JPH1092469A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH1092469A JPH1092469A JP8244668A JP24466896A JPH1092469A JP H1092469 A JPH1092469 A JP H1092469A JP 8244668 A JP8244668 A JP 8244668A JP 24466896 A JP24466896 A JP 24466896A JP H1092469 A JPH1092469 A JP H1092469A
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- battery
- power generating
- generating element
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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)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発電素子１の中心部の軸芯２を電池容器１０
内で挟持させることにより、この発電素子１の中心部で
発生した熱を効率良く放熱すると共に、振動等を受けた
場合にも内部が破損することのない非水電解質二次電池
を提供する。 【解決手段】 巻回型の非水電解質二次電池において、
発電素子１の巻回の中心部に金属製の軸芯２を配置し、
この軸芯２の上端をキャップ８とばね９を介して電池容
器１０の容器蓋１０ｂの突起の裏面に当接させると共
に、この軸芯２の下端をばね９の付勢により容器本体１
０ａの内側底面に当接押圧させて挟持させる。
内で挟持させることにより、この発電素子１の中心部で
発生した熱を効率良く放熱すると共に、振動等を受けた
場合にも内部が破損することのない非水電解質二次電池
を提供する。 【解決手段】 巻回型の非水電解質二次電池において、
発電素子１の巻回の中心部に金属製の軸芯２を配置し、
この軸芯２の上端をキャップ８とばね９を介して電池容
器１０の容器蓋１０ｂの突起の裏面に当接させると共
に、この軸芯２の下端をばね９の付勢により容器本体１
０ａの内側底面に当接押圧させて挟持させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極と負極をセパ
レータを介して巻回した巻回型の発電素子を備えた非水
電解質二次電池に関する。
レータを介して巻回した巻回型の発電素子を備えた非水
電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車等の駆動機器や携帯電話等の
携帯電子機器では、高率放電性能が要求されるために、
エネルギー密度が高く充放電サイクル寿命も長い非水電
解質（有機電解液）を用いた二次電池が広く用いられて
いる。非水電解質二次電池は、一般に正極と負極にリチ
ウム系の活物質が用いられ、リチウム二次電池として構
成される。この非水電解質二次電池は、非水電解質の電
気抵抗が水溶液電解質に比べて著しく高いため、正極と
負極の面積を大きくして電極の対向面積を増大させる必
要がある。従って、一般に、非水電解質二次電池は、図
６に示すように、シート状の芯材に正極活物質と負極活
物質を担持させた帯状の正極３と負極４を帯状の絶縁体
であるセパレータ５を介して巻回することにより発電素
子１を構成する巻回型のものが多い。なお、図６では、
発電素子１を円筒状に形成する場合を示すが、長円状に
形成される場合もある。
携帯電子機器では、高率放電性能が要求されるために、
エネルギー密度が高く充放電サイクル寿命も長い非水電
解質（有機電解液）を用いた二次電池が広く用いられて
いる。非水電解質二次電池は、一般に正極と負極にリチ
ウム系の活物質が用いられ、リチウム二次電池として構
成される。この非水電解質二次電池は、非水電解質の電
気抵抗が水溶液電解質に比べて著しく高いため、正極と
負極の面積を大きくして電極の対向面積を増大させる必
要がある。従って、一般に、非水電解質二次電池は、図
６に示すように、シート状の芯材に正極活物質と負極活
物質を担持させた帯状の正極３と負極４を帯状の絶縁体
であるセパレータ５を介して巻回することにより発電素
子１を構成する巻回型のものが多い。なお、図６では、
発電素子１を円筒状に形成する場合を示すが、長円状に
形成される場合もある。
【０００３】上記巻回型の発電素子１は、図７に示すよ
うに、上下の端面に集電板６，７を溶接して、これらの
集電板６，７にそれぞれ正極３と負極４を接続し集電を
行う。また、この発電素子１は、電池容器１０内に収納
し、集電板６，７をそれぞれこの電池容器１０の正負極
端子となる容器蓋１０ｂと容器本体１０ａに接続して非
水電解質二次電池とする。ここで、従来の非水電解質二
次電池は、発電素子１の巻回の中心部を中空にしておく
場合もあるし、図７に示したように、巻軸として使用し
た金属製の軸芯２をそのまま残しておく場合や、巻回後
に別途用意した金属製の軸芯２を挿入する場合もあっ
た。また、発電素子１の巻回の中心部に軸芯２を置く場
合にも、この軸芯２は電池容器１０に固定されていなか
った。
うに、上下の端面に集電板６，７を溶接して、これらの
集電板６，７にそれぞれ正極３と負極４を接続し集電を
行う。また、この発電素子１は、電池容器１０内に収納
し、集電板６，７をそれぞれこの電池容器１０の正負極
端子となる容器蓋１０ｂと容器本体１０ａに接続して非
水電解質二次電池とする。ここで、従来の非水電解質二
次電池は、発電素子１の巻回の中心部を中空にしておく
場合もあるし、図７に示したように、巻軸として使用し
た金属製の軸芯２をそのまま残しておく場合や、巻回後
に別途用意した金属製の軸芯２を挿入する場合もあっ
た。また、発電素子１の巻回の中心部に軸芯２を置く場
合にも、この軸芯２は電池容器１０に固定されていなか
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電気自動車
等に用いる１００〜４００Ｗｈ級の大容量の非水電解質
二次電池では、大電流の放電時等に大量の熱が発生す
る。しかも、特に発電素子１の中心部では、周囲を正負
極３，４やセパレータ５に囲まれているため、ここで発
生した熱が電池容器１０を介して外部に放出され難くな
る。また、発電素子１の中心部に金属製の軸芯２がある
場合には、ここで発生した熱が熱伝導性の良い軸芯２に
伝わることになるが、この軸芯２は固定されていないの
で、電池容器１０に熱が十分に伝わらず、放熱効果の向
上を期待することはできなかった。このため、従来の非
水電解質二次電池では、発電素子１の中心部の放熱効率
が悪いために、電池温度が異常に上昇するおそれがある
という問題があった。
等に用いる１００〜４００Ｗｈ級の大容量の非水電解質
二次電池では、大電流の放電時等に大量の熱が発生す
る。しかも、特に発電素子１の中心部では、周囲を正負
極３，４やセパレータ５に囲まれているため、ここで発
生した熱が電池容器１０を介して外部に放出され難くな
る。また、発電素子１の中心部に金属製の軸芯２がある
場合には、ここで発生した熱が熱伝導性の良い軸芯２に
伝わることになるが、この軸芯２は固定されていないの
で、電池容器１０に熱が十分に伝わらず、放熱効果の向
上を期待することはできなかった。このため、従来の非
水電解質二次電池では、発電素子１の中心部の放熱効率
が悪いために、電池温度が異常に上昇するおそれがある
という問題があった。
【０００５】また、非水電解質二次電池を電気自動車等
に用いる場合には、繰り返し振動や衝撃等を受けること
が多くなる。ところが、発電素子１の中心部に金属製の
軸芯２を置いている場合には、この軸芯２が振動や衝撃
等によって電池容器１０内を移動したり飛び跳ねるおそ
れがあった。このため、従来の非水電解質二次電池で
は、金属製の軸芯２を置いている場合に、この軸芯２が
振動等を受けてセパレータ５等を破損し、最悪の場合に
は短絡事故を発生させるという問題も生じていた。
に用いる場合には、繰り返し振動や衝撃等を受けること
が多くなる。ところが、発電素子１の中心部に金属製の
軸芯２を置いている場合には、この軸芯２が振動や衝撃
等によって電池容器１０内を移動したり飛び跳ねるおそ
れがあった。このため、従来の非水電解質二次電池で
は、金属製の軸芯２を置いている場合に、この軸芯２が
振動等を受けてセパレータ５等を破損し、最悪の場合に
は短絡事故を発生させるという問題も生じていた。
【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、発電素子の中心部に金属製の軸芯を配置し、
この軸芯を電池容器に固着し又は挟持させることによ
り、発電素子の中心部で発生した熱を効率良く放熱する
と共に、振動等を受けた場合にも内部が破損することの
ない非水電解質二次電池を提供することを目的としてい
る。
のであり、発電素子の中心部に金属製の軸芯を配置し、
この軸芯を電池容器に固着し又は挟持させることによ
り、発電素子の中心部で発生した熱を効率良く放熱する
と共に、振動等を受けた場合にも内部が破損することの
ない非水電解質二次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】即ち、本発明の非水電解
質二次電池は、上記課題を解決するために、帯状の正
極と負極が帯状のセパレータを介して巻回された発電素
子を電池容器内に収納した非水電解質二次電池におい
て、発電素子の巻回の中心部に金属製の軸芯が配置され
ると共に、この金属製の軸芯における上下端の少なくと
もいずれか一方が直接又は取付部材を介して電池容器の
内部上面又は底面に固着されたことを特徴とする。
質二次電池は、上記課題を解決するために、帯状の正
極と負極が帯状のセパレータを介して巻回された発電素
子を電池容器内に収納した非水電解質二次電池におい
て、発電素子の巻回の中心部に金属製の軸芯が配置され
ると共に、この金属製の軸芯における上下端の少なくと
もいずれか一方が直接又は取付部材を介して電池容器の
内部上面又は底面に固着されたことを特徴とする。
【０００８】の手段によれば、発電素子の巻回の中心
部に金属製の軸芯が配置され電池容器に固着されるの
で、この発電素子で発生した熱が熱伝導性に優れた軸芯
を介し（場合によっては取付部材も介し）効率良く電池
容器に伝わり放熱されるようになる。また、この金属製
の軸芯は、電池容器に固着されるので、電池が振動や衝
撃等を受けた場合にも、電池内部を移動したり飛び跳ね
てセパレータ等を破損するようなおそれがなくなる。
部に金属製の軸芯が配置され電池容器に固着されるの
で、この発電素子で発生した熱が熱伝導性に優れた軸芯
を介し（場合によっては取付部材も介し）効率良く電池
容器に伝わり放熱されるようになる。また、この金属製
の軸芯は、電池容器に固着されるので、電池が振動や衝
撃等を受けた場合にも、電池内部を移動したり飛び跳ね
てセパレータ等を破損するようなおそれがなくなる。
【０００９】また、本発明の非水電解質非水電解質二次
電池は、帯状の正極と負極が帯状のセパレータを介し
て巻回された発電素子を電池容器内に収納した非水電解
質二次電池において、発電素子の巻回の中心部に金属製
の軸芯が配置されると共に、この金属製の軸芯の上下端
が直接又は取付部材を介して電池容器の内部上面と底面
との間に当接挟持されたことを特徴とする。
電池は、帯状の正極と負極が帯状のセパレータを介し
て巻回された発電素子を電池容器内に収納した非水電解
質二次電池において、発電素子の巻回の中心部に金属製
の軸芯が配置されると共に、この金属製の軸芯の上下端
が直接又は取付部材を介して電池容器の内部上面と底面
との間に当接挟持されたことを特徴とする。
【００１０】の手段によれば、発電素子の巻回の中心
部に金属製の軸芯が配置され上下端が電池容器に当接さ
れるので、この発電素子で発生した熱が熱伝導性に優れ
た軸芯を介し（場合によっては取付部材も介し）効率良
く電池容器に伝わり放熱されるようになる。また、この
金属製の軸芯は、上下端が電池容器に挟持されるので、
電池が振動や衝撃等を受けた場合にも、電池内部を移動
したり飛び跳ねてセパレータ等を破損するようなおそれ
がなくなる。
部に金属製の軸芯が配置され上下端が電池容器に当接さ
れるので、この発電素子で発生した熱が熱伝導性に優れ
た軸芯を介し（場合によっては取付部材も介し）効率良
く電池容器に伝わり放熱されるようになる。また、この
金属製の軸芯は、上下端が電池容器に挟持されるので、
電池が振動や衝撃等を受けた場合にも、電池内部を移動
したり飛び跳ねてセパレータ等を破損するようなおそれ
がなくなる。
【００１１】さらに、前記、の金属製の軸芯にお
ける上下端の少なくともいずれか一方に介在される取付
部材に弾性体が用いられたことを特徴とする。の手段
によれば、金属製の軸芯が弾性体の取付部材を介して電
池容器に固着又は当接挟持されるので、電池が振動等を
受けた場合にも、この振動等を取付部材で吸収すること
ができ、金属製の軸芯を安定して確実に電池容器に保持
させることができる。
ける上下端の少なくともいずれか一方に介在される取付
部材に弾性体が用いられたことを特徴とする。の手段
によれば、金属製の軸芯が弾性体の取付部材を介して電
池容器に固着又は当接挟持されるので、電池が振動等を
受けた場合にも、この振動等を取付部材で吸収すること
ができ、金属製の軸芯を安定して確実に電池容器に保持
させることができる。
【００１２】さらに、前記、、の金属製の軸芯
及び／又は電池容器の正極部分がアルミニウム又はアル
ミニウムを主体とする合金によって構成されたことを特
徴とする。
及び／又は電池容器の正極部分がアルミニウム又はアル
ミニウムを主体とする合金によって構成されたことを特
徴とする。
【００１３】の手段によれば、金属製の軸芯と電池容
器の正極部分の一方又は双方がアルミニウム等の熱伝導
性に極めて優れた材質で構成されるので、放熱効率をさ
らに高めることができる。また、アルミニウム等の使用
により、非水電解質二次電池の軽量化を図ると共に、振
動や衝撃等の影響を受け難くすることができる。
器の正極部分の一方又は双方がアルミニウム等の熱伝導
性に極めて優れた材質で構成されるので、放熱効率をさ
らに高めることができる。また、アルミニウム等の使用
により、非水電解質二次電池の軽量化を図ると共に、振
動や衝撃等の影響を受け難くすることができる。
【００１４】
【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。図１〜図２は本発明の第１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
の構造を示す縦断面図、図２は発電素子の構成を示す斜
視図である。なお、図６〜図７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。
図面を参照して説明する。図１〜図２は本発明の第１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
の構造を示す縦断面図、図２は発電素子の構成を示す斜
視図である。なお、図６〜図７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。
【００１５】本実施形態の非水電解質二次電池は、図２
に示すように、発電素子１を円筒状に巻回した場合につ
いて説明する。この発電素子１は、細長い円筒形の軸芯
２を中心にして帯状の正極３と負極４（図２ではセパレ
ータ５の陰になる）を帯状のセパレータ５を介して巻回
することにより構成される。なお、この軸芯２は、発電
素子１の巻回後に挿入したものであってもよい。また、
この軸芯２の形状は、必ずしも円筒形に限らず、角柱形
等の任意の棒状とすることができる。本実施形態では、
後に説明するように軸芯２が負極４に接続されるので、
耐食性を考慮して、熱伝導性の優れた銅やニッケル又は
これらを主体とする合金からなる金属製のものを使用す
る。ただし、この軸芯２が正極３に接続される場合に
は、アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金か
らなる金属製のものを用いて、銅等に比べ比重を小さく
し熱伝導性をさらに良好なものにすることができる。も
っとも、この軸芯２は、熱伝導性に優れたものであれば
よいので、他の金属製のものを用いることもでき、非水
電解質の種類に応じ、また、正負極３，４のいずれかに
接続される場合にはその極性に応じて適宜選択すること
ができる。正極３と負極４は、それぞれ帯状の芯材に正
極活物質と負極活物質を担持させたものであり、セパレ
ータ５は、同様の帯状の絶縁体からなる。これら正極３
とセパレータ５と負極４は、それぞれ少しずつ上下にず
らして巻回することにより、発電素子１の上端側には正
極３の帯状の上辺のみを突出させ、下端側には負極４の
帯状の下辺のみを突出させるようにしている。
に示すように、発電素子１を円筒状に巻回した場合につ
いて説明する。この発電素子１は、細長い円筒形の軸芯
２を中心にして帯状の正極３と負極４（図２ではセパレ
ータ５の陰になる）を帯状のセパレータ５を介して巻回
することにより構成される。なお、この軸芯２は、発電
素子１の巻回後に挿入したものであってもよい。また、
この軸芯２の形状は、必ずしも円筒形に限らず、角柱形
等の任意の棒状とすることができる。本実施形態では、
後に説明するように軸芯２が負極４に接続されるので、
耐食性を考慮して、熱伝導性の優れた銅やニッケル又は
これらを主体とする合金からなる金属製のものを使用す
る。ただし、この軸芯２が正極３に接続される場合に
は、アルミニウム又はアルミニウムを主体とする合金か
らなる金属製のものを用いて、銅等に比べ比重を小さく
し熱伝導性をさらに良好なものにすることができる。も
っとも、この軸芯２は、熱伝導性に優れたものであれば
よいので、他の金属製のものを用いることもでき、非水
電解質の種類に応じ、また、正負極３，４のいずれかに
接続される場合にはその極性に応じて適宜選択すること
ができる。正極３と負極４は、それぞれ帯状の芯材に正
極活物質と負極活物質を担持させたものであり、セパレ
ータ５は、同様の帯状の絶縁体からなる。これら正極３
とセパレータ５と負極４は、それぞれ少しずつ上下にず
らして巻回することにより、発電素子１の上端側には正
極３の帯状の上辺のみを突出させ、下端側には負極４の
帯状の下辺のみを突出させるようにしている。
【００１６】上記発電素子１の上下の端面には集電板
６，７が配置され、レーザ溶接によりそれぞれ上端側に
突出した正極３の上辺と下端側に突出した負極４の下辺
に接続される。従って、巻回された帯状の正極３は、上
端側で集電板６によって集電され、負極４は、下端側で
集電板７によって集電される。また、この発電素子１の
中心部に配置された軸芯２の上端には、絶縁性のキャッ
プ８を介してばね９が嵌め込まれる。ばね９は、導電体
である金属製の圧縮コイルばねを用いるので、軸芯２と
の絶縁のために絶縁性のキャップ８が必要となる。この
キャップ８は、ばね９の上方側に配置することもでき
る。
６，７が配置され、レーザ溶接によりそれぞれ上端側に
突出した正極３の上辺と下端側に突出した負極４の下辺
に接続される。従って、巻回された帯状の正極３は、上
端側で集電板６によって集電され、負極４は、下端側で
集電板７によって集電される。また、この発電素子１の
中心部に配置された軸芯２の上端には、絶縁性のキャッ
プ８を介してばね９が嵌め込まれる。ばね９は、導電体
である金属製の圧縮コイルばねを用いるので、軸芯２と
の絶縁のために絶縁性のキャップ８が必要となる。この
キャップ８は、ばね９の上方側に配置することもでき
る。
【００１７】本実施形態の非水電解質二次電池は、図１
に示すように、上記発電素子１を電池容器１０内に収納
している。電池容器１０は、上面が開口した円筒形の導
電体からなる容器本体１０ａと、この容器本体１０ａの
上面に絶縁体を介して装着される円板状の導電体からな
る容器蓋１０ｂとで構成される。この電池容器１０内に
収納された発電素子１の上端側の集電板６は、リード片
等を介して容器蓋１０ｂの裏面に接続される。従って、
この容器蓋１０ｂの中央部に突設された突起が非水電解
質二次電池の正極端子となる。また、この発電素子１の
上端側から突出した軸芯２は、キャップ８とばね９を介
して容器蓋１０ｂの突起の裏面に当接される。発電素子
１の下端側の集電板７は、リード片等を介して容器本体
１０ａの内側底面に接続される。従って、この容器本体
１０ａの底面が非水電解質二次電池の負極端子となる。
また、この発電素子１の下端側から突出した軸芯２は、
圧縮されたばね９に付勢されて、下端面が容器本体１０
ａの内側底面に当接押圧される。ただし、この場合、軸
芯２の下端面は、図１に示したように、下端側の集電板
７を接続するリード片等を介して容器本体１０ａの内側
底面に当接する場合もある。
に示すように、上記発電素子１を電池容器１０内に収納
している。電池容器１０は、上面が開口した円筒形の導
電体からなる容器本体１０ａと、この容器本体１０ａの
上面に絶縁体を介して装着される円板状の導電体からな
る容器蓋１０ｂとで構成される。この電池容器１０内に
収納された発電素子１の上端側の集電板６は、リード片
等を介して容器蓋１０ｂの裏面に接続される。従って、
この容器蓋１０ｂの中央部に突設された突起が非水電解
質二次電池の正極端子となる。また、この発電素子１の
上端側から突出した軸芯２は、キャップ８とばね９を介
して容器蓋１０ｂの突起の裏面に当接される。発電素子
１の下端側の集電板７は、リード片等を介して容器本体
１０ａの内側底面に接続される。従って、この容器本体
１０ａの底面が非水電解質二次電池の負極端子となる。
また、この発電素子１の下端側から突出した軸芯２は、
圧縮されたばね９に付勢されて、下端面が容器本体１０
ａの内側底面に当接押圧される。ただし、この場合、軸
芯２の下端面は、図１に示したように、下端側の集電板
７を接続するリード片等を介して容器本体１０ａの内側
底面に当接する場合もある。
【００１８】なお、本実施形態の場合、軸芯２は、負極
端子となる容器本体１０ａの底面に当接されて上記のよ
うに負極４に接続されるが、キャップ８とばね９をこの
軸芯２の下端側に配置すれば、正極端子となる容器蓋１
０ｂの突起の裏面に当接されて正極３に接続することが
できる。そして、この場合には、軸芯２として上記のよ
うにアルミニウム等を用いることができる。
端子となる容器本体１０ａの底面に当接されて上記のよ
うに負極４に接続されるが、キャップ８とばね９をこの
軸芯２の下端側に配置すれば、正極端子となる容器蓋１
０ｂの突起の裏面に当接されて正極３に接続することが
できる。そして、この場合には、軸芯２として上記のよ
うにアルミニウム等を用いることができる。
【００１９】上記構成の非水電解質二次電池は、大電流
の放電時等に大量の熱が発生しても、熱伝導性に優れた
軸芯２を介して発電素子１の中心部の熱が容器本体１０
ａに伝導され速やかに外部に放熱されるので、電池温度
の上昇を抑制することができる。例えば、本実施形態と
同様の容量の従来の非水電解質二次電池と比較した場合
に、電池温度を２０％程度低減させることができた。ま
た、キャップ８とばね９を軸芯２の下端側に配置した場
合にも、軸芯２の上端面が当接する容器蓋１０ｂに伝導
されてこの熱が速やかに外部に放熱される。そして、こ
のように軸芯２にアルミニウム等を用いると、熱伝導性
をさらに良好にして放熱効率を高めると共に、軸芯２を
軽量化して非水電解質二次電池の重量が増加するのを抑
制することができる。
の放電時等に大量の熱が発生しても、熱伝導性に優れた
軸芯２を介して発電素子１の中心部の熱が容器本体１０
ａに伝導され速やかに外部に放熱されるので、電池温度
の上昇を抑制することができる。例えば、本実施形態と
同様の容量の従来の非水電解質二次電池と比較した場合
に、電池温度を２０％程度低減させることができた。ま
た、キャップ８とばね９を軸芯２の下端側に配置した場
合にも、軸芯２の上端面が当接する容器蓋１０ｂに伝導
されてこの熱が速やかに外部に放熱される。そして、こ
のように軸芯２にアルミニウム等を用いると、熱伝導性
をさらに良好にして放熱効率を高めると共に、軸芯２を
軽量化して非水電解質二次電池の重量が増加するのを抑
制することができる。
【００２０】さらに、上記構成の非水電解質二次電池を
電気自動車等に用いた場合には、繰り返し振動や衝撃等
を受けることが多くなるが、軸芯２が電池容器１０の容
器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間に挟持されるので、
電池内部を移動したり飛び跳ねてセパレータ５等を破損
するようなおそれもなくなる。しかも、本実施形態で
は、軸芯２をばね９の付勢によって挟持するので、振動
等を受けた場合にも、この振動等を吸収することがで
き、軸芯２を安定して確実に保持させることができる。
電気自動車等に用いた場合には、繰り返し振動や衝撃等
を受けることが多くなるが、軸芯２が電池容器１０の容
器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間に挟持されるので、
電池内部を移動したり飛び跳ねてセパレータ５等を破損
するようなおそれもなくなる。しかも、本実施形態で
は、軸芯２をばね９の付勢によって挟持するので、振動
等を受けた場合にも、この振動等を吸収することがで
き、軸芯２を安定して確実に保持させることができる。
【００２１】図３〜図４は本発明の第２実施形態を示す
ものであって、図３は非水電解質二次電池の構造を示す
縦断面図、図４は発電素子の構成を示す斜視図である。
なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機能を
有する構成部材には同じ番号を付記して説明を省略す
る。本実施形態の非水電解質二次電池は、図４に示すよ
うに、発電素子１を長円状に巻回した場合について説明
する。この発電素子１は、横断面が長円状の板状の軸芯
２を中心にして帯状の正極３と負極４（図４ではセパレ
ータ５の陰になる）を帯状のセパレータ５を介して長円
状に巻回することにより構成される。なお、この軸芯２
も、発電素子１の巻回後に挿入することができる。この
軸芯２の上端面の両端部には、それぞれ円筒形の突部２
ａが設けられている。この軸芯２の材質は、第１実施形
態と同様である。また、正極３と負極４とセパレータ５
も、第１実施形態と同様のものであり、同様に上下にず
らして巻回される。
ものであって、図３は非水電解質二次電池の構造を示す
縦断面図、図４は発電素子の構成を示す斜視図である。
なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機能を
有する構成部材には同じ番号を付記して説明を省略す
る。本実施形態の非水電解質二次電池は、図４に示すよ
うに、発電素子１を長円状に巻回した場合について説明
する。この発電素子１は、横断面が長円状の板状の軸芯
２を中心にして帯状の正極３と負極４（図４ではセパレ
ータ５の陰になる）を帯状のセパレータ５を介して長円
状に巻回することにより構成される。なお、この軸芯２
も、発電素子１の巻回後に挿入することができる。この
軸芯２の上端面の両端部には、それぞれ円筒形の突部２
ａが設けられている。この軸芯２の材質は、第１実施形
態と同様である。また、正極３と負極４とセパレータ５
も、第１実施形態と同様のものであり、同様に上下にず
らして巻回される。
【００２２】上記発電素子１の上下の端面には、集電板
６，７が配置されて、第１実施形態と同様にそれぞれ正
極３と負極４に接続される。また、この発電素子１の中
心部に配置された軸芯２の上端面の２箇所の突部２ａに
は、それぞれ絶縁性のキャップ８を介してばね９が嵌め
込まれる。これらのキャップ８とばね９は、第１実施形
態のものと同じでよい。
６，７が配置されて、第１実施形態と同様にそれぞれ正
極３と負極４に接続される。また、この発電素子１の中
心部に配置された軸芯２の上端面の２箇所の突部２ａに
は、それぞれ絶縁性のキャップ８を介してばね９が嵌め
込まれる。これらのキャップ８とばね９は、第１実施形
態のものと同じでよい。
【００２３】本実施形態の非水電解質二次電池は、図３
に示すように、上記発電素子１を電池容器１０内に収納
する。電池容器１０は、横断面が長円形であることを除
けば第１実施形態と同様の構成であり、容器本体１０ａ
と容器蓋１０ｂとからなる。そして、発電素子１の上端
側の集電板６が容器蓋１０ｂの裏面に接続され、下端側
の集電板７が容器本体１０ａの内側底面に接続されるの
で、容器蓋１０ｂの突起が正極端子となり、容器本体１
０ａの底面が負極端子となる。また、この発電素子１の
上端側から突出した軸芯２は、突部２ａに嵌め込まれた
キャップ８とばね９を介して容器蓋１０ｂの裏面に当接
され、この発電素子１の下端側から突出した軸芯２は、
圧縮されたばね９に付勢されて、下端面が容器本体１０
ａの内側底面に直接又はリード片等を介して当接押圧さ
れる。なお、本実施形態の場合にも、キャップ８とばね
９を軸芯２の下端側に配置すれば、この軸芯２を正極３
に接続して、軽量で熱伝導性が極めて良好なアルミニウ
ム等を用いるようにすることができる。
に示すように、上記発電素子１を電池容器１０内に収納
する。電池容器１０は、横断面が長円形であることを除
けば第１実施形態と同様の構成であり、容器本体１０ａ
と容器蓋１０ｂとからなる。そして、発電素子１の上端
側の集電板６が容器蓋１０ｂの裏面に接続され、下端側
の集電板７が容器本体１０ａの内側底面に接続されるの
で、容器蓋１０ｂの突起が正極端子となり、容器本体１
０ａの底面が負極端子となる。また、この発電素子１の
上端側から突出した軸芯２は、突部２ａに嵌め込まれた
キャップ８とばね９を介して容器蓋１０ｂの裏面に当接
され、この発電素子１の下端側から突出した軸芯２は、
圧縮されたばね９に付勢されて、下端面が容器本体１０
ａの内側底面に直接又はリード片等を介して当接押圧さ
れる。なお、本実施形態の場合にも、キャップ８とばね
９を軸芯２の下端側に配置すれば、この軸芯２を正極３
に接続して、軽量で熱伝導性が極めて良好なアルミニウ
ム等を用いるようにすることができる。
【００２４】上記構成の非水電解質二次電池は、発電素
子１の中心部の熱を熱伝導性に優れた軸芯２を介して容
器本体１０ａや容器蓋１０ｂに伝導し速やかに外部に放
熱するので、電池温度の上昇を抑制することができる。
また、振動や衝撃等を受けた場合にも、軸芯２が電池容
器１０の容器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間にばね９
の付勢によって挟持されるので、電池内部を移動したり
飛び跳ねてセパレータ５等を破損するようなおそれがな
くなり、この軸芯２を確実に保持させることができる。
子１の中心部の熱を熱伝導性に優れた軸芯２を介して容
器本体１０ａや容器蓋１０ｂに伝導し速やかに外部に放
熱するので、電池温度の上昇を抑制することができる。
また、振動や衝撃等を受けた場合にも、軸芯２が電池容
器１０の容器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間にばね９
の付勢によって挟持されるので、電池内部を移動したり
飛び跳ねてセパレータ５等を破損するようなおそれがな
くなり、この軸芯２を確実に保持させることができる。
【００２５】図５は本発明の第３実施形態を示すもので
あって、非水電解質二次電池の構造を示す縦断面図であ
る。なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機
能を有する構成部材には同じ番号を付記して説明を省略
する。本実施形態の非水電解質二次電池は、第１実施形
態と同様に発電素子１を円筒状に巻回した場合について
説明する。この非水電解質二次電池は、第１実施形態と
同様の構成の発電素子１や軸芯２を用いる。ただし、図
１に示すように、この発電素子１の中心部に配置された
軸芯２の上端には、絶縁性のキャップ８のみが嵌め込ま
れる。この発電素子１は、第１実施形態と同様の構成の
電池容器１０内に収納され、上端側の集電板６が容器蓋
１０ｂの裏面に接続されると共に、下端側の集電板７が
容器本体１０ａの内側底面に接続されるので、容器蓋１
０ｂの突起が正極端子となり、容器本体１０ａの底面が
負極端子となる。ただし、この発電素子１の上端側から
突出した軸芯２は、キャップ８を介して容器蓋１０ｂの
突起の裏面に当接され、この発電素子１の下端側から突
出した軸芯２の下端面が容器本体１０ａの内側底面に当
接される。この場合、キャップ８を嵌め込んだ軸芯２
は、容器本体１０ａと容器蓋１０ｂの間に隙間なく配置
して挟持させたり、これよりも少し長くなるように形成
して、容器蓋１０ｂ等の弾性によりこれらの間に挟持さ
れるようにする。また、この軸芯２は、下端面を容器本
体１０ａの内側底面に溶接等によって固着するようにし
てもよいし、この軸芯２の上端とキャップ８を接着剤で
容器蓋１０ｂの裏面に接着するようにしてもよい。
あって、非水電解質二次電池の構造を示す縦断面図であ
る。なお、図１〜図２に示した第１実施形態と同様の機
能を有する構成部材には同じ番号を付記して説明を省略
する。本実施形態の非水電解質二次電池は、第１実施形
態と同様に発電素子１を円筒状に巻回した場合について
説明する。この非水電解質二次電池は、第１実施形態と
同様の構成の発電素子１や軸芯２を用いる。ただし、図
１に示すように、この発電素子１の中心部に配置された
軸芯２の上端には、絶縁性のキャップ８のみが嵌め込ま
れる。この発電素子１は、第１実施形態と同様の構成の
電池容器１０内に収納され、上端側の集電板６が容器蓋
１０ｂの裏面に接続されると共に、下端側の集電板７が
容器本体１０ａの内側底面に接続されるので、容器蓋１
０ｂの突起が正極端子となり、容器本体１０ａの底面が
負極端子となる。ただし、この発電素子１の上端側から
突出した軸芯２は、キャップ８を介して容器蓋１０ｂの
突起の裏面に当接され、この発電素子１の下端側から突
出した軸芯２の下端面が容器本体１０ａの内側底面に当
接される。この場合、キャップ８を嵌め込んだ軸芯２
は、容器本体１０ａと容器蓋１０ｂの間に隙間なく配置
して挟持させたり、これよりも少し長くなるように形成
して、容器蓋１０ｂ等の弾性によりこれらの間に挟持さ
れるようにする。また、この軸芯２は、下端面を容器本
体１０ａの内側底面に溶接等によって固着するようにし
てもよいし、この軸芯２の上端とキャップ８を接着剤で
容器蓋１０ｂの裏面に接着するようにしてもよい。
【００２６】なお、本実施形態の場合にも、軸芯２は、
負極端子となる容器本体１０ａの底面に当接されて上記
のように負極４に接続されるが、キャップ８をこの軸芯
２の下端側に配置すれば、正極３に接続することがで
き、この軸芯２に軽量で熱伝導性が極めて良好なアルミ
ニウム等を用いることができる。
負極端子となる容器本体１０ａの底面に当接されて上記
のように負極４に接続されるが、キャップ８をこの軸芯
２の下端側に配置すれば、正極３に接続することがで
き、この軸芯２に軽量で熱伝導性が極めて良好なアルミ
ニウム等を用いることができる。
【００２７】上記構成の非水電解質二次電池は、発電素
子１の中心部の熱を熱伝導性に優れた軸芯２を介して容
器本体１０ａや容器蓋１０ｂに伝導し速やかに外部に放
熱するので、電池温度の上昇を抑制することができる。
また、振動や衝撃等を受けた場合にも、軸芯２が電池容
器１０の容器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間に挟持さ
れるので、電池内部を移動したり飛び跳ねてセパレータ
５等を破損するようなおそれがなくなる。
子１の中心部の熱を熱伝導性に優れた軸芯２を介して容
器本体１０ａや容器蓋１０ｂに伝導し速やかに外部に放
熱するので、電池温度の上昇を抑制することができる。
また、振動や衝撃等を受けた場合にも、軸芯２が電池容
器１０の容器本体１０ａと容器蓋１０ｂとの間に挟持さ
れるので、電池内部を移動したり飛び跳ねてセパレータ
５等を破損するようなおそれがなくなる。
【００２８】なお、上記実施形態では、いずれも電池容
器１０が容器本体１０ａと容器蓋１０ｂによって構成さ
れるものについて説明したが、この電池容器１０の構造
は任意である。また、上記実施形態では、いずれも電池
容器１０の上面（容器蓋１０ｂ）と底面（容器本体１０
ａ）に正極端子と負極端子を設けたものについて説明し
たが、これらの正負極端子を共に電池容器１０の上面等
に併設した非水電解質二次電池にも同様に本発明を実施
することができる。そして、この場合には、キャップ８
のような絶縁性の取付部材を介することなく、軸芯２を
直接電池容器１０内部の上面と底面との間に挟持させ、
又は、これらのいずれかに当接させるようにすることも
できる。しかも、この場合には、軸芯２の両端面をそれ
ぞれ電池容器１０内部の上面と底面に溶接等により固着
することができる。
器１０が容器本体１０ａと容器蓋１０ｂによって構成さ
れるものについて説明したが、この電池容器１０の構造
は任意である。また、上記実施形態では、いずれも電池
容器１０の上面（容器蓋１０ｂ）と底面（容器本体１０
ａ）に正極端子と負極端子を設けたものについて説明し
たが、これらの正負極端子を共に電池容器１０の上面等
に併設した非水電解質二次電池にも同様に本発明を実施
することができる。そして、この場合には、キャップ８
のような絶縁性の取付部材を介することなく、軸芯２を
直接電池容器１０内部の上面と底面との間に挟持させ、
又は、これらのいずれかに当接させるようにすることも
できる。しかも、この場合には、軸芯２の両端面をそれ
ぞれ電池容器１０内部の上面と底面に溶接等により固着
することができる。
【００２９】さらに、上記実施形態では、いずれも軸芯
２を挟持する場合について説明したが、この軸芯２の上
下端面のいずれかのみを電池容器１０内部の上面又は底
面に固着し、他端はフリーな状態にしておくこともでき
る。
２を挟持する場合について説明したが、この軸芯２の上
下端面のいずれかのみを電池容器１０内部の上面又は底
面に固着し、他端はフリーな状態にしておくこともでき
る。
【００３０】さらに、上記実施形態では、いずれも発電
素子１の上下の端面に集電板６，７を溶接することによ
り集電を行う場合について説明したが、本発明の非水電
解質二次電池の集電手段はこれに限定されない。
素子１の上下の端面に集電板６，７を溶接することによ
り集電を行う場合について説明したが、本発明の非水電
解質二次電池の集電手段はこれに限定されない。
【００３１】さらに、上記第１実施形態と第２実施形態
で示したばね９に代えて、絶縁体からなる弾性体である
ゴム等を用いた場合には、キャップ８は不要となる。ま
た、第３実施形態では、軸芯２の上端面をキャップ８を
介して容器蓋１０ｂの裏面に当接させたが、接着等によ
り固着することもできる。
で示したばね９に代えて、絶縁体からなる弾性体である
ゴム等を用いた場合には、キャップ８は不要となる。ま
た、第３実施形態では、軸芯２の上端面をキャップ８を
介して容器蓋１０ｂの裏面に当接させたが、接着等によ
り固着することもできる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１と請求項２に記載の発明によれば、発電素子で発生し
た熱が熱伝導性の高い軸芯等を介して効率良く電池容器
に伝わり放熱されるので、大電流放電時等に大量の熱が
発生しても電池温度が異常に上昇するようなことがなく
なる。また、電池が衝撃や振動等を受けた場合にも、こ
の金属製の軸芯が電池内部を移動したり飛び跳ねてセパ
レータ等を破損するようなおそれがなくなり、これによ
る短絡の発生等も確実に防止することができる。
１と請求項２に記載の発明によれば、発電素子で発生し
た熱が熱伝導性の高い軸芯等を介して効率良く電池容器
に伝わり放熱されるので、大電流放電時等に大量の熱が
発生しても電池温度が異常に上昇するようなことがなく
なる。また、電池が衝撃や振動等を受けた場合にも、こ
の金属製の軸芯が電池内部を移動したり飛び跳ねてセパ
レータ等を破損するようなおそれがなくなり、これによ
る短絡の発生等も確実に防止することができる。
【００３３】また、請求項３に記載の発明によれば、電
池が受けた衝撃や振動等を弾性体の取付部材で吸収する
ことができるので、この振動等によって金属製の軸芯の
固着や当接挟持がずれたり外れるようなおそれがなくな
り、金属製の軸芯を安定して確実に電池容器に保持させ
ることができる。
池が受けた衝撃や振動等を弾性体の取付部材で吸収する
ことができるので、この振動等によって金属製の軸芯の
固着や当接挟持がずれたり外れるようなおそれがなくな
り、金属製の軸芯を安定して確実に電池容器に保持させ
ることができる。
【００３４】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
アルミニウム等の熱伝導性が極めて高く軽量な軸芯や電
池容器を用いることにより、放熱効率をさらに高め、衝
撃や振動等の影響を受け難くすることができる。
アルミニウム等の熱伝導性が極めて高く軽量な軸芯や電
池容器を用いることにより、放熱効率をさらに高め、衝
撃や振動等の影響を受け難くすることができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、非
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、発
電素子の構成を示す斜視図である。
電素子の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すものであって、非
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すものであって、発
電素子の構成を示す斜視図である。
電素子の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示すものであって、非
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
水電解質二次電池の構造を示す縦断面図である。
【図６】非水電解質二次電池の発電素子の製造過程を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図７】従来例を示すものであって、非水電解質二次電
池の構造を示す縦断面図である。
池の構造を示す縦断面図である。
１ 発電素子 ２ 軸芯 ３ 正極 ４ 負極 ５ セパレータ ８ キャップ ９ ばね １０ 電池容器
Claims (4)
- 【請求項１】 帯状の正極と負極が帯状のセパレータを
介して巻回された発電素子を電池容器内に収納した非水
電解質二次電池において、 発電素子の巻回の中心部に金属製の軸芯が配置されると
共に、 この金属製の軸芯における上下端の少なくともいずれか
一方が直接又は取付部材を介して電池容器の内部上面又
は底面に固着されたことを特徴とする非水電解質二次電
池。 - 【請求項２】 帯状の正極と負極が帯状のセパレータを
介して巻回された発電素子を電池容器内に収納した非水
電解質二次電池において、 発電素子の巻回の中心部に金属製の軸芯が配置されると
共に、 この金属製の軸芯の上下端が直接又は取付部材を介して
電池容器の内部上面と底面との間に当接挟持されたこと
を特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 前記金属製の軸芯における上下端の少な
くともいずれか一方に介在される取付部材に弾性体が用
いられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 前記金属製の軸芯及び／又は電池容器の
正極部分がアルミニウム又はアルミニウムを主体とする
合金によって構成されたことを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24466896A JP3876934B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24466896A JP3876934B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 非水電解質二次電池 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092469A true JPH1092469A (ja) | 1998-04-10 |
| JPH1092469A5 JPH1092469A5 (ja) | 2004-09-16 |
| JP3876934B2 JP3876934B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=17122180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24466896A Expired - Fee Related JP3876934B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3876934B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002231297A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-16 | Japan Storage Battery Co Ltd | 組電池 |
| KR100696784B1 (ko) * | 2005-04-25 | 2007-03-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 원통형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 |
| CN100440602C (zh) * | 2004-06-25 | 2008-12-03 | 三星Sdi株式会社 | 圆柱形锂可再充电电池及其制造方法 |
| JP2011154970A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 密閉型電池 |
| US8173291B2 (en) | 2004-05-19 | 2012-05-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrode package and secondary battery using the same |
| WO2013061460A1 (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 角形電池 |
| JP2013101773A (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-23 | Toyota Industries Corp | 二次電池、二次電池の温度調節構造、及び二次電池を搭載した車両 |
| WO2022177379A1 (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| US12407027B2 (en) | 2021-02-19 | 2025-09-02 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the battery |
| US12609362B2 (en) | 2021-01-19 | 2026-04-21 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery, and battery pack and vehicle comprising the same |
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|---|---|---|---|---|
| CN223378226U (zh) * | 2024-10-25 | 2025-09-23 | 上海轩邑新能源发展有限公司 | 一种防内短路的电池 |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24466896A patent/JP3876934B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2013061460A1 (ja) * | 2011-10-28 | 2015-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形電池 |
| WO2013061460A1 (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 角形電池 |
| JP2013101773A (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-23 | Toyota Industries Corp | 二次電池、二次電池の温度調節構造、及び二次電池を搭載した車両 |
| US12609362B2 (en) | 2021-01-19 | 2026-04-21 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery, and battery pack and vehicle comprising the same |
| WO2022177379A1 (ko) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
| US12407027B2 (en) | 2021-02-19 | 2025-09-02 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the battery |
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| US12537229B2 (en) | 2021-02-19 | 2026-01-27 | Lg Energy Solution, Ltd. | Riveting structure of electrode terminal, and cylindrical battery cell, battery pack and vehicle including the same |
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| JP3876934B2 (ja) | 2007-02-07 |
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