(57)【要約】【課題】電極ユニットの導電材から引き出されるタブが、腐食することが防止されるとともに、良好な密閉性を有する状態で被覆体の接着部に固定された電池を提供する。【解決手段】電池のセル１は、酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電極材、及び矩形板状のタブ８２ａ（又はタブ６２ａ，９２ａ，９２ａ，６２ａ）を各々有し、積層された複数の電極ユニット８（又は電極ユニット６，９，９，６）と、前記複数の電極ユニットを覆い、その外周縁部を重ねて接着した接着部２３を有する被覆体２と、タブを被覆し、接着部２３に挟まれた状態で接着されているシーラント８４（又はシーラント６４，９４，９４，６４）とを備える。シーラントは、幅が、複数の電極ユニットの積層方向に対し、漸次的に広くなるように構成されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電極材、及び矩形板状のタブを各々有し、積層された複数の電極ユニットと、
前記複数の電極ユニットを覆い、外周縁部を重ねて接着した接着部を有する被覆体と、
前記タブを被覆し、前記接着部に挟まれた状態で接着されているシーラントと
を備え、
前記シーラントは、幅が、前記電極ユニットの積層方向に対し、漸次的に広くなるように構成されていることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記シーラントの幅は、電極ユニット間で異なることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記接着部は、前記電極ユニットの積層形状に対応し、正面視が台形状をなす凸部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
【請求項４】
複数の前記タブが、前記シーラントが接着されている部分から引き出され、重ね合わされた状態で接続された端子を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の電池。
【請求項５】
前記接着部内で、複数の前記タブが前記端子と接続されていることを特徴とする請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記端子を被覆し、前記接着部の先端部に挟まれた状態で接着されている第２のシーラントを備え、
該第２のシーラントは、幅が異なる２枚の半体からなることを特徴とする請求項５に記載の電池。
【請求項７】
酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電極材、及び矩形板状のタブを有する電極ユニットと、
該電極ユニットを覆い、外周縁部を重ね合わせて接着した接着部を有する被覆体と、
前記タブを被覆し、前記接着部に挟まれた状態で接着されているシーラントと
を備え、
前記シーラントは、幅が異なる２枚の半体からなることを特徴とする電池。
【請求項８】
前記接着部の先端部から前記シーラントの先端部が外部に突出していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の電池。
【請求項９】
前記電極材は、活物質としてバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材及び導電材を有する複数の電極ユニットを被覆体に収容してなる電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、デジタル家電製品、電気自動車、ハイブリッド自動車、太陽光発電設備等に広く用いられている。この電池として、リチウムイオン二次電池、バナジウム固体塩電池（特許文献１）等が挙げられる。バナジウム固体塩電池は、活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行う。活物質としては、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンが用いられる。
【０００３】
バナジウム固体塩電池は、活物質及び酸性の電解液を有する電極材と、銅又はステンレス等の金属製の導電材とを有する。このバナジウム固体塩電池においては、電極材及び導電材を有する電極ユニットが複数積層された発電要素を、例えば合成樹脂層及び金属層を含むラミネートシートからなる外装袋で覆うことにより密閉する。
具体的には、外装袋として２枚のラミネートシートを重ね、又は１枚のラミネートシートを二つ折りにし、外装袋により発電要素を厚み方向に挟み、正極端子及び負極端子が突出した状態で、外装袋の周縁部を加熱し、厚み方向に加圧して、合成樹脂層同士を融着させることにより発電要素が封止される。発電要素を外装袋に収容してなるセルは、ケースに収容される。
【０００４】
特許文献２の電池においては、各電極ユニットの導電材の周縁部の一部からタブが引き出されており、外装袋内で、正極の電極材からの各タブ同士が相互に重ね合わせて束ねられ、重ね合わされたタブに正極端子が溶接により接続されている。正極端子は外装袋の外部へ延出される。負極の電極材からのタブ同士も外装袋内で重ね合わされ、重ね合わされたタブに負極端子が接続されている。
【０００５】
以上のように構成されている電池の場合、外装袋内に酸性又はアルカリ性の電解液が存在するとき、タブが腐食される虞がある。タブが腐食された場合、電池性能が低下し、端子との接続に不良が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２３５８３３号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電極ユニットの導電材から引き出されるタブが、腐食することが防止されるとともに、良好な密閉性を有する状態で被覆体の接着部に固定された電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る電池は、酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電極材、及び矩形板状のタブを各々有し、積層された複数の電極ユニットと、前記複数の電極ユニットを覆い、外周縁部を重ねて接着した接着部を有する被覆体と、前記タブを被覆し、前記接着部に挟まれた状態で接着されているシーラントとを備え、前記シーラントは、幅が、前記電極ユニットの積層方向に対し、漸次的に広くなるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、タブはシーラントに覆われているので、電池内で電解液に係る酸性又はアルカリ性の物質により腐食されることが防止されている。従って、タブを正極又は負極の端子と良好に接続することができるとともに、電池性能（充放電性能）の低下が抑制されている。
【００１０】
シーラントが接着部に挟まれた状態で接着されるように構成されているので、例えば熱溶着等によりシーラントが容易に接着部に接着されることができ、タブが接着部に密閉された状態で固定される。
本発明においては、積層された電極ユニットのシーラントの幅が、電極ユニットの積層方向に対して漸次的に広くなるように構成され、積層された電極ユニットの側部が階段状又は斜面状をなし、該側部に対向する接着部の面が斜めになるので、例えば接着部に加熱及び加圧を行って接着するときに、前記側部、及び下層の電極ユニット側の部分、即ち接着部の根元部分にも熱及びプレス圧が良好にかかり、接着部とシーラントとの密着性が良好である。
【００１１】
第２発明に係る電池は、前記シーラントの幅は、電極ユニット間で異なることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、簡単な構成で、階段状の前記側部を得ることができる。
【００１３】
第３発明に係る電池は、第１又は第２発明において、前記接着部は、前記電極ユニットの積層形状に対応し、正面視が台形状をなす凸部を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、接着部の形状が前記電極ユニットの側部に対応しており、接着部の斜め上側から接着部の側面及び前記側部に向けて、熱及び圧力をかけることができるので、接着部とシーラントとが良好に溶融して密着することができ、被覆体がより良好に密閉される。
【００１５】
第４発明に係る電池は、第１発明から第３発明までのいずれかにおいて、複数の前記タブが、前記シーラントが接着された部分から引き出され、重ね合わされた状態で接続された端子を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、タブがシーラントにより覆われ、腐食することが防止されており、シーラントが接着された部分から突出したタブは重ね合わされて、電極ユニットを収容した被覆体本体の外部で正極又は負極の端子と良好に接続することができる。従って、接続の信頼性が向上するとともに、被覆体本体を小型化することができる。
【００１７】
第５発明に係る電池は、第４発明において、前記接着部内で、複数の前記タブが前記端子と接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、接着部内で、タブが端子と接続されているので、安全性がより良好である。
【００１９】
第６発明に係る電池は、第５発明において、前記端子を被覆し、前記接着部の先端部に挟まれた状態で接着されている第２のシーラントを備え、該第２のシーラントは、幅が異なる２枚の半体からなることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、例えば熱溶着により、第２のシーラントを接着部の先端部に密着させることができ、端子を接着部の先端部に固定することができる。
端子を被覆する第２のシーラントは幅が異なる半体を積層してなり、側部が階段状をなし、該側部に対向する接着部の面が斜めになるので、例えば接着部に加熱及び加圧を行って接着するときに、前記側部、及び接着部の根元部分にも熱及びプレス圧が良好にかかり、接着部と第２のシーラントとの密着性が良好である。そして、各半体の厚みを厚くした場合、例えば加熱及び加圧時に、第２のシーラントと接着部の先端部とを良好に融着させることができるとともに、被覆体が合成樹脂層と金属層とを含有するラミネートシートからなるとき、該金属層と端子とがショートするのを防止することができる。
【００２１】
第７発明に係る電池は、酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電極材、及び矩形板状のタブを有する電極ユニットと、該電極ユニットを覆い、外周縁部を重ね合わせて接着した接着部を有する被覆体と、前記タブを被覆し、前記接着部に挟まれた状態で接着されているシーラントとを備え、前記シーラントは、幅が異なる２枚の半体からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、タブはシーラントに覆われているので、電池内で電解液に係る酸性又はアルカリ性の物質により腐食されることが防止されている。従って、タブを正極又は負極の端子と良好に接続することができるとともに、電池性能（充放電性能）の低下が抑制される。
【００２３】
シーラントが接着部に挟まれた状態で接着されるように構成されているので、熱溶着等によりシーラントを容易に接着部に接着させることができ、タブが接着部に密閉された状態で固定される。タブを被覆するシーラントは幅が異なる半体を積層してなり、側部が階段状をなし、該側部に対向する接着部の面が斜めになるので、例えば接着部に加熱及び加圧を行って接着するときに、前記側部、及び接着部の根元部分にも熱及びプレス圧が良好にかかり、接着部とシーラントとの密着性が良好である。また、各半体の厚みを厚くすることで、例えば加熱及び加圧時に、シーラントと接着部とを良好に融着させることができるとともに、被覆体が合成樹脂層と金属層を含有するラミネートシートからなる場合、該金属層とタブとがショートするのを防止することができる。
【００２４】
第８発明に係る電池は、第１発明から第７発明までのいずれかにおいて、前記接着部の先端部から前記シーラントの先端部が外部に突出していることを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、シーラントの先端部が接着部より突出しているので、被覆体の密封性が良好になる。また、接着部をシーラントの端部より突出させて、不要に被覆体の体積が増加するという問題も生じない。
【００２６】
第９発明に係る電池は、第１発明から第８発明までのいずれかにおいて、前記電極材は、活物質としてバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有することを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、電極材が活物質としてバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを含有しており、酸性又はアルカリ性の電解液を含有する電池において、タブが腐食されることが防止され、正極又は負極の端子に良好に接続されることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電極ユニットのタブはシーラントにより被覆されており、シーラントは、被覆体の接着部に挟まれた状態で接着されているので、タブは腐食することが防止されている。そして、積層された電極ユニットのシーラントの幅が、電極ユニットの積層方向に対して漸次的に広くなるように構成され、積層された電極ユニットの側部が階段状又は斜面状をなし、該側部に対向する接着部の面が斜めになるので、例えば接着部に加熱及び加圧を行って接着するときに、前記側部、及び接着部の根元部分にも熱及びプレス圧が良好にかかり、接着部とシーラントとの密着性が良好である。この状態で、タブが接着部に固定される。
タブが腐食することが防止され、電極ユニットを収容した被覆体本体の外部で正極又は負極の端子と良好に接続することができるので、電池性能の低下が抑制され、接続の信頼性が向上するとともに、被覆体本体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１に係るセル１を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII −III線一部断面図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【図５】電極ユニット８を示す平面図である。
【図６】正極のタブ６２ａ，９２ａと正極端子３との接続部分を示す模式的断面図である。
【図７】接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。
【図８】半体２１，半体２２と、各シーラントの各被覆部とが熱溶着により接着された状態を示す模式的断面図である。
【図９】各接着部分で各被覆部の幅が同一である場合を示す模式的断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る電池のセル１１の負極のタブ８２ａと負極端子４との接続部分を示す模式的断面図である。
【図１２】接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。
【図１３】半体２１，半体２２と、各シーラントとが熱溶着により接着された状態を示す模式的断面図である。
【図１４】実施の形態４に係る電池のセルを示す模式的断面図である。
【図１５】接着部分２３ａを正面から見た状態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１．
以下、セル１がバナジウム固体塩電池のセルである場合について説明するが、本実施の形態の電池はバナジウム固体塩電池に限定されるものではない。
セル１単体で、又はセル１と他のセルとを組み合わせてケース（不図示）に収容することにより電池が構成される。
セル１は、外装袋２と、外装袋２の周縁部の一部から突出した正極端子３及び負極端子４と、２つの正極の電極ユニット６と、３つの負極の電極ユニット８と、２つの正極の電極ユニット９と、６つのイオン交換膜７とを備える。図２，３の下側の電極ユニット６に、電極ユニット８、電極ユニット９、電極ユニット８、電極ユニット９、電極ユニット８、電極ユニット６が順に積層されている。
【００３１】
電極ユニット８は、角型平板状の導電材８２と、導電材８２の両面を夫々覆う被覆膜８３，８３と、各被覆膜８３の表面の周縁部の内側に設けられ、活物質及び電解液を有する角型平板状の電極材８０，８１と、各被覆膜８３及び導電材８２を挟み込むように額縁状をなし、各被覆膜８３の周縁部に接着されるシーラント８４とを備える。
【００３２】
以下、電極ユニット８の各部について詳述する。
導電材８２は、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属箔からなるのが好ましい。厚みは、５〜１００μｍであるのが好ましい。厚みが１００μｍ以下である場合、電池は、軽量かつ小型化される。
【００３３】
被覆膜８３，８３は、導電材８２の両面に黒鉛でコーティングすることにより形成されており、導電性かつ電解液非透過性を有する。
被覆膜８３の厚みは１〜１００μｍであるのが好ましい。この場合、電極材８０，８１と導電材８２との電気伝導性が低下することがなく、電池の内部抵抗を小さくすることができる。
なお、導電材８２は黒鉛でコーティングしてなる被覆膜８３で覆う場合に限定されるものではない。導電材８２の被覆材が導電性かつ電解液非透過性であればよく、導電性フィルム、シート状の導電性ゴム、グラファイトシート等で覆うことができる。例えば導電性の接着シートを介して、グラファイトシートを導電材８２の一面に配する構成としてもよい。
【００３４】
電極材８１は、図２における上側の被覆膜８３の上面の周縁部の内側に、即ち被覆膜８３の上面の周縁部以外の部分に設けられている。電極材８０は、下側の被覆膜８３の下面の周縁部の内側に、即ち被覆膜８３の下面の周縁部以外の部分に設けられている。電極材８０，８１は、被覆膜８３に、バナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンを活物質として含有する固体状の化合物を含む析出物を担持させてなる。
バナジウム化合物を含む溶液、半固体状物、又は固体状物を、被覆膜５２に塗布又は含侵させた後、乾燥させることで、被覆膜８３に析出物が担持される。半固体状物としては、バナジウム化合物に硫酸水溶液を加えたスラリー状物や、バナジウム化合物にシリカ等を加えたゲル状物等が挙げられる。具体的には活物質、バインダー、及び炭素を含む半固体状物であるスラリーを被覆膜８３に塗布し、乾燥させて、電極材８０，８１を形成する例が挙げられる。
なお、炭素フェルト等の炭素材に、バナジウム化合物を含む溶液、半固体状物、又は固体状物を塗布又は含侵させ、乾燥させることにより、活物質を含有する固体状の化合物を含む析出物を担持させた炭素材を得、該炭素材を電極材８０，８１として被覆膜８３に設けることにしてもよい。
【００３５】
電極材８０，８１に含まれるバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンは、酸化還元反応によって、２価及び３価の間で酸化数が変化するバナジウムイオンであるのが好ましい。２価及び３価の間で酸化数が変化するバナジウムイオンとしては、Ｖ2+（II）、Ｖ3+（III ）が例示される。
負極用の活物質である、炭素材に担持させるバナジウム化合物としては、硫酸バナジウム（II）（ＶＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ）、硫酸バナジウム（III ）（Ｖ2 （ＳＯ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ）が挙げられる。これらの混合物が用いられ得る。ｎは、０又は１〜１０の整数を示す。
【００３６】
電極材８０，８１に含まれる電解液は、硫酸水溶液であるのが好ましい。硫酸水溶液として、例えば硫酸の濃度が９０質量％未満の希硫酸等を用いることができる。電解液は、電池のＳＯＣを０〜１００％まで取り得るのに過不足のない量である。電解液の量は、例えばバナジウム化合物１００ｇに対して、２Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の硫酸７０ｍＬである。
【００３７】
シーラント８４は上述したように額縁状をなし、上側の半体８４ａと下側の半体８４ｂとを接着してなる。半体８４ａは、角筒状の枠本体の上端部に、内側に張り出した内側縁部８４ｃを備え、枠本体の下端部に、外側に張り出した外側縁部８４ｄを備える。半体８４ｂは、角筒状の枠本体の下端部に、内側に張り出した内側縁部８４ｅを備え、枠本体の上端部に、外側に張り出した外側縁部８４ｆを備える。
【００３８】
シーラント８４の内側縁部８４ｃ，８４ｅは被覆膜８３，８３の表面の周縁部に接着されており、外側縁部８４ｄと８４ｆとを互いに合わせた状態で接着されている。導電材８２は、被覆膜８３，８３、及びシーラント８４により封止されている。なお、導電材８２の側面はシーラント８４に接着されていてもよく、接着されていなくてもよい。
【００３９】
シーラント８４は電解液非透過性であり、材料としては、例えばポリプロピレン又はポリエチレン等が挙げられる。ポロプロピレン又はポリエチレン等を用いることにより、熱溶着で容易に導電材８２を封止することが可能となる。
【００４０】
電極ユニット９は電極ユニット８と同様の構成を有し、角型平板状の導電材９２と、導電材９２の両面を夫々覆う被覆膜９３，９３と、各被覆膜９３の表面の周縁部の内側に設けられ、活物質及び電解液を有する角型平板状の電極材９０，９１と、各被覆膜９３及び導電材９２を挟み込むように額縁状をなし、各被覆膜９３の周縁部に接着されるシーラント９４とを備える。シーラント９４は、上側の半体９４ａと下側の半体９４ｂとを備え、シーラント８４と同様の構成を有する。
電極ユニット９の導電材９２、被覆膜９３、シーラント９４は電極ユニット８と同様の材料を用いてなる。
【００４１】
電極材９０，９１に含まれるバナジウムイオン又はバナジウムを含むイオンは、酸化還元反応によって、５価及び４価の間で酸化数が変化するバナジウムを含むイオンであるのが好ましい。５価及び４価の間で酸化数が変化するバナジウムを含むイオンとしては、ＶＯ2+（IV）、ＶＯ2+（V ）が例示される。
【００４２】
正極用の活物質として、炭素材に担持させるバナジウム化合物は、酸化硫酸バナジウム（IV）（ＶＯＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ）、酸化硫酸バナジウム（V）（（ＶＯ2 ）2 ＳＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ）を挙げることができる。これらの混合物を用いてもよい。ｎは、０又は１〜１０の整数を示す。
【００４３】
電極ユニット６は電極ユニット９と同様の構成を有し、角型平板状の導電材６２と、導電材６２の両面を夫々覆う被覆膜６３，６３と、各被覆膜６３及び導電材６２を挟み込むように額縁状をなし、各被覆膜６３の周縁部に接着されるシーラント６４とを備える。シーラント６４は、上側の半体６４ａと下側の半体６４ｂとを備え、シーラント８４と同様の構成を有する。
図２における上側の電極ユニット６は、下側の被覆膜６３の下面の周縁部の内側に設けられ、活物質及び電解液を有する角型平板状の電極材６０を有する。上側の被覆膜６３の上面には電極材は設けられていない。
図２における下側の電極ユニット６は、上側の被覆膜６３の上面の周縁部の内側に設けられ、活物質及び電解液を有する角型平板状の電極材６１を有する。下側の被覆膜６３の下面には電極材は設けられていない。
電極ユニット６の電極材６０，６１、導電材６２、被覆膜６３、シーラント６４は電極ユニット９と同様の材料を用いてなる。
【００４４】
イオン交換膜７は、各電極ユニットの間に設けられている。イオン交換膜７を挟んで、異なる極性の電極材が対向する。
【００４５】
電極材間において、下記式（１）及び（２）の反応が生じる。
正極：ＶＯＸ2 ・ｎＨ2 Ｏ（ｓ）⇔ＶＯ2 Ｘ・ｎＨ2 Ｏ（ｓ）＋ＨＸ＋Ｈ+ ＋ｅ-   （１）
負極：ＶＸ3 ・ｎＨ2 Ｏ（ｓ）＋ｅ- ⇔２ＶＸ2 ・ｎＨ2 Ｏ（ｓ）＋Ｘ-   （２）
式中、Ｘは１価の陰イオンを表す。Ｘがｍ価の陰イオンである場合、結合係数（１／ｍ）が考慮される。ｎは種々の値をとり得る。
【００４６】
上述の式（１）及び（２）の反応を利用してセル１を用いたバナジウム固体塩電池の充放電が行われる。このとき、正極端子３，負極端子４を介して、外部の負荷又は充電器等との間で充放電が行われる。式（１）及び（２）の反応においてイオン交換膜７を介して電極材間でプロトンが移動する。
【００４７】
外装袋２は電解液非透過性である。外装袋２は、合成樹脂層及び金属層を含有するラミネートシートからなるのが好ましい。具体的には、２つの合成樹脂層の間に金属層を配置した３層の構造である場合等が挙げられる。
合成樹脂層の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン６，ナイロン６６等のポリアミド等が挙げられる。合成樹脂層の厚みは、５〜２００μｍであるのが好ましい。この場合、電池は、良好な気密性を有する。
金属層の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄、ステンレス、チタン、チタン合金等が挙げられる。金属層の厚みは、５〜１００μｍであるのが好ましい。この場合、金属層にピンホール等を発生させることなく、良好な遮水性を保持することができる。
外装袋２の厚みは特に限定されないが、１５〜２５０μｍであるのが好ましい。厚みが１５〜２５０μｍである場合、十分な強度を有するとともに、電池がコンパクトになる。
【００４８】
外装袋２は半体２１と半体２２とからなり、全電極ユニットを挟み、半体２１，２２を内側が対向するように合わせ、周縁部の一部から正極端子３及び負極端子４が突出する状態で、周縁部を圧接し、接着部２３を設けることで一体化されている。
なお、外装袋２は一枚のシートからなり、長手方向の中央部で折り曲げて全電極ユニットを挟み、周縁部を重ねて接着したものであってもよい。
【００４９】
以下、導電材と正極端子３，負極端子４との接続について説明する。
図３〜図５に示すように、電極ユニット８の導電材８２は、周縁部の一部から導電材８２の面方向に突出する矩形板状のタブ８２ａを有する。タブ８２ａは被覆膜８３に覆われていない。
各電極ユニット８のタブ８２ａは略水平方向に延びた後、接着部分２３ａにおいて全てのタブ８２ａが重なるように２度屈曲し、接着部分２３ａから外部へ引き出されている。なお、図４において電極ユニット６及び９は省略している。
【００５０】
各電極ユニット８のシーラント８４の外側縁部８４ｄ，８４ｆには、タブ８２ａが突出している部分において被覆部８４ｇ，８４ｈが連設されており、各被覆部８４ｇ，８４ｈは各タブ８２ａを覆った状態で、接着部分２３ａの外側に引き出されている。即ち被覆部８４ｇ，８４ｈの先端部は、接着部分２３ａの先端部から所定長、突出している。被覆部８４ｇと８４ｈとは互いに合わせた状態で接着されている。
【００５１】
図６に示すように、電極ユニット６の導電材６２は、周縁部の一部から導電材６２の面方向に突出する矩形板状のタブ６２ａを有し、電極ユニット９の導電材９２は、周縁部の一部から導電材９２の面方向に突出する矩形板状のタブ９２ａを有する（図６参照。図６において電極ユニット８は省略している）。
下側の電極ユニット６のタブ６２ａは略水平方向に延び、外装袋２の接着部２３の一部である接着部分２３ｂから外部に引き出されている。
電極ユニット９，９、及び上側の電極ユニット６のタブ９２ａ，９２ａ、及びタブ６２ａは略水平方向に延びた後、接着部分２３ｂにおいて、下側の電極ユニット６のタブ６２ａと重なるように２度屈曲し、接着部分２３ｂから外部へ引き出されている。
【００５２】
各電極ユニット６のシーラント６４の半体６４ａ，６４ｂの各外側縁部には、シーラント８４と同様に、タブ６２ａが突出している部分において被覆部６４ｇ，６４ｈが連設されており、各被覆部６４ｇ，６４ｈは各タブ６２ａを覆った状態で、接着部分２３ｂの外側に引き出されている。被覆部６４ｇと６４ｈとは互いに合わせた状態で接着されている。
各電極ユニット９のシーラント９４の半体９４ａ，９４ｂの各外側縁部には、タブ９２ａが突出している部分において被覆部９４ｇ，９４ｈが連設されており、各被覆部９４ｇ，９４ｈは各タブ９２ａを覆った状態で、接着部分２３ｂの外側に引き出されている。被覆部９４ｇと９４ｈとは互いに合わせた状態で接着されている。各被覆部６４ｇ，６４ｈ、及び各被覆部９４ｇ，９４ｈの先端部は、接着部分２３ｂの先端部から所定長、突出している。
【００５３】
図７は、接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。図７においては、半体２１，半体２２と、各シーラントの各被覆部とが熱溶着により接着される前の状態を示している。
図７に示すように、各電極ユニット８のシーラント８４の被覆部８４ｇ，８４ｈの幅は、電極ユニット８の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。同一の電極ユニット８内の被覆部８４ｇ，８４ｈの幅は等しい。なお、同一の電極ユニット８内の被覆部８４ｇ，８４ｈの幅は異なっていてもよい。また、同一の電極ユニット８内の被覆部８４ｇ，８４ｈは一体化されていてもよい。
そして、上側の電極ユニット６のシーラント６４の被覆部６４ｇ，６４ｈ、上側の電極ユニット９のシーラント９４の被覆部９４ｇ，９４ｈ、下側の電極ユニット９の被覆部９４ｇ，９４ｈ、下側の電極ユニット６の被覆部６４ｇ，６４ｈの幅は、電極ユニット６，９，９，６の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。同一の電極ユニット内の被覆部の幅は等しい。なお、同一の電極ユニット内の被覆部の幅は異なっていてもよい。また、被覆部９４ｇ，９４ｈ、被覆部６４ｇ，６４ｈは夫々一体化されていてもよい。
【００５４】
外装袋２の半体２１は、積層された電極ユニットの側部の階段状の形状に対応して、接着部分２３ａ，２３ｂが正面視で等脚台形状をなすように、即ち半体２１が凸部を有するように、例えばプレス絞り加工により形成されている。
【００５５】
接着部分２３ａと半体２２とにより、被覆部８４ｇ，８４ｈに覆われた３本のタブ８２ａが挟まれ、接着部分２３ｂと半体２２とにより、被覆部６４ｇ，６４ｈに覆われた２本のタブ６２ａ、及び被覆部９４ｇ，９４ｈに覆われた２本のタブ９２ａが挟まれた状態で、外装袋２の接着部分２３ａ，２３ｂを含む接着部２３に熱溶着が施され、外装袋２内部の各電極ユニット６，８，９が封止される。
【００５６】
熱溶着は、半体２１，２２の外側にヒータを配した状態でプレスすることにより行われる。熱により半体２１，２２の合成樹脂層、及び各電極ユニットの被覆部を溶融させ、プレスすることで密にして、前記合成樹脂層と被覆部とを融着させる。
図８は、半体２１，半体２２と、各シーラントの各被覆部とが熱溶着により接着された状態を示す模式的断面図である。熱により半体２１，２２の合成樹脂層、及び各電極ユニットの被覆部が溶融し、対向する部分同士が接着されている。
【００５７】
ここで、各電極ユニットの被覆部の幅が同一である場合、以下の問題が生じる。
図９は、各接着部分で各被覆部の幅が同一である場合を示す模式的断面図である。
図９に示すように全ての電極ユニット８の被覆部８４ｇと被覆部８４ｈとの幅が等しい場合、接着部分２３ａは電極ユニット８の積層により厚みが生じ、根元部分（下層の電極ユニット８側）で直角に折れ曲がることになる。同様に、電極ユニット６，９の被覆部６４ｇ，６４ｈ，９４ｇ，９４ｈの幅が全て等しい場合、接着部分２３ｂは電極ユニット６，９の積層により厚みが生じ、根元部分（下層の電極ユニット６側）で直角に折れ曲がることになる。
従って、半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、接着部分２３ａ，２３ｂの側面、及び根元部分に熱及びプレス圧がかからず、実際には、図９に示すように接着部分２３ａ，２３ｂの側面及び根元部分を各シーラント及び半体２２に密着させることはできず、外装袋２を密閉できないことになる。
【００５８】
本実施の形態の場合、上述したように、電極ユニット８の各被覆部の幅が上から下へ漸次的に広くなり、電極ユニット６，９，９，６の各被覆部の幅が上から下へ漸次的に広くなり、接着部分２３ａ，２３ｂはこの積層形状に対応して等脚台形状をなすので、接着部分２３ａ，２３ｂの根元部分と、半体２２とのなす角度は鋭角になっている。
積層された電極ユニットの階段状の側部に、接着部分２３ａ，２３ｂの等脚台形の斜辺部分が対向しており、半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、前記側部、並びに接着部分２３ａ，２３ｂの側面及び根元部分においても熱及びプレス圧が良好にかかることになる。よって、接着部分２３ａ，２３ｂの合成樹脂層と各被覆部とが容易に融着し、接着部分２３ａ，２３ｂの側面及び根元部分を各シーラント及び半体２２に密着させることができ、外装袋２を良好に密閉することができる。
ここで、プレスが半体２１の凹凸形状に対応する形状を有するように構成した場合、斜め方向に圧力をかけることができるので、接着部分２３ａ，２３ｂの合成樹脂層と各シーラントとがより良好に融着する。
【００５９】
３本のタブ８２ａは接着部分２３ａにおいて、被覆部８４ｇ，８４ｈの先端部から剥き出しの状態でさらに引き出され、上側及び下側のタブ８２ａは折れ曲がって、中央側のタブ８２ａに重ね合わされている。重ね合わされた３本のタブ８２ａは、溶接により負極端子４に接続されている。負極端子４の厚みは１本のタブ８２ａの厚みより厚く、良好な接続強度が得られている。
【００６０】
同様に、接着部分２３ｂにおいて２本のタブ６２ａは被覆部６４ｇ，６４ｈの先端部から剥き出しの状態でさらに引き出され、２本のタブ９２ａは被覆部９４ｇ，９４ｈの先端部から剥き出しの状態でさらに引き出されている。２本のタブ６２ａ、及び２本のタブ９２ａは先端部で重ね合わされ、溶接により正極端子３に接続されている。正極端子３の厚みは１本のタブ６２ａ及び１本のタブ９２ａの厚みより厚く、良好な接続強度が得られている。
各電極ユニットを封止したセル１は、ケース（不図示）に収容される。
【００６１】
本実施の形態のセル１は以上のように構成されており、タブ６２ａ，８２ａ，９２ａがシーラント６４，８４，９４に覆われているので、外装袋２内で電解液に係る酸性の物質により腐食されることが防止されている。
そして、シーラント８４の被覆部８４ｇ，８４ｈが接着部分２３ａに挟まれた状態で、熱溶着により接着部分２３ａに容易に接着され、タブ８２ａが接着部分２３ａに密閉された状態で固定されている。同様に、シーラント６４，９４の被覆部６４ｇ，６４ｈ、被覆部９４ｇ，９４ｈが接着部分２３ｂに挟まれた状態で、熱溶着により接着部分２３ｂに容易に接着され、タブ６２ａ，９２ａが接着部分２３ｂに密閉された状態で固定されている。
ここで、上述したように、積層された電極ユニットの側部が階段状をなし、接着部分２３ａ，２３ｂが等脚台形状をなすので、接着部分２３ａ，２３ｂと各シーラントと半体２２との密着性が良好である。
本実施の形態においては、同一の電極ユニット内のシーラントの幅は同幅であるので、簡単な構成で、階段状の前記側部を得ることができる。
【００６２】
タブ８２ａ，６２ａ，９２ａが腐食することが防止されており、電池性能の低下が抑制されている。接着部分２３ａから突出したタブ８２ａは重ね合わされて、電極ユニット６，８，９を収容した外装袋２本体の外部で負極端子４と良好に接続され、接着部分２３ｂから突出したタブ６２ａ，９２ａは重ね合わされて、外装袋２本体の外部で正極端子３と良好に接続され、接続の信頼性が向上している。そして、外装袋２本体の内部でタブと正極端子３又は負極端子４と接続する場合と異なり、外装袋２本体を小型化することができる。
【００６３】
そして、本実施の形態においては、シーラント８４の被覆部８４ｇ，８４ｈの先端部が接着部分２３ａより突出し、シーラント６４，９４の被覆部６４ｇ，６４ｈ、被覆部９４ｇ，９４ｈの先端部が接着部分２３ｂより突出しているので、外装袋２の密封性が良好である。そして、外装袋２が不要に大きくなることが防止されている。
【００６４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る電池のセル１１においては、各電極ユニットのシーラントが一体化されていること以外は、実施の形態１に係るセル１と同様の構成を有する。
【００６５】
図１０は、接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。図１０においては、半体２１，半体２２と、各シーラントの各被覆部とが熱溶着により接着される前の状態を示している。
本実施の形態に係る電極ユニット８の被覆部８４ｋは、上下に分かれずに一体化されており、正面視が等脚台形状をなしている。そして、各電極ユニット８の被覆部８４ｋの幅は、電極ユニット８の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。各被覆部８４ｋの斜面は繋がっている。
【００６６】
電極ユニット６，９の被覆部６４ｋ，９４ｋも上下に分かれずに一体化されており、正面視が等脚台形状をなしている。そして、上側の電極ユニット６の被覆部６４ｋ、上側の電極ユニット９の被覆部９４ｋ、下側の電極ユニット９の被覆部９４ｋ、下側の電極ユニット６の被覆部６４ｋの幅は、電極ユニット６，９，９，６の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。被覆部６４ｋ，９４ｋ，６４ｋ，９４ｋの斜面は繋がっている。
外装袋２の半体２１は、被覆部の側面の形状に対応して、即ち接着部分２３ａ，２３ｂが正面視で等脚台形状をなすように、即ち半体２１が凸部を有するように、例えばプレス絞り加工により形成されている。
【００６７】
本実施の形態の場合、実施の形態１と同様に電極ユニット８の各被覆部８４ｋの幅が上から下へ漸次的に広くなり、電極ユニット６，９，９，６の被覆部６４ｋ，９４ｋ，６４ｋ，９４ｋの幅が上から下へ漸次的に広くなり、接着部分２３ａ，２３ｂはこの積層形状に対応して等脚台形状をなすので、接着部分２３ａ，２３ｂの各根元部分と、半体２２とのなす角度は鋭角になっている。
従って、半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、接着部分２３ａ，２３ｂの側面及び根元部分においても熱及びプレス圧が良好にかかることになる。このとき、被覆部８４ｋの斜面と接着部分２３ａの台形の斜辺部分とが当接し、被覆部６４ｋ，９４ｋ，９４ｋ，６４ｋの斜面と接着部分２３ｂの台形の斜辺部分とが当接しており、接着部分２３ａ，２３ｂの合成樹脂層と各被覆部とが容易に良好に融着し、接着部分２３ａ，２３ｂの側面及び根元部分を各シーラント及び半体２２に密着させることができ、外装袋２を良好に密閉することができる。
なお、被覆部６４ｋ，８４ｋ，９４ｋは一体化されている場合に限定されるものではなく、上下に分かれているものであってもよい。
【００６８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る電池のセル１２においては、外装袋２の接着部分２３ａ及び接着部分２３ｂ内で、タブが負極端子４及び正極端子３と接続されていること以外は、実施の形態１に係るセル１と同様の構成を有する。
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電池のセル１２の負極のタブ８２ａと負極端子４との接続部分を示す模式的断面図、図１２は接着部２３を正面から見た状態を示す模式的断面図である。図１２においては、半体２１，半体２２と、各シーラントの各被覆部とが熱溶着により接着される前の状態を示している。
【００６９】
図１１に示すように、接着部分２３ａの突出長はセル１の接着部分２３ａの突出長より長くなっている。
接着部分２３ａの基端部で、被覆部８４ｇ，８４ｈに覆われた３本のタブ８２ａが挟まれた状態で熱溶着が施され、被覆部８４ｇ，８４ｈが該基端部に接着されている。各電極ユニット８の被覆部８４ｇ，８４ｈの幅は、電極ユニット８の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。接着部分２３ａの基端部は、正面視が等脚台形状をなしている。
接着部分２３ａ内で、接着部分２３ａが延びる方向に、タブ８２ａは被覆部８４ｇ，８４ｈから突出し、上側及び下側のタブ８２ａは折れ曲がって、中央側のタブ８２ａに重ね合わされている。重ね合わされた３本のタブ８２ａは、溶接により負極端子４に接続されている。負極端子４の中央側から端側の部分はシーラント４１，４２により覆われている。シーラント４１，４２は接着部分２３ａの先端部に挟まれている。
【００７０】
接着部分２３ｂの突出長はセル１の接着部分２３ａの突出長より長くなっており（不図示）、接着部分２３ｂの基端部においても、被覆部６４ｇ，６４ｈに覆われた２本のタブ６２ａ、及び被覆部９４ｇ，９４ｈに覆われた２本のタブ９２ａが挟まれた状態で、熱溶着が施されている。上側の電極ユニット６の被覆部６４ｇ，６４ｈ、上側の電極ユニット９の被覆部９４ｇ，９４ｈ、下側の電極ユニット９の被覆部９４ｇ，９４ｈ、下側の電極ユニット６の被覆部６４ｇ，６４ｈの幅は、電極ユニット６，９，９，６の積層方向に対し、上から下へ漸次的に広くなっている。接着部分２３ｂの基端部は、正面視が等脚台形状をなしている。
そして、接着部分２３ｂ内でタブ６２ａ，９２ａ，９２ａ、６２ａが重ね合わされ、溶接により正極端子３と接続されている。正極端子３の中央側から端側の部分はシーラント３１，３２により覆われている（図１２参照）。シーラント３１，３２は接着部分２３ｂの先端部に挟まれている。
【００７１】
図１２に示すように、下側のシーラント４２の幅は上側のシーラント４１の幅より広く、下側のシーラント３２の幅は上側のシーラント３１の幅より広い。
外装袋２の半体２１は、上述のシーラントの段形状に対応して、接着部分２３ａ，２３ｂが正面視で等脚台形状をなすように、即ち半体２１が凸部を有するように、例えばプレス絞り加工により形成されている。
【００７２】
本実施の形態においては、電極ユニット８の各被覆部の幅が上から下へ漸次的に広くなり、電極ユニット６，９，９，６の各被覆部の幅が上から下へ漸次的に広くなり、接着部分２３ａ，２３ｂの基端部はこの積層形状に対応して等脚台形状をなすので、接着部分２３ａ，２３ｂの根元部分と、半体２２とのなす角度は鋭角になっている。
【００７３】
図１３は、半体２１，半体２２と、各シーラントとが熱溶着により接着された状態を示す模式的断面図である。
半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、接着部分２３ａ，２３ｂの根元部分においても熱及びプレス圧が良好にかかることになり、接着部分２３ａ，２３ｂの合成樹脂層と各被覆部とが容易に融着し、接着部分２３ａ，２３ｂの基端部の根元部分を半体２２に密着している。
【００７４】
そして、下側のシーラント４２の幅が上側のシーラント４１の幅より広く、下側のシーラント３２の幅が上側のシーラント３１の幅より広く、接着部分２３ａ，２３ｂの先端部はこの積層形状に対応して等脚台形状をなすので、接着部分２３ａ，２３ｂの先端部の根元部分と、半体２２とのなす角度は鋭角になっている。
従って、半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、接着部分２３ａ，２３ｂの先端部の側面及び根元部分においても熱及びプレス圧が良好にかかることになり、接着部分２３ａ，２３ｂの合成樹脂層と各被覆部とが容易に融着し、接着部分２３ａ，２３ｂの先端部の側面及び根元部分を、各シーラント及び半体２２に密着させることができ、外装袋２を良好に密閉することができる。
【００７５】
シーラント３１，３２，４１，４２は厚みを厚くすることで、加熱及び加圧時に、シーラント３１，３２と接着部分２３ｂの先端部とを、及びシーラント４１，４２と接着部分２３ａの先端部とを良好に融着させることができる。そして、接着部分２３ａ，２３ｂの金属層と正極端子３又は負極端子４とがショートするのを防止することができる。
【００７６】
本実施の形態においては、タブ８２ａが接着部分２３ａ内で負極端子４と接続され、タブ６２ａ，９２ａが接着部分２３ａ内で正極端子３と接続されているので、安全性がより良好である。
【００７７】
実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る電池のセル１３を示す模式的断面図であり、図１５は接着部分２３ａを正面から見た状態を示す模式的断面図である。図１５においては、半体２１，半体２２と、被覆部８４ｇ、８４ｈとが熱溶着により接着される前の状態を示している。図１５中、図２〜図４と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
セル１３は、外装袋２と、外装袋２の周縁部の一部から突出した正極端子３（不図示）及び負極端子４と、２つの正極の電極ユニット５と、１つの負極の電極ユニット８とを備える。このセル１３単体で、又はセル１と他のセルとを組み合わせてケース（不図示）に収容することにより電池が構成される。
【００７８】
電極ユニット８は実施の形態１に係る電極ユニット８と同様の構成を有する。
電極ユニット５は、電極材５０、導電材５２、被覆膜５３、及びシーラント５４を備える。導電材５２は角型平板状をなし、半体２１又は半体２２の内面に配されており、導電材５２の内面は被覆膜５３により覆われている。被覆膜５３の内面の周縁部の内側には、活物質及び電解液を有する角型平板状の電極材５０が設けられている。シーラント５４は額縁状をなし、前記周縁部、及び半体２１又は半体２２に接着され、半体２１又は半体２２と被覆部５２とにより導電材５２を封止する。
シーラント５４は角筒状の枠本体の一端部に、内側に張り出した内側縁部５４ａを備え、枠本体の他端部に、外側に張り出した外側縁部５４ｂを備える。即ち、シーラント５４は平面視で、内側縁部５４ａ（電極材５０の外側部分）の外側に、外側縁部５４ｂが位置するように構成されている。
電極ユニット５の電極材５０、導電材５２、被覆膜５３、及びシーラント５４は、実施の形態１に係る電極ユニット６の電極材６０、導電材６２、被覆膜６３、及びシーラント６４と同様の材料を用いてなる。
【００７９】
電極ユニット８のシーラント８４の外側縁部８４ｄ，８４ｆには、タブ８２ａが突出している部分において被覆部８４ｇ，８４ｈが連設されており、各被覆部８４ｇ，８４ｈはタブ８２ａを覆った状態で、接着部分２３ａの外側に引き出されている。即ち被覆部８４ｇ，８４ｈの先端部は、接着部分２３ａの先端部から所定長、突出している。被覆部８４ｇと８４ｈとは互いに合わせた状態で接着されている。
【００８０】
図１３に示すように、下側の被覆部８４ｈの幅は上側の被覆部８４ｇの幅より広い。
そして、接着部分２３ａは、上述の被覆部８４ｇ、８４ｈの段形状に対応して、即ち，正面視で等脚台形状をなすように、即ち半体２１が凸部を有するように、例えばプレス絞り加工により形成されている。
従って、半体２１，２２の外側にヒータを配し、プレスした場合に、接着部分２３ａの側面及び根元部分においても、熱及びプレス圧が良好にかかることになり、接着部分２３ａの合成樹脂層と被覆部８４ｇ，８４ｈとが容易に融着し、接着部分２３ａの側面及び根元部分を、被覆部８４ｇ，８４ｈ及び半体２２に密着させることができる。
被覆部８４ｇ，８４ｈは厚みを厚くすることで、加熱及び加圧時に、被覆部８４ｇ，８４ｈと接着部分２３ａとを良好に融着させることができる。そして、接着部分２３ａの金属層とタブ８２ａとがショートするのを防止することができる。
【００８１】
なお、本発明は上述した実施の形態１〜４の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、実施の形態１〜４の電池は、バナジウム固体塩電池に限定されるものではない。即ち、活物質はバナジウムでなく、鉄又はクロムである構成でもよく、電解液は、酸性でなくアルカリ性とする構成であってもよい。
そして、セルの各部材の材質、構成、及び個数、電極材の極性、並びに外装袋２の接着方法等も実施の形態１〜４において説明した場合に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８２】
１、１１、１２、１３  セル
２  外装袋
２１  半体
２２  半体
２３  接着部
２３ａ、２３ｂ  接着部分
３  正極端子
４  負極端子
５、６、８、９  電極ユニット
５０、６０、６１、８０、８１、９０、９１  電極材
５２、６２、８２、９２  導電材
６２ａ、８２ａ、９２ａ  タブ
５３、６３、８３、９３  被覆膜
５４、６４、８４、９４、３１、３２、４１、４２  シーラント
６４ａ、６４ｂ、８４ａ、８４ｂ、９４ａ、９４ｂ  半体
５４ａ、８４ｃ、８４ｅ  内側縁部
５４ｂ、８４ｄ、８４ｆ  外側縁部
６４ｇ、６４ｈ、８４ｇ、８４ｈ、９４ｇ、９４ｈ、６４ｋ、８４ｋ、９４ｋ  被覆部
７  イオン交換膜
【図１】
2017004883.tif 000003
【図２】
2017004883.tif 000004
【図３】
2017004883.tif 000005
【図４】
2017004883.tif 000006
【図５】
2017004883.tif 000007
【図６】
2017004883.tif 000008
【図７】
2017004883.tif 000009
【図８】
2017004883.tif 000010
【図９】
2017004883.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2017004883.tif 000013
【図１２】
2017004883.tif 000014
【図１３】
2017004883.tif 000015
【図１４】
2017004883.tif 000016
【図１５】
2017004883.tif 000017