JP2002233064A

JP2002233064A - 回路装置

Info

Publication number: JP2002233064A
Application number: JP2001023537A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Murakami; 村上　　茂
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】多数の電池について効率よく良品を分別する
ことが可能な回路装置を提供する。【解決手段】移動機構１００Ａの移動装置２０を稼働
させ、複数の二次電池４０が保持された複数のトレイ３
０（３１〜３３）を支持部１０（１１〜１３）により互
いに離間させたのち、回路駆動機構１００Ｂの回路部５
０（５１〜５３）をトレイ３０に対応する位置まで移動
させ、複数の二次電池４０の電極端子４２に複数の接触
端子６０を一括して接触させる。一度の充放電工程にお
ける処理数を増加させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池と接続されて
閉回路を形成する回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯型電子機器の開発に伴い、その駆動
電源として二次電池が重要な位置を占めるようになって
いる。二次電池としては、従来、金属缶の内部に電池素
子を収納したものが知られているが、近年、金属缶に代
えてラミネートフィルムなどのフィルム状外装部材を用
いたものが実用化されている。この二次電池は、例え
ば、電池素子と接続された一対の電極端子（正極端子，
負極端子）が外装部材の外部に導出された構造をなして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、二次電池の
製造工程では、例えば、製造した二次電池の充放電特性
を検査するために充放電処理が行われる。この充放電処
理は、例えば、電流測定用または電圧測定用の正極対応
端子を二次電池の正極端子と接触させると共に、負極対
応端子を負極端子と接触させることにより行われる。こ
の充放電処理によれば、二次電池の充放電特性を確認す
ることができる他、例えば、充放電特性に異常を有する
不良な二次電池を発見することもできる。二次電池の製
造時間を短縮し、生産性を向上させるためには、例え
ば、一度の充放電処理において処理可能な二次電池の個
数を増加させる必要がある。

【０００４】充放電処理時における処理数を増加させる
手法の一例は、例えば、特開２０００−３０７５５号公
報において飯島等により開示されている。特開２０００
−３０７５５号公報では、例えば、充放電用トレイに複
数の電池を収納したのち、各電池の電極端子に対応して
配置された複数の測定端子（測定端子部）を電池に近づ
く側に移動させ、各電池の電極端子と測定端子とを個別
に接触させることにより充放電処理を行っている。この
手法によれば、充放電用トレイに収納された複数の電池
に対する充放電処理を一括して行うことが可能である。

【０００５】しかしながら、上記した充放電処理時にお
ける処理数の増加に係る提案が多々なされているにもか
かわらず、近年の二次電池の増産傾向を加味して考慮す
ると、現状の処理数は未だ十分とは言えない。このよう
な現状から、二次電池の製造に要する時間をより短縮す
ることを目的として、製造業者等からさらなる処理数の
増加が要求されている。また、製造業者等によれば、処
理数の増加ばかりでなく、充放電処理を通じて電池特性
（例えば充放電特性）を検査し、いかに効率よく良品を
分別するかという観点に係る要求もなされている。良品
分別に係る効率の向上は、次工程への良品投入数を増大
させ、二次電池の製造工程を円滑にすることができるか
らである。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、多数の電池について効率よく良品を
分別することが可能な回路装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る回路装置は、複数のトレイに保持された電池に対して
電池本体から引き出された電極端子を介して閉回路を形
成するものであり、各トレイを支持する支持部を有し、
各トレイを離間および近接可能に移動させる移動機構
と、トレイに対応した位置と退避位置との間において、
電池との電気的接続を確保するための複数の接触端子を
有する複数の回路部を変位可能な回路駆動機構とを備え
るようにしたものである。

【０００８】本発明の第２の観点に係る回路装置は、電
池本体から引き出された電極端子に対して閉回路を形成
するものであり、任意の２以上の電池の電極端子に接続
されて同一の閉回路を形成する接続回路を備えるように
したものである。

【０００９】本発明の第１の観点に係る回路装置では、
まず、移動機構の支持部により各トレイが互い近接した
状態において支持されたのち、各トレイが離間する方向
に移動する。続いて、回路駆動機構の複数の回路部が退
避位置からトレイと対向する位置まで移動することによ
り、回路部に設けられた接触端子と電池との間で電気的
接続が確保される。

【００１０】本発明の第２の観点に係る回路装置では、
接続回路が任意の２以上の電池の電極端子と接続される
ことにより同一の閉回路が構成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】まず、本発明の一実施の形態に係る回路装
置としての充放電装置の構成について説明する。この充
放電装置は、例えば、主に、二次電池の電極端子（正極
端子，負極端子）に接触端子を接触（電気的に接続）さ
せ、二次電池に対する充放電処理を行うためのものであ
る。この充放電装置によれば、例えば、二次電池に対す
る充電処理や放電処理の他、充電処理および放電処理の
双方を行うことも可能である。

【００１３】＜充放電装置１００の構成＞図１は充放電
装置１００の構成を表すものである。この充放電装置１
００は、二次電池４０が保持された複数（例えば３つ）
のトレイ３０（３１，３２，３３）を互いに離間または
近接可能に移動させる移動機構１００Ａと、トレイ３０
に保持された二次電池４０との電気的接続を確保する回
路駆動機構１００Ｂとを備えている。なお、図１では、
トレイ３０による二次電池４０の保持状態を見やすくす
るために、トレイ３０の一部を切り欠いて示している。

【００１４】《移動機構１００Ａの構成》移動機構１０
０Ａは、例えば、装置台１と、この装置台１上に設けら
れたポール２と、各トレイ３１〜３３を個別に支持する
複数（例えば３つ）の支持部１０（１１，１２，１３）
と、支持部１０を移動させるための移動装置２０とを含
んで構成されている。

【００１５】支持部１０（１１〜１３）は、例えば、ト
レイ３０に近い側の下部が部分的に突出したＬ字形の構
造をなしている。各支持部１１〜１３はポール２に挿通
されており、移動装置２０によりポール２に沿って図中
のＺ軸方向（上下方向）に移動可能になっている。

【００１６】移動装置２０は、例えば、移動装置２０全
体を駆動させるための移動源２１と、この移動源２１に
一端が接続された移動軸２２と、この移動軸２２に接続
され移動体２３と、この移動体２３とレール２４，２５
を介して連動するように接続された移動体２６，２７と
を備えている。移動源２１は、例えばモータ等を含んで
構成されており、この移動源２１により移動軸２２が図
中のＺ軸方向に移動可能になっている。

【００１７】なお、上記したポール２，支持部１０（１
１〜１３），移動装置２０は、例えば、装置台１上に左
右対称となるように２組設けられている。左右の移動装
置２０による支持部１０の移動等の動作は互いに同期す
るようになっている。

【００１８】《回路駆動機構１００Ｂの構成》回路駆動
機構１００Ｂは、例えば、各トレイ３１〜３３に対応す
る複数（例えば３つ）の回路部５０（５１，５２，５
３）と、この回路部５０を移動させるための図示しない
駆動装置とを備えている。回路部５０は、例えば、図示
しない駆動装置により図中のＸ軸方向およびＺ軸方向に
移動可能になっている。なお、図１では、充放電装置１
００における充放電処理時において、回路部５０がトレ
イ３０と対向する位置まで移動した状態を示している。
後述する充放電処理の前準備状態（後述する図５〜図７
参照）では、回路部５０は、例えば、図中のＸ軸方向に
退避している。

【００１９】回路部５０（５１〜５３）は、支持体５５
と、この支持体５５に設けられた複数の接触端子６０
と、各支持体５５に搭載された複数（例えば３つ）の充
放電回路７０（７１，７２，７３）とを含んで構成され
ている。

【００２０】支持体５５は、例えば、板状の形状を有す
るものであり、絶縁性材料により構成されている。

【００２１】充放電回路７０（７１〜７３）は、例え
ば、回路部５０と対向するトレイ３０に保持された複数
の二次電池４０に対して複数の接触端子６０が接触した
際に各トレイ３１〜３３ごとに１つの閉回路を形成する
接続回路を有し、二次電池４０群に対する充放電処理を
一度の工程において実行できるようになっている。ま
た、充放電回路７０は、上記した接続回路の他、充放電
時における電流値や電圧値を測定することにより電池特
性（例えば、二次電池４０の充放電特性が正常か否か）
を検出する特性検出回路や、充放電特性等に異常を有す
る不良品に起因する電流の逆流を防止する逆流防止回路
を有している。逆流防止回路に含まれる逆流防止デバイ
スとしては、例えば、ダイオードなどが挙げられる。

【００２２】次に、図１および図２を参照して、接触端
子６０の詳細な構成について説明する。図２は、接触端
子６０の構成を拡大して表すものである。接触端子６０
は、トレイ３０に保持された複数の二次電池４０に対応
して、支持体５５のうちのトレイ３０に近い側の面に設
けられている。この接触端子６０は、互いに同様の構成
を有する２つの端子、すなわち正極接触端子６０Ａおよ
び負極接触端子６０Ｂにより構成されている。これらの
接触端子（６０Ａ，６０Ｂ）は、例えばクランク形の形
状を有し、一端が支持体５５に固定された金具６１と、
金具６１の他端部に設けられた接続ピン６２と、金具６
１の他端部と支持体５５との間の領域に配設されたバネ
６３とを含んで構成されている。金具６１および接続ピ
ン６２は、例えば、銅や各種金属の合金などにより構成
されている。回路部５０がトレイ３０に対応した位置に
移動することにより、複数の二次電池４０における後述
する電極端子４２と複数の接触端子６０（接続ピン６
２）とが接触するようになっている。

【００２３】＜二次電池４０の構成＞次に、図３を参照
して、充放電装置１００により充放電される二次電池４
０の構成について説明する。図３は、二次電池４０の構
成を表すものである。この二次電池４０は、例えば、電
池本体４１と、この電池本体４１から導出された電極端
子４２とを備えている。電池本体４１は、例えば、正
極、セパレータおよび負極等をこの順に積層した積層体
（電池素子）がアルミニウムラミネート材等よりなるフ
ィルム状外装部材により被覆・封止されたものである。
正極は、例えば、アルミニウム箔等よりなる正極集電体
層にリチウム複合酸化物等を含む正極合剤層が設けられ
たものであり、負極は、例えば、銅箔等よりなる負極集
電体層にリチウムを吸蔵・離脱可能な難黒鉛化炭素材料
等を含む負極合剤層が設けられたものである。また、セ
パレータは、例えば、ポリプロプレン等の多孔質膜にリ
チウム塩等を含む炭酸エステル等の非水溶媒が含浸され
たものである。一方、電極端子４２は、例えば、銅など
の金属材料により構成されており、板状の構造を有する
一対の端子、すなわち正極端子４２Ａおよび負極端子４
２Ｂにより構成されている。

【００２４】＜トレイ３０の構成＞次に、図１および図
２を参照して、充放電装置１００に装着されるトレイ３
０の構成について説明する。なお、図２では、回路部５
０と対向配置されたトレイ３０の構成を見やすくするた
めに、トレイ３０の装着角度を変更して表している。

【００２５】トレイ３０（３１〜３３）は、複数の二次
電池４０を保持するためのものであり、例えば、図中の
Ｙ軸方向におけるトレイ３０の端部は、支持部１０に近
い側の上部が部分的に突出した構造（突出部３５）をな
している。Ｌ字形の構造をなす左右の支持部１０に突出
部３５が支持されることにより、支持部１０によりトレ
イ３０が支持されるようになっている。このトレイ３０
は、図中のＸ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状
（例えば、５行（Ｘ軸方向）×７列（Ｙ軸方向）または
５行×５列）に配設された複数の窪み状の保持部３０Ｓ
を備えている。保持部３０Ｓは、例えば、二次電池４０
の平面形状に対応した開口形状を有するものであり、電
池本体４１に対応する領域の両側に設けられた拡張領域
３０Ｋを含んで構成されている。なお、各トレイ３１〜
３３は、二次電池４０が保持された状態において互いに
積層可能であり、積層状態において搬送可能になってい
る。

【００２６】＜充放電装置１００の動作＞次に、図１〜
図８を参照して、充放電装置１００の動作について説明
する。図４は充電処理時における前準備工程，図５〜図
８は充放電装置１００による充放電処理工程をそれぞれ
説明するものである。なお、図４および図８では、二次
電池４０の電極端子４２と接触端子６０との接触状態を
見やすくするために、トレイ３０の一部を切り欠いて示
している。

【００２７】充放電装置１００を用いて充電処理を行う
際には、充放電処理の前準備として、まず、作業者等に
より、各トレイ３１〜３３の保持部３０Ｓに複数の二次
電池４０が保持されたのち、各トレイ３１〜３３が積層
される（図４参照）。充電処理の前準備状態では、例え
ば、充放電装置１００における移動体２３，２６，２７
が互いに近接し、支持部１１〜１３が互いに近接してい
る（図５参照）。また、回路部５０は、図中のＸ軸方向
に退避している。続いて、積層されたトレイ３１〜３３
が支持部１０を介して充放電装置１００に装着される
（図６参照）。このとき、例えば、トレイ３１のみが支
持部１１により支持され、トレイ３２，３３は支持部１
２，１３により支持されていない。

【００２８】充電処理の前準備が完了したのち、充放電
装置１００の移動機構１００Ａにおいて、まず、移動装
置２０の移動源２１を稼動させ、移動体２３と接続され
た移動軸２２を移動源２１から離れる方向に移動させる
（図７参照）。移動体２３の移動に連動して、移動体２
３，２６，２７がレール２４，２５を介して互いにほぼ
一定の間隔を隔てて離間することにより、支持部１１〜
１３により支持されたトレイ３１〜３３が同様に離間す
る。

【００２９】続いて、回路駆動機構１００Ｂにおいて、
図示しない駆動装置を稼働させ、トレイ３１〜３３と対
向する位置まで回路部５１〜５３を図中のＸ軸方向にそ
れぞれ移動させる（図１参照）。この状態において、ト
レイ３１〜３３に保持された二次電池４０の電極端子４
２と、回路部５１〜５３における接触端子６０とが対向
することとなる。

【００３０】続いて、回路部５１〜５３をトレイ３１〜
３３に近づく側にそれぞれ移動させ、二次電池４０の電
極端子４２（正極端子４２Ａ，負極端子４２Ｂ）と接触
端子６０（正極接触端子６０Ａ，負極接触端子６０Ｂ）
とをそれぞれ接触させる（図８参照）。これにより、二
次電池４０および回路部５０（接続回路）によりトレイ
３０ごとに１つの閉回路が形成され、充放電処理の実行
準備状態となる。

【００３１】続いて、充放電回路７１〜７３を稼働さ
せ、同一のトレイ３０に保持された二次電池４０群ごと
に、各トレイ３１〜３３において互いに同一のタイミン
グで充放電処理を行う。このとき、充放電処理と同時
に、充放電回路７１〜７３において、同一のトレイ３０
に保持された二次電池４０群ごとに電池特性が規定値の
範囲内であるか否かを検査し、同一のトレイ３０内に不
良な二次電池４０が含まれているか否かを判断する。

【００３２】充放電処理が完了したのち、上記した充放
電装置１００の一連の動作（移動機構１００Ａおよび回
路駆動機構１００Ｂの動作）を逆順に実行し、充電済み
の二次電池４０が保持されたトレイ３１〜３３を積層さ
せる（図６参照）。最後に、作業員等によりトレイ３１
〜３３が充放電装置１００から回収され、トレイ３１〜
３３が全数良品と判断されたものと不良品を含むと判断
されたものとに分別される。なお、不良品を含むと判断
されたトレイ３０については、例えば、作業者等により
再度個別に二次電池４０の充電特性が検査され、不良品
が特定される。

【００３３】＜本実施の形態の効果＞本実施の形態の充
放電装置１００によれば、複数の二次電池４０が保持さ
れた複数のトレイ３０（３１〜３３）を移動機構１００
Ａにより互いに離間させたのち、回路駆動機構１００Ｂ
の回路部５０をトレイ３０に対応する位置まで移動さ
せ、接触端子６０を介して二次電池４０との電気的接続
を確保するようにしている。このような場合には、複数
のトレイ３０に保持された二次電池４０の電極端子４２
に対して接触端子６０が一括して接触することとなるた
め、一度の充放電工程において、複数のトレイ３０に保
持された多数の二次電池４０が充放電される。したがっ
て、一度の充放電工程において一のトレイに保持された
二次電池群のみを充放電可能であった従来の場合より
も、充放電処理における処理数を増加させることができ
る。

【００３４】さらに、本実施の形態では、充放電回路７
０において、同一のトレイ３０に保持された二次電池４
０群ごとに互いに同一のタイミングで電池特性を検査
し、トレイ３０内に不良な二次電池４０が含まれている
か否かを判断するようにしたので、不良品が含まれてい
るトレイ３０の判断が正確かつ短時間で行われる。この
ような場合には、全数が良品であるトレイ３０が簡略か
つ短時間に分別可能となり、良品分別に係る効率が向上
するため、次工程への良品投入数を迅速かつ増大させ、
二次電池４０の製造工程を円滑にすることができる。

【００３５】また、本実施の形態では、二次電池４０が
保持されたトレイ３０を積層した状態において充放電装
置１００（支持部１０）に装着または回収可能としたの
で、複数のトレイ３０を１つずつ装着する必要がない。
このため、充放電装置１００を用いて充放電処理を行う
際に要する作業員等の負荷を軽減させることができる。

【００３６】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、二次電池４０の電極端子４２に対する接触端子６０
の接触機構を充放電装置１００に適用する場合について
説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、充
放電処理の他、電極端子４２と接触端子６０との接触を
要する他の装置についても適用可能である。電極端子４
２と接触端子６０との接触を要する他の装置としては、
例えば、製造途中において二次電池の通電特性（抵抗値
等）を確認するべく電極端子と接触端子（例えば、抵抗
測定用の接触端子）とを接触させる抵抗測定装置，電気
化学インピーダンス測定器，電圧測定装置などが挙げら
れる。

【００３７】また、上記実施の形態では、一度の充放電
処理において充放電装置１００により３つのトレイ（３
１〜３３）を一括して処理可能な場合について説明した
が、必ずしもこれに限られるものではなく、一度の充放
電処理におけるトレイ３０の処理数は自由に変更可能で
ある。トレイ３０の個数を増加（例えば５つ）させる場
合には、充放電装置１００における支持部１０，移動装
置２０（移動体），回路部５０等の配設個数をトレイ３
０の個数に応じて増加させることにより、上記実施の形
態の場合と同様に処理可能である。なお、トレイ３０に
おける保持部３０Ｓの形状，配設個数，配設パターン等
は、収納される二次電池４０の形状や保持数等に応じて
自由に変更可能である。

【００３８】また、充放電装置１００の移動機構１００
Ａの構成（支持部１０によるトレイ３０の支持機構，移
動装置２０による移動体２３，２６，２７の離間・近接
機構等）は、必ずしも上記実施の形態において説明した
ものに限らず、積層された複数のトレイ３０を支持し、
かつ離間・近接させることが可能な限り、自由に変更可
能である。また、回路駆動機構１００Ｂの構成（回路部
５０の移動機構等）も同様に、トレイ３０に対応する位
置まで回路部５０を移動させ、複数の二次電池４０の電
極端子４２と接触端子６０とを接触させることが可能な
限り、自由に変更可能である。

【００３９】また、上記実施の形態では、トレイ３０に
保持された二次電池４０について一括して電池特性の検
査等を行うようにしたが、必ずしもこれに限られるもの
ではなく、例えば、任意の２以上の二次電池４０群（例
えば、同一の列に保持された二次電池４０群）ごとに閉
回路を形成し、閉回路ごとに電池特性の検査等を行うよ
うにしてもよい。

【００４０】また、充放電装置１００において処理可能
な二次電池４０の構成は、必ずしも図３示したものに限
らず、回路部５０の移動に応じて接触端子６０と電極端
子４２とを接触させることが可能な限り自由に変更可能
である。二次電池４０の構成（例えば、電極端子４２の
配設位置）が変更された際には、電極端子４２の配設位
置に対応して接触端子６０の配設位置も変更させること
により、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ること
ができる。なお、充放電装置１００では、二次電池の
他、これと同様の構成を有する一次電池も処理可能であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の回路装置によれば、各ト
レイを離間および近接可能に移動させる移動機構と、電
池との電気的接続を確保するための複数の接触端子を有
する複数の回路部を変位可能な回路駆動機構とを備える
ようにしたので、複数のトレイに保持された電池の電極
端子に対して接触端子が一括して接触する。したがっ
て、一度の工程において一のトレイに保持された電池群
にのみを処理可能であった従来の場合よりも処理数を増
加させることができる。

【００４２】特に、請求項２または請求項５に記載の回
路装置によれば、任意の２以上の電池の電極端子と接続
されて同一の閉回路を形成する接続回路を備えるように
したので、不良な電池特性を有する電池が含まれたトレ
イと正常な電池特性を有する電池のみが保持されたトレ
イとを分別する際には、分別作業を簡略かつ短時間で行
うことが可能となり、良品分別に係る効率を向上させる
ことができる。これにより、次工程への良品移行数を迅
速かつ増大させ、電池の製造工程を円滑にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る充放電装置の構成
を表す図である。

【図２】接触端子の構成を拡大して表す図である。

【図３】二次電池の構成を表す斜視図である。

【図４】充放電処理時における前準備工程を説明するた
めの図である。

【図５】充放電処理工程を説明するための図である。

【図６】図５に続く工程を説明するための図である。

【図７】図６に続く工程を説明するための図である。

【図８】図１に続く工程を説明するための図である。

【符号の説明】

１…装置台、２…ポール、１０（１１，１２，１３）…
支持部、２０…移動装置、２１…移動源、２２…移動
軸、２３，２６，２７…移動体、２４，２５…レール、
３０（３１，３２，３３）…トレイ、３０Ｋ…拡張領
域、３０Ｓ…保持部、４０…二次電池、４１…電池本
体、４２…電極端子、４２Ａ…正極端子、４２Ｂ…負極
端子、５０（５１，５２，５３）…回路部、６０…接触
端子、６０Ａ…正極接触端子、６０Ｂ…負極接触端子、
６１…金具、６２…接続ピン、６３…バネ、７０…充放
電回路、１００…充放電装置、１００Ａ…移動機構、１
００Ｂ…回路駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のトレイに保持された電池に対し
て、電池本体から引き出された電極端子を介して閉回路
を形成する回路装置であって、各トレイを支持する支持部を有し、各トレイを離間およ
び近接可能に移動させる移動機構と、前記トレイに対応した位置と退避位置との間において、
前記電池との電気的接続を確保するための複数の接触端
子を有する複数の回路部を変位可能な回路駆動機構とを
備えたことを特徴とする回路装置。
【請求項２】前記回路部は接続回路を有し、任意の２
以上の前記電池と前記接続回路とで閉回路を形成するこ
とを特徴とする請求項１記載の回路装置。
【請求項３】前記回路部は、前記電池の特性を検出す
る特性検出回路を有することを特徴とする請求項１記載
の回路装置。
【請求項４】前記回路部は、電流の逆流を防止する逆
流防止回路を有することを特徴とする請求項１記載の回
路装置。
【請求項５】電池本体から引き出された電極端子に対
して閉回路を形成する回路装置であって、任意の２以上の電池の前記電極端子に接続されて同一の
閉回路を形成する接続回路を備えたことを特徴とする回
路装置。