JP3720555B2 - 電池セル検査方法及び電池セル検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層電池の如く複数の電池セルを有する電池の製造工程において各電池セルの挿誤入を検出するための電池セル検査方法及び電池セル検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の電池セルをケース内に内蔵して構成された、例えば積層鉛蓄電池の如き電池が使用されている。このような電池の電池セルは、陽極端子に接続された複数の陽極板と、陰極端子に接続された複数の陰極板とのそれぞれ複数の電極板を有して構成されている。各陽極板は、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陽極端子により支持されている。同様に、各陰極板は、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陰極端子により支持されている。これら陽極板及び陰極板は、交互に、かつ、平行に組み合わされて、電池セルを構成する。すなわち、この電池セルにおいては、陽極板は、両面側を陰極板によって空隙を介して挟まれた状態となっており、同様に、陰極板は、両面側を陽極板によって空隙を介して挟まれた状態となっている。なお、陽極板と陰極板との間の空隙部には、絶縁材料からなるセパレータが配設されている。
【０００３】
また、これら電池セルにおいては、例えば陰極板が陽極板よりも１枚多くなっている。そして、各電池セルにおいて、各陰極板のうちの２枚は、この電池セルの外側の両外側に位置している。各陽極板は、各電池セルにおいて、両側側の陰極板よりも内側に位置している。
【０００４】
そして、各電池セルは、ケース内に内蔵された状態で、電極端子を介して互いに直列に接続される。すなわち、第１の電池セルの陰極端子が第２の電池セルの陽極端子に接続され、この第２の電池セルの陰極端子が第３の電池セルの陽極端子に接続され、以下、順次陰極端子が陽極端子に接続されてゆく。そして、第１の電池セルの陽極端子及び最後の電池セルの陰極端子が、電池全体の陽極及び陰極となる。
【０００５】
ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入しており、各電極板が浸漬された状態となっている。
【０００６】
このような電池の製造工程においては、各電池セルのケースに対する誤挿入が問題となる。この誤挿入とは、各電池セルのうちの一以上のものが、方向を反対向きとなされてケースに挿入されてしまうことである。この状態で各電池セルの電極端子間を通常通り接続させると、誤挿入をなされた電池セルについては、陽極板と陰極板とが入れ替わった状態となり、良好な充放電特性が得られないこととなる。
【０００７】
従来、このような電池の製造工程上における電池セルの誤挿入を検出する電池セル検査装置が提案されている。この電池セル検査装置は、一の電池セルの一方の電極端子に低周波交流電圧を印加し、この電池セルの他方の電極端子における起電力を測定し、この起電力の大きさの基準値との比較により、この電池セルが誤挿入をされていないか否かを判別するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような電池セル検査装置においては、正常に挿入されている電池セルにおける測定値と誤挿入をされている電池セルにおける測定値との間の差が少なく、誤挿入がされているか否かの判定が困難で、判定結果が不安定である。
【０００９】
また、この電池セル検査装置においては、電極板の面積が小さい場合や、１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などには、誤挿入がされているか否かの判定がいっそう困難となり、正確な判定結果を得ることができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、電池セルが正常に挿入されている場合と誤挿入がなされている場合との測定値の差が大きく、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、安定した判定結果を得ることができ、また、電極板の面積が小さい場合や１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などでも、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、正確な判定結果を得ることができる電池セル検査方法及び電池セル検査装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に複数個内蔵して構成される電池の製造工程において、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出するものである。第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置している。
【００１２】
そして、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、上述の課題を解決するため、各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知することにより、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、３個以上の電池セルをケースに内蔵した電池について、隣接する２個の電池セルについてのケースへの誤挿入の有無の検出を互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行い、電池セルの誤挿入が検出された場合には、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置は、複数の電池セルをケース内に内蔵して構成された、例えば積層鉛蓄電池の如き電池の製造工程において、電池セルのケースに対する誤挿入の有無を検出するために使用されるものである。本発明に係る電池セル検査装置は、本発明に係る電池セル検査方法を実施するための装置である。
【００１６】
この電池セル検査装置は、図１に示すように、被検査物となる製造中の電池を搬送するための搬送機構部９を有して構成されている。この搬送機構部９は、平行に配設された複数のローラを有して構成され、これらローラ上に被搬送物を載置させ、駆動モータ１０によって駆動されることによって、被搬送物を水平に搬送するものである。
【００１７】
搬送機構部９の上方には、制御回路を内蔵したコントローラ１２が配設されている。このコントローラ１２は、図２に示すように、搬送機構部９及び駆動モータ１０を制御する。このコントローラ１２には、表示器１２ａが接続されている。この表示器１２ａは、図１に示すように、コントローラ１２の前面パネル上に配設されている。この表示器１２ａは、コントローラ１２より送られる種々の情報信号に基づく表示を行う。また、このコントローラ１２の前面パネル上には、操作部及び警告塔１２ｂが設けられている。操作部は、コントローラ１２に対して種々の情報信号を入力するためのものである。警告塔１２ｂは、事故が生じたときなどにコントローラ１２より送られる警告信号に基づき、音や光による警告表示を行う。
【００１８】
コントローラ１２には、図２に示すように、リレーボックス１７が接続されている。このリレーボックス１７内には、コントローラ１２により個々に制御される複数のリレーが内蔵されている。そして、このリレーボックス１７には、テストプローブ部１４が接続されている。このテストプローブ部１４は、後述するように、少なくとも第１乃至第４の４本の接触端子１，２，３，４を有して構成されている。このテストプローブ部１４は、搬送機構部９により搬送された電池１０６の所定箇所に接触されることにより、この電池１０６における電池セルの誤挿入の有無の検出を可能とする。
【００１９】
リレーボックス１７には、測定器ボックス１１が接続されている。この測定器ボックス１１は、静電容量測定器などの測定器を内蔵しており、図１に示すように、搬送機構部９の下方に配設されている。この測定器ボックス１１は、コントローラ１２により制御されるリレーボックス１７及びテストプローブ部１４を介して、電池１０６についての測定を行う。この測定器ボックス１１より出力される測定結果を示す信号は、コントローラ１２に送られる。
【００２０】
また、リレーボックス１７には、耐圧試験器１８が接続されている。この耐圧試験器１８は、電池１０６内における回路の短絡を検出するための測定器を内蔵している。この耐圧試験器１８は、コントローラ１２により制御されるリレーボックス１７及びテストプローブ部１４を介して、電池１０６について短絡の有無の検査を行う。この耐圧試験器１８より出力される測定結果を示す信号は、コントローラ１２に送られる。
【００２１】
さらに、コントローラ１２には、自動排出機構部１５が接続されている。この自動排出機構部１５は、コントローラ１２によって制御されて動作し、テストプローブ部１４を介して不良品と判別された電池を、搬送機構部９による搬送方向、すなわち、良品と判別された電池の搬送方向から外れる方向に押し出し、不良品テーブル１６上に移動させる。
【００２２】
この電池セル検査装置において検出対象となる電池の各電池セルは、図３に示すように、陽極端子１０２ａ，１０２ｂに接続された複数の陽極板１０４ａ，１０４ｂと、陰極端子１０３ａ，１０３ｂに接続された複数の陰極板１０５ａ，１０５ｂとのそれぞれ複数の電極板を有して構成されている。各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陽極端子１０２ａ，１０２ｂにより支持されている。同様に、各陰極板１０５ａ，１０５ｂは、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陰極端子１０３ａ，１０３ｂにより支持されている。これら陽極板１０４ａ，１０４ｂ及び陰極板１０５ａ，１０５ｂは、交互に、かつ、平行に組み合わされて、電池セル１０１ａ，１０１ｂを構成する。すなわち、これら電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいては、各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、両面側を陰極板１０５ａ，１０５ｂによって空隙を介して挟まれた状態となっており、同様に、各陰極板１０５ａ，１０５ｂは、両面側を陽極板１０４ａ，１０４ｂによって空隙を介して挟まれた状態となっている。なお、陽極板１０４ａ，１０４ｂと陰極板１０５ａ，１０５ｂとの間の空隙部には、絶縁材料からなる図示しないセパレータが配設される。
【００２３】
また、これら電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいては、陰極板１０５ａ，１０５ｂが陽極板１０４ａ，１０４ｂよりも１枚多くなっている。そして、各電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいて、各陰極板１０５ａ，１０５ｂのうちの２枚は、この電池セル１０１ａ，１０１ｂの外側の両外側に位置している。各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、各電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいて、両側側の陰極板１０５ａ，１０５ｂよりも内側に位置している。
【００２４】
そして、複数の電池セル、例えば、図４に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆが図示しないケース内に１列に配列されて内蔵され、これら各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆがそれぞれの電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０２ｄ，１０３ｄ，１０２ｅ，１０３ｅ，１０２ｆ，１０３ｆを介して互いに直列に接続されることによって、電池１０６が構成される。
【００２５】
すなわち、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａが第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂに溶接により接続され、この第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂが第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃに溶接により接続され、以下、順次、陰極端子が陽極端子に溶接により接続されてゆく。そして、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び最後の電池セルである第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆが、電池全体の陽極及び陰極となる。このとき、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、全て、各電極板１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５ｂ・・・１０４ｆ，１０５ｆを互いに平行としている。また、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆ間の接続を容易にするため、陽極端子と陰極端子とが交互に配列されるように、ケース内に内蔵される。すなわち、ある電池セルとこの電池セルに隣接する電池セルとは、陽極端子と陰極端子との位置関係が逆になるようになされている。
【００２６】
そして、ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入し、各電極板が浸漬された状態となる。
【００２７】
また、電池１０６は、複数の電池セル、例えば、図５に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆを図示しないケース内に２個ずつ３列に配列させて内蔵し、これら各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆが電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆを介して互いに直列に接続されることにより構成されるものとしてもよい。第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａは第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂに溶接により接続され、この第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂは第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃに溶接により接続され、以下、順次、陰極端子が陽極端子に溶接により接続される。そして、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び最後の電池セルである第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆが、電池全体の陽極及び陰極となる。このとき、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、全て、各電極板１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５ｂ・・・１０４ｆ，１０５ｆを互いに平行としている。そして、ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入し、各電極板が浸漬された状態となる。電解液の充填後、ケースが密閉されて、電池が完成する。
【００２８】
このような電池１０６の製造工程においては、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのケースに対する誤挿入が問題となる。この誤挿入とは、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのうちの一以上のものが、方向を反対向きとなされてケースに挿入されてしまうことである。この状態で各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの電極端子間を通常通り接続させると、誤挿入をなされた電池セルについては、陽極板と陰極板とが入れ替わった状態となり、良好な充放電特性が得られないこととなる。
【００２９】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置は、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆがケース内に内蔵された後、各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆが接続される前に、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのケースに対する誤挿入の有無を検出するものである。
【００３０】
このような誤挿入の有無を検出を行うときには、図６に示すように、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４が、隣接する２個の電池セル、例えば第１及び第２の電池セル１０１ａ，１０１ｂについて、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂ、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａ、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂに対応して接触される。そして、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４は、静電容量測定器８に対して、第１及び第４の接触端子１，２がグランド端子Ｇに接続され、第３の接触端子３がプラス端子＋に接続され、第４の接触端子４がマイナス端子−に接続されている。
【００３１】
したがって、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂは、静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続される。また、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａは、静電容量測定器８のプラス端子＋に接続される。そして、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂは、静電容量測定器８のマイナス端子−に接続される。この状態を等価回路で示すと、図８に示すように、静電容量測定器８のプラス端子＋及びマイナス端子−間には、第１の電池セル１０１ａの陰極板１０５ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陰極板１０５ｂにより構成されるコンデンサが接続されていることになる。この接続状態は、各電池セル１０１ａ，１０１ｂに誤挿入がない状態における接続である。
【００３２】
そして、例えば第２の電池セル１０１ｂが誤挿入されていると、図７に示すように、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂが、静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続され、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａが、静電容量測定器８のプラス端子＋に接続され、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂが、静電容量測定器８のマイナス端子−に接続された状態となる。この状態を等価回路で示すと、図９に示すように、静電容量測定器８のプラス端子＋及びマイナス端子−間には、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂが接続され、第１の電池セル１０１ａの陰極板１０５ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極板１０４ｂにより構成されるコンデンサが接続されていることになるが、陰極板１０５ａ及び陽極板１０４ｂの間には、グランド端子Ｇに接続された第２の電池セル１０１ｂの陰極板１０５ｂが介在していることとなる。
【００３３】
このように、誤挿入のある状態においては、グランド電位に落ちた陰極板１０５ｂが介在されたコンデンサの静電容量を測定することとなるので、誤挿入がない状態と比較すると、測定される静電容量の値が著しく異なることとなる。したがって、測定された静電容量の大小によって、誤挿入の有無を確実に判別することができる。
【００３４】
この電池セル検査装置においては、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４を電池１０６に対して移動させてゆくことで、互いに隣接する各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆについて、順次、静電容量の測定を行うこともできるが、リレーボックス１７内の複数のリレーを制御することにより、テストプローブ部１４を電池１０６に対して移動させることなく、互いに隣接する各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆについて静電容量の測定を行うことができる。
【００３５】
すなわち、この電池セル検査装置においては、図１０に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆに対して、テストプローブ部１４の第１乃至第１２の接触端子が同時に接触される。これら各接触端子は、それぞれリレーを介して、静電容量測定器８のグランド端子Ｇ、プラス端子＋及びマイナス端子−に接続されている。
【００３６】
電池セルが１列に配列されて構成された電池においては、第１の電池セル１０１ａと第２の電池セル１０１ｂについて検査をするときには、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２５，４０と、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２３，３８と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。同様に、第２の電池セル１０１ｂと第３の電池セル１０１ｃについて検査をするときには、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２７，３９と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２と、第３の電池セル１０１ｃの陰極端子１０３ｃを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２８，３８とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３７】
順次、同様にして、第５の電池セル１０１ｅと第６の電池セル１０１ｆについて検査をするときには、第５の電池セル１０１ｅの陽極端子１０２ｅを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３１，４０と、第６の電池セル１０１ｆの陽極端子１０２ｆを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３３，３６と、第５の電池セル１０１ｅの陰極端子１０３ｅを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー３２，３８と、第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３４，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３８】
また、図１１に示すように、電池セルが３列に配列されて構成された電池においては、
隣接する第１の電池セル１０１ａと第６の電池セル１０１ｆとについて検査をするときには、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３１，４０と、第６の電池セル１０１ｆの陽極端子１０２ｆを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３３，３６と、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー３２，３８と、第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３４，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３９】
同様に、隣接する第２の電池セル１０１ｂと第５の電池セル１０１ｅとについて検査をするときには、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２７，４０と、第５の電池セル１０１ｅの陽極端子１０２ｅを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２９，３６と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２８，３８と、第５の電池セル１０１ｅの陰極端子１０３ｅを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３０，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４０】
さらに、同様にして、隣接する第３の電池セル１０１ｃと第４の電池セル１０１ｄとについて検査をするときには、第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２５，４０と、第４の電池セル１０１ｄの陽極端子１０２ｄを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第３の電池セル１０１ｃの陰極端子１０３ｃを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２３，３８と、第４の電池セル１０１ｄの陰極端子１０３ｄを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４１】
そして、この電池セル検査装置においては、コントローラ１２によりリレーボックス１７を制御することにより、耐圧試験も行うことができる。この耐圧試験は、各極板間に高電圧を印加して導通の有無を検知することにより、これら極板間に短絡が生じているか否かを確認するものである。このような短絡の有無は、上述の誤挿入の有無の検査でも知ることができるが、短絡の有無だけを確実に検知するには、耐圧試験を行うほうが容易、かつ、確実である。
【００４２】
この耐圧試験を行う場合には、電池セルが１列に配列されて構成された電池及び電池セルが３列に配列されて構成された電池のいずれにおいても、耐圧試験器１８の＋端子と各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子とを接続するリレー１９，２０，２３，２４，２８，２９，３２，３３と、耐圧試験器１８の−端子と各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子とを接続するリレー２１，２２，２５，２６，２７，３０，３１，３４とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４３】
さらに、この電池セル検査装置においては、電池セルが１列に配列されて構成された電池において、互いに隣接する電池セルについて、順次、誤挿入の有無を検査することにより、誤挿入された電池セルがどれであるかの特定をすることができる。すなわち、誤挿入された電池セルが１個である場合においては、誤挿入されているのが第１の電池セル１０１ａである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４４】
同様に、誤挿入されているのが第２の電池セル１０１ｂである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４５】
誤挿入されているのが第３の電池セル１０１ｃである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４６】
誤挿入されているのが第４の電池セル１０１ｄである場合には、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４７】
誤挿入されているのが第５の電池セル１０１ｅである場合には、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られる。
【００４８】
誤挿入されているのが第６の電池セル１０１ｆである場合には、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られる。
【００４９】
なお、誤挿入された電池セルが１個ではない場合においては、上述のような手順によっては誤挿入されている電池セルをすべて断定的に特定することはできないが、誤挿入されている疑いのある電池セルを特定することはできる。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置においては、一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知して、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出する。ここで、第１の状態が誤挿入のない状態であるとすれば、第２の状態は、誤挿入がある状態である。
【００５１】
すなわち、本発明は、電池セルが正常に挿入されている場合と誤挿入がなされている場合との測定値の差が大きく、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、安定した判定結果を得ることができ、また、電極板の面積が小さい場合や１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などでも、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、正確な判定結果を得ることができる電池セル検査方法及び電池セル検査装置を提供することができるものである。
【００５２】
また、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置においては、３個以上の電池セルをケースに内蔵した電池について、隣接する２個の電池セルについてのケースへの誤挿入の有無の検出を互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行うことにより、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池セル検査方法を実施する本発明に係る電池セル検査装置の構成を示す正面図である。
【図２】上記電池セル検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記電池セル検査方法及び電池セル検査装置によって検査される電池の電池セルの構成を示す斜視図である。
【図４】上記電池内における電池セルの第１の配列状態を示す斜視図である。
【図５】上記電池内における電池セルの第２の配列状態を示す斜視図である。
【図６】上記電池セル検査装置が良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す斜視図である。
【図７】上記電池セル検査装置が不良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す斜視図である。
【図８】上記電池セル検査装置が良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す回路図である。
【図９】上記電池セル検査装置が不良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す回路図である。
【図１０】電池セルが第１の配列状態で内蔵された電池について検査している状態を示す回路図である。
【図１１】電池セルが第２の配列状態で内蔵された電池について検査している状態を示す回路図である。
【符号の説明】
１０１ａ 第１の電池セル、１０１ｂ 第２の電池セル、１０１ｃ 第３の電池セル、１０１ｄ 第４の電池セル、１０１ｅ 第５の電池セル、１０１ｆ 第６の電池セル、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ陽極端子、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆ 陰極端子、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ，１０４ｆ 陽極板、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ 陰極板
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層電池の如く複数の電池セルを有する電池の製造工程において各電池セルの挿誤入を検出するための電池セル検査方法及び電池セル検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の電池セルをケース内に内蔵して構成された、例えば積層鉛蓄電池の如き電池が使用されている。このような電池の電池セルは、陽極端子に接続された複数の陽極板と、陰極端子に接続された複数の陰極板とのそれぞれ複数の電極板を有して構成されている。各陽極板は、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陽極端子により支持されている。同様に、各陰極板は、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陰極端子により支持されている。これら陽極板及び陰極板は、交互に、かつ、平行に組み合わされて、電池セルを構成する。すなわち、この電池セルにおいては、陽極板は、両面側を陰極板によって空隙を介して挟まれた状態となっており、同様に、陰極板は、両面側を陽極板によって空隙を介して挟まれた状態となっている。なお、陽極板と陰極板との間の空隙部には、絶縁材料からなるセパレータが配設されている。
【０００３】
また、これら電池セルにおいては、例えば陰極板が陽極板よりも１枚多くなっている。そして、各電池セルにおいて、各陰極板のうちの２枚は、この電池セルの外側の両外側に位置している。各陽極板は、各電池セルにおいて、両側側の陰極板よりも内側に位置している。
【０００４】
そして、各電池セルは、ケース内に内蔵された状態で、電極端子を介して互いに直列に接続される。すなわち、第１の電池セルの陰極端子が第２の電池セルの陽極端子に接続され、この第２の電池セルの陰極端子が第３の電池セルの陽極端子に接続され、以下、順次陰極端子が陽極端子に接続されてゆく。そして、第１の電池セルの陽極端子及び最後の電池セルの陰極端子が、電池全体の陽極及び陰極となる。
【０００５】
ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入しており、各電極板が浸漬された状態となっている。
【０００６】
このような電池の製造工程においては、各電池セルのケースに対する誤挿入が問題となる。この誤挿入とは、各電池セルのうちの一以上のものが、方向を反対向きとなされてケースに挿入されてしまうことである。この状態で各電池セルの電極端子間を通常通り接続させると、誤挿入をなされた電池セルについては、陽極板と陰極板とが入れ替わった状態となり、良好な充放電特性が得られないこととなる。
【０００７】
従来、このような電池の製造工程上における電池セルの誤挿入を検出する電池セル検査装置が提案されている。この電池セル検査装置は、一の電池セルの一方の電極端子に低周波交流電圧を印加し、この電池セルの他方の電極端子における起電力を測定し、この起電力の大きさの基準値との比較により、この電池セルが誤挿入をされていないか否かを判別するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような電池セル検査装置においては、正常に挿入されている電池セルにおける測定値と誤挿入をされている電池セルにおける測定値との間の差が少なく、誤挿入がされているか否かの判定が困難で、判定結果が不安定である。
【０００９】
また、この電池セル検査装置においては、電極板の面積が小さい場合や、１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などには、誤挿入がされているか否かの判定がいっそう困難となり、正確な判定結果を得ることができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、電池セルが正常に挿入されている場合と誤挿入がなされている場合との測定値の差が大きく、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、安定した判定結果を得ることができ、また、電極板の面積が小さい場合や１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などでも、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、正確な判定結果を得ることができる電池セル検査方法及び電池セル検査装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に複数個内蔵して構成される電池の製造工程において、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出するものである。第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置している。
【００１２】
そして、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、上述の課題を解決するため、各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知することにより、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置は、３個以上の電池セルをケースに内蔵した電池について、隣接する２個の電池セルについてのケースへの誤挿入の有無の検出を互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行い、電池セルの誤挿入が検出された場合には、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置は、複数の電池セルをケース内に内蔵して構成された、例えば積層鉛蓄電池の如き電池の製造工程において、電池セルのケースに対する誤挿入の有無を検出するために使用されるものである。本発明に係る電池セル検査装置は、本発明に係る電池セル検査方法を実施するための装置である。
【００１６】
この電池セル検査装置は、図１に示すように、被検査物となる製造中の電池を搬送するための搬送機構部９を有して構成されている。この搬送機構部９は、平行に配設された複数のローラを有して構成され、これらローラ上に被搬送物を載置させ、駆動モータ１０によって駆動されることによって、被搬送物を水平に搬送するものである。
【００１７】
搬送機構部９の上方には、制御回路を内蔵したコントローラ１２が配設されている。このコントローラ１２は、図２に示すように、搬送機構部９及び駆動モータ１０を制御する。このコントローラ１２には、表示器１２ａが接続されている。この表示器１２ａは、図１に示すように、コントローラ１２の前面パネル上に配設されている。この表示器１２ａは、コントローラ１２より送られる種々の情報信号に基づく表示を行う。また、このコントローラ１２の前面パネル上には、操作部及び警告塔１２ｂが設けられている。操作部は、コントローラ１２に対して種々の情報信号を入力するためのものである。警告塔１２ｂは、事故が生じたときなどにコントローラ１２より送られる警告信号に基づき、音や光による警告表示を行う。
【００１８】
コントローラ１２には、図２に示すように、リレーボックス１７が接続されている。このリレーボックス１７内には、コントローラ１２により個々に制御される複数のリレーが内蔵されている。そして、このリレーボックス１７には、テストプローブ部１４が接続されている。このテストプローブ部１４は、後述するように、少なくとも第１乃至第４の４本の接触端子１，２，３，４を有して構成されている。このテストプローブ部１４は、搬送機構部９により搬送された電池１０６の所定箇所に接触されることにより、この電池１０６における電池セルの誤挿入の有無の検出を可能とする。
【００１９】
リレーボックス１７には、測定器ボックス１１が接続されている。この測定器ボックス１１は、静電容量測定器などの測定器を内蔵しており、図１に示すように、搬送機構部９の下方に配設されている。この測定器ボックス１１は、コントローラ１２により制御されるリレーボックス１７及びテストプローブ部１４を介して、電池１０６についての測定を行う。この測定器ボックス１１より出力される測定結果を示す信号は、コントローラ１２に送られる。
【００２０】
また、リレーボックス１７には、耐圧試験器１８が接続されている。この耐圧試験器１８は、電池１０６内における回路の短絡を検出するための測定器を内蔵している。この耐圧試験器１８は、コントローラ１２により制御されるリレーボックス１７及びテストプローブ部１４を介して、電池１０６について短絡の有無の検査を行う。この耐圧試験器１８より出力される測定結果を示す信号は、コントローラ１２に送られる。
【００２１】
さらに、コントローラ１２には、自動排出機構部１５が接続されている。この自動排出機構部１５は、コントローラ１２によって制御されて動作し、テストプローブ部１４を介して不良品と判別された電池を、搬送機構部９による搬送方向、すなわち、良品と判別された電池の搬送方向から外れる方向に押し出し、不良品テーブル１６上に移動させる。
【００２２】
この電池セル検査装置において検出対象となる電池の各電池セルは、図３に示すように、陽極端子１０２ａ，１０２ｂに接続された複数の陽極板１０４ａ，１０４ｂと、陰極端子１０３ａ，１０３ｂに接続された複数の陰極板１０５ａ，１０５ｂとのそれぞれ複数の電極板を有して構成されている。各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陽極端子１０２ａ，１０２ｂにより支持されている。同様に、各陰極板１０５ａ，１０５ｂは、それぞれ平板状に形成され、互いに平行となされて陰極端子１０３ａ，１０３ｂにより支持されている。これら陽極板１０４ａ，１０４ｂ及び陰極板１０５ａ，１０５ｂは、交互に、かつ、平行に組み合わされて、電池セル１０１ａ，１０１ｂを構成する。すなわち、これら電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいては、各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、両面側を陰極板１０５ａ，１０５ｂによって空隙を介して挟まれた状態となっており、同様に、各陰極板１０５ａ，１０５ｂは、両面側を陽極板１０４ａ，１０４ｂによって空隙を介して挟まれた状態となっている。なお、陽極板１０４ａ，１０４ｂと陰極板１０５ａ，１０５ｂとの間の空隙部には、絶縁材料からなる図示しないセパレータが配設される。
【００２３】
また、これら電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいては、陰極板１０５ａ，１０５ｂが陽極板１０４ａ，１０４ｂよりも１枚多くなっている。そして、各電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいて、各陰極板１０５ａ，１０５ｂのうちの２枚は、この電池セル１０１ａ，１０１ｂの外側の両外側に位置している。各陽極板１０４ａ，１０４ｂは、各電池セル１０１ａ，１０１ｂにおいて、両側側の陰極板１０５ａ，１０５ｂよりも内側に位置している。
【００２４】
そして、複数の電池セル、例えば、図４に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆが図示しないケース内に１列に配列されて内蔵され、これら各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆがそれぞれの電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０２ｄ，１０３ｄ，１０２ｅ，１０３ｅ，１０２ｆ，１０３ｆを介して互いに直列に接続されることによって、電池１０６が構成される。
【００２５】
すなわち、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａが第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂに溶接により接続され、この第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂが第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃに溶接により接続され、以下、順次、陰極端子が陽極端子に溶接により接続されてゆく。そして、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び最後の電池セルである第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆが、電池全体の陽極及び陰極となる。このとき、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、全て、各電極板１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５ｂ・・・１０４ｆ，１０５ｆを互いに平行としている。また、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆ間の接続を容易にするため、陽極端子と陰極端子とが交互に配列されるように、ケース内に内蔵される。すなわち、ある電池セルとこの電池セルに隣接する電池セルとは、陽極端子と陰極端子との位置関係が逆になるようになされている。
【００２６】
そして、ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入し、各電極板が浸漬された状態となる。
【００２７】
また、電池１０６は、複数の電池セル、例えば、図５に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆを図示しないケース内に２個ずつ３列に配列させて内蔵し、これら各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆが電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆを介して互いに直列に接続されることにより構成されるものとしてもよい。第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａは第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂに溶接により接続され、この第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂは第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃに溶接により接続され、以下、順次、陰極端子が陽極端子に溶接により接続される。そして、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び最後の電池セルである第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆが、電池全体の陽極及び陰極となる。このとき、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆは、全て、各電極板１０４ａ，１０５ａ，１０４ｂ，１０５ｂ・・・１０４ｆ，１０５ｆを互いに平行としている。そして、ケース内には、希硫酸の如き電解液が充填される。この電解液は、各電極板の間の空隙部内にも侵入し、各電極板が浸漬された状態となる。電解液の充填後、ケースが密閉されて、電池が完成する。
【００２８】
このような電池１０６の製造工程においては、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのケースに対する誤挿入が問題となる。この誤挿入とは、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのうちの一以上のものが、方向を反対向きとなされてケースに挿入されてしまうことである。この状態で各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの電極端子間を通常通り接続させると、誤挿入をなされた電池セルについては、陽極板と陰極板とが入れ替わった状態となり、良好な充放電特性が得られないこととなる。
【００２９】
本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置は、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆがケース内に内蔵された後、各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆが接続される前に、各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆのケースに対する誤挿入の有無を検出するものである。
【００３０】
このような誤挿入の有無を検出を行うときには、図６に示すように、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４が、隣接する２個の電池セル、例えば第１及び第２の電池セル１０１ａ，１０１ｂについて、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂ、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａ、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂに対応して接触される。そして、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４は、静電容量測定器８に対して、第１及び第４の接触端子１，２がグランド端子Ｇに接続され、第３の接触端子３がプラス端子＋に接続され、第４の接触端子４がマイナス端子−に接続されている。
【００３１】
したがって、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂは、静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続される。また、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａは、静電容量測定器８のプラス端子＋に接続される。そして、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂは、静電容量測定器８のマイナス端子−に接続される。この状態を等価回路で示すと、図８に示すように、静電容量測定器８のプラス端子＋及びマイナス端子−間には、第１の電池セル１０１ａの陰極板１０５ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陰極板１０５ｂにより構成されるコンデンサが接続されていることになる。この接続状態は、各電池セル１０１ａ，１０１ｂに誤挿入がない状態における接続である。
【００３２】
そして、例えば第２の電池セル１０１ｂが誤挿入されていると、図７に示すように、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂが、静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続され、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａが、静電容量測定器８のプラス端子＋に接続され、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂが、静電容量測定器８のマイナス端子−に接続された状態となる。この状態を等価回路で示すと、図９に示すように、静電容量測定器８のプラス端子＋及びマイナス端子−間には、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂが接続され、第１の電池セル１０１ａの陰極板１０５ａ及び第２の電池セル１０１ｂの陽極板１０４ｂにより構成されるコンデンサが接続されていることになるが、陰極板１０５ａ及び陽極板１０４ｂの間には、グランド端子Ｇに接続された第２の電池セル１０１ｂの陰極板１０５ｂが介在していることとなる。
【００３３】
このように、誤挿入のある状態においては、グランド電位に落ちた陰極板１０５ｂが介在されたコンデンサの静電容量を測定することとなるので、誤挿入がない状態と比較すると、測定される静電容量の値が著しく異なることとなる。したがって、測定された静電容量の大小によって、誤挿入の有無を確実に判別することができる。
【００３４】
この電池セル検査装置においては、テストプローブ部１４の第１乃至第４の接触端子１，２，３，４を電池１０６に対して移動させてゆくことで、互いに隣接する各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆについて、順次、静電容量の測定を行うこともできるが、リレーボックス１７内の複数のリレーを制御することにより、テストプローブ部１４を電池１０６に対して移動させることなく、互いに隣接する各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆについて静電容量の測定を行うことができる。
【００３５】
すなわち、この電池セル検査装置においては、図１０に示すように、第１乃至第６の電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子１０２ａ，１０３ａ，１０２ｂ，１０３ｂ・・・１０２ｆ，１０３ｆに対して、テストプローブ部１４の第１乃至第１２の接触端子が同時に接触される。これら各接触端子は、それぞれリレーを介して、静電容量測定器８のグランド端子Ｇ、プラス端子＋及びマイナス端子−に接続されている。
【００３６】
電池セルが１列に配列されて構成された電池においては、第１の電池セル１０１ａと第２の電池セル１０１ｂについて検査をするときには、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２５，４０と、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２３，３８と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。同様に、第２の電池セル１０１ｂと第３の電池セル１０１ｃについて検査をするときには、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２７，３９と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２と、第３の電池セル１０１ｃの陰極端子１０３ｃを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２８，３８とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３７】
順次、同様にして、第５の電池セル１０１ｅと第６の電池セル１０１ｆについて検査をするときには、第５の電池セル１０１ｅの陽極端子１０２ｅを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３１，４０と、第６の電池セル１０１ｆの陽極端子１０２ｆを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３３，３６と、第５の電池セル１０１ｅの陰極端子１０３ｅを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー３２，３８と、第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３４，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３８】
また、図１１に示すように、電池セルが３列に配列されて構成された電池においては、
隣接する第１の電池セル１０１ａと第６の電池セル１０１ｆとについて検査をするときには、第１の電池セル１０１ａの陽極端子１０２ａを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３１，４０と、第６の電池セル１０１ｆの陽極端子１０２ｆを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー３３，３６と、第１の電池セル１０１ａの陰極端子１０３ａを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー３２，３８と、第６の電池セル１０１ｆの陰極端子１０３ｆを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３４，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００３９】
同様に、隣接する第２の電池セル１０１ｂと第５の電池セル１０１ｅとについて検査をするときには、第２の電池セル１０１ｂの陽極端子１０２ｂを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２７，４０と、第５の電池セル１０１ｅの陽極端子１０２ｅを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２９，３６と、第２の電池セル１０１ｂの陰極端子１０３ｂを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２８，３８と、第５の電池セル１０１ｅの陰極端子１０３ｅを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー３０，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４０】
さらに、同様にして、隣接する第３の電池セル１０１ｃと第４の電池セル１０１ｄとについて検査をするときには、第３の電池セル１０１ｃの陽極端子１０２ｃを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２５，４０と、第４の電池セル１０１ｄの陽極端子１０２ｄを静電容量測定器８のグランド端子Ｇに接続するためのリレー２４，３６と、第３の電池セル１０１ｃの陰極端子１０３ｃを静電容量測定器８のプラス端子＋に接続するためのリレー２３，３８と、第４の電池セル１０１ｄの陰極端子１０３ｄを静電容量測定器８のマイナス端子−に接続するためのリレー２６，４２とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４１】
そして、この電池セル検査装置においては、コントローラ１２によりリレーボックス１７を制御することにより、耐圧試験も行うことができる。この耐圧試験は、各極板間に高電圧を印加して導通の有無を検知することにより、これら極板間に短絡が生じているか否かを確認するものである。このような短絡の有無は、上述の誤挿入の有無の検査でも知ることができるが、短絡の有無だけを確実に検知するには、耐圧試験を行うほうが容易、かつ、確実である。
【００４２】
この耐圧試験を行う場合には、電池セルが１列に配列されて構成された電池及び電池セルが３列に配列されて構成された電池のいずれにおいても、耐圧試験器１８の＋端子と各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子とを接続するリレー１９，２０，２３，２４，２８，２９，３２，３３と、耐圧試験器１８の−端子と各電池セル１０１ａ，１０１ｂ・・・１０１ｆの各電極端子とを接続するリレー２１，２２，２５，２６，２７，３０，３１，３４とを閉成し、他のリレーは開放する。
【００４３】
さらに、この電池セル検査装置においては、電池セルが１列に配列されて構成された電池において、互いに隣接する電池セルについて、順次、誤挿入の有無を検査することにより、誤挿入された電池セルがどれであるかの特定をすることができる。すなわち、誤挿入された電池セルが１個である場合においては、誤挿入されているのが第１の電池セル１０１ａである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４４】
同様に、誤挿入されているのが第２の電池セル１０１ｂである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４５】
誤挿入されているのが第３の電池セル１０１ｃである場合には、第１の電池セル１０１ａ及び第２の電池セル１０１ｂについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４６】
誤挿入されているのが第４の電池セル１０１ｄである場合には、第２の電池セル１０１ｂ及び第３の電池セル１０１ｃについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られる。
【００４７】
誤挿入されているのが第５の電池セル１０１ｅである場合には、第３の電池セル１０１ｃ及び第４の電池セル１０１ｄについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られる。
【００４８】
誤挿入されているのが第６の電池セル１０１ｆである場合には、第４の電池セル１０１ｄ及び第５の電池セル１０１ｅについて検査すると誤挿入なしとの結果が得られ、第５の電池セル１０１ｅ及び第６の電池セル１０１ｆについて検査すると誤挿入ありとの結果が得られる。
【００４９】
なお、誤挿入された電池セルが１個ではない場合においては、上述のような手順によっては誤挿入されている電池セルをすべて断定的に特定することはできないが、誤挿入されている疑いのある電池セルを特定することはできる。
【００５０】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査装置においては、一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知して、電池セルのケースへの誤挿入を有無を検出する。ここで、第１の状態が誤挿入のない状態であるとすれば、第２の状態は、誤挿入がある状態である。
【００５１】
すなわち、本発明は、電池セルが正常に挿入されている場合と誤挿入がなされている場合との測定値の差が大きく、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、安定した判定結果を得ることができ、また、電極板の面積が小さい場合や１個の電池セルを構成する電極板の枚数が少ない場合などでも、誤挿入がされているか否かの判定が容易で、正確な判定結果を得ることができる電池セル検査方法及び電池セル検査装置を提供することができるものである。
【００５２】
また、本発明に係る電池セル検査方法及び電池セル検査方法及び装置においては、３個以上の電池セルをケースに内蔵した電池について、隣接する２個の電池セルについてのケースへの誤挿入の有無の検出を互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行うことにより、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池セル検査方法を実施する本発明に係る電池セル検査装置の構成を示す正面図である。
【図２】上記電池セル検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記電池セル検査方法及び電池セル検査装置によって検査される電池の電池セルの構成を示す斜視図である。
【図４】上記電池内における電池セルの第１の配列状態を示す斜視図である。
【図５】上記電池内における電池セルの第２の配列状態を示す斜視図である。
【図６】上記電池セル検査装置が良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す斜視図である。
【図７】上記電池セル検査装置が不良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す斜視図である。
【図８】上記電池セル検査装置が良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す回路図である。
【図９】上記電池セル検査装置が不良品の電池について電池セルの検査を行っている状態を示す回路図である。
【図１０】電池セルが第１の配列状態で内蔵された電池について検査している状態を示す回路図である。
【図１１】電池セルが第２の配列状態で内蔵された電池について検査している状態を示す回路図である。
【符号の説明】
１０１ａ 第１の電池セル、１０１ｂ 第２の電池セル、１０１ｃ 第３の電池セル、１０１ｄ 第４の電池セル、１０１ｅ 第５の電池セル、１０１ｆ 第６の電池セル、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ陽極端子、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆ 陰極端子、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ，１０４ｆ 陽極板、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ 陰極板
Claims (4)
- 一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に複数個内蔵して構成される電池の製造工程において、
第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置するものであって、
上記各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、
上記各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知することにより、上記電池セルの上記ケースへの誤挿入を有無を検出する
ことを特徴とする電池セル検査方法。 - 一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に複数個内蔵して構成される電池の製造工程において、該電池セルの該ケースへの誤挿入を有無を検出する電池セル検査装置であって、
第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置するものであって、
一の電池セルの一方の電極端子に接続される第１の接触端子と、
上記一の電池セルの他方の電極端子に接続される第２の接触端子と、
上記一の電池セルに隣接する他の電池セルの一方の電極端子に接続される第３の接触端子と、
上記他の電池セルの他方の電極端子に接続される第４の接触端子と、
上記第１乃至第４の接触端子のうちの２個をグランド電位に落とすとともに、残る２個の接触端子間の静電容量を測定する静電容量測定手段と
を備え、
上記一の電池セルの第２の極板と上記他の電池セルの第２の極板とがグランド電位に落ち、該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定することとなる第１の状態における静電容量と、上記一の電池セルの第２の極板と上記他の電池セルの第１の極板とがグランド電位に落ち、該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定することとなる第２の状態における静電容量との違いを検知することにより、上記電池セルの上記ケースへの誤挿入をの有無を検出する
ことを特徴とする電池セル検査装置。 - 一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に３個以上内蔵して構成される電池の製造工程において、
第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置するものであって、
上記各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第２の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定する第１の状態における静電容量と、上記各電極端子を介して一の電池セルの第２の極板とこの電池セルに隣接する他の電池セルの第１の極板とをグランド電位に落とし該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定する第２の状態における静電容量との違いを検知することによる上記電池セルの上記ケースへの誤挿入の有無の検出を、互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行い、
上記電池セルの誤挿入が検出された場合には、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定する
ことを特徴とする電池セル検査方法。 - 一方の電極端子に接続された複数枚の第１の極板及び他方の電極端子に接続された少なくとも１枚の第２の極板が互いに平行となされて対向されて構成された電池セルをケース内に３個以上内蔵して構成される電池の製造工程において、該電池セルの該ケースへの誤挿入を有無を検出する電池セル検査装置であって、
第１の極板は、各電池セルにおいて、電池セルの両外側に位置し、第２の極板は、各電池セルにおいて、両側側の第１の極板よりも内側に位置するものであって、
一の電池セルの一方の電極端子に接続される第１の接触端子と、
上記一の電池セルの他方の電極端子に接続される第２の接触端子と、
上記一の電池セルに隣接する他の電池セルの一方の電極端子に接続される第３の接触端子と、
上記他の電池セルの他方の電極端子に接続される第４の接触端子と、
上記第１乃至第４の接触端子のうちの２個をグランド電位に落とすとともに、残る２個の接触端子間の静電容量を測定する静電容量測定手段と
を備え、
上記一の電池セルの第２の極板と上記他の電池セルの第２の極板とがグランド電位に落ち該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対向する該他の電池セルの第１の極板との間の静電容量を測定することとなる第１の状態における静電容量と、上記一の電池セルの第２の極板と上記他の電池セルの第１の極板とがグランド電位に落ち該一の電池セルの第１の極板とこの第１の極板に対してグランド電位に落ちた極板を挟んで対向している該他の電池セルの第２の極板との間の静電容量を測定することとなる第２の状態における静電容量との違いを検知することによる上記電池セルの上記ケースへの誤挿入の有無の検出を、互いに隣接する２個ごとの電池セルについて順次行い、
上記電池セルの誤挿入が検出された場合には、いずれの電池セルが誤挿入されているかを特定する
ことを特徴とする電池セル検査装置。
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