JP4993196B2 - 捲回電極体の検査方法、および、捲回電極体の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、正極と負極の間にセパレータ(separator)を介在させて扁平に捲回された捲回電極体の検査方法および検査装置に関する。かかる捲回電極体は、例えば、電池に用いられている。

捲回電極体は、帯状正極と、帯状負極とが帯状セパレータを介して積層し捲回されている。電池が構成される際には、電池ケースに当該捲回電極体が収容され、電解液が注入される。当該電池は、放電および充電が繰り返し行われる二次電池を構成することができる。当該二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池(lithium-ion secondary battery)がある。同様の構造を有するリチウムイオン二次電池は、例えば、特開平０９−２８３１５２号公報に開示されている。同公報では、帯状の電極を表面硬度の異なる２つのロールで加圧することが開示されている。なお、当該技術は、局番に捲回方向と交差する方向に多数の微細なクラックを形成することを目的としている。

また、同様に、捲回電極体の製造工程において、ローラで加圧する技術としては、例えば、特開２０００−２１５８８６号公報、特開平５−２８３０６９号公報、特開平１０−２４１７２２号公報がある。
特開２０００−２１５８８６号公報に記載された発明は、巻回時の正極板のクラックを抑制し、この正極板のクラックに起因する内部短絡のないアルカリ蓄電池の製造方法を提供することを目的としている。そして、正極板は、乾燥してプレスした後、加圧しながら少なくとも二つのプレスローラ間を通過させて曲げ加工するものであり、この二つのプレスローラは、一方のプレスローラが他方のプレスローラよりも径の小さなものである。
特開平５−２８３０６９号公報には、渦巻電極体の製造方法として、同公報の図３の（ａ）〜（ｄ）に示すように、セパレータ２を引き出し、捲回軸芯５ではさみ、陽極板１（正極）、陰極板３（負極）を供給し、加圧ローラ６を押しつけ、極板間に押圧力をかけながら捲回して渦巻電極体を製造する方法が記載されている。
特開平１０−２４１７２２号公報にも、渦巻電極体を製造する製造工程において、加圧ローラで加圧しながら捲回する製造方法が記載されており、ここで、加圧ローラは緻密な巻装に寄与することが記載されている。
特開平０９−２８３１５２号公報 特開２０００−２１５８８６号公報 特開平５−２８３０６９号公報 特開平１０−２４１７２２号公報

捲回電極体に異物が混入していると、デンドライト（dendrite）の原因になる場合がある。捲回電極体の製造工程、および、電池の製造工程は、クリーンルーム内で行なわれ、異物の混入については、厳重に注意して製造されている。しかしながら、電極活物質を塗布する工程や、帯状電極の切断する工程等において、数μｍの極めて微小な塵が発生する可能性があり、これらの塵が捲回電極体に混入する可能性がある。そして、これらの塵が上述したデンドライト（dendrite）などの原因となり、電池に不具合を生じさせる場合がある。二次電池の信頼性をさらに向上させるためには、捲回電極体に異物が混入したことを精度よく発見し、かかる異物が混入した捲回電極体を不良品として確実に製造ラインから排除したい。

ところで、捲回電極体には、渦巻状に巻かれた渦巻電極体だけではなく、角型の二次電池に用いられる扁平な捲回電極体がある。扁平な捲回電極体は、帯状の電極を捲回後に扁平な形状にプレスすることもある。このような捲回電極体では、プレス後のスプリングバックにより若干外側に膨らんでいる場合がある。
かかる扁平な捲回電極体について、本発明者は、図１に示すように、捲回電極体１０の扁平な面を一対の押圧板１１、１２で挟んで押圧し、この状態で捲回電極体１０の正負の電極端子１３、１４に電圧を印加するとともに、捲回電極体１０の正極と負極の間の漏れ電流を検知する検査方法を検討した。

この検査方法によれば、図２に示すように、捲回電極体１０を一対の押圧板１１、１２で挟むことにより、上述したスプリングバックに抗して、捲回電極体１０の帯状正極（図示省略）、帯状負極（図示省略）およびセパレータ（図示省略）を密着させることができる。当該押圧力により、捲回電極体１０に異物が混入している場合に、異物がセパレータを突き破り、捲回電極体１０の内部で短絡が生じる。また、捲回電極体を一対の押圧板１１、１２で挟むことにより、異物がセパレータ（図示省略）を突き破らない場合でも、印加電圧を高くすることにより、異物の介在に起因して、当該異物が混入した部分において強制的に短絡を生じさせることができる。かかる検査方法は、正極（帯状正極）と負極（帯状負極）との漏れ電流を漏れ電流検知部１５によって、検知することによって、捲回電極体１０に異物が混入したことを検知することができる。
しかしながら、上述した検査方法によって異物の混入が検知されなかった捲回電極体において、異物が混入していることがあった。そこで、本発明者は、上述した捲回電極体の検査方法の検査の精度を、さらに良くしたいと考え、本発明を考えた。

本発明に係る捲回電極体の検査方法は、正極と負極の間にセパレータを介在させて、扁平に捲回された捲回電極体に異物が混入しているか否かを検査する捲回電極体の検査方法であって、正極と負極に電圧を印加しつつ、前記捲回電極体の扁平な面に直線状に接触する押圧部材で前記捲回電極体を押圧しつつ、前記捲回電極体の扁平な面上を移動させ、前記正極と負極との間に漏れ電流が生じるか否かを検知して、異物の混入を検査する。
この検査方法によれば、押圧部材が捲回電極体に線接触するので、略一様な押圧力で捲回電極体を押圧することができる。このため、捲回電極体に異物が混入していることを精度良く検知することができる。

捲回電極体の押圧は、例えば、押圧部材が線接触する部位を、捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設し、当該押圧部材で捲回電極体の扁平な面を押圧しつつ、捲回電極体の捲回方向に移動させてもよい。押圧部材が線接触する部位を、捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設し、当該押圧部材で捲回電極体の扁平な面を押圧しつつ、捲回電極体の捲回方向に移動させると、捲回電極体を略一様の押圧力で押圧することができ、異物の検知精度が向上する。

例えば、捲回電極体の押圧は、一対のローラによって捲回電極体の扁平な面を押圧しつつ、一対のローラを転動させてもよい。また、例えば、捲回電極体の押圧は、扁平な捲回電極体の片側の面をプレートによって支持した状態で、捲回電極体の反対側の面にローラを押し当て、ローラを転動させてもよい。
この場合、ローラの転動軸は、捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設してもよい。ローラは、さらに捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有していてもよい。また、ローラは自走するものでもよい。

また、捲回電極体の押圧は、扁平な捲回電極体の片側の面をプレートによって支持した状態で、滑り部材を前記扁平な捲回電極体の反対側の面に押し当てつつ滑らせてもよい。この場合、捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位は、捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設してもよい。捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位は、さらに捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有していてもよい。

ところで、図１および図２に示す捲回電極体の検査方法では、一対の押圧板１１、１２で扁平な捲回電極体１０を挟んでいる。本発明者は、８０ｍｍ×８０ｍｍの扁平な捲回電極体１０に対して、５００ｋｇ（約５ｋＮ）というかなり大きな押圧力で押圧したが、異物の混入が検知できない場合があった。
そこで、本発明者は、当該押圧板１１、１２で押圧したときの押圧力の分布を調べた。その結果、平らな押圧板１１、１２で押しているものの、捲回電極体１０に作用する押圧力は意外にも一様ではなく、押圧力が大きいところと押圧力が小さいところがあった。詳しくは、上記のように一対の押圧板で押圧した場合、捲回電極体の厚さが厚いところでは、押圧力が大きくなり、厚くないところで押圧力が小さくなる傾向があった。特に、押圧される捲回電極体１０の中央部１０ａに生じる押圧力は、捲回のコーナ部分１０ｂの近傍に比べて小さくなる傾向があった。捲回のコーナ部分１０ｂの近傍は、帯状正極、帯状負極、セパレータなどが曲げられているため、剛性が高く一対の押圧板１１、１２で捲回電極体１０を挟んだ場合でも、当該コーナ部分１０ｂの変位は小さい。このため押圧力は、当該コーナ部分１０ｂおよびその近傍に集中すると考えられる。本発明者は、当該知見を基に本発明を考えた。

以下、本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法、および、捲回電極体の検査装置を図面に基づいて説明する。なお、同じ作用を奏する部材又は部位には、同じ符号を付している。また、下記の実施形態は本発明の実施の一形態を例示するに過ぎず、本発明は下記の実施形態には限定されない。

本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法は、図３および図４に示すように、正極１３と負極１４に電圧を印加しつつ、捲回電極体１０の扁平な面１０ｃ、１０ｄに線接触する押圧部材５１、５２で捲回電極体１０を押圧しつつ、捲回電極体１０の扁平な面１０ｃ、１０ｄ上を移動させ、正極１３と負極１４との間に漏れ電流が生じるか否かを検知して、異物の混入を検査する。
この検査方法によれば、押圧部材５１、５２が捲回電極体１０に線接触するので、略一様な押圧力で捲回電極体１０を押圧することができ、捲回電極体１０に異物が混入していることを精度良く検知することができる。なお、ここで、「線接触」は、押圧部材５１、５２が捲回電極体１０に当接するので、当然ながら物理的に幅のある直線で接触している。

以下、この捲回電極体の検査方法を具現化する捲回電極体の検査装置をさらに詳述する。
本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査装置１００は、図３に示すように、漏れ電流検知部３０と、押圧部５０とを備えている。
漏れ電流検知部３０は、正極と負極に電圧を印加して、正極と負極の間に漏れる電流の有無を検知する。この実施形態では、漏れ電流検知部３０は、図３に示すように、捲回電極体１０の帯状正極２１（図５参照）と帯状負極２２（図５参照）に接続される。なお、図３、図４に示すように、漏れ電流検知部３０の接続端子は、捲回電極体１０の内部の帯状正極２１（図５参照）に連結された正極端子１３と、捲回電極体１０の内部の帯状負極２２（図示省略）に連結された負極端子１４にそれぞれ接続されている。
この漏れ電流検知部３０は、電圧印加部３１と、電流検知部３２を備えている。電圧印加部３１は、当該正極端子１３と負極端子１４を介して捲回電極体１０の帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）に電圧を印加する。電圧印加部３１は、例えば、出力を可変できる直流電源で構成するとよい。電流検知部３２は、帯状正極２１（図５参照）と帯状負極２２（図５参照）の間に生じる漏れ電流を検知する。また、電流検知部３２は、例えば、電流計で構成するとよい。

押圧部５０は、捲回電極体１０の扁平な面に線接触し、当該捲回電極体１０を押圧する。この実施形態では、一対のローラ５１、５２と、プレス装置５３、５４と、駆動装置５５、５６を備えている。
一対のローラ５１、５２は、扁平な捲回電極体１０を挟む。この実施形態では、捲回電極体１０の同じ位置を押圧するように、両側の扁平な面に対して対向して配設される。また、ローラ５１、５２の転動軸５１ａ、５２ａは、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設している。また、ローラ５１、５２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。プレス装置５３、５４は、ローラ５１、５２の転動軸５１ａ、５２ａを軸支する。そして、プレス装置５３、５４は、一対のローラ５１、５２の間隔を狭める方向に一対のローラ５１、５２に押圧力を付与する。また、駆動装置５５、５６は、ローラ５１、５２を自走させる駆動力を付与する装置であり、この実施形態では、駆動装置５５、５６は、ＤＣモータで構成され、ローラ５１、５２が転動するように、ローラ５１、５２の転動軸５１ａ、５２ａに駆動力を伝達する。

この捲回電極体の検査装置１００は、図３および図４に示すように、扁平な捲回電極体１０の両面１０ｃ、１０ｄを一対のローラ５１、５２によって挟み、上述したプレス装置５３、５４の作用によって当該一対のローラ５１、５２で捲回電極体１０を押圧する。そして、一対のローラ５１、５２で捲回電極体１０を挟み、押圧しつつ、駆動装置５５、５６によって一対のローラ５１、５２を転動させて、捲回電極体１０の全面を押圧している。
一対のローラ５１、５２が通過する際に、図５に示すように、当該一対のローラ５１、５２が通過する部位において帯状正極２１と、帯状負極２２と、セパレータ２３、２４に押圧力が作用する。このため、捲回電極体１０のスプリングバック（springback）に抗して、当該一対のローラ５１、５２に挟まれた部位は、帯状正極２１と、帯状負極２２と、セパレータ２３、２４が密着する。そして、ローラ５１、５２が線接触する部位には、略一様に押圧力が作用する。

捲回電極体１０に異物２５が混入している場合には、異物２５が混入している部位を一対のローラ５１、５２が通過する際に、当該一対のローラ５１、５２が帯状正極２１と、帯状負極２２と、セパレータ２３、２４に作用する押圧力により、帯状正極２１と帯状負極２２の間のセパレータ２３、２４が突き破られ、帯状正極２１と帯状負極２２に短絡が生じる。また、セパレータ２３、２４が突き破られなくても、帯状正極２１と帯状負極２２に印加される電圧および押圧力によって、当該異物が混入している部位を短絡させることができる。帯状正極２１と帯状負極２２の間で短絡が生じると、帯状正極２１と帯状負極２２との間に漏れ電流が生じる。漏れ電流は、漏れ電流検知部３０の電流検知部３２によって検知される。

なお、漏れ電流検知部３０で検知される漏れ電流は、所定の規定値以上において、帯状正極２１と帯状負極２２との間に異物があると判定してもよい。かかる規定値は、経験上得られる値を設定するとよい。相当な印加電圧が付与されるため、軽微な漏れ電流の検知は、異物の混入に起因しない誤った検知である可能性があるためである。また、所定の規定値以上の漏れ電流を検知した場合に、当該部位に、ローラ５１、５２（押圧部材）を再度通過させて、再検査するようにしてもよい。これにより、誤って正常な捲回電極体を検知することを防止できるとともに、検査スピードおよび検査精度を向上させることができる。
また、この実施形態では、ローラ５１、５２（押圧部材）が捲回電極体１０を移動しながら検査でき、また異物の混入に起因する漏れ電流を検知するので、捲回電極体１０に異物が混入している場所を特定することも可能である。

この捲回電極体の検査装置１００は、図３および図４に示すように、捲回電極体１０の扁平な面１０ｃ、１０ｄに線接触する一対のローラ５１、５２（押圧部材）で捲回電極体１０を挟んで押圧している。そして、一対のローラ５１、５２を転動させることによって、捲回電極体１０の全面を略一様な押圧力で押圧することができる。
この際、図５に示すように、帯状正極２１（正極）と帯状負極２２（負極）との間に漏れ電流が生じるか否かを、漏れ電流検知部３０によって検知して、異物２５の混入を検査している。このように捲回電極体の検査装置１００によれば、捲回電極体１０の全面を略一様な押圧力で押圧することができるので、捲回電極体１０に異物が混入しているか否かを、精度良く検査することができる。なお、一対のローラ５１、５２に付与する押圧力、および、漏れ電流検知部３０が印加する印加電圧は、検査対象となる捲回電極体１０の構造等によっても差があるが、上述したような押圧力および印加電圧の作用を考慮して、異物の混入が検知できる程度に、押圧力および印加電圧を調整するとよい。

また、図１、図２で示すような一対の押圧板１１、１２を用いた装置に比べて、捲回電極体１０とローラ５１、５２（押圧部材）の接触面積がかなり小さくなる。このため、ローラ５１、５２に付与する力は、図１、図２で示すような一対の押圧板１１、１２を用いた装置で、一対の押圧板１１、１２に付与していた力に比べて、より小さい力で異物の混入を検知できる。これにより、図１、図２で示すような一対の押圧板１１、１２を用いた装置に比べて、プレス装置５３、５４の出力を小さくできる。さらに、プレス装置５３、５４の出力を小さくできるので、より小型のプレス装置を用いることができ、捲回電極体の検査装置１００を製造に要するコストを低く抑えることができ、また、捲回電極体の検査装置１００の設置スペースを小さくすることができる。

また、この実施形態では、ローラ５１、５２の転動軸を、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設しているので、捲回電極体１０の中央部分にも適切に押圧することができる。このため、捲回電極体に異物が混入したことを精度よく検知できる。
また、この実施形態では、ローラ５１、５２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。このため、検査において、捲回電極体１０の捲回方向にローラ５１、５２を少なくとも一度転動させることにより、検査を完了させることができる。
また、ローラ５１、５２が自走するので、捲回電極体１０に対して、せん断方向に変形を生じさせるように摩擦力が生じるのを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法、および、捲回電極体の検査装置を例示したが、本発明に係る捲回電極体の検査方法、および、捲回電極体の検査装置は、種々の変更ができる。以下に、本発明の他の実施形態を説明する。

本発明の他の実施形態に係る捲回電極体の検査装置１００Ａは、図６に示すように、漏れ電流検知部３０と、押圧部２００で構成されている。漏れ電流検知部３０は、図３および図４に示す捲回電極体の検査装置１００と同じ構造を備えている。
押圧部２００は、図６に示すように、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃを支持する支持部２０１（図６に示す例では、平らなプレート）と、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄに押し当てられるローラ２０２とを備えている。図６に示す実施形態では、支持部２０１はローラ２０２の押圧に対抗しうる台座２０３などの固定物に固定されている。ローラ２０２の転動軸２０２ａは、プレス装置２０４によって支持されている。なお、支持部２０１を固定する台座２０３は、当該プレス装置２０４に設置してもよい。ローラ２０２は、駆動装置２０５によって自走するように構成されている。

この押圧部２００は、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃをプレート（支持部２０１）に支持させた状態で、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄにローラ２０２を押し当てつつ、当該ローラ２０２を転動させる。この実施形態では、ローラ２０２の転動軸２０２ａは、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設されている。ローラ２０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。そして、ローラ２０２を捲回電極体１０に押圧しつつ、ローラ２０２を捲回電極体１０の捲回方向に沿って転動させる。これにより、押圧部２００は、捲回電極体１０を、全面にわたって略一様な押圧力で押圧することができる。
この場合において、捲回電極体１０に異物が混入している場合には、捲回電極体１０に異物が混入している部位をローラ２０２が通過する際に、印加電圧および押圧力によって、捲回電極体１０内の帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間に短絡を生じさせることができる。帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間で短絡が生じると、帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）との間に漏れ電流が生じ、漏れ電流は正極端子１３と負極端子１４に接続した漏れ電流検知部３０によって検知される。

この捲回電極体の検査装置１００Ａによれば、押圧部２００が、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃを支持する支持部２０１と、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄに押し当てられるローラ２０２とで構成されている。この構造によって、捲回電極体１０の全面を略一様な押圧力で押圧することができ、捲回電極体１０に異物が混入しているか否かを、精度良く検査することができる。また、ローラ２０２が捲回電極体１０の片側で転動するので、図３、図４に示す実施形態に比べて、捲回電極体１０の支持構造や、プレス装置の構成や駆動装置の構成が簡単になる。これにより、捲回電極体の検査装置の製造コストを低く抑えることができる。

また、この実施形態では、ローラ２０２の転動軸を、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設しているので、捲回電極体１０の中央部分にも適切に押圧することができる。このため、捲回電極体に異物が混入したことを精度よく検知できる。
また、この実施形態では、ローラ２０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。このため、検査において、ローラ２０２を、捲回電極体１０の捲回方向に少なくとも一度転動させることにより、検査を完了させることができる。
また、ローラ２０２が自走するので、捲回電極体１０に対して、せん断方向に変形を生じさせるように摩擦力が生じるのを抑制することができる。
以上の通り、図６に示す捲回電極体の検査装置１００Ａ、および、当該捲回電極体の検査装置により具現化される捲回電極体の検査方法においても、捲回電極体に対する異物の混入を検知する精度を向上させることができる。

さらに、本発明の他の実施形態を説明する。当該他の実施形態に係る捲回電極体の検査装置１００Ｂは、図７に示すように、漏れ電流検知部３０と、押圧部３００で構成されている。漏れ電流検知部３０は、図３および図４に示す捲回電極体の検査装置１００と同じ構造を備えている。
押圧部３００は、図７に示すように、一対のローラ３０１、３０２と、当該ローラ３０１、３０２を支持する支持部３０３と、プレス装置３０４、３０５と、駆動装置３０６とを備えている。
プレス装置３０４、３０５は、ローラ３０１、３０２の間隔を狭めるように押圧力を付与する。駆動装置３０６はローラ３０１、３０２を捲回電極体１０に対して相対的に移動させる駆動装置であり、この実施形態では、支持部３０３に駆動力を作用させ、支持部３０３に支持させたローラ３０１、３０２を捲回電極体１０に対して相対的に移動させている。すなわち、この実施形態では、ローラ３０１、３０２は自走しない。駆動装置３０６によって、ローラ３０１、３０２が捲回電極体１０に対して相対的に移動する際に、これに応じて、転動する。

この実施形態では、ローラ３０１、３０２の転動軸３０１ａ、３０２ａは、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設される。また、ローラ３０１、３０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。この押圧部３００は、ローラ３０１、３０２を捲回電極体１０に押圧させつつ、ローラ３０１、３０２を捲回電極体１０の捲回方向に沿って転動させる。これにより、押圧部３００は、捲回電極体１０を、全面にわたって略一様な押圧力で押圧することができる。
この場合において、捲回電極体１０に異物が混入している場合には、捲回電極体１０に異物が混入している部位をローラ３０１、３０２が通過する際に、当該異物が混入している部位において、帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間で短絡を生じる。帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間で短絡が生じると、帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）との間に漏れ電流が生じる。漏れ電流は、漏れ電流検知部３０によって検知される。

この押圧部３００によれば、扁平な捲回電極体１０を挟む一対のローラ３０１、３０２によって、捲回電極体１０の扁平な面１０ｃ、１０ｄを押圧しつつ、一対のローラ３０１、３０２を転動させる。これにより、捲回電極体１０の全面を略一様な押圧力で押圧することができ、捲回電極体１０に異物が混入しているか否かを、精度良く検査することができる。この実施形態では、ローラ３０１、３０２の転動軸を、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設しているので、捲回電極体１０の中央部分にも適切に押圧することができる。
また、この実施形態では、ローラ３０１、３０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。このため、検査において、ローラ３０１、３０２を、捲回電極体１０の捲回方向に少なくとも一度転動させることにより、検査を完了させることができる。
このように、捲回電極体１０をローラ３０１、３０２によって押圧する場合には、ローラ３０１、３０２は自走しなくても、異物の混入を検知することができる。このことは、図６に示した捲回電極体の検査装置１００Ａのように、捲回電極体１０の片側の面をプレートで支持し、反対側の面にローラを押し当てる構造についても同様である。すなわち、図６に示す押圧部２００において、ローラ２０２が自走せず、駆動装置によって、ローラ２０２が捲回電極体１０に対して相対的に移動し、これに応じて、ローラ２０２が転動するようにしても、異物の混入を検知することができる。
以上の通り、図７に示す捲回電極体の検査装置１００Ｃ、および、当該捲回電極体の検査装置により具現化される捲回電極体の検査方法においても、捲回電極体に対する異物の混入を検知する精度を向上させることができる。

次に、本発明の他の実施形態に係る捲回電極体の検査装置１００Ｃを説明する。捲回電極体の検査装置１００Ｃは、図８に示すように、漏れ電流検知部３０と、押圧部４００で構成されている。漏れ電流検知部３０は、図３および図４に示す捲回電極体の検査装置１００と同じ構造を備えている。
押圧部４００は、図８に示すように、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃを支持する支持部４０１（図８に示す例では、平らなプレート）と、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄに押し当てられる滑り部材４０２とを備えている。図８に示す実施形態では、支持部４０１は滑り部材４０２の押圧に対抗しうる台座４０３などの固定物に固定されている。滑り部材４０２は、プレス装置４０４に押圧力が付与される。なお、支持部４０１を固定する台座４０３は、当該プレス装置４０４に設置してもよい。支持部４０１は、駆動装置４０５によって、捲回電極体１０に対して相対的に移動するように構成されている。

滑り部材４０２は、捲回電極体１０に対して直線状に押し当てられる部位４０２ａを有しており、プレス装置４０４によって捲回電極体１０に押し当てられた状態で滑るように構成されている。この場合、滑り部材４０２の当該部位４０２ａは、捲回電極体１０を傷つけないように、また、捲回電極体１０内部で、帯状正極や帯状負極や帯状セパレータなどがずれないように、滑り性の良い形状と表面状態で構成するとよい。
このため、滑り部材４０２の当該部位４０２ａは、捲回電極体１０の扁平な面１０ｄに対して滑り易いように、適当な曲面形状で形成されている。また、この実施形態では、滑り部材４０２の当該部位４０２ａは、捲回電極体１０に対して滑り易いように、表面処理が施されている。かかる表面処理としては、例えば金属鍍金を施すとよい。また、滑り部材４０２の当該部位４０２ａは、所要の硬度を有し、表面が滑らかな樹脂で形成してもよい。

この押圧部４００は、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃをプレート（支持部４０１）に支持させた状態で、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄに滑り部材４０２を押し当てつつ、当該滑り部材４０２を滑らせる。この実施形態では、滑り部材４０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設されている。また、滑り部材４０２は、捲回電極体１０に対して直線状に押し当てられる部位が、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。そして、滑り部材４０２を捲回電極体１０に押圧しつつ、滑り部材４０２を捲回電極体１０の捲回方向に沿って滑らせる。これにより、押圧部４００は、捲回電極体１０を、全面にわたって略一様な押圧力で押圧することができる。
この場合において、捲回電極体１０に異物が混入している場合には、捲回電極体１０に異物が混入している部位を滑り部材４０２が通過する際に、印加電圧および押圧力によって、捲回電極体１０内の帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間に短絡を生じさせることができる。帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）の間で短絡が生じると、帯状正極（図示省略）と帯状負極（図示省略）との間に漏れ電流が生じ、漏れ電流は正極端子１３と負極端子１４に接続した漏れ電流検知部３０によって検知される。

この捲回電極体の検査装置１００Ｃによれば、押圧部４００が、扁平な捲回電極体１０の片側の面１０ｃを支持する支持部４０１と、捲回電極体１０の反対側の面１０ｄに押し当てられる滑り部材４０２とで構成されている。この構造によって、捲回電極体１０の全面を略一様な押圧力で押圧することができ、捲回電極体１０に異物が混入しているか否かを、精度良く検査することができる。また、滑り部材４０２が捲回電極体１０の片側で転動するので、図３、図４に示す実施形態に比べて、捲回電極体１０の支持構造や、プレス装置の構成や駆動装置の構成が簡単になる。これにより、捲回電極体の検査装置の製造コストを低く抑えることができる。

また、この実施形態では、滑り部材４０２の転動軸を、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向に沿って配設しているので、捲回電極体１０の中央部分にも適切に押圧することができる。このため、捲回電極体１０に異物が混入したことを精度よく検知できる。
また、この実施形態では、滑り部材４０２は、捲回電極体１０の捲回方向に直交する方向において、扁平な捲回電極体１０の全幅を押圧し得る長さを有している。このため、検査において、滑り部材４０２を、捲回電極体１０の捲回方向に少なくとも一度転動させることにより、検査を完了させることができる。
以上の通り、図８に示す捲回電極体の検査装置１００Ｃ、および、当該捲回電極体の検査装置により具現化される捲回電極体の検査方法においても、捲回電極体に対する異物の混入を検知する精度を向上させることができる。

このように、捲回電極体を押圧する押圧部材は、捲回電極体に押し当てられた状態で滑り得る滑り部材を用いても良い。また、図３〜図７には、押圧部材にローラを用いた本発明の実施形態を例示したが、かかるローラにおいて、ローラが自走せず（換言すれば、ローラが自ら転動せず）、駆動装置によって、ローラが捲回電極体に対して移動するような実施形態においては、ローラの外周面は、捲回電極体に押し当てられた状態で滑り得るようにしてもよい。これによりローラと捲回電極体とに生じる摩擦を軽減でき、捲回電極体１０に対して、せん断方向に変形が生じる抑制することができる。これにより、当該検査により、捲回電極体に不具合が生じるのを防止することができる。

以上、本発明に係る捲回電極体の検査装置および捲回電極体の検査方法を種々説明したが、これらは本発明の一実施形態を示すに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、上述した実施形態の各構成は、適宜に組み合わせることができる。上述した捲回電極体の検査装置および捲回電極体の検査方法は、電池などに用いられる捲回電極体の検査に広く適用できる。

捲回電極体の検査方法を示す斜視図。 捲回電極体の検査方法を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る捲回電極体の検査方法における捲回電極体の部分断面図。 本発明の他の実施形態に係る捲回電極体の検査方法を示す側面図。 本発明の他の実施形態に係る捲回電極体の検査方法を示す側面図。 本発明の他の実施形態に係る捲回電極体の検査方法を示す側面図。

符号の説明

１０ 捲回電極体
１０ａ 扁平な面の中央部
１０ｂ コーナ部分
１０ｃ 片側の面（扁平な面）
１０ｄ 反対側の面（扁平な面）
１１ 押圧板
１３ 正極（正極端子）
１４ 負極（負極端子）
１５ 電流検知部
２１ 帯状正極
２２ 帯状負極
２３、２４ 帯状セパレータ
２５ 異物
３０ 漏れ電流検知部
３１ 電圧印加部
３２ 電流検知部
５０ 押圧部
５１、５２ ローラ（押圧部材）
５１ａ、５２ａ 転動軸
５３ プレス装置
５５、５６ 駆動装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 捲回電極体の検査装置
２００ 押圧部
２０１ 支持部
２０２ ローラ（押圧部材）
２０２ａ 転動軸
２０３ 台座
２０４ プレス装置
２０５ 駆動装置
３００ 押圧部
３０１、３０２ ローラ（押圧部材）
３０１ａ、３０２ａ 転動軸
３０３ 支持部
３０４、３０５ プレス装置
３０６ 駆動装置
４００ 押圧部
４０１ 支持部
４０２ 滑り部材（押圧部材）
４０２ａ 捲回電極体に押し当てられる部位
４０３ 台座
４０４ プレス装置
４０５ 駆動装置

Claims (20)

1. 正極と負極の間にセパレータを介在させて、扁平に捲回された捲回電極体に異物が混入しているか否かを検査する捲回電極体の検査方法であって、
   前記正極と負極に電圧を印加しつつ、前記捲回電極体の扁平な面に直線状に接触する押圧部材で前記捲回電極体を押圧しつつ、前記捲回電極体の扁平な面上を移動させ、前記正極と負極との間に漏れ電流が生じるか否かを検知して、異物の混入を検査する捲回電極体の検査方法。
2. 前記捲回電極体の押圧は、前記押圧部材が線接触する部位を、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設し、当該押圧部材で前記捲回電極体の扁平な面を押圧しつつ、捲回電極体の捲回方向に移動させる、請求項１に記載の捲回電極体の検査方法。
3. 前記押圧部材は、前記扁平な捲回電極体を挟む一対のローラを備え、
   前記捲回電極体の押圧は、前記一対のローラによって前記捲回電極体の扁平な面を押圧しつつ、前記一対のローラを転動させる、請求項１に記載の捲回電極体の検査方法。
4. 前記押圧部材は、前記扁平な捲回電極体の片側の面を支持するプレートと、前記捲回電極体の反対側の面に押し当てられるローラとを備え、
   前記捲回電極体の押圧は、前記扁平な捲回電極体の片側の面を前記プレートによって支持した状態で、前記捲回電極体の反対側の面にローラを押し当て、当該ローラを転動させる、請求項１に記載の捲回電極体の検査方法。
5. 前記ローラの転動軸は、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設される、請求項３又は４に記載の捲回電極体の検査方法。
6. 前記ローラは、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、前記扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有している、請求項５に記載の捲回電極体の検査方法。
7. 前記ローラは自走する、請求項３〜６の何れかに記載の捲回電極体の検査方法。
8. 前記押圧部材は、前記扁平な捲回電極体の片側の面を支持するプレートと、前記捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位を有する滑り部材とを備え、
   前記捲回電極体の押圧は、前記扁平な捲回電極体の片側の面を前記プレートによって支持した状態で、前記滑り部材を前記扁平な捲回電極体の反対側の面に押し当てつつ滑らせる、請求項１に記載の捲回電極体の検査方法。
9. 前記捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位は、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設される、請求項８に記載の捲回電極体の検査方法。
10. 前記捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位は、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、前記扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有している、請求項８又は９に記載の捲回電極体の検査方法。
11. 正極と負極の間にセパレータを介在させて、扁平に捲回された捲回電極体に異物が混入しているか否かを検査する捲回電極体の検査装置であって、
    前記正極と負極に電圧を印加して、前記正極と負極の間に漏れる電流の有無を検知する漏れ電流検知部と、
    前記捲回電極体の扁平な面に線接触して前記捲回電極体を押圧する押圧部とを備えた、捲回電極体の検査装置。
12. 前記押圧部は、
    前記扁平な捲回電極体を挟む一対のローラと、
    前記一対のローラをそれぞれ支持し、当該一対のローラに押圧力を付与するプレス装置とを備えた、請求項１１に記載の捲回電極体の検査装置。
13. 前記押圧部は、
    前記扁平な捲回電極体の片側の面を支持する支持部と、
    捲回電極体の反対側の面に押し当てられるローラと、
    前記支持部とローラに押圧力を付与するプレス装置とを備えた、請求項１１に記載の捲回電極体の検査装置。
14. 前記ローラの転動軸を、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設される、請求項１２又は１３に記載の捲回電極体の検査装置。
15. 前記ローラは、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、前記扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有している、請求項１４に記載の捲回電極体の検査装置。
16. 前記ローラを自走させる駆動装置を備えた、請求項１２〜１５の何れかに記載の捲回電極体の検査装置。
17. 前記捲回電極体に対して前記ローラを相対的に移動させる駆動装置を備えた、請求項１２〜１５の何れかに記載の捲回電極体の検査装置。
18. 前記押圧部は、
    前記扁平な捲回電極体の片側の面を支持する支持部と、
    前記扁平な捲回電極体の反対側の面に直線上に押し当てられる部位を有する滑り部材と、
    前記滑り部材を支持し、当該滑り部材に押圧力を付与するプレス装置と、
    前記捲回電極体に対して前記滑り部材を相対的に移動させる駆動装置とを備え、
    前記滑り部材は、前記プレス装置によって捲回電極体に押し当てられた状態で滑る、請求項１１に記載の捲回電極体の検査装置。
19. 前記直線上に押し当てられる部位は、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向に沿って配設される、請求項１８に記載の捲回電極体の検査装置。
20. 前記直線上に押し当てられる部位は、前記捲回電極体の捲回方向に直交する方向において、前記扁平な捲回電極体の全幅を押圧し得る長さを有している、請求項１９に記載の捲回電極体の検査装置。

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