(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に有することを特徴とする電池。
【請求項２】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に有することを特徴とする電池。
【請求項３】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に有することを特徴とする電池。
【請求項４】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に有することを特徴とする電池。
【請求項５】
前記クラックは、前記電極層の内部にも有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電池。
【請求項６】
前記クラックは、繊維状の導電材を含む前記電極層に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電池。
【請求項７】
前記クラックは、捲回した電極体における周回数の内周２０％、または、積層した電極体における積層数の中央２０％までの部位に形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電池。
【請求項８】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項９】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１０】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１１】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１２】
前記クラック形成工程は、前記電極板における幅方向の中央部を熱して乾燥させることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
【請求項１３】
集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造装置において、
内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、
相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックか、または、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、
前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域、または、前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成手段を有することを特徴とする電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極板、負極板およびセパレータを備える電池と、その電池の製造方法、その電池の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、電極中に十分な電解液を保持し、充放電に伴う液枯れやＬｉイオン枯れを抑制し、十分な容量や入出力を確保することを目的とした非水電解質二次電池用電極に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この非水電解質二次電池用電極は、捲回方向と交差する方向に伸び、かつ合剤層の表面から集電体に接する部分にまで達する深さの多数のクラックを有する。クラックは、電極をその長手方向に搬送する過程において電極に張力を加えながら複数の回転自在なローラにより搬送方向を転換させることにより、電極を長手方向に湾曲させることで形成する。
【０００３】
また、注液効率（作業性）の向上や液漏れ防止を目的とした電池に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献２を参照）。この電池は、複合正極と複合負極を塗布した後、強制的に乾燥させることで、電極の表面や内部に割れを生じさせている。強制乾燥によって生じる割れ（クラック）には、ヘアクラック、浅割れ、クレージング、深割れなどがある（特許文献２の段落０００９を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９４５１２号公報
【特許文献２】特開平０７−２６３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術を適用する場合、径が異なる複数のローラを配置して電極を曲げる工程が必要になるので（特許文献１の図２を参照）、製造コストが嵩む。また、複数のローラで電極を順次曲げてゆくので、集電体の強度によっては集電体自体にもクラックが生じる可能性があるだけでなく、電極の強度や耐久性が低下する。
【０００６】
また、特許文献２の技術を適用しようとしても、ヘアクラック、浅割れ、クレージング、深割れのうちどのクラックが生じるか不明である。また、目的とするクラックを生じさせるための工程や制御方法等も不明である。そのため、実際に生じたクラックの種類や割合などによっては、液枯れやイオン枯れを確実に抑制できるとは限らない。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、第１の目的は集電体の強度や耐久性等を確保することができる電池、電池の製造方法および電池の製造装置を提供することである。第２の目的は、液枯れやイオン枯れを抑制することができる電池、電池の製造方法および電池の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に有する。
【０００９】
この構成によれば、電池を構成する電極板にかかる電極層の全域には、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを有する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。クラックの相互間距離が活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値とするので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制することができる。なお、クラックの相互間距離が活物質の平均粒子径に対して２倍未満では、単なる粒子間空隙と同レベルになるので、液枯れやイオン枯れを抑制することができない。一方、クラックの相互間距離が活物質の平均粒子径に対して１０倍を超えると、電極層に物理的な欠陥が生じており、電極剥離などを引き起こし電池性能が損なわれるおそれがある。
【００１０】
なお、「集電体」は導電性の材料（物質を含む。以下同じである。）で帯状（長尺シート状）に形成されるが、厚さ（板厚）は任意である。「セパレータ」は正極板と負極板とが接触するのを防止する部材であって、例えば絶縁性の板材や固体電解質などを含む。「電極層」は合剤層とも呼び、正極層と負極層とでは材料が異なる。正極層は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。負極層は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。電極層の厚さは、例えば片面ごとに１０〜２００[μｍ]である。電極板の「全域」には、ほぼ全域を含む。「ほぼ全域」は、電極板の周縁から所定範囲（例えば０[％]を超えて１０[％]以下の範囲）内の領域を除いた部位を意味する。「クラック」は、電極板を構成する電極層の表面（表層を含む）や内部に含まれる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に有することを特徴とする。この構成によれば、乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。面方向総クラック長は０．１〜１．０[cm/cm2]に収まるので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。なお、面方向総クラック長が０．１[cm/cm2]未満では、クラックの数量が少な過ぎるので、液枯れやイオン枯れを抑制することが困難である。一方、面方向総クラック長が１．０[cm/cm2]を超えると、電極層に物理的な欠陥が生じており、電極剥離などを引き起こし電池性能が損なわれるおそれがある。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に有することを特徴とする。この構成によれば、乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。クラックの相互間距離が活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値とするので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に有することを特徴とする。この構成によれば、乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。面方向総クラック長は０．１〜１．０[cm/cm2]に収まるので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記クラックは、前記電極層の内部にも有することを特徴とする。この構成によれば、クラックは電極層の表面に加えて、電極層の内部にも有する。表面だけでなく内部にも形成されているので、クラックの数量が増加する分だけ液枯れやイオン枯れを抑制することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記クラックは、繊維状の導電材を含む前記電極層に構成されていることを特徴とする。この構成によれば、繊維状の導電材は、クラックが生じた電極層の相互間を電気的に導通させ、かつクラックによる強度低下を補うことが可能となる。よって、電極層の相互間における電気的導通が損なわれるのを少なく抑えることができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記クラックは、捲回した電極体における周回数の内周２０％、または、積層した電極体における積層数の中央２０％までの部位に形成されることを特徴とする。この構成によれば、非水電解質や電解液等が浸透し難い電極体の中央部分に対して、積極的にクラックを形成する。形成されたクラックには非水電解質や電解液等が浸透し易いので、クラックが形成されない場合に比べて電池性能を向上させることができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする。この構成によれば、電極層の全域に対してクラック形成工程でクラックを積極的に形成する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保できる。また、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする。この構成によれば、電極層の全域に対してクラック形成工程でクラックを積極的に形成する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保できる。また、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする。この構成によれば、電極層の上記領域内に対してクラック形成工程でクラックを積極的に形成する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保できる。また、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造方法において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成工程を有することを特徴とする。この構成によれば、電極層の上記領域内に対してクラック形成工程でクラックを積極的に形成する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保できる。また、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、前記クラック形成工程は、前記電極板における幅方向の中央部を熱して乾燥させることを特徴とする。この構成によれば、非水電解質や電解液等が浸透し難い電極体の中央部に対してクラックを形成する。形成されたクラックには非水電解質や電解液等が浸透し易いので、クラックが形成されない場合に比べて電池性能を向上させることができる。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、集電体上に活物質を含む電極層がそれぞれ形成された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に介在させる絶縁性のセパレータとを備える電池を製造する電池の製造装置において、内部応力に大きな変化が見られない所定の乾燥率までは時間当たりの乾燥率を示す乾燥速度を一定にして乾燥を行い、前記所定の乾燥率を超えると前記乾燥速度を次第に低くしながら乾燥を行うことによって、相互間距離が前記活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値となるクラック、または、前記電極板の面方向において単位面積当たりの総クラック長が０．１〜１．０ｃｍ／ｃｍ2の割合となるクラックを、前記正極板および前記負極板のうちで一方または双方の電極板にかかる前記電極層の全域、または、前記電極層の一部であって電極に接続する接続部から所定距離以上離れた領域内に形成するクラック形成手段を有することを特徴とする。この構成によれば、電極層に対してクラック形成手段でクラックを積極的に形成する。乾燥で生じたクラックは集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保できる。また、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電極板の構成例を模式的に示す側面図である。
【図２】電極板の構成例を模式的に示す平面図である。
【図３】捲回型電池の製造方法を示すチャート図である。
【図４】クラックの形成過程を説明する模式図である。
【図５】内部応力と乾燥率との関係を示すグラフ図である。
【図６】乾燥速度と乾燥率との関係を示すグラフ図である。
【図７】捲回工程の一例を示す側面図である。
【図８】扁平プレス工程の一例を示す側面図である。
【図９】クラックを形成する部位の一例を示す側面図である。
【図１０】電極板の構成例を模式的に示す平面図である。
【図１１】積層型電池の製造方法を示すチャート図である。
【図１２】クラックを形成する部位の一例を示す側面図である。
【図１３】電極板の構成例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。「材料」には物質を含む。単に「電極板」と言う場合には、正極板および負極板のうちで一方または双方を意味する。
【００２５】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、捲回型電池に本発明を適用した例であって、図１〜図９を参照しながら説明する。まず、捲回型電池の基礎となる帯状電極板の構成例について、図１および図２を参照しながら説明する。電極板の構成例を模式的に図１に示す。図１（Ａ）には乾燥前の状態を断面図で示し、図１（Ｂ）には乾燥によるクラック形成後の状態を断面図で示し、図１（Ｃ）にはさらにプレス後の状態を断面図で示す。図２には電極板におけるクラックの形成例を平面図で示す。図２（Ａ）は電極板の全域にクラックを形成する例であり、図２（Ｂ）は電極板の一部（帯状中央部）にクラックを形成する例である。いずれの図も分かり易くするために、クラックの形成部位を網掛けで示す。
【００２６】
捲回型電池の構成要素である電極体（後述する扁平体）は、帯状の電極板を捲回して渦巻き状にし、さらに扁平状にプレスすることで得られる。図１は捲回前における帯状の一部分を示す。捲回型電池の正極板と負極板とは、正負が異なるに過ぎない。よって正極板を代表して説明し、負極板については正極板と異なる内容を説明する。
【００２７】
図１（Ａ）に示す正極板１０は、帯状をなす正極集電体１２の面上に正極層１１，１３が形成される。正極集電体１２は、導電性の材料（例えば金属や導電性プラスチック等）で帯状に形成される。厚さは製造する捲回型電池の仕様（例えば蓄電容量や外形寸法等）に合わせて設定され、例えば５〜３００[μｍ]程度である。負極板については、正極板１０と同じ厚さにしてもよく、異なる厚さにしてもよい。形状についても同様であり、例えば箔状，平板状，網状などが該当する。正極層１１は捲回後の外周面側に形成され、正極層１３は捲回後の内周面側に形成される。
【００２８】
正極層１１，１３は、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などの材料で構成される。負極板２０を構成する負極集電体２２の面上に形成される負極層２１，２３は、例えばリチウムやナトリウムなどの軽金属、これらの軽金属を含む合金または軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。なお、正極層１１，１３および負極層２１，２３は、いずれの電極層も繊維状の導電材を含むのが望ましい。
【００２９】
正極集電体１２の面上には、ペースト状の正極層１１，１３を形成（塗工）する。塗工後に乾燥させることで、図１（Ｂ）に示すように、正極層１１，１３に多数のクラックＣ１を積極的に生じさせる。乾燥速度等を適切に制御することにより、クラックＣ１の態様（大きさ，長さ，深さ等）が制御可能になる。乾燥速度等の制御については後述する（図４〜図６を参照）。乾燥後に図面上下方向からプレスを行うと、図１（Ｃ）に示す構造になる。正極層１１の厚みＤ１は厚みＤ３（Ｄ３＜Ｄ１）に圧縮され、正極層１３の厚みＤ２は厚みＤ４（Ｄ４＜Ｄ２）に圧縮される。これらの厚みＤ１〜Ｄ４は任意に設定することが可能である。プレスに伴って一部のクラックＣ１は表面側が閉じられ、内部空間のみからなるクラックＣ２（いわゆる内部クラック）が生じる。
【００３０】
一方、クラックＣ１，Ｃ２を生じさせる部位は任意に設定可能であるが、液枯れやイオン枯れを抑制するには正極板１０の広範囲に生じさせるのが望ましい。クラックＣ１，Ｃ２を生じさせる部位の一例を図２に示す。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、いずれも一面側（正極層１１側）から見た平面図を示す。他面側（正極層１３側）も同様であるので、以下では一面側（正極層１１側）を代表して説明する。
【００３１】
図２（Ａ）には、正極板１０のうちで正極層１１が形成された部位の全域にクラックＣ１，Ｃ２を形成する例を示す。図示する帯状の正極板１０（電極幅Ｂ１）は、クラックＣ１，Ｃ２を形成するクラック形成部１１ａ（活物質形成幅Ｂ２）や、集電体露出部１２ａなどを有する。本例のクラック形成部１１ａは、正極集電体１２の面上に正極層１１を形成する全域にあたる。集電体露出部１２ａは「電極に接続する接続部」に相当し、正極層１１を形成しないで正極集電体１２を露出させ、後述する扁平プレス工程（図３に示すステップＳ３２）を行った後、集電体露出部１２ａどうしを接続して正極とする。このことは、負極板２０の負極集電体２２についても同様である。すなわち負極集電体２２の集電体露出部どうしを接続して負極とする。
【００３２】
図２（Ｂ）には、正極板１０のうちで正極層１１が形成された部位の一部（ほぼ全域）にクラックＣ１，Ｃ２を形成する例を示す。図示する帯状の正極板１０は、クラック形成部１１ａや集電体露出部１２ａに加えて、非クラック形成部１１ｂを有する。本例のクラック形成部１１ａ（クラック形成幅Ｂ４）は、正極集電体１２の面上に形成する正極層１１のうち、非クラック形成部１１ｂを除いた領域である。言い換えれば、クラック形成部１１ａは帯状の正極板１０における中央部領域に相当する。非クラック形成部１１ｂ（非クラック形成幅Ｂ３，Ｂ５）は、正極層１１にクラックを生じさせない領域である。言い換えれば、クラック形成部１１ａは、集電体露出部１２ａから所定距離（すなわち非クラック形成幅Ｂ３）だけ離れている。
【００３３】
上記図２（Ｂ）に示す正極板１０は、例えば図２（Ｃ）に示す構成で作製することができる。すなわち、既に正極層１１を形成（塗工）した帯状の正極板１０を所定方向（例えば矢印Ｄ５方向）に移動させ、クラック形成部１１ａに対応する位置に離隔して備えた乾燥手段４０によって正極層１１を乾燥させる。すなわち、正極板１０における幅方向の中央部を熱して乾燥させることでクラックＣ１を生じさせる。
【００３４】
乾燥手段４０は「クラック形成手段」に相当する。この乾燥手段４０には正極層１１を乾燥させる任意の手段を適用することができる。例えば、電熱線，ガスバーナー，温風送風機などが該当する。図２（Ｃ）はクラック形成幅Ｂ４に対応する幅の乾燥手段４０を備える例であるが、活物質形成幅Ｂ２に対応する幅の乾燥手段４０を備えれば図２（Ａ）の正極板１０を作製することができる。
【００３５】
上述のようにクラックＣ１，Ｃ２を形成した正極板１０および負極板２０の相互間に絶縁性のセパレータ３０を介在させて捲回し（図７を参照）、さらに扁平プレスすると（図８を参照）、図９に示すような扁平体２００が形成される。
【００３６】
次に、それぞれが帯状をなす正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを捲回して捲回型電池を製造する工程について、チャート図で示す図３を参照しながら説明する。図３に示す製造方法は、正極板１０を形成する第１工程と、負極板２０を形成する第２工程と、形成された正極板１０および負極板２０とともにセパレータ３０を積層して捲回および扁平プレスを行う第３工程とに大きく分けられる。
【００３７】
以下では第１工程から第３工程の順番に説明するが、第１工程と第２工程は順不同で行ってよい。塗工工程（ステップＳ１２，Ｓ２２）、乾燥工程（ステップＳ１４，Ｓ２４）、プレス工程（ステップＳ１６，Ｓ２６）はこの順番で行うが、材質や形状等の条件に応じて、電極板の一部で適用してもよく、電極板の全体で適用してもよい。前者（電極板の一部への適用）は、集電体の面上に混練物が電極層として形成（塗工）された後、続いて乾燥が行われ、さらに続いてプレスが行われる。後者（電極板の全部への適用）は、集電体の面上に混練物が電極層として形成（塗工）が全体に行われた後、電極板全体について乾燥が行われ、電極板全体についてプレスが行われる。
【００３８】
（第１工程）正極板１０の形成工程
まず、正極集電体１２の面上に形成する正極層１１，１３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ１０〕。混練物は、バインダ１０ａ、正極活物質１０ｂ、導電材１０ｃ、溶媒１０ｄなどを混合してペースト状（あるいは液状）にした物である。
【００３９】
バインダ１０ａは、任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤などが該当する。なお、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーや、アクリレートオリゴマーなどを混入してもよい。
【００４０】
正極活物質１０ｂは、例えばリチウムイオンなどの軽金属イオンを吸蔵・離脱することが可能な物質で構成される。具体的には、金属硫化物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。金属硫化物や金属酸化物には、例えば硫化チタン（ＴｉＳ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）または酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）などのリチウムを含有しないものが挙げられる。金属酸化物には、上記したリチウムを含有しない物質のほか、ＬｉxＭＯyなどで表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。なお、Ｍは、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｓｉのうちで一以上の金属元素、あるいはリン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）などの非金属元素であり、二種以上組み合わせて用いてもよい。組成式の添字について、ｘは０．０５≦ｘ≦２．０の範囲内で、ｙは２≦ｙ≦４の範囲内でそれぞれ設定するのが望ましい。
【００４１】
正極活物質１０ｂは、高電位、高容量、耐久性などの要求特性により、リチウム・鉄複合酸化物、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル酸化物などのリチウム複合酸化物を選定する。上述した金属硫化物や金属酸化物などのうちで二種以上組み合わせて用いてもよい。正極活物質１０ｂに用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００４２】
導電材１０ｃは、導電性材料（導電性複合材料を含む）であれば任意である。乾燥によってクラックＣ１，Ｃ２が生じた正極層１１，１３の相互間でも電気的に導通させるため、繊維状の導電性材料を用いるのが望ましい。例えば、炭素繊維や、繊維状のカーボンブラックなどが該当する。前者の炭素繊維には、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ；Carbon Nano Tube）や、その一種である気相成長炭素繊維（「結晶性炭素繊維」とも呼ぶ。ＶＧＣＦ；Vapor Grown Carbon Fiber）などを含む。後者のカーボンブラックを用いる場合には、ＢＥＴ法による比表面積が３０[ｍ2／ｇ]以上の高比表面積が望ましい。
【００４３】
溶媒１０ｄには、混練に適したものを用いる。例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの単独溶媒や、これらの溶媒のうちで二種以上を選択して混合させた混合溶媒などが該当する。
【００４４】
ステップＳ１０で作製した混練物を正極集電体１２の面上に正極層１１，１３として形成する塗工工程を行う〔ステップＳ１２〕。具体的には、混練物を正極集電体１２の面上に所定の形成法で正極層１１，１３を形成する。所定の形成法は、例えばブレード、コンマ、ダイ、転写、押出し、塗装（塗り付けや吹き付けを含む）、蒸着等が該当する。正極層１１，１３の厚さ（図１に示す厚みＤ１〜Ｄ４）は、例えば片面ごとで１０〜２００[μｍ]）となるように調整する。なお、正極集電体１２の厚さは例えば５〜３０[μｍ]程度である。こうして帯状の正極板１０が形成される。
【００４５】
正極集電体１２の面上に正極層１１，１３が形成された後、図１（Ｂ）に示すようなクラックＣ１を生じさせるため、正極層１１，１３を乾燥する乾燥工程を行う〔ステップＳ１４〕。乾燥工程における正極層１１，１３の変化について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４にはクラックの形成過程を模式図で示す。なお図４に示す模式図では、分かり易くするために正極集電体１２の片面上に正極層１１のみを形成した例を示す。図５には内部応力と乾燥率との関係をグラフ図で示す。図６には乾燥速度と乾燥率との関係をグラフ図で示す。
【００４６】
上記ステップＳ１２によって正極集電体１２の面上に形成された正極層１１，１３は、活物質、導電材、結着材などが溶媒１０ｄ中に分散しているため、図４（Ａ）のような状態である。この状態で乾燥を行うと溶媒１０ｄが蒸発してゆくので、図４（Ｂ）に示すような状態になる。図４（Ｂ）の状態では正極活物質１０ｂどうしの間隔が次第に狭くなってゆくのに伴い、矢印で示すように多方向から応力が生じる。詳細にみると、図４（Ｃ）に示すように、正極活物質１０ｂ粒子表面の固液気界面にて矢印で示すような引張り応力が生じる。この引張り応力が生じると、正極活物質１０ｂの相互間で結合力が強い部位と弱い部位とが生じる。さらに溶媒１０ｄが蒸発してゆくと結合力が弱い部位は結合を維持できなくなり、図４（Ｄ）に示すようにクラックＣ１が生じる。クラックＣ１は、次に示す第１特性および第２特性のうちで一方または双方を満たすことが望ましい。
【００４７】
第１特性は、クラックＣ１どうしの最大間隔が、正極層１１，１３の平均粒子径に対して２〜１０倍の範囲内に収めることである。最大間隔が２倍を下回ると単なる粒子間空隙と同レベルになるので、液枯れやイオン枯れを抑制し難くなるためである。一方、最大間隔が１０倍を超えると物理的な欠陥が生じていると考えられ、逆に電極剥離などを引き起こし電池性能が損なわれる恐れがある。
【００４８】
第２特性は、正極板１０の面方向において、クラックＣ１の面方向総クラック長が０．１〜１．０[cm/cm2]の範囲内となる割合に収めることである。面方向総クラック長が０．１[cm/cm2]を下回ると、クラック内に浸入可能な非水電解質や電解液等の量が少なくなり、液枯れやイオン枯れに対する十分な効果が得られなくなるためである。一方、面方向総クラック長が１．０[cm/cm2]を超えると電極としての強度が不十分になり、電極剥離などを引き起こし逆に電池性能（特に耐久性）に悪影響を与える恐れがある。
【００４９】
図４（Ｄ）に示すクラックＣ１が生じさせるにあたって、どのような制御法があるのかについて検討する。まず、一般的には図５に示すような内部応力と乾燥率との関係がある。図５では、縦軸を内部応力σとし、横軸を乾燥率Ｗとし、乾燥率Ｗが増えるに伴う内部応力σの変化を特性線Ｌ１で示す。乾燥率Ｗは、正極層１１，１３の固形分濃度を意味する。溶媒１０ｄの比率を「Ｘ」とすると、Ｗ＝１−Ｘである。
【００５０】
図５において、特性線Ｌ１（実線）で示すように、乾燥率Ｗが高まるにつれて内部応力σも大きくなる。乾燥率Ｗ１（例えば７０[％]程度）までは、図４（Ａ）で示すように溶媒１０ｄが蒸発するので、内部応力σに大きな変化は見られない。乾燥率Ｗ１を超えると内部応力σが次第に高まり、さらに乾燥率Ｗ３（例えば８０[％]程度）の前後から内部応力σが急激に高まってゆく。これは、図４（Ｂ）で示すように溶媒１０ｄ自体の減少に伴う縮小で矢印（内部に「応力」を示す）のような応力や、図４（Ｃ）に「→」の矢印で示す溶媒１０ｄの表面張力などの影響を受けて減率乾燥が起きるためである。このように内部応力σの急激な上昇は、図４（Ｄ）に示すクラックＣ１を生じさせる。そして、完全に乾燥する乾燥率Ｗｘ（１００[％]）では内部応力σが最高値になる。
【００５１】
上述した第１特性や第２特性を満たすクラックＣ１，Ｃ２を正極層１１，１３に生じさせるには、図６に示すような乾燥制御に従って乾燥を行うのが望ましい。図６では、縦軸を乾燥条件（本例では乾燥速度dw/dt[min-1]）とし、横軸を乾燥率Ｗ[％]とし、乾燥制御を制御線Ｌ２で示す。制御線Ｌ２によれば、乾燥開始後は、乾燥率Ｗ１から乾燥率Ｗ３の間における乾燥率Ｗ２（例えば７５[％]程度）までは乾燥速度dw/dtを一定にして乾燥を行う。上述したように乾燥率Ｗ１を超えると内部応力σが急激に高まってゆくため、乾燥率Ｗ２から乾燥速度dw/dtを乾燥率Ｗｘまで次第に低くしてゆく。
【００５２】
乾燥率Ｗ２を超えるときの乾燥速度dw/dtは、面方向総クラック長やクラックＣ２（内部クラック）の形成量などに応じて適切に調整する。面方向総クラック長は、正極層１１，１３の表面を撮像する撮像手段（例えばＣＣＤカメラ等）と、撮像された画像データを２値化処理するとともに、当該２値化データに基づいて画像解析を行う画像処理解析手段とを備えることで算出可能である。クラックＣ２の形成量は、イオンビームを用いた断面加工あるいは液体窒素などで凍結させた電極の破断面を同様に撮影することにより把握することが可能である。以上により、クラックＣ１が正極板１０の正極層１１，１３に適切に形成される。
【００５３】
図３に戻り、ステップＳ１４の乾燥工程を終えた後、プレス機（例えばローラ等）によって正極板１０をプレスするプレス工程を行う〔ステップＳ１６〕。プレスによってクラックＣ１の一部で表面が閉じられ、図１（Ｃ）に示すクラックＣ２が形成される。クラックＣ２の形成量は、プレスする圧力によって制御（増減）することも可能である。なおプレス工程とともに、加工機によって正極板１０を所定形状（板長，板厚，板幅等）に切断する工程を行ってもよい。こうして捲回可能な正極板１０が形成される。
【００５４】
（第２工程）負極板２０の形成工程
負極集電体２２に形成する負極層２１，２３の混練物を作製する混練工程を行う〔ステップＳ２０〕。混練物は、バインダ２０ａ、負極活物質２０ｂ、導電材２０ｃ、溶媒２０ｄなどを混練した物である。
【００５５】
バインダ２０ａは、バインダ１０ａと同様に任意の結着剤を用いることができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や、その変性体などが該当する。なお、リチウムイオン受入れ性を向上させるため、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子（ＳＢＲ）およびその変性体に対し、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）をはじめとするセルロース系樹脂等を併用したり、少量添加したりするのが望ましい。
【００５６】
負極活物質２０ｂは、軽金属、当該軽金属を含む合金、当該合金や軽金属自体を吸蔵・離脱することが可能な材料などで構成される。軽金属は、例えばリチウム（Ｌｉ）やナトリウム（Ｎａ）などが該当する。軽金属を吸蔵・離脱することが可能な材料は、例えば炭素材料、珪素（Ｓｉ）、珪素化合物、金属酸化物または高分子化合物などが該当する。炭素材料は、例えば熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などが該当する。コークス類には、例えばピッチコークス，ニードルコークス，石油コークスなどを含む。ガラス状炭素類には、難黒鉛化炭素材料などを含む。有機高分子化合物焼成体は、不活性ガス気流中または真空中において高分子化合物（例えばフェノール樹脂やフラン樹脂など）を高温（例えば約５００℃以上）で焼成して炭素化された物質である。珪素化合物は、例えばＣａＳｉ2やＣｏＳｉ2などが該当する。金属酸化物は、例えば酸化スズ（ＳｎＯ2）などが該当する。高分子化合物は、例えばポリアセチレンやポリピロールなどが該当する。負極活物質２０ｂとして用いる材料は、電池の種類や用途等に応じて任意に選択可能である。
【００５７】
導電材２０ｃは、導電性材料（導電性複合材料を含む）であれば任意である。導電材１０ｃと同じ導電性材料であってもよく、異なる導電性材料であってもよい。溶媒２０ｄには、溶媒１０ｄと同様にして、混練に適したものを用いる。溶媒１０ｄと同じ溶媒であってもよく、異なる溶媒であってもよい。
【００５８】
絶縁性のセパレータ３０は、多孔質の高分子材料や固体電解質などから形成できる。セパレータ３０の厚さは、１０〜５０[μｍ]の範囲が例示できる。高分子材料は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテンなどが該当する。さらには、これらの高分子材料から形成した不織布や、延伸多孔質化したフィルムなどを用いてもよい。固体電解質には、例えばジルコニア等が用いられる。
【００５９】
ステップＳ１２と同様にして、ステップＳ２０で作製した混練物を負極集電体２０ｅ上に負極層２１，２３として形成する塗工工程を行う〔ステップＳ２２〕。具体的には、ステップＳ１２と同様の形成法で混練物を負極集電体２２の面上に負極層２１，２３を形成する。負極層２１，２３の厚さは、例えば片面ごとに１０〜２００[μｍ]）となるように調整する。負極集電体２０ｅの厚さは、例えば５〜５０[μｍ]程度である。こうして帯状の負極板２０が形成される。
【００６０】
その後、ステップＳ１４と同様にして負極板２０を乾燥してクラックＣ１を生じさせる乾燥工程を行い〔ステップＳ２４〕、ステップＳ１６と同様にして負極板２０をプレス機によって負極板２０をプレスするプレス工程を行う〔ステップＳ２６〕。こうして、捲回可能な負極板２０が形成される。
【００６１】
（第３工程）捲回および扁平プレス
第１工程で形成された正極板１０、第２工程で形成された負極板２０、セパレータ３０などを積層して渦巻き状に捲回する捲回工程を行い〔ステップＳ３０〕、当該捲回工程によって形成される捲回体１００を扁平状にプレスする扁平プレス工程を行う〔ステップＳ３２〕。扁平プレス後は、電極体となる扁平体２００が形成される（図９を参照）。
【００６２】
ステップＳ３０では、図７に示すように、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して、捲回手段５０に捲回する。捲回手段５０は、例えば円柱状や円筒状のローラ等が該当し、所定方向（例えば矢印Ｄ６方向）に回転して捲き取る。
【００６３】
ステップＳ３２では、図８に示すように平面台５４（平面状の作業台）上に固定した捲回体１００に対して、扁平プレス手段５２をプレス方向（例えば矢印Ｄ７方向）に移動させて扁平プレスする。扁平プレス手段５２は、所定形状（例えば平面形状）のプレス面５２ａを有するプレス機などが該当する。
【００６４】
上述した第１工程から第３工程を経て、図９に示すような扁平体２００が形成される。クラックＣ１，Ｃ２を形成する部位は、扁平体２００の全体であってもよく一部であってもよい。扁平体２００の一部に形成する場合は、斜線ハッチで示すクラック形成部位Ａ１とするのが望ましい。このクラック形成部位Ａ１は、扁平体２００の中央部分（所定周回までの部位）であり、クラックが無い場合には非水電解質や電解液等が浸入しにくい。所定周回は、例えば総周回数の内周２０[％]程度である。この部位にクラックＣ１，Ｃ２を形成することで、捲回型電池の電池性能を向上させることができる。
【００６５】
上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（１）正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板の全域に乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２を有する構成とした（図１（Ｂ），図１（Ｃ），図２（Ａ）を参照）。この構成によれば、乾燥で生じさせたクラックＣ１，Ｃ２は集電体（正極集電体１２および負極集電体２２）には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。
【００６６】
（２）正極板１０および負極板２０のうちで一方または双方の電極板の一部であって、集電体露出部１２ａ（電極に接続する接続部）から所定距離（非クラック形成幅Ｂ３）以上離れた領域内に乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２を有する構成とした（図２（Ｂ）を参照）。この構成によれば、接続部から所定距離以上離れた領域内には、乾燥で生じさせたクラックＣ１，Ｃ２を有する。乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２は集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。
【００６７】
（３）クラックＣ１，Ｃ２は、集電体上に電極層（正極層１１，１３および負極層２１，２３）が形成された電極板に対し、所定の乾燥速度（図６の制御線Ｌ２）で電極層を乾燥させて形成する構成とした（図６を参照）。この構成によれば、クラックＣ１，Ｃ２は所定の乾燥速度で形成されるので、電極層は大きく裂けることがない。乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２は集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。
【００６８】
（４）クラックＣ２は電極層の内部に有する構成とした（図２（Ｃ）を参照）。この構成によれば、電極層の表面に現れるクラックＣ１に加えて、電極層に内在するクラックＣ２を有する。表面だけでなく内部にも形成されているので、クラックＣ１，Ｃ２が増加する分だけ液枯れやイオン枯れを抑制できる。
【００６９】
（５）クラックＣ１，Ｃ２は、相互間距離が活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値とする構成とした。この構成によれば、クラックＣ１，Ｃ２の相互間距離が活物質の平均粒子径に対して２〜１０倍が最大値とするので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制することができる。
【００７０】
（６）クラックＣ１，Ｃ２は、電極板の面方向において、面方向総クラック長が０．１〜１．０[cm/cm2]の割合である構成とした。この構成によれば、面方向総クラック長が０．１〜１[cm/cm2]であるので、液枯れやイオン枯れをより確実に抑制することができる。
【００７１】
（７）電極層は、繊維状の導電材１０ｃを含む構成とした。この構成によれば、繊維状の導電材１０ｃは、クラックＣ１，Ｃ２が生じた電極層の相互間を電気的に導通させ、かつクラックＣ１，Ｃ２による強度低下を補うことが可能となる。よって、電極層の相互間における電気的導通が損なわれるのを少なく抑えることができる。
【００７２】
（８）クラックＣ１，Ｃ２は、捲回体１００（捲回した電極体）における所定周回までの部位に形成される構成とした（図９を参照）。この構成によれば、電解液が浸透し難い電極体の中央部分に対して、積極的にクラックＣ１，Ｃ２を形成する。形成されたクラックＣ１，Ｃ２には電解液が浸透し易いので、クラックＣ１，Ｃ２が形成されない場合に比べて電池性能を向上させることができる。
【００７３】
（９）電池の製造方法において、集電体上に電極層が形成された電極板に対し、所定の乾燥速度で電極層を乾燥させてクラックＣ１，Ｃ２を形成する乾燥工程（クラック形成工程）を有する構成とした（図３を参照）。この構成によれば、乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２は集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。
【００７４】
（１０）乾燥工程（クラック形成工程）は、電極板における幅方向の中央部を熱して乾燥させる構成とした（図１（Ｃ）を参照）。この構成によれば、形成されたクラックＣ１，Ｃ２には電解液が浸透し易いので、クラックＣ１，Ｃ２が形成されない場合に比べて電池性能を向上させることができる。
【００７５】
（１１）電池の製造装置において、集電体上に電極層が形成された電極板に対し、所定の乾燥速度で電極層を乾燥させてクラックＣ１，Ｃ２を形成する乾燥手段４０（クラック形成手段）を有する構成とした（図２（Ｃ），図６を参照）。この構成によれば、乾燥で生じたクラックＣ１，Ｃ２は集電体には影響を及ぼさないので、集電体の強度や耐久性等を確保することができる。
【００７６】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、積層型電池に本発明を適用した例であって、図１０〜図１２を参照しながら説明する。なお説明を簡単にするために、実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
実施の形態２の積層型電池が実施の形態１の捲回型電池と実質的に異なるのは、電極板の形状である。すなわち電極板の形状は、捲回型電池が帯状であるのに対して、積層型電池は長方形状（正方形状を含む）である点が相違する。クラックＣ１，Ｃ２を形成する部位について、図１０を参照しながら説明する。
【００７８】
図１０には、長方形状に形成された正極板１０（あるいは負極板２０）について、クラックＣ１，Ｃ２を形成する部位を網掛けで示す。図１０（Ａ）に示すクラックＣ１，Ｃ２の形成例は、実施の形態１における図２（Ａ）に対応する。同様に図１０（Ｂ）に示すクラックＣ１，Ｃ２の形成例は、実施の形態１における図２（Ｂ）に対応する。これらのクラックＣ１，Ｃ２の形成方法は実施の形態１と同様である（図２（Ｃ）を参照）。
【００７９】
図１１には、正極板１０，負極板２０，セパレータ３０などを積層して積層型電池を製造する工程についてチャート図で示す。図１１に示す製造方法は図３に示す製造方法とほぼ同様であるので、相違する工程について説明する。相違する工程は第３工程、すなわちステップＳ４０の切断工程と、ステップＳ４２の積層工程である。
【００８０】
ステップＳ４０の切断工程では、帯状の正極板１０、帯状の負極板２０、帯状のセパレータ３０をそれぞれ長方形状に切断する。すなわち、切断用の加工機によって図１０に示す正極板１０（負極板２０）のような形状に切断する。
【００８１】
ステップＳ４２の積層工程では、ステップＳ４０の切断工程で切断された正極板１０、負極板２０、セパレータ３０などを積層する。積層後は、電極体となる積層体３００が形成される（図１２を参照）。
【００８２】
上述した第１工程から第３工程を経て、図１２に示すような積層体３００が形成される。クラックＣ１，Ｃ２を形成する部位は、積層体３００の全体であってもよく一部であってもよい。積層体３００の一部に形成する場合は、斜線ハッチで示すクラック形成部位Ａ２とするのが望ましい。このクラック形成部位Ａ２は、積層体３００の中央部分（中央層から所定数層までの部位）であり、クラックが無い場合には非水電解質や電解液等が浸入しにくい。所定数層は、例えば総積層数の中央２０[％]程度である。この部位にクラックＣ１，Ｃ２を形成することで、積層型電池の電池性能を向上させることができる。
【００８３】
上述した実施の形態２によれば、クラックＣ１，Ｃ２は、積層体３００（積層した電極体）における中央層から所定数層までの部位に形成される構成とした（図１２を参照）。この構成によれば、電解液が浸透し難い電極体の中央部分に対して、積極的にクラックＣ１，Ｃ２を形成する。形成されたクラックＣ１，Ｃ２には電解液が浸透し易いので、クラックＣ１，Ｃ２が形成されない場合に比べて電池性能を向上させることができる。なお、その他は実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１，２に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００８５】
上述した実施の形態１，２では、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを混練した混練物を正極集電体１２上に正極層１１，１３として形成する構成とした（図３，図１１のステップＳ１２，Ｓ２２に示す塗工工程を参照）。この形態に代えて、バインダ１０ａ，正極活物質１０ｂ，導電材１０ｃ，溶媒１０ｄを正極集電体１２上に並行して（あるいは前後して順番に）塗工することで、正極集電体１２上に直接的に正極層１１，１３として形成する構成としてもよい。負極集電体２２上に負極層２１，２３として形成する場合も同様である。この形態によれば、混練工程が不要になるので、電極板の形成に要する時間を短縮することができる。
【００８６】
上述した実施の形態１，２では、集電体（正極集電体１２や負極集電体２２）の両面に電極層（正極層１１，１３や負極層２１，２３）を形成した電極板を適用した（図１等を参照）。この形態に代えて、集電体の片面にのみ電極層を形成した電極板を適用することもできる。電極層の形成面が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８７】
実施の形態２では、長方形状をなす正極板１０のうちで正極層１１が形成された部位の全域にクラックＣ１，Ｃ２を形成する構成や（図１０（Ａ）を参照）、長方形状をなす正極板１０のうちで正極層１１が形成された部位の一部（ほぼ全域）にクラックＣ１，Ｃ２を形成する構成とした（図１０（Ｂ）を参照）。この形態に代えて、長方形状をなす正極板１０のうちで正極層１１が形成された部位にかかる中央部にクラックＣ１，Ｃ２を形成する構成としてもよい。例えば図１３（Ａ）に示すように、集電体露出部１２ａ（電極に接続する接続部）を含めて正極板１０の周縁から所定距離以上離れた領域、すなわち図示するクラック形成部１１ｃ内にクラックＣ１，Ｃ２を形成する。図１２に示す積層体３００は積層板（すなわち正極板１０、負極板２０、セパレータ３０等）が密着するため、中心側ほど浸入可能な非水電解質や電解液等の量が少なくなる。そこで、中心側のクラック形成部１１ｃ内にクラックＣ１，Ｃ２を形成して非水電解質や電解液等を浸入し易くし、積層型電池の電池性能を向上させることができる。正極板１０の正極層１１を例に説明したが、正極層１３や負極板２０（負極層２１，２３）についても同様である。
【００８８】
実施の形態１，２では、第１特性および第２特性のうちで一方または双方を有するクラックＣ１，Ｃ２が電極板の所望領域内でほぼ均等に形成されるように構成した（図１，図２，図１０等を参照）。この形態に代えて、中心側に向かってクラックＣ１，Ｃ２の割合が増加するように構成してもよい。電極体の中心側は、図９の扁平体２００では最内周であり、図１２の積層体３００では積層の中心層である。電極板の中心側は、図１０（Ａ）や図１０（Ｂ）に示すようにクラック形成部１１ａ内の一点鎖線（本例では横線）で示す位置であり、図１３（Ａ）や図１３（Ｂ）に示すようにクラック形成部１１ｃ内の一点鎖線（本例では縦線と横線）で示す位置である。中心側ほどクラックＣ１，Ｃ２の割合が増加すれば非水電解質や電解液等が浸入し易くなり、電池（捲回型電池や積層型電池等）の電池性能を向上させることができる。
【実施例】
【００８９】
実施の形態１，２に対応する実施例について、下記に示す表１〜３を参照しながら説明する。表１には正極板１０に関するデータを示す。表２には負極板２０に関するデータを示す。表３には正極板１０や負極板２０などを有する電池の性能試験結果を示す。各表において、面方向総クラック長を単に「クラック長」と示す。実施例１〜６は実施の形態１，２のいずれにも対応し、これらの実施例１〜６に対する比較例１〜３も併せて示す。なお、バインダ１０ａ，２０ａにはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を共通して用い、溶媒１０ｄ，２０ｄにはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を共通して用いた。本発明は各実施例には何ら限定されず、特許請求の範囲に記載された事項を満たす種々の変更を行うことが可能である。種々の変更を行った場合でも、上述した実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。
【００９０】
〔実施例１〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのリチウム燐酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ4）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）および気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１００[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．２[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．６[cm/cm2]になった。
【００９１】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１００[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．６[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．２[cm/cm2]になった。
【００９２】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９８[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は９７[％]であった。
【００９３】
〔実施例２〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのリチウム燐酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ4）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）および気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１２０[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．１[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【００９４】
負極板２０は、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）や、導電材２０ｃとしての気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が９０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．６[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．４[cm/cm2]になった。
【００９５】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９２[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は８５[％]であった。
【００９６】
〔実施例３〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのリチウム燐酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ4）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１００[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．２[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は１．０[cm/cm2]になった。
【００９７】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）および硫化銅(II)（ＣｕＳ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が６０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．４[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【００９８】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９６[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は８０[％]であった。
【００９９】
〔実施例４〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が８０[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．３[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．２[cm/cm2]になった。
【０１００】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が５０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．７[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．７[cm/cm2]になった。
【０１０１】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９５[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は８８[％]であった。
【０１０２】
〔実施例５〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１００[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．３[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．６[cm/cm2]になった。
【０１０３】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が６０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．３[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１０４】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９１[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は８２[％]であった。
【０１０５】
〔実施例６〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ2）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が８０[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．３[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．３[cm/cm2]になった。
【０１０６】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が５０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．８[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、形成されたクラックＣ１，Ｃ２の面方向総クラック長は０．２[cm/cm2]になった。
【０１０７】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は９４[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は８８[％]であった。
【０１０８】
〔比較例１〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのリチウム燐酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ4）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）および気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が１００[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．１[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１０９】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が８０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．３[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１１０】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は８６[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は７２[％]であった。
【０１１１】
〔比較例２〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が８０[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．２[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１１２】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が５０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．４[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１１３】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は８８[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は７６[％]であった。
【０１１４】
〔比較例３〕
正極板１０は、正極活物質１０ｂとしてのニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ＬｉＮｉＣｏＭｎＯ2）や、導電材１０ｃとしてのアセチレンブラック（ＡＢ）などを混合して、正極集電体１２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が８０[μｍ]となるように正極層１１，１３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．２[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って正極層１１，１３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１１５】
負極板２０は、導電材２０ｃを用いずに、負極活物質２０ｂとしての炭素（Ｃ）などを混合して、負極集電体２２の面上に厚みＤ１，Ｄ２が５０[μｍ]となるように負極層２１，２３を形成した。初期の乾燥速度dw/dtを０．４[min-1]として、図６に示す制御線Ｌ２に従って負極層２１，２３を乾燥させたところ、クラックＣ１，Ｃ２は形成されなかった。
【０１１６】
上述した正極板１０および負極板２０を含む電池を作製して性能試験を行ったところ、３時間率（３Ｃ）の定放電にかかる設計容量比は８７[％]であり、６０[℃]の温度下で１ヶ月間保管したときの容量維持率は７８[％]であった。
【０１１７】
【表１】
0005472207.tif 000002
【０１１８】
【表２】
0005472207.tif 000003
【０１１９】
【表３】
0005472207.tif 000004
【符号の説明】
【０１２０】
１０  正極板（電極板）
１０ａ，２０ａ  バインダ（結着剤）
１０ｂ  正極活物質（電極活物質）
１０ｃ，２０ｃ  導電材
１０ｄ，２０ｄ  溶媒
１１，１３  正極層（電極層）
１２  正極集電体（集電体）
２０  負極板（電極板）
２０ｂ  負極活物質（電極活物質）
２１，２３  負極層（電極層）
２２  負極集電体（集電体）
３０  セパレータ
４０  乾燥手段
５０  捲回手段
５２  扁平プレス手段
１００  捲回体
２００  扁平体（電極体）
３００  積層体（電極体）
Ａ１，Ａ２  クラック形成部位
Ｃ１，Ｃ２  クラック
【図１】
0005472207.tif 000005
【図２】
0005472207.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005472207.tif 000010
【図７】
0005472207.tif 000011
【図８】
0005472207.tif 000012
【図９】
0005472207.tif 000013
【図１０】
0005472207.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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