JPH0917401A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
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- JPH0917401A JPH0917401A JP7186233A JP18623395A JPH0917401A JP H0917401 A JPH0917401 A JP H0917401A JP 7186233 A JP7186233 A JP 7186233A JP 18623395 A JP18623395 A JP 18623395A JP H0917401 A JPH0917401 A JP H0917401A
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- Japan
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- battery
- organic electrolytic
- organic
- solution
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で、しかもエネルギー密度が大き
く、充放電サイクル寿命の長い、均圧装置を有する有機
電解液電池を提供する。 【構成】 均圧装置13を備えた電池収納槽11と、電
池収納槽内に収納された複数の単電池17と、電池収納
槽内の空間部に充填された絶縁液9とを備え、単電池は
有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よりも小さい比
重と有機電解液及び水と混じり合わない性質とを有し、
絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池内にあるよう
構成する。深海のような高圧下でも水の悪影響を排除で
きるので、充放電サイクル寿命が長く、エネルギー密度
が大きい。
く、充放電サイクル寿命の長い、均圧装置を有する有機
電解液電池を提供する。 【構成】 均圧装置13を備えた電池収納槽11と、電
池収納槽内に収納された複数の単電池17と、電池収納
槽内の空間部に充填された絶縁液9とを備え、単電池は
有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よりも小さい比
重と有機電解液及び水と混じり合わない性質とを有し、
絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池内にあるよう
構成する。深海のような高圧下でも水の悪影響を排除で
きるので、充放電サイクル寿命が長く、エネルギー密度
が大きい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は深海等の高圧下で使用さ
れる有機電解液電池に関する。
れる有機電解液電池に関する。
【0002】
【従来の技術】深海等の高圧下で使用される電池とし
て、水溶液電解液を使用した鉛蓄電池や酸化銀−亜鉛電
池等がある。これらの電池は、大気圧下で充電され、深
海等の高圧下での計測機器の電源や水中走行体の駆動用
電源として使用される。
て、水溶液電解液を使用した鉛蓄電池や酸化銀−亜鉛電
池等がある。これらの電池は、大気圧下で充電され、深
海等の高圧下での計測機器の電源や水中走行体の駆動用
電源として使用される。
【0003】このような電池は、本願と同一出願人によ
る特開昭49−85530号や特開昭49−85531
号に開示されている。その概要は、図1に示す通り、電
池収納槽11と均圧装置13(ゴム袋等よりなる伸張収
縮体)とで形成される密封空間内に、水溶液電解液を有
する開放形の単電池16と絶縁油9とを収納した構成で
あり、一括して複数の単電池の均圧を図るものである。
なお、この図では均圧装置13の外週部に海水を導入す
るための海水導入孔は省略されている。
る特開昭49−85530号や特開昭49−85531
号に開示されている。その概要は、図1に示す通り、電
池収納槽11と均圧装置13(ゴム袋等よりなる伸張収
縮体)とで形成される密封空間内に、水溶液電解液を有
する開放形の単電池16と絶縁油9とを収納した構成で
あり、一括して複数の単電池の均圧を図るものである。
なお、この図では均圧装置13の外週部に海水を導入す
るための海水導入孔は省略されている。
【0004】ところが、上記のような水溶液電解液を使
用した電池には、エネルギー密度が小さい、充放電サイ
クル寿命が短い等の欠点がある。
用した電池には、エネルギー密度が小さい、充放電サイ
クル寿命が短い等の欠点がある。
【0005】そこで、このような水溶液電解液を使用し
た深海用電池の欠点を克服し、エネルギー密度が大き
く、充放電サイクル寿命の長いものとして、やはり本願
と同一出願人らによる特開平2−139850号に開示
されている深海用有機電解液電池がある。この深海用有
機電解液電池は、正極とリチウム又はリチウム合金から
なる負極と有機電解液とからなり、均圧装置を備えたこ
とを特徴とする。これを図2に示す。この図において、
1は単電池槽、2は発電要素、4、5は正負端子、8は
電解液、13はゴム袋状均圧装置である。
た深海用電池の欠点を克服し、エネルギー密度が大き
く、充放電サイクル寿命の長いものとして、やはり本願
と同一出願人らによる特開平2−139850号に開示
されている深海用有機電解液電池がある。この深海用有
機電解液電池は、正極とリチウム又はリチウム合金から
なる負極と有機電解液とからなり、均圧装置を備えたこ
とを特徴とする。これを図2に示す。この図において、
1は単電池槽、2は発電要素、4、5は正負端子、8は
電解液、13はゴム袋状均圧装置である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ここに
開示されている深海用有機電解液電池の場合、単電池槽
内に発電要素と電解液とを収納し、圧力バランスを均圧
装置内の電解液の移動、収縮で保つ構造であるため、単
電池ごとに均圧装置が必要になると言う問題がある。
(複数の単電池を収納すると、共通電解液となり単電池
間に電流リークの問題が生ずる。) さらに、有機電解液電池において肝要なことは、水分の
悪影響をいかに排除するかということであるが、図1に
示した従来の水溶液電解液電池の場合はいうに及ばず、
上記深海用有機電解液電池の場合においても、均圧装置
を透過して侵入してくる水分対策についての考慮は全く
なされていない。そのため、必ずしも当初期待通りの性
能が得られてはいない。
開示されている深海用有機電解液電池の場合、単電池槽
内に発電要素と電解液とを収納し、圧力バランスを均圧
装置内の電解液の移動、収縮で保つ構造であるため、単
電池ごとに均圧装置が必要になると言う問題がある。
(複数の単電池を収納すると、共通電解液となり単電池
間に電流リークの問題が生ずる。) さらに、有機電解液電池において肝要なことは、水分の
悪影響をいかに排除するかということであるが、図1に
示した従来の水溶液電解液電池の場合はいうに及ばず、
上記深海用有機電解液電池の場合においても、均圧装置
を透過して侵入してくる水分対策についての考慮は全く
なされていない。そのため、必ずしも当初期待通りの性
能が得られてはいない。
【0007】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、構
造が簡単で、しかもエネルギー密度が大きく、充放電サ
イクル寿命の長い、均圧装置を有する有機電解液電池を
提供することである。
めになされたものであり、その目的とするところは、構
造が簡単で、しかもエネルギー密度が大きく、充放電サ
イクル寿命の長い、均圧装置を有する有機電解液電池を
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、均圧装置を備え
た電池収納槽と、電池収納槽内に収納された複数の単電
池と、電池収納槽内の空間部に充填された絶縁液とを備
え、単電池は有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よ
りも小さい比重と有機電解液及び水と混じり合わない性
質とを有し、絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池
内にあるよう構成されたことを特徴とする有機電解液電
池とし、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、
シリコンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかと
することにより、従来の課題を解決するものである。
た電池収納槽と、電池収納槽内に収納された複数の単電
池と、電池収納槽内の空間部に充填された絶縁液とを備
え、単電池は有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よ
りも小さい比重と有機電解液及び水と混じり合わない性
質とを有し、絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池
内にあるよう構成されたことを特徴とする有機電解液電
池とし、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、
シリコンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかと
することにより、従来の課題を解決するものである。
【0009】
【作用】本願発明者らは、従来公知の均圧装置を有する
有機電解液電池が大気圧下では所定の性能を発揮するに
も関わらず、深海での使用においては期待通りの性能を
発揮しない場合がある原因を調査した結果、高圧下で
は、均圧装置のゴム膜や絶縁油を通して、少しずつ水分
が侵入し、そのため電池性能に影響が出ることをつきと
めた。
有機電解液電池が大気圧下では所定の性能を発揮するに
も関わらず、深海での使用においては期待通りの性能を
発揮しない場合がある原因を調査した結果、高圧下で
は、均圧装置のゴム膜や絶縁油を通して、少しずつ水分
が侵入し、そのため電池性能に影響が出ることをつきと
めた。
【0010】そこで、種々の液体について、その極性、
比重、揮発性、毒性などを調査し、また有機電解液や水
と接触させ分離性や電解液に与える影響を調べるととも
に、均圧構造について検討した結果、均圧装置を備えた
電池収納槽と、電池収納槽内に収納された複数の単電池
と、電池収納槽内の空間部に充填された絶縁液とを備
え、単電池は有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よ
りも小さい比重と有機電解液及び水と混じり合わない性
質とを有し、絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池
内にあるよう構成されたことを特徴とする有機電解液電
池とし、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、
シリコンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかと
することにより、構造が簡単で、しかもエネルギー密度
が大きく、深海等の使用においても水分の影響を受ける
ことなく、充放電サイクル寿命の長い有機電解液電池を
提供し得ることを見いだし、本発明の完成に至った。
比重、揮発性、毒性などを調査し、また有機電解液や水
と接触させ分離性や電解液に与える影響を調べるととも
に、均圧構造について検討した結果、均圧装置を備えた
電池収納槽と、電池収納槽内に収納された複数の単電池
と、電池収納槽内の空間部に充填された絶縁液とを備
え、単電池は有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よ
りも小さい比重と有機電解液及び水と混じり合わない性
質とを有し、絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池
内にあるよう構成されたことを特徴とする有機電解液電
池とし、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、
シリコンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかと
することにより、構造が簡単で、しかもエネルギー密度
が大きく、深海等の使用においても水分の影響を受ける
ことなく、充放電サイクル寿命の長い有機電解液電池を
提供し得ることを見いだし、本発明の完成に至った。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
【0012】図3は、本発明の−実施例にかかる有機電
解液を有する単電池17の断面を示す図である。同図に
おいて、1は単電池槽であり、2は正極、負極およびセ
パレータからなる発電要素である。3は電池蓋であり、
電池ケース1にレーザー溶接にて密封固着されている。
4は正極端子、5は負極端子である。正負極端子4、5
は、絶縁部材であるガラス6によるハーメチックシール
により電池蓋3に固定されている。尚、この実施例では
電池ケース1、電池蓋3及び正負端子4、5はステンレ
ス鋼製である。
解液を有する単電池17の断面を示す図である。同図に
おいて、1は単電池槽であり、2は正極、負極およびセ
パレータからなる発電要素である。3は電池蓋であり、
電池ケース1にレーザー溶接にて密封固着されている。
4は正極端子、5は負極端子である。正負極端子4、5
は、絶縁部材であるガラス6によるハーメチックシール
により電池蓋3に固定されている。尚、この実施例では
電池ケース1、電池蓋3及び正負端子4、5はステンレ
ス鋼製である。
【0013】7は単電池の上部に取りつけられた電解液
用バッファタンクであり、その下部は単電池内部と連通
しているとともに、上部は多孔体(図示せず)を介して
外部と連通している。8は単電池槽とバッファタンクと
に充填された電解液である。9は後述する絶縁液であ
る。
用バッファタンクであり、その下部は単電池内部と連通
しているとともに、上部は多孔体(図示せず)を介して
外部と連通している。8は単電池槽とバッファタンクと
に充填された電解液である。9は後述する絶縁液であ
る。
【0014】10は電解液8と絶縁液9とのバッファタ
ンク内の界面であり、常圧下ではバッファタンク7の上
面を超えず、深海相当の高圧下では発電要素2の上面を
下回らないように設定されている。これは、界面10が
バッファタンク7の上面を越えると電解液が溢れ出て単
電池間短絡を誘因する可能性があり、逆に発電要素2の
上面を下回ると発電要素が絶縁液で汚染され電池性能劣
化の原因になるからである。なお、単電池槽1とバッフ
ァタンク7とは連通しており、実質的に同一空間と見な
すことができるので、バッファタンク7内にある界面1
0も「単電池内にある界面」と見なすものとする。
ンク内の界面であり、常圧下ではバッファタンク7の上
面を超えず、深海相当の高圧下では発電要素2の上面を
下回らないように設定されている。これは、界面10が
バッファタンク7の上面を越えると電解液が溢れ出て単
電池間短絡を誘因する可能性があり、逆に発電要素2の
上面を下回ると発電要素が絶縁液で汚染され電池性能劣
化の原因になるからである。なお、単電池槽1とバッフ
ァタンク7とは連通しており、実質的に同一空間と見な
すことができるので、バッファタンク7内にある界面1
0も「単電池内にある界面」と見なすものとする。
【0015】この実施例における単電池は、正極として
LiCoO2 を、負極としてリチウムイオンの吸蔵・放
出が可能な炭素を、電解液としてエチレンカーボネート
とジエチルカーボネートの混合液に1モル濃度のLiP
F6 を溶解したものをそれぞれ使用した容量10Ahの
有機電解液電池である。
LiCoO2 を、負極としてリチウムイオンの吸蔵・放
出が可能な炭素を、電解液としてエチレンカーボネート
とジエチルカーボネートの混合液に1モル濃度のLiP
F6 を溶解したものをそれぞれ使用した容量10Ahの
有機電解液電池である。
【0016】図4は、本発明にかかる有機電解液電池の
一例を示す図である。図4において、11は電池収納
槽、14は電池収納槽の内部と外部とを連通する海水導
入孔である。13はゴム製膜状体の均圧装置であり、電
池収納槽11の内部空間と外部空間とを区画するととも
に、均圧装置13で区画された電池収納槽11の内部空
間と外部空間との圧力を均等にするためのものである。
一例を示す図である。図4において、11は電池収納
槽、14は電池収納槽の内部と外部とを連通する海水導
入孔である。13はゴム製膜状体の均圧装置であり、電
池収納槽11の内部空間と外部空間とを区画するととも
に、均圧装置13で区画された電池収納槽11の内部空
間と外部空間との圧力を均等にするためのものである。
【0017】17は図3で示した単電池であり、均圧装
置13で区画された電池収納槽11の内部空間に4個収
納されている。9は均圧装置13で区画された電池収納
槽11の内部空間に充填された絶縁液、15は前記空間
に配した壁体に形成した均圧孔である。
置13で区画された電池収納槽11の内部空間に4個収
納されている。9は均圧装置13で区画された電池収納
槽11の内部空間に充填された絶縁液、15は前記空間
に配した壁体に形成した均圧孔である。
【0018】この有機電解液電池を深海に沈降させてい
くと(沈降・上昇手段は図示せず)、均圧装置13で区
画された電池収納槽11の内部と外部との圧力差によ
り、海水が海水導入孔14より電池収納槽11内に侵入
して、均圧装置13を図面下方へ押圧し、絶縁液9が均
圧孔15を通して単電池群の方へ移動する。もって絶縁
液9が単電池のバッファタンク7の上部に設けた多孔体
を通してバッファタンクに侵入し、単電池の内部と外部
とが均圧に保たれるので、深海等の高圧条件下でも、単
電池電池が破損したり変形したりすることがない。
くと(沈降・上昇手段は図示せず)、均圧装置13で区
画された電池収納槽11の内部と外部との圧力差によ
り、海水が海水導入孔14より電池収納槽11内に侵入
して、均圧装置13を図面下方へ押圧し、絶縁液9が均
圧孔15を通して単電池群の方へ移動する。もって絶縁
液9が単電池のバッファタンク7の上部に設けた多孔体
を通してバッファタンクに侵入し、単電池の内部と外部
とが均圧に保たれるので、深海等の高圧条件下でも、単
電池電池が破損したり変形したりすることがない。
【0019】この有機電解液電池を深海から浮上させる
と、上記と逆のメカニズムにより単電池内部と外部とが
均圧に保たれる。
と、上記と逆のメカニズムにより単電池内部と外部とが
均圧に保たれる。
【0020】本発明において銘記されるべき点は、絶縁
液として有機電解液よりも小さい比重と有機電解液及び
水と混じり合わない性質とを有するものが採用されてい
ることである。定圧下においては水分を透過しにくい均
圧装置であっても、深海の高圧下に置いては水分透過性
が上昇する場合もあるため、水と混じり合わない性質を
有する絶縁液を採用することは、有機電解液電池の特徴
を発揮させる上で重要なことである。また、有機電解液
よりも小さい比重と有機電解液と混じり合わない性質と
を有する絶縁液を選択することは、本発明の目的を達成
する上で必須の要件である。
液として有機電解液よりも小さい比重と有機電解液及び
水と混じり合わない性質とを有するものが採用されてい
ることである。定圧下においては水分を透過しにくい均
圧装置であっても、深海の高圧下に置いては水分透過性
が上昇する場合もあるため、水と混じり合わない性質を
有する絶縁液を採用することは、有機電解液電池の特徴
を発揮させる上で重要なことである。また、有機電解液
よりも小さい比重と有機電解液と混じり合わない性質と
を有する絶縁液を選択することは、本発明の目的を達成
する上で必須の要件である。
【0021】この実施例では、絶縁液としては流動パラ
フィンを採用しているが、これ以外のものとしては、デ
カリン、シリコンオイル、フッ素樹脂オイルが好適であ
る。デカリンは化学式C10H18で示される脂環式化合物
である。シリコンオイルはシロキサンを基本骨格とする
有機ケイ素化合物のうち常温で液状のものをいう。フッ
素オイルはフッ素を含むオレフィンの重合で得られるフ
ッ素樹脂のうち、常温で液状のものをいう。これらは何
れも水や有機電解液の溶媒との相溶性が低く、絶縁性が
高い。
フィンを採用しているが、これ以外のものとしては、デ
カリン、シリコンオイル、フッ素樹脂オイルが好適であ
る。デカリンは化学式C10H18で示される脂環式化合物
である。シリコンオイルはシロキサンを基本骨格とする
有機ケイ素化合物のうち常温で液状のものをいう。フッ
素オイルはフッ素を含むオレフィンの重合で得られるフ
ッ素樹脂のうち、常温で液状のものをいう。これらは何
れも水や有機電解液の溶媒との相溶性が低く、絶縁性が
高い。
【0022】上記有機電解液電池を模擬海水中に侵漬
し、1000気圧の加圧下に10日間放置して、深海1
万メートルの海底雰囲気を模擬した。10日間の自己放
電量は約3パーセントであり、常圧下での自己放電量と
変わらなかった。また、放置試験のあと、50サイクル
の充放電試験を行ったが、放電容量の低下は初期の5パ
ーセントであり。常圧下での容量低下と変わらなかっ
た。
し、1000気圧の加圧下に10日間放置して、深海1
万メートルの海底雰囲気を模擬した。10日間の自己放
電量は約3パーセントであり、常圧下での自己放電量と
変わらなかった。また、放置試験のあと、50サイクル
の充放電試験を行ったが、放電容量の低下は初期の5パ
ーセントであり。常圧下での容量低下と変わらなかっ
た。
【0023】
【発明の効果】上記の通り、本発明にかかる有機電解液
電池は、均圧装置を備えた電池収納槽と、電池収納槽内
に収納された複数の単電池と、電池収納槽内の空間部に
充填された絶縁液とを備え、単電池は有機電解液を有
し、絶縁液は有機電解液よりも小さい比重と有機電解液
及び水と混じり合わない性質とを有し、絶縁液と有機電
解液との界面が常に単電池内にあるよう構成されたこ
と、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、シリ
コンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかである
ことを特徴とする。
電池は、均圧装置を備えた電池収納槽と、電池収納槽内
に収納された複数の単電池と、電池収納槽内の空間部に
充填された絶縁液とを備え、単電池は有機電解液を有
し、絶縁液は有機電解液よりも小さい比重と有機電解液
及び水と混じり合わない性質とを有し、絶縁液と有機電
解液との界面が常に単電池内にあるよう構成されたこ
と、とりわけ絶縁液が流動パラフィン、デカリン、シリ
コンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかである
ことを特徴とする。
【0024】本発明における有機電解液電池は、個々の
単電池に均圧装置を設ける必要がなく、しかも水分の侵
入を遮断する上ではるかに効果的である。これにより、
水の悪影響を受け易い深海のような高圧下でも充放電サ
イクル寿命が長く、しかもエネルギー密度が大きくて、
構造簡単な均圧装置を有する有機電解液電池を提供する
ことができる。
単電池に均圧装置を設ける必要がなく、しかも水分の侵
入を遮断する上ではるかに効果的である。これにより、
水の悪影響を受け易い深海のような高圧下でも充放電サ
イクル寿命が長く、しかもエネルギー密度が大きくて、
構造簡単な均圧装置を有する有機電解液電池を提供する
ことができる。
【図1】従来の技術を示す図である。
【図2】従来の技術を示す図である。
【図3】本発明の一実施例にかかる有機電解液を有する
単電池を示す図である。
単電池を示す図である。
【図4】本発明の一実施例にかかる有機電解液電池を示
す図である。
す図である。
1 単電池槽 2 発電要素 3 電池蓋 4 正極端子 5 負極端子 6 ガラスの絶縁部材 7 バッファタンク 8 電解液 9 絶縁液 10 電解液−絶縁液界面 11 電池収納槽 13 均圧装置 14 海水導入孔 15 均圧孔 16 単電池 17 単電池
Claims (2)
- 【請求項1】 均圧装置を備えた電池収納槽と、電池収
納槽内に収納された複数の単電池と、電池収納槽内の空
間部に充填された絶縁液とを備え、 単電池は有機電解液を有し、絶縁液は有機電解液よりも
小さい比重と有機電解液及び水と混じり合わない性質と
を有し、絶縁液と有機電解液との界面が常に単電池内に
あるよう構成されたことを特徴とする有機電解液電池。 - 【請求項2】 絶縁液が流動パラフィン、デカリン、シ
リコンオイルもしくはフッ素樹脂オイルのいずれかであ
ることを特徴とする請求項1記載の有機電解液電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7186233A JP2985739B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7186233A JP2985739B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 有機電解液電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0917401A true JPH0917401A (ja) | 1997-01-17 |
JP2985739B2 JP2985739B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=16184690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7186233A Expired - Fee Related JP2985739B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2985739B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003092094A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電池装置 |
JP2009009766A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 蓄電装置及び車両 |
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