JP2021162424A - 絶縁検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積層電極の絶縁検査の性能向上を図る。
【解決手段】絶縁検査装置１００は、第１セパレータ３４、第１極板３６、第２セパレータ３８および第２極板４０がこの順に積層された積層電極３２を搬送する搬送部１０２と、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける加圧ロール１０４と、第１極板３６に電気的に接続される第１端子１０６と、第２極板４０に電気的に接続され、且つ第１セパレータ３４が搬送部１０２側に配置される場合は搬送部１０２に電気的に接続され、第１セパレータ３４が加圧ロール１０４側に配置される場合は加圧ロール１０４に電気的に接続される第２端子１０８と、第１端子１０６および第２端子１０８に接続されて積層電極３２に電圧を印加し、積層電極３２の絶縁状態を検査する絶縁検査部１１０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本開示は、絶縁検査装置に関する。

車載用等の電池として、積層ラミネートタイプの電池が開発されている。この電池は、複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで交互に積層された積層電極群と、電解液とが容器に収容された構造を有する。積層電極群の形成方法としては、２枚の電極板と２枚のセパレータとを交互に積層した積層電極を積層電極群の構成単位として複数形成し、積層電極を順次積層して積層電極群を完成させる方法がある。このような方法で積層電極群を形成する場合、各積層電極の絶縁性を積層前に検査しておくことが望ましい。

積層電極の絶縁検査に関して、例えば特許文献１には、正極シートと負極シートとをセパレータシートを介して相互に重ね合わせてシート状電極積層体を形成し、シート状電極積層体を一対の電極ロールで挟んで電極ロール間に電圧を印加することで、シート状電極積層体の電気抵抗値を測定する方法が開示されている。

特開２００９−１７０１３４号公報

上述した従来の絶縁検査では、積層電極を一対の電極ロールで挟んでいた。このため、両方のセパレータに穴があくなどの絶縁不良が生じている場合や、電極板に混入した異物が２つのセパレータを貫通する程度に大きい場合のみ、積層電極の絶縁不良を検出することが可能であった。つまり、いずれか一方のセパレータのみに絶縁不良が生じている場合や、電極板に混入した導電性の異物が小さい場合には、積層電極の絶縁不良を検出することが困難であった。よって、絶縁検査の性能向上を図る余地があった。なお、２つのセパレータを貫通しない程度に小さい異物であっても、電解液内に溶出して電極表面に析出し、デンドライド状に成長して短絡の原因となり得るため、絶縁不良として検出することが望ましい。

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、積層電極の絶縁検査の性能向上を図る技術を提供することにある。

本開示のある態様は、絶縁検査装置である。この装置は、第１セパレータ、第１極板、第２セパレータおよび第２極板がこの順に積層された積層電極を搬送する搬送部と、搬送部に対して積層電極を押し付ける加圧ロールと、第１極板に電気的に接続される第１端子と、第２極板に電気的に接続され、且つ第１セパレータが搬送部側に配置される場合は搬送部に電気的に接続され、第１セパレータが加圧ロール側に配置される場合は加圧ロールに電気的に接続される第２端子と、第１端子および第２端子に接続されて積層電極に電圧を印加し、積層電極の絶縁状態を検査する絶縁検査部と、を備える。

以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

本開示によれば、積層電極の絶縁検査の性能向上を図ることができる。

実施の形態１に係る絶縁検査装置を備える積層電極群製造装置の模式図である。 絶縁検査装置の一部分の斜視図である。 絶縁検査装置の一部分の断面図である。 加圧ロールの本数と絶縁検査における搬送部の回転角度との関係を示す図である。 実施の形態２に係る絶縁検査装置の一部分の断面図である。 実施の形態３に係る絶縁検査装置の一部分の斜視図である。 実施の形態４に係る絶縁検査装置の一部分の断面図である。

以下、本開示を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、本開示を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも本開示の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る絶縁検査装置を備える積層電極群製造装置の模式図である。積層電極群製造装置１は、一例として複数のドラムを組み合わせた連続ドラム式の製造装置である。電極体やセパレータの切断、加熱、接着、積層等の各工程をドラムで実行することで、高速且つ連続的に積層電極および積層電極群を製造することができる。積層電極群は、例えばリチウムイオン二次電池に用いられる。

積層電極群製造装置１は、第１極切断ドラム２と、第１極加熱ドラム４と、第２極切断ドラム６と、第２極加熱ドラム８と、接着ドラム１０と、絶縁検査装置１００と、セパレータ切断ドラム１２と、積層ドラム１４と、を備える。

第１極切断ドラム２は、複数の第１極板の連続体を切断して複数の第１極板に個片化して搬送するドラムである。本実施の形態では、第１極は負極である。第１極切断ドラム２には、複数の第１極板の連続体である、帯状の第１極連続体Ｎが供給される。第１極連続体Ｎは、第１極集電体と、第１極活物質層と、を有する。第１極活物質層は、第１極集電体の両面または片面に積層される。

第１極集電体および第１極活物質層は、いずれも公知の材料で構成することができ、いずれも公知の構造を有する。第１極集電体は、例えば、銅やアルミニウム等からなる箔や多孔体で構成される。第１極活物質層は、例えば黒鉛等の第１極活物質、結着材および分散剤等を含む第１極合材スラリーを第１極集電体の表面に塗布し、塗膜を乾燥、圧延することで形成される。第１極集電体の厚さは、例えば３μｍ以上５０μｍ以下である。第１極活物質層の厚さは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。

第１極切断ドラム２は、ドラムの円周方向に配置される複数の保持ヘッドと、第１極連続体Ｎを切断して複数の第１極板に個片化する切断刃と、を有する。複数の保持ヘッドは、第１極連続体Ｎを吸着保持する保持面を有する。各保持ヘッドの保持面は、第１極切断ドラム２の外側を向く。第１極切断ドラム２に供給される第１極連続体Ｎは、複数の保持ヘッドの保持面に吸着保持された状態で、第１極切断ドラム２の回転によって搬送される。

複数の保持ヘッドは、それぞれ第１極切断ドラム２の中心軸回りに回転するとともに、他の保持ヘッドに対して互いに独立にドラムの円周方向に移動することができる。保持ヘッドの独立駆動により、切断刃による第１極連続体Ｎの切断位置の調整や、個片化された第１極板の位置調整等が可能となる。第１極切断ドラム２は、供給される第１極連続体Ｎを吸着保持して回転搬送し、図１に模式的に示す切断位置１６において第１極連続体Ｎを切断して第１極板を生成する。第１極連続体Ｎは、隣り合う保持ヘッドの間の位置で切断刃により切断されて、複数の第１極板に個片化される。得られた各第１極板は、各保持ヘッドに吸着保持された状態で搬送される。生成される複数の第１極板の位置は、カメラ等で監視される。

第１極加熱ドラム４は、第１極切断ドラム２に近接配置される。第１極切断ドラム２の保持ヘッドは、第１極加熱ドラム４との近接位置の手前において、第１極加熱ドラム４の線速度と略同一になるまで一時的に増速または減速する。これにより、保持ヘッドは、第１極加熱ドラム４との相対速度が略ゼロになる。保持ヘッドは、相対速度が略ゼロになったタイミングで、吸着保持していた第１極板を第１極加熱ドラム４側に排出する。

第１極加熱ドラム４は、第１極切断ドラム２から排出された第１極板を吸着保持しながら回転し、内蔵するヒータで第１極板を予備加熱する。予備加熱は、後の接着工程においてセパレータと第１極板とを熱接着するために実施される。本実施の形態では、加熱位置１８において第１極板を加熱するが、これに限らず、例えば第１極加熱ドラム４の円周方向の全域で第１極板を加熱してもよい。

第２極切断ドラム６は、複数の第２極板の連続体を切断して複数の第２極板に個片化して搬送するドラムである。本実施の形態では、第２極は正極である。第２極切断ドラム６には、複数の第２極板の連続体である、帯状の第２極連続体Ｐが供給される。第２極連続体Ｐは、第２極集電体と、第２極活物質層と、を有する。第２極活物質層は、第２極集電体の両面または片面に積層される。

第２極集電体および第２極活物質層は、いずれも公知の材料で構成することができ、いずれも公知の構造を有する。第２極集電体は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウム等からなる箔や多孔体で構成される。第２極活物質層は、例えばコバルト酸リチウムやリン酸鉄リチウム等の第２極活物質、結着材および分散剤等を含む第２極合材スラリーを第２極集電体の表面に塗布し、塗膜を乾燥、圧延することで形成される。第２極集電体の厚さは、例えば３μｍ以上５０μｍ以下である。第２極活物質層の厚さは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。

第２極切断ドラム６は、ドラムの円周方向に配置される複数の保持ヘッドと、第２極連続体Ｐを切断して複数の第２極板に個片化する切断刃と、を有する。複数の保持ヘッドは、第２極連続体Ｐを吸着保持する保持面を有する。各保持ヘッドの保持面は、第２極切断ドラム６の外側を向く。第２極切断ドラム６に供給される第２極連続体Ｐは、複数の保持ヘッドの保持面に吸着保持された状態で、第２極切断ドラム６の回転によって搬送される。

複数の保持ヘッドは、それぞれ第２極切断ドラム６の中心軸回りに回転するとともに、他の保持ヘッドに対して互いに独立にドラムの円周方向に移動することができる。保持ヘッドの独立駆動により、切断刃による第２極連続体Ｐの切断位置の調整や、個片化された第２極板の位置調整等が可能となる。第２極切断ドラム６は、供給される第２極連続体Ｐを吸着保持して回転搬送し、図１に模式的に示す切断位置２０において第２極連続体Ｐを切断して第２極板を生成する。第２極連続体Ｐは、隣り合う保持ヘッドの間の位置で切断刃により切断されて、複数の第２極板に個片化される。得られた各第２極板は、各保持ヘッドに吸着保持された状態で搬送される。生成される複数の第２極板の位置は、カメラ等で監視される。

第２極加熱ドラム８は、第２極切断ドラム６に近接配置される。第２極切断ドラム６の保持ヘッドは、第２極加熱ドラム８との近接位置の手前において、第２極加熱ドラム８の線速度と略同一になるまで一時的に増速または減速する。これにより、保持ヘッドは、第２極加熱ドラム８との相対速度が略ゼロになる。保持ヘッドは、相対速度が略ゼロになったタイミングで、吸着保持していた第２極板を第２極加熱ドラム８側に排出する。

第２極加熱ドラム８は、第２極切断ドラム６から排出された第２極板を吸着保持しながら回転し、内蔵するヒータで第２極板を予備加熱する。予備加熱は、後の接着工程においてセパレータと第２極板とを熱接着するために実施される。本実施の形態では、加熱位置２２において第２極板を加熱するが、これに限らず、例えば第２極加熱ドラム８の円周方向の全域で第２極板を加熱してもよい。

接着ドラム１０は、第１セパレータ、第１極板、第２セパレータおよび第２極板で構成される積層電極が連続する積層電極連続体を形成するドラムである。接着ドラム１０は、第１極加熱ドラム４および第２極加熱ドラム８に近接配置される。接着ドラム１０には、複数の第１セパレータが連続する、帯状の第１セパレータ連続体Ｓ１と、複数の第２セパレータが連続する、帯状の第２セパレータ連続体Ｓ２とが供給される。第１セパレータ連続体Ｓ１および第２セパレータ連続体Ｓ２のそれぞれの表面には、熱接着層が設けられる。熱接着層は、室温では接着性を発現しないが、加熱により接着性を発現する性質を有する。

また、接着ドラム１０には、第１極加熱ドラム４を介して第１極切断ドラム２から複数の第１極板が供給され、第２極加熱ドラム８を介して第２極切断ドラム６から複数の第２極板が供給される。第１極板は、第１極加熱ドラム４で予備加熱されながら回転搬送され、第１極加熱ドラム４と接着ドラム１０との近接位置において接着ドラム１０側に排出される。第２極板は、第２極加熱ドラム８で予備加熱されながら回転搬送され、第２極加熱ドラム８と接着ドラム１０との近接位置において接着ドラム１０側に排出される。

接着ドラム１０に対する第１セパレータ連続体Ｓ１、第１極板、第２セパレータ連続体Ｓ２および第２極板の供給位置は、接着ドラム１０の回転方向の上流側から、列挙した順に並ぶ。したがって、まず所定位置において、接着ドラム１０に第１セパレータ連続体Ｓ１が供給される。第１セパレータ連続体Ｓ１は、接着ドラム１０に吸着保持されて、回転搬送される。続いて、第１セパレータ連続体Ｓ１の供給位置よりも下流側において、第１極加熱ドラム４から接着ドラム１０に第１極板が供給され、第１セパレータ連続体Ｓ１の上に載置される。複数の第１極板は、第１セパレータ連続体Ｓ１の搬送方向に所定の間隔をあけて第１セパレータ連続体Ｓ１の上に配列される。

続いて、第１極板の供給位置よりも下流側において、接着ドラム１０に第２セパレータ連続体Ｓ２が供給され、複数の第１極板の上に載置される。続いて、第２セパレータ連続体Ｓ２の供給位置よりも下流側において、第１セパレータ連続体Ｓ１、複数の第１極板および第２セパレータ連続体Ｓ２が熱圧着ローラ２４によって加圧される。これにより、第１セパレータ連続体Ｓ１、各第１極板および第２セパレータ連続体Ｓ２が接着される。続いて、熱圧着ローラ２４による圧着位置よりも下流側において、第２極加熱ドラム８から接着ドラム１０に第２極板が供給され、第２セパレータ連続体Ｓ２の上に載置される。複数の第２極板は、第２セパレータ連続体Ｓ２の搬送方向に所定の間隔をあけて第２セパレータ連続体Ｓ２の上に配列される。また、第２極加熱ドラム８の押圧力によって、複数の第２極板は第２セパレータ連続体Ｓ２に接着される。

以上の工程により、第１セパレータ連続体Ｓ１、複数の第１極板、第２セパレータ連続体Ｓ２および複数の第２極板がこの順に積層され、接着されて、積層電極連続体２６が形成される。積層電極連続体２６は、第１セパレータ、第１極板、第２セパレータおよび第２極板で構成される積層電極が、第１セパレータ連続体Ｓ１および第２セパレータ連続体Ｓ２でつながれて連続する構造を有する。なお、第２極切断ドラム６側から第２極板が供給されないことで、一定個数毎に、第２極板を含まない３層構造の積層電極が生成されてもよい。また、供給されない電極板は第１極板であってもよい。

積層電極連続体２６は、接着ドラム１０から絶縁検査装置１００に搬送される。絶縁検査装置１００において、各積層電極の絶縁状態が検査される。絶縁検査装置１００の構造については後に詳細に説明する。絶縁検査装置１００を通過した積層電極連続体２６は、セパレータ切断ドラム１２に搬送される。

セパレータ切断ドラム１２は、積層電極連続体２６の第１セパレータ連続体Ｓ１および第２セパレータ連続体Ｓ２を切断して、複数の積層電極に個片化するドラムである。セパレータ切断ドラム１２は、ドラムの円周方向に配置される複数の保持ヘッドと、積層電極連続体２６を切断して複数の積層電極に個片化する切断刃と、を有する。複数の保持ヘッドは、積層電極連続体２６を吸着保持する保持面を有する。各保持ヘッドの保持面は、セパレータ切断ドラム１２の外側を向く。セパレータ切断ドラム１２に供給される積層電極連続体２６は、複数の保持ヘッドの保持面に吸着保持された状態で、セパレータ切断ドラム１２の回転によって搬送される。

複数の保持ヘッドは、それぞれセパレータ切断ドラム１２の中心軸回りに回転するとともに、他の保持ヘッドに対して互いに独立にドラムの円周方向に移動可能であってもよい。保持ヘッドの独立駆動により、切断刃による積層電極連続体２６の切断位置の調整や、個片化された積層電極の位置調整等が可能となる。

セパレータ切断ドラム１２は、供給される積層電極連続体２６を吸着保持して回転搬送し、図１に模式的に示す切断位置２８において積層電極連続体２６を切断する。積層電極連続体２６は、隣り合う保持ヘッドの間の位置で切断刃により切断されて、複数の積層電極に個片化される。このとき、積層電極連続体２６は、搬送方向で隣り合う電極板の間において第１セパレータ連続体Ｓ１および第２セパレータ連続体Ｓ２が切断される。得られた各積層電極は、各保持ヘッドに吸着保持された状態で搬送される。保持ヘッドは、吸着保持する積層電極を積層ドラム１４側に排出する。生成される複数の積層電極の位置は、カメラ等で監視される。

積層ドラム１４は、複数の積層電極を積層ステージ３０に積層して積層電極群を形成するドラムである。積層ドラム１４は、ドラムの円周方向に配置される複数の積層ヘッドを有する。各積層ヘッドは、積層電極を吸着保持する保持面を有する。各積層ヘッドの保持面は、積層ドラム１４の外側を向く。複数の積層ヘッドは、それぞれ積層ドラム１４の中心軸回りに回転するとともに、他の積層ヘッドに対して互いに独立にドラムの円周方向に移動することができる。積層ヘッドの独立駆動により、一定の角速度での積層ドラム１４の回転を維持しつつ、積層ステージ３０と対向する積層位置において各積層ヘッドを停止状態とすることが可能となる。積層ステージ３０と対向する位置で積層ヘッドを停止状態にすることで、この積層ヘッドが吸着保持する積層電極を高い位置精度で積層ステージ３０の上に排出することができる。

積層ステージ３０は、積層ドラム１４の直下に配置される。積層ステージ３０には、積層ドラム１４から排出される積層電極が順次積層される。これにより、積層電極群が形成される。積層ステージ３０は、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動可能である。また、積層ステージ３０は、Ｘ―Ｙ平面上における傾き角を調整可能である。これにより、積層ステージ３０に既に積層されている積層電極に対する、積層ドラム１４から排出される積層電極のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置、および傾き角が調整される。

続いて、絶縁検査装置１００について詳細に説明する。図２は、絶縁検査装置１００の一部分の斜視図である。図３は、絶縁検査装置１００の一部分の断面図である。なお、図２では、絶縁検査部の回路構造の図示を省略している。また、図３では、搬送部１０２を模式的に図示している。また、図２および図３では、図示の便宜上、単体状態にある積層電極３２を図示している。

絶縁検査装置１００は、搬送部１０２と、加圧ロール１０４と、第１端子１０６と、第２端子１０８と、絶縁検査部１１０と、を備える。搬送部１０２は、積層電極３２を搬送する機構である。本実施の形態では、搬送部１０２は搬送ロールで構成される。搬送部１０２は、積層電極３２を保持する保持面１０２ａを有する。保持面１０２ａは、搬送ロールの全周にわたって設けられる。積層電極３２は、第１セパレータ３４、第１極板３６、第２セパレータ３８および第２極板４０がこの順に積層された構造を有する。本実施の形態において、積層電極３２は、第１セパレータ３４が搬送部１０２側を向くようにして保持面１０２ａに載置される。したがって、第１セパレータ３４と保持面１０２ａとが接している。

加圧ロール１０４は、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける機構である。加圧ロール１０４は、保持面１０２ａと所定の間隔をあけて対向するように配置され、積層電極３２の搬送に伴って回転する。積層電極３２は、搬送部１０２によって搬送されて、搬送部１０２と加圧ロール１０４との隙間を通過する。積層電極３２は、搬送方向の上流側から順に加圧ロール１０４によって保持面１０２ａに押し付けられる。加圧ロール１０４は、第２極板４０に当接する。加圧ロール１０４の線圧は、例えば約２Ｎ／ｃｍである。

第１端子１０６は、第１極板３６に電気的に接続される。第１極板３６は、積層電極３２の搬送方向に延びる極板の一辺から突出する集電用のタブ部３６ａを有する。タブ部３６ａは、当該一辺の一部の領域から突出する。タブ部３６ａは、セパレータおよび電極板の積層方向から見て、第１セパレータ３４および第２セパレータ３８の外側まで突出している。第１端子１０６は、タブ部３６ａに当接することで、第１極板３６に電気的に接続される。

第２端子１０８は、第２極板４０に電気的に接続される。第２極板４０は、積層電極３２の搬送方向に延びる極板の一辺から突出する集電用のタブ部４０ａを有する。タブ部４０ａは、当該一辺の一部の領域から突出する。また、タブ部４０ａは、タブ部３６ａと同じ側に配置される。タブ部４０ａは、セパレータおよび電極板の積層方向から見て、第１セパレータ３４および第２セパレータ３８の外側まで突出している。第２端子１０８は、タブ部４０ａに当接することで、第２極板４０に電気的に接続される。

本実施の形態の第１端子１０６および第２端子１０８は、保持面１０２ａに設けられる。保持面１０２ａには、１つの第１端子１０６と１つの第２端子１０８とで構成される組端子が積層電極３２の搬送方向に所定の間隔をあけて複数配置される。隣り合う組端子の間隔は、積層電極連続体２６における隣り合う２つの積層電極３２の間隔に対応する。各組における第１端子１０６と第２端子１０８との間隔は、各積層電極３２におけるタブ部３６ａとタブ部４０ａとの間隔に対応する。

これにより、積層電極連続体２６が保持面１０２ａによって保持されたときに、各積層電極３２のタブ部３６ａを第１端子１０６に当接させ、タブ部４０ａを第２端子１０８に当接させることができる。したがって、積層電極連続体２６を保持面１０２ａに載置するだけで、第１極板３６および第１端子１０６の電気的接続と、第２極板４０および第２端子１０８の電気的接続を完了させることができる。

第１端子１０６および第２端子１０８は、ともに平板状である。また、第１セパレータ３４が保持面１０２ａに接する。このため、タブ部４０ａはタブ部３６ａよりも保持面１０２ａから遠い位置にある。これに対し、第２端子１０８の厚みは、第１端子１０６の厚みよりも大きく設定される。これにより、積層電極３２が保持面１０２ａに載置された際に、第１端子１０６およびタブ部３６ａ、第２端子１０８およびタブ部４０ａのそれぞれをより確実に接触させることができる。

第１端子１０６は、搬送部１０２に電気的に絶縁される。一方、第２端子１０８は、搬送部１０２に電気的に接続される。搬送部１０２は、少なくとも保持面１０２ａが金属等の導電性材料で構成される。第１端子１０６は、図示しない絶縁シートや絶縁性接着剤を介して保持面１０２ａに固定される。これにより、第１端子１０６は搬送部１０２に対して電気的に絶縁される。一方、第２端子１０８は、直にまたは導電性接着剤等を介して保持面１０２ａに固定される。これにより、第２端子１０８は搬送部１０２に電気的に接続される。

したがって、タブ部３６ａは、搬送部１０２に電気的に絶縁される。一方、タブ部４０ａは、第２端子１０８を介して搬送部１０２に電気的に接続される。また、第１端子１０６は第２極板４０に接続されず、第２端子１０８は第１極板３６に接続されない。よって、積層電極３２に絶縁不良がなければ、第１端子１０６は第２極板４０に電気的に絶縁され、第２端子１０８は第１極板３６に電気的に絶縁される。

絶縁検査部１１０は、積層電極３２の絶縁状態を検査する。一例として、絶縁検査部１１０は、抵抗測定部１１１と、判断部１１２と、を有する。抵抗測定部１１１は、例えば公知の絶縁抵抗計で構成され、電源１１４と、電流計１１６と、電圧計１１８と、を有する。電源１１４は、第１端子１０６および第２端子１０８に接続されて、積層電極３２に電圧を印加する。電流計１１６は、電源１１４と第２端子１０８とを接続する配線に直列に挿入される。電圧計１１８は、電源１１４および第１端子１０６を接続する配線と、電源１１４および第２端子１０８を接続する配線とに接続される。

抵抗測定部１１１は、電源１１４から積層電極３２に電圧を印加し、このときに積層電極３２に生じる漏れ電流を電流計１１６で、電圧を電圧計１１８でそれぞれ測定する。抵抗測定部１１１は、計測された電圧を電流で除すことで、積層電極３２の絶縁抵抗値を算出する。抵抗測定部１１１は、得られた絶縁抵抗値を示す信号を判断部１１２に送信する。

判断部１１２は、抵抗測定部１１１の測定結果に基づいて積層電極３２の絶縁状態を判断する。判断部１１２は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図３では、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。この機能ブロックがハードウェアおよびソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には当然に理解されるところである。

例えば、判断部１１２は、絶縁抵抗値のしきい値を予め保持しており、積層電極３２の絶縁抵抗値が当該しきい値を下回ったときに、積層電極３２が絶縁不良であると判断する。なお、判断部１１２は、抵抗測定部１１１から電圧値および電流値を取得して積層電極３２の絶縁抵抗値を算出してもよい。また、絶縁検査部１１０は、積層電極３２に印加する電圧を一定に保った状態で電流値を計測し、電流値の変化に基づいて積層電極３２の絶縁不良を判断することもできる。

第１セパレータ３４に貫通孔等がある場合や、第１極板３６および保持面１０２ａを導通する導電性の異物がある場合、電源１１４、第１端子１０６、第１極板３６、搬送部１０２、第２端子１０８を含む閉回路が形成されて電流が流れる。また、第２セパレータ３８に貫通孔等がある場合や、第１極板３６および第２極板４０を導通する導電性の異物がある場合、電源１１４、第１端子１０６、第１極板３６、第２極板４０、第２端子１０８を含む閉回路が形成されて電流が流れる。

したがって、本実施の形態によれば、第１セパレータ３４および第２セパレータ３８のいずれか一方のみに絶縁不良がある場合や、第１極板３６あるいは第２極板４０に混入した異物が２つのセパレータを貫通しない程度の大きさである場合であっても、積層電極３２の絶縁不良を検出することができる。

絶縁検査部１１０は、積層電極３２において加圧ロール１０４で押圧された部位の絶縁状態を検査することができる。加圧ロール１０４で積層電極３２を押圧することで、第１セパレータ３４および第２セパレータ３８の厚みが小さくなり、保持面１０２ａと第１極板３６との距離、および第１極板３６と第２極板４０との距離が小さくなる。これにより、加圧ロール１０４で押圧された位置において、保持面１０２ａおよび第１極板３６もしくは第１極板３６および第２極板４０が短絡して閉回路が形成され、絶縁不良が検出される。積層電極３２は、搬送部１０２による搬送に伴って搬送方向の上流側から下流側にかけて加圧ロール１０４で順に押圧され、搬送部１０２と加圧ロール１０４との隙間を通過し終えたときに、積層電極３２全体の絶縁検査が終了する。

絶縁検査装置１００は、積層電極３２の搬送方向に並ぶ複数の加圧ロール１０４を備えることが好ましい。本実施の形態の絶縁検査装置１００は、２本の加圧ロール１０４を有する。積層電極３２の絶縁検査は、積層電極３２の搬送方向における積層電極３２の先端が最下流の加圧ロール１０４に到達してから、積層電極３２の後端が最上流の加圧ロール１０４に到達するまでの間に実施される。したがって、加圧ロール１０４を複数備えることで、絶縁検査において各加圧ロール１０４が加圧する積層電極３２の領域を小さくすることができる。言い換えれば、積層電極３２において加圧ロール１０４によって一度に押圧される面積を増やすことができる。これにより、絶縁検査に必要な搬送部１０２の回転角度を小さくすることができる。よって、絶縁検査に要する時間を短縮することができる。

図４は、加圧ロール１０４の本数と絶縁検査における搬送部１０２の回転角度との関係を示す図である。積層電極３２の絶縁抵抗値は、積層電極３２が充電された状態にないと測定できない。このため、最下流の加圧ロール１０４で積層電極３２を加圧する前に、電源１１４から積層電極３２への通電を開始する必要がある。したがって、絶縁検査は、積層電極３２への通電開始をもって開始される。

絶縁検査の開始タイミングは、積層電極３２の搬送速度と積層電極３２の充電に要する時間とから算出される、積層電極３２と加圧ロール１０４との位置関係に基づいて決まる。積層電極３２の搬送速度は、例えば６５ｍ／分であり、積層電極３２の充電に要する時間は、例えば１０ｍｓ程度である。図４に示すように、搬送ロールの１２時の位置を基準（０°）としたとき、加圧ロール１０４が１本で０°の位置にある場合は、積層電極３２の先端が−４°の位置にあるときが絶縁検査の開始タイミングである。また、加圧ロール１０４が２本で±１７°の位置にある場合は、積層電極３２の先端が１２°の位置にあるときが開始タイミングである。また、加圧ロール１０４が３本で１本が０°の位置、残り２本が±２６°の位置にある場合は、積層電極３２の先端が２２°の位置にあるときが開始タイミングである。

積層電極３２への充電完了と同時に、積層電極３２の先端が最下流側の加圧ロール１０４に到達し、当該加圧ロール１０４による積層電極３２の加圧が開始される。ここから、積層電極３２の後端が最上流の加圧ロール１０４に到達するまでの間、積層電極３２の抵抗値が測定される（検査中）。積層電極３２の後端が最上流の加圧ロール１０４に到達すると、積層電極３２の全領域の加圧、つまりは抵抗値の測定が終了する。このタイミングで、積層電極３２への通電も停止される。

また、積層電極３２に電圧が残留したままであると、絶縁検査装置１００の下流側で短絡によるスパークの発生等が懸念される。このため、積層電極３２の放電が完了するまで、積層電極３２を搬送部１０２で保持していることが好ましい。したがって、積層電極３２の絶縁検査は、積層電極３２の放電完了をもって終了する。通電停止から放電完了までに要する時間は、例えば１０ｍｓ程度である。

図４に示すように、加圧ロール１０４が１本の場合は、積層電極３２の先端が９０°の位置にあるときが絶縁検査の終了タイミングである。また、加圧ロール１０４が２本の場合は、積層電極３２の先端が７４°の位置にあるときが終了タイミングである。また、加圧ロール１０４が３本の場合は、積層電極３２の先端が６３°の位置にあるときが終了タイミングである。したがって、加圧ロール１０４が１本の場合は、絶縁検査に必要な回転角度は９４°であり、加圧ロール１０４が２本の場合は、必要回転角度は６２°であり、加圧ロール１０４が３本の場合は、必要回転角度は４１°である。

以上の結果から、加圧ロール１０４を複数備えることで、絶縁検査に要する時間を短縮できることが理解される。なお、搬送部１０２に対する各加圧ロール１０４の配置は、図４に示したものに限定されない。また、加圧ロール１０４は４本以上であってもよい。しかしながら、加圧ロール１０４の本数が増えるにつれて、加圧ロール１０４の本数増加によるコスト増等のデメリットが検査時間短縮等のメリットを上回るようになる。このため、加圧ロール１０４は、３本以下であることが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態に係る絶縁検査装置１００は、第１セパレータ３４、第１極板３６、第２セパレータ３８および第２極板４０がこの順に積層された積層電極３２を、第１セパレータ３４が搬送部１０２側に配置された状態で搬送する搬送部１０２と、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける加圧ロール１０４と、第１極板３６に電気的に接続される第１端子１０６と、第２極板４０および搬送部１０２に電気的に接続される第２端子１０８と、第１端子１０６および第２端子１０８に接続されて積層電極３２に電圧を印加し、積層電極３２の絶縁状態を検査する絶縁検査部１１０と、を備える。

これにより、第１セパレータ３４および第１極板３６のいずれか一方のみに絶縁不良がある場合であっても、積層電極３２の絶縁不良を検出することができる。また、一対の電極で積層電極３２の両外側を挟んで積層電極３２の絶縁状態を検査する場合に比べて、より小さい異物に起因する絶縁不良を検出することができる。よって、積層電極３２の絶縁検査の性能向上を図ることができる。

また、本実施の形態の絶縁検査装置１００によれば、インラインでの絶縁検査が可能である。よって、積層電極３２の絶縁検査によって積層電極群の生産リードタイムが延びることを抑制できる。また、本実施の形態の絶縁検査装置１００は、積層電極３２の搬送方向に並ぶ複数の加圧ロール１０４を備える。これにより、積層電極３２の絶縁検査に要する時間を短縮することができる。よって、搬送ライン上への絶縁検査装置１００の設置によって積層電極３２の搬送速度が遅くなることを抑制できる。

また、搬送部１０２は、積層電極３２を保持する保持面１０２ａを有し、第１端子１０６および第２端子１０８は、保持面１０２ａに設けられる。これにより、積層電極３２の保持面１０２ａへの載置と同時に、各電極板と各端子とを電気的に接続することができる。また、各端子は積層電極３２の移動に追従する。このため、各電極板と各端子との電気的接続をより簡単な構造で維持することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、搬送部１０２に載置される積層電極３２の向きと、絶縁検査装置１００の構造とを除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図５は、実施の形態２に係る絶縁検査装置１００の一部分の断面図である。なお、図５では、搬送部１０２を模式的に図示している。また、図示の便宜上、単体状態にある積層電極３２を図示している。

絶縁検査装置１００は、搬送部１０２と、加圧ロール１０４と、第１端子１０６と、第２端子１０８と、絶縁検査部１１０と、を備える。搬送部１０２は、保持面１０２ａを有する。本実施の形態では、積層電極３２は第２極板４０が搬送部１０２側を向くようにして保持面１０２ａに載置される。加圧ロール１０４は、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける。加圧ロール１０４は、第１セパレータ３４に当接して積層電極３２を保持面１０２ａに押し付ける。よって、積層電極３２は、第１セパレータ３４が加圧ロール１０４側に配置された状態で搬送される。加圧ロール１０４は、金属等の導電体で構成される。

第１端子１０６は、第１極板３６に電気的に接続される。第１極板３６は、タブ部３６ａに当接することで、第１極板３６に電気的に接続される。第２端子１０８は、第２極板４０に電気的に接続される。第２端子１０８は、タブ部４０ａに当接することで、第２極板４０に電気的に接続される。また、第１端子１０６は、加圧ロール１０４に電気的に絶縁される。一方、第２端子１０８は、加圧ロール１０４に電気的に接続される。

例えば、第１端子１０６は、図示しない絶縁シートや絶縁性接着剤を介して保持面１０２ａに固定され、タブ部３６ａに接続される。また、第２端子１０８は複数の部分に分かれており、一部は図示しない絶縁シートや絶縁性接着剤を介して保持面１０２ａに固定され、タブ部４０ａに接続される。また、他の一部は加圧ロール１０４に電気的に接続される。よって、タブ部３６ａおよびタブ部４０ａは、搬送部１０２に電気的に絶縁される。また、第１端子１０６は第２極板４０に接続されず、第２端子１０８は第１極板３６に接続されない。

絶縁検査部１１０は、一例として抵抗測定部１１１と、判断部１１２と、を有する。抵抗測定部１１１は、電源１１４と、電流計１１６と、電圧計１１８と、を有する。抵抗測定部１１１は、電源１１４から積層電極３２に電圧を印加して、積層電極３２の絶縁抵抗値を計測し、測定結果を示す信号を判断部１１２に送信する。判断部１１２は、積層電極３２が絶縁不良であることを判断する。

第１セパレータ３４に貫通孔等がある場合や、第１極板３６および加圧ロール１０４を導通する異物がある場合、電源１１４、第１端子１０６、第１極板３６、加圧ロール１０４、第２端子１０８を含む閉回路が形成されて電流が流れる。また、第２セパレータ３８に貫通孔等がある場合や、第１極板３６および第２極板４０を導通する異物がある場合、電源１１４、第１端子１０６、第１極板３６、第２極板４０、第２端子１０８を含む閉回路が形成されて電流が流れる。

したがって、本実施の形態によっても、実施の形態１と同様に第１セパレータ３４および第２セパレータ３８のいずれか一方のみに絶縁不良がある場合や、第１極板３６あるいは第２極板４０に混入した異物が２つのセパレータを貫通しない程度の大きさである場合であっても、積層電極３２の絶縁不良を検出することができる。よって、積層電極３２の絶縁検査の性能向上を図ることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、積層電極３２および絶縁検査装置１００の構造を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図６は、実施の形態３に係る絶縁検査装置１００の一部分の斜視図である。なお、図６では、絶縁検査部１１０の回路構造の図示を省略している。また、図示の便宜上、単体状態にある積層電極３２を図示している。

本実施の形態の積層電極３２は、第１セパレータ３４、第１極板３６、第２セパレータ３８および第２極板４０がこの順に積層された構造を有する。第１極板３６は、積層電極３２の搬送方向に延びる極板の一辺から突出するタブ部３６ａを有する。本実施の形態のタブ部３６ａは、当該一辺の全域から突出する。第２極板４０は、積層電極３２の搬送方向に延びる極板の一辺から突出するタブ部４０ａを有する。タブ部４０ａは、当該一辺の全域から突出する。また、タブ部４０ａは、タブ部３６ａとは反対側に配置される。

絶縁検査装置１００は、搬送部１０２と、加圧ロール１０４と、第１端子１０６と、第２端子１０８と、絶縁検査部１１０と、を備える。搬送部１０２は、保持面１０２ａを有する。積層電極３２は、第１セパレータ３４が搬送部１０２側を向くようにして保持面１０２ａに載置される。加圧ロール１０４は、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける。加圧ロール１０４は、第２極板４０に当接して積層電極３２を保持面１０２ａに押し付ける。

本実施の形態の第１端子１０６は、先端にロールを有するプローブで構成される。第１端子１０６は、ロールがタブ部３６ａに当接する。ロールは、積層電極３２の搬送に伴って回転し、タブ部３６ａとの電気的接続を維持する。タブ部３６ａは、保持面１０２ａとの間に絶縁部材が介在することで、保持面１０２ａに対して電気的に絶縁される。

本実施の形態の第２端子１０８は、先端にロールを有するプローブで構成される。第２端子１０８は、ロールがタブ部４０ａに当接する。ロールは、積層電極３２の搬送に伴って回転し、タブ部４０ａとの電気的接続を維持する。また、タブ部４０ａは、第２端子１０８で保持面１０２ａに押し付けられることで、搬送部１０２に対して電気的に接続される。これにより、第２端子１０８は、タブ部４０ａを介して保持面１０２ａに電気的に接続される。なお、第２端子１０８は、タブ部４０ａを介さずに保持面１０２ａに電気的に接続されてもよい。また、第１端子１０６は第２極板４０に接続されず、第２端子１０８は第１極板３６に接続されない。

以上の構成によっても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、第２極板４０が搬送部１０２側を向くようにして積層電極３２が保持面１０２ａに載置されてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４は、絶縁検査装置１００の構造を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。図７は、実施の形態４に係る絶縁検査装置１００の一部分の断面図である。なお、図７では、搬送部１０２を模式的に図示している。また、図示の便宜上、単体状態にある積層電極３２を図示している。

絶縁検査装置１００は、搬送部１０２と、加圧ロール１０４と、第１端子１０６と、第２端子１０８と、絶縁検査部１１０と、を備える。搬送部１０２は、保持面１０２ａを有する。積層電極３２は、第１セパレータ３４が搬送部１０２側を向くようにして保持面１０２ａに載置される。加圧ロール１０４は、搬送部１０２に対して積層電極３２を押し付ける。加圧ロール１０４は、第２極板４０に当接して積層電極３２を保持面１０２ａに押し付ける。

第１端子１０６は、タブ部３６ａに当接することで、第１極板３６に電気的に接続される。第２端子１０８は、タブ部４０ａに当接することで、第２極板４０に電気的に接続される。また、第１端子１０６は、搬送部１０２に電気的に絶縁される。一方、第２端子１０８は、搬送部１０２に電気的に接続される。また、第１端子１０６は第２極板４０に接続されず、第２端子１０８は第１極板３６に接続されない。

絶縁検査部１１０は、抵抗測定部１１１と、判断部１１２と、波形測定部１２０と、を有する。抵抗測定部１１１は、電源１１４と、電流計１１６と、電圧計１１８と、を有する。抵抗測定部１１１は、電源１１４から積層電極３２に電圧を印加して、積層電極３２の絶縁抵抗値を計測する。抵抗測定部１１１は、測定結果を示す信号を判断部１１２に送信する。

波形測定部１２０は、積層電極３２に電圧が印加された状態で発生する電流または電圧の波形を測定する。波形測定部１２０は、例えば公知のパルスメータで構成される。絶縁検査部１１０は、電源１１４と第１端子１０６とを接続する配線に直列に挿入される抵抗１２２を有し、波形測定部１２０は抵抗１２２と並列に接続される。波形測定部１２０により、積層電極３２が加圧ロール１０４で加圧された際に生じる電流および／または電圧のスパイク状波形を検出することができる。このようなスパイク状波形は、例えば導電性の異物が加圧ロール１０４で押圧されることで発生する。波形測定部１２０は、測定結果を示す信号を判断部１１２に送信する。

判断部１１２は、抵抗測定部１１１および波形測定部１２０の測定結果に基づいて積層電極３２の絶縁状態を判断する。例えば、判断部１１２は、積層電極３２の絶縁抵抗値が当該しきい値を下回ったとき、または波形測定部１２０によって波形が測定されたときに、積層電極３２が絶縁不良であると判断する。加圧ロール１０４で積層電極３２を押圧して絶縁検査する場合、加圧ロール１０４で押圧された部分のみが局所的に短絡すると想定される。この場合、測定される絶縁抵抗値は、加圧ロール１０４で押圧された部分の抵抗値と押圧されていない部分の抵抗値との平均値となる。このため、加圧ロール１０４で押圧された部分の抵抗値の低下が小さい場合には、絶縁不良と判定されない可能性がある。これに対し、加圧ロール１０４が通過する際に生じる電流や電圧のリーク波形を波形測定部１２０によって検出することで、小径の異物等に起因する抵抗値のわずかな低下であっても、積層電極３２の絶縁不良と判定することができる。

したがって、本実施の形態によれば、積層電極３２の絶縁検査の性能をより向上させることができる。なお、判断部１１２は、波形測定部１２０の測定結果のみに基づいて積層電極３２の絶縁不良を判断してもよい。また、本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、第２極板４０が搬送部１０２側を向くようにして積層電極３２が保持面１０２ａに載置されてもよい。

以上、本開示の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本開示の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本開示の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

絶縁検査装置１００は、積層電極連続体２６の状態にある積層電極３２の絶縁検査も実施できるし、個片化された状態にある積層電極３２の絶縁検査も実施できる。よって、絶縁検査装置１００は、セパレータ切断ドラム１２と積層ドラム１４との間に配置されてもよい。

積層電極群製造装置１は、連続ドラム式でなくてもよい。また、絶縁検査装置１００はロールタイプに限定されない。搬送部１０２は、搬送ロールでなく平板状の搬送ステージであってもよい。また、絶縁検査部１１０が抵抗測定部１１１および／または波形測定部１２０のみを備え、測定結果を使用者が直に監視してもよい。また、判断部１１２は、外付けのコンピュータなどの外部機器に設けられてもよい。

３２ 積層電極、 ３４ 第１セパレータ、 ３６ 第１極板、 ３８ 第２セパレータ、 ４０ 第２極板、 １００ 絶縁検査装置、 １０２ 搬送部、 １０２ａ 保持面、 １０４ 加圧ロール、 １０６ 第１端子、 １０８ 第２端子、 １１０ 絶縁検査部、 １１１ 抵抗測定部、 １２０ 波形測定部。

Claims (5)

1. 第１セパレータ、第１極板、第２セパレータおよび第２極板がこの順に積層された積層電極を搬送する搬送部と、
   前記搬送部に対して前記積層電極を押し付ける加圧ロールと、
   前記第１極板に電気的に接続される第１端子と、
   前記第２極板に電気的に接続され、且つ前記第１セパレータが前記搬送部側に配置される場合は前記搬送部に電気的に接続され、前記第１セパレータが前記加圧ロール側に配置される場合は前記加圧ロールに電気的に接続される第２端子と、
   前記第１端子および前記第２端子に接続されて前記積層電極に電圧を印加し、前記積層電極の絶縁状態を検査する絶縁検査部と、を備える、
   絶縁検査装置。
2. 前記積層電極の搬送方向に並ぶ複数の前記加圧ロールを備える、
   請求項１に記載の絶縁検査装置。
3. 前記搬送部は、前記積層電極を保持する保持面を有し、
   前記第１端子および前記第２端子は、前記保持面に設けられる、
   請求項１または２に記載の絶縁検査装置。
4. 前記絶縁検査部は、前記積層電極に電圧が印加された状態で生じる電流および電圧から前記積層電極の絶縁抵抗値を測定する抵抗測定部を有する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絶縁検査装置。
5. 前記絶縁検査部は、前記積層電極に電圧が印加された状態で生じる電流または電圧の波形を測定する波形測定部を有する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の絶縁検査装置。

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