JP2010019813A - 二次電池用活物質の材料を検査する検査システム - Google Patents
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Abstract
【課題】高密度化した二次電池用活物質の材料を検査する検査システムを提供する。
【解決手段】二次電池用活物質の材料の密度を上げる高密度化手段と、高密度化された材料に光を照射する照射手段と、照射手段により照射された光により、高密度化された材料から発せられる反射光または透過光を受光し、受光した光に基づいた信号を出力する受光手段と、信号から色彩値を算出する算出手段と、算出手段が算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が当該良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する判定手段と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】二次電池用活物質の材料の密度を上げる高密度化手段と、高密度化された材料に光を照射する照射手段と、照射手段により照射された光により、高密度化された材料から発せられる反射光または透過光を受光し、受光した光に基づいた信号を出力する受光手段と、信号から色彩値を算出する算出手段と、算出手段が算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が当該良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する判定手段と、を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、二次電池用活物質の材料を検査する検査システムに関する。
リチウムイオン二次電池用活物質は、通常、共沈、プレス、濾過、混合、粉砕、乾燥、攪拌、添加、焼成、粒度調整などの複数の工程を経て製造される。各工程はバッチ式または連続式プロセスのいずれかである。このような工程において不良品が発生することがあり、それを検査する必要がある。二次電池用活物質の検査方法として、二次電池用活物質であるリチウムマンガン複酸化物を酸化水溶液と混合してＰＨを測定し評価することにより、それが適正か否かを検査する方法がある（特許文献１）。
特開２００５−３２６１９１号公報
しかしながら、特許文献１では酸化水溶液にリチウムマンガン複酸化物を混合して検査しているため、検査後はリチウムイオン二次電池用活物質として使用することはできなくなる。
そこで本発明の目的は、非破壊的な検査システムを提供することであって、検査後においても二次電池用活物質として使用することができる二次電池用活物質の検査システムを提供することである。
上記課題を解決するための本発明に係る二次電池用活物質の材料を検査する検査システムは、次のような構成を特徴としている。二次電池用活物質の材料の密度を上げる高密度化手段と、前記高密度化された材料に光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射された光により、前記高密度化された材料から発せられる反射光または透過光を受光し、当該受光した光に基づいた信号を出力する受光手段と、前記信号から色彩値を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、当該算出した色彩値が当該良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、前記二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する判定手段と、を含む。
本発明によれば、二次電池用活物質の材料を高密度化する前処理を施し、それに光を照射して得られる色彩値による検査を行うことができるので二次電池用活物質の材料を無駄に消費しないですむ。
以下、添付した図面を参照して本発明を適用した最良の実施形態を説明する。しかし、本発明の検査システムは以下の実施形態のみには制限されない。なお、添付した図面では、説明の明確性のために各構成要素を誇張して表現している。また、図面では同一の要素には同一の符号を付し、明細書では同一の要素について重複する説明を省略している。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。図２Ａは、図１に示す検査システムの平面図である。図２Ｂ〜図２Ｄは、図２Ａと異なる配置の検査システムの平面図である。つまり、二次電池用活物質の材料を高密度化する手段の違い、照射の際の照射経路の違い、および二次光として反射光または透過光を受光しているかの違いを示している。ここでは、図２Ａを用いて主に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。図２Ａは、図１に示す検査システムの平面図である。図２Ｂ〜図２Ｄは、図２Ａと異なる配置の検査システムの平面図である。つまり、二次電池用活物質の材料を高密度化する手段の違い、照射の際の照射経路の違い、および二次光として反射光または透過光を受光しているかの違いを示している。ここでは、図２Ａを用いて主に説明する。
本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、図１に示すように、ホッパー１、ホッパー排出口２、測定管３、排出弁４、押圧ガイド５、入射窓６、観察窓７、筒体下部８、出口管９、光源１０、分光器１１、撮像素子１２、測定室１３、不良品回収弁１４、不良品回収受け皿１５、外部電子計算機１９を備える。たとえば、撮像素子１２はカラーＣＣＤイメージセンサー１２であり、外部電子計算機１９はパソコンである。
ホッパー１はホッパー排出口２を介して測定管３に接続しており、測定管３の下部には、出口管９、不良品回収受け皿１５がそれぞれ、排出弁４、不良品回収弁１４を介して接続しており、これらは搬送手段として機能する。搬送手段は、二次電池用活物質の材料を圧縮することによる高密度化する段階から、それが良品か否かを判定する段階後の検査終了後までの一連の工程において二次電池用活物質の材料を搬送する。二次電池用活物質の材料はホッパー１に検査員により投入される。ホッパー排出口２は測定管３との間に弁機能を有しても良い。排出弁４と不良品回収弁１４の弁の操作は検査員により行われる。二次電池用活物質の材料の投入や弁の操作は別のシステムにより自動制御されても良い。
検査終了後は、搬送手段は図１に示す通りに良品または不良品を別系統に分別する機能もまた有する。検査終了後の工程では、まずは排出弁４を開け、次に出口管９を通じて二次電池用活物質の材料を良品の場合は排出弁４を閉じ次工程へ搬送し、良品ではない場合は排出弁４を開けて不良品回収受け皿１５へ搬送する。
押圧ガイド５、入射窓６および観察窓７は測定管３に設置されており、二次電池用活物質の材料を圧縮することによる高密度化手段として機能する。押圧ガイド５は測定間３に固定されており、入射窓６が移動自在なガイドとして機能する。入射窓６は、凸形状をしており押圧ガイドに沿って測定管３内の二次電池用活物質の材料を押圧する圧縮手段として機能する。入射窓６は後述する光源１０から光を入射させ二次電池用活物質の材料に照射するために透明なことが好ましい。観察窓７は測定管３に固定されていても良い。観察窓７も入射窓６と同様に、二次電池用活物質の材料からの二次光を通すため透明なことが好ましい。
押圧ガイド５、入射窓６および観察窓７を測定管３に設置する位置は、二次光として反射光を利用するのか、透過光を利用するのかによって異なる。図２Ａに示すように、二次光として反射光を利用する場合は、入射窓６および観察窓７を一直線ではない任意の角度で設置することができる。二次光として透過光を利用する場合は、図２Ｂに示すように、押圧ガイド５ａ、入射窓６ａおよび観察窓７ａを一直線上に設置することができる。図２Ｃに示すように、二次光として反射光を利用する場合において、観測窓７ｂ側に光源１０およびカラーＣＣＤイメージセンサー１２を設置することができる。この場合、入射窓６ｂは図２Ａ、２Ｂの入射窓の圧縮機能のみを有するため透明な材質でなくても良い。さらに、図２Ｄに示すように、二次光として反射光を利用し、観測窓７ｃ側に光源１０およびカラーＣＣＤイメージセンサー１２を設置する場合、押圧ガイド５ｃを測定管３に設置し凸状の観察窓７ｃを押圧ガイド５ｃに沿って押圧し二次電池用活物質の材料を圧縮することにより高密度化を行っても良い。以上のように、様々な設置を設備のスペースに応じて適宜設定することができる。
高密度化手段は、排出弁４を閉じてホッパー排出口２まで二次電池用活物質の材料を測定管３内に十分満たした状態で、押圧ガイド５に沿って入射窓６を押圧し高密度化する。高密度化手段は、二次電池用活物質の材料を圧粉・平滑化することにより、二次電池用活物質の材料を緻密化するものである。この手段により色の測定の再現性を高めることになる。また、二次電池用活物質の材料を圧粉・平滑化による高密度化を行わないまま後述する照射手段により光を照射しても、受光手段により二次電池用活物質の材料からの二次光を十分に受光することができずに、算出手段でその二次光の情報から色彩値を算出することは困難であった。
高密度化手段は、その他の圧縮装置、圧粉治具、または、測定管内に二次電池用活物質の材料を詰めて観察窓、圧粉体受けになどにより圧縮し高密度化しても良い。
二次電池用活物質の材料の種類等により異なるが、高密度化手段によりその密度をたとえば１〜５ｇ／ｃｍ３にすることにより、色彩測定を精度良く再現性をもって行うことができる。
高密度化手段により、二次電池用活物質の材料を圧縮し高密度化する際は、厚さを約１０ｍｍ以下、加える圧力を１〜１０００ＭＰａにしてペレット状にすることが好ましい。本実施形態において入射窓６および観察窓７としてガラス製のものを使用した場合、装置強度を考慮すれば、二次電池用活物質の材料を圧縮し高密度化する際に加える圧力は１〜１００ＭＰａに設定するのが好ましい。この値に限らず色彩測定を精度良く再現性をもって行うために、加える圧力はシステム装置全体を考慮に入れ適宜設定できる。
光源１０は照射手段として機能する。照射手段は、二次電池用活物質の材料に光を照射するものである。照射手段による光の強度および波長は任意のものを用いることができるが、受光手段または算出手段に適合したものを用いる方が好ましい。
照射手段は、たとえば、市販のライトを使用して、二次電池用活物質の材料の上流に分光器を備えることによって特定の波長域の光を照射しても良い。ここで、照射手段として波長は２００〜９００ｎｍが好ましく、さらに好ましくは３００〜８００ｎｍである。３００〜８００ｎｍの光を用いることで、後述する受光手段として市販のカラーＣＣＤイメージセンサーを使用することができ、コスト的に有利となる。
カラーＣＣＤイメージセンサー１２は、観察窓７を通じて二次電池用活物質を撮影する受光手段として機能する。受光手段は、二次電池用活物質の材料から発せられる二次光を受光するものである。二次光は、照射手段から照射された光（一次光）が二次電池用活物質の材料により反射、屈折または透過した光であり、反射光、屈折光または透過光を示している。
圧粉・平滑化した二次電池用活物質の材料と、照射手段と、受光手段との設置位置関係は、二次光として透過光で色彩を収集するのか、反射光で色彩を収集するのかによって、適宜選択することが可能である。好ましくは、再現性の観点から反射光を受光するのが良い。
カラーＣＣＤイメージセンサー１２は複数の画素からなり、出力される信号はそれぞれの画素の位置情報とその画素のＲＧＢやＣＭＹなどの色彩情報である。それらの情報は、有線ないし無線の公知の方法により接続された外部電子計算機１９に送られる。外部電子計算機１９ではそれらの情報に基づいて、二次電池用活物質の材料からの二次光による情報を色彩値として算出する。
受光手段は、照射手段もしくは照射手段後の分光器からの光の波長領域をカバーできるほどの波長領域に感度を有する受光素子を備えている必要がある。照射手段が２００〜９００ｎｍの光を照射するのであれば、受光手段も２００〜９００ｎｍの波長領域に感度を有している方が良い。
外部電子計算機（パソコン（ＰＣ）等）１９は、カラーＣＣＤイメージセンサーが撮影した撮影データの情報に基づいて色彩値を算出する算出手段として機能する。具体的には、外部電子計算機１９内に組み込まれた算出プログラムシステムであり、カラーＣＣＤイメージセンサーから出力される二次電池用活物質の材料からの二次光による情報を色彩値として算出するものである。
色彩値は、たとえばＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系などの表色系として表現される。色彩値は、色相値、明度値、彩度値をすべて含むことが好ましく、たとえばＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標に数値化することが好ましい。
測定室１３は色彩測定の際に外部光源の影響を排除するための機能を有する。測定室１３内には、押圧ガイド５、入射窓６、観察窓７、筒体下部８、光源１０、分光器１１、およびカラーＣＣＤイメージセンサー１２が設けられている。ただし、測定管３の一部または全部、筒体下部８の一部または全部、排出弁４、は測定室１３内に設けなくても良い。
照射手段および受光手段を外光が遮断された測定室に備えることによって、外光の影響を減らすことができ、二次電池用活物質の材料の色彩測定を精度良く再現性をもって行うことができる。
外部電子計算機（パソコン（ＰＣ）等）１９は、さらに、算出された色彩値に基づいて検査対象の二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する判定手段として機能する。具体的には、外部電子計算機１９内に組み込まれた判定プログラムシステムである。外部電子計算機１９は、算出プログラムシステムと判定プログラムシステムを有しているが、それぞれ異なる外部電子計算機１９に組み込まれていても良く、その場合は、無線または有線通信で相互接続されていることが良い。
外部電子計算機１９の判定プログラムシステムは、算出プログラムシステムが算出した二次電池用活物質の材料が発した二次光の情報による色彩値と、予め得られている良品の二次電池用活物質の材料による色彩値と、を比較して良品か否かを判定する。
判定手段による良品であることの判定基準は、予め構築されている色彩値と電池特性評価との相関関係による良品および不良品のデータベースを用いて行われ。電池特性評価とは二次電池としての性能の評価であり、二次電池の性能としては一般的に出力、密度、寿命、安定性、使用環境、充放電率、コスト等があげられる。
具体的には、算出手段から出力されたＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系の色彩値であるそれぞれのＬ値、ａ値、ｂ値が良品とされる規定の範囲内に収まっているかによって良品か否かを判定する。
これらの各構成要素は、搬送手段により接続されており、搬送手段の一部として備えられても構わない。また、照射手段、受光手段、および／または算出手段は、一つの装置に備えられても構わない。たとえば、カラーＣＣＤイメージカメラに光源を取り付け、算出プログラムを予め組み込み出力信号としてＲＧＢ値やＬａｂ値を出力しても良い。また、これらの各構成要素は、検査システムにより制御・管理するために、有線または無線相互通信手段により接続されても構わない。さらに、搬送手段を利用しないで各構成要素に二次電池用活物質の材料を検査員が搬送しても良い。各構成要素の制御・管理もまた、別のシステムや検査員が補助しても良い。
以上の通り構成される本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、カラーＣＣＤイメージセンサー１２で撮影され、得られる色彩測定値に基づいて二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
具体的な検査処理手順について詳細に説明する。
図３は、図１、２に示す二次電池用活物質の検査システムの検査処理を示すフローチャートである。上述した通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、カラーＣＣＤイメージセンサー１２で撮影され、得られる色彩測定値に基づいて二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
図１、２に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、まず、排出弁４を閉じる（Ｓ１０１）。本実施形態では、排出弁４を閉じることにより、排出弁４より下部へ二次電池用活物質の材料が流れなくなる。
次に、ホッパー１に二次電池用活物質の材料を供給する（Ｓ１０２）。供給された二次電池用活物質の材料はホッパー排出口２を通じて測定管３内に滞留する。供給量に応じて、測定管３内に滞留する二次電池用活物質は次第に多くなり、押圧ガイド５、入射窓６、および観察窓７より上部にかかるようになる。二次電池用活物質がホッパー排出口２より下面であるうちに、二次電池用活物質の供給を停止する（Ｓ１０３）。すなわち、この時点で、測定管３内、ホッパー排出口２と排出弁４との間が二次電池用活物質により満たされた状態となっている。
入射窓６と観察窓７とによる測定管３内の一部に存在する二次電池用活物質を圧粉・平滑化し高密度化する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４は二次電池用活物質の材料を圧縮し密度を上げる段階である。ここでいう圧粉とは緻密化とほぼ同義であり、この操作により色彩測定の再現性を高めることになる。
ステップＳ１０４により圧粉された二次電池用活物質を、カラーＣＣＤイメージセンサー１２により撮影することにより色彩測定を行う（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５は、高密度化された二次電池用活物質の材料に光を照射する段階と、照射された光によりその材料から発せられる反射光または透過光を受光する段階である。カラーＣＣＤイメージセンサーにより撮影される撮影データは、光源１０の二次電池用活物質による反射、透過、屈折のいずれであっても良いが、反射であることが好ましい。反射、透過、屈折のいずれであるのかは、測定管３、押圧ガイド５、入射窓６、観察窓７、光源１０、分光器１１、カラーＣＣＤイメージセンサー１２の位置関係により決定される。得られた撮影データからの色彩測定結果の解析は、有線ないしは無線の公知の方法により接続された外部電子計算機により行なうのが、解析の確実性の観点からも好ましい（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６は受光した光から色彩値を算出する段階である。予め構築されている色彩測定結果と電池特性評価との相関関係による良品および不良品のデータベースから、二次電池用活物質として良品であるのか、不良品であるのかを判定する（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７は算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する段階である。
二次電池用活物質が良品と判定された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、不良品回収弁１４が閉じて、不良品回収受け皿１５に二次電池用活物質が入らないようにする（Ｓ１０９）。さらに排出弁４が開いて、測定管３内に滞留していた二次電池用活物質は図中の枝管を通じて次工程に流れていく（Ｓ１１０）。その際に、圧粉操作により二次電池用活物質の一部がペレット状に変形していることもあるが、電極作製においては必須の工程である混練操作により容易に解砕される。
二次電池用活物質が不良品と判定された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、不良品回収弁１４が開く（Ｓ１１２）。さらに、排出弁４が開くことにより、二次電池用活物質は不良品回収受け皿１５に回収されることになる（Ｓ１１３）。
以上の構成の検査システムにおいて検査される二次電池用活物質の材料について説明する。
二次電池用活物質の材料は、二次電池を製造するための、正極や負極を構成する二次電池用活物質、およびその活物質を製造する工程で生成された二次電池用活物質中間体である。つまり、二次電池用活物質の材料は、最終形態である二次電池用活物質、および最終形態の二次電池用活物質を製造する工程で生成される出発原料を省く化合物または混合物を含む二次電池用活物質中間体を示す。
二次電池用活物質中間体とは、二次電池用活物質を製造する工程で生成される出発原料を除く化合物または混合物であって、公知の混合、粉砕、焼成、乾燥、攪拌、解砕、噴霧、沈殿、濾過、水熱、分散、造粒、遠心分離、水洗、蒸発、分級、磁選、エージング、などの工程で生成される。二次電池用活物質中間体の形態は、気体、液体、ゾル、ゲル、固体、粉体を挙げることができる。
高密度化手段により圧縮し高密度化される際に、二次電池用活物質および二次電池用活物質中間体は粉体であることが好ましく、その粒径は０．１〜１００μｍであることが好ましい。特に好ましくは１〜５０μｍである。ここでいう粒径は、二次粒子の粒径を示す。さらに、二次電池用活物質および二次電池用活物質中間体の平均粒径は好ましくは１〜２０μｍ、特に好ましくは２〜１０μｍである。ここで二次粒子の粒径は、公知のレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により測定することができる。
二次電池用活物質としては、たとえば、組成式がＬｉｗＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ2+δと表すことができる二次電池用正極活物質を挙げることができる。ただし、１．１＜ｗ＜１．５、０．１＜ｘ＜０．４、０．４＜ｙ＜０．９、０＜ｚ＜０．２、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、−０．２＜δ＜０．２とする。これは、非水電解質二次電池のリチウムイオン二次電池に用いられる。
リチウムイオン二次電池として好ましい条件としては、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標が０＜ａ＜１０、−１．２＜ｂ＜２０．０、０＜Ｌ＜３０を満たすものが良い。上記のＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標と、組成式とを、同時に満たすことにより、遷移金属元素のモル比の和に対して過剰に添加したリチウム金属元素のうち、リチウム金属サイトに収まりきらない過剰分が結晶構造中の遷移金属元素サイトに過不足なく侵入して、かつＭｎの平均価数が４価から３価に近づくために、より高い放電容量を示す非水電解質二次電池用正極活物質の検査システムを提供することができる。Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標中のａ値、ｂ値およびＬ値は、０＜ａ＜１０、−１．２＜ｂ＜２０．０、０＜Ｌ＜３０が好ましい。さらに好ましくは、１．６＜ａ＜８、−１．２＜ｂ＜１０．０、１０＜Ｌ＜２５、最も好適なのは、３＜ａ＜６、２．０＜ｂ＜５．０、１５＜Ｌ＜２３である。上記の範囲条件を満たす測定結果が検査で得られた場合、その二次電池用活物質が良品として判定される。
ここで、上記の非水電解質二次電池用正極活物質を得るための合成方法としては、固相法、噴霧乾燥、共沈法など種々公知の方法を選択しても良い。
本発明の非水電解質二次電池用正極活物質を得るための焼成温度は、７００℃以上１０００℃未満であることが好ましく、さらに好ましくは７５０℃以上９５０℃未満である。焼成温度が７００℃未満の場合、該非水電解質二次電池用正極活物質を得るための反応が進行しない、または工業的に非現実的となる膨大な反応時間を要することになるため好ましくない。また、焼成温度が１０００℃以上では、反応が急速に進行して、遷移金属元素の価数制御が困難となり、かつ前駆体中に含まれる反応に必須である化合物が一部揮発することもあるため、目的の非水電解質二次電池用正極活物質を得ることが困難となるため好ましくない。本発明の非水電解質二次電池用正極活物質を得るための全工程中には、焼成工程を複数含んでいても良い。なお、上記の焼成温度は、いわゆる本焼成の条件を示し、仮焼成についてはこの限りではない。
本実施形態によれば以下の効果を奏する。
二次電池用活物質の材料を、本実施形態の検査システムに供給して、入射窓６と観察窓７とにより圧粉し高密度化を行い、カラーＣＣＤイメージセンサー１２により撮影して、データ測定・解析して色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、をそれぞれの工程ごとに検査することも可能である。よって、二次電池用活物質の材料を圧縮し高密度化する前処理を施すことで、光を物質に照射しその物質からの二次光の色による検査を行うことができる簡単な検査システムを提供できる。また、圧縮により二次電池用活物質の材料の一部がペレット状に変形することもあるが、混練操作により容易に解砕することができる。よって、二次電池用活物質の材料を無駄に消費しないですむ非破壊的な検査システムを提供できる。また、産業廃棄物などを出す心配が無く、コストも安価にできる。
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図４は、本発明の第２実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
本実施形態では、第１実施形態の光源とカラーＣＣＤイメージセンサーの代わりに、分光光度計１８を用いている。
図４に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、ホッパー１、ホッパー排出口２、測定管３、排出弁４、押圧ガイド５、観察窓１６、圧粉体受け１７、筒体下部８、出口管９、測定室１３、不良品回収弁１４、不良品回収受け皿１５、分光光度測定プローブ１８、外部電子計算機１９、を備える。分光光度計１８以外は第１実施形態と同じため説明は省略する。
分光光度測定プローブ１８は、光を二次電池用活物質の材料に照射する照射手段と、そこから発せられる反射光を受光する受光手段として機能する。分光光度測定プローブ１８からは、色彩測定結果が外部電子計算機１９に送信される。
以上の通り構成される本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、分光光度計により二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
以上の通り、説明された本実施形態は、以下の効果を奏する。
二次電池用活物質を、本実施形態の検査システムに供給して、観察窓１６と圧粉体受け１７とにより圧粉して、分光光度測定プローブ１８により測定、外部電子計算機１９により色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。また、第１実施形態と比較して、照射手段と受光手段とを兼ね備えた分光光度計を用いているため構成が簡単であり、光についての分析を専門に行う測定器であるため精度の高い測定が可能である。
さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、を間接的に検査することも可能である。
本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、図３に示した第１実施形態のフローチャートと同様の処理がされるため、説明は省略する。
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図５は、本発明の第３実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
本実施形態では、第１実施形態の光源とカラーＣＣＤイメージセンサーと外部電子計算機１９の代わりに、光電色彩計２０を用いた。
図５に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、ホッパー１、ホッパー排出口２、測定管３、排出弁４、押圧ガイド５、観察窓１６、圧粉体受け１７、筒体下部８、出口管９、測定室１３、不良品回収弁１４、不良品回収受け皿１５、光電色彩計２０、を備える。光電色彩計２０以外は第１実施形態と同じため説明は省略する。
光電色彩計２０は、光を二次電池用活物質の材料に照射する照射手段と、そこから発せられる反射光を観察窓１６から受光する受光手段と、反射光から色彩値を算出する算出手段と、算出された結果に基づいて良品か否かを判定する判定手段として機能する。
以上の通り構成される本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、光電色彩計により二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
以上の通り、説明された本実施形態は、以下の効果を奏する。
二次電池用活物質を、本実施形態の検査システムに供給して、観察窓１６と圧粉体受け１７とにより圧粉して、光電色彩計２０により測定、解析して色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。また、第１および第２実施形態と比較して、光電色彩計２０を用いることでさらに詳細な色彩値を測定でき、外部電子機器を使用しない構成により簡便かつ低コストの測定が可能である。
さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、を間接的に検査することも可能である。
本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、図３に示した第１実施形態のフローチャートと同様の処理がされるため、説明は省略する。
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図６は、本発明の第４実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図６に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、ホッパー１、ホッパー排出口２、測定管３、測定室１３、光電色彩計２０、圧粉治具２１、圧粉治具２２、圧粉体２３、観察窓２４、良品回収弁２５、不良品回収弁２６、不良品回収受け皿２７、を備える。
測定室１３内には、観察窓２４および光電色彩計２０が設けられている。ただし、測定管３の一部または全部、は測定室１３内になくても良い。測定室１３は、色彩測定の際に外部光源の影響を排除する機能を有する。圧粉治具２１および圧粉治具２２は、測定管３の一部を構成しており、測定管３管内を流通する二次電池用活物質を圧粉する機能を有する。ホッパー排出口２は弁機能を有しても良い。光電色彩計２０は、観察窓２４を通じて二次電池用活物質の色彩測定をする。測定管３は傾斜を持たせることにより、管内の二次電池用活物質を上流から下流に流通させる。また、光電色彩計２０の代わりに、第１実施形態で用いた光源＋カラーＣＣＤイメージセンサー＋外部電子計算機や、第２実施形態で用いた分光光度計＋外部電子計算機を用いても良い。
以上の通り構成される本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、光電色彩計により二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。以下、図６を参照しつつ、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムについて説明する。
図７は、図６に示す二次電池用活物質の検査システムの検査処理を示すフローチャートである。上述した通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、光電色彩計２０により測定、および色彩の解析がなされ、二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
図７に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、まず、不良品回収弁２６を閉じて（Ｓ４０１）、その後に良品回収弁２５を開く（Ｓ４０２）。
次に、ホッパー１に二次電池用活物質を供給する（Ｓ４０３）。供給された二次電池用活物質はホッパー排出口２を通じて測定管３内に流通していく。本実施形態では、良品回収弁２５を開き、不良品回収弁２６を閉じることにより、二次電池用活物質は滞留はせずに、良品回収弁２５を通っていく。ホッパー１に二次電池用活物質を供給する速度、または、ホッパー排出口２に弁を備えている場合にはその弁の開度を調整することにより、二次電池用活物質が測定管３内を流通する速度を調整することができる。
二次電池用活物質が測定管３内を流通している状態で、圧粉治具２１と圧粉治具２２とにより、測定管３内の一部に存在する二次電池用活物質を圧粉・平滑化し高密度化する（Ｓ４０４）。ステップＳ４０４は二次電池用活物質の材料を圧縮し密度を上げる段階である。ここでいう圧粉とは緻密化とほぼ同義であり、この操作により色彩測定の再現性を高めることになる。
ステップＳ４０４により圧粉された二次電池用活物質が測定管３内を流通して、光電色彩計２０の測定範囲に入る時点で色彩測定を行う（Ｓ４０５）。ステップＳ４０５は、高密度化された二次電池用活物質の材料に光を照射する段階と、照射された光によりその材料から発せられる反射光または透過光を受光する段階である。得られた測定データからの色彩測定結果の解析もまた、光電色彩計２０により行なう（Ｓ４０６）。ステップＳ４０６は受光した光から色彩値を算出する段階である。予め構築されている色彩測定結果と電池特性評価との相関関係による良品および不良品のデータベースから、二次電池用活物質として良品であるのか、不良品であるのかを判定する（Ｓ４０７）。ステップＳ４０７は算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する段階である。
二次電池用活物質が良品と判定された場合（Ｓ４０８：ＹＥＳ）、良品回収弁２５は開いた状態のままであり（Ｓ４０９）、不良品回収弁２６もまた閉じた状態を保持する（Ｓ４１０）。すなわち、二次電池用活物質の測定管３内の流通は維持されており、停止することはない。その際に、圧粉操作により二次電池用活物質の一部がペレット状に変形していることもあるが、電極作製においては必須の工程である混練操作により容易に解砕される。
二次電池用活物質が不良品と判定された場合（Ｓ４１１：ＮＯ）、良品回収弁２５が閉じて（Ｓ４１２）、不良品回収弁２６は開くことになる（Ｓ４１３）。すなわち、二次電池用活物質は不良品回収受け皿２７に回収され、良品とは区別される。
これら一連の操作は、連続で行なわれ、良品と判定された二次電池用活物質は次工程に流れていく。
以上の通り、説明された本実施形態は、以下の効果を奏する。
二次電池用活物質を、本実施形態の検査システムに供給して、圧粉治具２１と圧粉治具２２とにより圧粉して、光電色彩計２０により測定、解析して色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。また、第３実施形態の効果に加えて、連続的に二次電池用活物質の判定をすることができる。
さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、を間接的に検査することも可能である。
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図８は、本発明の第５実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。
図８に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、光電色彩計２０、ベルトコンベア２８、活物質保持板２９、二次電池用活物質３０、圧粉治具３１、測定室３２、を備える。また、第１実施形態で用いた光源＋カラーＣＣＤイメージセンサー＋外部電子計算機や、第２実施形態で用いた分光光度計＋外部電子計算機を光電色彩計２０の代わりに用いても良い。
図９は、図８に示す二次電池用活物質の検査システムの検査処理を示すフローチャートである。上述した通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、光電色彩計２０により測定、および色彩の解析がなされ、二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
図９に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、まず、コンベア２８を稼働させて（Ｓ５０１）、二次電池用活物質を供給して図８中の右方向に二次電池用活物質を移動させる（Ｓ５０２）。
圧粉治具３１により、二次電池用活物質を圧粉・平滑化し高密度化する（Ｓ５０３）。ステップＳ５０３は二次電池用活物質の材料を圧縮し密度を上げる段階である。ここでいう圧粉とは緻密化とほぼ同義であり、この操作により色彩測定の再現性を高めることになる。
ステップＳ５０３により圧粉された二次電池用活物質がコンベア２８上を移動して、光電色彩計２０の測定範囲に入る時点で測定する（Ｓ５０４）。ステップＳ５０４は、高密度化された二次電池用活物質の材料に光を照射する段階と、照射された光によりその材料から発せられる反射光または透過光を受光する段階である。得られた測定データからの色彩測定結果の解析もまた、光電色彩計２０により行なう（Ｓ５０５）。ステップＳ５０５は受光した光から色彩値を算出する段階である。予め構築されている色彩測定結果と電池特性評価との相関関係による良品および不良品のデータベースから、二次電池用活物質として良品であるのか、不良品であるのかを判定する（Ｓ５０６）。ステップＳ５０６は算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する段階である。なお、圧粉操作により二次電池用活物質の一部がペレット状に変形していることもあるが、電極作製においては必須の工程である混練操作により容易に解砕される。
二次電池用活物質が良品と判定された場合（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、追加の操作は特になく、単にコンベア２８上を二次電池用活物質が移動して行くのみとなる。
二次電池用活物質が不良品と判定された場合（Ｓ５０８：ＮＯ）、コンベア２８を停止して（Ｓ５０９）、不良品が発生した原因究明を行なっていくこととなる（Ｓ５１０）。
以上の通り、説明された本実施形態は、以下の効果を奏する。
二次電池用活物質を、本実施形態の検査システムに供給して、圧粉治具３１により圧粉して、光電色彩計２０により測定、解析して色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。また、第３実施形態の効果に加えて、検査システム全体を収納する建物高さを低くすることができる。
さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、を間接的に検査することも可能である。
（第６実施形態）
図１０は、本発明の第６実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。図１１は、図１０の検査システムの平面図である。
図１０は、本発明の第６実施形態における二次電池用活物質の検査システムの概略構成を示す図である。図１１は、図１０の検査システムの平面図である。
図１０に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムは、ホッパー１、ホッパー排出口２、測定管３、排出弁４、入射窓６、観察窓７、筒体下部８、出口管９、光源１０、分光器１１、カラーＣＣＤイメージセンサー１２、測定室１３、不良品回収弁１４、不良品回収受け皿１５、振動部３３、外部電子計算機１９を備える。ここで、光源１０＋カラーＣＣＤイメージセンサー１２の代わりに第２実施形態で説明した分光光度計を用いても良く、光源１０＋カラーＣＣＤイメージセンサー１２＋外部電子計算機１９の代わりに第３実施形態で説明した光電色彩計２０を用いても良い。
ホッパー１はホッパー排出口２を介して測定管３に接続しており、測定管３の下部には、出口管９、不良品回収受け皿１５がそれぞれ、排出弁４、不良品回収弁１４を介して接続している。測定室１３内には、入射窓６、観察窓７、光源１０、分光器１１、およびカラーＣＣＤイメージセンサー１２が設けられている。ただし、測定管３の一部または全部、筒体下部８の一部または全部、排出弁４、は測定室１３内になくても良い。
振動部３３は、二次電池用活物質の材料を振動させて密度を上げるため振動手段として機能する。
測定室１３は、色彩測定の際に外部光源の影響を排除するための機能を有する。出口管９は、検査終了後の二次電池用活物質を次工程に搬送する機能を有しており、図９に示す通りに良品または不良品を別系統に分別する機能もまた有する。光源１０の波長は、２００〜９００ｎｍが好ましく、さらに好ましくは３００〜８００ｎｍである。分光器１１は、光源１０より照射される光を分光する機能を有する。入射窓６および観察窓７は、光を透過する材質で形成されている。ホッパー排出口２は弁機能を有しても良い。カラーＣＣＤイメージセンサー１２は、観察窓７を通じて二次電池用活物質を撮影、色彩測定をする。
以上の通り構成される本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、カラーＣＣＤイメージセンサー１２で撮影され、得られる色彩測定値に基づいて二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。以下、図１０、１３を参照しつつ、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムについて説明する。
図１２は、図１０、１１に示す二次電池用活物質の検査システムの検査処理を示すフローチャートである。上述した通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムでは、カラーＣＣＤイメージセンサー１２で撮影され、得られる色彩測定値に基づいて二次電池用活物質として良品または不良品であるかが判定される。
図１０に示す通り、本実施形態の二次電池用活物質の検査システムにおいては、まず、排出弁４を閉じる（Ｓ６０１）。本実施形態では、排出弁４を閉じることにより、排出弁４より下部へ二次電池用活物質が流れなくなる。
次に、ホッパー１に二次電池用活物質を供給する（Ｓ６０２）。供給された二次電池用活物質はホッパー排出口２を通じて測定管３内に滞留する。供給量に応じて、測定管３内に滞留する二次電池用活物質は次第に多くなり、入射窓６、および観察窓７より上部にかかるようになる。二次電池用活物質がホッパー排出口２より下面であるうちに、二次電池用活物質の供給を停止する（Ｓ６０３）。すなわち、この時点で、測定管３内、ホッパー排出口２と排出弁４との間が二次電池用活物質により満たされた状態となっている。
測定管３のうち色彩測定にかかる部分を振動させて、測定管３内に存在する二次電池用活物質を充填化し高密度化する（Ｓ６０４）。ステップＳ６０４は二次電池用活物質の材料を圧縮し密度を上げる段階である。この操作により色彩測定の再現性を高めることになる。
ステップＳ６０４により充填化された二次電池用活物質を、カラーＣＣＤイメージセンサー１２により撮影することにより色彩測定を行う（Ｓ６０５）。ステップＳ６０５は、高密度化された二次電池用活物質の材料に光を照射する段階と、照射された光によりその材料から発せられる反射光または透過光を受光する段階である。カラーＣＣＤイメージセンサーにより撮影される撮影データは、光源１０の二次電池用活物質による反射、透過、屈折のいずれであっても良いが、反射であることが好ましい。反射、透過、屈折のいずれであるのかは、測定管３、観察窓７、光源１０、分光器１１、カラーＣＣＤイメージセンサー１２の位置関係により決定される。得られた撮影データからの色彩測定結果の解析は、有線ないしは無線の公知の方法により接続された外部電子計算機により行なうのが、解析の確実性の観点からも好ましい（Ｓ６０６）。ステップＳ６０６は受光した光から色彩値を算出する段階である。予め構築されている色彩測定結果と電池特性評価との相関関係による良品および不良品のデータベースから、二次電池用活物質として良品であるのか、不良品であるのかを判定する（Ｓ６０７）。ステップＳ６０７は算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、算出した色彩値が良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する段階である。
二次電池用活物質が良品と判定された場合（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、不良品回収弁１４が閉じて、不良品回収受け皿１５に二次電池用活物質が入らないようにする（Ｓ６０９）。さらに排出弁４が開いて、測定管３内に滞留していた二次電池用活物質は図中の枝管を通じて次工程に流れていく（Ｓ６１０）。その際に、圧粉操作により二次電池用活物質の一部がペレット状に変形していることもあるが、電極作製においては必須の工程である混練操作により容易に解砕される。
二次電池用活物質が不良品と判定された場合（Ｓ６１１：ＮＯ）、不良品回収弁１４が開く（Ｓ６１２）。さらに、排出弁４が開くことにより、二次電池用活物質は不良品回収受け皿１５に回収されることになる（Ｓ６１３）。
以上の通り、説明された本実施形態は、以下の効果を奏する。
二次電池用活物質を、本実施形態の検査システムに供給して、測定管３の一部を振動、二次電池用活物質を充填化させて、カラーＣＣＤイメージセンサー１２により撮影して、データ測定・解析して色彩を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。さらに、本実施形態によれば、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、を間接的に検査することも可能である。
（実施例１）
二次電池用活物質の具体例をリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１に基づいて説明する。本願発明に関する二次電池用活物質はリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１に限定されるわけではない。
二次電池用活物質の具体例をリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１に基づいて説明する。本願発明に関する二次電池用活物質はリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１に限定されるわけではない。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１の作製
硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物、硫酸マンガン（ＩＩ）四水和物、硫酸コバルト（ＩＩ）七水和物を各遷移金属元素のモル比がＮｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１７：５６：７となるように秤量、イオン交換水に添加して、２ｍｏｌ／Ｌの硫酸塩水溶液を調整した。この硫酸塩水溶液の温度を２５℃に制御して一定速度で攪拌をした。この硫酸塩水溶液に、０．２ｍｏｌ／Ｌの水酸化アンモニウム水溶液を一定速度で滴下して、ｐＨの値を７．５に調整した。その後に、０．２ｍｏｌ／Ｌの水酸化アンモニウム水溶液と２ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液とを、ｐＨの値を７．５に保持しながら一定速度で滴下して、沈殿物Ａ−１を得た。沈殿物Ａ−１を、イオン交換水により洗浄、吸引ろ過して、余分の水分を除去した。さらに、温度１２０℃に保持した乾燥機内で、微量の水分を蒸発除去して複合水酸化物Ｂ−１を得た。複合水酸化物Ｂ−１を大気雰囲気中、温度５００℃、保持時間５時間で仮焼成して、複合酸化物Ｃ−１を得た。複合酸化物Ｃ−１に対して、ＩＣＰ発光分光分析測定による組成分析をして、仕込み組成と一致することを確認した。複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１２５：１７：５６：７となるように混合・粉砕して混合原料粉末Ｄ−１を得た。混合原料粉末Ｄ−１を、大気雰囲気中に９００℃で１２時間保持、焼成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１を得た。
硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物、硫酸マンガン（ＩＩ）四水和物、硫酸コバルト（ＩＩ）七水和物を各遷移金属元素のモル比がＮｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１７：５６：７となるように秤量、イオン交換水に添加して、２ｍｏｌ／Ｌの硫酸塩水溶液を調整した。この硫酸塩水溶液の温度を２５℃に制御して一定速度で攪拌をした。この硫酸塩水溶液に、０．２ｍｏｌ／Ｌの水酸化アンモニウム水溶液を一定速度で滴下して、ｐＨの値を７．５に調整した。その後に、０．２ｍｏｌ／Ｌの水酸化アンモニウム水溶液と２ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液とを、ｐＨの値を７．５に保持しながら一定速度で滴下して、沈殿物Ａ−１を得た。沈殿物Ａ−１を、イオン交換水により洗浄、吸引ろ過して、余分の水分を除去した。さらに、温度１２０℃に保持した乾燥機内で、微量の水分を蒸発除去して複合水酸化物Ｂ−１を得た。複合水酸化物Ｂ−１を大気雰囲気中、温度５００℃、保持時間５時間で仮焼成して、複合酸化物Ｃ−１を得た。複合酸化物Ｃ−１に対して、ＩＣＰ発光分光分析測定による組成分析をして、仕込み組成と一致することを確認した。複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１２５：１７：５６：７となるように混合・粉砕して混合原料粉末Ｄ−１を得た。混合原料粉末Ｄ−１を、大気雰囲気中に９００℃で１２時間保持、焼成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１を得た。
（２）粉末Ｘ線回折測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１について、粉末Ｘ線回折の測定をした。測定には理学電機株式会社製ＲＵ−２００(回転対陰極型)を使用して、以下の条件で行なった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１について、粉末Ｘ線回折の測定をした。測定には理学電機株式会社製ＲＵ−２００(回転対陰極型)を使用して、以下の条件で行なった。
Ｘ線： ＣｕＫα
電圧−電流： ５０ｋＶ−２００ｍＡ
測定角度範囲： ２θ＝１０〜１００°
ステップ： ０．０２°
スキャンスピード： １°／分
リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１の粉末Ｘ線回折測定の結果を図１３に示す。観測されたピークは、Ｌｉ２ＭｎＯ３とＬｉＮｉＯ２のいずれかに帰属された。
電圧−電流： ５０ｋＶ−２００ｍＡ
測定角度範囲： ２θ＝１０〜１００°
ステップ： ０．０２°
スキャンスピード： １°／分
リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−１の粉末Ｘ線回折測定の結果を図１３に示す。観測されたピークは、Ｌｉ２ＭｎＯ３とＬｉＮｉＯ２のいずれかに帰属された。
（３）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝４．３６、ｂ＝２．０９、Ｌ＝１７．８９であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝４．３６、ｂ＝２．０９、Ｌ＝１７．８９であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（４）リチウムイオン二次電池の作製
リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１ ２０ｍｇと、導電助剤兼結着剤であるＴＡＢ−２ １２ｍｇとを混練後にペレット成形してリチウムイオン二次電池用正極を得た。
リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−１ ２０ｍｇと、導電助剤兼結着剤であるＴＡＢ−２ １２ｍｇとを混練後にペレット成形してリチウムイオン二次電池用正極を得た。
上記で作製したリチウムイオン二次電池用正極、対極としてＬｉ金属、セパレータとしてガラス濾紙、電解液として、１．０ＭのＬｉＰＦ６を含有するエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＭＣ）とのモル比（１：２）の混合溶液を用いて、コイン型２極式セルを作製した。
（５）充放電容量の測定
上記のコイン型２極式セルを作製して２４時間経過後に、以下の条件で定電流定電圧充電、定電流放電による充放電試験を開始した。
充電： 充電電圧４．８Ｖ、充電時間８時間、充電電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２
放電： 放電電圧２．０Ｖ、放電電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２
ただし、フォーメーションとして上限電圧を４．５、４．６、４．７Ｖと２サイクル毎に変化させて後に上記の充放電条件として試験を実施した。得られた放電容量は２７５ｍＡｈ／ｇであった。
上記のコイン型２極式セルを作製して２４時間経過後に、以下の条件で定電流定電圧充電、定電流放電による充放電試験を開始した。
充電： 充電電圧４．８Ｖ、充電時間８時間、充電電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２
放電： 放電電圧２．０Ｖ、放電電流密度０．２ｍＡ／ｃｍ２
ただし、フォーメーションとして上限電圧を４．５、４．６、４．７Ｖと２サイクル毎に変化させて後に上記の充放電条件として試験を実施した。得られた放電容量は２７５ｍＡｈ／ｇであった。
（実施例２）
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−２の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１３５：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−２を得た。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−２の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１３５：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−２を得た。
（２）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−２を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝２．１１、ｂ＝―１．１０、Ｌ＝１９．５２であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−２を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝２．１１、ｂ＝―１．１０、Ｌ＝１９．５２であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（３）リチウムイオン二次電池の作成
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−２を用いた他は、同様の手順により作製した。
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−２を用いた他は、同様の手順により作製した。
（４）充放電容量の測定
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２５６ｍＡｈ／ｇであった。
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２５６ｍＡｈ／ｇであった。
（実施例３）
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−３の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１４０：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−３を得た。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−３の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１４０：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−３を得た。
（２）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−３を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝１．６８、ｂ＝―０．９５、Ｌ＝１９．１８であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−３を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝１．６８、ｂ＝―０．９５、Ｌ＝１９．１８であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（３）リチウムイオン二次電池の作成
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−３を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−３を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
（４）充放電容量の測定
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２４５ｍＡｈ／ｇであった。
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２４５ｍＡｈ／ｇであった。
（実施例４）
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−４の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１４５：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−４を得た。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−４の作製
実施例１中の複合酸化物Ｃ−１と水酸化リチウム一水和物とを、各元素のモル比がＬｉ：Ｎｉ：Ｍｎ：Ｃｏ＝１４５：１７：５６：７となるように混合・粉砕した他は実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−４を得た。
（２）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−４を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝１．６０、ｂ＝―０．９２、Ｌ＝１９．９８であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−４を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝１．６０、ｂ＝―０．９２、Ｌ＝１９．９８であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（３）リチウムイオン二次電池の作成
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−４を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−４を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
（４）充放電容量の測定
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２２０ｍＡｈ／ｇであった。
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２２０ｍＡｈ／ｇであった。
（実施例５）
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−５の作製
実施例１中の混合原料粉末Ｄ−１を焼成温度７００℃とした他は、実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−５を得た。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−５の作製
実施例１中の混合原料粉末Ｄ−１を焼成温度７００℃とした他は、実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−５を得た。
（２）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−５を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝５．７０、ｂ＝５．８１、Ｌ＝１８．５１であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−５を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝５．７０、ｂ＝５．８１、Ｌ＝１８．５１であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（３）リチウムイオン二次電池の作成
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−５を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−５を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
（４）充放電容量の測定
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２４５ｍＡｈ／ｇであった。
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２４５ｍＡｈ／ｇであった。
（実施例６）
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−６の作製
実施例１中の混合原料粉末Ｄ−１を焼成温度１０００℃とした他は、実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−６を得た。
（１）リチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−６の作製
実施例１中の混合原料粉末Ｄ−１を焼成温度１０００℃とした他は、実施例１と同様の手順にて合成して、リチウムイオン二次電池用正極活物質粒子Ｅ−６を得た。
（２）色彩値の測定
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−６を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝２．４３、ｂ＝−１．２０、Ｌ＝１８．９４であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（１）で得られたリチウムイオン二次電池用正極活物質Ｅ−６を本発明記載の第２実施態様の検査システムにて測定したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７２９により規定される色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標はａ＝２．４３、ｂ＝−１．２０、Ｌ＝１８．９４であった。真密度は５ｇ／ｃｍ３であった。
（３）リチウムイオン二次電池の作成
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−６を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
リチウムイオン二次電池用正極活物質としてＥ−６を用いた他は、実施例１と同様の手順により作製した。
（４）充放電容量の測定
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２０１ｍＡｈ／ｇであった。
実施例１と同様の手順にて測定したところ、得られた放電容量は２０１ｍＡｈ／ｇであった。
（結果）
表１に示すように、二次電池用活物質の製作における実施例１〜４が示すように、二次電池用活物質の材料の各元素の比率が異なると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標のＬａｂ値および放電容量が変化する。よって、所定の放電容量値に基づいて二次電池用活物質の材料が良品か否かを決定したとすると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標において良品か否かの領域を決定することができ、非破壊的な検査をすることができる。
表１に示すように、二次電池用活物質の製作における実施例１〜４が示すように、二次電池用活物質の材料の各元素の比率が異なると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標のＬａｂ値および放電容量が変化する。よって、所定の放電容量値に基づいて二次電池用活物質の材料が良品か否かを決定したとすると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標において良品か否かの領域を決定することができ、非破壊的な検査をすることができる。
また、二次電池用活物質の製作における実施例１、５、６が示すように、二次電池用活物質の材料を燃焼する条件が異なると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標のＬａｂ値および放電容量が変化する。よって、同様に、所定の放電容量値に基づいて二次電池用活物質の材料が良品か否かを決定したとすると、Ｌ＊ａ＊ｂ＊系表色系色座標において良品か否かの領域を決定することができ、非破壊的な検査をすることができる。
以上の通り、本発明の第１〜第６実施形態における二次電池用活物質の検査システムでは、二次電池用活物質の材料を高密度化し、色彩値を求めることにより、良品・不良品を判定することができる。さらに、二次電池用活物質中間体の焼成条件、粉砕条件、混合度、粒度調整条件、組成、をそれぞれの工程ごとに検査することも可能である。よって、二次電池用活物質の材料を圧縮し高密度化する前処理を施すことで、光を物質に照射しその物質からの二次光を解析して得られる色彩値による検査を行うことができる簡単な検査システムを提供できる。また、圧縮により二次電池用活物質の材料の一部がペレット状に変形することもあるが、混練操作により容易に解砕することができる。よって、二次電池用活物質の材料を無駄に消費しないですむ非破壊的な検査システムを提供できる。また、産業廃棄物などを出す心配が無く、コストも安価にできる。
本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
１ ホッパー、
２ ホッパー排出口
３ 測定管、
４ 排出弁、
５ 押圧ガイド、
６ 入射窓、
７ 観察窓、
８ 筒体下部、
９ 出口管、
１０ 光源、
１１ 分光器、
１２ 撮像素子、
１３ 測定湿、
１４ 不良品回収弁、
１５ 不良品回収受け皿、
１７ 圧粉体受け、
１８ 分光光度計、
１９ 外部電子計算機、
２０ 光電色彩計、
２８ ベルトコンベア、
３３ 振動部。
２ ホッパー排出口
３ 測定管、
４ 排出弁、
５ 押圧ガイド、
６ 入射窓、
７ 観察窓、
８ 筒体下部、
９ 出口管、
１０ 光源、
１１ 分光器、
１２ 撮像素子、
１３ 測定湿、
１４ 不良品回収弁、
１５ 不良品回収受け皿、
１７ 圧粉体受け、
１８ 分光光度計、
１９ 外部電子計算機、
２０ 光電色彩計、
２８ ベルトコンベア、
３３ 振動部。
Claims (10)
- 二次電池用活物質の材料の密度を上げる高密度化手段と、
前記高密度化された材料に光を照射する照射手段と、
前記照射手段により照射された光により、前記高密度化された材料から発せられる反射光または透過光を受光し、当該受光した光に基づいた信号を出力する受光手段と、
前記信号から色彩値を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、当該算出した色彩値が当該良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、前記二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する判定手段と、
を含む検査システム。 - 前記高密度化手段は、前記二次電池用活物質の材料を圧縮して密度を上げる圧縮手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
- 前記高密度化手段は、前記二次電池用活物質の材料を振動して密度を上げる振動手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
- 前記二次電池用活物質は、組成式がＬｉｗＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２＋δであり、前記組成式中のｗ、ｘ、ｙ、ｚおよびδが１．１＜ｗ＜１．５、０．１＜ｘ＜０．４、０．４＜ｙ＜０．９、０＜ｚ＜０．２、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、−０．２＜δ＜０．２を満たす物質であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
- 二次電池用活物質の材料は、粉状の物質であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の検査システム。
- 二次電池用活物質の材料の密度を上げる段階と、
前記密度を上げられた材料に光を照射する段階と、
前記照射された光により、前記密度を上げられた材料から発せられる反射光または透過光を受光する段階と、
前記受光した光から色彩値を算出する段階と、
前記算出した色彩値と予め算出された良品による色彩値とを照合し、当該算出した色彩値が当該良品による色彩値に基づいた規定の範囲内の値であるか否かにより、前記二次電池用活物質の材料が良品か否かを判定する段階と、
を含む検査方法。 - 前記密度を上げる段階は、前記二次電池用活物質の材料を圧縮することを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
- 前記密度を上げる段階は、前記二次電池用活物質の材料を振動することを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
- 前記二次電池用活物質は、組成式がＬｉｗＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２＋δであり、前記組成式中のｗ、ｘ、ｙ、ｚおよびδが１．１＜ｗ＜１．５、０．１＜ｘ＜０．４、０．４＜ｙ＜０．９、０＜ｚ＜０．２、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、−０．２＜δ＜０．２を満たす物質であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の検査方法。
- 二次電池用活物質の材料は、粉状の物質であることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の検査方法。
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