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JP2000090913A - 電 池 - Google Patents

電 池

Info

Publication number
JP2000090913A
JP2000090913A JP10257901A JP25790198A JP2000090913A JP 2000090913 A JP2000090913 A JP 2000090913A JP 10257901 A JP10257901 A JP 10257901A JP 25790198 A JP25790198 A JP 25790198A JP 2000090913 A JP2000090913 A JP 2000090913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid injection
injection hole
battery
plug
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10257901A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Iwata
幹夫 岩田
Kazumasa Matsuo
和政 松尾
Takefumi Inoue
剛文 井上
Hiroaki Yoshida
吉田  浩明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP10257901A priority Critical patent/JP2000090913A/ja
Priority to US09/394,708 priority patent/US6447949B2/en
Publication of JP2000090913A publication Critical patent/JP2000090913A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627Filling ports
    • H01M50/636Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H01M50/645Plugs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
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    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッキンやOリング等を用いることなく、大
きな注液孔2を注液栓3で確実に封口することができる
電池を提供する。 【解決手段】 注液孔2の孔内に挿入され、周囲の接合
部をレーザ溶接によって溶接された注液栓3が設けられ
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池ケースに設け
られた電解液注液孔を注液栓で塞ぐ非水電解質電池等の
電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の小型の非水電解質電池は、電池ケ
ース1に開口された注液孔7に電解液を注入した後に、
例えば図11に示すようなアルミニウム製の逆円錐形の
注液栓8をスポット溶接することにより、図12に示す
ように、この注液栓8を注液孔2の外側縁部に溶着させ
て封口していた。
【0003】しかし、電池が大型化すると、注液孔2の
径も大きくしなければならず、大きな注液栓8をスポッ
ト溶接で隙間なく完全にこの注液孔2に溶着させること
が困難になる。そこで、従来の大型の非水電解質電池で
は、図13に示すように、注液孔2に雌ねじを形成し、
ここに注液栓8の先端部8aに形成された雄ねじを螺着
すると共に、この注液栓8の鍔部8bと注液孔2の外側
縁部との間にパッキン9を挿入することにより、電解液
の注入後の注液孔2を封口するようにしていた。また、
注液孔2に直接雌ねじを形成する代わりに、電池ケース
1の内側からこの注液孔2の裏側にナット締結する場合
もあり、パッキン9に代えてOリングを挿入する場合も
あった。さらに、これらのパッキン9やOリングは、鍔
部8bの内側面にリング状に形成された溝内に嵌まり込
むようにすることもあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、パッキン9
やOリングは、ゴムや合成樹脂材料によるものであるた
め、経年変化によって劣化し易く、電解液に触れたり過
剰な充放電時の発熱によって変質することがあるため、
使用中に封口部の気密性が低下して電解液の液漏れを生
じるおそれがあるという問題があった。
【0005】また、雄ねじを形成した先端部8aや鍔部
8bを有する注液栓8を用いると、封口部に大きな突起
が生じて目立ったり邪魔になるおそれがあるという問題
もあった。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、注液孔に注液栓を嵌め込んで周囲をレーザ溶
接することにより、封口部の気密性が低下するようなお
それのなくなる電池を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、発電
要素を収容する金属製の電池ケースに電解液の注液孔を
形成した電池において、注液孔の孔内に全体又は内側先
端部が挿入され、外側周囲における注液孔の外側縁部と
の接合部をレーザ溶接によって溶接された金属製の注液
栓が設けられたことを特徴とする。
【0008】請求項1の発明によれば、注液栓の全体又
は先端部が注液孔の孔内に挿入されて周囲をレーザ溶接
されるので、この注液栓が固定されて注液孔が確実に封
口される。また、注液栓の周囲の接合部は、レーザスポ
ットを走らせることにより溶接されるので、注液孔が大
きくなって接合部が長くなっても、封口が不十分になる
ようなおそれもない。しかも、パッキンやOリング等は
使用せず、金属同士の溶着により封口を行うので、気密
性が低下するようなおそれもなくなる。なお、前記注液
孔の直径又は対角距離が2.5mm以上であればより好
ましい。
【0009】請求項2の発明は、前記注液孔が、内側よ
りも外側の方が直径の大きい段状又はテーパ状の丸孔で
あり、この注液孔に挿入された注液栓が、段付き又はテ
ーパ状の円盤であることを特徴とする。
【0010】請求項2の発明によれば、注液栓は確実に
注液孔の孔内に嵌まり込み、電池ケ−ス内部に落ち込む
ことがない。しかも注液栓の外側面をこの注液孔の外側
縁部とほぼ面一とすれば、この注液栓の外側面は電池ケ
ースから突出することがないので、目立ったり邪魔にな
るようなことがなくなる。
【0011】請求項3の発明は、前記注液栓が、注液孔
よりも直径又は対角距離が大きい鍔部の内側面からこの
注液孔に嵌入する先端部を突設したものであることを特
徴とする。
【0012】請求項3の発明によれば、注液栓の鍔部
は、電池ケースから突出することになるが、先端部は確
実に注液孔の孔内に嵌め込むことができる。また、前記
注液栓の先端部に雄ねじが形成され、前記注液孔にこの
雄ねじが螺合する雌ねじが形成されていれば,注液孔の
孔内に嵌まり込む注液栓の先端部をねじによって確実に
固定することができるので好ましい。
【0013】請求項4の発明は、前記注液孔の外側縁部
に、外側に突起したオガミ部が形成されると共に、前記
注液栓の外側縁部にも、外側に突起したオガミ部が形成
されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
電池であることを特徴としている。
【0014】請求項4の発明によれば、注液孔と注液栓
の外側縁部にオガミ部を設けることにより、レーザ溶接
時の熱の拡散を防止し、金属同士の溶着を確実にするこ
とができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0016】図1〜図10は、本発明の一実施形態を示
すものであって、図1は非水電解質二次電池の電池ケー
ス蓋部に形成された注液孔の孔内に注液栓を挿入しレー
ザ溶接した状態を示す部分拡大縦断面図、図2は非水電
解質二次電池の電池ケース蓋部に形成された注液孔とこ
の孔内に挿入する注液栓を示す部分拡大縦断面図、図3
は大型の非水電解質二次電池の外観を示す全体斜視図、
図4は注液孔の孔内に挿入した注液栓をストッパ板で係
止した構成例を示す部分拡大縦断面図、図5は注液孔と
注液栓をテーパ状とした構成例を示す部分拡大縦断面
図、図6は注液孔を段状とした構成例を示す部分拡大縦
断面図、図7は注液孔と注液栓を段状とした構成例を示
す部分拡大縦断面図、図8は注液栓に鍔部を形成した構
成例を示す部分拡大縦断面図、図9は注液孔と注液栓の
先端部にねじを形成した構成例を示す部分拡大縦断面
図、図10は注液孔と注液栓にオガミ部を形成した構成
例を示す部分拡大縦断面図である。なお、図11〜図1
3に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同
じ番号を付記する。
【0017】本実施形態では、図3に示すような大型の
非水電解質二次電池について説明する。この非水電解質
二次電池は、アルミニウム合金やステンレス鋼製等の長
円形の容器状の電池ケース本体1aの上端開口部に同じ
くアルミニウム合金やステンレス鋼製等の電池ケース蓋
部1bを嵌め込んで周囲の接合部をTIG溶接やレーザ
溶接により密閉固定することにより電池ケース1を形成
している。この電池ケース1の内部には、電池ケース蓋
部1bを溶接する前に、図示しない巻回型の長円形の発
電要素を収納している。そして、この発電要素の正負電
極に内部で接続される正極端子4と負極端子5が電池ケ
ース蓋部1bの上部にそれぞれ突設されている。また、
この電池ケース蓋部1bには、電池ケース本体1aとの
溶接後に内部に非水電解液を注入するための注液孔2が
開口されている。注液孔2は、非水電解質二次電池が大
型であるため、大量の非水電解液を注入する必要がある
ことと、電池ケース蓋部1bの板厚が1.2mm程度の
厚いものとなるため、直径が2.5mm以上の大きな丸
孔として開口されている。
【0018】上記非水電解質二次電池は、電池ケース蓋
部1bの注液孔2から内部に非水電解液が注入される
と、図2に示すように、この注液孔2に注液栓3を挿入
する。注液栓3は、注液孔2の孔内にほとんど隙間なく
嵌合できるように、直径がわずかに小さいアルミニウム
合金製等の円盤であり、電池ケース蓋部1bの板厚とほ
ぼ同じ厚さのものを用いる。この注液栓3は、上端面
(外側面)が電池ケース蓋部1bにおける注液孔2の上
側(外側)縁部とほぼ面一となるまで挿入して、周囲の
接合部にレーザスポットを走らせることによりレーザ溶
接を行う。すると、図1に示すように、注液栓3と注液
孔2の上側縁部の接合部の金属が溶着して、この注液孔
2を隙間なく完全に封口することができる。
【0019】従って、本実施形態の非水電解質二次電池
は、注液孔2が大きい場合にも、孔内に注液栓3を挿入
して周囲をレーザ溶接することにより確実に封口するこ
とができるようになる。しかも、パッキンやOリング等
の経年劣化や変質し易い材料を使用しないので、使用に
伴い気密性が低下するようなおそれもなくなる。
【0020】ここで、上記実施形態では、注液孔2を単
なる丸孔とし、注液栓3も側面が垂直の円盤状とした
が、これでは注液栓3を注液孔2に挿入した際に電池ケ
ース1の内部に落ち込むおそれがある。そこで、図4に
示すように、電池ケース蓋部1bの下側(内側)面に、
内径が注液孔2よりも小さく外径が注液孔2よりも大き
いリング状のストッパ板6を溶接しておき、注液栓3が
電池ケース1の内部に落ち込むのを防止するようにして
もよい。また、図5に示すように、注液孔2と注液栓3
をそれぞれ下側よりも上側の方が径の大きいテーパ状と
することにより注液栓3の落ち込みを防止することもで
きる。
【0021】さらに、図6に示すように、注液孔2に座
グリを設けて下側よりも上側の方が径の大きい段状と
し、上側の座グリ部分に板厚の薄い注液栓3を挿入する
ようにして、注液栓3が電池ケース1の内部に落ち込む
のを防止するようにしてもよい。この場合は、注液孔2
の孔加工に工夫が必要となるが、電池ケース蓋部1bの
下側面にストッパ板6を溶接したり注液栓3をテーパ状
に形成する必要がなくなり、加工の手間を軽減すること
ができる。ただし、このように注液孔2を段状とした場
合に、図7に示すように、注液栓3も、下側よりも上側
の方が径の大きい段状とし、注液孔2の孔内に完全に挿
入されるようにすることもできる。
【0022】また、上記実施形態では、注液栓3が電池
ケース蓋部1bの上面に突出しないような場合について
説明したが、図8に示すように、注液孔2は単なる丸孔
とするが、注液栓3の上部には、鍔部3bを設けるよう
にすることもできる。この鍔部3bは、注液孔2よりも
径を大きくすることにより、注液栓3の先端部3cが電
池ケース1の内部に落ち込むのを防止することができ
る。しかも、上記実施形態では、レーザ溶接の際に注液
栓3が加熱されて歪みを生じ、注液孔2の孔内からはみ
出すおそれがあったが、このような鍔部3bを設けて肉
厚を十分に薄くしておけば、レーザスポットによる熱が
この鍔部3bに集中するので、注液栓3に歪みが生じる
のを防止することができるようになる。なお、鍔部3b
の上側面は、図示のように突起を設けてもよいし、平坦
な状態に加工してもよい。さらに、図9に示すように、
上部に鍔部3bを設けた注液栓3の先端部3cに雄ねじ
を形成すると共に、注液孔2に雌ねじを形成して、これ
らを螺合させて挿入することもできる。この場合には、
ねじを螺着することにより鍔部3bを確実に注液孔2の
外側縁部に密着させることができるので、熱による注液
栓3の歪みの影響をさらに軽減することができる。
【0023】また、図10に示すように、注液孔2と注
液栓3の縁部に上側に突起したオガミ部2a,3aをそ
れぞれ形成するようにしてもよい。このようなオガミ部
2a,3aも、肉厚を薄くすることにより、レーザスポ
ットによる熱が拡散して注液栓3の本体に伝わり歪みが
生じるのを防止することができる。しかも、接合部が上
側を向くので、レーザスポットを照射した際に熱をこの
接合部に集中させて金属を溶融させ易くすることができ
るので、レーザ溶接による封口を確実にすることができ
る。なお、この場合にも、電池ケース蓋部1bの下側面
にストッパ板6を溶接したり注液孔2や注液栓3をテー
パ状又は段状に形成して、注液栓3が電池ケース1の内
部に落ち込むのを防止することができる。
【0024】さらに、上記実施形態では、注液孔2を電
池ケース1の電池ケース蓋部1bに形成する場合につい
て説明したが、電池ケース1の他の部位に形成すること
もでき、電池ケース1の構成も上記実施形態に限定され
るものではない。また、上記実施形態では、注液孔2を
丸孔とし、注液栓3も円盤状である場合について説明し
たが、これらは四角形や多角形、その他の形状であって
もよい。さらに、上記実施形態では、大型の非水電解質
二次電池について説明したが、必ずしも大型や二次電池
である必要はなく、他の種類の電池についても同様に実
施可能である。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池によれば、注液栓が注液孔の孔内に挿入されて周
囲をレーザ溶接されるので、注液孔が大きい場合にも注
液栓との金属同士の溶着によって確実に封口することが
できる。このため、パッキンやOリング等を使用する必
要がなくなり、気密性が低下するようなおそれも生じな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の電池ケース蓋部に形成された注液孔の
孔内に注液栓を挿入しレーザ溶接した状態を示す部分拡
大縦断面図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すものであって、非水
電解質二次電池の電池ケースに形成された注液孔とこの
孔内に挿入する注液栓を示す部分拡大縦断面図である。
【図3】本発明の一実施形態を示すものであって、大型
の非水電解質二次電池の外観を示す全体斜視図である。
【図4】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
孔の孔内に挿入した注液栓をストッパ板で係止した構成
例を示す部分拡大縦断面図である。
【図5】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
孔と注液栓をテーパ状とした構成例を示す部分拡大縦断
面図である。
【図6】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
孔を段状とした構成例を示す部分拡大縦断面図である。
【図7】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
孔と注液栓を段状とした構成例を示す部分拡大縦断面図
である。
【図8】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
栓に鍔部を形成した構成例を示す部分拡大縦断面図であ
る。
【図9】本発明の一実施形態を示すものであって、注液
孔と注液栓の先端部にねじを形成した構成例を示す部分
拡大縦断面図である。
【図10】本発明の一実施形態を示すものであって、注
液孔と注液栓にオガミ部を形成した構成例を示す部分拡
大縦断面図である。
【図11】従来例を示すものであって、小型の非水電解
質二次電池の電池ケースに形成された注液孔の孔内を注
液栓で塞いだ状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図12】従来例を示すものであって、小型の非水電解
質二次電池の電池ケースに形成された注液孔の孔内を注
液栓で塞ぎスポット溶接した状態を示す部分拡大縦断面
図である。
【図13】従来例を示すものであって、大型の非水電解
質二次電池の電池ケースに形成された注液孔に注液栓を
螺着してパッキンで封口した状態を示す部分拡大縦断面
図である。
【符号の説明】
1 電池ケース 1a 電池ケース本体 1b 電池ケース蓋部 2 注液孔 2a オガミ部 3 注液栓 3a オガミ部 3b 鍔部 3c 先端部 6 ストッパ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 剛文 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 吉田 浩明 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内 Fターム(参考) 4E068 BD00 DA06 DA09 5H023 AA03 CC11 CC14 5H029 AJ15 CJ05 DJ03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電要素を収容する金属製の電池ケース
    に電解液の注液孔を形成した電池において、 注液孔の孔内に全体又は内側先端部が挿入され、外側周
    囲における注液孔の外側縁部との接合部をレーザ溶接に
    よって溶接された金属製の注液栓が設けられたことを特
    徴とする電池。
  2. 【請求項2】 前記注液孔が、内側よりも外側の方が直
    径の大きい段状又はテーパ状の丸孔であり、この注液孔
    に挿入された注液栓が、段付き又はテーパ状の円盤であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の電池。
  3. 【請求項3】 前記注液栓が、注液孔よりも直径又は対
    角距離が大きい鍔部の内側面からこの注液孔に嵌入する
    先端部を突設したものであることを特徴とする請求項1
    に記載の電池。
  4. 【請求項4】 前記注液孔の外側縁部に、外側に突起し
    たオガミ部が形成されると共に、前記注液栓の外側縁部
    にも、外側に突起したオガミ部が形成されたことを特徴
    とする請求項1又は請求項2に記載の電池。
JP10257901A 1998-09-11 1998-09-11 電 池 Pending JP2000090913A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10257901A JP2000090913A (ja) 1998-09-11 1998-09-11 電 池
US09/394,708 US6447949B2 (en) 1998-09-11 1999-09-13 Battery having electrolyte injecting plug

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10257901A JP2000090913A (ja) 1998-09-11 1998-09-11 電 池

Publications (1)

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JP10257901A Pending JP2000090913A (ja) 1998-09-11 1998-09-11 電 池

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