JP2000268846A - 円筒型蓄電池 - Google Patents
円筒型蓄電池Info
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- JP2000268846A JP2000268846A JP11069762A JP6976299A JP2000268846A JP 2000268846 A JP2000268846 A JP 2000268846A JP 11069762 A JP11069762 A JP 11069762A JP 6976299 A JP6976299 A JP 6976299A JP 2000268846 A JP2000268846 A JP 2000268846A
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- plate
- positive electrode
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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】
【課題】 渦巻状の極板群を備えた円筒型蓄電池におい
て、その極板群端部に溶接した集電体の形状と溶接位置
を改良し、大電流の出入力を可能にする。 【解決手段】 正・負極板をセパレータよりなり、渦巻
状に巻回された極板群と、この極板群の上下から突出し
た各極板の先端部分に溶接された平板からなる正極集電
体と負極集電体と、電解液とを内部に収納したケース
と、このケースを封口する封口板とからなる円筒型蓄電
池において、前記正極集電体と負極集電体は、その平板
の中央部から外周縁部にまたがった長方形状の切り抜き
部を複数個相互間に等間隔をおいて放射状に設けられ、
かつ切り抜き部の縁部には下向きのリブ状突起片をそれ
ぞれ一体に形成したものであり、前記正極集電体のリブ
状突起片と負極集電体のリブ状突起片はお互いが対角の
位置とした。
て、その極板群端部に溶接した集電体の形状と溶接位置
を改良し、大電流の出入力を可能にする。 【解決手段】 正・負極板をセパレータよりなり、渦巻
状に巻回された極板群と、この極板群の上下から突出し
た各極板の先端部分に溶接された平板からなる正極集電
体と負極集電体と、電解液とを内部に収納したケース
と、このケースを封口する封口板とからなる円筒型蓄電
池において、前記正極集電体と負極集電体は、その平板
の中央部から外周縁部にまたがった長方形状の切り抜き
部を複数個相互間に等間隔をおいて放射状に設けられ、
かつ切り抜き部の縁部には下向きのリブ状突起片をそれ
ぞれ一体に形成したものであり、前記正極集電体のリブ
状突起片と負極集電体のリブ状突起片はお互いが対角の
位置とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻状に形成され
た極板群を備えた円筒型蓄電池の改良に関する。
た極板群を備えた円筒型蓄電池の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−カドミウム蓄電池やニッケル
−水素蓄電池に代表される円筒型アルカリ蓄電池は、信
頼性が高く、そのメンテナンスも容易であることから携
帯電話やノートパソコンなどの電源として幅広く使用さ
れている。さらに、近年においては電動工具を始め、動
力補助付き自転車や電気自動車などの電源として大電流
放電に適した円筒型アルカリ蓄電池の要望が高まってき
ている。
−水素蓄電池に代表される円筒型アルカリ蓄電池は、信
頼性が高く、そのメンテナンスも容易であることから携
帯電話やノートパソコンなどの電源として幅広く使用さ
れている。さらに、近年においては電動工具を始め、動
力補助付き自転車や電気自動車などの電源として大電流
放電に適した円筒型アルカリ蓄電池の要望が高まってき
ている。
【０００３】円筒型アルカリ蓄電池は、帯状の正極板と
負極板との間にセパレータを介して渦巻き状に巻回して
極板群を形成し、電解液と共に金属製のケースに収納
し、封口することにより形成される。
負極板との間にセパレータを介して渦巻き状に巻回して
極板群を形成し、電解液と共に金属製のケースに収納
し、封口することにより形成される。
【０００４】さらに大電流放電用途に用いられるアルカ
リ蓄電池では、正極板と負極板を、それぞれの上端部あ
るいは下端部が極板群の上下からそれぞれ突出するよう
に巻回し、上下から突出した正極板と負極板の先端部分
に矩形あるいは円板状の集電体を複数箇所で溶接するこ
とによって極板からの集電性を高めている。
リ蓄電池では、正極板と負極板を、それぞれの上端部あ
るいは下端部が極板群の上下からそれぞれ突出するよう
に巻回し、上下から突出した正極板と負極板の先端部分
に矩形あるいは円板状の集電体を複数箇所で溶接するこ
とによって極板からの集電性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな集電体の極板群への溶接は、集電体に溶接電極を当
てがい、加圧しつつこの一対の電極間に通電することで
行っている。この場合、集電体の溶接条件によって大電
流放電時の抵抗値（反応抵抗）に差が生じ、量産上の出
力特性バラツキの要因となっていた。
うな集電体の極板群への溶接は、集電体に溶接電極を当
てがい、加圧しつつこの一対の電極間に通電することで
行っている。この場合、集電体の溶接条件によって大電
流放電時の抵抗値（反応抵抗）に差が生じ、量産上の出
力特性バラツキの要因となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、帯状の正極板と負極板をセパレータよりな
り、一方の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板
の先端部分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群
と、この極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの
先端部分に溶接された矩形あるいはほぼ円板状の平板か
らなる正極集電体と負極集電体と、アルカリ電解液とを
内部に収納した金属製ケースと、このケースを封口する
とともに上方にキャップ状端子を備えた封口板とからな
る円筒型蓄電池において、前記正極集電体と負極集電体
は、その平板の中央部近くから外周縁部にまたがった長
方形状の切り抜き部を複数個相互間に等間隔をおいて放
射状に設けられ、かつ切り抜き部の縁部には下向きのリ
ブ状突起片をそれぞれ一体に形成したものであり、前記
正極集電体のリブ状突起片と負極集電体のリブ状突起片
はお互いが対角の位置となるようにそれぞれの極板の先
端部分に溶接されているものとした。
に本発明は、帯状の正極板と負極板をセパレータよりな
り、一方の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板
の先端部分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群
と、この極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの
先端部分に溶接された矩形あるいはほぼ円板状の平板か
らなる正極集電体と負極集電体と、アルカリ電解液とを
内部に収納した金属製ケースと、このケースを封口する
とともに上方にキャップ状端子を備えた封口板とからな
る円筒型蓄電池において、前記正極集電体と負極集電体
は、その平板の中央部近くから外周縁部にまたがった長
方形状の切り抜き部を複数個相互間に等間隔をおいて放
射状に設けられ、かつ切り抜き部の縁部には下向きのリ
ブ状突起片をそれぞれ一体に形成したものであり、前記
正極集電体のリブ状突起片と負極集電体のリブ状突起片
はお互いが対角の位置となるようにそれぞれの極板の先
端部分に溶接されているものとした。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、帯状の正極板と負極板をセパレータよりなり、一方
の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板の先端部
分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群と、この
極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの先端部分
に溶接された矩形あるいはほぼ円板状の平板からなる正
極集電体と負極集電体と、アルカリ電解液とを内部に収
納した金属製ケースと、このケースを封口するとともに
上方にキャップ状端子を備えた封口板とからなる円筒型
蓄電池において、前記正極集電体と負極集電体は、その
平板の中央部近くから外周縁部にまたがった長方形状の
切り抜き部を複数個相互間に等間隔をおいて放射状に設
けられ、かつ切り抜き部の縁部には下向きのリブ状突起
片をそれぞれ一体に形成したものであり、前記正極集電
体のリブ状突起片と負極集電体のリブ状突起片はお互い
が対角の位置となるようにそれぞれの極板の先端部分に
溶接されているものである。
は、帯状の正極板と負極板をセパレータよりなり、一方
の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板の先端部
分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群と、この
極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの先端部分
に溶接された矩形あるいはほぼ円板状の平板からなる正
極集電体と負極集電体と、アルカリ電解液とを内部に収
納した金属製ケースと、このケースを封口するとともに
上方にキャップ状端子を備えた封口板とからなる円筒型
蓄電池において、前記正極集電体と負極集電体は、その
平板の中央部近くから外周縁部にまたがった長方形状の
切り抜き部を複数個相互間に等間隔をおいて放射状に設
けられ、かつ切り抜き部の縁部には下向きのリブ状突起
片をそれぞれ一体に形成したものであり、前記正極集電
体のリブ状突起片と負極集電体のリブ状突起片はお互い
が対角の位置となるようにそれぞれの極板の先端部分に
溶接されているものである。
【０００８】このように正極集電体と負極集電体のリブ
状突起片の極板群上への溶接位置がお互いに対角となる
ような位置とすることによって、電池の反応抵抗が減少
させることができる。
状突起片の極板群上への溶接位置がお互いに対角となる
ような位置とすることによって、電池の反応抵抗が減少
させることができる。
【０００９】これは、正極集電体と負極集電体のリブ突
起片の位置を対角とすると、大電流放電時の電流分布が
極板上で均一化し、活物質の反応抵抗を抑えることがで
きるためと考えられる。
起片の位置を対角とすると、大電流放電時の電流分布が
極板上で均一化し、活物質の反応抵抗を抑えることがで
きるためと考えられる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、
その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
するが、本発明は下記実施例に限定されるものでなく、
その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
【００１１】（実施例）図１は、本発明の実施例におけ
るタブレス方式のニッケル−水素蓄電池Ａの半裁側面図
である。この電池Ａは、直径３３ｍｍ、高さ６１．５ｍ
ｍ、公称容量７０００ｍＡｈであり、以下にこの構成を
詳しく説明する。
るタブレス方式のニッケル−水素蓄電池Ａの半裁側面図
である。この電池Ａは、直径３３ｍｍ、高さ６１．５ｍ
ｍ、公称容量７０００ｍＡｈであり、以下にこの構成を
詳しく説明する。
【００１２】厚さ０．５ｍｍの焼結式ニッケル正極板１
と厚さ０．３ｍｍの塗着式水素吸蔵合金負極板２とを用
い、それぞれの極板にはその長さ方向の先端に露出した
芯材部３，４を設け、この露出芯材部３，４がそれぞれ
極板群５の上下に約１．５ｍｍずれて突出するようにセ
パレータ６を間に介在させ、全体を渦巻き状に巻回させ
て直径約３０ｍｍ、高さ約５０ｍｍの極板群５を構成し
た。
と厚さ０．３ｍｍの塗着式水素吸蔵合金負極板２とを用
い、それぞれの極板にはその長さ方向の先端に露出した
芯材部３，４を設け、この露出芯材部３，４がそれぞれ
極板群５の上下に約１．５ｍｍずれて突出するようにセ
パレータ６を間に介在させ、全体を渦巻き状に巻回させ
て直径約３０ｍｍ、高さ約５０ｍｍの極板群５を構成し
た。
【００１３】極板群５の上端面の真上に、中央部に透孔
を開けた矩形で対角の長さ約２７ｍｍの集電体７を配置
し、一対の溶接電極を用いて露出芯材部３に対して複数
の箇所で溶接した。図２に集電体７の上面図を示す。
を開けた矩形で対角の長さ約２７ｍｍの集電体７を配置
し、一対の溶接電極を用いて露出芯材部３に対して複数
の箇所で溶接した。図２に集電体７の上面図を示す。
【００１４】集電体７は、その中央部近くから外周円に
達する長方形状の切り欠き部７ａを４箇所相互間に等間
隔をおいて放射状に設けた厚み０．４ｍｍの平板部分７
ｂと、各切り抜き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向き
に折り曲げて一体に設けられ、正極板１の露出芯材部３
と交叉して溶接されるリブ状の突起片７ｄとで構成さ
れ、図３に正面図を示す。
達する長方形状の切り欠き部７ａを４箇所相互間に等間
隔をおいて放射状に設けた厚み０．４ｍｍの平板部分７
ｂと、各切り抜き部７ａの対向する縁部分７ｃに下向き
に折り曲げて一体に設けられ、正極板１の露出芯材部３
と交叉して溶接されるリブ状の突起片７ｄとで構成さ
れ、図３に正面図を示す。
【００１５】次に、極板群５の下端面に、中央に溶接の
ための舌片を設けた上記と同じ対角長さを持った矩形の
集電体８を、図４の模式図に示すように集電体７のリブ
状突起片の溶接位置に対して対角の位置になるように配
置し、一対の溶接電極を用いて露出芯材部４に対して複
数の箇所で溶接した。
ための舌片を設けた上記と同じ対角長さを持った矩形の
集電体８を、図４の模式図に示すように集電体７のリブ
状突起片の溶接位置に対して対角の位置になるように配
置し、一対の溶接電極を用いて露出芯材部４に対して複
数の箇所で溶接した。
【００１６】この極板群５を金属製ケース９に挿入し、
集電体７の中央部透孔に１本の溶接電極を通して集電体
８の中央部に設けた舌片を加圧し、この加圧部分を電池
ケースの内底面に溶接した。
集電体７の中央部透孔に１本の溶接電極を通して集電体
８の中央部に設けた舌片を加圧し、この加圧部分を電池
ケースの内底面に溶接した。
【００１７】次に、所定量のアルカリ電解液を電池ケー
ス９内に注入した後、集電体７に設けた接続リードを、
正極端子を兼ねる封口板１１の下面に溶接し、封口板１
１でケース９の開口部を密閉して本発明の電池Ａを５０
セル作成した。
ス９内に注入した後、集電体７に設けた接続リードを、
正極端子を兼ねる封口板１１の下面に溶接し、封口板１
１でケース９の開口部を密閉して本発明の電池Ａを５０
セル作成した。
【００１８】（比較例１）また、比較のため極板群５に
対して集電体７、集電体８のリブ状突起片の溶接位置
を、図５の模式図に示すようにお互いが平行の位置とな
るように規定して溶接した以外は、上記実施例と同様の
方法で電池Ｂを５０セル作成した。 （比較例２）また、比較のため極板群５に対して集電体
７、集電体８のリブ状突起片の溶接位置を特に規定しな
いで（ランダムに）溶接した以外は、上記実施例と同様
の方法で電池Ｃを５０セル作成した。
対して集電体７、集電体８のリブ状突起片の溶接位置
を、図５の模式図に示すようにお互いが平行の位置とな
るように規定して溶接した以外は、上記実施例と同様の
方法で電池Ｂを５０セル作成した。 （比較例２）また、比較のため極板群５に対して集電体
７、集電体８のリブ状突起片の溶接位置を特に規定しな
いで（ランダムに）溶接した以外は、上記実施例と同様
の方法で電池Ｃを５０セル作成した。
【００１９】これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに、
０．７Ａの電流値で１５時間充電後、７Ａの電流値で電
池電圧１．０Ｖとなるまで放電することにより初充放電
を行った。初充放電後の電池を７Ａの電流値で１．５ｈ
充電後、７Ａの電流値で１．０Ｖまで放電する充放電を
１０サイクル繰り返し、電池の初期活性化を行った。
０．７Ａの電流値で１５時間充電後、７Ａの電流値で電
池電圧１．０Ｖとなるまで放電することにより初充放電
を行った。初充放電後の電池を７Ａの電流値で１．５ｈ
充電後、７Ａの電流値で１．０Ｖまで放電する充放電を
１０サイクル繰り返し、電池の初期活性化を行った。
【００２０】これらの初期活性化後の電池について以下
に示す方法で出力特性の評価を行った。
に示す方法で出力特性の評価を行った。
【００２１】電池を７Ａの電流値で０．４時間充電し、
０．５時間の放置を行った後、５０Ａの電流値で１０秒
間の放電を行い、１０秒目の電池電圧を読みとった。出
力特性はこの電圧値で評価を行い、電圧値が高いほど出
力特性が優れているものと判断した。
０．５時間の放置を行った後、５０Ａの電流値で１０秒
間の放電を行い、１０秒目の電池電圧を読みとった。出
力特性はこの電圧値で評価を行い、電圧値が高いほど出
力特性が優れているものと判断した。
【００２２】図６に電池Ａ，Ｂ，Ｃの出力特性の評価結
果を示す。正極集電体７と負極集電体８のリブ状突起片
の溶接位置を対角位置に規定した電池Ａは、電池Ｂや電
池Ｃと比較して電池５０セル当たりの放電電圧の平均値
が高く、また集電体の溶接位置の規定を行っていない電
池Ｃと比較してバラツキが低減されていることがわか
る。
果を示す。正極集電体７と負極集電体８のリブ状突起片
の溶接位置を対角位置に規定した電池Ａは、電池Ｂや電
池Ｃと比較して電池５０セル当たりの放電電圧の平均値
が高く、また集電体の溶接位置の規定を行っていない電
池Ｃと比較してバラツキが低減されていることがわか
る。
【００２３】上記の集電体の平面形状は、図２に示すよ
うな矩形形状のものの他に、種々の円筒型電池のタイプ
に応じて、図７の上面図に示すような平板部分７ｂがほ
ぼ円板状のものを用いてもほぼ同様の効果が得られる。
うな矩形形状のものの他に、種々の円筒型電池のタイプ
に応じて、図７の上面図に示すような平板部分７ｂがほ
ぼ円板状のものを用いてもほぼ同様の効果が得られる。
【００２４】また、上記実施例では円筒型蓄電池として
ニッケル−水素蓄電池を示したが、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池やリチウムイオン二次電池などの他の円筒型蓄
電池であっても同様に適用できる。
ニッケル−水素蓄電池を示したが、ニッケル−カドミウ
ム蓄電池やリチウムイオン二次電池などの他の円筒型蓄
電池であっても同様に適用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上示したとおり本発明によれば、渦巻
状極板群を有する円筒型蓄次電池において、大電流の取
り出しが可能な出力特性に優れた電池を提供することが
できる。
状極板群を有する円筒型蓄次電池において、大電流の取
り出しが可能な出力特性に優れた電池を提供することが
できる。
【図１】本発明の実施例におけるニッケル−水素蓄電池
Ａの半裁側面図
Ａの半裁側面図
【図２】同集電体７の上面図
【図３】同集電体７の正面図
【図４】同集電体７と集電体８との位置関係を示す模式
図
図
【図５】比較例１における集電体７と集電体８との位置
関係を示す模式図
関係を示す模式図
【図６】電池Ａ，Ｂ，Ｃの出力特性の評価結果を示す図
【図７】略円板状の集電体の上面図
１ 正極板 ２ 負極板 ３ 正極板の露出芯材部 ４ 負極板の露出芯材部 ５ 極板群 ６ セパレータ ７ 正極の集電体 ８ 負極の集電体 ９ ケース １０ 接続端子 １１ 封口板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 琢磨 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 吉井 史彦 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） 5H022 AA04 BB02 BB11 CC02 CC12 CC27 5H028 AA05 AA06 AA07 BB05 CC07 CC08 CC10 CC12 EE01
Claims (2)
- 【請求項１】帯状の正極板と負極板をセパレータよりな
り、一方の極板の先端部分が上方へ突出し、他方の極板
の先端部分が下方へ突出して渦巻状に巻回された極板群
と、この極板群の上下から突出した各極板のそれぞれの
先端部分に溶接された矩形あるいはほぼ円板状の平板か
らなる正極集電体と負極集電体と、アルカリ電解液とを
内部に収納した金属製ケースと、このケースを封口する
とともに上方にキャップ状端子を備えた封口板とからな
る円筒型蓄電池において、前記正極集電体と負極集電体
は、その平板の中央部近くから外周縁部にまたがった長
方形状の切り抜き部を複数個相互間に等間隔をおいて放
射状に設けられ、かつ切り抜き部の縁部には下向きのリ
ブ状突起片をそれぞれ一体に形成したものであり、前記
正極集電体のリブ状突起片と負極集電体のリブ状突起片
はお互いが対角の位置となるようにそれぞれの極板の先
端部分に溶接されている円筒型蓄電池。 - 【請求項２】極板群の上方及び下方へ突出した先端部分
は、正極板と負極板のそれぞれの芯材が露出したもので
ある請求項１記載の円筒型蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06976299A JP3826607B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 円筒型蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06976299A JP3826607B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 円筒型蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268846A true JP2000268846A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3826607B2 JP3826607B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=13412152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06976299A Expired - Fee Related JP3826607B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 円筒型蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3826607B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794872B2 (en) | 2004-02-16 | 2010-09-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| WO2023075520A1 (ko) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 개선된 집전판을 포함하는 원통형 이차전지, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| WO2024101898A1 (ko) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 셀, 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP06976299A patent/JP3826607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794872B2 (en) | 2004-02-16 | 2010-09-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| WO2023075520A1 (ko) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 개선된 집전판을 포함하는 원통형 이차전지, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| US12374762B2 (en) | 2021-10-29 | 2025-07-29 | Lg Energy Solution, Ltd. | Cylindrical secondary battery comprising improved current collector plate, battery pack and vehicle including the same |
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