JP2004200012A - 電解液漏洩検査方法、検査装置、および電池 - Google Patents
電解液漏洩検査方法、検査装置、および電池 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】電池表面への電解液の漏洩を電解液の種類や状態に関わらず正確にかつ容易に検出できるようにする。
【解決手段】可視照明光ｂ１（あるいは近赤外光）を電池１の表面に照射し、この照射光に応じて電池１の表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して特定の波長域の蛍光ｂ２を検出し、検出された蛍光ｂ２の光量に基づいて、画像作成手段１１、画像判定手段１２により、電解液の漏洩の有無を判定する。これにより、電池１の表面に電解液２３が漏洩している場合に、紫外光を照射光としていた従来法では検出困難な種類であっても、また漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、電池表面に露出している絶縁樹脂や付着物などの異物２４と弁別して、手作業でなく正確に検出できる。
【選択図】 図１
【解決手段】可視照明光ｂ１（あるいは近赤外光）を電池１の表面に照射し、この照射光に応じて電池１の表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して特定の波長域の蛍光ｂ２を検出し、検出された蛍光ｂ２の光量に基づいて、画像作成手段１１、画像判定手段１２により、電解液の漏洩の有無を判定する。これにより、電池１の表面に電解液２３が漏洩している場合に、紫外光を照射光としていた従来法では検出困難な種類であっても、また漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、電池表面に露出している絶縁樹脂や付着物などの異物２４と弁別して、手作業でなく正確に検出できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池表面への電池内容物の漏洩を検査する電池検査方法、検査装置、および電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などの普及によってリチウムイオン等の二次電池の需要が増大している。電池の量産にあたっては、予備充電や初期外観検査が行われるとともに、これらの検査の後に電解液漏れの検査が行われている。
【０００３】
電解液漏れの発生は機器の損傷の原因ともなるため、密封性に優れた電池の開発が望まれるとともに、電解液漏れの検査の質を向上させることが要望されているのであるが、電解液はほぼ透明な液体であるため、電池表面をＣＣＤカメラで撮影して電解液の漏洩の有無を画像上で判定することは困難である。
【０００４】
このため電解液漏れの検査は、臭いを嗅ぐ、または、感熱紙に電解液が付着すると変色する特性を利用して、電池に感熱紙を押し当てて変色するかどうかを目視するなど、人手で行われている。
【０００５】
電解液は数日間放置されたり高温多湿の工程を経ると白く結晶化するので、電解液が電池缶内に充填されてから数日後に、または高温多湿の工程を経た後に、白い結晶化物が析出しているかどうかを目視することも行われている。
【０００６】
一方で、電池の表面に紫外線を照射して、電解液中に含まれている蛍光発生物質による蛍光が発せられるかどうかを検出する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
二次電池では充電時および放電時に化学反応により内圧が上昇し電解液漏れの生じ易い状態となるため、充電時または放電時に電解液による光が発せられるかどうかを検出する方法も提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２９７７９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電解液漏れの検査に先だって予備充電を行なうと、電解液漏れが生じている場合にプローブピンに電解液が付着し、通電不良を起こす可能性があるので、予備充電の前に電解液漏れの検査を行なうのが望ましい。
【００１０】
二次電池の充電時または放電時に電解液漏れを検査するためには、電池上面に電極を接触させなければならないため、電極部周辺の検査が困難であり、また電極が二次電池のクラッド部を傷つけることによる新たな電解液漏れを生じさせる原因となっている。
【００１１】
人手により電解液漏れを検査する場合、電池の表面に付着した洗浄水と電解液とを判別することは目視でも困難であり、作業者にとって負担が大きいだけでなく、作業者が電解液に触れて負傷するおそれもある。
【００１２】
電解液漏れの検査は、電池が組み立てられた直後でも、数日間放置された後または高温多湿の工程を経た後でも、実施する必要があり、電解液が液状であるか乾燥粉末（結晶化物）となっているかに関わらず検出できる検査方法が求められている。
【００１３】
紫外線を照射する方法では、光源や光学系の構成が容易でないだけでなく、電池表面に露出している絶縁樹脂が蛍光を発してノイズ成分となったり、紫外線励起を利用する方式では、電解液の種類によっては蛍光を発しにくく、検出が困難な場合がある。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するもので、電池表面への電解液の漏洩を電解液の種類や状態に関わらず正確にかつ容易に検出できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出し、検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定することを特徴とするもので、電池表面に電解液が漏洩している場合に、紫外光を照射光としていた従来法では検出困難な種類であっても、また漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、電池表面に露出している絶縁樹脂や付着物などの異物と弁別して、正確に検出することができる。検査方法自体は非接触的方法であるため、検査しにくい箇所は特になく、電池に穴等の欠陥がない場合に新たな損傷を与える恐れもない。
【００１６】
たとえば複数の波長域の光を検出する場合、少なくとも１つの波長域で検出された光量より電解液の漏洩有りと判定された時に電解液の漏洩有りと判断する。また、電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して特定の波長域の光を検出するとともに全ての波長域の光を検出し、検出された各波長域の光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定することを特徴とするもので、検出された各波長域の光量に基づいて信号処理することで、広い波長域にわたって強い光を発する異物などを弁別して、電解液のみを正確に検出することができる。
【００１７】
好ましくは、検出光を照射光よりも５０ｎｍから２００ｎｍ大きい波長域の光とする。このように離れた波長（域）を照射光と検出光とに用いることで、照射光が外乱光となって検出されることを防止できる。検出光と照射光との差が５０ｎｍより小さい場合には、照射光と同一波長の光を遮断する波長フィルタの設計が困難であり、２００ｎｍより大きい場合には、電解液から発生する光が弱くノイズ光とのＳＮ比が悪くなる。
【００１８】
また好ましくは、照射光を５００ｎｍから５５０ｎｍの波長域から選ばれる可視光とする。このような波長域の照射光を用いると、電池表面の絶縁樹脂から発生する光よりも電解液から発生する光が強くなり、検出しやすくなる。
【００１９】
また好ましくは、電池表面に光照射するに先だって、電池を減圧あるいは加圧するか、または電池に遠心力を負荷する。このような電解液漏れが発生し易い条件下に積極的に電池をおくことにより、微小な穴が空いている場合も多量の電解液を漏洩させて確実に検出することができ、高精度な検査を実現できる。
【００２０】
また本発明は、上記したいずれかの電解液漏洩検査方法を実施する電解液漏洩検査装置を、電池表面に可視光あるいは近赤外光を照射する照射部と、前記照射部からの照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出する検出部と、前記検出部で検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部とを備えた構成としたものである。
【００２１】
さらに本発明は、上記したいずれかの電解液漏洩検査方法で検査される電池を、電池表面に塗布される塗布剤に添加する顔料として、黄色顔料を使用して構成したことを特徴とする。腐食防止などの目的で塗布する塗布剤を目視確認できるように色付けするための顔料に、電解液漏洩検査のための照射光に反応して発する光が弱い顔料を選択することで、顔料から強い光が生じてノイズ成分となることを回避でき、電解液漏れを高精度に検査することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、電池１に所定波長の可視照明光を照射する照射部２と、前記可視照明光に応じて電池１から発せられた光から電解液に対応する所定波長域の蛍光を選択し検出する検出部３と、検出部３で検出された蛍光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部４とを備えている。
【００２４】
照射部２は、レーザやＬＥＤ等の光源５と、所定波長の可視照明光ｂ１のみを通過させる照明波長フィルタ６と、投光レンズ７と、光源５のための電源（図示せず）とを有しており、光源５の光から照明波長フィルタ６により前記所定波長の可視照明光ｂ１を選択し、投光レンズ７を通して電池表面の全体（あるいは電池表面の内で電解液漏れの生じ易い部分）に照射する。
【００２５】
検出部３は、受光レンズ８と、所定波長域の蛍光ｂ２のみを透過させる受光波長フィルタ９と、ＣＣＤ等の光センサ１０と、光センサ１０のための電源（図示せず）とを有しており、受光範囲内にある電池表面からの蛍光および外乱光を受光レンズ８により受光波長フィルタ９に導いて前記所定波長域の蛍光ｂ２を選択し、光センサ１０で受光し、この光センサ１０で、ＮＴＳＣ規格等のアナログ信号あるいはデジタル信号である電気的な検出信号に変換して判定部４に出力する。
【００２６】
これら照射部２・検出部３は、エリア照明とエリアＣＣＤとの組み合わせであってもよいし、ライン照明とラインＣＣＤとの組み合わせや、点照明とフォトマル等の点受光素子との組み合わせを用いて、電池１もしくは照明光を走査するようにしてもよい。
【００２７】
判定部４は、光センサ１０から入力する検出信号に基づいて明暗画像を作成する画像作成手段１１と、この画像作成手段１１によって作成された明暗画像に基づいて電池１の表面に電解液が漏洩しているか否か判定する画像判定手段１２とを有している。これら画像作成手段１１および画像判定手段１２は、ＣＰＵ（パーソナルコンピュータなど）で構成されており、作業者が画像を確認するために、またメンテナンスでの便宜を図るために、画像を映し出すモニタ１３を備えている。
【００２８】
詳細には、画像作成手段１１は、光センサ１０からの検出信号の強さに基づいて電池１（検査対象の電池、および、電解液漏れが発生していないことが判明している良品電池）の全表面の明暗画像を作成し、その画像データにファイル名や画素数などの情報を示すデータヘッダ部を付加し、画像ファイルに変換して、メモリに保存する。
【００２９】
画像判定手段１２は、画像作成手段１１によって作成された明暗画像の内、検査対象の電池の画像を良品電池の画像に対して比較し、両画像に相違がある場合に、検査対象の電池の表面から電解液が漏洩しているか否か判定する。
【００３０】
電池１の電解液について説明する。
電池１がたとえばリチウムイオン電池である場合、電解液には、空気中の水分と反応して酸化されるＬｉＰＦ６のような物質が含まれており、このような物質の酸化生成物は適当波長の可視照明光により励起されて強い蛍光を発する。
【００３１】
そこで、照明波長フィルタ６に、光源５からの光の内、電解液の吸収波長（たとえば波長５３２ｎｍ）の可視照明光のみを通過させるものを用い、受光波長フィルタ９に、電解液からの蛍光波長（たとえば５６０ｎｍから６５０ｎｍ）のみを通過させるように設計されたものを用いる。このように互いに異なる波長（域）を照射光および検出光に用いることで、照射光が外乱光となって検出されることを防止できる。
【００３２】
ただし、照射光の波長は上記した５３２ｎｍでなくともよく、また検出光は蛍光のみではなく、励起光のラマン散乱光等の非弾性散乱光であってもよい。したがって照明波長フィルタ６、受光波長フィルタ９は、上記帯域に限定されず適宜に設計して用いればよく、照明波長フィルタ６は必ずしも用いる必要はないことは理解されよう。
【００３３】
図２は、電解液（その中の所定物質、たとえばＬｉＰＦ６の酸化生成物）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。
【００３４】
電解液Ａ、電池ケース面（アルミニウム）、電池表面に露出した絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられている。この場合、電解液Ａが発する蛍光の強い波長域を検出帯域として利用することができる。
【００３５】
電池１の電解液漏れ検査方法を図３および図４をも参照しながら説明する。
図３に示すように、照射部２より可視照明光ｂ１を照射し検出部３で蛍光ｂ２を検出することにより、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池を撮影し（ステップＳ１）、画像作成手段１１によって、その撮影画像たる標準画像を作成する（ステップＳ２）。
【００３６】
標準画像は図４（ａ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示されている。電池１の外形も表示されている。
【００３７】
同様に、照射部２・検出部３によって、検査対象の電池（検査電池という；図１に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を撮影し（ステップＳ３）、画像作成手段１１によって、その撮影画像たる測定画像を作成する（ステップＳ４）。
【００３８】
測定画像は図４（ｂ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩している検査電池の明暗画像であり、電池１の外形、絶縁樹脂２１、錆止め剤２２の他に、電解液２３が明るい光を発して表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）もある。
【００３９】
測定画像と標準画像の画像データは一旦、メモリに保存され、その後にメモリから取り出されて画像判定手段１２に入力される。
その後、画像判定手段１２が、測定画像と標準画像との差分演算を行い、差分画像を作成する（ステップＳ５）。このときの測定画像と標準画像との位置合わせは、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２など、電池１の種類ごとに固有の発光部分の位置合わせによって行われる。
【００４０】
差分画像は図４（ｃ）に示すようなものとなる。測定画像に存在していて標準画像に存在しない部分、すなわち電解液２３ａ、異物２４ａ、異物２４ｂが表示される。
【００４１】
次に画像判定手段１２は、差分画像を２値化処理して、測定画像が標準画像よりも一定明度以上明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ６）。
【００４２】
２値画像は図４（ｄ）に示すようなものとなる。電解液２３ａ、明るい異物２４ａが白く表示される。
次に、２値画像の白領域をラベリング処理し（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ７）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ８）。
【００４３】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ９）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ１０）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００４４】
図４（ｄ）に示した２値画像からは、電解液２３ａに相当する白領域の面積が所定値よりも大きいと判断され、電解液漏れありと判定されることになる。
このようにして、明暗画像から２値画像を取得する際の閾値を変更することにより、明暗の中間の階調で表示されるノイズを電解液漏れと誤判定しないようにしている。電解液漏れの部位は、白く表示されている部分を電池の外形に対して位置付けすることで特定できる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４５】
上記した実施の形態１と同様に、電池１に所定波長の可視照明光を照射する照射部２と、前記可視照明光に応じて電池１から発せられた光から電解液に対応する所定波長域の蛍光を選択し検出する検出部３と、検出部３で検出された蛍光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部４とが配置されている。
【００４６】
ただし、検出部３には、電解液が発する蛍光の強い波長域（以下、測定波長という）の光を受光する測定波長用光センサ１０ａと、電解液が発する蛍光の弱い波長域（以下、比較波長という）の光を受光する比較波長用光センサ１０ｂとが備えられている。測定波長用光センサ１０ａのセンサヘッドには、測定波長の光のみ透過する受光波長フィルタ９ａが装着されており、比較波長用光センサ１０ｂのヘッドには、比較波長の光のみ透過する受光波長フィルタ９ｂが装着されている。電池１と受光波長フィルタ９ａ，受光波長フィルタ９ｂとの間にはハーフミラー１４が配置されていて、電池１の表面から発せられた光が光センサ１０ａ，１０ｂの方向に導かれるようになっている。
【００４７】
このため、照射部２より電池１の表面に所定波長の可視照明光ｂ３を照射すると、この可視照明光ｂ３に反応して電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４を通過し、受光波長フィルタ９ａで測定波長光ｂ４のみ選択され、測定波長用光センサ１０ａに入力する一方で、電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４で反射し、受光波長フィルタ９ｂで比較波長光ｂ５のみ選択され、比較波長用光センサ１０ｂに入力する。
【００４８】
図６は、電解液（その中の所定物質）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。電解液Ａ，Ｂは含有成分が異なるものである。
【００４９】
電解液Ａ、電解液Ｂ、電池ケース面（アルミニウム）、絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられる。電解液Ｂを検出するためには、電解液Ｂが発する蛍光の強い波長域▲１▼（測定波長）と蛍光の弱い波長域▲２▼（比較波長）とを検出帯域として利用する。
【００５０】
電池１の電解液漏れ検査方法を図７および図８をも参照しながら説明する。
図７に示すように、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池に可視照明光ｂ３を照射して、測定波長の蛍光ｂ４を検出する測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ１１）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから標準画像ａを作成する（ステップＳ１２）。
【００５１】
同時にこの良品電池を、比較波長の蛍光ｂ５を検出する比較波長用光センサ１０ｂで撮影し（ステップＳ１３）、画像作成手段１１で、比較波長用光センサ１０ｂから出力される計測データから標準画像ｂを作成する（ステップＳ１４）。
【００５２】
標準画像ａ，標準画像ｂはそれぞれ図８（ａ）（ｂ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示されている。電池１の外形も表示されている。
【００５３】
同様にして、検査対象の電池（検査電池という；図５に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ１５）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから測定画像を作成する（ステップＳ１６）。
【００５４】
同時にこの検査電池を比較波長用光センサ１０ｂで撮影し（ステップＳ１７）、画像作成手段１１で、比較波長用光センサ１０ｂから出力される計測データから比較画像を作成する（ステップＳ１８）。
【００５５】
測定画像は図８（ｃ）に示すような明暗画像となる。上記したように測定波長用光センサ１０ａは電解液２３が発する蛍光の強い波長域（測定波長）の光を検出するように設定されており、また、電池製造工程中の異物２４等の中には広い波長域にわたって強い反応光を発するものがあるので、電解液２３と異物２４の両方から強い光が検出されることになり、電解液２３が明るく表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００５６】
比較画像は図８（ｄ）に示すような明暗画像となる。上記したように比較波長用光センサ１０ｂは電解液２３が発する蛍光の弱い波長域（比較波長）の光を検出するように設定されているため、電解液２３が弱い光のみ検出されて暗く表示されている部分（２３ｂ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００５７】
これらの標準画像ａ、標準画像ｂ、測定画像、および比較画像は、データヘッダ部が付加され、画像ファイルに変換されて、一旦、メモリに保存される。
その後に、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像である標準画像ａと測定画像とを取り込み、両画像間の差分演算を行い、差分画像ａを作成する（ステップＳ１９）。
【００５８】
差分画像ａは図８（ｅ）に示すようなものとなる。測定画像に存在していて標準画像ａに存在しない部分、すなわち、電解液２３が強い光を発して明るく表示されている部分（２３ａ）と、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）と、異物２４等が暗く表示されている部分（２４ｂ）とが残る。
【００５９】
また画像判定手段１２は、メモリから明暗画像である標準画像ｂと比較画像とを取り込み、両画像間の差分演算を行い、差分画像ｂを作成する（ステップＳ２０）。
【００６０】
差分画像ｂは図８（ｆ）に示すようなものとなる。比較画像に存在していて標準画像ｂに存在しない部分、すなわち、電解液２３が弱い光を発して暗く表示されている部分（２３ｂ）と、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）と、異物２４等が暗く表示されている部分（２４ｂ）とが表示される。
【００６１】
次に画像判定手段１２は、差分画像ａと差分画像ｂの画像間の差分演算を行い、判定用画像を作成する（ステップＳ２１）。このときの差分演算は適宜片方の画像の明度に係数を掛けてから差分してもよい。
【００６２】
判定用画像では、図８（ｇ）に示すように電解液２３のみが明るく表示されることになる（２３ａ）。
次に画像判定手段１２は、判定用画像を２値化処理して、一定明度以上の明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ２３）。
【００６３】
２値画像では、図８（ｈ）に示すように電解液２３のみが白く表示されることになる。
次に画像判定手段１２は、２値画像の白領域をラベリングし（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ２３）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ２４）。
【００６４】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ２５）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ２６）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００６５】
図８（ｈ）に示した２値画像からは、電解液２３に相当する白領域の面積が所定値よりも大きいと判断され、電解液漏れありと判定されることになる。
このようにして画像比較を２段階で行うことにより、電池表面に漏洩した電解液と工程中で付着した異物などのノイズとを区別する高精度の検査が可能となる。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００６６】
上記した実施の形態２とほぼ同様の装置構成を有しているが、検出部３に、実施の形態２で説明した比較波長用光センサ１０ｂに代えて、全波長の光を受光する全波長用光センサ１０ｃが設けられている。この全波長用光センサ１０ｃには当然ながら、特定波長光を透過させるフィルタは設けられていない。
【００６７】
このため、照射部２より電池１の表面に所定波長の可視照明光ｂ６を照射すると、この可視照明光ｂ６に反応して電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４を通過し、受光波長フィルタ９ａで測定波長光ｂ７のみ選択され、測定波長用センサ１０ａに入力する一方で、電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４で反射し、全波長光ｂ８として全波長用光センサ１０ｃに入力する。
【００６８】
図１０は、電解液（その中の所定物質）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。電解液Ａ，Ｂは含有成分が異なるものである。
【００６９】
電解液Ａ、電解液Ｂ、電池ケース面（アルミニウム）、電池表面に露出している絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられている。電解液Ｂを検出するためには、電解液Ｂが発する蛍光の強い波長域▲１▼（測定波長）と全波長域との２つの帯域を検出帯域として利用する。
【００７０】
電池１の電解液漏れ検査方法を図１１および図１２をも参照しながら説明する。
図１１に示すように、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池に可視照明光ｂ６を照射して、測定波長の蛍光ｂ７を検出する測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ３１）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから標準画像ａを作成する（ステップＳ３２）。
【００７１】
同時にこの良品電池を、全波長域の光ｂ８を検出する全波長用光センサ１０ｃで撮影し（ステップＳ３３）、画像作成手段１１で、全波長用光センサ１０ｃから出力される計測データから標準画像ｂを作成する（ステップＳ３４）。
【００７２】
標準画像ａ，標準画像ｂはそれぞれ図１２（ａ）（ｂ）に示したようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示される。電池１の外形も表示される。
【００７３】
同様にして、検査対象の電池（検査電池という；図９に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ３５）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから測定画像を作成する（ステップＳ３６）。
【００７４】
同時にこの検査電池を全波長用光センサ１０ｃで撮影し（ステップＳ３７）、画像作成手段１１で、全波長用光センサ１０ｃから出力される計測データから比較画像を作成する（ステップＳ３８）。
【００７５】
測定画像は図１２（ｃ）に示したようなものとなる。上記したように測定波長用光センサ１０ａは電解液２３が発する蛍光の強い波長域（測定波長）の光を検出するように設定されており、また、電池製造工程中の異物２４等の中には広い波長域にわたって強い反応光を発するものがあるので、電解液２３と異物２４の両方から強い光が検出されることになり、電解液２３が明るく表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００７６】
比較画像は図１２（ｄ）に示したようなものとなる。上記したように全波長用光センサ１０ｃは全波長域の光を検出するように設定されているため、電解液２３からの光を異物２４等からの光に比べて相対的に弱く検出して撮影する。その結果、電解液２３が暗く表示されている部分（２３ｂ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００７７】
これらの標準画像ａ、標準画像ｂ、測定画像、および比較画像は、データヘッダ部が付加され、画像ファイルに変換してメモリに保存される。
その後に、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像の標準画像ａと測定画像とを取り込み、その標準画像ａと測定画像の画像間の差分演算を行い、差分画像ａを作成する（ステップＳ３９）。
【００７８】
差分画像ａは図１２（ｅ）に示したようなものとなる。
また、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像の標準画像ｂと比較画像とを取り込み、その標準画像ｂと比較画像の画像間の差分演算を行い、差分画像ｂを作成する（ステップＳ４０）。
【００７９】
差分画像ｂは図１２（ｆ）に示したようなものとなる。
次に画像判定手段１２は、差分画像ａを差分画像ｂで除し（各画素の明度階調値の割り算を行い）、判定用画像を作成する（ステップＳ４１）。
【００８０】
判定用画像は図１２（ｇ）に示したようなものとなる。電解液２３のみ明るく表示され（２３ａ）、異物２４はともに暗く表示されることになる（２４ａ，２４ｂ）。
【００８１】
次に画像判定手段１２は、判定用画像を２値化処理して、一定明度以上の明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ２３）。
【００８２】
２値画像は図１２（ｈ）に示したようなものとなり、電解液２３のみが白く表示される。
次に画像判定手段１２は、２値画像の白領域をラベリングし（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ４３）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ４４）。
【００８３】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ４５）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ４６）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００８４】
このようにして画像比較を２段階で行うことにより、電池表面に漏洩した電解液と工程中で付着した異物などのノイズとを区別する高精度の検査が可能となる。
【００８５】
なお、実施の形態１から３に記載したようにして電解液漏れを検査するに先だって、電解液漏れを生起可能な負荷を積極的に電池に与えるようにしてもよい。これにより、後々に電解液漏れを生じさせる可能性のある微小な穴が電池表面にあいていた場合に、大量の電解液漏れが生じ、検出することが可能となる。このような方法は、充電および放電時に化学反応により内圧が上昇して電解液漏れが生じ易い二次電池に特に好適に適用できる。
【００８６】
電池に負荷を与える方法に、たとえば次の３方法がある。
▲１▼ 電池を治具で挟み込んで機械的に加圧する。
▲２▼ 電池を真空チャンバーに投入して減圧する。たとえば、１０ｔｏｒｒの真空度の雰囲気下に５分程度、漏洩促進のために逆さ向きに（つまり内圧上昇時に破れ易い部分が下を向くように）設置する。
【００８７】
▲３▼ 電池を回転させることにより遠心力を作用させ、検査面側の内圧上昇を生起する。たとえば図１３に示すように、モータ２５の回転軸２６に取り付けた挟み込み治具２７にて、回転軸２６の周囲に複数の電池１をそれぞれの検査面が外方を向くように保持し、回転軸２６の軸心廻りに回転させる。
【００８８】
また電池１を、実施の形態１から３に記載したようにして電解液漏れを検査することを前提に構成してもよい。
従来、電池の検査面、特に内圧上昇時に優先的に破れるように厚みが小さく設定されている部分の表面に、腐食防止剤（例えば、フルオロアルキルアクリレート共重合体２％、キシレンエキサフトライト９８％の混合液）等の塗布剤を塗布することがある。その際に、塗布が行なわれたことを目視確認できるように、顔料で色付けした塗布剤が用いられている。
【００８９】
そこで、塗布剤に添加する顔料として、目視確認は可能でありながら、ノイズ成分となる反応光が生じにくいものを予め選択して使用する。照射光が可視光の場合には、青色や黒色の顔料は照射光に反応して強い光（以下、反応光という）を生じるのに対し、黄色顔料の反応光は青色や黒色の顔料の反応光の１０分の１程度の強さであり、塗布の目視確認も従来通り可能であるので、黄色顔料の使用が適切である。
【００９０】
これにより、実施の形態１から３に記載したような電解液漏れ検査の際に、顔料による反応光、つまりノイズ成分を低減することができ、電解液漏れを高精度に検出することが可能となる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、所定波長の可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光から前記照射光と同一波長の光を除去し、少なくとも１つの特定の波長域の光を検出するようにしたため、電池表面に電解液が漏洩している場合に、漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、確実に検出することができ、そしてその検出光の光量に基づいて電池表面に付着した異物などと弁別して漏洩の有無を正確に判定できる。特に、電解液が液状であっても乾燥粉末となっていても検出できる方法であることにより、電池が組み立てられた直後でも、数日間放置されるかまたは高温多湿の工程を経た後でも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図３】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図４】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像の模式図
【図５】本発明の実施の形態２に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図６】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図７】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図８】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像等の模式図
【図９】本発明の実施の形態３に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図１０】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図１１】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図１２】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像等の模式図
【図１３】上記した各検査方法に先だって電解液漏洩を促進する装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 電池
２ 照射部
３ 検出部
４ 判定部
11 画像作成手段
12 画像判定手段
23 電解液
b1 可視照明光
b2 蛍光
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池表面への電池内容物の漏洩を検査する電池検査方法、検査装置、および電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などの普及によってリチウムイオン等の二次電池の需要が増大している。電池の量産にあたっては、予備充電や初期外観検査が行われるとともに、これらの検査の後に電解液漏れの検査が行われている。
【０００３】
電解液漏れの発生は機器の損傷の原因ともなるため、密封性に優れた電池の開発が望まれるとともに、電解液漏れの検査の質を向上させることが要望されているのであるが、電解液はほぼ透明な液体であるため、電池表面をＣＣＤカメラで撮影して電解液の漏洩の有無を画像上で判定することは困難である。
【０００４】
このため電解液漏れの検査は、臭いを嗅ぐ、または、感熱紙に電解液が付着すると変色する特性を利用して、電池に感熱紙を押し当てて変色するかどうかを目視するなど、人手で行われている。
【０００５】
電解液は数日間放置されたり高温多湿の工程を経ると白く結晶化するので、電解液が電池缶内に充填されてから数日後に、または高温多湿の工程を経た後に、白い結晶化物が析出しているかどうかを目視することも行われている。
【０００６】
一方で、電池の表面に紫外線を照射して、電解液中に含まれている蛍光発生物質による蛍光が発せられるかどうかを検出する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
二次電池では充電時および放電時に化学反応により内圧が上昇し電解液漏れの生じ易い状態となるため、充電時または放電時に電解液による光が発せられるかどうかを検出する方法も提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２９７７９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電解液漏れの検査に先だって予備充電を行なうと、電解液漏れが生じている場合にプローブピンに電解液が付着し、通電不良を起こす可能性があるので、予備充電の前に電解液漏れの検査を行なうのが望ましい。
【００１０】
二次電池の充電時または放電時に電解液漏れを検査するためには、電池上面に電極を接触させなければならないため、電極部周辺の検査が困難であり、また電極が二次電池のクラッド部を傷つけることによる新たな電解液漏れを生じさせる原因となっている。
【００１１】
人手により電解液漏れを検査する場合、電池の表面に付着した洗浄水と電解液とを判別することは目視でも困難であり、作業者にとって負担が大きいだけでなく、作業者が電解液に触れて負傷するおそれもある。
【００１２】
電解液漏れの検査は、電池が組み立てられた直後でも、数日間放置された後または高温多湿の工程を経た後でも、実施する必要があり、電解液が液状であるか乾燥粉末（結晶化物）となっているかに関わらず検出できる検査方法が求められている。
【００１３】
紫外線を照射する方法では、光源や光学系の構成が容易でないだけでなく、電池表面に露出している絶縁樹脂が蛍光を発してノイズ成分となったり、紫外線励起を利用する方式では、電解液の種類によっては蛍光を発しにくく、検出が困難な場合がある。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するもので、電池表面への電解液の漏洩を電解液の種類や状態に関わらず正確にかつ容易に検出できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出し、検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定することを特徴とするもので、電池表面に電解液が漏洩している場合に、紫外光を照射光としていた従来法では検出困難な種類であっても、また漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、電池表面に露出している絶縁樹脂や付着物などの異物と弁別して、正確に検出することができる。検査方法自体は非接触的方法であるため、検査しにくい箇所は特になく、電池に穴等の欠陥がない場合に新たな損傷を与える恐れもない。
【００１６】
たとえば複数の波長域の光を検出する場合、少なくとも１つの波長域で検出された光量より電解液の漏洩有りと判定された時に電解液の漏洩有りと判断する。また、電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して特定の波長域の光を検出するとともに全ての波長域の光を検出し、検出された各波長域の光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定することを特徴とするもので、検出された各波長域の光量に基づいて信号処理することで、広い波長域にわたって強い光を発する異物などを弁別して、電解液のみを正確に検出することができる。
【００１７】
好ましくは、検出光を照射光よりも５０ｎｍから２００ｎｍ大きい波長域の光とする。このように離れた波長（域）を照射光と検出光とに用いることで、照射光が外乱光となって検出されることを防止できる。検出光と照射光との差が５０ｎｍより小さい場合には、照射光と同一波長の光を遮断する波長フィルタの設計が困難であり、２００ｎｍより大きい場合には、電解液から発生する光が弱くノイズ光とのＳＮ比が悪くなる。
【００１８】
また好ましくは、照射光を５００ｎｍから５５０ｎｍの波長域から選ばれる可視光とする。このような波長域の照射光を用いると、電池表面の絶縁樹脂から発生する光よりも電解液から発生する光が強くなり、検出しやすくなる。
【００１９】
また好ましくは、電池表面に光照射するに先だって、電池を減圧あるいは加圧するか、または電池に遠心力を負荷する。このような電解液漏れが発生し易い条件下に積極的に電池をおくことにより、微小な穴が空いている場合も多量の電解液を漏洩させて確実に検出することができ、高精度な検査を実現できる。
【００２０】
また本発明は、上記したいずれかの電解液漏洩検査方法を実施する電解液漏洩検査装置を、電池表面に可視光あるいは近赤外光を照射する照射部と、前記照射部からの照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出する検出部と、前記検出部で検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部とを備えた構成としたものである。
【００２１】
さらに本発明は、上記したいずれかの電解液漏洩検査方法で検査される電池を、電池表面に塗布される塗布剤に添加する顔料として、黄色顔料を使用して構成したことを特徴とする。腐食防止などの目的で塗布する塗布剤を目視確認できるように色付けするための顔料に、電解液漏洩検査のための照射光に反応して発する光が弱い顔料を選択することで、顔料から強い光が生じてノイズ成分となることを回避でき、電解液漏れを高精度に検査することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、電池１に所定波長の可視照明光を照射する照射部２と、前記可視照明光に応じて電池１から発せられた光から電解液に対応する所定波長域の蛍光を選択し検出する検出部３と、検出部３で検出された蛍光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部４とを備えている。
【００２４】
照射部２は、レーザやＬＥＤ等の光源５と、所定波長の可視照明光ｂ１のみを通過させる照明波長フィルタ６と、投光レンズ７と、光源５のための電源（図示せず）とを有しており、光源５の光から照明波長フィルタ６により前記所定波長の可視照明光ｂ１を選択し、投光レンズ７を通して電池表面の全体（あるいは電池表面の内で電解液漏れの生じ易い部分）に照射する。
【００２５】
検出部３は、受光レンズ８と、所定波長域の蛍光ｂ２のみを透過させる受光波長フィルタ９と、ＣＣＤ等の光センサ１０と、光センサ１０のための電源（図示せず）とを有しており、受光範囲内にある電池表面からの蛍光および外乱光を受光レンズ８により受光波長フィルタ９に導いて前記所定波長域の蛍光ｂ２を選択し、光センサ１０で受光し、この光センサ１０で、ＮＴＳＣ規格等のアナログ信号あるいはデジタル信号である電気的な検出信号に変換して判定部４に出力する。
【００２６】
これら照射部２・検出部３は、エリア照明とエリアＣＣＤとの組み合わせであってもよいし、ライン照明とラインＣＣＤとの組み合わせや、点照明とフォトマル等の点受光素子との組み合わせを用いて、電池１もしくは照明光を走査するようにしてもよい。
【００２７】
判定部４は、光センサ１０から入力する検出信号に基づいて明暗画像を作成する画像作成手段１１と、この画像作成手段１１によって作成された明暗画像に基づいて電池１の表面に電解液が漏洩しているか否か判定する画像判定手段１２とを有している。これら画像作成手段１１および画像判定手段１２は、ＣＰＵ（パーソナルコンピュータなど）で構成されており、作業者が画像を確認するために、またメンテナンスでの便宜を図るために、画像を映し出すモニタ１３を備えている。
【００２８】
詳細には、画像作成手段１１は、光センサ１０からの検出信号の強さに基づいて電池１（検査対象の電池、および、電解液漏れが発生していないことが判明している良品電池）の全表面の明暗画像を作成し、その画像データにファイル名や画素数などの情報を示すデータヘッダ部を付加し、画像ファイルに変換して、メモリに保存する。
【００２９】
画像判定手段１２は、画像作成手段１１によって作成された明暗画像の内、検査対象の電池の画像を良品電池の画像に対して比較し、両画像に相違がある場合に、検査対象の電池の表面から電解液が漏洩しているか否か判定する。
【００３０】
電池１の電解液について説明する。
電池１がたとえばリチウムイオン電池である場合、電解液には、空気中の水分と反応して酸化されるＬｉＰＦ６のような物質が含まれており、このような物質の酸化生成物は適当波長の可視照明光により励起されて強い蛍光を発する。
【００３１】
そこで、照明波長フィルタ６に、光源５からの光の内、電解液の吸収波長（たとえば波長５３２ｎｍ）の可視照明光のみを通過させるものを用い、受光波長フィルタ９に、電解液からの蛍光波長（たとえば５６０ｎｍから６５０ｎｍ）のみを通過させるように設計されたものを用いる。このように互いに異なる波長（域）を照射光および検出光に用いることで、照射光が外乱光となって検出されることを防止できる。
【００３２】
ただし、照射光の波長は上記した５３２ｎｍでなくともよく、また検出光は蛍光のみではなく、励起光のラマン散乱光等の非弾性散乱光であってもよい。したがって照明波長フィルタ６、受光波長フィルタ９は、上記帯域に限定されず適宜に設計して用いればよく、照明波長フィルタ６は必ずしも用いる必要はないことは理解されよう。
【００３３】
図２は、電解液（その中の所定物質、たとえばＬｉＰＦ６の酸化生成物）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。
【００３４】
電解液Ａ、電池ケース面（アルミニウム）、電池表面に露出した絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられている。この場合、電解液Ａが発する蛍光の強い波長域を検出帯域として利用することができる。
【００３５】
電池１の電解液漏れ検査方法を図３および図４をも参照しながら説明する。
図３に示すように、照射部２より可視照明光ｂ１を照射し検出部３で蛍光ｂ２を検出することにより、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池を撮影し（ステップＳ１）、画像作成手段１１によって、その撮影画像たる標準画像を作成する（ステップＳ２）。
【００３６】
標準画像は図４（ａ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示されている。電池１の外形も表示されている。
【００３７】
同様に、照射部２・検出部３によって、検査対象の電池（検査電池という；図１に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を撮影し（ステップＳ３）、画像作成手段１１によって、その撮影画像たる測定画像を作成する（ステップＳ４）。
【００３８】
測定画像は図４（ｂ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩している検査電池の明暗画像であり、電池１の外形、絶縁樹脂２１、錆止め剤２２の他に、電解液２３が明るい光を発して表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）もある。
【００３９】
測定画像と標準画像の画像データは一旦、メモリに保存され、その後にメモリから取り出されて画像判定手段１２に入力される。
その後、画像判定手段１２が、測定画像と標準画像との差分演算を行い、差分画像を作成する（ステップＳ５）。このときの測定画像と標準画像との位置合わせは、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２など、電池１の種類ごとに固有の発光部分の位置合わせによって行われる。
【００４０】
差分画像は図４（ｃ）に示すようなものとなる。測定画像に存在していて標準画像に存在しない部分、すなわち電解液２３ａ、異物２４ａ、異物２４ｂが表示される。
【００４１】
次に画像判定手段１２は、差分画像を２値化処理して、測定画像が標準画像よりも一定明度以上明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ６）。
【００４２】
２値画像は図４（ｄ）に示すようなものとなる。電解液２３ａ、明るい異物２４ａが白く表示される。
次に、２値画像の白領域をラベリング処理し（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ７）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ８）。
【００４３】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ９）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ１０）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００４４】
図４（ｄ）に示した２値画像からは、電解液２３ａに相当する白領域の面積が所定値よりも大きいと判断され、電解液漏れありと判定されることになる。
このようにして、明暗画像から２値画像を取得する際の閾値を変更することにより、明暗の中間の階調で表示されるノイズを電解液漏れと誤判定しないようにしている。電解液漏れの部位は、白く表示されている部分を電池の外形に対して位置付けすることで特定できる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４５】
上記した実施の形態１と同様に、電池１に所定波長の可視照明光を照射する照射部２と、前記可視照明光に応じて電池１から発せられた光から電解液に対応する所定波長域の蛍光を選択し検出する検出部３と、検出部３で検出された蛍光の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部４とが配置されている。
【００４６】
ただし、検出部３には、電解液が発する蛍光の強い波長域（以下、測定波長という）の光を受光する測定波長用光センサ１０ａと、電解液が発する蛍光の弱い波長域（以下、比較波長という）の光を受光する比較波長用光センサ１０ｂとが備えられている。測定波長用光センサ１０ａのセンサヘッドには、測定波長の光のみ透過する受光波長フィルタ９ａが装着されており、比較波長用光センサ１０ｂのヘッドには、比較波長の光のみ透過する受光波長フィルタ９ｂが装着されている。電池１と受光波長フィルタ９ａ，受光波長フィルタ９ｂとの間にはハーフミラー１４が配置されていて、電池１の表面から発せられた光が光センサ１０ａ，１０ｂの方向に導かれるようになっている。
【００４７】
このため、照射部２より電池１の表面に所定波長の可視照明光ｂ３を照射すると、この可視照明光ｂ３に反応して電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４を通過し、受光波長フィルタ９ａで測定波長光ｂ４のみ選択され、測定波長用光センサ１０ａに入力する一方で、電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４で反射し、受光波長フィルタ９ｂで比較波長光ｂ５のみ選択され、比較波長用光センサ１０ｂに入力する。
【００４８】
図６は、電解液（その中の所定物質）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。電解液Ａ，Ｂは含有成分が異なるものである。
【００４９】
電解液Ａ、電解液Ｂ、電池ケース面（アルミニウム）、絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられる。電解液Ｂを検出するためには、電解液Ｂが発する蛍光の強い波長域▲１▼（測定波長）と蛍光の弱い波長域▲２▼（比較波長）とを検出帯域として利用する。
【００５０】
電池１の電解液漏れ検査方法を図７および図８をも参照しながら説明する。
図７に示すように、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池に可視照明光ｂ３を照射して、測定波長の蛍光ｂ４を検出する測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ１１）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから標準画像ａを作成する（ステップＳ１２）。
【００５１】
同時にこの良品電池を、比較波長の蛍光ｂ５を検出する比較波長用光センサ１０ｂで撮影し（ステップＳ１３）、画像作成手段１１で、比較波長用光センサ１０ｂから出力される計測データから標準画像ｂを作成する（ステップＳ１４）。
【００５２】
標準画像ａ，標準画像ｂはそれぞれ図８（ａ）（ｂ）に示すようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示されている。電池１の外形も表示されている。
【００５３】
同様にして、検査対象の電池（検査電池という；図５に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ１５）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから測定画像を作成する（ステップＳ１６）。
【００５４】
同時にこの検査電池を比較波長用光センサ１０ｂで撮影し（ステップＳ１７）、画像作成手段１１で、比較波長用光センサ１０ｂから出力される計測データから比較画像を作成する（ステップＳ１８）。
【００５５】
測定画像は図８（ｃ）に示すような明暗画像となる。上記したように測定波長用光センサ１０ａは電解液２３が発する蛍光の強い波長域（測定波長）の光を検出するように設定されており、また、電池製造工程中の異物２４等の中には広い波長域にわたって強い反応光を発するものがあるので、電解液２３と異物２４の両方から強い光が検出されることになり、電解液２３が明るく表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００５６】
比較画像は図８（ｄ）に示すような明暗画像となる。上記したように比較波長用光センサ１０ｂは電解液２３が発する蛍光の弱い波長域（比較波長）の光を検出するように設定されているため、電解液２３が弱い光のみ検出されて暗く表示されている部分（２３ｂ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００５７】
これらの標準画像ａ、標準画像ｂ、測定画像、および比較画像は、データヘッダ部が付加され、画像ファイルに変換されて、一旦、メモリに保存される。
その後に、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像である標準画像ａと測定画像とを取り込み、両画像間の差分演算を行い、差分画像ａを作成する（ステップＳ１９）。
【００５８】
差分画像ａは図８（ｅ）に示すようなものとなる。測定画像に存在していて標準画像ａに存在しない部分、すなわち、電解液２３が強い光を発して明るく表示されている部分（２３ａ）と、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）と、異物２４等が暗く表示されている部分（２４ｂ）とが残る。
【００５９】
また画像判定手段１２は、メモリから明暗画像である標準画像ｂと比較画像とを取り込み、両画像間の差分演算を行い、差分画像ｂを作成する（ステップＳ２０）。
【００６０】
差分画像ｂは図８（ｆ）に示すようなものとなる。比較画像に存在していて標準画像ｂに存在しない部分、すなわち、電解液２３が弱い光を発して暗く表示されている部分（２３ｂ）と、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）と、異物２４等が暗く表示されている部分（２４ｂ）とが表示される。
【００６１】
次に画像判定手段１２は、差分画像ａと差分画像ｂの画像間の差分演算を行い、判定用画像を作成する（ステップＳ２１）。このときの差分演算は適宜片方の画像の明度に係数を掛けてから差分してもよい。
【００６２】
判定用画像では、図８（ｇ）に示すように電解液２３のみが明るく表示されることになる（２３ａ）。
次に画像判定手段１２は、判定用画像を２値化処理して、一定明度以上の明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ２３）。
【００６３】
２値画像では、図８（ｈ）に示すように電解液２３のみが白く表示されることになる。
次に画像判定手段１２は、２値画像の白領域をラベリングし（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ２３）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ２４）。
【００６４】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ２５）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ２６）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００６５】
図８（ｈ）に示した２値画像からは、電解液２３に相当する白領域の面積が所定値よりも大きいと判断され、電解液漏れありと判定されることになる。
このようにして画像比較を２段階で行うことにより、電池表面に漏洩した電解液と工程中で付着した異物などのノイズとを区別する高精度の検査が可能となる。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００６６】
上記した実施の形態２とほぼ同様の装置構成を有しているが、検出部３に、実施の形態２で説明した比較波長用光センサ１０ｂに代えて、全波長の光を受光する全波長用光センサ１０ｃが設けられている。この全波長用光センサ１０ｃには当然ながら、特定波長光を透過させるフィルタは設けられていない。
【００６７】
このため、照射部２より電池１の表面に所定波長の可視照明光ｂ６を照射すると、この可視照明光ｂ６に反応して電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４を通過し、受光波長フィルタ９ａで測定波長光ｂ７のみ選択され、測定波長用センサ１０ａに入力する一方で、電池１の表面から発せられた光の一部が、ハーフミラー１４で反射し、全波長光ｂ８として全波長用光センサ１０ｃに入力する。
【００６８】
図１０は、電解液（その中の所定物質）を励起させる励起波長（矢印で示した波長）の可視光を照射した時に、電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示す。電解液Ａ，Ｂは含有成分が異なるものである。
【００６９】
電解液Ａ、電解液Ｂ、電池ケース面（アルミニウム）、電池表面に露出している絶縁樹脂やゴミなどの異物から光が発せられている。電解液Ｂを検出するためには、電解液Ｂが発する蛍光の強い波長域▲１▼（測定波長）と全波長域との２つの帯域を検出帯域として利用する。
【００７０】
電池１の電解液漏れ検査方法を図１１および図１２をも参照しながら説明する。
図１１に示すように、電解液が漏洩していないことが判明している良品電池に可視照明光ｂ６を照射して、測定波長の蛍光ｂ７を検出する測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ３１）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから標準画像ａを作成する（ステップＳ３２）。
【００７１】
同時にこの良品電池を、全波長域の光ｂ８を検出する全波長用光センサ１０ｃで撮影し（ステップＳ３３）、画像作成手段１１で、全波長用光センサ１０ｃから出力される計測データから標準画像ｂを作成する（ステップＳ３４）。
【００７２】
標準画像ａ，標準画像ｂはそれぞれ図１２（ａ）（ｂ）に示したようなものとなる。電解液が漏洩していない良品電池の明暗画像であるため、本来は光を発する部分がなく全体が暗く表示されるはずであるが、絶縁樹脂２１や錆止め剤２２などの光を発する部分があり、明暗の中間の階調ないし明るく表示される。電池１の外形も表示される。
【００７３】
同様にして、検査対象の電池（検査電池という；図９に示したように電解液２３が漏洩し、異物２４が付着しているものとする）を測定波長用光センサ１０ａで撮影し（ステップＳ３５）、画像作成手段１１で、測定波長用光センサ１０ａから出力される計測データから測定画像を作成する（ステップＳ３６）。
【００７４】
同時にこの検査電池を全波長用光センサ１０ｃで撮影し（ステップＳ３７）、画像作成手段１１で、全波長用光センサ１０ｃから出力される計測データから比較画像を作成する（ステップＳ３８）。
【００７５】
測定画像は図１２（ｃ）に示したようなものとなる。上記したように測定波長用光センサ１０ａは電解液２３が発する蛍光の強い波長域（測定波長）の光を検出するように設定されており、また、電池製造工程中の異物２４等の中には広い波長域にわたって強い反応光を発するものがあるので、電解液２３と異物２４の両方から強い光が検出されることになり、電解液２３が明るく表示されている部分（２３ａ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００７６】
比較画像は図１２（ｄ）に示したようなものとなる。上記したように全波長用光センサ１０ｃは全波長域の光を検出するように設定されているため、電解液２３からの光を異物２４等からの光に比べて相対的に弱く検出して撮影する。その結果、電解液２３が暗く表示されている部分（２３ｂ）、異物２４等が明るく表示されている部分（２４ａ）、暗く表示されている部分（２４ｂ）がある。
【００７７】
これらの標準画像ａ、標準画像ｂ、測定画像、および比較画像は、データヘッダ部が付加され、画像ファイルに変換してメモリに保存される。
その後に、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像の標準画像ａと測定画像とを取り込み、その標準画像ａと測定画像の画像間の差分演算を行い、差分画像ａを作成する（ステップＳ３９）。
【００７８】
差分画像ａは図１２（ｅ）に示したようなものとなる。
また、画像判定手段１２が、メモリから明暗画像の標準画像ｂと比較画像とを取り込み、その標準画像ｂと比較画像の画像間の差分演算を行い、差分画像ｂを作成する（ステップＳ４０）。
【００７９】
差分画像ｂは図１２（ｆ）に示したようなものとなる。
次に画像判定手段１２は、差分画像ａを差分画像ｂで除し（各画素の明度階調値の割り算を行い）、判定用画像を作成する（ステップＳ４１）。
【００８０】
判定用画像は図１２（ｇ）に示したようなものとなる。電解液２３のみ明るく表示され（２３ａ）、異物２４はともに暗く表示されることになる（２４ａ，２４ｂ）。
【００８１】
次に画像判定手段１２は、判定用画像を２値化処理して、一定明度以上の明るい部分を白く表示し、そうでない部分を黒く表示する２値画像を作成する（ステップＳ２３）。
【００８２】
２値画像は図１２（ｈ）に示したようなものとなり、電解液２３のみが白く表示される。
次に画像判定手段１２は、２値画像の白領域をラベリングし（画像内で一定距離以内の白画素を結合させて一塊とみなし番号付けする）（ステップＳ４３）、面積が所定値よりも大きい白領域があるか判断する（ステップＳ４４）。
【００８３】
そして、所定値よりも大きい白領域がある場合に、検査電池の表面から電解液漏れがあると判定する（ステップＳ４５）。所定値よりも大きい白領域がない場合には、電解液漏れなしと判定する（ステップＳ４６）。このときの判定対象とする領域は電池表面の全面であってもよいし、電解液漏れが生じやすい一部分であってもよい。
【００８４】
このようにして画像比較を２段階で行うことにより、電池表面に漏洩した電解液と工程中で付着した異物などのノイズとを区別する高精度の検査が可能となる。
【００８５】
なお、実施の形態１から３に記載したようにして電解液漏れを検査するに先だって、電解液漏れを生起可能な負荷を積極的に電池に与えるようにしてもよい。これにより、後々に電解液漏れを生じさせる可能性のある微小な穴が電池表面にあいていた場合に、大量の電解液漏れが生じ、検出することが可能となる。このような方法は、充電および放電時に化学反応により内圧が上昇して電解液漏れが生じ易い二次電池に特に好適に適用できる。
【００８６】
電池に負荷を与える方法に、たとえば次の３方法がある。
▲１▼ 電池を治具で挟み込んで機械的に加圧する。
▲２▼ 電池を真空チャンバーに投入して減圧する。たとえば、１０ｔｏｒｒの真空度の雰囲気下に５分程度、漏洩促進のために逆さ向きに（つまり内圧上昇時に破れ易い部分が下を向くように）設置する。
【００８７】
▲３▼ 電池を回転させることにより遠心力を作用させ、検査面側の内圧上昇を生起する。たとえば図１３に示すように、モータ２５の回転軸２６に取り付けた挟み込み治具２７にて、回転軸２６の周囲に複数の電池１をそれぞれの検査面が外方を向くように保持し、回転軸２６の軸心廻りに回転させる。
【００８８】
また電池１を、実施の形態１から３に記載したようにして電解液漏れを検査することを前提に構成してもよい。
従来、電池の検査面、特に内圧上昇時に優先的に破れるように厚みが小さく設定されている部分の表面に、腐食防止剤（例えば、フルオロアルキルアクリレート共重合体２％、キシレンエキサフトライト９８％の混合液）等の塗布剤を塗布することがある。その際に、塗布が行なわれたことを目視確認できるように、顔料で色付けした塗布剤が用いられている。
【００８９】
そこで、塗布剤に添加する顔料として、目視確認は可能でありながら、ノイズ成分となる反応光が生じにくいものを予め選択して使用する。照射光が可視光の場合には、青色や黒色の顔料は照射光に反応して強い光（以下、反応光という）を生じるのに対し、黄色顔料の反応光は青色や黒色の顔料の反応光の１０分の１程度の強さであり、塗布の目視確認も従来通り可能であるので、黄色顔料の使用が適切である。
【００９０】
これにより、実施の形態１から３に記載したような電解液漏れ検査の際に、顔料による反応光、つまりノイズ成分を低減することができ、電解液漏れを高精度に検出することが可能となる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、所定波長の可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光から前記照射光と同一波長の光を除去し、少なくとも１つの特定の波長域の光を検出するようにしたため、電池表面に電解液が漏洩している場合に、漏洩量の多少に関わらず、また液状であるか乾燥粉末となっているかに関わらず、確実に検出することができ、そしてその検出光の光量に基づいて電池表面に付着した異物などと弁別して漏洩の有無を正確に判定できる。特に、電解液が液状であっても乾燥粉末となっていても検出できる方法であることにより、電池が組み立てられた直後でも、数日間放置されるかまたは高温多湿の工程を経た後でも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図３】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図４】図１の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像の模式図
【図５】本発明の実施の形態２に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図６】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図７】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図８】図５の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像等の模式図
【図９】本発明の実施の形態３に係る電解液漏れ検査装置の概略構成を示すブロック図
【図１０】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法における照射光および電池表面から発せられる光の波長と強度との関係を示すグラフ
【図１１】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法のフローチャート
【図１２】図９の電解液漏れ検査装置を使用する検査方法で作成される明暗画像等の模式図
【図１３】上記した各検査方法に先だって電解液漏洩を促進する装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 電池
２ 照射部
３ 検出部
４ 判定部
11 画像作成手段
12 画像判定手段
23 電解液
b1 可視照明光
b2 蛍光
Claims (8)
- 電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出し、検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する電解液漏洩検査方法。
- 複数の波長域の光を検出する場合、少なくとも１つの波長域で検出された光量より電解液の漏洩有りと判定された時に電解液の漏洩有りと判断する請求項１記載の電解液漏洩検査方法。
- 電池表面への電解液の漏洩を検査する際に、可視光あるいは近赤外光を電池表面に照射し、この照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して特定の波長域の光を検出するとともに全ての波長域の光を検出し、検出された各波長域の光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する電解液漏洩検査方法。
- 検出光が照射光よりも５０ｎｍから２００ｎｍ大きい波長域の光である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電解液漏洩検査方法。
- 照射光が５００ｎｍから５５０ｎｍの波長域から選ばれる可視光である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電解液漏洩検査方法。
- 電池表面に光照射するに先だって、電池を減圧あるいは加圧するか、または電池に遠心力を負荷する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電解液漏洩検査方法。
- 電池表面に可視光あるいは近赤外光を照射する照射部と、前記照射部からの照射光に応じて電池表面から発せられた光の内、前記照射光と同一波長の光を遮断して少なくとも１つの特定の波長域の光を検出する検出部と、前記検出部で検出された光量に基づいて電解液の漏洩の有無を判定する判定部とを備えた電解液漏洩検査装置。
- 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電解液漏洩検査方法で検査される電池であって、電池表面に塗布される塗布剤に添加する顔料が黄色顔料である電池。
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