JP2013127989A - Film outer package battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はラミネートフィルムを用いたフィルム外装電池に関する。 The present invention relates to a film-clad battery using a laminate film.
近年、携帯機器等の電源としての電池は、軽量化、薄型化が強く要求されている。そこで、電池の外装材に関しても、軽量化、薄型化に限界のある従来の金属缶に代わり、さらなる軽量化、薄型化が可能であり、金属缶に比べて自由な形状を採ることが可能な外装材として、金属薄膜フィルム、または金属薄膜と熱融着性樹脂フィルムとを積層したラミネートフィルムを用いたものが使用されるようになった。 In recent years, batteries as power sources for portable devices and the like are strongly required to be light and thin. Therefore, the battery exterior material can be further reduced in weight and thickness in place of conventional metal cans that are limited in weight and thickness, and can have a free shape compared to metal cans. As the exterior material, a metal thin film or a laminate film obtained by laminating a metal thin film and a heat-fusible resin film has been used.
電池の外装材として用いられるラミネートフィルムの代表的な例としては、金属薄膜であるアルミニウム薄膜の片面にヒートシール層である熱融着性樹脂フィルムを積層するとともに、他方の面に保護フィルムを積層した3層ラミネートフィルムが挙げられる。 A typical example of a laminate film used as a battery exterior material is to laminate a heat-sealable resin film as a heat seal layer on one side of an aluminum thin film as a metal thin film and a protective film on the other side. Three-layer laminated film.
外装材にラミネートフィルムを用いたフィルム外装電池においては、正極と負極とをセパレータを介して積層した電池要素を、熱融着性樹脂フィルムを互いに対向させてラミネートフィルムで包囲し、電池要素の周囲でラミネートフィルムを熱融着することによって電池要素を気密封止(以下、単に封止という)している。電池要素の正極および負極をラミネートフィルムの外部へ引き出すために、正極および負極にはそれぞれタブが突出して設けられており、これらタブに、リード端子をラミネートフィルムから突出させて接続している。また、セパレータとしては、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂を用いて形成した多孔性フィルムなどが用いられる。 In a film-clad battery using a laminate film as an exterior material, a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via a separator is surrounded by a laminate film with a heat-fusible resin film facing each other, The battery element is hermetically sealed (hereinafter simply referred to as sealing) by heat-sealing the laminate film. In order to draw out the positive electrode and the negative electrode of the battery element to the outside of the laminate film, tabs are provided to protrude from the positive electrode and the negative electrode, respectively, and lead terminals are protruded from the laminate film and connected to these tabs. Moreover, as a separator, the porous film etc. which were formed using thermoplastic resins, such as polyolefin, are used.
工業製品であるリチウムイオン二次電池は、品質管理の面から良品を選別する必要がある。リチウムイオン電池の製造工程において不良品が生じる原因として、不十分なガス除去や不完全な熱シールが挙げられる(特許文献1、特許文献2参照)。この他、リチウムイオン電池の製造工程において不良品が生じる原因には、以下のようなものがある。リチウムイオン電池では一般に粒子状の電極材料を含む電極合剤を金属箔に薄く塗布した電極が使われるが、電極積層体の内部の層で脱粒が起きる場合がある。また、リチウムイオン電池では10〜数十ミクロンの厚さの樹脂製セパレータを正極と負極との間に挟み込んで形成されるが、自動機、あるいは作業者により電池要素を製造する際、セパレータを積層する際にセパレータにしわが寄った状態で積層されてしまう場合もある。脱粒やセパレータのしわが発生したものは不良品として除去されなければならない。 It is necessary to select good products from the viewpoint of quality control for lithium ion secondary batteries, which are industrial products. Insufficient gas removal and incomplete heat sealing can be cited as causes of defective products in the manufacturing process of lithium ion batteries (see Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, there are the following causes of defective products in the manufacturing process of the lithium ion battery. In a lithium ion battery, an electrode in which an electrode mixture containing a particulate electrode material is thinly applied to a metal foil is generally used. However, degranulation may occur in an inner layer of the electrode laminate. Lithium ion batteries are formed by sandwiching a resin separator having a thickness of 10 to several tens of microns between a positive electrode and a negative electrode. When manufacturing battery elements by an automatic machine or an operator, the separators are stacked. In some cases, the separators are stacked with wrinkles. Those that have shattered or wrinkled separators must be removed as defective products.
しかしながら、脱粒やセパレータのしわの発生は、積層工程での発生をなくしたとしても電池要素が電解液に浸された積層工程後に発生することもあった。 However, the occurrence of degranulation and wrinkling of the separator may occur after the stacking process in which the battery element is immersed in the electrolytic solution even if the generation in the stacking process is eliminated.
そこで本発明は、積層構造体内における脱粒やセパレータのしわの発生を検出することができるフィルム外装電気デバイスを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the film-clad electrical device which can detect the generation | occurrence | production of the grain fall and the wrinkle of a separator in a laminated structure.
上記目的を達成するため本発明のフィルム外装電気デバイスは、正極板と、セパレータと、負極板とが積層された積層構造体と、つや消し面を有する金属層を備え、金属層のつや消し面を外側に向けた状態で積層構造体を封止する外装体フィルムと、を有している。 In order to achieve the above object, the film-clad electrical device of the present invention includes a laminated structure in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are laminated, and a metal layer having a matte surface, and the matte surface of the metal layer is disposed outside. And an exterior body film that seals the laminated structure.
本発明によれば、積層構造体内における脱粒やセパレータのしわの発生を検出することができるフィルム外装電気デバイスを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the film-clad electrical device which can detect generation | occurrence | production of the grain fall in a laminated structure and the wrinkle of a separator can be provided.
図1に、本実施形態のフィルム外装電池の一例の分解斜視図を示す。また、図2に本実施形態のフィルム外装電池の一例の側断面図を示す。 FIG. 1 shows an exploded perspective view of an example of the film-clad battery of this embodiment. FIG. 2 shows a side sectional view of an example of the film-clad battery of the present embodiment.
フィルム外装電池1は、複数の正極集電部3a、複数のセパレータ7、複数の負極集電部3bを交互に積層してなる電池要素2と、電池要素2を電解液とともに収納する、2枚のラミネートフィルム5、6からなる外装体と、正極集電部3aに接続された正極リード端子4aと、負極集電部3bに接続された負極リード端子4bとを有する。
The film-clad battery 1 includes a battery element 2 formed by alternately laminating a plurality of positive
正極板2aおよび負極板2bはそれぞれ、集電体の表面に、活物質、導電剤、結着剤等を含む組成物の層(以下、活物質組成物層)を設けて構成される。
Each of the
正極活物質としては、Li−Mn系複合酸化物、Li−Ni系複合酸化物、Li−Co系複合酸化物などが挙げられる。正極活物質の結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポリマー等を用いることができる。導電剤としては、例えば繊維状黒鉛、鱗片状黒鉛、球状黒鉛などの天然または人造の黒鉛類、導電性カーボンブラックなどを用いることができる。 Examples of the positive electrode active material include Li—Mn composite oxide, Li—Ni composite oxide, and Li—Co composite oxide. As a binder for the positive electrode active material, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-propylene-diene polymer, or the like can be used. As the conductive agent, for example, natural or artificial graphites such as fibrous graphite, flaky graphite, and spherical graphite, conductive carbon black, and the like can be used.
負極活物質としては、球状黒鉛、繊維状のメソフェーズ系黒鉛化炭素などの黒鉛類、アモルファスカーボン、難黒鉛化炭素などを用いることができ、負極活物質の結着剤としては、上記正極活物質の結着剤と同じものを用いることができる。 As the negative electrode active material, graphite such as spherical graphite and fibrous mesophase-based graphitized carbon, amorphous carbon, non-graphitizable carbon, and the like can be used. As the binder of the negative electrode active material, the above positive electrode active material The same binder as can be used.
集電体としては、導電性金属で形成された箔または穴あき箔などを用いることができ、その厚みを5μm〜20μm程度とすれば良い。正極側の集電体の材料としては、厚みが10μm〜20μm程度のアルミニウム、ステンレスなどが用いられ、負極側の集電体の材料としては、厚みが5μm〜15μm程度の銅、ニッケル、銀、ステンレスなどが用いられる。 As the current collector, a foil or a perforated foil formed of a conductive metal can be used, and the thickness may be about 5 μm to 20 μm. As the material for the current collector on the positive electrode side, aluminum, stainless steel or the like having a thickness of about 10 μm to 20 μm is used, and as the material for the current collector on the negative electrode side, copper, nickel, silver having a thickness of about 5 μm to 15 μm, Stainless steel or the like is used.
セパレータ7としては、例えば、ポリエチレンフィルムからなるセパレータ、ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレンフィルムの3層構造からなるセパレータ等が挙げられる。セパレータ7の厚みは10μm〜30μm程度である。
Examples of the
ラミネートフィルム5、6としては、電解液が漏洩しないように電池要素2を封止できるものであれば、この種のフィルム外装電池に用いられるフィルムを用いることができ、一般的には、金属薄膜層と熱融着性樹脂層とを積層したラミネートフィルムが用いられる。この種のラミネートフィルムとしては、例えば、厚さ10μm〜60μmの金属箔に厚さ3μm〜200μmの熱融着性樹脂を貼りつけたものが使用できる。金属箔、すなわち、金属層の材質としては、Al、Ti、Ti系合金、Fe、ステンレス、Mg系合金などが使用できる。熱融着性樹脂、すなわち、熱融着性樹脂層としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、これらの酸変成物、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル等、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが使用できる。また、保護層としては、ポリエステル、ナイロン等が好適である。 As the laminate films 5 and 6, as long as the battery element 2 can be sealed so that the electrolytic solution does not leak, a film used for this type of film-clad battery can be used. A laminate film in which a layer and a heat-fusible resin layer are laminated is used. As this type of laminate film, for example, a film obtained by attaching a heat-fusible resin having a thickness of 3 μm to 200 μm to a metal foil having a thickness of 10 μm to 60 μm can be used. As the material of the metal foil, that is, the metal layer, Al, Ti, Ti-based alloy, Fe, stainless steel, Mg-based alloy and the like can be used. As the heat-fusible resin, that is, the heat-fusible resin layer, polypropylene, polyethylene, acid-modified products thereof, polyester such as polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer, etc. can be used. . Moreover, as a protective layer, polyester, nylon, etc. are suitable.
上述した各部材の厚さについては、例示した範囲を下回ると部材のそれぞれの機能が損なわれるおそれが生じ、上回ると本発明でねらいとしている、積層体内部の異物やしわを表面に浮かび上がらせる効果が得られにくくなる。 About the thickness of each member mentioned above, if it falls below the illustrated range, the respective functions of the member may be impaired, and if it exceeds, the effect aimed at the present invention is to lift up the foreign matter and wrinkles inside the laminate on the surface. Is difficult to obtain.
以上の構成のフィルム外装電池1の製造工程について以下説明する。 The manufacturing process of the film-clad battery 1 having the above configuration will be described below.
まず、電池要素2を作製する。正極板2aおよび負極板2bは、公知の方法に従って製造することができる。例えば、正極板2aは、正極活物質、結着剤および導電剤を混合加工し、N−メチルピロリドンなどの有機溶媒に分散させてペーストとし、集電体にこのペーストを塗布、乾燥させた後、加圧して適当な形状に切断して得ることができる。このようにして得られた正極板2aおよび負極板2bと、別途用意したセパレータ7を、正極板2a、セパレータ7、負極板2bの順で順次積層していく。続いて、正極板2a、セパレータ7、負極板2bが積層された積層領域から延出している延出部において、正極板の延出同士、および負極板の延出部同士をそれぞれ一括して超音波溶接することで中継部である正極集電部3aおよび負極集電部3bを形成する。これと同時に正極集電部3aへの正極リード端子4aの接続、および負極集電部3bへの負極リード端子4bの接続も超音波溶接によりなされる。以上のようにして電池要素2を得る。
First, the battery element 2 is produced. The
次に、ラミネートフィルム5、6により電池要素2を封止する。まず、2枚のラミネートフィルム5、6を、熱融着性樹脂層が内側となるように互いに対向させて、電池要素2を挟んで包囲する。その後、ラミネートフィルム5、6の周縁部においてラミネートフィルム5、6を熱融着ヘッド(不図示)によって加圧しつつ加熱し、電池要素2を封止することによって、フィルム外装電池1が製造される。封止に際しては、ラミネートフィルム5、6の3辺を先に熱融着して1辺が開放した袋状としておき、その袋状となったラミネートフィルム5、6の開放している残りの1辺から電解液を注入し、その後、残りの1辺を熱融着する。なお、残りの1辺を熱融着する際は減圧チャンバ内にて行う。減圧下にて電池要素2をラミネートフィルム5、6により封止した後、減圧チャンバ内の圧力を大気圧に戻すことでラミネートフィルム5、6が電池要素2の表面に密着する。 Next, the battery element 2 is sealed with the laminate films 5 and 6. First, the two laminate films 5 and 6 are surrounded with the battery element 2 sandwiched therebetween so that the heat-fusible resin layers face each other. Thereafter, the laminate films 5 and 6 are heated while being pressed by a thermal fusion head (not shown) at the peripheral edge of the laminate films 5 and 6, and the battery element 2 is sealed, whereby the film-clad battery 1 is manufactured. . At the time of sealing, the three sides of the laminate films 5 and 6 are first heat-sealed to form a bag shape in which one side is opened, and the remaining 1 of the laminate films 5 and 6 in the bag shape is opened. The electrolyte is injected from the side, and then the remaining one side is heat-sealed. The remaining one side is heat-sealed in a decompression chamber. After the battery element 2 is sealed with the laminate films 5 and 6 under reduced pressure, the laminate films 5 and 6 are brought into close contact with the surface of the battery element 2 by returning the pressure in the reduced pressure chamber to atmospheric pressure.
次に、電池要素2の内部において不具合が発生していないかどうか検査する。すわなち、電池要素2の積層内部で脱粒(集電体に塗布した活物質が脱落する現象)が生じたり、あるいはセパレータ7にしわが寄ったりするという不具合が生じていないかを、ラミネートフィルム5、6の表面検査により確認する。このような検査を行うのは以下の理由によるものである。
Next, the battery element 2 is inspected for defects. In other words, the laminate film 5 is used to determine whether or not there is a problem that degranulation (a phenomenon in which the active material applied to the current collector is dropped) occurs in the stack of the battery elements 2 or the
正極板2aあるいは負極板2bから活物質組成物層が脱粒してしまうと、脱粒してしまった部分は充放電に寄与しなくなる。また、セパレータ7にしわが寄ってしまうと、正極板2aと負極板2bとの間隔が拡がってしまい、これにより正極板2aと負極板2bとの間における均一性がなくなる。これらはいずれも電池特性および寿命に悪影響を及ぼすことが予測される。よって電池要素2内で脱粒やセパレータにしわが寄ってしまった電池は不良品として除去する必要がある。
If the active material composition layer is degranulated from the
以下に、電池要素2内で発生した脱粒やセパレータのしわといった異常を、ラミネートフィルム5、6の表面を検査することで検出することができる、その原理について説明する。 Below, the principle which can detect abnormality, such as the degranulation and separator wrinkle which generate | occur | produced in the battery element 2, by inspecting the surface of the laminate films 5 and 6 is demonstrated.
本実施形態では、セパレータ7にはポリエチレンあるいはポリプロピレンの多孔質膜、またはこれらの複合膜からなる総厚20μm〜30μmのものが用いられており、このセパレータ7上に積層された正極板2aには厚み10μm〜20μmのアルミニウム箔に20μm〜100μmの厚さの正極活物質組成物層が両面形成されたものが用いられ、また、負極板2bには厚み5μm〜15μmの銅箔に20μm〜100μmの厚さの負極活物質組成物層が両面形成されたものが用いられている。つまり、本実施形態の電池要素2は薄く変形しやすい薄板を積層して形成したものである。
In the present embodiment, the
このような構造の電池要素2の内部で活物質組成物層が脱粒40を生じると、図2に示すように、セパレータ7上に脱粒した活物質が溜まり、正極板2a、セパレータ7、負極板2bに局部的な応力を印加し、局部的に変形を生じさせる。また、セパレータ7にしわ41が寄ってしまった場合も、図3に示すように、しわ41の寄った箇所が隆起し、正極板2a、セパレータ7、負極板2bに局部的な応力を印加し、局部的に変形を生じさせる。このように、正極板2aあるいは負極板2bは極めて薄く変形しやすいため、脱粒40あるいはしわ41が発生してセパレータ7上に隆起部分が生じると、隆起部分が積層された正極板2a、セパレータ7、負極板2bに局部的な応力を印加し、局部的に変形を生じさせる。そして、この正極板2a、負極板2bおよびセパレータ7の変形が、積層された他の正極板2a、負極板2bおよびセパレータ7に次々に応力を印加していき、次々に変形させていく。最終的にはこの変形は電池要素2の最上層あるいは最下層の正極板2a、負極板2bの表面にまで及ぶこととなる。
When the active material composition layer generates degranulation 40 inside the battery element 2 having such a structure, as shown in FIG. 2, the degranulated active material accumulates on the
本実施形態のラミネートフィルム5、6は、正極板2aおよび負極板2bの表面に密着しているが、ラミネートフィルム5、6の厚みは260μm程度以下であるため、密着させた正極板2aおよび負極板2bの形状がラミネートフィルム5、6の表面に浮き出てくる。すなわち、積層内部で生じた隆起によって電池要素2の最上層あるいは最下層の正極板2a、負極板2bにまで及んだ変形箇所がラミネートフィルム5、6の表面に突起50として浮き出てくる。つまり、本実施形態の製造方法における電池要素2の内部検査は、フィルム外装電池1が極めて薄いことで変形しやすい正極板2a、負極板2b、セパレータ7、ラミネートフィルム5、6を積層してなるものであるという特徴を活かし、ラミネートフィルム5、6の表面に浮き出た突起50、場合によっては窪みを検出することで、電池要素2の積層内部における脱粒40やセパレータ7のしわ41の発生といった異常を検出するものである。
Although the laminate films 5 and 6 of the present embodiment are in close contact with the surfaces of the
次に、上述した表面検査を行うための表面検査装置の概略的な構成図を図4に示す。 Next, FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a surface inspection apparatus for performing the surface inspection described above.
本実施形態の表面検査装置は照射光学系15、検出系16、駆動機構部17、走査系18と、演算処理部19とを有する。
The surface inspection apparatus according to the present embodiment includes an irradiation optical system 15, a
照射光学系15は検査光であるレーザ光線32を発する光源部12、光源部12からのレーザ光線32をフィルム外装電池1上に向けるミラー等の偏向光学部材23、24、レーザ光線32をフィルム外装電池1の表面に集光させるレンズ群25とを有する。
The irradiation optical system 15 includes a light source unit 12 that emits a laser beam 32 that is inspection light, a deflecting
検出系16はフィルム外装電池1の表面に照射されるレーザ光線32の光軸に交差する検出光軸を有する受光検出器26、27を具備している。受光検出器26は、電池表面で反射したレーザ光線32のうち直接反射した直接反射光を受光する。一方、受光検出器27は、電池表面で反射した際に生じた散乱光を受光する。
The
駆動機構系17は、フィルム外装電池1を保持する電池保持部20と、電池保持部20を直線的に駆動させる駆動部10とを有する。
The
走査系18は、駆動機構部17によるフィルム外装電池1の駆動方向に交差する方向に照射光学系15を往復走査させる。
The
演算処理部19は、検出系16から送信されてきた信号の処理のほか、照射光学系15、駆動機構部17および走査系18の駆動制御を行う。
The
次に、上記表面検査装置を用いての、本実施形態のフィルム外装電池の製造方法における表面検査工程について説明する。 Next, the surface inspection process in the manufacturing method of the film-clad battery of this embodiment using the said surface inspection apparatus is demonstrated.
減圧封止されたフィルム外装電池1を電池保持部20に保持させる。次いで、駆動部10を駆動させて、照射光学系15により発せられたレーザ光線32を照射可能な照射領域へと、フィルム外装電池1を搬送する。フィルム外装電池1が照射領域へと搬送されると、駆動部10はフィルム外装電池1を直線的、かつ所定のピッチでステップ送りする。フィルム外装電池1の搬送方向と直交する方向に往復走査される照射光学系15から、フィルム外装電池1に対してレーザ光線32が発せられる。フィルム外装電池1の外装体であるラミネートフィルム5、6に照射されたレーザ光線32はラミネートフィルム5、6の表面で反射し、検出系16により受光される。ラミネートフィルム5、6の表面に何ら突起50がない場合は、ラミネートフィルム5、6の表面で反射したレーザ光線32は受光検出器26により受光される。一方、ラミネートフィルム5、6の表面に突起50が浮き出ている場合は、該突起50によりレーザ光線32の一部が散乱光を生じる。つまり、突起50で反射したレーザ光線32は、直接反射光が受光検出器26により検出される他、一部の散乱光が受光検出器27で受光される。
The film-clad battery 1 sealed under reduced pressure is held by the battery holding unit 20. Next, the driving unit 10 is driven, and the film-clad battery 1 is conveyed to an irradiation region where the laser beam 32 emitted from the irradiation optical system 15 can be irradiated. When the film-clad battery 1 is transported to the irradiation region, the driving unit 10 feeds the film-clad battery 1 linearly and stepwise at a predetermined pitch. A laser beam 32 is emitted to the film-covered battery 1 from the irradiation optical system 15 that is reciprocally scanned in a direction orthogonal to the conveyance direction of the film-covered battery 1. The laser beam 32 applied to the laminate films 5 and 6 that are the exterior bodies of the film-clad battery 1 is reflected by the surfaces of the laminate films 5 and 6 and received by the
演算処理部19は、受光検出器27から送信されてきた信号の処理を行い、散乱光の受光量が所定のしきい値を超えるとラミネートフィルム5、6の表面に突起50が形成されたと判断する。そして、さらに演算処理部19は、電池要素2内にて脱粒40、あるいはセパレータ7のしわ41といった不具合が発生したと判断し、当該フィルム外装電池1を不良品と判断する。
The
なお、所定のしきい値を超える散乱光の受光量は、1個の突起50により生じたものを対象としてもよいし、あるいは複数の突起50のからの総量を対象とするものであってもよい。すわなち、大きな突起50が検出された場合に不良品と認定する他、小さな突起50が複数箇所検出された場合も不良品として認定するものであってもよい。
It should be noted that the amount of scattered light that exceeds a predetermined threshold may be targeted for the one generated by one
また、上記実施形態では、レーザ光線を用いてラミネートフィルム5、6の表面の突起50を検出する例を示したが、突起の検出方法はこれに限定されるものではない。例えば、突起を検出するための光はレーザ光線以外の光を用いてもよい。この場合、ラミネートフィルム5、6の主面に対して、ラミネートフィルム5、6の主面の法線方向以外の方向から光を照射し、観察判断装置が光が照射された状態の主面の少なくとも一部を観察し、その結果に基づき異常を判断するものであってもよい。
Moreover, although the example which detects the processus |
ここで、ラミネートフィルム5、6の主面とは、特に電池要素2を収納した部分のラミネートフィルム5、6の表面を指す。また、ラミネートフィルム5、6の主面の法線方向とは、電池要素2を収納した部分のラミネートフィルム5、6の表面における法線を意味する。また、光の照射方向であるラミネートフィルム5、6の主面の法線方向以外の方向とは、主面に対して斜め方向あるいは主面に対して平行な方向を意味するものである。観察判断装置は、光学カメラと、光学カメラによる撮像画像の画像情報を処理する画像情報処理部とを有するものであってもよい。 Here, the main surface of the laminate films 5 and 6 particularly refers to the surface of the laminate films 5 and 6 in the portion in which the battery element 2 is accommodated. In addition, the normal direction of the main surface of the laminate films 5 and 6 means a normal line on the surface of the laminate films 5 and 6 in a portion in which the battery element 2 is accommodated. Moreover, directions other than the normal direction of the main surface of the laminate films 5 and 6 which are the light irradiation directions mean a direction oblique to the main surface or a direction parallel to the main surface. The observation determination apparatus may include an optical camera and an image information processing unit that processes image information of an image captured by the optical camera.
突起50が形成されたラミネートフィルム5、6に上記方向から光を照射すると突起50による影ができる。光学カメラによりこの影を撮像し、画像情報処理部がラミネートフィルム5、6の平坦な部分よりも暗い部分、すわなち、影を検出する。画像情報処理部は、影を検出するとラミネートフィルム5、6の表面に突起50が生じている、すわなち、電池要素2の積層内部における脱粒40やセパレータ7のしわ41の発生といった異常が発生していると判断する。
When the laminate films 5 and 6 on which the
また、表面観察の方法としては、ラミネートフィルム5、6の主面に縞模様、格子模様などの周期的な模様の光を照射し、その反射光を周期的な模様のスリットを通して観察することによりラミネートフィルム5、6の表面の凹凸を検出する、いわゆるモアレトポグラフィによる方法でもよい。この場合も、光学カメラによる撮像画像の画像情報処理を行って凹凸の有無を判断しても良いし、あるいは目視による判断でもよい。 Further, as a surface observation method, the main surfaces of the laminate films 5 and 6 are irradiated with light having a periodic pattern such as a striped pattern or a lattice pattern, and the reflected light is observed through a slit having a periodic pattern. A so-called moire topography method for detecting irregularities on the surfaces of the laminate films 5 and 6 may also be used. Also in this case, the presence or absence of unevenness may be determined by performing image information processing of the captured image by the optical camera, or may be determined visually.
本発明において、主面に光を照射して表面観察を行う場合、ラミネートフィルムの金属層の外側に向く面はつや消し面であることが好ましい。ラミネートフィルムの金属層によく使われるアルミ箔は、一方の面が光沢面(あるいは鏡面)、他方の面がつや消し面であることが多い。光沢面が外側に向くようにすると、鏡のように周囲の景色が写り込み、表面の突起50の判別がしにくくなる。一方、つや消し面が外側に向くようにすることで景色の写り込みは防止され、平坦な面ならば均一な散乱光を反射させることができ、突起50による影を光学カメラや目視によって捉えやすくなる。よって、表面観察の精度を上げるためにも金属層の外側に向く面はつや消し面とするのが好ましい。
In the present invention, when surface observation is performed by irradiating the main surface with light, the surface facing the outside of the metal layer of the laminate film is preferably a matte surface. An aluminum foil often used for a metal layer of a laminate film often has a glossy surface (or mirror surface) on one surface and a matte surface on the other surface. When the glossy surface is directed outward, the surrounding scenery is reflected like a mirror, making it difficult to distinguish the
なお、上述のようなレーザ光線以外のを照射して、ラミネートフィルムの表面を検査する場合、主面の全面に対して光を照射し、全面に光が照射された状態の主面を一括して観察するのが好ましい。これによりスループットを向上させることができる。 In addition, when inspecting the surface of the laminate film by irradiating other than the laser beam as described above, the entire main surface is irradiated with light, and the main surface in a state where the entire surface is irradiated with light is collectively collected. It is preferable to observe. Thereby, throughput can be improved.
さらに、突起50の検出方法としては、光学的な方法以外の方法でもよく、例えば、ラミネートフィルム5、6の表面上をプローブやローラを走査させ、突起上を走査した際のプローブ、ローラの変位量を検出することで突起を検出するものであってもよい。
Further, as a method for detecting the
1 フィルム外装電池
2 電池要素
2a 正極板
2b 負極板
3a 正極集電部
3b 負極集電部
4a 正極リード端子
4b 負極リード端子
5、6 ラミネートフィルム
7 セパレータ
10 駆動部
12 光源部
15 照射光学系
16 検出系
17 駆動機構部
18 走査系
19 演算処理部
20 電池保持部
23、24 偏向光学部材
25 レンズ群
26、27 受光検出器
32 レーザ光線
40 脱粒
41 しわ
50 突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film exterior battery 2
Claims (10)
つや消し面を有する金属層を備え、該金属層の前記つや消し面を外側に向けた状態で前記積層構造体を封止する外装体フィルムと、
を有する、フィルム外装電気デバイス。 A laminated structure in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are laminated;
An exterior body film comprising a metal layer having a matte surface, and sealing the laminated structure with the matte surface of the metal layer facing outward;
A film-clad electrical device.
前記正極板の前記活物質組成物層が、Li−Mn系複合酸化物、Li−Ni系複合酸化物、およびLi−Co系複合酸化物のいずれかである活物質と、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、およびエチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーのいずれかである結着剤と、黒鉛類または導電性カーボンブラックである導電剤と、を有する、請求項3に記載のフィルム外装電気デバイス。 The current collector of the positive electrode plate is formed of aluminum or stainless steel;
An active material in which the active material composition layer of the positive electrode plate is any one of a Li-Mn composite oxide, a Li-Ni composite oxide, and a Li-Co composite oxide, polytetrafluoroethylene, The film-covered electrical device according to claim 3, comprising a binder that is one of polyvinylidene fluoride and an ethylene-propylene-diene-based polymer, and a conductive agent that is graphite or conductive carbon black.
前記負極板の前記活物質組成物層が、黒鉛類、アモルファスカーボン、および難黒鉛化炭素のいずれかである活物質と、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、およびエチレン−プロピレン−ジエン系ポリマーのいずれかである結着剤と、黒鉛類または導電性カーボンブラックである導電剤と、を有する、請求項3または4のいずれか1項に記載のフィルム外装電気デバイス。 The current collector of the negative electrode plate is formed of any one of copper, nickel, silver, and stainless steel,
An active material in which the active material composition layer of the negative electrode plate is any one of graphite, amorphous carbon, and non-graphitizable carbon, and polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and an ethylene-propylene-diene polymer. 5. The film-clad electrical device according to claim 3, comprising a binder that is any of the above and a conductive agent that is graphite or conductive carbon black.
前記負極板は、前記集電体が15μm以下の厚みを有するとともに、前記活物質組成物層が100μm以下の厚みを有する、請求項3から5のいずれか1項に記載のフィルム外装電気デバイス。 In the positive electrode plate, the current collector has a thickness of 20 μm or less, and the active material composition layer has a thickness of 100 μm or less.
6. The film-covered electrical device according to claim 3, wherein the negative electrode plate has a thickness of 15 μm or less and the active material composition layer has a thickness of 100 μm or less.
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