JP5867447B2 - フィルム外装電池の検査装置およびフィルム外装電池の検査方法、検査装置、ならびにフィルム外装電池の検査用チャンバ - Google Patents

Description

本技術は、フィルム外装電池の検査装置およびフィルム外装電池の検査方法、検査装置、ならびにフィルム外装電池の検査用チャンバに関する。

従来、ラミネートフィルムなどの外装材により電池素子を外装した電池が広く利用されている。このような電池の製造工程では、完成した電池に封止不良がないかどうかを確認するために、電池の封止状態を検査している。

電池の封止状態の検査装置としては、例えば、加圧または減圧した密閉容器に電池を収容して加圧または減圧前の状態からの圧力変化を測定し、予め定めておいたしきい値より大きな圧力変化があった場合に液漏れ（リーク）ありと判断するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。近年では、電池の封止状態を短時間で検査できる検査装置が望まれている。

特許第３９８３４７９号公報

したがって、本技術の目的は、電池の封止状態を短時間で検査できるフィルム外装電池の検査装置およびフィルム外装電池の検査方法、検査装置、ならびにフィルム外装電池の検査用チャンバを提供することにある。

上述の課題を解決するために、第１の技術は、フィルム外装電池を収容する空間部および封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する孔部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部とを備え、フィルム外装電池の一部分は、フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査装置である。
第２の技術は、フィルム外装電池を収容する空間部および封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部とを備え、開放部は、空間部内においてフィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、隔離空間形成部は、大気と通じているフィルム外装電池の検査装置である。
第３の技術は、フィルム外装電池の少なくとも封止部を収容する空間部および封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部と、フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する測定部とを備えるフィルム外装電池の検査装置である。

第４の技術は、フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容し、空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外のフィルム外装電池の一部分をチャンバに設けられている孔部を介して大気開放することを含み、フィルム外装電池の一部分は、フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査方法である。
第５の技術は、フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容し、空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放することを含み、大気開放は、チャンバの空間部内において、フィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部を介して行われるフィルム外装電池の検査方法である。
第６の技術は、フィルム外装電池の少なくとも封止部をチャンバの空間部に収容し、空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放し、フィルム外装電池の一部分の変位量を測定することを含むフィルム外装電池の検査方法である。

第７の技術は、フィルム外装電池を収容する空間部と、封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する孔部とを有し、フィルム外装電池の一部分は、フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査用チャンバである。
第８の技術は、フィルム外装電池を収容する空間部と、封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部とを有し、開放部は、空間部内においてフィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、隔離空間形成部は、大気と通じているフィルム外装電池の検査用チャンバである。

第９の技術は、フィルムにより封止された検査対象を収容する空間部および封止部以外の検査対象の一部分を大気開放する孔部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部とを備え、検査対象の一部分は、検査対象の主面の一部分である検査装置である。
第１０の技術は、フィルムにより封止された検査対象を収容する空間部および封止部以外の検査対象の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部とを備え、開放部は、空間部内において検査対象の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、隔離空間形成部は、大気と通じている検査装置である。
第１１の技術は、フィルムにより封止された検査対象の少なくとも封止部を収容する空間部および封止部以外の検査対象の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、空間部を加圧状態にする加圧部と、検査対象の一部分の変位量を測定する測定部とを備える検査装置である。

第１から第８の技術では、フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容し、空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放するので、フィルム外装電池に封止不良がある場合には、開放部においてフィルム外装電池の内側の気圧が外側の気圧に比して高くなる。このため、開放部ではフィルム外装電池に膨れが発生する。この膨れを作業者などが目視する、もしくは位置センサなどの測定装置により測定することで、フィルム外装電池の封止不良の有無を確認できる。また、チャンバの雰囲気として加圧雰囲気を用いているので、チャンバの雰囲気として真空雰囲気を用いる検査方式に比べて、検査時間を短縮化できる。

以上説明したように、本技術によれば、電池の封止状態を短時間で検査できる。

図１Ａは、被検査対象としての電池を一方の主面の側から見たときの外観の一例を示す斜視図である。図１Ｂは、被検査対象としての電池を他方の主面の側から見たときの外観の一例を示す斜視図である。 図２は、被検査対象としての電池の構成の一例を示す分解斜視図である。 図３は、本技術の第１の実施形態に係る検査装置の構成の一例を示す概略図である。 図４Ａは、本技術の第１の実施形態に係るチャンバの外観の一例を示す平面図である。図４Ｂは、図４ＡのＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図５は、本技術の第１の実施形態に係る検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図６Ａは、外装材に封止不良やピンホールなどがある検査後の電池の外観の一例を示す平面図である。図６Ｂは、外装材に封止不良やピンホールなどがある検査後の電池の外観の一例を示す側面図である。 図７Ａは、外装材に封止不良やピンホールなどがない検査後の電池の外観の一例を示す平面図である。図７Ｂは、外装材に封止不良やピンホールなどがない検査後の電池の外観の一例を示す側面図である。 図８Ａ、図８Ｂは、本技術の第１の実施形態に係るチャンバの一変形例を示す平面図である。 図９は、本技術の第２の実施形態に係る検査装置の構成の一例を示す概略図である。 図１０Ａは、図９に示した検査装置に含まれる変位センサおよびチャンバの一例を示す断面図である。図１０Ｂは、本技術の第２の実施形態に係る検査装置の一変形例を示す断面図である。 図１１は、本技術の第２の実施形態に係る検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図１２Ａは、本技術の第３の実施形態に係るチャンバの構成の一例を示す断面図である。図１２Ｂは、本技術の第３の実施形態に係るチャンバの一変形例を示す断面図である。

本技術の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
１ 第１の実施形態（検査装置の第１の例）
１．１ 電池の構成
１．２ 検査装置の構成
１．３ チャンバの構成
１．４ 検査方法
１．５ 効果
１．６ 変形例
２ 第２の実施形態（検査装置の第２の例）
２．１ 検査装置の構成
２．２ 検査方法
２．３ 効果
２．４ 変形例
３ 第３の実施形態（チャンバの例）
３．１ チャンバの構成
３．２ 検査方法
３．３ 効果
３．４ 変形例

＜１．第１の実施形態＞
［１．１ 電池の構成］
まず、図１Ａ、図１Ｂ、図２を参照して、被検査対象としての電池１の構成について説明する。電池１は、２つの主面Ｓ１、Ｓ２を有する扁平状の電池である。電池１は、正極リード１３および負極リード１４が取り付けられた電池素子１１を外装材１２により外装したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。以下では、正極リード１３および負極リード１４が導出された電池素子１１の端面側をトップ側、それとは反対側の端面側をボトム側と称する。また、トップ側とボトム側との両端部の間に位置する辺部の側をサイド側と称する。

正極リード１３および負極リード１４は、それぞれ、外装材１２の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード１３および負極リード１４は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。

電池１は、その全ての辺部または一部の辺部に封止部を有する。なお、図１Ａ、図１Ｂ、図２では、電池１の辺部のうちトップ側およびサイド側の辺部に封止部を有する例が示されている。封止部は、例えば１つの矩形状の外装材１２をその中央部から折り返して電池素子１１を挟み込みつつ、折り返した辺部同士を重ね合わせて、熱融着などにより接着することにより形成される。もしくは、２つの矩形状の外装材１２の間に電池１を挟み込みつつ、辺部同士を重ね合わせて、熱融着などにより接着することにより形成される。

外装材１２は、例えば、柔軟性を有するラミネートフィルムである。外装材１２は、例えば、熱融着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。なお、熱融着樹脂層側の面が、電池素子１１を収容する側の面となる。熱融着樹脂層の材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの高分子材料が挙げられる。金属層の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）またはその合金などの金属材料が挙げられる。表面保護層の材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）などの高分子材料が挙げられる。具体的には例えば、外装材１２は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材１２は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電池素子１１とが対向するように配設され、各辺部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装材１２と正極リード１３および負極リード１４との間には、封止性を向上するための密着フィルム１５が挿入されている。密着フィルム１５は、正極リード１３および負極リード１４に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。

なお、外装材１２としては、上述した構造を有するラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムなどを用いてもよい。

電池素子１１の構造は特に限定されるものではないが、例示するならば、巻回電極構造、スタック電極構造などが挙げられる。電池素子１１の電解質として、例えば電解液、ゲル状電解質または固体電解質が用いられる。

［１．２ 検査装置の構成］
次に、図３を参照して、上述の構成を有する電池１の封止状態を検査する検査装置の構成について説明する。この検査装置は、加圧器２１、圧力制御器２２、チャンバ２３、制御装置２４および表示装置２５を備える。加圧器２１と圧力制御器２２との間は連通管２６により接続され、圧力制御器２２とチャンバ２３との間は連通管２７により接続される。

加圧器２１は、チャンバ２３内を加圧状態にする。加圧器２１は、例えば圧縮機（コンプレッサ）であり、空気またはガスなどの気体を圧縮して圧縮気体として、圧力制御器２２を介してチャンバ２３内に供給する。

圧力制御器２２は、レギュレータを備え、このレギュレータにより加圧器２１から供給される圧縮気体の圧力を所定の圧力に調整して、チャンバ２３内に供給する。圧力制御器２２が、必要に応じてエアフィルタをさらに備え、このエアフィルタにより圧縮気体の中の水分やゴミが圧力制御器２２内に侵入するのを防ぐようにしてもよい。また、圧力制御器２２が、必要に応じての圧力計をさらに備え、この圧力計により圧力制御器２２における調整圧力を確認できるようにしてもよい。

チャンバ２３内には、加圧器２１から圧力制御器２２を介して圧縮気体が供給される。チャンバ２３は、電池１の封止部を少なくとも収容するのに対して、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２それぞれの一部分をチャンバ２３から露出する。したがって、チャンバ２３は、加圧状態において電池１の主面Ｓ１、Ｓ２それぞれの一部分が大気開放される。

制御装置２４は、加圧器２１および圧力制御器２２を制御する。具体的には、加圧器２１に制御信号を出力し、加圧器２１の気体圧縮の動作を制御する。また、制御装置２４は、圧力制御器２２に制御信号を出力し、加圧器２１からチャンバ２３に供給される圧縮気体の圧力を所定の圧力に調整する。これにより、チャンバ２３内が所定の圧力に制御される。また、制御装置２４は、圧力制御器２２から供給される供給信号に基づき、圧力制御器２２の制御状態などの情報を表示装置２５に表示する。

表示装置２５は、出力部の一例であり、制御装置２４から供給される信号に基づき、加圧器２１および圧力制御器２２の制御状態などの情報を表示する。表示装置２５としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイなどを用いることができる。

［１．３ チャンバの構成］
次に、図４Ａ、図４Ｂを参照して、上述のチャンバ２３の構成の詳細について説明する。電池検査用チャンバであるチャンバ２３は、円盤形状を有し、その内部に電池１の封止部を少なくとも収容するための空間部２３ａを有している。チャンバ２３の下面、上面にはそれぞれ、孔部３２、４２が設けられている。チャンバ２３内の所定位置に電池１を収容した状態において、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分（例えば主面Ｓ１、Ｓ２の中央部分）がそれぞれ、孔部３２、４２を介してチャンバ２３から露出する。これにより、空間部２３ａの加圧状態においては、孔部３２、４２から電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分が大気開放される。なお、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分が、封止部以外の電池１の一部分の一例である。孔部３２、４２の形状は特に限定されるものではないが、例示するならば、円形状、楕円形状、四角形状や六角形状などの多角形状などが挙げられる。ここで、孔部３２、４２の形状とは、下面、上面に垂直な方向から孔部３２、４２を見たときの形状を意味する。

チャンバ２３は、分離可能に構成されたチャンバ下部３１とチャンバ上部４１とを備える。これらのチャンバ下部３１とチャンバ上部４１とを組み合わせることにより、電池１を収容する空間部２３ａが形成される。上述の孔部３２、４２はそれぞれ、チャンバ上部４１、チャンバ下部３１の中央に設けられている。なお、孔部３２、４２の配置はこの例に限定されるものではなく、チャンバ下部３１とチャンバ上部４１とを組合せた状態で、孔部３２、４２がチャンバ２３の厚さ方向に重ならず、ずれるような配置であってもよい。

孔部３２、４２の空間部２３ａ側の周縁にはそれぞれ、孔部３２、４２に沿った形状のパッキン３３、４３が設けられている。電池１を空間部２３ａに収容した状態において、孔部３２の空間部２３ａ側の周縁と電池１の主面Ｓ２との間にパッキン３３が介在するとともに、孔部４２の空間部２３ａ側の周縁と電池１の主面Ｓ１との間にパッキン４３が介在する。このパッキン３３、４３により、空間部２３ａが閉鎖されて、空間部２３ａから外部への圧縮気体のリークが防止される。パッキン３３、４３の材料は圧縮気体のリークを防止することができるものであればよく、特に限定されるものではないが、例示するならば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴム系材料が挙げられる。

チャンバ下部３１は、電池１を収容する収容体であり、例えば円形状を有する本体部３１ａと、本体部３１ａの周縁に設けられた周壁部３１ｂとを備える。本体部３１ａの中央部には、一方の主面から他方の主面に向けて貫通する孔部３２が設けられている。この孔部３２を介して、チャンバ２３内に収容された電池１の主面Ｓ２の一部分が露出する。

チャンバ上部４１は、例えばチャンバ下部３１上に載置される円形状などの蓋体である。チャンバ上部４１の中央部には、一方の主面から他方の主面に向けて貫通する孔部４２が設けられている。この孔部４２を介して、チャンバ２３内に収容された電池１の主面Ｓ１の一部分が露出する。また、チャンバ上部４１の中央からずれた位置には供給口４５が設けられている。この供給口４５を介して加圧器２１からチャンバ２３内に圧縮気体が供給される。供給口４５には接続部４６が設けられ、この接続部４６を介して供給口４５と連通管２７とが接続される。

チャンバ上部４１が、パッキン４３を保持するためのパッキン保持部４４を備えるようにしてもよい。また、このパッキン保持部４４は、空間部２３ａ内の所定位置に収容された電池１の主面Ｓ１に対して接近または離間する方向に移動可能なように構成されていてもよい。このような構成を採用した場合、パッキン保持部４４の移動により、パッキン４３の先端部と電池の主面Ｓ１との密着性をより向上することができる。パッキン保持部４４はパッキン４３を保持可能に構成されていればよく、その形状は特に限定されるものではない。ここでは、チャンバ上部４１のみがパッキン保持部４４を備える構成を例として説明するが、チャンバ下部３１にもパッキン保持部を備えるようにしてもよい。

チャンバ２３内には、電池１を支持するための支持部３６、３７が設けられている。支持部３６は、電池１のトップ側の部分を支持し、支持部３７は電池１のボトム側の部分を支持する。このように電池１を支持することで、空間部２３ａ内に圧縮気体を供給した際に、この圧縮気体により電池１が位置ずれを起こすことを防ぐことができる。また、電池１の支持により、本体部３１ａの内側面と電池１の主面Ｓ１、Ｓ２との間に空間を形成できる。このように空間が形成されることで、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２にも圧縮気体が周り込むことができるので、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２のピンホールも検査することができる。

支持部３６は、支持部材３６ａ、３６ｂと位置調整部３６ｃとを備える。支持部材３６ａは、チャンバ下部３１の本体部３１ａの内側面に設けられている。この支持部材３６ａ上に電池１の主面Ｓ２のうちトップ側の部分が載置される。支持部材３６ｂは位置調整部３６ｃに対して接続されており、この位置調整部３６ｃにより支持部材３６ｂの位置が調整される。電池１の主面Ｓ２のうちトップ側の部分を支持部材３６ａ上に載置し、位置調整部３６ｃにより支持部材３６ｂの位置を調整することで、電池１のトップ側が支持部材３６ａ、３６ｂにより挟まれ支持される。

支持部３７は、支持部材３７ａ、３７ｂと位置調整部３７ｃとを備える。支持部材３７ａは、チャンバ下部３１の本体部３１ａの内側面に設けられている。この支持部材３７ａ上に電池１の主面Ｓ２のうちボトム側の部分が載置される。支持部材３７ｂは位置調整部３７ｃに対して接続されており、この位置調整部３７ｃにより支持部材３７ｂの位置が調整される。電池１の主面Ｓ２のうちボトム側の部分を支持部材３７ａ上に載置し、位置調整部３７ｃにより支持部材３７ｂの位置を調整することで、電池１のボトム側が支持部材３７ａ、３７ｂにより挟まれ支持される。

支持部材３６ａ、３７ａは、チャンバ下部３１の本体部３１ａの内側面に固定されていてもよいし、支持部材３７ａ、３７ａがチャンバ下部３１の一部であってもよい。

［１．４ 検査方法］
次に、図５を参照して、上述の構成を有する検査装置を用いた電池の検査方法について説明する。まず、Ｓ１１において、検査対象としての電池１をチャンバ下部３１に搬入し、支持部材３６ａ、３６ｂにより電池１のトップ側を挟み支持するとともに、支持部材３７ａ、３７ｂにより電池１のボトム側を挟み支持する。次に、ステップＳ１２において、チャンバ上部４１を下降させて、チャンバ下部３１の周壁部３１ｂ上にチャンバ上部４１の周縁部を載置し、チャンバ下部３１の周壁部３１ｂの上端と、チャンバ上部４１の周縁部とを密着させる。これにより、チャンバ２３内に空間部２３ａが形成され、この空間部２３ａに電池１の封止部が少なくとも収容されるのに対して、孔部３２、４２それぞれから電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分が露出する。

次に、ステップＳ１３において、チャンバ２３をロックする。次に、ステップＳ１４において、チャンバ２３の空間部２３ａに圧縮空気などの圧縮気体を供給し、空間部２３ａを圧縮状態にする。この際、空間部２３ａの圧縮雰囲気は、例えば０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａ程度に設定される。

上述のように空間部２３ａを圧縮状態にすることで、電池１のうち空間部２３ａ内に位置する部分は圧縮気体により圧縮されるのに対して、孔部３２、４２から露出した部分は大気開放された状態となる。したがって、空間部２３ａ内に位置する外装材１２の部分に封止不良やピンホールなどがある場合には、その部分から圧縮気体が電池内部に入り込み、孔部３２、４２により大気開放された部分の外装材１２を膨れ上がらせて膨れ変形１２ａを発生させる（図６Ａ、図６Ｂ参照）。この膨れ変形１２ａは塑性変形であるため、チャンバ２３を大気開放後にも維持される。一方、空間部２３ａ内に位置する外装材１２の部分に封止不良やピンホールなどがない場合には、その部分から圧縮気体が電池内部に入り込むことがないため、孔部３２、４２により大気開放された部分の外装材１２に加圧前後で変化は生じない（図７Ａ、図７Ｂ参照）。

次に、ステップＳ１５において、チャンバ２３を大気開放する。次に、ステップＳ１６において、チャンバ２３のロックを解除する。次に、ステップＳ１７において、チャンバ上部４１を上昇させた後、支持部材３６ａ、３６ｂによる電池１のトップ側の支持を解除するとともに、支持部材３７ａ、３７ｂによる電池１のボトム側の支持を解除する。次に、ステップＳ１８において、電池１をチャンバ下部３１から搬出する。次に、ステップＳ１９において、電池１の主面Ｓ１、Ｓ２を目視観察する。目視観察により主面Ｓ１、Ｓ２に膨れ変形１２ａが観察された場合には（図６Ａ、図６Ｂ参照）、電池１に封止不良やピンホールなどがあると判断できる。一方、目視観察により主面Ｓ１、Ｓ２に膨れ変形１２ａが観察されなかった場合には（図７Ａ、図７Ｂ参照）、電池１に封止不良やピンホールなどがないと判断できる。以上により、電池１の検査が完了する。

なお、Ｓ１１〜Ｓ１８までの動作を制御装置２４による自動制御で行うようにしてもよい。その場合、電池１の搬送および搬出の操作は、搬送アームおよび搬出アームなどを用いて行われるようにすればよい。

［１．５ 効果］
第１の実施形態に係る検査装置では、チャンバ２３が、電池１の全体のうち少なくとも封止部分を収容する空間部２３ａと、封止部分以外の電池１の一部分（電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分）を露出させる孔部３２、４２とを有する。したがって、チャンバ２３の空間部２３ａに圧縮気体を供給すると、空間部２３ａに収容された封止部分などが加圧されるのに対して、孔部３２、４２により封止部分以外の電池１の一部分は大気開放された状態に維持される。これにより、外装材１２に封止不良やピンホールがあり、その部分から電池内部に圧縮気体が入り込んだ場合には、孔部３２、４２の位置では外装材１２の内側の気圧が外側の大気圧に比して高くなる。このため、孔部３２、４２の位置では外装材１２に膨れ変形１２ａが発生する。この膨れ変形１２ａを作業者などが目視により確認することで、検査対象である電池１の外装材１２に封止不良やピンホールが発生していることを判別できる。

真空状態を用いて電池１の封止状態を検査する方法（以下「真空方式の検査方法」という。）では、外装材１２に封止不良やピンホールがなく、電池１が良品である場合には、電池１の外装材１２が膨れる。このように外装材１２が膨れる電池１は良品であるため、大気開放後には外装材１２が元の状態に戻る必要がある。このため、上述の外装材１２の膨れ変形は弾性変形である必要がある。一方、外装材１２に封止不良やピンホールがある場合には、電池１の外装材１２に殆ど変化がない。真空方式の検査方法では、この状態の違いを目視などにより観察することで、電池１の封止状態を確認することができる。しかしながら、この真空方式の検査方法では、外装材１２の膨れ変形が弾性変形であるため、真空状態を維持した状態でしか、電池１の封止不良やピンホールの有無を確認することができない。これに対して、第１の実施形態に係る検査方法では、外装材１２の膨れ変形１２ａが塑性変形であるため、大気開放後にも膨れ変形１２ａが維持される。したがって、膨れ変形１２ａの確認を加圧状態において必ずしも行う必要はなく、大気開放後において行うことも可能である。したがって、第１の実施形態に係る検査方法では、真空方式の検査方法に比べて電池１の封止不良やピンホールの有無を容易に確認することができる。

［１．６ 変形例］
上述の第１の実施形態では、チャンバ２３が円盤形状を有する場合を例として説明したが、チャンバ２３の形状はこの例に限定されるものではない。例えば、図８Ａに示すように、チャンバ２３が立方体形状を有していてもよい。また、チャンバ２３が、空間部２３ａにて電池１の位置決めをするための位置決め部３８をさらに備えるようにしてもよい。

また、上述の第１の実施形態では、チャンバ２３が１つの電池１を収容する構成を例として説明したが、図８Ｂに示すように、チャンバ２３が複数の電池１を収容する構成を採用してもよい。この場合、孔部３２、４２の組が収容可能な電池１の個数分設けられ、それぞれの電池１の主面Ｓ１、Ｓ２の一部分が孔部３２、４２によりチャンバ２３から露出する。

また、上述の第１の実施形態では、検査装置が１つのチャンバ２３を備える構成を例として説明したが、検査装置が複数のチャンバ２３を備えるようにしてもよい。この場合、チャンバ２３として、上述のように複数の電池１を収容可能な構成のものを採用してもよい。

また、上述の第１の実施形態では、チャンバ下部３１およびチャンバ上部４１がそれぞれ孔部３２、４２を有する構成を例として説明したが、チャンバ２３の構成はこれに限定されるものではない。例えば、チャンバ下部３１およびチャンバ上部４１のうちの少なくとも一方に孔部を有するようにしてもよい。

また、上述の第１の実施形態では、電池１を加圧状態に１回だけ維持する例について説明したが、孔部３２、４２から電池１の表面が露出する位置を変えて、電池１を加圧状態に２回維持するようにしてもよい。具体的には、孔部３２、４２から電池１の表面が露出する位置を変えて、図５に示したステップＳ１１〜Ｓ１８の操作を２回繰り替えしてもよい。これにより、１回目の加圧状態で孔部３２、４２から露出する位置にピンホールなどが存在し、電池表面に膨れ変形１２ａが発生せず、ピンホールなどの存在を確認できなかった場合でも、２回目の加圧状態で電池表面に膨れ変形１２ａが発生するため、そのピンホールなどの存在を確認することができる。したがって、ピンホールなどの検出精度を向上することができる。

また、上述の第１の実施形態において、検査装置が真空ポンプなどの排気部をさらに備え、この排気部によりチャンバ２３内を一度真空状態にした後に、加圧状態とするようにしてもよい。このようにすることで、電池１の封止部に不十分な封止箇所がある場合、真空状態により不十分な封止箇所を開かせることができる。このため、加圧状態としたときに、開いた封止箇所から電池内部に圧縮気体を入り込ませることができる。したがって、不十分な封止箇所の確認をすることもできる。

＜２．第２の実施形態＞
［２．１ 検査装置の構成］
図９に示すように、本技術の第２の実施形態に係る検査装置は、変位センサ（測定部）５１をさらに備える点において、第１の実施形態に係る検査装置とは異なっている。変位センサ５１は、図１０Ａに示すように、チャンバ２３の孔部４２の近傍に設けられている。この孔部４２を介して、変位センサ５１は、チャンバ２３の加圧時において電池１の表面の変位量を測定する。変位センサ５１としては、例えば、接触式および非接触式のいずれの変位センサを用いてもよい。なお、図９、図１０では、レーザフォーカス式センサなどの光学式センサを用いた例が示されている。変位センサ５１は、制御装置２４からの制御信号に基づき制御される。また、変位センサ５１は、チャンバ２３の加圧時においては、測定した変位量を制御装置２４に供給する。制御装置２４は、変位センサ５１から供給される変位量に基づき、検査対象である電池１に封止不良があるか否かを判別し、その結果を視覚情報として表示装置２５に表示する。

検査装置がランプ２８をさらに備え、このランプ２８の点灯などにより作業者に検査結果を視覚情報として告知するようにしてもよい。ランプ２８としては、例えば、電球、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子が挙げられる。また、検査装置が、スピーカなどの音声出力部２９を備え、この音声出力部２９により作業者に検査結果を警告音などの聴覚情報として告知するようにしてもよい。

［２．２ 検査方法］
次に、図１１を参照して、上述の構成を有する検査装置を用いた電池の検査方法について説明する。この検査方法は、図５に示したステップＳ１４、Ｓ１５の間において、検査装置が以下の動作をさらに行う点において、上述の第１の実施形態における検査方法とは異なっている。

まず、ステップＳ２１において、変位センサ５１は、電池１の主面Ｓ１のうち、孔部３２から露出した部分の変位量を測定し、測定した変位量を制御装置２４に供給する。次に、ステップＳ２２において、制御装置２４は、変位センサ５１から供給された変位量に基づき、変位量が規定値を超えているか否かを判別する。変位量の規定値は、外装材１２の材質などを考慮して選ばれることが好ましく、例えば数十ミクロン程度に選ばれる。

ステップ２２において規定値を超えていると判別した場合には、ステップＳ２３において、制御装置２４は、検査対象である電池１が不良品であることを示す情報を表示装置２５に表示して、作業者に警告を促す。その後、表示装置２５は、図５に示したステップＳ１５の操作を行う。一方、ステップ２２において規定値を超えていないと判別した場合には、ステップＳ２４において、制御装置２４は、検査対象である電池１が良品であることを示す情報を表示装置２５に表示する。その後、図５に示したステップＳ１５の操作を行う。

［２．３ 効果］
第２の実施形態に係る検査装置では、制御装置２４が変位センサ５１から供給される変位量に基づき、検査対象である電池１が良品であるか否かを判断するので、目視観察による場合に比して、電池１が良品であるか否かの判断をより正確に行うことができる。

また、検査雰囲気を加圧雰囲気とするのに要する時間は、検査雰囲気を真空雰囲気とする時間よりも短くて済むので、真空方式の検査方法に比べて検査時間を短縮化することができる。

［２．４ 変形例］
上述の第２の実施形態では、検査装置が、孔部４２を介して電池１の主面Ｓ１の変位量を測定する変位センサ５１を備える構成を例として説明したが、検査装置の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、図１０Ｂに示すように、検査装置が、孔部３２を介して電池１の主面Ｓ２の変位量を測定する変位センサ５２をさらに備えるようにしてもよい。また、検査装置が、変位センサ５１、５２のうち変位センサ５２のみを備えるようにしてもよい。

検査装置が２個の変位センサ５１、５２を備える場合には、制御装置２４には、変位センサ５１から第１の変位量が供給されるとともに、変位センサ５２から第２の変位量が供給される。制御装置２４は、これらの第１および第２の変位量のうちの少なくとも一方が既定値を超える場合には、電池１が不良品であると判別する。このように検査装置が２個の変位センサ５１、５２を備えた場合には、電池１の不良検出精度をさらに高めることができる。

また、上述の第２の実施形態では、チャンバ２３の加圧状態において変位センサ５１により電池表面の変位量を測定する場合を例として説明したが、チャンバ２３の開放後に電池表面の変位量を変位センサ５１により測定してもよい。

＜３ 第３の実施形態＞
［３．１ チャンバの構成］
図１２Ａに示すように、本技術の第３の実施形態に係るチャンバ２３は、孔部４２に代えてパッド部６１を備える点において、第１の実施形態とは異なっている。パッド部６１は、空間部２３ａ内において電池１の主面Ｓ１の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部の一例であり、チャンバ２３の外の大気と通じている。

パッド部６１は、パッド本体６１ａと、連通部６１ｂとを備える。パッド本体６１ａは、その内部に中空状の空間を有している。この空間の形状としては、半円球状、円柱状、円錐台状などが挙げられ、これらの形状の底面側がチャンバ下部３１の本体部３１ａに対向するようにパッド本体６１ａは配置される。但し、中空空間の形状はこれらの形状に特に限定されるものではない。パッド本体６１ａの材料としては、電池１の主面Ｓ１との密着性の観点から、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴム系材料を用いることが好ましい。

パッド部６１の中空状の空間のうちチャンバ下部３１の本体部３１ａに対向する側は開放され、それとは反対の側は連通部６１ｂの一端に接続されている。連通部６１ｂの他端はチャンバ２３の外に導出されている。連通部６１ｂを介して、パッド本体６１ａの中空状の空間とチャンバ２３の外部の大気とが連通している。パッド本体６１ａの開放された側を電池１の主面Ｓ１の一部分（例えば中央部分）に押し付けて密着させることにより、空間部２３ａ内において電池１の主面Ｓ１の一部分を隔離する隔離空間が形成される。連通部６１ｂは、パッド本体６１ａが電池１の主面Ｓ１に対して接近または離間する方向に移動可能なように、チャンバ上部４１の中央に保持されている。

［３．２ 検査方法］
上述の構成を有するチャンバ２３を用いた電池の検査方法は、チャンバ２３のロック（図５中のステップＳ１３）後、チャンバ２３の加圧（図５中のステップＳ１４）前に、以下に示す工程をさらに備える。すなわち、パッド本体６１ａの開放側を電池１の主面Ｓ１の一部分（例えば中央部分）に押し付けて密着させることにより、空間部２３ａ内において電池１の主面Ｓ１の一部分を隔離する隔離空間を形成する工程をさらに備える。この工程後に、圧縮空気などの圧縮気体をチャンバ２３に供給すると、空間部２３ａのうち隔離空間以外の部分は加圧雰囲気となるのに対して、隔離空間は大気開放状態に維持される。

［３．３ 効果］
第３の実施形態では、チャンバ２３の加圧状態において、電池１の主面Ｓ１の一部分をパッド部６１により大気開放することができる。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

［３．４ 変形例］
上述の第３の実施形態では、検査装置が、孔部４２に代えてパッド部６１を備える構成を例として説明したが、検査装置の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、図１２Ｂに示すように、検査装置が、孔部３２に代えてパッド部６１をさらに備えるようにしてもよい。

以上、本技術の第１から第３の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の第１から第３の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の第１から第３の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。

また、上述第１から第３の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

また、上述の第１から第３の実施形態では、検査装置により電池を検査する場合を例として説明したが、検査対象物はラミネートフィルムなどの外装材により封止された封止構造を有しているものであればよく、電池に限定されるものではない。電池以外の検査対象物としては、例えば、医療用品、電子部品などを封止した封止物、医薬品、菓子類、レトルト食品を封止した封止物などが挙げられる。

また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
電池の封止部を少なくとも収容する空間部、および上記封止部以外の電池の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
上記空間部を加圧状態にする加圧部と
を備える検査装置。
（２）
上記開放部は、孔部である（１）に記載の検査装置。
（３）
上記開放部は、上記空間部内において上記電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、
上記隔離空間形成部は、大気と通じている（１）に記載の検査装置。
（４）
上記電池の一部分の変位量を測定する測定部をさらに備える（１）から（３）のいずれかに記載の検査装置。
（５）
上記測定部により測定された変位量が規定値を超えている場合には、封止不良が発生していることを、出力部を介して告知する制御部をさらに備える（４）に記載の検査装置。
（６）
上記電池は、電池素子と、上記電池素子を外装するラミネートフィルムとを備える（１）から（５）のいずれかに記載の検査装置。
（７）
電池の封止部少なくともチャンバの空間部に収容し、
上記空間部内を加圧状態にするとともに、上記封止部以外の電池の一部分を大気開放する
ことを含む検査方法。
（８）
電池の封止部を少なくとも収容する空間部と、
上記封止部以外の電池の一部分を大気開放する開放部と
を有する電池検査用チャンバ。
（９）
検査対象の封止部を少なくとも収容する空間部、および上記封止部以外の検査対象の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
上記空間部を加圧状態にする加圧部と
を備える検査装置。

１ 電池
１１ 電池素子
１２ 外装材
１３ 正極リード
１４ 負極リード
１５ 密着フィルム
２１ 加圧器
２２ 圧力制御器
２３ チャンバ
２３ａ 空間部
２４ 制御装置
２５ 表示装置
２６、２７ 連通管
２８ ランプ
２９ 音声出力部
３１ チャンバ下部
３１ａ 本体部
３１ｂ 周壁部
３６、３７ 支持部
３８ 位置決め部
３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ 支持部材
３６ｃ、３７ｃ 位置調整部
４１ チャンバ上部
３２、４２ 孔部
３３、４３ パッキン
４４ パッキン保持部
４５ 供給口
４６ 接続部

Claims (25)

1. フィルム外装電池を収容する空間部および封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を大気開放する孔部を有するチャンバと、
   上記空間部を加圧状態にする加圧部と
   を備え、
   上記フィルム外装電池の一部分は、上記フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査装置。
2. フィルム外装電池を収容する空間部および封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
   上記空間部を加圧状態にする加圧部と
   を備え、
   上記開放部は、上記空間部内において上記フィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、
   上記隔離空間形成部は、大気と通じているフィルム外装電池の検査装置。
3. フィルム外装電池の少なくとも封止部を収容する空間部および上記封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
   上記空間部を加圧状態にする加圧部と、
   上記フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する測定部と
   を備えるフィルム外装電池の検査装置。
4. 上記開放部は、孔部である請求項３に記載のフィルム外装電池の検査装置。
5. 上記隔離空間形成部は、パッド部である請求項２に記載のフィルム外装電池の検査装置。
6. 上記パッド部は、その内部に空間を有するパッド本体と、連通部を有する請求項５に記載のフィルム外装電池の検査装置。
7. 上記連通部は、一端が上記パッド本体に接続され、他端が上記チャンバの外に導出されている請求項６に記載のフィルム外装電池の検査装置。
8. 上記パッド本体は、上記フィルム外装電池の主面の一部分に密着させることができ、上記チャンバの空間部内において、上記フィルム外装電池の主面の一部分を隔離する隔離空間が形成される請求項６または７に記載のフィルム外装電池の検査装置。
9. 上記連通部は、上記パッド本体が上記フィルム外装電池の主面に対して接近または離間する方向に移動可能なように、上記チャンバに保持されている請求項６乃至８のいずれか一に記載のフィルム外装電池の検査装置。
10. 上記フィルム外装電池の主面の一部分は、上記フィルム外装電池の主面の中央部分である請求項８に記載のフィルム外装電池の検査装置。
11. 上記パッド本体の空間は、半円球状、円柱状または円錐台状である請求項６乃至１０のいずれか一に記載のフィルム外装電池の検査装置。
12. 上記パッド本体の材質は、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴムまたはスチレンブタジエンゴムである請求項６乃至１１のいずれか一に記載のフィルム外装電池の検査装置。
13. 上記フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する測定部をさらに備える請求項１または２に記載のフィルム外装電池の検査装置。
14. 上記測定部により測定された変位量が規定値を超えている場合には、封止不良が発生していることを、出力部を介して告知する制御部をさらに備える請求項３または１３に記載のフィルム外装電池の検査装置。
15. 上記フィルム外装電池は、電池素子と、上記電池素子を外装するラミネートフィルムとを備える請求項１乃至１４のいずれか一に記載のフィルム外装電池の検査装置。
16. 上記フィルム外装電池は、扁平状を有する請求項１乃至１５のいずれか一に記載のフィルム外装電池の検査装置。
17. フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容し、
    上記空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を上記チャンバに設けられている孔部を介して大気開放する
    ことを含み、
    上記フィルム外装電池の一部分は、上記フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査方法。
18. フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容し、
    上記空間部内を加圧状態にするとともに、封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を大気開放する
    ことを含み、
    上記大気開放は、上記チャンバの空間部内において、上記フィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部を介して行われるフィルム外装電池の検査方法。
19. フィルム外装電池の少なくとも封止部をチャンバの空間部に収容し、
    上記空間部内を加圧状態にするとともに、上記封止部以外のフィルム外装電池の一部分を大気開放し、
    上記フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する
    ことを含むフィルム外装電池の検査方法。
20. 上記隔離空間形成部は、パッド部である請求項１８に記載のフィルム外装電池の検査方法。
21. フィルム外装電池を収容する空間部と、
    封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を大気開放する孔部と
    を有し、
    上記フィルム外装電池の一部分は、上記フィルム外装電池の主面の一部分であるフィルム外装電池の検査用チャンバ。
22. フィルム外装電池を収容する空間部と、
    封止部以外の上記フィルム外装電池の一部分を大気開放する開放部と
    を有し、
    上記開放部は、上記空間部内において上記フィルム外装電池の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、
    上記隔離空間形成部は、大気と通じているフィルム外装電池の検査用チャンバ。
23. フィルムにより封止された検査対象を収容する空間部および封止部以外の上記検査対象の一部分を大気開放する孔部を有するチャンバと、
    上記空間部を加圧状態にする加圧部と
    を備え、
    上記検査対象の一部分は、上記検査対象の主面の一部分である検査装置。
24. フィルムにより封止された検査対象を収容する空間部および封止部以外の上記検査対象の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
    上記空間部を加圧状態にする加圧部と
    を備え、
    上記開放部は、上記空間部内において上記検査対象の一部分を空間的に隔離する隔離空間形成部であり、
    上記隔離空間形成部は、大気と通じている検査装置。
25. フィルムにより封止された検査対象の少なくとも封止部を収容する空間部および上記封止部以外の検査対象の一部分を大気開放する開放部を有するチャンバと、
    上記空間部を加圧状態にする加圧部と、
    上記検査対象の一部分の変位量を測定する測定部と
    を備える検査装置。

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