CN101997135A - 电池检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种电池检查装置，该电池检查装置对具有由多块四边形的电极板形成层的电池(1)的电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：X射线管(2)；定位机构(4)，该定位机构(4)将电池(1)进行定位，使得电极板沿着从X射线管(2)放射出的X射线束(3)；X射线检测器(5)，该X射线检测器(5)对透射过电池(1)的X射线束(3)进行检测并输出为透射像；以及数据处理部(6)，该数据处理部(6)取得并处理第一透射像和第二透射像，检测上述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述第一透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上来透射过上述电极板的第一角部分的X射线束(3)的透射像，上述第二透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上来透射过上述电极板的第二角部分的X射线束(3)的透射像。

Description

电池检查装置

技术领域

本发明涉及检查叠堆型的电池的正极板和负极板的位置偏移的电池检查装置，上述叠堆型的电池是在容器内以层状交替地配置正极板(正极的电极板)和负极板(负极的电极板)来形成。

背景技术

近年来，由于便携式电话等设备的发展及电动汽车的实用化，锂离子电池及镍氢电池等充电电池的需求不断扩大。

特别是，使电解液成为凝胶状的锂离子聚合物电池由于不易发生液体泄漏，另外，能量密度高、能够薄型化等的理由，而开始普及。锂离子聚合物电池采用将平板状的正极板和负极板隔着隔离物来进行多层堆积的结构(以下，称为叠堆型)。

在该锂离子聚合物电池中，若正极板比负极板要伸出，则在使用中，在伸出的正极板中，锂离子析出并短路，可能起火。因此，为了安全而保证正极板和负极板的位置，使其不发生偏移，就很重要。该偏移在容器密封后要通过放射线透视来检查。作为对这样的叠堆型电池进行放射线透视的已有的电池检查装置，有一种在日本国专利特开2004-22206号公报中记载的装置。

图17是表示利用已有的叠堆型电池的放射线透视的检查方法的示意图。如图17所示的那样，首先，将放射线向沿着电池60的正极板61的长边的AA方向放射，由放射线检测器40检测出透射像。通过对该放射线透射像进行图像处理，沿着长边对每层来判定正极板61和负极板62的位置是否适当。接着，将放射线向沿着电池60的正极板61的短边的BB方向放射，同样地，沿着短边对每层来判定正极板61和负极板62的位置是否适当。

近年来，叠堆型的锂离子聚合物电池有高容量化的倾向。由于高容量化，则电极板的大小要大型化，例如一边为10cm到30cm，一组正极板和负极板形成的层的厚度要薄层化，例如为0.15mm，也使层数要增大，例如为50(已有的为5cm、0.3mm、10层左右)。

因此，若像以往那样向沿电极板的一边的方向进行透射，则由于一边变长，层也变薄，因而鉴于电极板的弯曲的影响，放射线变得很难通过，因此存在的问题是，放射线透射像变得不鲜明，或由于电极板的透射像的重叠而更变得不鲜明，不能进行检查。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电池检查装置，上述电池检查装置在高容量的叠堆型的电池中，也能检查出电极板的位置偏移。

根据本发明的一个实施方式，提供一种电池检查装置，上述电池检查装置对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的上述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：放射线源；定位单元，上述定位单元将上述电池进行定位，使得上述电极板沿着从上述放射线源放射出的放射线束；放射线检测器，上述放射线检测器对透射过上述电池的上述放射线束进行检测并输出为透射像；以及数据处理单元，上述数据处理单元取得并处理第一透射像和第二透射像，检测上述电极板的位置偏移来判定是否合格，上述第一透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上来透射过上述电极板的第一角部分的放射线束的透射像，上述第二透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上来透射过上述电极板的第二角部分的放射线束的透射像。

根据本发明的其他实施方式，提供一种电池检查装置，上述电池检查装置对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的上述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：放射线源；定位单元，上述定位单元将上述电池进行定位，使得上述电极板沿着从上述放射线源放射出的放射线束；放射线检测器，上述放射线检测器对透射过上述电池的上述放射线束进行检测并输出为透射像；以及数据处理单元，上述数据处理单元取得并处理第一透射像和第二透射像，检测上述电极板的位置偏移来判定是否合格，上述第一透射像和第二透射像是检测分别在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来透射过上述电极板的第一角部分的放射线束的透射像。

根据本发明的又一其他实施方式，提供一种电池检查装置，上述电池检查装置对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的上述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：放射线源；定位单元，上述定位单元将上述电池进行定位，使得上述电极板沿着从上述放射线源放射出的放射线束；放射线检测器，上述放射线检测器对透射过上述电池的上述放射线束进行检测并输出为透射像；以及数据处理单元，上述数据处理单元取得并处理八个透射像，检测上述电极板的位置偏移来判定是否合格，上述八个透射像是检测分别在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来分别透射过上述电极板的四个角部分的放射线束的透射像。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电池检查装置的结构图(平面图)。

图2A、图2B、及图2C是表示电池1的结构的示意图。

图3是实施方式1的检查的流程图。

图4A及图4B是表示由实施方式1得到的透射像的示意图。

图5是求出实施方式1中的位置偏移Δx、Δy的说明图。

图6是本发明的实施方式2的电池检查装置的结构图(平面图)。

图7是实施方式2的检查的流程图。

图8是求出实施方式2中的位置偏移Δx、Δy的说明图。

图9是本发明的实施方式3的电池检查装置的结构图(平面图)。

图10是实施方式3的检查的流程图。

图11是求出实施方式3中的位置偏移Δx(i)、Δy(i)的说明图。

图12是求出实施方式3的变形例2中的位置偏移Δx(2)、Δy(2)的说明图。

图13是本发明的实施方式4的电池检查装置的结构图(平面图)。

图14是实施方式4的检查的流程图。

图15是求出实施方式4中的负极板的突出长度cx、cy的说明图。

图16是在各实施方式共用的变形例3中、电极板有倒角的情况下的修正说明图(一例)。

图17是表示利用已有的叠堆型电池的放射线透视的检查方法的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施方式。

(实施方式1的结构)

图1是本发明的实施方式1的电池检查装置的结构图(平面图)。

电池检查装置是检查电池1的电极板的位置偏移的装置，包括：X射线管2(放射线源)；定位机构4，上述定位机构4将电池1进行定位在从X射线管2放射出的X线束3(放射线束)中；X射线检测器5(放射线检测器)，上述X射线检测器5检测透射过电池1的X射线束3并将其输出为透射像(透射数据)；数据处理部6，上述数据处理部6接受透射像，检测电池的电极板的位置偏移，并判定其是否合格；机构控制部7，上述机构控制部7根据来自数据处理部6的指令来控制定位机构4。另外，作为其他结构，还包括：高压发生器，上述高压发生器向X射线管2提供高电压；X射线控制器，上述X射线控制器控制管电压、管电流；电池传送机构，上述电池传送机构传送电池1并与定位机构4进行交接；排除机构，上述排除机构排出判定为不良的电池；X射线准直器；及X射线屏蔽箱等，但在图1中进行了省略。

作为X射线管2，例如使用作为X射线束3的发散点的X射线焦点F的大小为1μm左右的微焦X射线管。

X射线检测器5是用二维分辨率来检测X射线的检测器，包括：X射线II(增像器)，上述X射线II将X射线像变换为可视光像；摄像机，上述摄像机对该可视光像进行拍摄并输出为数字数据的透射像；及检测器控制部等，上述检测器控制部对X射线II和摄像机进行控制。

图2A、图2B、及图2C是表示电池1的结构的示意图。图2A表示俯视图，图2B表示E-E剖视图，图2C表示图2B的一部分放大图。叠堆型电池1是例如锂离子聚合物电池，作为电极板是角为直角的四边形，由大约100×200mm的相互相同形状的正极板11和比其大数mm的相互相同形状的负极板12交替重叠，一组正极板11和负极板12形成的层的厚度为大约0.2mm，重叠大约30层，整体成为大约6mm的厚度。

在正极板11和负极板12之间有较薄的树脂制的隔离物，但在图中进行了省略。整个电极板(正极板11和负极板12的总称)11、12容纳于由铝和聚丙烯的多层层叠薄膜形成的壳体13中，在电极板的间隙中填充有凝胶状电解液14。将正极导线15与各正极板11相连接，将正极导线15束成一束取出到外部，同样将负极导线16与各负极板12相连接，同样将其取出到外部。

在实施方式1中，对电池1，对第一透射像和第二透射像进行拍摄，上述第一透射像是检测沿着电极板11、12的面、且相对于边以45°倾斜的方向P 1来透射过电极板11、12的第一角部分C 1的放射线束的透射像，上述第二透射像是检测沿着电极板11、12的面、且相对于边以45°倾斜的方向P2来透射过电极板11、12的第二角部分C2的放射线束的透射像。

返回到图1，定位机构4用托架4a来将平板状的电池1沿着水平面(纸面)进行保持，进行定位，使得电极板11、12的面沿着X射线束3(的X射线光轴L)。定位机构4将电极板的第一角部分C 1进行定位，使得X射线束3(的X射线光轴L)在沿着面、且相对于边以45°倾斜的方向P 1上进行透射(实线)，再有，使电池1连同托架4a沿水平面相对于旋转轴RA进行旋转，将电极板的第二角部分C2进行定位，使得X射线束3(的X射线光轴L)在沿着面、且相对于边以45°倾斜的方向P2上进行透射(虚线)。

机构控制部7根据来自数据处理部6的指令来控制定位结构4，并对未图示的电池传送机构和排除判定为不良的电池的排除机构进行控制，此外还将这些机构的状态发送到数据处理部6。

数据处理部6例如是通常的计算机，具有CPU、存储器、接口、键盘、或鼠标等输入部、显示部等。数据处理部6利用CPU来执行所存储的检查程序，向X射线检测器5和机构部控制部7发送指令来进行检查。数据处理部6将由X射线检测器5发送的透射像存储于存储器中，利用CPU来执行电极板的位置偏移检测和判定，对每个电池1进行合格与否判定，在不合格品的情况下，向机构控制部7发送作为判定结果的不合格品的排除信号。

(实施方式1的作用)

参照图3、图4A和图4B、及图5，对实施方式1的作用进行说明。

实施方式1是在{各电极板的形状正确(边的长度和角的角度与设计值相同)，能忽略误差}、{若存在偏移，则只是平行偏移}的前提下，对多块电极板11、12间的相对的位置偏移进行检测。

图3是实施方式1的检查的流程图。检查是根据检查程序利用数据处理部6的CPU来进行的。

在步骤S1中，定位机构4将电池1进行定位，使得X射线束3在沿着45°倾斜的方向P1上来透射过第一角部分C1，X射线检测器5对透射像进行拍摄，数据处理部6取得透射像。

图4A及图4B是表示由实施方式1得到的透射像的示意图。图4A表示角部分C1的透射像，图4B表示角部分C2的透射像。

在步骤S2中，参照图4A，数据处理部6使用由步骤S1得到的角部分C1的透射像来求出负极板相对于正极板的突出长度L1。突出长度L1是从上开始依次对每个相邻的正极板11负极板12的组合编号K来求出作为L1(k)(k＝1，2，…K)。以下，为了方便，将该组合编号k称为层编号k。L1(k)使用通常的图像处理、例如进行滤波处理、2值化、电极板端部的识别和坐标求出等来求出。

此外，在正极板比负极板突出的情况下，设突出长度L1(k)为负值。另外，作为突出长度L1(k)，是将图像上的以像素为单位的长度变换为实际长度来求出的。实际长度L1(k)可由下式求出。

实际长度＝以像素为单位的长度×检测面上的一个像素尺寸×FOD/FDD                                                   (1)

式中的FOD是X射线焦点F和电池1(的角部分)的距离，FDD是X射线焦点F和X射线检测器5(检测面5a)的距离(参照图1)。

在步骤S3中，定位机构4将电池3进行定位，使得X射线束3在沿着45°倾斜的方向P2上来透射过第二角部分C2，X射线检测器5对透射像进行拍摄，数据处理部6取得透射像。

在步骤S4中，参照图4B，数据处理部6使用由步骤S3得到的角部分C2的透射像，与步骤S2同样，从上开始依次以实际长度的形式求出负极板相对于正极板的突出长度L2(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S5中，进入层编号k的循环，以k＝1、2…K来如下所示那样反复步骤S6、S7。

在步骤S6中，根据由步骤S2、S4中求出的L 1(k)、L2(k)，来如下所示那样求出以负极板为基准时的、正极板的从预定位置起的位置偏移Δx、Δy。

图5是求出实施方式1中的位置偏移Δx、Δy的说明图。图5示出了一层中的正极板11和负极板12的位置关系。

参照图5，若设没有偏移时的负极板12的突出量在x、y方向上分别为cx0、cy0，则没有偏移时的L1和L2可由下式求出。

L10＝cx0·sinθ1+cy0·cosθ1           (2)

L20＝cx0·cosθ2+cy0·sinθ2           (3)

式中，θ1＝45°，θ2＝45°。

接着，由下式可求出L1(k)、L2(k)的从没有偏移时起的变化量。

ΔL1(k)＝L1(k)-L10                     (4)

ΔL2(k)＝L2(k)-L20                     (5)

接着，从图5可推导出ΔL1(k)、ΔL2(k)和正极板的位置偏移Δx、Δy之间的下面的联立方程式成立。

ΔL1(k)＝-Δx·sinθ1-Δy·cosθ1      (6)

ΔL2(k)＝-Δx·cosθ2-Δy·sinθ2      (7)

若求解该联立方程式，则可求出下式。

Δx＝{ΔL2(k)·cosθ1-ΔL1(k)·sinθ2}/cos(θ1-θ2)      (8)

Δy＝{-ΔL2(k)·sinθ1-ΔL 1(k)·cosθ2}/cos(θ1-θ2)    (9)

即，在步骤S6中，通过依次计算式(2)至式(5)、及式(8)、式(9)，可求出层k中的正极板的偏移Δx、Δy。

在步骤S7中，如下所示那样对不同层进行合格与否判定。

设偏移的容许值在x、y方向上分别为Δx1mt、Δy1mt，

则对于|Δx|＜Δx1mt、且|Δy|＜Δy1mt时的层k，

判定其为合格品，其它情况下判定为不合格品。

在步骤S8中，在对于全部的k的循环未结束的情况下，返回到步骤S5来改变k，并反复步骤S6、S7，在对于全部的k的循环结束的情况下，前进到步骤S9。

在步骤S9中，进行综合的合格与否判定。综合的合格与否判定是仅在对所有层k中都判定为合格品时，才综合地判定为合格品。

根据以上的检查流程，仅将所有层的负极板的突出长度在x的正负方向上为规定值(cx0-Δx1mt)以上、且在y的正负方向上为规定值(cy0-Δy1mt)以上的电池1判定为合格品。

(实施方式1的效果)

根据实施方式1，由于分别对电极板的两个角部分在沿着面、且相对于边以45°倾斜的方向上来对透射像进行拍摄，因此能减短放射线束透射过电极板的长度来得到透射像，并能减轻由电极板的弯曲的影响所引起的放射线难以通过或由电极板的弯曲的影响所引起的电极板的像变得不鲜明的问题，另外，能在平行偏移的前提下、从拍摄的两个透射像来检侧电极板的位置偏移并进行合格与否判定，因而在高容量的叠堆型的电池中，即使电极板很大且层很薄，也能从透射像来检测出电极板的位置偏移。

(实施方式1的变形例)

(变形例1)

在实施方式1中，是在沿着电极板的面、且相对于边以45°倾斜的方向上来对角部分进行拍摄，但也可以不一定是45°。参照图5，在倾斜角θ1、θ2为45°时，X射线束透射过电极板的长度最小，因而最佳，但在偏离45°时，该长度的增加很缓慢，因此只要倾斜角θ1、θ2大约为45°左右即可，例如可设定在从大约20°到70°的范围内。

(变形例2)

在实施方式1中，是对两个角部分拍摄了透射像，但也可对三个以上的角部分在沿着面、且相对于边以45°倾斜的方向上来拍摄透射像，从这些透射像来检测电极板的位置偏移。由此，能提高统计精度来检测出位置偏移。此处，作为求出位置偏移Δx、Δy的计算，例如能改变角部分的两种组合，分别从组合中与实施方式1同样地求出位置偏移，对所求出的位置偏移进行平均来得到最终的位置偏移Δx、Δy。

(变形例3)

参照图3，在实施方式1中，是对所有层来计算k循环(从步骤S5到S8)，但在步骤S7的不同层的合格与否判定中判定为不良时，也可使循环结束来转移到步骤S9的综合判定。这是因为，即使是一层中有不良的情况，在综合判定中也将判定为不良。

(变形例4)

在实施方式1中，是对两个角部分分别在以θ1、θ2倾斜的方向上进行了拍摄，但也可再对另外一个角部分在以θ3倾斜的方向上进行拍摄，从而从三个透射像来检测出包含旋转偏移的位置偏移。在这种情况下，能将平行偏移Δxp、Δyp和旋转偏移α作为未知数来建立三个方程式。该方程式虽然稍微有些复杂，但能利用方程式的数值解析来求解并求出位置偏移。

在采用该方式的情况下，θ1、θ2、θ3不是45°，若设定透射方向，使其与电极板的长边以大约20°左右进行交叉，则精度上升。

(实施方式2的结构)

图6是本发明的实施方式2的电池检查装置的结构图(平面图)。对于与实施方式1相同的结构，附加了相同的标号，省略说明。图6的定位机构4A与图1的定位机构4的不同点仅在于将电池1进行定位的动作。另外，图6的数据处理部6A与图1的数据处理部6的不同点仅在于检查程序。

定位机构4A用托架(未图示)将平板状的电池1沿着水平面(纸面)进行保持，进行定位，使得电极板11、12的面沿着X射线束3(的X射线光轴L)。定位机构4A将电池1进行定位(实线)，使得X射线束3(的X射线光轴L)在沿着面、且相对于边以θ1倾斜的方向上来透射过电极板的第一角部分C 1，再有，使得连同托架沿水平面相对于旋转轴RA进行旋转，使得X射线束3(的X射线光轴L)在沿着面、且相对于边以θ2倾斜的方向上来透射过电极板的角部分C1(虚线)。

(实施方式2的作用)

参照图7及图8，对实施方式2的作用进行说明。

实施方式2是在与实施方式1相同的前提下，即，在{各电极板的形状正确，能忽略误差}、{若存在偏移，则只是平行偏移}的前提下，对多块电极板11、12间的相对的位置偏移进行检测。

图7是实施方式2的检查的流程图。检查是根据检查程序利用数据处理部6A的CPU来进行的。

在步骤S11中，定位机构4A将电池1进行定位，使得X射线束3在以θ1倾斜的方向上来透射过电极板的第一角部分C1，X射线检测器5对透射像进行拍摄，数据处理部6A取得透射像。所取得的透射像与图4A相同。

在步骤S12中，参照图4A，数据处理部6A使用由步骤S11得到的角部分C1的透射像来求出负极板相对于正极板的突出长度L1。与实施方式1相同，突出长度L1是对每层k以实际长度从上开始依次求出作为L1(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S13中，定位机构4A将电池1进行定位，使得X射线束3在以θ2倾斜的方向上来透射过电极板的第一角部分C1，X射线检测器5对透射像进行拍摄，数据处理部6A取得透射像。所取得的透射像与图4A相同。

在步骤S14中，参照图4A，数据处理部6A使用由步骤S13得到的角部分C1的透射像来求出负极板相对于正极板的突出长度L2。与实施方式1相同，突出长度L2是对每层k以实际长度从上开始依次求出作为L2(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S15中，进入层编号k的循环，以k＝1、2…K来如下所示那样反复步骤S16、S17。

在步骤S16中，根据由步骤S12、S14中求出的L1(k)、L2(k)，来如下所示那样求出以负极板为基准时的、正极板的从预定位置起的位置偏移Δx、Δy。

图8是求出实施方式2中的位置偏移Δx、Δy的说明图。图8示出了一层中的正极板11和负极板12的位置关系。

参照图8，若设没有偏移时的负极板12的突出量沿x、y方向上分别为cx0、cy0，则能推导出L1(k)、L2(k)和正极板的位置偏移Δx、Δy之间的下面的联立方程式成立。

L1(k)＝(cx0-Δx)·sinθ1+(cy0-Δy)·cosθ1           (10)

L2(k)＝(cx0-Δx)·sinθ2+(cy0-Δy)·cosθ2           (11)

若求解该联立方程式，则可求出下式。

Δx＝cx0+{L1(k)·cosθ2-L2(k)·cosθ1}/sin(θ2-θ1)  (12)

Δy＝cy0-{L1(k)·sinθ2-L2(k)·sinθ1}/sin(θ2-θ1)  (13)

即，在步骤S16中，通过计算式(12)、式(13)，可求出层k中的正极板的偏移Δx、Δy。

在步骤S17中，如下所示那样对不同层进行合格与否判定。

设偏移的容许值在x、y方向上分别为Δx1mt、Δy1mt，

则对于|Δx|＜Δx1mt、且|Δy|＜Δy1mt时的层k，

判定其为合格品，其它情况下判定为不合格品。

在步骤S18中，在对于全部的k的循环未结束的情况下，返回到步骤S15来改变k，并反复步骤S16、S17，在对于全部的k的循环结束的情况下，前进到步骤S19。

在步骤S19中，进行综合的合格与否判定。综合的合格与否判定是仅在所有层k都判定为合格品时，才综合地判定为合格品。

根据以上的检查流程，仅将所有层的负极板的突出长度在x的正负方向上为规定值(cx0-Δx1mt)以上、且在y的正负方向上为规定值(cy0-Δy1mt)以上的电池1判定为合格品。

(实施方式2的效果)

根据实施方式2，由于对电极板的一个角部分在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来分别对透射像进行拍摄，因此能减短放射线束透射过电极板的长度来得到透射像，并能减轻由电极板的弯曲的影响所引起的放射线难以通过或由电极板的弯曲的影响所引起的电极板的像变得不鲜明的问题，另外，能在平行偏移的前提下、从所拍摄的两个透射像来检侧电极板的位置偏移并进行合格与否判定，因而在高容量的叠堆型的电池中，即使电极板很大且层很薄，也能从透射像来检测出电极板的位置偏移。

(实施方式2的变形例)

(变形例1)

在实施方式2中，能任意地设定倾斜角θ1、θ2，θ1、θ2的差较大，即越接近90°，则越能高精度地求出Δx、Δy，但是若θ1、θ2分别接近0°或90°，则会导致X射线束透射过电极板的长度变长，透射像变得不鲜明。因此，最好设倾斜角θ1、θ2的一个在大约20°作用，另一个在大约70°左右。

(变形例2)

在实施方式2中，是对一个角部分的两个方向上的透射像进行了拍摄，但也可对二个以上的角部分在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来分别拍摄透射像，从这些透射像来检测电极板的位置偏移。由此，能提高统计精度来检测出位置偏移。此处，作为求出位置偏移Δx、Δy的计算，例如能改变角部分，分别从中与实施方式2同样地求出位置偏移，对所求出的位置偏移进行平均来得到最终的位置偏移Δx、Δy。

(变形例3)

参照图7，在实施方式2中，是对所有层来计算k循环(从步骤S15到S18)，但在步骤S17的不同层的合格与否判定中判定为不良时，也可使循环结束来转移到步骤S19的综合判定。这是因为，即使是一层中有不良的情况，在综合判定中也将判定为不良。

(实施方式3的结构)

图9是本发明的实施方式3的电池检查装置的结构图(平面图)。对于与实施方式1相同的结构，附加了相同的标号，省略说明。图9的定位机构4B与图1的定位机构4的不同点仅在于将电池1进行定位的动作。另外，图9的数据处理部6B与图1的数据处理部6的不同点仅在于检查程序。

定位机构4B用托架(未图示)将平板状的电池1沿着水平面(纸面)进行保持，进行定位，使得电极板11、12的面沿着X射线束3(的X射线光轴L)。定位机构4B在将第一角部分C1配置于旋转轴RA上的状态下来使电池1连同托架沿水平面相对于旋转轴RA进行旋转，在两个位置进行定位，使得X射线束3在沿着面、且相对于边以θ1及θ2倾斜的方向上来分别透射过电极板的第一角部分C1(实线)，再有，使电池1连同托架沿水平面进行移动，使第二角部分C2配置于旋转轴RA上，再使电池1相对于旋转轴RA进行旋转，在两个位置进行定位，使得X射线束3在沿着面、且相对于边以θ3及θ4倾斜的方向上来分别透射过电极板的角部分C2(虚线)。

(实施方式3的作用)

参照图10及图11，对实施方式3的作用进行说明。

实施方式3是在{各电极板的形状正确，能忽略误差}、{若存在偏移，则包含平行偏移和旋转偏差}的前提下，对多块电极板11、12间的相对的位置偏移进行检测。

图10是实施方式3的检查的流程图。检查是根据检查程序利用数据处理部6B的CPU来进行的。

在步骤S21中，定位机构4B将电池1进行定位，使得X射线束3在以θ1及θ2倾斜的方向上来分别透射过电极板的第一角部分C1，X射线检测器5分别对透射像进行拍摄，数据处理部6B分别取得透射像。所取得两个的透射像分别与图4A相同。

在步骤S22中，参照图4A，数据处理部6B使用由步骤S21得到的角部分C1的两个透射像来分别求出负极板相对于正极板的突出长度L1和L2。与实施方式1相同，突出长度L1和L2是对每层k以实际长度从上开始依次求出作为L1(k)、L2(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S23中，定位机构4B将电池1进行定位，使得X射线束3在以θ3及θ4倾斜的方向上来分别透射过电极板的第二角部分C2，X射线检测器5分别对透射像进行拍摄，数据处理部6B分别取得透射像。所取得两个的透射像分别与图4B相同。

在步骤S24中，参照图4B，数据处理部6B使用由步骤S23得到的角部分C2的两个透射像来分别求出负极板相对于正极板的突出长度L3和L4。与实施方式1相同，突出长度L3和L4是对每层k以实际长度从上开始依次求出作为L3(k)、L4(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S25中，进入层编号k的循环，以k＝1、2…K来如下所示那样反复步骤S26、S27。

在步骤S26中，根据由步骤S22、S24中求出的L1(k)、L2(k)、L3(k)、L4(k)，来如下所示那样求出以负极板为基准时的、正极板的四个顶点的从预定位置起的位置偏移Δx(i)、Δy(i)、(i＝1，2，3，4)。

图11是求出实施方式3中的位置偏移Δx(i)、Δy(i)的说明图。图11示出了一层中的正极板11和负极板12的位置关系。

参照图11，若设没有偏移时的负极板12的突出量沿x、y方向上分别为cx0、cy0，则在角部分C1的正极板的顶点A的位置偏移Δx(1)、Δy(1)，可使用L1(k)、L2(k)，与实施方式2相同地由下式求出。

Δx(1)＝cx0+{L1(k)·cosθ2-L2(k)·cosθ1}/sin(θ2-θ1)  (14)

Δy(1)＝cy0-{L1(k)·sinθ2-L2(k)·sinθ1}/sin(θ2-θ1)  (15)

同样，角部分C2的正极板的顶点B的位置偏移Δx(2)、Δy(2)，可使用L3(k)、L4(k)，与实施方式2相同地由下式求出。

Δx(2)＝-cx0+{L3(k)·sinθ4-L4(k)·sinθ3}/sin(θ4-θ3)(16)

Δy(2)＝cy0+{L3(k)·cosθ4-L4(k)·cosθ3}/sin(θ4-θ3)  (17)

(在式(14)、式(15)中，通过分别以Δy(2)、-Δx(2)、cy0、cx0、L3、L4、θ3、及θ4来替换Δx(1)、Δy(1)、cx0、cy0、L1、L2、θ1、及θ2，可得到式(16)、式(17)。)

接着，若设正极板11(顶点A、B、C、D)的各边的长度为2d、2h，设平行偏移为Δxp、Δyp，设旋转偏移为α，则参照图11，可推导出下面的联立方程式成立。

Δx(1)＝Δxp+h·sinα-d·(1-cosα)             (18)

Δy(1)＝Δyp-d·sinα-h·(1-cosα)             (19)

Δx(2)＝Δxp+h·sinα+d·(1-cosα)             (20)

Δy(2)＝Δyp+d·sinα-h·(1-cosα)             (21)

该联立方程式的未知数有α、Δxp、及Δyp这三个，而方程式的数目有四个，虽然具有冗余性，但若选择提高精度的解，则作为α、Δxp、及Δyp的解，可由下式得出。

α＝asin{(Δy(2)-Δy(1))/2d}                     (22)

Δxp＝(Δx(2)+Δx(1))/2-(Δy(2)-Δy(1))·h/2d    (23)

Δyp＝(Δy(2)+Δy(1))/2+h·(1-cosα)             (24)

接着，使用得到的α、Δxp、及Δyp，可参照图11，由下式求出角部分C3的正极板的顶点C的位置偏移Δx(3)、Δy(3)及角部分C4的正极板的顶点C的位置偏移Δx(4)、Δy(4)。

Δx(3)＝Δxp-h·sinα+d·(1-cosα)    (25)

Δy(3)＝Δyp+d·sinα+h·(1-cosα)    (26)

Δx(4)＝Δxp-h·sinα-d·(1-cosα)    (27)

Δy(4)＝Δyp-d·sinα+h·(1-cosα)    (28)

即，在步骤S26中，通过依次计算从式(14)到式(17)、及从式(22)到式(28)，可求出层k中的正极板的四个顶点的从预定位置起的位置偏移Δx(i)、Δy(i)、(i＝1、2、3、4)。

在步骤S27中，如下所示那样对不同层进行合格与否判定。设偏移的容许值在x、y方向上分别为Δx1mt、Δy1mt，则仅对下式成立时的层k，判定为合格品，其它情况下判定为不合格品。

(Δx(1)＜Δx1mt)且(Δy(1)＜Δy1mt)，并且，

(-Δx1mt＜Δx(2))且(Δy(2)＜Δy1mt)，并且，

(-Δx1mt＜Δx(3))且(-Δy1mt＜Δy(3))，并且，

(Δx(4)＜Δx1mt)且(-Δy1mt＜Δy(4))。

在步骤S28中，在对于全部的k的循环未结束的情况下，返回到步骤S25来改变k，并反复步骤S26、S27，在对于全部的k的循环结束的情况下，前进到步骤S29。

在步骤S29中，进行综合的合格判定。综合的合格与否判定是仅在所有层k都判定为合格品时，才综合地判定为合格品。

根据以上的检查流程，仅将所有层的负极板的突出长度在x的正负方向上为规定值(cx0-Δx1mt)以上、且在y的正负方向上为规定值(cy0-Δy1mt)以上的电池1判定为合格品。

(实施方式3的效果)

根据实施方式3，由于分别对电极板的二个角部分在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来分别对透射像进行拍摄，因此能减短放射线束透射过电极板的长度来得到透射像，并能减轻由电极板的弯曲的影响所引起的放射线难以通过或由电极板的弯曲的影响所引起的电极板的像变得不鲜明的问题，另外，由于能在平行偏移及旋转偏移的前提下、从所拍摄的四个透射像来检侧电极板的位置偏移并进行合格与否判定，因而在高容量的叠堆型的电池中，即使电极板很大且层很薄，也能从透射像来检测出电极板的位置偏移。

即，根据实施方式3，对高容量的叠堆型电池，不仅能在有电极板的平行偏移的情况下，也能在有电极板的旋转偏移的情况下，来检测电极板的位置偏移。

(实施方式3的变形例)

(变形例1)

在实施方式3中，与实施方式2相同，可任意地设定倾斜角θ1、θ2、θ3、及θ4。根据θ1、θ2(或θ3、θ4)的设定而使精度不同，这也与实施方式2相同，最好将倾斜角θ1、θ2(或θ3、θ4)的一个设定为大约20°左右，将另一个设定为大约70°左右。

(变形例2)

在实施方式3中，是沿两个方向来对第二角部分C2进行拍摄，但是也可仅对第二角部分C2在沿着面、且相对于边以θ3倾斜的方向上进行拍摄。那是由于，若没有冗余性，则能用三个透射像来建立方程式，解出位置偏移。

即，在变形例2中，对角部分C 1在方向θ1、θ2上进行拍摄，对角部分C2在方向θ3上进行拍摄，从这样拍摄的三个图像中，分别求出负极板的突出长度L1(k)、L2(k)、L3(k)，根据L1(k)、L2(k)、L3(k)来对每层k求出正极板的四个顶点的从预定位置起的位置偏移Δx(i)、Δy(i)、(i＝1、2、3、4)。

在这种情况下，首先用式(14)、式(15)，求出顶点A的位置偏移Δx(1)、Δy(1)。接着，求出顶点B的位置偏移Δx(2)、Δy(2)。

图12是求出实施方式3的变形例2中的位置偏移Δx(2)、Δy(2)的说明图。图12示出了一层中的正极板11的顶点A、B的偏离。若设A、B的偏移前的点分别为A0、B0，则以B0为原点来取得xy坐标。首先，L3(k)的从无偏移时起的变化量ΔL3(k)由下式求出。

ΔL3(k)＝L3(k)-(cx0·cosθ3+cy0·sinθ3)    (29)

使用ΔL3(k)，并参照图12，由于Line1和Circle1的交点为B点(Δx(2)，Δy(2))，因此可推导出求Δx(2)、Δy(2)的下面的联立方程式成立。

Δy(2)＝Δx(2)·cotθ3-ΔL3(k)/sinθ3          (30)

{Δx(2)-(2d+Δx(1))}2+{Δy(2)-Δy(1)}2＝4d2    (31)

若求解上式，则可由下式求得Δx(2)，再将求出的Δx(2)代入式(30)来求出Δy(2)。

a＝1+cot2θ3                                   (32)

b＝2d+Δx(1)+cotθ3·{ΔL3(k)/sinθ3+Δy(1)    (33)

c＝{2d+Δx(1)}2+{ΔL3(k)/sinθ3+Δy(1)}2-4d2   (34)

Δx(2)＝{b-√(b2-a·c)}/a                      (35)

此外，若设θ3大于45°、接近90°，则由于Line1和Circle1以接近直角的角度交叉，因此可高精度地求出Δx(2)、Δy(2)，但是若太过接近90°，则由于会导致X射线束透射过电极板的长度变长、透射像变得不鲜明，因此设为例如70°左右。

如上所述的那样，依次计算式(14)、式(15)、式(29)、式(32)至式(35)、及式(30)，来求出Δx(1)、Δy(1)、Δx(2)、Δy(2)。

以下，与实施方式3同样地计算式(22)到式(28)，能求出所有的位置偏移Δx(i)、Δy(i)、(i＝1、2、3、4)。

根据变形例2，能减少一个透射像的拍摄，且能取得和实施方式3相同的效果。

(变形例3)

在实施方式3中，是在两个方向上分别对两个角部分进行拍摄，但也可在两个方向上分别对三个以上的角部分进行拍摄。另外，若在两个方向上对至少一个角部分进行拍摄，则也能在一个方向上对剩余的角部分进行拍摄。若透射像超过三个，则虽然导致产生冗余性，但能将剩余的透射像用于提高统计精度。

(变形例4)

参照图10，在实施方式3中，是对所有层来计算k循环(从步骤S25到S28)，但在步骤S27的不同层的合格与否判定中判定为不良时，也可使循环结束来转移到步骤S29的综合判定。这是因为，即使是一层中有不良的情况，在综合判定中也将判定为不良。

(实施方式4的结构)

图13是本发明的实施方式4的电池检查装置的结构图(平面图)。对于与实施方式1相同的结构，附加了相同的标号，省略说明。图13的定位机构4C与图1的定位机构4的不同点仅在于将电池1进行定位的动作。另外，图13的数据处理部6C与图1的数据处理部6的不同点仅在于检查程序。

定位机构4C用托架(未图示)将平板状的电池1沿着水平面(纸面)进行保持，进行定位，使得电极板11、12的面沿着X射线束3(的X射线光轴L)，使电池1连同托架沿水平面平行移动、并相对于X射线光轴L上的旋转轴RA沿水平面进行旋转来进行定位。具体而言，定位机构4C使电池1平行移动，使得电极板的四个角部分Ci(i＝1、2、3、4)分别与旋转轴RA重合，还使电池1相对于旋转轴RA进行旋转，使得放射线束3(的X射线光轴L)分别沿着面、且相对于边以θ1(i)和θ2(i)(实线和虚线)倾斜的这两个方向来透射过各角部分Ci，这样来进行定位在八个位置。

(实施方式4的作用)

参照图14及图15，对实施方式4的作用进行说明。

实施方式4是在{各电极板的形状不正确，不能忽略误差}、{若存在偏移，则包含平行偏移和旋转偏差}的前提下，对多块电极板11、12间的相对的位置偏移进行检测。

图14是实施方式4的检查的流程图。检查是根据检查程序利用数据处理部6C的CPU来进行的。

在步骤S31中，进入角部分Ci(i＝1、2、3、4)的循环，以i＝1、2、3、4来如下所示那样反复步骤S32到S38。

在步骤S32中，定位机构4C将电池1进行定位，使得X射线束3在以θ1(i)及θ2(i)倾斜的方向上来分别透射过电极板的角部分Ci，X射线检测器5分别对透射像进行拍摄，数据处理部6C分别取得透射像。所取得的两个透射像分别与图4A相同。

在步骤S33中，参照图4A，数据处理部6C使用由步骤S32得到的角部分Ci的两个透射像来分别求出负极板相对于正极板的突出长度L1和L2。与实施方式1相同，突出长度L1和L2是对每层k以实际长度从上开始依次求出作为L1(k)、L2(k)(k＝1，2，…K)。

在步骤S34中，进入层编号k的循环，以k＝1、2…K来如下所示那样反复步骤S35、S36。

在步骤S35中，根据由步骤S33中求出的L 1(k)、L2(k)，来如下所示那样求出从正极板顶点起的负极板的x、y方向的突出长度cx，cy。

图15是求出实施方式4中的负极板的突出长度cx、cy的说明图。图15示出了角部分Ci的一层中的正极板11和负极板12的位置关系。

参照图15，可推导出下面的联立方程式。

L1＝cx·sinθ1+cy·cosθ1                  (36)

L2＝cx·sinθ2+cy·cosθ2                  (37)

ガ導ける。若对上式来求解cx、cy，则得到下式。

cx＝(L1·cosθ2-L2·cosθ1)/sin(θ1-θ2)   (38)

cy＝(L1·sinθ2-L2·sinθ1)/sin(θ2-θ1)   (39)

在步骤S35中，通过计算式(38)、(39)，可求出cx、cy。

在步骤S36中，进行不同层的合格与否判定。合格与否判定以c1mt为判定基准，

在cx＞c1mt且cy＞c1mt时，设其为合格品，在其他情况下设其为不合格品。

在步骤S37中，在对于全部的k的循环未结束的情况下，返回到步骤S34来改变k，并反复步骤S35、S36，在对于全部的k的循环结束的情况下，前进到步骤S38。

在步骤S38中，进行角部分Ci中的合格与否判定。角部分Ci中的合格与否判定是仅在所有层k都判定为合格品时，才判定Ci中为合格品。

在步骤S39中，在对于全部的i的循环未结束的情况下，返回到步骤S31来改变i，并反复步骤S32到S38，在对于全部的i的循环结束的情况下，前进到步骤S40。

在步骤S40中，进行综合的合格与否判定。综合的合格与否判定是仅在全部的角部分Ci都判定为合格品时，才综合地判定为合格品。

根据以上的检查流程，仅将以下的电池1判定为合格品，上述电池在全部的角部分的所有层中，从正极板顶点起的负极板的突出量在x方向上在规定值c1mt以上、且在y方向上在规定值c1mt以上。

(实施方式4的效果)

根据实施方式4，由于分别对电极板的四个角部分在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上来分别对透射像进行拍摄，因此能减短放射线束透射过电极板的长度来得到透射像，并能减轻由电极板的弯曲的影响所引起的放射线难以通过或由电极板的弯曲的影响所引起的电极板的像变得不鲜明的问题，另外，由于能在平行偏移、旋转偏移、及电极板的尺寸不确定的前提下、从所拍摄的八个透射像来检查电极板的位置偏移并进行合格与否判定，因而在高容量的叠堆型的电池中，即使电极板很大且层很薄，也能从透射像来检测出电极板的位置偏移。

即，根据实施方式4，对高容量的叠堆型电池，不仅能在有电极板的平行偏移的情况下，也能在有电极板的旋转偏移的情况下、及在电极板的尺寸不确定的情况下，来检测出电极板的位置偏移。

(实施方式4的变形例)

(变形例1)

在实施方式4中，与实施方式2相同，可任意地设定倾斜角θ1、θ2。根据θ1、θ2的设定而使精度不同，这也与实施方式2相同，最好将倾斜角θ1、θ2的一个设定为大约20°左右，将另一个设定为大约70°左右。

(变形例2)

参照图14，在实施方式4中，是对所有层来计算k循环(从步骤S34到S37)，但在步骤S36的不同层的合格与否判定中判定为不良时，也可使循环结束来转移到步骤S38的Ci中的合格与否判定、或步骤S40的综合判定。这是因为，即使是一层中有不良的情况，在Ci中的合格与否判定和综合判定中也将判定为不良。

另外，同样，在实施方式4中，是对全部角部分Ci来计算i循环(从步骤S31到S39)，但在步骤S38的Ci中的合格与否判定中判定为不良时，也可使循环结束来转移到步骤S40的综合判定。这是因为，即使是角部分中有一个不良的情况，在综合判定中也将判定为不良。

(实施方式1至实施方式4的共用变形)

以下，示出了实施方式1至实施方式4的共用变形例。

(变形例1)

在各实施方式中，参照图4A及图4B，是对角部分的透射像进行拍摄，并使得所有层都进入视野，但是也可沿与层正交的方向来分割为多个图像进行拍摄。这是通过使电池1、X射线管2、X射线检测器5中的任何一个以上沿与层正交的方向进行移动并拍摄的。由此，即使是在电池1较厚的情况下，也能不降低放大率来得到所有层的透射像。

(变形例2)

在各实施方式中，是使用由X射线II和摄像机构成的X射线检测器5，但只要是二维分辨率的X射线检测器即可，例如也可使用半导体光传感器阵列和闪烁器的FPD(平板检测器)、或使用半导体X射线传感器阵列的FPD。另外，也可使用由微通道板和摄像机构成的X射线检测器等。

另外，也可使用一维分辨率的X射线检测器(X射线线性传感器)5A，来代替X射线检测器5。在这种情况下，例如参照图1，配置X射线检测器5A，使得对X射线束3的水平方向(沿着纸面的方向)的扩展范围进行分辨并检测，使电池1、X射线管2、X射线检测器5A中的任何一个以上沿垂直方向进行扫描并在多个点对一维的透射像进行拍摄，通过对其进行合成来得到二维的透射像。

再有，在使用一维分辨率的X射线检测器5A的情况下，也可将分辨率方向配置在大致对X射线束3的中心(X射线光轴L)进行正交的任意方向(垂直或斜方向)。在这种情况下，使电池1、X射线管2、X射线检测器5A中的任何一个以上沿与分辨率方向正交的方向来进行扫描、并在多个点对一维的透射像进行拍摄，通过对其进行合成来得到二维的透射像。

(变形例3)

在各实施方式中，是对具有四边形电极板的叠堆型电池进行检查，但作为四边形的电极板，也包括对角部分施加了倒角(平面或曲面)的电极板。在有倒角的情况下，虽然也能如各实施方式的作用所述的那样检测出位置偏移，但若倒角增大，则产生误差。在这种情况下，若已知倒角的形状，则能考虑倒角来修正计算误差。

图16是在各实施方式共用的变形例3中、电极板有倒角的情况下的修正说明图(一例)。图16示出了一层中的正极板11和负极板12的位置关系。倒角是圆弧状(圆筒面)，若设正极板的倒角半径为rp，设负极面的倒角半径为rm，则所测定的负极板的突出长度L可由下式修正。

L’＝L-rm+rp              (40)

で補正できる。在各实施方式中，只要使用该修正后的值来进行相同的计算即可。但是，由于计算是将正极板11和负极板12看作为以倒角圆弧的中心点为角的点的假想的正极板11’和负极板12’(虚线)，因此需要据此改变计算所用的预定的常数(cx0、cy0、d、h、c1mt)。具体而言，常数cx0、cy0、d、h、c1mt可使用由下式进行修正后的值。

cx0’＝cx0-rm+rp              (41)

cy0’＝cy0-rm+rp              (42)

d’＝d-rp                     (43)

h’＝h-rp                     (44)

c1mt’＝c1mt-rm+rp            (45)

(变形例4)

在各实施方式中，作为X射线管2，是使用微焦X射线管，但还能使用其他的X射线管。另外，在各实施方式中，是使用X射线作为放射线，但是也可使用其他的透射性的放射线。

如上述详细说明的那样，根据本发明，即使是高容量的叠堆型的电池，也能检测出电极板的位置偏移。

Claims (5)

1.一种电池检查装置，

对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的所述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：

放射线源；

定位单元，该定位单元将所述电池进行定位，使得所述电极板沿着从所述放射线源放射出的放射线束；

放射线检测器，该放射线检测器对透射过所述电池的所述放射线束进行检测并作为透射像输出；以及，

数据处理单元，所述数据处理单元取得并处理第一透射像和第二透射像，检测所述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述第一透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上透射过所述电极板的第一角部分的放射线束的透射像，所述第二透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上透射过所述电极板的第二角部分的放射线束的透射像。

2.一种电池检查装置，

对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的所述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：

放射线源；

定位单元，所述定位单元将所述电池进行定位，使得所述电极板沿着从所述放射线源放射出的放射线束；

放射线检测器，所述放射线检测器对透射过所述电池的所述放射线束进行检测并作为透射像输出；以及，

数据处理单元，该数据处理单元取得并处理第一透射像和第二透射像，检测所述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述第一透射像和第二透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上分别透射过所述电极板的第一角部分的放射线束的透射像。

3.如权利要求2所述的电池检查装置，其特征在于，

所述数据处理单元除了取得并处理所述第一透射像和所述第二透射像，还取得并处理第三透射像和第四透射像，检测所述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述第三透射像和第四透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上分别透射过所述电极板的第二角部分的放射线束的透射像。

4.如权利要求2所述的电池检查装置，其特征在于，

所述数据处理单元除了取得并处理所述第一透射像和所述第二透射像，还取得并处理第三透射像，检测所述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述第三透射像是检测在沿着面、且相对于边倾斜的方向上透射过所述电极板的第二角部分的放射线束的透射像。

5.一种电池检查装置，

对具有由多块四边形的电极板形成层的电池的所述电极板的位置偏移进行检查，其特征在于，包括：

放射线源；

定位单元，所述定位单元将所述电池进行定位，使得所述电极板沿着从所述放射线源放射出的放射线束；

放射线检测器，所述放射线检测器对透射过所述电池的所述放射线束进行检测并作为透射像输出；以及，

数据处理单元，该数据处理单元取得并处理八个透射像，检测所述电极板的位置偏移来判定是否合格，所述八个透射像是检测分别在沿着面、且相对于边倾斜的两个方向上分别透射过所述电极板的四个角部分的放射线束的透射像。

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