JP2009043469A - 電池の製造方法および電池の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池の製造において、集電部材を電池ケースに、あるいは第１部材を第２部材に溶接した溶接部における、溶接の適否を非破壊で判定可能な電池の製造方法を提供する。また、溶接の適否を非破壊で判定可能な電池の検査方法を提供する。
【解決手段】 電池１００は、発電要素１５０と、金属からなり、発電要素に接続されてなる集電部材１３０と、これらを収容し、金属からなり、集電部材１３０を溶接してなる集電溶接部１１５Ｘを含む封口部材１１５を有する電池ケース１１０と、を備える。この製造方法は、封口部材１１５の超音波加振部１１５Ｓを超音波振動ＭＷさせ、超音波受信部１１５Ｔで、集電溶接部１１５Ｘを経由して伝わった超音波振動ＭＷを受信する計測工程と、受信した超音波振動ＭＷの強度Ｃに基づいて、集電溶接部１１５Ｘの溶接の適否を判定する判定工程とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、集電部材と溶接してなる電池ケース、その他、溶接した金属部材を備える電池の製造方法、および電池の検査方法に関する。

電池はいくつもの部材で構成されており、金属部材の数も多い。このような金属部材同士の接合方法として、溶接が用いられる場合がある。例えば、発電要素のうち金属からなる集電部材と、金属部を含む電池ケースとを溶接した電池が例示できる。
ところで、溶接の適否をその外観から判定することは困難であることが多く、一方、破壊検査はコストがかかる上、全数を確認することができないため、確実性に欠ける。
一方、非破壊で電池内部の状態を検査する手法として、特許文献１に記載の技術が知られている。即ち、電池内部へ超音波を発振する超音波振動子と、電池内部で得られた超音波の反射波および透過波を受信する超音波センサとを、電池の電槽壁に配置しそれぞれ上下運動させる。このとき、超音波センサで得た上記超音波データをもとに、電池内部構造をブラウン管表示に映像として出力して検査する。

特開昭６２−５６８０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、超音波振動子および超音波センサを上下させながら検査する工程、および、電池内部構造をブラウン管で映像化して１つずつ欠陥を探す工程を別途設ける必要があるなど、１つの電池に対する検査時間が長くかかり、実用性が低かった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池の製造において、集電部材を電池ケースに、あるいは第１部材を第２部材に溶接した溶接部における、溶接の適否を非破壊で判定可能な電池の製造方法を提供することを目的とする。また、電池について、集電部材を電池ケースに、あるいは第１部材を第２部材に溶接した溶接部における、溶接の適否を簡易に、かつ短時間で適切に判定可能な電池の検査方法を提供することを目的とする。

そして、その解決手段は、発電要素と、金属からなり、上記発電要素に接続されてなる集電部材と、上記発電要素および上記集電部材を収容する電池ケースであって、金属からなり、上記集電部材を溶接してなる集電溶接部を含む集電溶接部包含金属部を有する電池ケースと、を備える電池の製造方法であって、上記集電溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記集電溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記集電溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記集電溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える電池の製造方法である。

本発明の電池の製造方法は、計測工程と判定工程を備える。このうち計測工程では、集電溶接部包含金属部のうち、超音波加振部を超音波振動させ、集電溶接部を経由して伝わる超音波振動を超音波受信部で受信する。このようにして、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電溶接部の溶接状態（適切に両者が溶接されている場合と、溶接が不十分あるいは溶接されていない場合）、即ち、溶接部包含金属部と集電部材との溶接の適否により変化する。
例えば、溶接部包含金属部と集電部材とが適切に溶接されている場合には、超音波加振部から集電溶接部に届いた超音波振動は、この集電溶接部から集電部材にも伝えられる。これは、溶接部包含金属部と集電部材とが集電溶接部で適切に溶接されて一体化しているためである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電部材に伝わった分小さくなる。
一方、溶接部包含金属部と集電部材との溶接が不十分あるいは溶接されていない場合には、超音波加振部から集電溶接部に届いた超音波振動の一部は、この集電溶接部から集電部材にも僅かしか伝えられない、あるいは全く伝えられない。これは、溶接が不完全であるため、超音波振動を集電部材に十分伝えられないからである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電部材に伝えられなかった分だけ相対的に大きくなる。
従って、超音波受信部で受信した超音波振動の強度を計測することで、集電溶接部における溶接の適否を、非破壊で適切に判定することができる。
また、計測工程では、超音波加振部から集電溶接部を経由して伝わった超音波振動を超音波受信具で受信すれば足り、特許文献１のように、超音波センサで、電池全体を伝わる超音波を複数受信するよりも簡易、短時間で行うことができる。さらに、判定工程では、受信した超音波振動の強度に基づいて判定すれば足り、特許文献１のように、電池の内部構造をブラウン管表示して検査することを要しないので、ここでも簡易、短時間で行うことができる。
以上から、集電溶接部の適否を簡易に、かつ、短時間で適切に判定することができる。

なお、超音波加振部を超音波振動させる装置（超音波加振具）としては、例えば、超音波振動子、超音波探傷器の送信子等が挙げられる。また、超音波受信部から超音波信振動の受信する装置（超音波受信具）としては、超音波振動子、超音波探傷器の受信子、超音波マイク等が挙げられる。また、用いる超音波振動としては、短時間のみ振動するバースト波状のものが挙げられるが、適宜、連続波状のものなどを用いることもできる。
また、溶接の適否の判定としては、例えば、予め得ておいた集電溶接部の溶接が適切な、あるいは不適切な場合に受信した超音波振動子の強度等を参考として、溶接が適切な場合と不適切な場合との強度しきい値を定めておき、この強度しきい値に基づいて判定する手法が挙げられる。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記超音波加振部と前記超音波受信部とを、前記集電溶接部を挟んだ位置に設定する電池の製造方法とすると良い。

本発明の製造方法では、計測工程において、超音波加振部と超音波受信部とを、集電溶接部を挟んだ位置に設定している。これにより、溶接部包含金属部のうち超音波加振部から、集電溶接部を経由して伝わった超音波振動を、確実に超音波受信部で受信することができるので、集電溶接部の溶接の適否をより適切に判定できる。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記超音波加振部とこの超音波加振部に接触してこれを超音波振動させる超音波加振具との間、及び、前記超音波受信部とこの超音波受信部に接触して上記超音波受信部に伝わった超音波振動を検知する超音波受信具との間、の少なくともいずれかに、揮発性の液体を介在させる電池の製造方法とすると良い。

本発明の製造方法の計測工程では、超音波加振部と超音波加振具との間、及び、超音波受信部と超音波受信具との間、の少なくともいずれかに液体を介在させるので、この液体を介して超音波加振部と超音波加振具との間、あるいは超音波受信部と超音波受信具との間で、超音波振動を確実に伝えることができ、より精度良く計測および判定を行うことができる。
その一方、介在させる液体を揮発性としたので、検査後は蒸発させて除去できるため、ゼリー、グリス等を用いた場合のように、拭き取りが不要である。また、仮にふき取り残りが生じても、残留した液体はその後には蒸発するので、この残留による腐食、電極端子との接触による短絡等の不具合を生じにくい。このような液体としては、例えば、水、トルエン、イソパラフィン系炭化水素、エタノール、メタノール、ヘキサン、エチレングリコール等が挙げられる。
なおさらには、溶接部包含金属部を腐食しない液体を用いるのが好ましく、例えば、トルエン、イソパラフィン系炭化水素、エタノール、メタノール、ヘキサン、エチレングリコール等が挙げられる。この液体の使用による溶接部包含金属部の腐食等の不具合も生じず、より電池の信頼性を向上できるからである。

さらに、上述の電池の製造方法であって、前記液体は、ＪＩＳ Ｋ２２５８により測定した２５℃における蒸気圧が２３〜６０ｍｍＨｇである電池の製造方法とすると良い。

計測工程および判定工程の後、速やかに次工程に移行するためには、液体の蒸発の早さを適度に設定する必要がある。本発明の製造方法では、ＪＩＳ Ｋ２２５８により測定した２５℃における蒸気圧が２３〜６０ｍｍＨｇの液体を用いる。この蒸気圧を２３ｍｍＨｇ以上としたので、計測工程終了後、液体は速やかに蒸発し溶接部包含金属部に残留することがない。このため、判定工程を経て、速やかに次工程に移行することができる。一方、この蒸気圧を６０ｍｍＨｇ以下としたので、計測工程中に、この液体が蒸発して、超音波加振部と超音波加振具、あるいは、超音波受信部と超音波受信具との間での超音波の伝わり具合が変化してしまうことを抑制できる。かくして、安定して計測を行うことができる。

なお、上述の蒸気圧範囲にある液体としては、例えば、水（２３．７）、トルエン（２８．５）、イソパラフィン系炭化水素（３６．２）、エタノール（５９．０）等が挙げられる。ただし、物質名の後に記す括弧内の数値は、ＪＩＳ Ｋ２２５８により測定した２５℃における蒸気圧（ｍｍＨｇ）である。
なお、前述したように腐食しない液体が好ましく、例えば、トルエン、イソパラフィン系炭化水素、エタノール等が挙げられる。

さらに、他の解決手段は、金属からなる第１部材と、金属からなり、上記第１部材を溶接してなる第１部材溶接部を含む溶接部包含金属部を有する第２部材と、を備える電池の製造方法であって、上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記第１部材溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記第１部材溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える電池の製造方法である。

本発明の電池の製造方法は、計測工程と判定工程を備える。このうち計測工程では、溶接部包含金属部のうち、超音波加振部を超音波振動させ、その超音波振動を超音波受信部で受信する。このようにして、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材溶接部の溶接状態（適切に両者が溶接されている場合と、溶接が不十分あるいは溶接されていない場合）、即ち、溶接部包含金属部と第１部材との溶接の適否により変化する。
例えば、溶接部包含金属部と第１部材とが適切に溶接されている場合には、超音波加振部から第１部材溶接部に届いた超音波振動は、この第１部材溶接部から第１部材にも伝えられる。これは、溶接部包含金属部と第１部材とが第１部材溶接部で適切に溶接されて一体化しているためである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材に伝えられた分小さくなる。
一方、溶接部包含金属部と第１部材との溶接が不十分あるいは溶接されていない場合には、超音波加振部から第１部材溶接部に届いた超音波振動の一部は、この第１部材溶接部から第１部材にも僅かしか伝えられない、あるいは全く伝えられない。これは、溶接が不完全であるため、超音波振動を第１部材に十分伝えられないからである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材に伝えられなかった分だけ相対的に大きくなる。
従って、超音波受信部で受信した超音波振動の強度を計測することで、第１部材溶接部における溶接の適否を、非破壊で適切に判定することができる。
また、計測工程では、超音波加振部から第１部材溶接部を経由して伝わった超音波振動を超音波受信具で受信すれば足り、特許文献１のように、超音波センサで、電池全体を伝わる超音波を複数受信するよりも簡易、短時間で行うことができる。さらに、判定工程では、受信した超音波振動の強度に基づいて判定すれば足り、特許文献１のように、電池の内部構造をブラウン管表示して検査することを要しないので、ここでも簡易、短時間で行うことができる。
以上から、第１部材溶接部の適否を簡易に、かつ、短時間で適切に判定することができる。
なお、第１部材および第２部材としては、集電部材と電池ケースを例示できるが、電池を構成する２つの部材であって、溶接により互いに接続する部材であれば、いずれの２部材に適用しても良い。

さらに、他の解決手段は、発電要素と、金属からなり、上記発電要素と接続してなる集電部材と、上記発電要素および上記集電部材を収容する電池ケースであって、金属からなり、上記集電部材を溶接してなる集電溶接部を含む集電溶接部包含金属部を有する電池ケースと、を備える電池の検査方法であって、上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記集電溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記集電溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記集電溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える電池の検査方法である。

本発明の電池の検査方法は、計測工程と判定工程を備える。このうち計測工程では、集電溶接部包含金属部のうち、超音波加振部を超音波振動させ、その超音波振動を超音波受信部で受信する。このようにして、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電溶接部の溶接状態（適切に両者が溶接されている場合と、溶接が不十分あるいは溶接されていない場合）、即ち、集電溶接部包含金属部と集電部材との溶接の適否により変化する。
例えば、集電溶接部包含金属部と集電部材とが適切に溶接されている場合には、超音波加振部から集電溶接部に届いた超音波振動は、この集電溶接部から集電部材にも伝えられる。これは、集電溶接部包含金属部と集電部材とが集電溶接部で適切に溶接されて一体化しているためである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電部材に伝わった分小さくなる。
一方、集電溶接部包含金属部と集電部材との溶接が不十分あるいは溶接されていない場合には、超音波加振部から集電溶接部に届いた超音波振動の一部は、この集電溶接部から集電部材にも僅かしか伝えられない、あるいは全く伝えられない。これは、溶接が不完全であるため、超音波振動を集電部材に十分伝えられないからである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、集電部材に伝わらなかった分だけ相対的に大きくなる。
従って、超音波受信部で受信した超音波振動の強度を計測することで、集電溶接部における溶接の適否を、非破壊で適切に判定することができる。
また、計測工程では、超音波加振部から集電溶接部を経由して伝わった超音波振動を超音波受信具で受信すれば足り、特許文献１のように、超音波センサで、電池全体を伝わる超音波を複数受信するよりも簡易、短時間で行うことができる。さらに、判定工程では、受信した超音波振動の強度に基づいて判定すれば足り、特許文献１のように、電池の内部構造をブラウン管表示して検査することを要しないので、ここでも簡易、短時間で行うことができる。
以上から、集電溶接部の適否を簡易に、かつ、短時間で適切に判定することができる。

なお、この電池の検査方法については、前述の電池の製造方法と同様に考えることができる。
即ち、前述の電池の検査方法であって、前記超音波加振部と前記超音波受信部とを、前記集電溶接部を挟んだ位置に設定する電池の検査方法とするのが好ましい。これにより、溶接部包含金属部のうち超音波加振部から、集電溶接部を経由して伝わった超音波振動を、確実に超音波受信部で受信することができるので、電池の集電溶接部における溶接の適否をより適切に検査できる。

さらに、上述の電池の検査方法であって、前記超音波加振部とこの超音波加振部に接触してこれを超音波振動させる超音波加振具との間、及び、前記超音波受信部とこの超音波受信部に接触して上記超音波受信部に伝わった超音波振動を検知する超音波受信具との間、の少なくともいずれかに、揮発性の液体を介在させる電池の検査方法とするのが好ましい。

これにより、この液体を介して超音波加振部と超音波加振具との間、あるいは超音波受信部と超音波受信具との間で、超音波振動を確実に伝えることができ、より精度良く計測および判定を行うことができる。
その一方、介在させる液体を揮発性としたので、検査後は蒸発させて除去できるため、ゼリー、グリス等を用いた場合のように、ふき取りが不要である上、拭き取り等が不十分なための残留による腐食、電極端子との接触による短絡等の不具合を生じにくい。
なおさらには、溶接部包含金属部を腐食しない液体を用いるのが好ましい。この液体の使用による溶接部包含金属部の腐食等の不具合も生じず、より電池の信頼性を向上できるからである。

さらに、上述の電池の検査方法であって、前記液体は、蒸気圧が２３〜６０ｍｍＨｇである電池の検査方法とするのが好ましい。蒸気圧を２３ｍｍＨｇ以上としたので、計測工程終了後、液体は速やかに蒸発し溶接部包含金属部に残ることがない。このため、判定工程を経て、速やかに電池の検査を終了することができる。一方、この蒸気圧を６０ｍｍＨｇ以下としたので、計測工程中に、この液体が蒸発して、超音波加振部と超音波加振具、あるいは、超音波受信部と超音波受信具との間での超音波の伝わり具合が変化してしまうことを抑制できる。かくして、安定して計測を行うことができる。

さらに、他の解決手法は、金属からなる第１部材と、金属からなり、上記第１部材を溶接してなる第１部材溶接部を含む溶接部包含金属部を有する第２部材と、を備える電池の検査方法であって、上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記第１部材溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記第１部材溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える電池の検査方法である。

本発明の電池の検査方法は、計測工程と判定工程を備える。このうち計測工程では、溶接部包含金属部のうち、超音波加振部を超音波振動させ、その超音波振動を超音波受信部で受信する。このようにして、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材溶接部の溶接状態（適切に両者が溶接されている場合と、溶接が不十分あるいは溶接されていない場合）、即ち、溶接部包含金属部と第１部材との溶接の適否により変化する。
例えば、溶接部包含金属部と第１部材とが適切に溶接されている場合には、超音波加振部から第１部材溶接部に届いた超音波振動は、この第１部材溶接部から第１部材にも伝えられる。これは、溶接部包含金属部と第１部材とが第１部材溶接部で適切に溶接されて一体化しているためである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材に伝わった分小さくなる。
一方、溶接部包含金属部と第１部材との溶接が不十分あるいは溶接されていない場合には、超音波加振部から第１部材溶接部に届いた超音波振動の一部は、この第１部材溶接部から第１部材にも僅かしか伝えられない、あるいは全く伝えられない。これは、溶接が不完全であるため、超音波振動を第１部材に十分伝えられないからである。すると、超音波受信部に伝わる超音波振動の強度は、第１部材に伝わらなかった分だけ相対的に大きくなる。
従って、超音波受信部で受信した超音波振動の強度を計測することで、第１部材溶接部における溶接の適否を、非破壊で適切に判定することができる。
また、計測工程では、超音波加振部から第１部材溶接部を経由して伝わった超音波振動を超音波受信具で受信すれば足り、特許文献１のように、超音波センサで、電池全体を伝わる超音波を複数受信するよりも簡易、短時間で行うことができる。さらに、判定工程では、受信した超音波振動の強度に基づいて判定すれば足り、特許文献１のように、電池の内部構造をブラウン管表示して検査することを要しないので、ここでも簡易、短時間で行うことができる。
以上から、第１部材溶接部の適否を簡易に、かつ、短時間で適切に判定することができる。
なお、第１部材および第２部材としては、集電部材と電池ケースが挙げられるが、電池をなす２つの部材であって、溶接により接続する部材で、少なくとも一方（第２部材）が、外部から超音波振動させ、かつ、超音波振動を受信できる配置とされているいずれの２部材にも適用可能である。

（実施形態１）
次に、本発明の実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本実施形態１にかかる電池の製造方法によって製造される電池１００について、図１〜３を参照しつつ説明する。
電池１００は、金属製の電池ケース１１０と、安全弁１１３と、電池ケース１１０内に収容された、発電要素１５０および電解液（図示しない）とを備える角形密閉式ニッケル水素電池である。

電池ケース１１０は、金属（具体的にはニッケルメッキ鋼板）からなり、図１に示すように、矩形箱状をなす電槽１１１と、金属からなり、矩形板状をなす封口部材１１５とを有している。このうち、電槽１１１の底部（図１（ａ）、図２中、右側）には、この電槽１１１と絶縁して、第１正極端子１４０ｂ、第２正極端子１４０ｃが設けられている。また、封口部材１１５は、電槽１１１の開口端１１１ｆ（図２参照）に当接した状態で全周溶接され、電槽１１１の開口部１１１ｇを封止している。これにより、封口部材１１５と電槽１１１とが一体化されて、電池ケース１１０を構成している。
また、発電要素１５０は、複数の正電極板１６０と複数の負電極板１７０とが、１枚ずつセパレータ１８０を介して交互に積層されてなる。

このうち、正電極板１６０は、詳細を図示しないがニッケルからなり、三次元網状構造のニッケル層を備える正極基板と、この正極基板に充填された正極合剤（正極活物質など）とを有している。なお、本実施形態１では、正極活物質として、水酸化ニッケルを含む活物質を用いている。
また、正電極板１６０はいずれも、正極接合端部１６０ｒが所定方向（図２中、右側）に延出するように配置されている。この正極接合端部１６０ｒはいずれも、矩形板状をなす正極集電部材１２０に、電子ビーム溶接等により接合されている。更に、正極集電部材１２０は、レーザ溶接等により、第１正極端子１４０ｂおよび第２正極端子１４０ｃに接合されている。このようにして、第１正極端子１４０ｂおよび第２正極端子１４０ｃと正電極板１６０とが、電気的に接続されている。
また、セパレータ１８０としては、例えば、親水化処理された合成樹脂からなる不織布を用いることができる。

また、負電極板１７０は、詳細を図示しないがニッケルメッキ鋼板からなり、多数の貫通孔が穿孔された負極基板と、負極合剤（水素吸蔵合金を含む）からなる。また、負電極板１７０はいずれも、負極接合端部１７０ｒが封口部材側（図２中、左側）に延出するように配置されている。この負極接合端部１７０ｒは、いずれも、矩形板状をなす負極集電部材１３０に、電子ビーム溶接等により接合されている。更に、負極集電部材１３０は、封口部材１１５に、電子ビーム溶接等による接合されている。このため、本実施形態１の電池１００では、封口部材１１５を含めた電池ケース１１０全体が負極になっている。

次いで、本実施形態１にかかる電池１００の製造方法について説明する。
但し、上述した、封口部材１１５と負極集電部材１３０との接合までは、公知の手法により製造する。即ち、正電極板１６０および負電極板１７０の製造、これらとセパレータ１８０からなる積層体（図示しない）と正極集電部材１２０および負極集電部材１３０との溶接による発電要素１５０の製造、電池ケース１１０への第１正極端子１４０ｂ，第２正極端子１４０ｃの取り付け、電槽１１１内への発電要素１５０の収容および第１正極端子１４０ｂ，第２正極端子１４０ｃと正極集電部材１２０との接続（溶接）、並びに、電槽１１１と封口部材１１５との溶接については、公知の手法によるので、詳細な説明は省略する。

以下では、封口部材１１５と負極集電部材１３０との接合以降の工程について説明する。
このうち、負極集電部材１３０は、概略、矩形板状で、その接続面１３０ａに負電極板１７０（負極接合端部１７０ｒ）を突き合わせてこれを溶接している。
また、この負極集電部材１３０には、長手方向に４カ所打ち抜かれて、舌状の舌部１３１が形成されている。この舌部１３１は、板厚方向（図２中、左右方向）接続面１３０ａと逆側（図２中左側）に屈曲変形され、板厚方向に弾性変形可能となっている。
一方、図２に示すように、封口部材１１５のうち、負極集電部材１３０の舌部１３１が当接する部分は、電池ケース１１０の内側（図２中、右側）に凹む凹部１１５ａとされている。
前述したように、公知の手法により、電槽１１１の開口部１１１ｇを封口部材１１５で塞ぎ、全周をレーザ溶接する。これにより電池ケース１１０が形成されると共に、この内側に収容された発電要素１５０の負極集電部材１３０と封口部材１１５とは、負極集電部材１３０の舌部１３１と封口部材１１５の凹部１１５ａとで弾性的に当接する。

そこで、封口部材１１５の凹部１１５ａに向けてレーザを照射し、集電溶接部１１５Ｘで封口部材１１５における凹部１１５ａと、負極集電部材１３０における舌部１３１とを溶接する。

ところで、上述した負極集電部材１３０の舌部１３１と封口部材１１５の凹部１１５ａとの溶接が良好に行われたか否かを、形成された集電溶接部１１５Ｘの外観のみから適切に判断することは難しい。その一方、集電溶接部１１５Ｘの形成が適切になされていない（溶接が適切になされていない）場合には、４つの集電溶接部１１５Ｘのうち、一部に電流が集中して発熱したり、電池の内部抵抗が上昇したりする不具合の生じる虞がある。このため、集電溶接部１１５Ｘにおいて、負極集電部材１３０と封口部材１１５とが適切に溶接されているか否かを判定することが要求されている。
そこで、本実施形態１では、上述の発電要素１５０と負極集電部材１３０との溶接工程に引き続いて、集電溶接部１１５Ｘの検査工程を設ける。

図４は、集電溶接部１１５Ｘの検査に用いる溶接検査装置１０の概要図である。
この溶接検査装置１０は、発振器１１、この発振器１１の駆動により超音波振動ＭＷを生じる超音波送信器１２、超音波振動ＭＷを受信して、その振動ＭＷを電気信号に変換して超音波受信回路１４に入力する超音波受信器１３、エタノールＬＥを２つのノズル１５Ｎからそれぞれ所定量滴下するディスペンサ１５、を備える。さらに、超音波送信器１２、超音波受信器１３、ディスペンサ１５を保持する保持具１７、および、この保持具１７を上下方向に移動させるアクチュエータ１６を備える。また、電池１００を載置するテーブル２０、および、これを水平方向に移動させるアクチュエータ２１を備える。
発振器１１、超音波受信回路１４、アクチュエータ１６、アクチュエータ２１は、コントローラ１８によってその動作が制御されており、表示部１９には、超音波受信回路１４で受信した超音波振動ＭＷの波形、大きさ、判定結果（しきい値ＴＨとの比較結果）等が表示される。

検査工程は、計測工程と判定工程とに大別され、上述の溶接検査装置１０を用いて、概略以下のようにして行う（図５参照）。
まず、負極集電部材１３０の舌部１３１と、封口部材１１５の凹部１１５ａの溶接まで終えた製造途中の未完成電池１００Ｍを、封口部材１１５が上向きにとなるようにテーブル２０上の所定位置に載置する。次いで、ディスペンサ１５のノズル１５Ｎから、エタノールＬＥを、封口部材１１５における超音波加振部１１５Ｓおよび超音波受信部１１５Ｔの２カ所に、所定量滴下する（図５（ａ）参照）。次に、コントローラ１８によりアクチュエータ２１を駆動してテーブル２０を移動させ、封口部材１１５の超音波加振部１１５Ｓおよび超音波受信部１１５Ｔが、それぞれ超音波送信器１２および超音波受信器１３の直下に位置する配置とする。次いで、コントローラ１８によりアクチュエータ１６を駆動し、保持具１７を降下させ、超音波送信器１２および超音波受信器１３の当接面１２ｓ，１３ｓを、それぞれエタノールＬＥを介して、超音波加振部１１５Ｓおよび超音波受信部１１５Ｔに接触（当接）させる（図５（ｂ）参照）。

その後、コントローラ１８により発振器１１を駆動し、超音波送信器１２に、短時間だけバースト波状（パルス状）で１０ＭＨｚの超音波振動ＭＷを生じさせ、これが当接する封口部材１１５の超音波加振部１１５Ｓを超音波振動させる。この超音波振動ＭＷは、図５（ｃ）に示すように、超音波加振部１１５Ｓから封口部材１１５内を伝播していき、集電溶接部１１５Ｘを経由して、超音波受信部１１５Ｔに伝わる。

ところで、封口部材１１５と負極集電部材１３０の舌部１３１は、溶接が適切に行われていた場合、集電部材１１５Ｘで溶接され、一体化している。すると、超音波振動ＭＷの一部は、集電溶接部１１５Ｘを通じて、負極集電部材１３０の舌部１３１にも伝播していく。このため、超音波振動ＭＷのエネルギーのうち、超音波受信部１１５Ｔに伝わる分は、舌部１３１に伝わった分、減少する。なお、この場合に、超音波受信部１１５Ｔに当接した超音波受信器１３で受信した超音波振動ＭＷの最大強度をＣａとする（図６（ｂ）参照）。

それに対し、図６（ａ）に、封口部材１１５と舌部１３１とが溶接できていない（溶接不良）場合の、超音波振動ＭＷの伝播の様子を示す。封口部材１１５と負極集電部材１３０（舌部１３１）が溶接により接合していないので、封口部材１１５内に伝わる超音波振動ＭＷは、負極集電部材１３０に分かれて伝わることなく、そのほとんどが封口部材１１５の超音波受信部１１５Ｔに届く。そこで、この場合に、超音波受信部１１５Ｔに当接した超音波受信器１３で受信した超音波振動ＭＷの最大強度をＣｂとする。

図６（ｂ）は、超音波受信器１３が受信した超音波振動ＭＷの強度の時間変化を示すグラフである。上述した超音波振動ＭＷの強度Ｃａ，Ｃｂをこのグラフに示す。このグラフからも判るように、最大強度Ｃａの方が最大強度Ｃｂよりも低いことが判る。従って、封口部材１１５と負極集電部材１３０とが適切に接合していると、超音波受信部１１５Ｔで超音波受信器１３によって得られる超音波振動ＭＷの強度が小さくなる。つまり、超音波受信器１３で得られる超音波振動ＭＷの強度の大きさにより、負極集電部材１３０の舌部１３１と封口部材１１５との溶接（集電溶接部１１５Ｘ）の適否を判定できることが判る。

そこで、判定工程で、超音波受信器１３で受信した超音波振動ＭＷの強度から、集電溶接部１１５Ｘにおける溶接の適否を判定する。具体的には、上述した溶接検査装置１０のコントローラ１８において、受信した超音波振動ＭＷの強度Ｃと、最大強度ＣａとＣｂとの間に設定したしきい値ＴＨとを比較して、封口部材１１５と負極集電部材１３０の舌部１３１との間の接合の適否を判定する。具体的には、測定した強度Ｃが、しきい値ＴＨより小さい場合には、溶接良好と判定する。一方、強度Ｃがしきい値ＴＨ以上の場合には、溶接不良と判定する。なお、本実施形態１では、アクチュエータ２１によって、未完成電池１００Ｍを移動させ、合計４カ所の集電溶接部１１５Ｘについて、同様に判定する。
その後、上述の検査工程（計測工程および判定工程）で、良品と判定された未完成電池１００Ｍについて、公知の手法により、電池ケース１１０内に電解液を注入し、安全弁１１３を電池ケース１１０に取り付けて、電池１００を完成させる。
このように、超音波受信部１１５Ｔで受信した超音波振動ＭＷの強度Ｃに基づいて、集電溶接部１１５Ｘ（凹部１１５ａ）における溶接の適否を、非破壊で適切に判定することができる。

なお、本実施形態１の製造方法では、計測工程において、超音波加振部１１５Ｓと超音波受信部１１５Ｔとを、封口部材１１５のうち、集電溶接部１１５Ｘを挟んだ位置に設定している。これにより、封口部材１１５のうち超音波加振部１１５Ｓから、集電溶接部１１５Ｘを経由して伝わった超音波振動ＭＷを、確実に超音波受信部１１５Ｔで受信することができるので、集電溶接部１１５Ｘにおける溶接の適否を適切に検査できる。

さらに、前述したように、本実施形態１の製造方法の計測工程では、超音波加振部１１５Ｓと超音波加振器１２との間、及び、超音波受信部１１５Ｔと超音波受信器１３との間にエタノールＬＥを介在させるので、このエタノールＬＥを介して超音波加振部１１５Ｓと超音波加振器１２との間、および、超音波受信部１１５Ｔと超音波受信器１３との間で、超音波振動ＭＷを確実に伝えることができ、より精度良く計測を行うことができる。
その一方、エタノールＬＥは揮発性を有する。よって、検査後は蒸発させて除去できるため、ゼリー、グリス等を用いた場合のように、拭き取りが不要である。また、仮に拭き取り残りが生じても、残留した液体はその後には蒸発するので、この残留による腐食、電極端子との接触による短絡等の不具合を生じにくい。
また、このエタノールＬＥは、ＪＩＳ Ｋ２２５８により測定した２５℃の蒸気圧が５９ｍｍＨｇ、即ち２３〜６０ｍｍＨｇの範囲内である揮発性の液体である。この蒸気圧が２３ｍｍＨｇ以上であるので、短時間で蒸発して、計測工程および判定工程の後、速やかに次工程に移行することができる。
一方で、この蒸気圧が６０ｍｍＨｇ以下であるので、計測工程中に、このエタノールＬＥが蒸発して、超音波加振部１１５Ｓと超音波加振器１２、あるいは、超音波受信部１１５Ｔと超音波受信器１３との間での超音波振動ＭＷの伝わり具合が変化してしまうことを抑制できる。かくして、安定して計測を行うことができる。
なお、超音波送信器１２は超音波加振具、超音波受信器１３は超音波受信具、電池ケース１１０は第２部材、封口部材１１５は集電溶接部包含金属部、負極集電部材１３０は集電部材および第１部材、および、エタノールＬＥは液体に、それぞれ対応する。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。
前述した実施形態１では、電池１００の製造工程中に検査工程を行い、集電溶接部１１５Ｘにおける溶接の適否を判定した。
これに対し、本実施形態２にかかる電池１００の検査方法は、既に完成している電池１００を対象に、その溶接部分について、前述のように溶接の適否を検査する手法である。具体的には、実施形態１と同じ溶接検査装置１０を用い、同様の手法で行う。即ち、電池１００のうち、外側に露出している封口部材１１５と、電池ケース１１０内に収容されている発電要素１５０の負極集電部材１３０（舌部１３１）とを溶接する集電溶接部１１５Ｘを挟む、封口部材１１５上の超音波加振部１１５Ｓおよび超音波受信部１１５Ｔに、溶接検査装置１０の超音波加振器１２および超音波受信器１３を接触させる。そして、超音波加振部１１５Ｓから集電溶接部１１５Ｘを介して超音波受信部１１５Ｔに伝わった超音波振動ＭＷの強度Ｃを調べることにより、集電溶接部１１５Ｘにおける溶接の適否を判定する。
なお、検査手法の詳細や作用は、実施形態１と同様であるので、説明を省略する。

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１および実施形態２では、電池ケースをなす封口部材と負極集電部材とを溶接した集電溶接部に適用した場合について説明した。しかし、これらに限定されることなく、電池内の溶接部分、例えば、正極端子部材と正極集電部材、電池ケースと封口部材、等の溶接における接合部位に適用しても良い。また、実施形態１では、封口部材と負極集電部材との溶接後、計測工程と判定工程を行い、その後電解液を注入し、電池ケースに安全弁を取り付けたが、封口部材と負極集電部材との溶接後、電解液を注入し、安全弁を付けた後に、計測工程並びに判定工程を行うなど、計測工程および判定工程の製造工程上の順位を適宜変更しても良い。

実施形態１，２にかかる電池の図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。 実施形態１，２にかかる電池のＡ−Ａ断面図である。 実施形態１，２にかかる電池のＢ部拡大断面図である。 実施形態１，２にかかる電池製造方法に用いる電池検査装置および電池の概要図である。 実施形態１，２にかかる電池製造方法のうち、適切に溶接されている場合の計測工程の説明図である。 実施形態１，２にかかる電池製造方法のうち、計測工程の説明図であり、（ａ）は、溶接が不良である場合に超音波振動が伝わる様子を示す説明図、（ｂ）は、超音波受信器で得た超音波振動の強度の時間変化を示すグラフである。

符号の説明

１２ 超音波送信器（超音波加振具）
１３ 超音波受信器（超音波受信具）
１００ 電池
１００Ｍ 未完成電池
１１０ 電池ケース（第２部材）
１１５ 封口部材（集電溶接部包含金属部）
１１５Ｓ 超音波加振部
１１５Ｔ 超音波受信部
１１５Ｘ 集電溶接部
１３０ 負極集電部材（集電部材、第１部材）
１５０ 発電要素
Ｃ，Ｃａ，Ｃｂ （受信した超音波振動の）強度
ＬＥ エタノール（液体）
ＭＷ 超音波振動

Claims (7)

1. 発電要素と、
   金属からなり、上記発電要素に接続されてなる集電部材と、
   上記発電要素および上記集電部材を収容する電池ケースであって、
   金属からなり、上記集電部材を溶接してなる集電溶接部を含む集電溶接部包含金属部を有する
   電池ケースと、を備える
   電池の製造方法であって、
   上記集電溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記集電溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記集電溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、
   受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記集電溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える
   電池の製造方法。
2. 請求項１に記載の電池の製造方法であって、
   前記超音波加振部と前記超音波受信部とを、前記集電溶接部を挟んだ位置に設定する
   電池の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池の製造方法であって、
   前記超音波加振部とこの超音波加振部に接触してこれを超音波振動させる超音波加振具との間、及び、前記超音波受信部とこの超音波受信部に接触して上記超音波受信部に伝わった超音波振動を検知する超音波受信具との間、の少なくともいずれかに、揮発性の液体を介在させる
   電池の製造方法。
4. 請求項３に記載の電池の製造方法であって、
   前記液体は、ＪＩＳ Ｋ２２５８により測定した２５℃における蒸気圧が２３〜６０ｍｍＨｇである
   電池の製造方法。
5. 金属からなる第１部材と、
   金属からなり、上記第１部材を溶接してなる第１部材溶接部を含む溶接部包含金属部を有する第２部材と、を備える
   電池の製造方法であって、
   上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記第１部材溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、
   受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記第１部材溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える
   電池の製造方法。
6. 発電要素と、
   金属からなり、上記発電要素と接続してなる集電部材と、
   上記発電要素および上記集電部材を収容する電池ケースであって、
   金属からなり、上記集電部材を溶接してなる集電溶接部を含む集電溶接部包含金属部を有する
   電池ケースと、を備える
   電池の検査方法であって、
   上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記集電溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記集電溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、
   受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記集電溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える
   電池の検査方法。
7. 金属からなる第１部材と、
   金属からなり、上記第１部材を溶接してなる第１部材溶接部を含む溶接部包含金属部を有する第２部材と、を備える
   電池の検査方法であって、
   上記溶接部包含金属部の超音波加振部を超音波振動させ、上記溶接部包含金属部の超音波受信部で、上記第１部材溶接部を経由して伝わった上記超音波振動を受信する計測工程と、
   受信した上記超音波振動の強度に基づいて、上記第１部材溶接部の溶接の適否を判定する判定工程と、を備える
   電池の検査方法。

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