JP5250320B2 - Method for producing positive electrode plate for alkaline storage battery and method for producing alkaline storage battery - Google Patents
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Description
本発明は、アルカリ蓄電池用正極板の製造方法及びアルカリ蓄電池の製造方法に関し、詳しくは、アルカリ蓄電池に設けられる所定形状の正極板に混在し、同アルカリ蓄電池の短絡の原因となる微小金属異物を選択的に除去しうるアルカリ蓄電池用正極板の製造方法及びアルカリ蓄電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a positive electrode plate for an alkaline storage battery and a method for producing an alkaline storage battery. More specifically, the present invention relates to a minute metal foreign matter that is mixed in a positive electrode plate of a predetermined shape provided in the alkaline storage battery and causes a short circuit of the alkaline storage battery. The present invention relates to a method for producing a positive electrode plate for an alkaline storage battery and a method for producing an alkaline storage battery that can be selectively removed.
アルカリ蓄電池の製造工程では、アルカリ蓄電池の信頼性を高めるために、完成した蓄電池や蓄電池の製造工程において、同蓄電池が良品であるか不良品であるかが検査され、不良品である場合には、市場に出す前に排除することが一般的に行われている。 In the production process of alkaline storage battery, in order to increase the reliability of alkaline storage battery, in the production process of completed storage battery or storage battery, it is inspected whether the storage battery is good or defective, and if it is defective It is generally done to eliminate it before putting it on the market.
例えば、アルカリ蓄電池の製造工程において、正極板が形成される電極基板に正極電位で溶解し負極電位で析出する微小な金属が異物として混入している場合には、完成した電池において充放電を繰り返すと、正極板から当該微小金属異物が溶解して負極板で析出し、さらに負極板においてデンドライト(樹枝)状に成長して正極板と負極板との間で短絡を生じる場合がある。 For example, in the manufacturing process of an alkaline storage battery, when a minute metal that dissolves at a positive electrode potential and precipitates at a negative electrode potential is mixed as a foreign substance in the electrode substrate on which the positive electrode plate is formed, charging and discharging are repeated in the completed battery. In some cases, the minute metal foreign matter dissolves from the positive electrode plate and precipitates on the negative electrode plate, and further grows in a dendrite shape on the negative electrode plate to cause a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
そこで、前記電極基板を検査対象物とし、同電極基板を搬送しつつ、X線を照射して得られたX線透過像に基づき、微小金属異物が電極基板に存在するか否かを検出する技術がある。そして、この技術によれば、微小金属異物が存在する場合には、当該微小金属異物が存在する部分を電極基板から選択的に除去するようにしている(例えば、特許文献1を参照)。 Therefore, based on the X-ray transmission image obtained by irradiating the electrode substrate with the electrode substrate as an inspection object and irradiating the electrode substrate, it is detected whether or not a minute metal foreign matter exists on the electrode substrate. There is technology. According to this technique, when a minute metal foreign matter is present, a portion where the minute metal foreign matter is present is selectively removed from the electrode substrate (see, for example, Patent Document 1).
ところで、アルカリ蓄電池の内、ニッケル水素電池では正極板の材料である電極基板に、三次元の網目構造を有するニッケル多孔体からなる発泡ニッケル板が使用される。このような発泡ニッケル板には、その製造工程等で銅や黄銅(銅合金)が前記した微小金属異物として混入する場合がある。
しかしながら、このような発泡ニッケル板の表面には、微小な凹凸が無数に存在しており、同発泡ニッケル板において、該凹凸形状や無害のニッケル粒子と類似した粒子状になっている微小金属異物を感度良好に判別し、選択的に除去することが困難となっている。 However, there are innumerable minute irregularities on the surface of such a foamed nickel plate, and in the foamed nickel plate, a minute metallic foreign matter having a particle shape similar to the irregular shape or harmless nickel particles It is difficult to discriminate them with good sensitivity and selectively remove them.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、正極電極基板(正極板)に存在する微小金属異物を感度良好に検出して除去し、得られるアルカリ蓄電池の信頼性を向上できるアルカリ蓄電池用正極板の製造方法及びアルカリ蓄電池の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an alkaline storage battery obtained by detecting and removing fine metallic foreign matters present on a positive electrode substrate (positive electrode plate) with good sensitivity. It is providing the manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries which can improve the reliability of this, and the manufacturing method of alkaline storage batteries.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、電極基板から形成され、アルカリ蓄電池に配設される正極板の製造方法であって、前記電極基板を検査対象物として搬送しつつ、当該電極基板に分布する異物をその大きさに基づいてオンラインで検出する1次スクリーニング工程と、前記異物が検出された部分に、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬が溶媒に含まれる薬液をオンラインで付着させる薬液付着工程と、前記電極基板において、前記薬液により発光した部分をオンラインで検出する発光部分検出工程と、前記検出された発光部分を微小金属異物が存在する不良部分として選択的に除去する不良部分除去工程とを備えること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
同構成によれば、1次スクリーニング工程において、電極基板の異物をその大きさに基づいてオンラインで検出し、さらに異物が検出された部分に、薬液付着工程において、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬を含む薬液を付着させる。このため、1次スクリーニング工程において、本来検出すべき微小金属異物の検査漏れを少なくするために検査感度を高めに設定することによって、微小金属異物以外の異物が検出された場合でも、薬液付着工程において、本来検出すべきでない異物の検出を排除することができるようになる。つまり、検査感度を一定値とし、電極基板の異物をその大きさに基づいて単一の工程で検出するだけの場合と比較して、微小金属異物の検査漏れを低減することができるとともに、微小金属異物以外の異物を誤って検出してしまう誤検出も低減することができるようになる。そしてこれにより、微小金属異物を電極基板から高い精度で選択的に除去することができるようになる。しかも、電極基板においては、異物が検出された部分に、微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬が溶媒に含まれる薬液を選択的に付着させる。このため、電極基板の全幅方向に亘って薬液を付着させる場合と比較して、薬液の使用量の節減を図ることができるようにもなる。以上の結果、電極基板から高い収率で正極板を形成する(採取する)ことができるようになり、製造コストの節減につながる。しかも得られる正極板も微小金属異物の付着が僅少のものとなって、最終的に高い信頼性を有するアルカリ蓄電池が得られるようになる。 According to this configuration, in the primary screening process, the foreign substance on the electrode substrate is detected online based on the size thereof, and further, the minute part that causes a short circuit of the battery in the chemical solution attaching process at the part where the foreign substance is detected. A chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a foreign metal is adhered. For this reason, in the primary screening process, even if foreign matter other than the fine metal foreign matter is detected by setting the inspection sensitivity high in order to reduce the inspection omission of the fine metallic foreign matter to be originally detected, the chemical solution attaching step Therefore, it is possible to eliminate detection of foreign matters that should not be detected. In other words, compared to the case where the inspection sensitivity is set to a constant value and the foreign substance on the electrode substrate is detected only in a single process based on its size, the inspection leakage of the minute metallic foreign substance can be reduced and It is also possible to reduce false detections that erroneously detect foreign objects other than metal foreign objects. This makes it possible to selectively remove the minute metal foreign matter from the electrode substrate with high accuracy. In addition, on the electrode substrate, a chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a minute metal foreign matter is selectively attached to a portion where the foreign matter is detected. For this reason, compared with the case where a chemical | medical solution is made to adhere over the full width direction of an electrode substrate, it also becomes possible to aim at the saving of the usage-amount of a chemical | medical solution. As a result, the positive electrode plate can be formed (collected) with a high yield from the electrode substrate, leading to a reduction in manufacturing cost. In addition, the obtained positive electrode plate has very little adhesion of fine metal foreign matter, and finally an alkaline storage battery having high reliability can be obtained.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記電極基板が発泡ニッケル板、前記金属が銅、且つ、前記試薬がルミノールであり、該試薬を含む前記薬液は、溶媒中にアルカリ性物質を含んでアルカリ性を呈するようにした状態でさらに過酸化水素を含むこと、を要旨とする。
Invention of
同構成によれば、電極基板が発泡ニッケル板、微小金属異物として検出すべき金属が銅、且つ、試薬がルミノールであり、該試薬を含む薬液は、溶媒中にアルカリ性物質を含んでアルカリ性を呈するようにした。このため、銅を光触媒とするルミノールの発光現象(光ルミネセンス現象)を利用して銅又は銅合金からなる微小金属異物を感度良好に検出することができるようになる。しかも、試薬としてルミノールを含む薬液は、三次元の網目構造を有する発泡ニッケル板によく滲み込むことから、電極基板の内部に存在する微小金属異物としての銅又は銅合金をもルミノールの発光現象を利用して感度良好に検出することができるようになる。また、溶媒中の酸化剤である過酸化水素は、揮発時に残渣が残らない特長があり、電極基板を熱風乾燥等することによってほぼ完全に除去することができ、作業環境を汚染する度合も少なくて済むようになる。 According to this configuration, the electrode substrate is a nickel foam plate, the metal to be detected as a fine metal foreign material is copper, and the reagent is luminol, and the chemical solution containing the reagent contains an alkaline substance in the solvent and exhibits alkalinity. I did it. For this reason, it becomes possible to detect fine metallic foreign matter made of copper or a copper alloy with good sensitivity by utilizing the light emission phenomenon (photoluminescence phenomenon) of luminol using copper as a photocatalyst. Moreover, since a chemical solution containing luminol as a reagent soaks well into a foamed nickel plate having a three-dimensional network structure, luminol also emits luminol as a fine metal foreign substance existing inside the electrode substrate. It can be detected with good sensitivity. In addition, hydrogen peroxide, which is an oxidizing agent in the solvent, has the feature that no residue remains during volatilization, and can be removed almost completely by drying the electrode substrate with hot air, etc., and the degree of contamination of the work environment is low. It will be enough.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記薬液には、銅を光触媒とするルミノールの発光現象を促進すべく、アンモニアが含まれること、を要旨とする。
Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of
同構成によれば、薬液には、アンモニアが含まれるので、当該アンモニアが銅に配位して水溶性の銅アンミン錯体が生成し、水溶液である試薬に対する銅の溶解性が高められる。これにより、銅を光触媒とするルミノールの発光現象(光ルミネセンス現象)が促されるようになる。また、アンモニアは、水酸化ナトリウム等の他のアルカリ性物質と比較して粘度が低く、発泡ニッケル板への浸透性が良好である。この結果、銅又は銅合金からなる微小金属異物の検出感度がさらに高められ、当該微小金属異物をさらに高い精度で選択的に除去することができるようになる。また、アンモニアは、それ自体が−OH基を放出するので、ルミノールを含む薬液にアルカリ性物質を添加しなくても当該薬液がアルカリ性となり、ルミノールが溶媒に対して溶解されることが促進される。そしてこれによって使用する化学物質の使用量の節減ができるようにもなる。また、アンモニアは80℃程度でほぼ完全に揮発するので、例えば、電極基板を熱風乾燥することによってほぼ完全に除去することができ、アンモニアによる環境汚染や作業者の健康被害も効果的に抑制しうる。さらに、アンモニアは、入手が容易であり、安価であって、工業的に大量に使用することに適しているという利点も備えている。 According to this configuration, since the chemical solution contains ammonia, the ammonia is coordinated to copper to form a water-soluble copper ammine complex, and the solubility of copper in the reagent that is an aqueous solution is enhanced. Thereby, the light emission phenomenon (photoluminescence phenomenon) of luminol using copper as a photocatalyst is promoted. In addition, ammonia has a lower viscosity than other alkaline substances such as sodium hydroxide, and has good permeability to the foamed nickel plate. As a result, the detection sensitivity of the fine metal foreign matter made of copper or copper alloy is further enhanced, and the fine metal foreign matter can be selectively removed with higher accuracy. Further, since ammonia itself releases an —OH group, the chemical solution becomes alkaline without adding an alkaline substance to the chemical solution containing luminol, and it is promoted that luminol is dissolved in the solvent. As a result, the amount of chemical substances used can be reduced. In addition, since ammonia is almost completely volatilized at about 80 ° C., it can be removed almost completely, for example, by drying the electrode substrate with hot air, effectively suppressing environmental pollution caused by ammonia and health damage to workers. sell. Furthermore, ammonia has the advantage that it is easily available, is inexpensive, and is suitable for industrial use in large quantities.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記薬液には、溶媒に対して、0.05質量%以上1質量%以下のルミノールが含まれること、を要旨とする。 Invention of Claim 4 is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of Claim 3, Comprising: 0.05 mass% or more of luminol is 0.05 mass% or less with respect to the solvent in the said chemical | medical solution. It is included in the gist.
同構成によれば、薬液には、溶媒に対して、0.05質量%以上1質量%以下のルミノールが含まれる。このため、銅を光触媒とした発光現象を生じさせるために必要十分なルミノール濃度を確保することができる。つまり、ルミノール濃度が0.05質量%未満となることで当該ルミノールの発光強度が低下してしまうことがなくなるとともに、ルミノールが1質量%を超える場合にその使用量が過多となり、コスト増につながることが解消されるようにもなる。 According to the configuration, the chemical solution contains 0.05% by mass or more and 1% by mass or less of luminol with respect to the solvent. For this reason, it is possible to ensure a sufficient and sufficient luminol concentration to cause a light emission phenomenon using copper as a photocatalyst. That is, when the luminol concentration is less than 0.05% by mass, the emission intensity of the luminol does not decrease, and when the luminol exceeds 1% by mass, the amount used is excessive, leading to an increase in cost. It will be solved.
請求項5に記載の発明は、請求項3又は請求項4に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記薬液には、溶媒に対して、2質量%以上4質量%以下のアンモニアが含まれること、を要旨とする。 Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of Claim 3 or Claim 4, Comprising: The said chemical | medical solution is 2 mass% or more and 4 mass% or less with respect to a solvent. The gist is that ammonia is contained.
同構成によれば、薬液には、溶媒に対して、2質量%以上4質量%以下のアンモニアが含まれる。このため、銅を光触媒とした発光現象を生じさせるための必要十分なアンモニア濃度を確保することができる。つまり、アンモニア濃度が2質量%未満となることでルミノールの発光強度が低下してしまうことがなくなるとともに、アンモニアが4質量%を超える場合にその使用量が過多となり、アンモニアの臭気により作業環境や作業者の健康に悪影響を与え、さらにはコスト増につながることが解消されるようにもなる。 According to this configuration, the chemical liquid contains 2% by mass or more and 4% by mass or less of ammonia with respect to the solvent. For this reason, it is possible to secure a necessary and sufficient ammonia concentration for causing a light emission phenomenon using copper as a photocatalyst. In other words, when the ammonia concentration is less than 2% by mass, the luminous intensity of luminol is not reduced, and when the amount of ammonia exceeds 4% by mass, the amount used is excessive. It also eliminates adverse effects on workers' health and further increases in costs.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記1次スクリーニング工程は、前記検査対象物としての電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて前記電極基板にて異物が検出された部分を特定するX線透過検査工程であり、前記発光部分検出工程では、イメージインテンシファイアを用いて、前記薬液により発光した部分を検出するようにしたこと、を要旨とする。 Invention of Claim 6 is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-5, Comprising: The said primary screening process is an electrode as said test object. An X-ray transmission inspection process for irradiating and transmitting X-rays on a substrate online, and identifying a portion where foreign matter is detected on the electrode substrate based on the obtained X-ray transmission image, The gist of the present invention is that an image intensifier is used to detect a portion emitted by the chemical solution.
同構成によれば、1次スクリーニング工程としてのX線透過検査工程では、検査対象物としての電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて電極基板にて異物が存在する部分を特定するようにした。このようにX線を用いることにより、可視光が透過せず、不透明な電極基板においても効率的に異物が存在する部分を特定することができる。また、X線の照射によって、電極基板を変質や損傷させる虞も一切ない。さらに、発光部分検出工程では、イメージインテンシファイアを用いて薬液により発光した部分、即ち、本来検出すべき微小金属異物が存在する部分が検出されるので、当該微小金属異物が存在する不良部分を高感度で特定することができる。この結果、微小金属異物をさらに高い精度で選択的に除去することができるようになる。 According to the same configuration, in the X-ray transmission inspection process as the primary screening process, the electrode substrate as the inspection object is irradiated with X-rays online and transmitted, and the electrode substrate is based on the obtained X-ray transmission image. The part where the foreign object exists was specified. By using X-rays in this way, it is possible to identify a portion where foreign matter is present efficiently even in an opaque electrode substrate that does not transmit visible light. Further, there is no possibility that the electrode substrate is altered or damaged by the X-ray irradiation. Furthermore, in the light emission portion detection step, a portion that emits light with a chemical solution using an image intensifier, that is, a portion where a minute metal foreign object that should be detected is present is detected. It can be identified with high sensitivity. As a result, it is possible to selectively remove the minute metal foreign matter with higher accuracy.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記検査対象物としての電極基板をその幅方向に並列する複数列の帯状領域に区分し、各帯状領域ごとにオンラインで前記異物及び前記発光部分の検出を行うようにしたこと、を要旨とする。 Invention of Claim 7 is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-6, Comprising: The electrode substrate as said test object is paralleled in the width direction. The gist of the present invention is that the foreign matter and the light-emitting portion are detected on-line for each belt-like region.
同構成によれば、検査対象物としての電極基板をその幅方向に並列する複数列の帯状領域に区分し、各帯状領域ごとにオンラインで微小金属異物の検査を行うようにした。これにより、複数列の帯状領域によって、電極基板が幅方向に複数に分割されて異物が検査されるようになる。つまり、1次スクリーニング工程において、各帯状領域ごとに異物が検出され、当該異物に対して、薬液付着工程において、各帯状領域の範囲内で薬液が付着されることになる。このため、電極基板が全幅方向に亘って同時に検査され、当該全幅方向に亘って薬液が付着される場合と比較して、薬液の付着面積が小さくて済むようになり、それに伴い、当該薬液の使用量がさらに節減されるようになる。 According to this configuration, the electrode substrate as an inspection object is divided into a plurality of rows of strip-like regions arranged in parallel in the width direction, and minute metal foreign matter is inspected online for each strip-like region. As a result, the electrode substrate is divided into a plurality of portions in the width direction by the plurality of strip-shaped regions, and the foreign matter is inspected. That is, in the primary screening process, a foreign substance is detected for each band-like region, and the chemical solution is attached to the foreign substance within the range of each band-like region in the chemical solution attaching step. For this reason, the electrode substrate is inspected simultaneously in the entire width direction, and compared with the case where the chemical solution is adhered over the entire width direction, the adhesion area of the chemical solution can be reduced. Consumption will be further reduced.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記不良部分除去工程では、前記電極基板をその厚さ方向に打ち抜くパンチング処理により前記不良部分を除去するようにしたこと、を要旨とする。
Invention of
同構成によれば、不良部分除去工程では、電極基板の厚さ方向に打ち抜くパンチング処理により電極基板の不良部分を除去するようにした。このため、例えば、電極基板を短冊状に切り取って正極板を形成する(採取する)場合に、パンチング処理によりパンチング孔が穿孔された正極板については、その質量が規定質量より減少するので、その質量を測定することで、微小金属異物が存在しない良品の正極板と選別することができるようになる。 According to the configuration, in the defective portion removing step, the defective portion of the electrode substrate is removed by a punching process that punches in the thickness direction of the electrode substrate. For this reason, for example, when the electrode substrate is cut into a strip shape to form (collect) the positive electrode plate, the mass of the positive electrode plate in which punching holes are punched by the punching process is reduced from the specified mass. By measuring the mass, it is possible to select a good positive electrode plate free from fine metallic foreign matter.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記パンチング処理の頻度に応じ、該頻度が規定値より小さい場合には、前記電極基板を搬送する速度を高めるとともに、該頻度が規定値より大きい場合には、前記電極基板を搬送する速度を低くし、さらに、該頻度が規定値とほぼ等しい場合には、前記電極基板を搬送する速度を維持するようにしたこと、を要旨とする。
The invention according to claim 9 is the method of manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery according to
同構成によれば、パンチング処理の頻度に応じ、該頻度が規定値より小さい場合には、電極基板の搬送速度を高めるとともに、該頻度が規定値より大きい場合には、電極基板の搬送速度を低くし、さらに、該頻度が規定値とほぼ等しい場合には、電極基板の搬送速度を維持するようにした。このため、パンチング処理の頻度を時間当たりほぼ一定割合に保つことができるようになり、パンチング処理の頻度が多い場合に、各種の検査装置やパンチング装置の負担を下げ、検査ミスの発生を未然に防止することができるとともに、パンチング処理の頻度が少ない場合に、アルカリ蓄電池用正極板の製造速度を上昇させ、その生産効率を高めることができるようにもなる。 According to this configuration, according to the frequency of the punching process, when the frequency is less than a specified value, the electrode substrate transfer speed is increased, and when the frequency is greater than the specified value, the electrode substrate transfer speed is increased. In addition, when the frequency is substantially equal to the specified value, the conveyance speed of the electrode substrate is maintained. For this reason, the frequency of punching processing can be maintained at a substantially constant rate per hour, and when the frequency of punching processing is high, the burden on various inspection devices and punching devices can be reduced, and inspection errors can be prevented. In addition to being able to prevent, when the frequency of punching treatment is low, the production rate of the positive electrode plate for an alkaline storage battery can be increased and its production efficiency can be increased.
請求項10に記載の発明は、請求項8又は請求項9に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法であって、前記パンチング処理の頻度が規定値より大きい場合において、前記パンチング処理により除去する電極基板の面積を拡大するようにしたこと、を要旨とする。
Invention of
同構成によれば、パンチング処理の頻度が規定値より大きい場合において、パンチング処理により除去する電極基板の面積を拡大するようにした。このため、電極基板において、微小金属異物が検出された部分の周囲に高い確度で存在すると考えられるさらに微小で検出の困難な金属異物をも選択的に除去することが可能となり、得られるアルカリ蓄電池の信頼性をさらに向上することができる。 According to this configuration, when the frequency of the punching process is larger than the specified value, the area of the electrode substrate removed by the punching process is increased. For this reason, it is possible to selectively remove even more minute and difficult to detect metal foreign objects that are considered to exist with high accuracy around the portion where the fine metal foreign objects are detected on the electrode substrate, and the obtained alkaline storage battery The reliability can be further improved.
請求項11に記載の発明は、正極板、負極板及び電解液が配設されるアルカリ蓄電池の製造方法であって、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法を用いて前記正極板を製造すること、を要旨とする。 Invention of Claim 11 is a manufacturing method of the alkaline storage battery by which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and electrolyte solution are arrange | positioned, Comprising: The positive electrode for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-10. The gist is to produce the positive electrode plate using a method for producing a plate.
同構成によれば、アルカリ蓄電池の製造に際して、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法を用いることで、正極板への微小金属異物の混在が僅少であり、高い信頼性を有するアルカリ蓄電池を製造することができるようになる。
According to this configuration, when the alkaline storage battery is manufactured, by using the method for manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery according to any one of
請求項12に記載の発明は、電極基板から形成される正極板を有するアルカリ蓄電池の製造方法であって、前記電極基板を検査対象物として搬送しつつ、当該電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて前記電極基板にて異物が検出された部分を特定するX線透過検査工程と、前記異物が検出された部分に、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光するルミノールが溶媒に含まれる薬液をオンラインで付着させる薬液付着工程と、前記電極基板において、前記薬液により発光した部分をオンラインで検出する発光部分検出工程と、前記検出された発光部分を微小金属異物が存在する不良部分として選択的に除去する不良部分除去工程とを備えること、を要旨とする。 The invention according to claim 12 is a method for manufacturing an alkaline storage battery having a positive electrode plate formed from an electrode substrate, and the electrode substrate is irradiated with X-rays online while being transported as an inspection object. X-ray transmission inspection process for identifying the portion where the foreign matter is detected on the electrode substrate based on the obtained X-ray transmission image, and the cause of the short circuit of the battery in the portion where the foreign matter is detected A chemical solution adhesion step for online deposition of a chemical solution containing luminol in a solvent that emits light in the presence of a metal to be detected as a minute metal foreign matter, and light emission for detecting on-line the portion of the electrode substrate that has emitted light by the chemical solution The gist of the invention is to include a partial detection step and a defective portion removal step of selectively removing the detected light emitting portion as a defective portion in which a minute metal foreign matter exists.
同構成によれば、X線透過検査工程において、電極基板の異物をその大きさに基づいてオンラインで検出し、さらに異物が検出された部分に、薬液付着工程において、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬を含む薬液を付着させる。このため、X線透過検査工程において、本来検出すべき微小金属異物の検査漏れを少なくするために検査感度を高めに設定することによって、微小金属異物以外の異物が検出された場合でも、薬液付着工程において、本来検出すべきでない異物の検出を排除することができるようになる。つまり、検査感度を一定値とし、電極基板の異物をその大きさに基づいて単一の工程で検出するだけの場合と比較して、微小金属異物の検査漏れを低減することができるとともに、微小金属異物以外の異物を誤って検出してしまう誤検出も低減することができるようになる。そしてこれにより、微小金属異物を電極基板から高い精度で選択的に除去することができるようになる。 According to the same configuration, in the X-ray transmission inspection process, the foreign substance on the electrode substrate is detected online based on the size thereof, and further, the portion where the foreign substance is detected causes a short circuit of the battery in the chemical solution attaching process. A chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a minute metal foreign matter is attached. For this reason, in the X-ray transmission inspection process, even if foreign matter other than the fine metal foreign matter is detected by setting the inspection sensitivity high in order to reduce the inspection omission of the fine metallic foreign matter that should be detected originally, In the process, it is possible to eliminate detection of foreign matters that should not be detected originally. In other words, compared to the case where the inspection sensitivity is set to a constant value and the foreign substance on the electrode substrate is detected only in a single process based on its size, the inspection leakage of the minute metallic foreign substance can be reduced and It is also possible to reduce false detections that erroneously detect foreign objects other than metal foreign objects. This makes it possible to selectively remove the minute metal foreign matter from the electrode substrate with high accuracy.
さらに、X線透過検査工程では、検査対象物としての電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて電極基板にて異物が存在する部分を特定するようにした。このようにX線を用いることにより、可視光が透過せず、不透明な電極基板においても効率的に異物が存在する部分を特定することができる。また、X線の照射によって、電極基板を変質や損傷させる虞も一切ない。 Further, in the X-ray transmission inspection process, the electrode substrate as an inspection object is irradiated with X-rays online and transmitted, and a portion where foreign matter exists on the electrode substrate is specified based on the obtained X-ray transmission image. I did it. By using X-rays in this way, it is possible to identify a portion where foreign matter is present efficiently even in an opaque electrode substrate that does not transmit visible light. Further, there is no possibility that the electrode substrate is altered or damaged by the X-ray irradiation.
さらにまた、試薬がルミノールであるので、銅や鉄を光触媒とするルミノールの発光現象(化学ルミネセンス現象)を利用して銅又は銅合金からなる微小金属異物を感度良好に検出することができるようになる。しかも、試薬としてルミノールを含む薬液は、三次元の網目構造を有する発泡ニッケル板によく滲み込むことから、電極基板の内部に存在する微小金属異物としての銅又は銅合金をもルミノールの発光現象を利用して感度良好に検出することができるようになる。 Furthermore, since the reagent is luminol, it is possible to detect fine metallic foreign matters made of copper or copper alloy with good sensitivity by utilizing the luminescence phenomenon (chemiluminescence phenomenon) of luminol using copper or iron as a photocatalyst. become. Moreover, since a chemical solution containing luminol as a reagent soaks well into a foamed nickel plate having a three-dimensional network structure, luminol also emits luminol as a fine metal foreign substance existing inside the electrode substrate. It can be detected with good sensitivity.
しかも、電極基板においては、異物が検出された部分に、微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬が溶媒に含まれる薬液を選択的に付着させるので、電極基板の全幅方向に亘って薬液を付着させる場合と比較して、薬液の使用量の節減を図ることができるようにもなる。 Moreover, in the electrode substrate, a chemical solution containing a solvent is selectively attached to the portion where the foreign material is detected, and a reagent that emits light in the presence of the metal to be detected as a fine metal foreign material is attached in the entire width direction of the electrode substrate. Compared with the case where the chemical solution is adhered over the whole area, the amount of the chemical solution used can be reduced.
以上の結果、電極基板から高い収率で正極板を形成する(採取する)ことができるようになり、製造コストの節減につながる。しかも得られる正極板も微小金属異物の付着が僅少のものとなって、最終的に高い信頼性を有するアルカリ蓄電池が得られるようになる。 As a result, the positive electrode plate can be formed (collected) with a high yield from the electrode substrate, leading to a reduction in manufacturing cost. In addition, the obtained positive electrode plate has very little adhesion of fine metal foreign matter, and finally an alkaline storage battery having high reliability can be obtained.
本発明によれば、正極板に混在する微小金属異物を感度良好に検出して除去することで、得られるアルカリ蓄電池の信頼性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reliability of the obtained alkaline storage battery can be improved by detecting and removing the fine metal foreign material mixed in the positive electrode plate with good sensitivity.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
図1(a)に示すように、本実施形態に係るアルカリ蓄電池1は、電気自動車(PEV)やハイブリッド自動車(HEV)の電源として用いられるニッケル水素蓄電池であり、所謂角形電池モジュールの形態を採っている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1A, an
アルカリ蓄電池1は、略直方体形状をなす電池容器10、電池容器10の内部に収容された複数の発電要素11、外部機器と電気的に接続するための外部正極端子12a及び外部負極端子12bを備えており、電池容器10の内部には水酸化カリウムを主成分とするアルカリ性の電解液(図示せず)が注入されている。
The
電池容器10は、平面視略長方形状の容器上面部13aと、これに略平行な容器下面部13bと、容器上面部13aの短辺と容器下面部13bの短辺とを結ぶ第1容器側面部14a及び第2容器側面部14bと、容器上面部13aの長辺と容器下面部13bの長辺とを結ぶ第3容器側面部14c及び第4容器側面部14dとによって区画形成されている。また、電池容器10の内部は、第1及び第2容器側面部14a,14bに略平行とされた5個の容器隔壁部14e,…によって、6箇所の空間に略均等に分割されている。
The
各空間には、発電要素11が収容され、単電池であるセル15を構成している。各発電要素11は、正極板11aと負極板11bとが、スルホン化されたポリプロピレン材料からなるセパレータ11cを挟むように交互に積層されて構成されている。これら正極板11a及び負極板11bは、前記電解液と接触するようにされている。また、各発電要素11には、導電材(ニッケルメッキ鋼板)からなり、略板状且つ略長方形状の正極集電板16aと負極集電板16bが配設されている。各正極集電板16a及び負極集電板16bは、それぞれ、容器隔壁部14eを貫通する図示しない接続部材を介して、隣接するセル15の各正極集電板16a及び負極集電板16bに接続され、各セル15が電気的に直列に接続されている。さらに、最も外部正極端子12a側に位置するセル15の正極集電板16aは、第1容器側面部14aを貫通する外部正極端子12aと溶接されることで、外部正極端子12aと電気的に接続されている。最も外部負極端子12b側に位置するセル15の負極集電板16bは、第2容器側面部14bを貫通する外部負極端子12bと溶接されることで、外部負極端子12bと電気的に接続されている。このような構成により角形電池モジュールが形成されている。
In each space, the power generation element 11 is accommodated and constitutes a
図1(b)に示すように、正極板11aは、発泡ニッケルを芯材とする電極基板(電極基板110)を大板に切断した後、公知の手法により、水酸化ニッケルを含む正極活物質に導電剤や結着剤を適宜混合したペーストを塗着する。さらにプレス後に所定形状(5cm×10cm程度の短冊状)に切断成形されたものである。一方、負極板11bは、MmNi5である水素吸蔵合金の微粉末に導電剤、結着剤を添加してペースト状とし、金属多孔板(パンチングメタル)に塗着、プレスしたものから所定形状(5cm×10cm程度の短冊状)に切断成形されたものである。
As shown in FIG. 1 (b), the
本実施形態では、この正極板11aが所定形状に切り取られる(採取される)前の段階での電極基板110(図2参照)において、アルカリ蓄電池1の正極電位で溶解し負極電位で析出する金属である銅(Cu)を含む銅合金(黄銅)からなる微小金属異物(微小金属異物Me)が存在していることを想定する。
In the present embodiment, in the electrode substrate 110 (see FIG. 2) before the
また、本実施形態においては、粒径が100μm以上の銅合金からなる微小金属異物を電極基板から検出し、当該微小金属異物を含む部分を不良部分として同電極基板から除去することを目的としている。尚、この微小金属異物は、芯材の発泡ニッケル板(電極基板)の製造の段階で汚染物(コンタミネーション)として混入したり、その保管や輸送段階で粉塵として付着したりするものと考えられる。また、「正極電位で溶解し負極電位で析出する金属」としては、銅(Cu)以外に、例えば、鉛(Pb)、銀(Ag)、スズ(Sn)等を例示できる。 In addition, in the present embodiment, it is an object to detect a minute metal foreign object made of a copper alloy having a particle size of 100 μm or more from the electrode substrate, and to remove the portion containing the minute metal foreign object from the electrode substrate as a defective portion. . In addition, it is thought that this fine metal foreign matter is mixed as a contaminant (contamination) at the stage of manufacture of the foamed nickel plate (electrode substrate) as a core material, or adheres as dust at the storage or transportation stage. . Examples of the “metal that dissolves at the positive electrode potential and precipitates at the negative electrode potential” include lead (Pb), silver (Ag), tin (Sn), and the like, in addition to copper (Cu).
このような微小金属異物が正極板11aに存在すると、製造されたアルカリ蓄電池1において、時間の経過と共に正極板11aで溶解して電解液中を移動し、負極板11bで析出して、正極板11a及び負極板11b間で短絡現象を生じる場合がある。特に銅は負極板11bで析出すると針状結晶となって正極板11aに向けてデンドライト(樹枝)状に成長し、短絡を生じ易いため、銅又は銅合金からなる微小金属異物を確実に検査し、除去することが望ましい。
When such a minute metal foreign matter is present in the
そこで、本実施形態では、アルカリ蓄電池1の正極板11aの製造工程において、以下に説明する微小金属異物検査工程を設け、電極基板110に銅又は銅合金からなる微小金属異物が存在するか否かを検出する。そして、存在する場合には、当該微小金属異物が存在する不良部分を電極基板110から選択的に除去するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, in the manufacturing process of the
以下、図2〜図6を参照しながら、検査対象物としての長尺の電極基板110(ここでは、幅が200mmのものを用いる。)から微小金属異物をオンライン(ここでは、初期の搬送速度0.17m/secとする。)で検査する微小金属異物検査工程としての微小金属異物検出工程及びパンチング工程(不良部分除去工程)について詳細に説明する。尚、この微小金属異物検出工程には、さらにX線透過検査工程(1次スクリーニング工程)、薬液付着工程、及び発光部分検出工程が含まれる。 Hereinafter, referring to FIG. 2 to FIG. 6, fine metal foreign substances are brought online (here, the initial transport speed) from a long electrode substrate 110 (in this case, one having a width of 200 mm) as an inspection object. The fine metal foreign matter detection step and the punching step (defective portion removal step) as the fine metal foreign matter inspection step to be inspected at 0.17 m / sec will be described in detail. The minute metal foreign matter detection step further includes an X-ray transmission inspection step (primary screening step), a chemical solution adhesion step, and a light emission partial detection step.
先ず、図2を参照しながら、この微小金属異物検査工程において用いる微小金属異物検査装置2について説明すると、該装置2では、同検査工程の最初に位置するフープ20aから発泡ニッケル(発泡Ni)を芯材とする検査対象物としての長尺の電極基板110が所定速度(初期の搬送速度0.17m/sec)で巻き出される。そして、同電極基板110は、駆動モータ20cを介して同所定速度で同検査工程の最後に位置するフープ20bに巻き取られるまでに、検査工程内に設けられた各種の検査装置等による光学的手段を用いて銅又は銅合金からなる微小金属異物がオンラインで検出され、さらに同微小金属異物が存在する不良部分がパンチング処理(打ち抜き)によって除去される。
First, with reference to FIG. 2, a description will be given of the minute metal foreign
微小金属異物検査装置2は、各種の検査装置等として、X線透過検査装置21、薬液吹付装置22、光センサ装置24、パンチング装置25、洗浄水吹付装置26、熱風乾燥装置27を備えている。これら各種の検査装置及び駆動モータ20cは、制御装置28に対し、制御可能な状態で電気的に接続されている。また、この微小金属異物検査装置2では、薬液吹付装置22と、光センサ装置24との間に所定時間(0〜1分間程度)、電極基板110を保持するためのダンサロール23が設けられている。この所定時間(電極基板110の保持時間)はダンサロール23において任意に設定可能となっている。そして、これら各種の検査装置等は、光学的手法による検査効率を向上させるため、検査対象物としての電極基板110と共に暗室20内に収容されている。さらに、暗室20には、排気ダクト装置29が設けられており、室内で揮発し、気中に存在する各種の化学物質が外部に排出されるように構成されている。
The minute metal foreign
X線透過検査装置21では、制御装置28によって制御され、X線照射器21aにより所定速度で搬送される電極基板110にX線が照射される。そして、検査感度を調節したX線イメージセンサ21bによって、同電極基板110を透過したX線からX線透過検査信号(X線透過像)が取得され、同X線透過検査信号に基づいて、前記制御装置28を介して、例えば、図3に示すような微小金属異物Meとしての銅又は銅合金(黄銅等)や無害のニッケル粒子からなる金属粒子が検出される。
In the X-ray
ここで、X線透過検査装置21としては、特に限定されるものでないが、東研(株)製、TFX110SX(型番)を用い、その検査尖値を70以上90以下に設定する。この「検査尖値」とは、同装置21の検査感度を示す指標であって、数字を小さく設定すると、判定が緩くなり、同装置21による刎ねだし(篩い落とし)の割合が減少し(誤検出が少なくなり)、数字を大きく設定すると、判定が厳しくなり、同装置21による刎ねだしの割合が増加する(誤検出が増加する)ようになる。
Here, the X-ray
詳しくは、図4(a)に示すように、X線透過検査装置21の検査感度が低い状態(検査装置21の検査尖値が64未満の状態)では、銅又は銅合金からなる微小金属異物Meは、その粒径が300μmのものは検出可能であり、検査不合格とすることができる。ところが、その粒径が200μmのものは検出不可能であり、検査合格となってしまい、検査漏れとなる。尚、このとき、X線透過検査装置21において、図4(d)(i)に示すように、微小金属異物Me(粒径:300μm)のX線透過検査信号は、大きな信号強度S(S大)として検出される。また、図4(d)(ii)に示すように、微小金属異物Me(粒径:200μm)のX線透過検査信号は、中程度の信号強度S(S中)として検出される。
Specifically, as shown in FIG. 4A, in the state where the inspection sensitivity of the X-ray
また、図4(b)に示すように、X線透過検査装置21の検査感度が中程度の状態(検査装置21の検査尖値が65を超え、84未満の状態)では、微小金属異物Meは、その粒径が100μmのものは検出可能であり、検査不合格とすることができる。ところが、このとき、本来検出すべきでないニッケル粒子も検査不合格となり、誤検出が次第に増加するようになる。尚、このとき、図4(d)(iii)に示すように、X線透過検査装置21において、微小金属異物Me(粒径:100μm)のX線透過検査信号は、小さな信号強度S(S小)として検出される。
In addition, as shown in FIG. 4B, in the state where the inspection sensitivity of the X-ray
さらに、図4(c)に示すように、X線透過検査装置21の検査感度が高い状態(検査装置21の検査尖値が85を超える状態)では、微小金属異物Meは、その粒径が100μmのものは当然に検出可能であり、検査不合格とすることができる。ところが、このとき、ニッケル粒子の検査不合格となる頻度が増え、誤検出がさらに増加するようになる。
Furthermore, as shown in FIG. 4C, in the state where the inspection sensitivity of the X-ray
図2に戻り、薬液吹付装置22では、微小金属異物Meとして検出すべき金属(ここでは、銅)の存在下で発光する試薬を含む薬液がオンラインで電極基板110に吹き付けられる(付着される)。
Returning to FIG. 2, in the chemical
詳しくは、試薬としてルミノール(Luminol:5-アミノ-2,3-ジヒドロ-1,4-フタラジンジオン)を用い、該ルミノールを含む前記薬液は、純水中にアルカリ性物質としてアンモニアを含んでアルカリ性を呈するようにしている。ここで薬液(水溶液)をアルカリ性としているのは、ルミノールによる緑青色の強い化学ルミネセンス現象(発光現象)は、アルカリ性の水溶液においてルミノールの酸化に随伴して発生するものだからである。 Specifically, luminol (Luminol: 5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione) is used as a reagent, and the chemical solution containing the luminol is alkaline with ammonia as an alkaline substance in pure water. It is trying to present. The reason why the chemical solution (aqueous solution) is alkaline is that a strong chemiluminescence phenomenon (luminescence phenomenon) of greenish blue due to luminol occurs in association with oxidation of luminol in the alkaline aqueous solution.
具体的には、薬液としては、ルミノール(分子式:C8H7N3O2)-過酸化水素(化学式:H2O2)-アンモニア(化学式:NH4OH)の3元系試薬を純水に溶かしたものを用いる。このようにアンモニアを用いるのは、銅を光触媒とするルミノールの化学ルミネセンス現象(発光現象)を促進するためである。つまり、アンモニアが銅に配位して水溶性の銅アンミン錯体が生成し、水溶液である薬液に対する銅の溶解性(銅のイオン化)が促進される。これにより、銅を光触媒とするルミノールの発光現象が効果的に増強されるようになる。 Specifically, pure ternary reagent of luminol (molecular formula: C 8 H 7 N 3 O 2 ) -hydrogen peroxide (chemical formula: H 2 O 2 ) -ammonia (chemical formula: NH 4 OH) is used as the chemical solution. Use one dissolved in water. The reason for using ammonia in this way is to promote the chemiluminescence phenomenon (luminescence phenomenon) of luminol using copper as a photocatalyst. That is, ammonia is coordinated to copper to form a water-soluble copper ammine complex, and the solubility of copper in the chemical solution that is an aqueous solution (copper ionization) is promoted. This effectively enhances the light emission phenomenon of luminol using copper as a photocatalyst.
ここで、ルミノールの濃度は、溶媒としての純水に対して、0.05質量%以上1質量%以下、好ましくは、0.05質量%以上0.08質量%以下の範囲とすることがよい。これにより、ルミノールの濃度が0.05質量%未満となることで当該ルミノールの発光強度が低下してしまうことがなくなるとともに、ルミノールが1質量%を超える場合にその使用量が過多となり、コスト増につながることが解消されるようにもなる。 Here, the concentration of luminol is 0.05% by mass or more and 1% by mass or less, and preferably 0.05% by mass or more and 0.08% by mass or less with respect to pure water as a solvent. . As a result, when the luminol concentration is less than 0.05% by mass, the light emission intensity of the luminol is not reduced, and when the luminol exceeds 1% by mass, the amount used is excessive and the cost increases. It will also be resolved to lead to.
また、酸化剤である過酸化水素の濃度は、溶媒としての純水に対して、1質量%以上10質量%以下の範囲とすることが好ましい。この範囲とすることにより、ルミノールを含む薬液のpHをその発光現象の発生に適する10〜11とすることができる。尚、この過酸化水素は、揮発性が良好であり、電極基板110を熱風乾燥等することによってほぼ完全に除去することができ、作業環境を汚染する度合も少なくて済む。 Moreover, it is preferable that the density | concentration of the hydrogen peroxide which is an oxidizing agent shall be the range of 1 mass% or more and 10 mass% or less with respect to the pure water as a solvent. By setting it as this range, pH of the chemical | medical solution containing luminol can be set to 10-11 suitable for generation | occurrence | production of the light emission phenomenon. The hydrogen peroxide has good volatility, and can be removed almost completely by drying the electrode substrate 110 with hot air or the like, and the degree of contamination of the working environment can be reduced.
さらに、アンモニアの濃度は、後述する<実験例1>における表1に示す実験結果に基づき、溶媒としての純水に対して2質量%以上4質量%以下の範囲とすることが好ましい。これにより、アンモニアが2質量%未満となることでルミノールの発光強度が低下してしまうことがなくなるとともに、アンモニアが4質量%を超える場合にその使用量が過多となり、臭気が強くなって作業環境の悪化や作業者の健康被害につながることや、さらにはコスト増につながることが解消されるようにもなる。 Furthermore, the concentration of ammonia is preferably in the range of 2% by mass or more and 4% by mass or less with respect to pure water as a solvent based on the experimental results shown in Table 1 in <Experimental Example 1> described later. As a result, the luminous intensity of luminol is not reduced when ammonia is less than 2% by mass, and when ammonia exceeds 4% by mass, the amount used is excessive, and the odor becomes stronger. It will be possible to eliminate the worsening of the situation, the health damage of workers, and the cost increase.
図2に示すように、光センサ装置24では、光電子増倍作用を有し、微弱な光の光量を増倍するイメージインテンシファイア24aを用いて、電極基板110において薬液により発光した部分が検出される。そして、イメージインテンシファイア24aからビデオ信号が制御装置28に出力され、同制御装置28において画像処理が行われ、コントラストがついたイメージ画像が得られる。尚、この光センサ装置24は、イメージインテンシファイア24aの光電子増倍効果による発光の検出効果を向上させるため、暗室化されている。つまり、本実施形態において、ルミノールの発光現象が検出される環境は、この光センサ装置24及び暗室20によって2重の暗室とされている。また、後述する<実験例1>における表1及び<実験例2>における表2に示す実験結果より、イメージインテンシファイア24aによって検出に必要なルミノールによる発光現象は、薬液を検査対象物に塗布した後、3秒後に開始し、その発光強度は30秒後にほぼ一定となり、以降、この発光強度のままで発光現象が継続することが確認されている。このため、電極基板110が薬液吹付装置22と光センサ装置24との間を通過する時間は、イメージインテンシファイア24aによって検出可能な光量を得る観点から、ダンサロール23において3秒以上30秒以下、好ましくは3秒以上10秒以下に設定することが好ましい。
As shown in FIG. 2, in the
本実施形態において、イメージインテンシファイア24aとしては、特に限定されるものでないが、DELFT社製,XX2050(型番)を用い、その光増倍率(ゲイン)を10000倍に設定する。すると、粒径が100μm以上の銅又は銅合金からなる微小金属異物Meについては、ルミノールの発光現象が発生し、最終的に検査不合格となしうる一方、X線透過検査装置21で異物として検出され、検査不合格となったニッケル粒子については、ルミノールの発光現象が発生せず、最終的に検査合格となしうる。
In the present embodiment, the
即ち、前述したように、本実施形態では、無害のニッケル粒子の誤検出がない状態で、粒径が100μm以上の銅又は銅合金からなる微小金属異物Meを検出し、当該微小金属異物Meを含む部分を不良部分として電極基板110から除去することを目的としている。このため、図4(a)〜図4(c)に示す低感度から高感度までのいずれの検査感度にX線透過検査装置21を設定しても、このX線透過検査装置21だけでは、目的を達成できないことになる。
That is, as described above, in the present embodiment, in a state where there is no false detection of harmless nickel particles, a minute metal foreign object Me made of copper or a copper alloy having a particle size of 100 μm or more is detected, and the minute metal foreign object Me is detected. The object is to remove the included portion from the electrode substrate 110 as a defective portion. For this reason, even if the X-ray
ところが、本実施形態のように、X線透過検査装置21に加え、薬液吹付装置22及び光センサ装置24を用いることにより、図4(b)に示す中程度の検査感度(65<検査尖値<84)にX線透過検査装置21を設定し、さらにこの検査感度において、光センサ装置24で検査することで下表Aに示すような結果が得られる。即ち、X線透過検査装置21において、本来検出すべき微小金属異物Meの検査漏れを少なくするために検査感度を高めである中程度に設定することによって、微小金属異物Me以外の異物であるニッケル粒子が検出された場合でも、薬液吹付装置22によって、本来検出すべきでないニッケル粒子の検出を排除することができるようになる。
However, by using the
下表Aに、本実施形態の微小金属異物検査装置2において、X線透過検査における検査感度を3段階に変更した場合の微小金属異物Meの検査結果を示す。
そして、図2に示すように、パンチング装置25では、制御装置28によって制御され、電極基板110において検出された発光部分が、微小金属異物Meである銅又は銅合金が存在する不良部分として、例えば、パンチング刃25aを用いたパンチング処理によって選択的に除去される。
As shown in FIG. 2, in the
図5に示すように、本実施形態では、X線透過検査装置21、薬液吹付装置22、光センサ装置24、及びパンチング装置25による異物の各検査及び除去操作は、検査対象物としての電極基板110を幅方向に並列する3列(複数列)の帯状領域I,II,IIIに区分し、各帯状領域I,II,IIIごとにオンラインで行われるように構成している。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, each inspection and removal operation of foreign matters by the X-ray
具体的には、電極基板110の検査工程にX線透過検査装置21を配置し、各帯状領域I,II,IIIにおいて、それぞれ、X線照射器21aとX線イメージセンサ21bとを対向させた状態で検査対象物としての電極基板110を挟み込む。そして、各X線照射器21aから出射され、電極基板110を透過したX線から、X線イメージセンサ21bによりX線透過検査信号(X線透過像)を取得する。
Specifically, the X-ray
次に、各帯状領域I,II,IIIにおいて、それぞれ薬液吹付装置22を配置し、前記薬液をオンラインで電極基板110に吹き付ける。
続いて、電極基板110の検査工程に暗室化された光センサ装置24を配置し、各帯状領域I,II,IIIにおいて、それぞれイメージインテンシファイア24aによって、前記薬液により発光した部分を検出する。
Next, in each strip | belt-shaped area | region I, II, and III, the chemical | medical
Subsequently, a
そして、各帯状領域I,II,IIIにおいて、パンチング装置25を配置し、パンチング刃25aを用いたパンチング処理により、電極基板110において、検出された発光部分の周辺を直径1cm程度の大きさのパンチング孔110aにて穿孔することで、微小金属異物Meである銅又は銅合金が存在する不良部分として選択的に除去するようにしている。
A punching
図2に戻り、洗浄水吹付装置26では、制御装置28によって制御され、電極基板110に残存した薬液を洗い落とすべく、純水からなる洗浄液が噴射される。ここでは、複数の噴射ノズル26a,…が設けられており、各噴射ノズル26a,…から電極基板110に向けて洗浄液が噴射され、使用後の洗浄液は、図示しない回収槽にて回収されるように構成されている。
Returning to FIG. 2, the cleaning
熱風乾燥装置27では、制御装置28によって制御され、電極基板110に残存した洗浄液としての純水が、残存した薬液と共にブロワ27aからの熱風により乾燥され、除去される。そして、乾燥後の電極基板110は、前記フープ20bに巻き取られる。
In the hot
尚、これらの洗浄水吹付装置26及び熱風乾燥装置27は、パンチング処理後の電極基板110の状態、例えば、電極基板110へのアンモニアの残存状態に応じて適宜省略することが可能である。
The washing
<実験例1>
本実験例1では、ルミノール、過酸化水素の添加量をそれぞれ純水に対して0.1質量%、2質量%で固定するとともに、アンモニア(NH4OH)の濃度を変化させて各種の薬液を調整し、各薬液のpH、臭気、検査対象物に塗布した場合のルミノールの発光強度をオフライン(固定状態、非搬送状態)で評価した。ここでは、検査対象物として、発泡ニッケル板上に、微小金属異物Meに見立てた黄銅の粒子(粒径:100μm)が付着したものを用いた。また、検査装置として、前記光センサ装置24(図2参照)を使用し、イメージインテンシファイア24aの光増倍率(ゲイン)を10000倍に設定し、前記薬液により発光した部分を検出した。得られた結果を下表1に示す。
<Experimental example 1>
In Experimental Example 1, the addition amounts of luminol and hydrogen peroxide were fixed at 0.1% by mass and 2% by mass with respect to pure water, respectively, and various chemical solutions were obtained by changing the concentration of ammonia (NH 4 OH). The pH of each chemical solution, the odor, and the luminous intensity of luminol when applied to the test object were evaluated off-line (fixed state, non-transport state). Here, as the inspection object, the one in which the particles of brass (particle size: 100 μm) as if the fine metal foreign material Me was adhered on the foamed nickel plate was used. Further, as the inspection device, the optical sensor device 24 (see FIG. 2) was used, the photomultiplier (gain) of the
尚、本実験例1において、微小金属異物Meとしての黄銅によるルミノールの発光現象を検出するために最適な薬液は、得られる発光強度に加えて、さらにアンモニアの臭気を考慮し、ルミノールを0.1質量%、過酸化水素を2質量%、アンモニアを2質量%をそれぞれ純水中に含むものであることが確認された。 In addition, in this Experimental Example 1, an optimal chemical solution for detecting the luminol emission phenomenon by brass as the fine metal foreign material Me is considered to be luminol in addition to the luminescence intensity obtained, in addition to the odor of ammonia. It was confirmed that 1% by mass, 2% by mass of hydrogen peroxide, and 2% by mass of ammonia were each contained in pure water.
<実験例2>
本実験例2では、検査対象物として、150μm、250μm、500μmと粒径の異なる金属粒子(ここでは、銅粒子)を発泡ニッケル板上に付着させたものをそれぞれ用意し、微小金属異物Meに見立てた金属粒子の粒径(μm)別に、時刻及び発光現象の関係、並びに発光面積をオフラインで調査した。ここでは、薬液は、ルミノールを0.1質量%、過酸化水素を2質量%、アンモニアを2〜4質量%をそれぞれ純水中に含むものを用いた。また、ここでは、<実験例1>と同様、前記光センサ装置24を使用し、イメージインテンシファイア24aの光増倍率(ゲイン)を10000倍に設定し、前記薬液により発光した部分を検出した。得られた結果を下表2に示す。
<Experimental example 2>
In this Experimental Example 2, as inspection objects, metal particles (here, copper particles) having particle diameters different from 150 μm, 250 μm, and 500 μm were prepared on a nickel foam plate, and the fine metal foreign object Me was prepared. For each estimated particle size (μm), the relationship between time and light emission phenomenon and the light emission area were investigated offline. Here, the chemical solution used contained 0.1% by mass of luminol, 2% by mass of hydrogen peroxide, and 2-4% by mass of ammonia in pure water. Further, here, as in <Experimental Example 1>, the
次に、図6を参照しながら、前記した微小金属異物検査装置2によって実施される微小金属異物検査方法について説明する。本検査方法によって、アルカリ蓄電池1に配設される所定形状の正極板11aに混在する銅又は銅合金等の微小金属異物が除去される。尚、本検査方法は、微小金属異物検査装置2によって実施されるものであるが、他の構成の微小金属異物検査装置によっても実施されうるものである。
Next, a method for inspecting a minute metal foreign material performed by the above-described minute metal foreign
図6に示すように、まず、検査対象物として、フープ20aに巻回された発泡ニッケル(発泡Ni)を芯材とする長尺の電極基板110を用意するとともに、該フープ20aから電極基板110を巻き取るための速度を設定する(S101)。ここでは、制御装置28によって、該巻き取り速度は、電極基板110を駆動モータ20cによりフープ20bに巻き取るための初期値の搬送速度としての0.17m/secに設定する。
As shown in FIG. 6, first, as an inspection object, a long electrode substrate 110 having a foamed nickel (foamed Ni) wound around the
次に、フープ20aから電極基板110を前記速度で巻き取る(S102)。そして、搬送される電極基板110にオンラインでX線を照射してX線透過像を取得し、該X線透過像に基づいて、電極基板110に銅又は銅合金からなる微小金属異物Me(図3参照)が存在するか否かを検出する(S103;X線透過検査工程)。ここでは、X線透過検査装置21のX線照射器21a(図2,図5参照)により電極基板110にX線を照射し、イメージセンサ21b(図2,図5参照)によって、同電極基板110を透過したX線からX線透過検査信号(X線透過像)を取得し、該X線透過検査信号に基づいて制御装置28を介して異物を検出する。
Next, the electrode substrate 110 is wound up from the
次いで、異物が検出された部分に、銅(銅イオン)の存在下で発光する試薬を純水中に含む薬液をオンラインで付着させる(S104;薬液付着工程)。ここでは、試薬としてルミノールを使用し、薬液には、純水を溶媒として、ルミノールを1質量%、アンモニアを2質量%、過酸化水素を2質量%含むアルカリ性の水溶液を用いる。尚、ルミノールは、十分な発光量が確保される限り、0.05質量%以上1質量%以下の範囲内で適宜変更することができる。 Next, a chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of copper (copper ions) in pure water is attached online to the portion where the foreign matter is detected (S104; chemical solution attaching step). Here, luminol is used as a reagent, and an alkaline aqueous solution containing 1% by mass of luminol, 2% by mass of ammonia, and 2% by mass of hydrogen peroxide is used for the chemical solution as a solvent. Luminol can be appropriately changed within a range of 0.05% by mass or more and 1% by mass or less as long as a sufficient light emission amount is secured.
続いて、電極基板110上において、前記薬液により発光した部分を検出する(S105;発光部分検出工程)。ここでは、光センサ装置24のイメージインテンシファイア24a(図2,図5参照)を用いて、電極基板110上において、銅又は銅合金からなる微粒子(図3参照)が存在し、薬液により発光した部分が検出される。
Subsequently, on the electrode substrate 110, a portion emitted by the chemical solution is detected (S105; light emission portion detection step). Here, using the
そして、検出された発光部分を微小金属異物Meが存在する不良部分として選択的に除去する(S106;不良部分除去工程)。ここでは、当該不良部分がパンチング装置25(図2,図5参照)によってパンチング処理により除去される。 Then, the detected light emitting portion is selectively removed as a defective portion where the minute metal foreign matter Me exists (S106; defective portion removing step). Here, the defective portion is removed by the punching process by the punching device 25 (see FIGS. 2 and 5).
この際、前記制御装置28によって、パンチング装置25が実行したパンチング処理が発生した頻度(回数/sec)が所定のサンプリング周期でカウントされる(S107)。そして、同制御装置28において、この頻度が所定の規定値と比較され、同規定値より小さいと判断された場合には、制御装置28により駆動モータ20cが制御され、ステップS101において、フープ20aの巻き取り速度が増加される(S108a)。
At this time, the
一方、それ以外の場合、即ち、規定値より大きいかほぼ等しい場合には、ステップS109に進み(S109)、当該ステップS109において、同規定値より大きいと判断された場合には、制御装置28により駆動モータ20cが制御され、ステップS101において、フープ20aの巻き取り速度が減少される(S109a)。
On the other hand, in other cases, that is, when the value is larger than or substantially equal to the specified value, the process proceeds to step S109 (S109). The
そして、所定の規定値にほぼ等しいと判断された場合には、フープ20aの巻き取り速度が維持されるとともに、電極基板110への洗浄水吹付処理(S110)、熱風による乾燥処理(S111)が行われ、最後にフープ20bに巻き取られる(S112)。
And when it is judged that it is substantially equal to a predetermined specified value, while the winding speed of the
尚、本実施形態では、パンチング装置25によるパンチング処理の頻度に依らず、各帯状領域I,II,IIIにおいて、パンチング刃25aを用いて電極基板110に穿孔するパンチング孔110aの面積は直径1cm程度の一定の大きさとしている。
In the present embodiment, the area of the
そして、フープ20bに巻き取られた電極基板110は、その後の製造工程において、正極板11aと同様の所定形状のものが複数枚採取可能な大板に切断成形される。さらにこの後、パンチング処理がなされた不合格品は、規定質量との比較によって篩い落とされて製造工程のラインから外される。一方、規定質量を満足した大板の合格品には、さらに正極活物質層が塗布形成され、圧延後、切断されて正極板11a(図1(b)参照)となり、アルカリ蓄電池1の製造に供される。
Then, the electrode substrate 110 wound around the hoop 20b is cut and formed into a large plate in which a plurality of substrates having a predetermined shape similar to the
一方、従来公知の方法により、水素吸蔵合金の微粉末に導電剤、結着剤を添加してペースト状とし、金属多孔板(パンチングメタル)に塗着、プレスしたものからなる負極板11bも作製しておく。
On the other hand, a
その後、従来公知の方法に従い、発電要素11を作製するとともに、正極板11aに正極集電板16aを溶接接合し、負極板11bに負極集電板16bを溶接接合する。そして、この接合体を電池容器10に収容し、外部正極端子12aと一端に配置された正極集電板16a、外部負極端子12bと他端に配置された負極集電板16b、及び、それ以外の正極集電板16aと負極集電板16bを、それぞれ溶接接合する。その後、電池容器10内に電解液を注入することにより、本実施形態のアルカリ蓄電池1が完成する。
Thereafter, according to a conventionally known method, the power generation element 11 is manufactured, the positive electrode current collector plate 16a is welded to the
本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)X線透過検査工程(S103)において、電極基板110上の異物をその大きさに基づいてオンラインで検出し、さらに異物が検出された部分に、薬液付着工程(S104)において、電池の短絡の原因となる微小金属異物Meとして検出すべき金属(ここでは、銅)の存在下で発光する試薬を含む薬液をオンラインで付着させる。このため、容易に異物が検出された部分にのみ集中的に薬液を付着させることができることから、電極基板110の全幅方向に亘って薬液を付着させる必要があるオフラインでの検査等に比較して薬液の使用量が少なくて済むようになる。またこのため、X線透過検査工程(S103)において、本来検出すべき微小金属異物Me(図3参照)の検査漏れを少なくするために検査感度を高めに設定することによって、微小金属異物Me以外の異物が検出された場合でも、薬液付着工程(S104)において、本来検出すべきでないニッケル粒子等の異物の検出を排除することができるようになる。つまり、検出感度を一定値とし、電極基板110上の異物をその大きさに基づいて単一の工程で検出するだけの場合と比較して、微小金属異物Meの検査漏れを低減することができるとともに、微小金属異物Me以外の異物を誤って検出してしまう誤検出も低減することができるようになる。そしてこれにより、微小金属異物Meを電極基板110から高い精度で選択的に除去することができるようになる。
According to this embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) In the X-ray transmission inspection step (S103), the foreign matter on the electrode substrate 110 is detected online based on the size thereof, and further, in the chemical solution attaching step (S104), the battery A chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal (here, copper) to be detected as a minute metal foreign object Me that causes a short circuit is deposited online. For this reason, since the chemical solution can be intensively attached only to the portion where the foreign matter is easily detected, compared with the off-line inspection or the like that requires the chemical solution to be attached over the entire width direction of the electrode substrate 110. The amount of chemicals used can be reduced. For this reason, in the X-ray transmission inspection step (S103), by setting the inspection sensitivity to be high in order to reduce the inspection omission of the minute metal foreign material Me (see FIG. 3) that should be detected originally, Even when foreign matter is detected, detection of foreign matter such as nickel particles that should not be detected in the chemical solution attaching step (S104) can be eliminated. In other words, compared to the case where the detection sensitivity is set to a constant value and the foreign matter on the electrode substrate 110 is only detected in a single step based on the size, the inspection omission of the minute metallic foreign matter Me can be reduced. At the same time, it is possible to reduce erroneous detection that erroneously detects foreign matters other than the minute metal foreign matter Me. As a result, the minute metal foreign object Me can be selectively removed from the electrode substrate 110 with high accuracy.
(2)X線透過検査工程(S103)では、検査対象物としての電極基板110にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過検査信号に基づいて電極基板110上にて異物が存在する部分を特定するようにした。このようにX線を用いることにより、可視光が透過せず、不透明な電極基板110においても効率的に異物が存在する部分を特定することができる。また、X線の照射によって、電極基板110を変質や損傷させる虞も一切ない。 (2) In the X-ray transmission inspection step (S103), the electrode substrate 110 as an inspection object is irradiated with X-rays online and transmitted, and on the electrode substrate 110 based on the obtained X-ray transmission inspection signal. The part where the foreign object exists was specified. By using X-rays in this manner, visible light is not transmitted, and a portion where foreign matter is present can be identified efficiently even on the opaque electrode substrate 110. In addition, there is no possibility that the electrode substrate 110 is altered or damaged by the X-ray irradiation.
(3)発光部分検出工程(S105)では、イメージインテンシファイア24aを用いて薬液により発光した部分、即ち、本来検出すべき微小金属異物Meが存在する部分が検出されるので、当該微小金属異物Meが存在する不良部分を高感度で特定することができる。この結果、微小金属異物Meをさらに高い精度で選択的に除去することができるようになる。
(3) In the light emission portion detection step (S105), a portion emitted by the chemical solution using the
(4)微小金属異物Meの検出に用いる試薬がルミノールであるので、銅や鉄を光触媒とするルミノールの発光現象(化学ルミネセンス現象)を利用して銅又は銅合金からなる微小金属異物Meを感度良好に検出することができるようになる。しかも、試薬としてルミノールを含む薬液は、三次元の網目構造を有する発泡ニッケル板によく滲み込むことから、電極基板110の内部に存在する微小金属異物Meとしての銅又は銅合金をもルミノールの発光現象を利用して感度良好に検出することができるようになる。 (4) Since the reagent used for the detection of the minute metal foreign matter Me is luminol, the minute metal foreign matter Me made of copper or copper alloy is used by utilizing the light emission phenomenon (chemiluminescence phenomenon) of luminol using copper or iron as a photocatalyst. It becomes possible to detect with good sensitivity. Moreover, since a chemical solution containing luminol as a reagent soaks well into a foamed nickel plate having a three-dimensional network structure, the luminol also emits copper or a copper alloy as the minute metallic foreign matter Me existing inside the electrode substrate 110. The phenomenon can be detected with good sensitivity.
(5)電極基板110においては、異物が検出された部分に、微小金属異物Meとして検出すべき金属(ここでは、銅)の存在下で発光する試薬が溶媒としての純水に含まれる薬液を選択的に付着させるので、電極基板110の全幅方向に亘って薬液を付着させる場合と比較して、薬液の使用量の節減を図ることができるようにもなる。 (5) In the electrode substrate 110, a chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal (here, copper) to be detected as the minute metal foreign material Me is contained in pure water as a solvent in a portion where the foreign material is detected. Since it is selectively attached, it is possible to reduce the amount of the chemical used compared with the case where the chemical is attached over the entire width direction of the electrode substrate 110.
(6)微小金属異物Meの検出に用いる薬液には、アンモニアが含まれるので、当該アンモニアが銅に配位して水溶性の銅アンミン錯体が生成し、水溶液である試薬に対する銅の溶解性が高められる。これにより、銅を光触媒とするルミノールの発光現象(光ルミネセンス現象)が促されるようになる。また、アンモニアは、粘度が低い溶媒であり、発泡ニッケル板への浸透性が良好である。この結果、銅又は銅合金からなる微小金属異物Meの検出感度がさらに高められ、当該微小金属異物をさらに高い精度で選択的に除去することができるようになる。また、アンモニアは、それ自体が−OH基を放出する溶媒であるため、当該薬液がアルカリ性となり、ルミノールが容易に溶解し、アルカリ性水溶液下でのルミノールの発光現象を生じさせることができる。そしてこれによって使用する化学物質の使用量の節減ができるようにもなる。また、アンモニアは80℃程度でほぼ完全に揮発するので、電極基板110を熱風乾燥することによってほぼ完全に除去することができ、アンモニアによる環境汚染や作業者の健康被害も効果的に抑制しうる。さらに、アンモニアは、入手が容易であり、安価であって、工業的に大量に使用することに適しているという利点も備えている。 (6) Since the chemical solution used for detection of the minute metal foreign matter Me contains ammonia, the ammonia is coordinated to copper to form a water-soluble copper ammine complex, and the solubility of copper in the reagent which is an aqueous solution is increased. Enhanced. Thereby, the light emission phenomenon (photoluminescence phenomenon) of luminol using copper as a photocatalyst is promoted. Ammonia is a solvent having a low viscosity and has good permeability to the foamed nickel plate. As a result, the detection sensitivity of the fine metal foreign matter Me made of copper or copper alloy is further enhanced, and the fine metal foreign matter can be selectively removed with higher accuracy. In addition, since ammonia is a solvent that itself releases an —OH group, the chemical solution becomes alkaline, luminol is easily dissolved, and a luminol luminescence phenomenon can be caused in an alkaline aqueous solution. As a result, the amount of chemical substances used can be reduced. Further, since ammonia is almost completely volatilized at about 80 ° C., the electrode substrate 110 can be almost completely removed by drying with hot air, and environmental pollution caused by ammonia and health damage to workers can be effectively suppressed. . Furthermore, ammonia has the advantage that it is easily available, is inexpensive, and is suitable for industrial use in large quantities.
(7)検査対象物としての電極基板110をその幅方向に並列する3列(複数列)の帯状領域I,II,IIIに区分し、各帯状領域I,II,IIIごとにオンラインで微小金属異物Meの検査を行うようにした。これにより、3列(複数列)の帯状領域I,II,IIIによって、電極基板110が幅方向に3つ(複数)に分割されて異物が検査されるようになる。つまり、1次スクリーニング工程としてのX線透過検査工程(S103)において、各帯状領域I,II,IIIごとに異物が検出され、当該異物に対して、薬液付着工程(S104)において、各帯状領域I,II,IIIの範囲内で薬液が付着されることになる。このため、電極基板110が全幅方向に亘って同時に検査され、当該全幅方向に亘って薬液が付着される場合と比較して、薬液の付着面積が小さくて済むようになり、それに伴い、当該薬液の使用量がさらに節減されるようになる。 (7) The electrode substrate 110 as an object to be inspected is divided into three rows (a plurality of rows) of belt-like regions I, II, and III arranged in parallel in the width direction, and a minute metal is online for each of the belt-like regions I, II, and III. The foreign object Me was inspected. As a result, the electrode substrate 110 is divided into three (plurality) in the width direction by the three rows (plurality) of strip-like regions I, II, and III, and foreign matter is inspected. That is, in the X-ray transmission inspection process (S103) as the primary screening process, foreign substances are detected for each of the band-like areas I, II, III, and each band-like area is detected in the chemical solution attaching process (S104). A chemical | medical solution will adhere within the range of I, II, and III. For this reason, compared with the case where the electrode substrate 110 is inspected simultaneously in the entire width direction and the chemical solution is adhered over the entire width direction, the chemical solution can be attached in a smaller area. The amount of usage will be further reduced.
(8)不良部分除去工程(S106)では、電極基板110の厚さ方向に打ち抜くパンチング処理により電極基板110の不良部分を除去するようにした。このため、電極基板110を短冊状に切り取って正極板11aを採取する場合に、パンチング処理によりパンチング孔110aが穿孔された正極板11aについては、その質量が規定質量より減少するので、その質量を測定することで、微小金属異物Meが存在しない良品の正極板11aと選別することができるようになる。
(8) In the defective portion removing step (S106), the defective portion of the electrode substrate 110 is removed by a punching process in which the electrode substrate 110 is punched in the thickness direction. For this reason, when the
(9)パンチング処理の頻度に応じ、該頻度が規定値より小さい場合には、電極基板110の搬送速度を高めるとともに、該頻度が規定値より大きい場合には、電極基板110の搬送速度を低くし、さらに、該頻度が規定値とほぼ等しい場合には、電極基板110の搬送速度を維持するようにした。このため、パンチング処理の頻度を時間当たりほぼ一定割合に保つことができるようになり、パンチング処理の頻度が多い場合に、各種の検査装置やパンチング装置25の負担を下げ、検査ミスの発生を未然に防止することができるとともに、パンチング処理の頻度が少ない場合に、正極板11aの製造速度を上昇させ、その生産効率を高めることができるようにもなる。
(9) Depending on the frequency of the punching process, when the frequency is less than the specified value, the transfer speed of the electrode substrate 110 is increased, and when the frequency is greater than the specified value, the transfer speed of the electrode substrate 110 is decreased. Further, when the frequency is substantially equal to the specified value, the conveyance speed of the electrode substrate 110 is maintained. For this reason, the frequency of the punching process can be maintained at a substantially constant rate per time, and when the frequency of the punching process is high, the burden on various inspection devices and the
(10)以上の結果、電極基板110から高い収率で正極板11aを形成する(採取する)ことができるようになり、製造コストの節減につながる。しかも得られる正極板11aも微小金属異物Meの付着(混在)が僅少のものとなって、最終的に高い信頼性を有するアルカリ蓄電池1が得られるようになる。
(10) As a result, the
尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、試薬としてルミノールを用いた。しかしこれに限られず、特に銅を光触媒とする化学ルミネセンス現象を生じるものであれば、他の化合物、例えば、緑青色の強い化学ルミネセンスを生じるルシゲニン(lucigenin)、ロフィン(lophine)等の含窒素複素環式化合物を用いることもできる。
The above embodiment may be modified as follows.
-In the said embodiment, luminol was used as a reagent. However, the present invention is not limited to this, and other compounds such as lucigenin and lophine that produce strong green-blue chemiluminescence may be used as long as they produce a chemiluminescence phenomenon using copper as a photocatalyst. Nitrogen heterocyclic compounds can also be used.
・上記実施形態では、検出された発光部分を微小金属異物Meが存在する不良部分として選択的に除去するにあたり、当該不良部分をパンチング(打ち抜き)によって除去するようにした。しかしこれに限られず、オンラインでの除去に適した方法であれば、その他の不良部分除去方法を用いることも可能である。また、不良部分のパンチングによる除去は、一旦電極基板110から正極板11aの原料となる大板を切断形成した後、当該大板について、オフラインで行うことも可能である。さらには、単に電極基板110の不良部分近傍にインク等を用いて印を付けるマーキングを施すだけでもよい。これによれば、後の工程において、電極基板110の何処が不良部分であるかを容易に判別できるので、オンラインでの除去を含め、生産上最も都合の良い工程で不良部分を排除できるようになる。また、これによれば、オンラインで正極活物質層を塗布形成する場合に工程上妨げとなるパンチング孔110a(図5参照)が電極基板110に形成されることがなくなるので、オンラインで正極活物質層を塗布形成する場合に好都合となる。
In the above embodiment, when the detected light emitting portion is selectively removed as a defective portion in which the minute metal foreign matter Me exists, the defective portion is removed by punching (punching). However, the present invention is not limited to this, and any other defective part removing method can be used as long as it is suitable for online removal. Further, the removal of the defective portion by punching can be performed off-line with respect to the large plate once it is cut and formed from the electrode substrate 110 as a raw material of the
・上記実施形態では、パンチング装置25が実行したパンチング処理の頻度に応じ、該頻度が規定値より小さい場合には、電極基板110のフープ20bへの巻き取り速度(電極基板110の搬送速度)を高めるとともに、該頻度が規定値より大きい場合には、該巻き取り速度を低くし、さらに、該頻度が規定値とほぼ等しい場合には、該巻き取り速度を維持するようにした。具体的には、前述したように、パンチング処理の頻度に応じ、フープ20aの巻き取り速度をオンオフ制御によって変更するようにした。しかしこれに限られず、その他の制御方式、例えば、パンチング処理の頻度に応じ、フープ20aの巻き取り速度をPID制御によって変更することもできる。また、制御の指標としては、パンチング処理の頻度に代えて、不良部分の発生頻度を用いることも可能である。
In the above embodiment, the winding speed of the electrode substrate 110 around the hoop 20b (conveying speed of the electrode substrate 110) is set according to the frequency of the punching process performed by the punching
・上記実施形態では、X線透過検査装置21、薬液吹付装置22、光センサ装置24、及びパンチング装置25による各検査は、検査対象物としての電極基板110を幅方向に並列する3列(複数列)の帯状領域I,II,IIIに区分し、各帯状領域I,II,IIIごとにオンラインで微小金属異物の検査を行うように構成した。しかしこれに限られず、前記した各検査は、検査対象物としての電極基板110を幅方向に並列する2列又は4列以上の帯状領域に区分し、各帯状領域ごとにオンラインで微小金属異物の検査を行うように構成してもよい。また、このような帯状領域に区分することは必ずしも必須ではない。
In the above embodiment, each inspection by the X-ray
・上記実施形態では、パンチング装置25によるパンチング処理の頻度に依らず、各帯状領域I,II,IIIにおいて、パンチング刃25aを用いて電極基板110に穿孔するパンチング孔110aの面積は一定の大きさとした。しかしこれに限られず、パンチング処理の頻度が規定値より大きい場合に、微小金属異物Meを除去するためのパンチング孔110aの面積(電極基板110の面積)を拡大することも可能である。これにより、微小金属異物Meが検出された部分の周囲に高い確度で存在すると考えらえる微小金属異物検査装置2の検出限界を超えた微小な金属異物をも除去することが可能となり、得られるアルカリ蓄電池の信頼性をさらに向上することができる。
In the above embodiment, the area of the
さらに、前記した実施形態および変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
○アルカリ蓄電池に配設される正極板が形成される電極基板に混在する微小金属異物の除去方法であって、
前記電極基板を検査対象物とし、当該電極基板の異物をその大きさに基づいてオンラインで検出する1次スクリーニング工程と、
前記異物が検出された部分に、異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬を含む薬液をオンラインで付着させる薬液付着工程と、
前記電極基板において、薬液により発光した部分を検出する発光部分検出工程と、
前記検出された発光部分を微小金属異物が存在する不良部分として選択的に除去する不良部分除去工程とを備えることを特徴とする微小金属異物の除去方法。
Further, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiments and modifications will be described below.
○ A method for removing minute metal foreign matter mixed in an electrode substrate on which a positive electrode plate disposed in an alkaline storage battery is formed,
A primary screening step in which the electrode substrate is an inspection object, and foreign matter on the electrode substrate is detected online based on the size of the electrode substrate;
A chemical solution attaching step for attaching a chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a foreign material to the portion where the foreign material is detected;
In the electrode substrate, a light emission part detection step of detecting a part emitted by the chemical solution;
And a defective portion removing step of selectively removing the detected light emitting portion as a defective portion in which the minute metal foreign matter exists.
同構成によれば、1次スクリーニング工程において、電極基板の異物をその大きさに基づいてオンラインで検出し、さらに異物が検出された部分に、薬液付着工程において、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬を含む薬液を付着させる。このため、1次スクリーニング工程において、本来検出すべき微小金属異物の検査漏れを少なくするために検査感度を高めに設定することによって、微小金属異物以外の異物が検出された場合でも、薬液付着工程において、本来検出すべきでない異物の検出を排除することができるようになる。つまり、検査感度を一定値とし、電極基板の異物をその大きさに基づいて単一の工程で検出するだけの場合と比較して、微小金属異物の検査漏れを低減することができるとともに、微小金属異物以外の異物を誤って検出してしまう誤検出も低減することができるようになる。そしてこれにより、微小金属異物を電極基板から高い精度で選択的に除去することができるようになる。しかも、電極基板においては、異物が検出された部分に、微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬が溶媒に含まれる薬液を選択的に付着させるので、電極基板の全幅方向に亘って薬液を付着させる場合と比較して、薬液の使用量の節減を図ることができるようにもなる。以上の結果、電極基板から高い収率で正極板を形成する(採取する)ことができるようになり、製造コストの節減につながる。
○アルカリ蓄電池に配設される正極板の製造方法であって、所定形状の正極板が形成される電極基板に存在し、正極電位で溶解し負極電位で析出する金属を含む異物を同電極基板から除去すべく、前記技術的思想の微小金属異物の除去方法を用いることを特徴とする電極基板の製造方法。
According to this configuration, in the primary screening process, the foreign substance on the electrode substrate is detected online based on the size thereof, and further, the minute part that causes a short circuit of the battery in the chemical solution attaching process at the part where the foreign substance is detected. A chemical solution containing a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a foreign metal is adhered. For this reason, in the primary screening process, even if foreign matter other than the fine metal foreign matter is detected by setting the inspection sensitivity high in order to reduce the inspection omission of the fine metallic foreign matter to be originally detected, the chemical solution attaching step Therefore, it is possible to eliminate detection of foreign matters that should not be detected. In other words, compared to the case where the inspection sensitivity is set to a constant value and the foreign substance on the electrode substrate is detected only in a single process based on its size, the inspection leakage of the minute metallic foreign substance can be reduced and It is also possible to reduce false detections that erroneously detect foreign objects other than metal foreign objects. This makes it possible to selectively remove the minute metal foreign matter from the electrode substrate with high accuracy. Moreover, in the electrode substrate, a chemical solution containing a solvent is selectively attached to the portion where the foreign material is detected, and a reagent that emits light in the presence of the metal to be detected as a fine metal foreign material is attached in the entire width direction of the electrode substrate. Compared with the case where the chemical solution is adhered over the whole area, the amount of the chemical solution used can be reduced. As a result, the positive electrode plate can be formed (collected) with a high yield from the electrode substrate, leading to a reduction in manufacturing cost.
A method for producing a positive electrode plate disposed in an alkaline storage battery, wherein foreign substances containing a metal that exists on an electrode substrate on which a positive electrode plate having a predetermined shape is formed and dissolves at a positive electrode potential and precipitates at a negative electrode potential A method for producing an electrode substrate, comprising using the method for removing a minute metal foreign matter according to the above technical idea in order to remove from a metal.
同構成によれば、前記微小金属異物の除去方法を用いることで、微小金属異物の付着が僅少であり、高い品質を備える正極板を高い収率で製造することができるようになる。
○正極板が設けられるアルカリ蓄電池の製造方法であって、所定形状の正極板が形成される電極基板に存在し、正極電位で溶解し負極電位で析出する金属を含む異物を同電極基板から除去すべく、前記技術的思想の微小金属異物の除去方法を用いることを特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。
According to this configuration, by using the method for removing fine metal foreign matter, the adhesion of the fine metal foreign matter is small, and a positive electrode plate having high quality can be manufactured with high yield.
○ A method for producing an alkaline storage battery provided with a positive electrode plate, which removes foreign substances including metals that exist on the electrode substrate on which the positive electrode plate of a predetermined shape is formed and dissolve at the positive electrode potential and precipitate at the negative electrode potential. Therefore, a method for producing an alkaline storage battery, characterized in that the method for removing fine metal foreign matter according to the technical idea is used.
同構成によれば、前記微小金属異物の除去方法を用いることで、正極板への微小金属異物の付着が僅少であり、高い信頼性を有するアルカリ蓄電池を製造することができるようになる。 According to this configuration, by using the method for removing fine metal foreign matter, the adhesion of the fine metal foreign matter to the positive electrode plate is small, and an alkaline storage battery having high reliability can be manufactured.
1…アルカリ蓄電池、2…微小金属異物検査装置、11a…正極板、11b…負極板20a、20b…フープ、21…X線透過検査装置、22…薬液吹付装置、23…ダンサロール、24…光センサ装置、24a…イメージインテンシファイア、25…パンチング装置、110…電極基板、I,II,III…帯状領域、Me…微小金属異物。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記電極基板を検査対象物として搬送しつつ、当該電極基板に分布する異物をその大きさに基づいてオンラインで検出する1次スクリーニング工程と、
前記異物が検出された部分に、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光する試薬が溶媒に含まれる薬液をオンラインで付着させる薬液付着工程と、
前記電極基板において、前記薬液により発光した部分をオンラインで検出する発光部分検出工程と、
前記検出された発光部分を微小金属異物が存在する不良部分として選択的に除去する不良部分除去工程とを備えることを特徴とするアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 A method for producing a positive electrode plate for an alkaline storage battery formed from an electrode substrate and disposed in an alkaline storage battery,
A primary screening step of detecting the foreign matter distributed on the electrode substrate online based on its size while transporting the electrode substrate as an inspection object;
A chemical solution adhesion step for depositing a chemical solution contained in a solvent online with a reagent that emits light in the presence of a metal to be detected as a minute metal foreign matter that causes a short circuit of the battery on the portion where the foreign material is detected;
In the electrode substrate, a light emitting part detecting step for detecting a part emitted by the chemical solution online;
A method for manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery, comprising: a defective portion removing step of selectively removing the detected light emitting portion as a defective portion in which a minute metal foreign matter exists.
前記電極基板が発泡ニッケル板、前記金属が銅、且つ、前記試薬がルミノールであり、該試薬を含む前記薬液は、溶媒中にアルカリ性物質を含んでアルカリ性を呈するようにした状態でさらに過酸化水素を含むアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of Claim 1, Comprising:
The electrode substrate is a foamed nickel plate, the metal is copper, and the reagent is luminol, and the chemical solution containing the reagent further contains hydrogen peroxide in a state of containing an alkaline substance in a solvent and exhibiting alkalinity. The manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries containing this.
前記薬液には、銅を光触媒とするルミノールの発光現象を促進すべく、アンモニアが含まれるアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of Claim 2,
The said chemical | medical solution is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries in which ammonia is contained so that the light emission phenomenon of luminol which uses copper as a photocatalyst may be accelerated | stimulated.
前記薬液には、溶媒に対して、0.05質量%以上1質量%以下のルミノールが含まれるアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries according to claim 3,
The manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries in which the said chemical | medical solution contains 0.05 mass% or more and 1 mass% or less luminol with respect to a solvent.
前記薬液には、溶媒に対して、2質量%以上4質量%以下のアンモニアが含まれるアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries of Claim 3 or Claim 4,
The manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries in which the said chemical | medical solution contains 2 mass% or more and 4 mass% or less ammonia with respect to a solvent.
前記1次スクリーニング工程は、前記検査対象物としての電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて前記電極基板にて異物が検出された部分を特定するX線透過検査工程であり、
前記発光部分検出工程では、イメージインテンシファイアを用いて、前記薬液により発光した部分を検出するようにしたアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-5,
In the primary screening step, the electrode substrate as the inspection object is irradiated with X-rays on-line and transmitted, and a portion where foreign matter is detected on the electrode substrate is specified based on the obtained X-ray transmission image. X-ray transmission inspection process
In the light emission portion detection step, a method for producing a positive electrode plate for an alkaline storage battery, wherein an image intensifier is used to detect a portion emitted by the chemical solution.
前記検査対象物としての電極基板をその幅方向に並列する複数列の帯状領域に区分し、各帯状領域ごとにオンラインで前記異物及び前記発光部分の検出を行うようにしたアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-6,
A positive electrode plate for an alkaline storage battery in which the electrode substrate as the inspection object is divided into a plurality of rows of strip-shaped regions arranged in parallel in the width direction, and the foreign matter and the light-emitting portion are detected online for each strip-shaped region. Production method.
前記不良部分除去工程では、前記電極基板をその厚さ方向に打ち抜くパンチング処理により前記不良部分を除去するようにしたアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-7,
In the defective portion removing step, a method of manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery in which the defective portion is removed by a punching process in which the electrode substrate is punched in the thickness direction.
前記パンチング処理の頻度に応じ、該頻度が規定値より小さい場合には、前記電極基板を搬送する速度を高めるとともに、該頻度が規定値より大きい場合には、前記電極基板を搬送する速度を低くし、さらに、該頻度が規定値とほぼ等しい場合には、前記電極基板を搬送する速度を維持するようにしたアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries according to claim 8,
Depending on the frequency of the punching process, when the frequency is less than a specified value, the speed at which the electrode substrate is transferred is increased, and when the frequency is higher than the specified value, the speed at which the electrode substrate is transferred is decreased. Further, when the frequency is substantially equal to a specified value, the method for manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery in which the speed at which the electrode substrate is conveyed is maintained.
前記パンチング処理の頻度が規定値より大きい場合において、前記パンチング処理により除去する電極基板の面積を拡大するようにしたアルカリ蓄電池用正極板の製造方法。 It is a manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries according to claim 8 or 9,
A method for manufacturing a positive electrode plate for an alkaline storage battery in which the area of the electrode substrate to be removed by the punching process is increased when the frequency of the punching process is larger than a specified value.
請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のアルカリ蓄電池用正極板の製造方法を用いて前記正極板を製造することを特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。 A method for producing an alkaline storage battery in which a positive electrode plate, a negative electrode plate and an electrolytic solution are disposed,
The manufacturing method of the alkaline storage battery characterized by manufacturing the said positive electrode plate using the manufacturing method of the positive electrode plate for alkaline storage batteries as described in any one of Claims 1-10.
前記電極基板を検査対象物として搬送しつつ、当該電極基板にオンラインでX線を照射して透過させ、得られたX線透過像に基づいて前記電極基板にて異物が検出された部分を特定するX線透過検査工程と、
前記異物が検出された部分に、電池の短絡の原因となる微小金属異物として検出すべき金属の存在下で発光するルミノールが溶媒に含まれる薬液をオンラインで付着させる薬液付着工程と、
前記電極基板において、前記薬液により発光した部分をオンラインで検出する発光部分検出工程と、
前記検出された発光部分を微小金属異物が存在する不良部分として選択的に除去する不良部分除去工程とを備えることを特徴とするアルカリ蓄電池の製造方法。 A method for producing an alkaline storage battery having a positive electrode plate formed from an electrode substrate,
While transporting the electrode substrate as an inspection object, the electrode substrate is irradiated with X-rays on-line and transmitted, and a portion where foreign matter is detected on the electrode substrate is specified based on the obtained X-ray transmission image An X-ray transmission inspection process,
A chemical solution attaching step for attaching a chemical solution containing luminol contained in a solvent online in the presence of a metal to be detected as a minute metal foreign matter that causes a short circuit of the battery on the part where the foreign matter is detected;
In the electrode substrate, a light emitting part detecting step for detecting a part emitted by the chemical solution online;
A defective part removing step of selectively removing the detected light emitting part as a defective part in which a minute metal foreign matter exists.
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