシールが容易にできる
金属と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッ
ド処理し張り合わせる。このことでハーメチックシール
困難なケース材料であっても、まずハーメチック容易な
金属部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料
と同じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
【０００９】このようにすることで、例えばケース材料
にアルミニウムのようにハーメチックシールが非常に困
難である金属でも以下に示すように使用可能となる。封
口板材料としてアルミニウムとステンレスを張り合わせ
たクラッド板を用いるとステンレス部分でハーメチック
シールを行いアルミニウム部分でケースとレーザー溶接
できる。
にアルミニウムのようにハーメチックシールが非常に困
難である金属でも以下に示すように使用可能となる。封
口板材料としてアルミニウムとステンレスを張り合わせ
たクラッド板を用いるとステンレス部分でハーメチック
シールを行いアルミニウム部分でケースとレーザー溶接
できる。
【００１０】このようにした封口板を用いることにより
ハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構造技
術を生かしつつ、アルミニウム電池ケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
ハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構造技
術を生かしつつ、アルミニウム電池ケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１２】図１は、本発明の封口板の構造断面図であ
る。１はステンレス板である。２はアルミニウム板であ
り、１及び２をクラッド処理により張り合わせ封口板蓋
板としている。３はガラスの絶縁層であり封口板蓋板の
ステンレス製の部分とステンレス製の端子棒とを絶縁固
定するいわゆるメタル−ガラス−メタルの接合でハーメ
チックシール部分である。本実施例ではステンレス板及
びステンレス端子棒を用いた場合を示したが他のハーメ
チックシール可能な金属でもよい。
る。１はステンレス板である。２はアルミニウム板であ
り、１及び２をクラッド処理により張り合わせ封口板蓋
板としている。３はガラスの絶縁層であり封口板蓋板の
ステンレス製の部分とステンレス製の端子棒とを絶縁固
定するいわゆるメタル−ガラス−メタルの接合でハーメ
チックシール部分である。本実施例ではステンレス板及
びステンレス端子棒を用いた場合を示したが他のハーメ
チックシール可能な金属でもよい。
【００１３】図２に示した本発明の角形非水電解液電池
は以下のようにして作製した。正極板は、活物質である
ＬｉＣｏＯ2に導電剤としてカーボンブラックを、結着
剤としてポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン
を固形分の重量比で１００：３：１０の割合で混合した
ものをアルミニウム箔の両面に塗着、乾燥し、圧延した
後所定の大きさに切断したものである。これにアルミニ
ウム製の正極リード板を溶接している。負極板は、炭素
質材料を主材料とし、これとスチレンブタジエンゴム系
結着剤とを重量比で１００：５の割合で混合したものを
銅箔の両面に塗着、乾燥、圧延した後所定の大きさに切
断したものである。これに、ニッケル製の負極リードを
溶接している。セパレーターはポリエチレン製の微多孔
フィルムである。正極板、負極板をセパレータを介して
巻き回し上面が長円形の極板群に整形する。この極板群
を角形アルミケースに挿入し正極リードをケースの内壁
に超音波融着にて接続する。一方負極リードは封口板の
端子４に抵抗溶接で接続する。その後に電解液を所定量
注入する。電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）
とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）をモル比で１：３で
混合した溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを１
モル／１の濃度で溶解したものを用いた。電解液注入
後、封口板とケースをレーザー溶着にて接合し電池を封
口するが、図２に示したように封口板のアルミニウム合
金部分とアルミニウム合金製電池ケース５をレーザー溶
着にて接合する。このようにした封口板を用いることに
よりハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構
造技術を生かしつつ、アルミニウムケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
は以下のようにして作製した。正極板は、活物質である
ＬｉＣｏＯ2に導電剤としてカーボンブラックを、結着
剤としてポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン
を固形分の重量比で１００：３：１０の割合で混合した
ものをアルミニウム箔の両面に塗着、乾燥し、圧延した
後所定の大きさに切断したものである。これにアルミニ
ウム製の正極リード板を溶接している。負極板は、炭素
質材料を主材料とし、これとスチレンブタジエンゴム系
結着剤とを重量比で１００：５の割合で混合したものを
銅箔の両面に塗着、乾燥、圧延した後所定の大きさに切
断したものである。これに、ニッケル製の負極リードを
溶接している。セパレーターはポリエチレン製の微多孔
フィルムである。正極板、負極板をセパレータを介して
巻き回し上面が長円形の極板群に整形する。この極板群
を角形アルミケースに挿入し正極リードをケースの内壁
に超音波融着にて接続する。一方負極リードは封口板の
端子４に抵抗溶接で接続する。その後に電解液を所定量
注入する。電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）
とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）をモル比で１：３で
混合した溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを１
モル／１の濃度で溶解したものを用いた。電解液注入
後、封口板とケースをレーザー溶着にて接合し電池を封
口するが、図２に示したように封口板のアルミニウム合
金部分とアルミニウム合金製電池ケース５をレーザー溶
着にて接合する。このようにした封口板を用いることに
よりハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構
造技術を生かしつつ、アルミニウムケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
【００１４】封口板蓋板の厚みが薄くなると図１に示し
たような封口板構造ではハーメチックシール部分の体積
が小さくなり信頼性が低下する。このような問題を解決
するために図３に示した封口板構造にすることで信頼性
を確保することが可能である。この構造はステンレス層
の部分を絞り加工で筒状７にし、この筒内にハーメチッ
クシール部分を設けることでハーメチックシール部分の
体積を確保し液密信頼性を高めると同時に端子の固定を
確実にする。更に、ステンレス層の保護の目的でブロン
アスファルトピッチなどの保護塗料を図３の１０の部分
に塗布し皮膜を形成する。この構造は封口板蓋板の厚み
が薄くなったときにより有効となる。蓋板の厚みが０．
５ｍｍの場合に図１の構成の封口板を用いた電池と図３
の構成の封口板を用いた電池の耐漏液性試験結果を（表
１）に示した。図３の場合の筒部は０．５ｍｍとした。
耐漏液試験は４５℃ＲＨ９０％の恒温恒湿試験層内で１
ヶ月保存した場合の漏液率で示した。
たような封口板構造ではハーメチックシール部分の体積
が小さくなり信頼性が低下する。このような問題を解決
するために図３に示した封口板構造にすることで信頼性
を確保することが可能である。この構造はステンレス層
の部分を絞り加工で筒状７にし、この筒内にハーメチッ
クシール部分を設けることでハーメチックシール部分の
体積を確保し液密信頼性を高めると同時に端子の固定を
確実にする。更に、ステンレス層の保護の目的でブロン
アスファルトピッチなどの保護塗料を図３の１０の部分
に塗布し皮膜を形成する。この構造は封口板蓋板の厚み
が薄くなったときにより有効となる。蓋板の厚みが０．
５ｍｍの場合に図１の構成の封口板を用いた電池と図３
の構成の封口板を用いた電池の耐漏液性試験結果を（表
１）に示した。図３の場合の筒部は０．５ｍｍとした。
耐漏液試験は４５℃ＲＨ９０％の恒温恒湿試験層内で１
ヶ月保存した場合の漏液率で示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】図４に図３に示した構成の封口板作製概略
を示した。ステンレス鋼製フープ材及びアルミニウム製
フープ材にあらかじめ端子取り付け用の穴（１３，１
４）をあけ図４（Ａ）に示すようにクラッド加工する。
このとき次工程の絞り加工のために１３及び１４の穴径
は１３＜１４とする（図４（Ｂ））。この後にフープ状
のまま絞り加工を施し筒状に成形する。断面を図４
（Ｃ）に示した。さらにフープ状のまま端子を挿入しハ
ーメチックシールする（図５）。このフープ材を所定の
寸法、例えば図５注に示した点線の位置で打ち抜き封口
板とする。また、１５はフープ材の位置出しを行うため
のパイロット穴である。このような作成方法により封口
板の生産性を飛躍的に向上させることができる。
を示した。ステンレス鋼製フープ材及びアルミニウム製
フープ材にあらかじめ端子取り付け用の穴（１３，１
４）をあけ図４（Ａ）に示すようにクラッド加工する。
このとき次工程の絞り加工のために１３及び１４の穴径
は１３＜１４とする（図４（Ｂ））。この後にフープ状
のまま絞り加工を施し筒状に成形する。断面を図４
（Ｃ）に示した。さらにフープ状のまま端子を挿入しハ
ーメチックシールする（図５）。このフープ材を所定の
寸法、例えば図５注に示した点線の位置で打ち抜き封口
板とする。また、１５はフープ材の位置出しを行うため
のパイロット穴である。このような作成方法により封口
板の生産性を飛躍的に向上させることができる。
【００１７】また、本実施例では封口板蓋板に１つの端
子しか取り出していない場合を示したが、正負極両方の
２端子を取り出す場合も同様の製造方法で作成可能であ
り、これを用いた電池も作成可能である。この場合は正
極リードケースに溶着するのではなく端子に溶着させ
る。
子しか取り出していない場合を示したが、正負極両方の
２端子を取り出す場合も同様の製造方法で作成可能であ
り、これを用いた電池も作成可能である。この場合は正
極リードケースに溶着するのではなく端子に溶着させ
る。
【００１８】なお、以上の説明では、アルミニウム板を
用いたがアルミニウム合金板でも良く、またステンレス
製の端子及び封口板蓋板を用いたが、鉄、ニッケルある
いはニッケルメッキした鉄製の端子及び封口板蓋板材料
の片側で構成した場合も同様に実施可能である。
用いたがアルミニウム合金板でも良く、またステンレス
製の端子及び封口板蓋板を用いたが、鉄、ニッケルある
いはニッケルメッキした鉄製の端子及び封口板蓋板材料
の片側で構成した場合も同様に実施可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、非水電解
液二次電池において、ハーメチックシールを採用した端
子を備えた薄型封口板においても、アルミニウムなどの
軽量電池ケースと溶接可能な封口板構造を提供すると同
時に、生産性の高い封口板製造法を提供できる。
液二次電池において、ハーメチックシールを採用した端
子を備えた薄型封口板においても、アルミニウムなどの
軽量電池ケースと溶接可能な封口板構造を提供すると同
時に、生産性の高い封口板製造法を提供できる。
【図１】（Ａ）本発明の非水電解液電池用封口板の断面
図 （Ｂ）同封口板の上面図
図 （Ｂ）同封口板の上面図
【図２】本発明の角形電池の斜視図
【図３】（Ａ）他の本発明の封口板の断面図 （Ｂ）同封口板の上面図
【図４】（Ａ）本発明の封口板作製用フープ材をクラッ
ド加工した時の様子を示す図 （Ｂ）同クラッド加工したフープ材のＢ−Ｂ’断面図 （Ｃ）同フープ材の穴部を筒状に成形した時の様子を示
すＢ−Ｂ’断面図
ド加工した時の様子を示す図 （Ｂ）同クラッド加工したフープ材のＢ−Ｂ’断面図 （Ｃ）同フープ材の穴部を筒状に成形した時の様子を示
すＢ−Ｂ’断面図
【図５】本発明の封口板作製後のフープ材の様子を示す
図
図
１ ステンレス鋼板 ２ アルミニウム板 ３ ガラス絶縁層 ４ 電極端子 ５ 電池ケース ７ 筒状突起部 １０ 保護塗料皮膜 １１ ステンレス鋼製フープ材 １２ アルミニウム製フープ材 １５ パイロット穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 琢也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 竹内 崇 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 CC06 CC08 CC10 DD05 DD07 EE04 FF04 GG01 GG09 HH09 JJ12
Claims (6)
- 【請求項１】 ２種以上の金属板を貼り合わせたクラッ
ド板を用い、その一部には電極端子設置用の穴部を設け
ていて、前記金属板のうち少なくとも１種類はガラスま
たはセラミックからなる絶縁層の形成が容易で、この金
属板の穴部と電極端子との間にガラスまたはセラミック
からなる絶縁層を配した非水電解液電池用封口板。 - 【請求項２】 クラッド板を構成する金属種のうちの１
種は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である請求
項１記載の非水電解電池用封口板。 - 【請求項３】 極板群と電解液を内部に収容する金属製
角形ケースと、この角形ケースの開口部を封口する封口
板とを備え、前記封口板は２種以上の金属板を貼り合わ
せたクラッド板を用い、その一部には電極端子設置用の
穴部を設けていて、前記金属板のうち少なくとも１種類
はガラスまたはセラミックからなる絶縁層の形成が容易
で、この金属板の穴部と電極端子との間にガラスまたは
セラミックからなる絶縁層を配した非水電解液電池。 - 【請求項４】 長尺薄板状の金属フープに連続的に電極
端子設置用穴部を設ける工程と、前記穴部を設けた金属
フープ２枚を穴部同士が一致するように重ねてこれらを
圧着する工程と、前記各穴部に電極端子を設置し、穴部
と電極端子との間にセラミック製あるいはガラス製の絶
縁層を配する工程と、このフープを所定の形状に切断加
工して封口板を作製する非水電解液二次電池用封口板の
製造法。 - 【請求項５】 金属フープ２枚を穴部同士が一致するよ
うに重ねてこれらを圧着した後、前記穴部の周囲を一方
に折り曲げて筒状部分を形成し、その内側に電極端子を
設置する請求項４記載の非水電解液二次電池用封口板の
製造法。 - 【請求項６】 金属フープ２枚のうちの一方がアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金製である請求項４記載の非
水電解液二次電池用封口板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23245598A JP4214569B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23245598A JP4214569B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067826A true JP2000067826A (ja) | 2000-03-03 |
| JP4214569B2 JP4214569B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=16939565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23245598A Expired - Fee Related JP4214569B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4214569B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013017436A1 (de) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg | Batterie mit neuartiger poldurchführung |
| WO2022071298A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102043800B1 (ko) * | 2018-04-18 | 2019-12-02 | (주)케이엔제이브레이즈 | 리튬 전지 |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP23245598A patent/JP4214569B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013017436A1 (de) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg | Batterie mit neuartiger poldurchführung |
| WO2022071298A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4214569B2 (ja) | 2009-01-28 |
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