JP6056991B2 - フィルム外装電池の製造方法 - Google Patents
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Description
第2の技術は、電池素子をフィルム外装材により封止した後に、該封止状態の検査工程を含むフィルム外装電池の製造方法であって、検査工程は、フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容する工程と、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工程を含み、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製造方法である。
第3の技術は、電池素子をフィルム外装材により封止した後に、該封止状態の検査工程を含むフィルム外装電池の製造方法であって、検査工程は、フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容する工程と、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工程と、フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する工程を含む、フィルム外装電池の製造方法である。
第4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5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6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8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9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11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13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14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。
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
[1.1 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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
(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。
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 (32)
- 電池素子をフィルム外装材により封止した後に、該封止状態の検査工程を含むフィルム外装電池の製造方法であって、
上記検査工程は、
上記フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容する工程と、
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主面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工程を含む、
フィルム外装電池の製造方法。 - 電池素子をフィルム外装材により封止した後に、該封止状態の検査工程を含むフィルム外装電池の製造方法であって、
上記検査工程は、
上記フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容する工程と、
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工程を含み、
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製造方法。 - 電池素子をフィルム外装材により封止した後に、該封止状態の検査工程を含むフィルム外装電池の製造方法であって、
上記検査工程は、
上記フィルム外装電池をチャンバの空間部に収容する工程と、
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工程と、
上記フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する工程を含む、
フィルム外装電池の製造方法。 - 上記大気開放は、上記チャンバに設けられた孔部を介して行う請求項3に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 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製造方法。
- 上記フィルム外装電池の一部分の変位量を測定する工程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製造方法。
- 測定された上記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工程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製造方法。
- 上記フィルム外装材は、ラミネートフィルム、高分子フィルムまたは金属フィルムである請求項1乃至14のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 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製造方法。
- 上記電池素子には、正極リードおよび負極リードが取り付けられている請求項1乃至16のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記正極リードおよび負極リードは、アルミニウム、銅、ニッケルまたはステンレスを含む請求項17に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記正極リードおよび負極リードは、薄板状または網目状である請求項17または18に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記フィルム外装電池は、その全ての辺部または一部の辺部に封止部を有する請求項1乃至19のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記封止部を、1つの矩形状の上記フィルム外装材をその中央部から折り返して上記電池素子を挟み込みつつ、折り返した辺部同士を重ね合わせて接着することにより形成する請求項1乃至20のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記封止部を、2つの矩形状の上記フィルム外装材の間に上記電池素子を挟み込みつつ、辺部同士を重ね合わせて接着することにより形成する請求項1乃至20のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記接着を熱融着によって行う請求項21または22に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記フィルム外装材は、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請求項1乃至23のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記フィルム外装材において、上記熱融着樹脂層の面が、上記電池素子を収容する側の面となる請求項24に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記熱融着樹脂層は、ポリプロピレン(PP)またはポリエチレン(PE)を含む請求項24または25に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記金属層は、アルミニウム(Al)またはその合金を含む請求項24乃至26のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記表面保護層は、ナイロン(Ny)を含む請求項24乃至27のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記フィルム外装材と、正極リードおよび負極リードとの間に、さらに密着フィルムを挿入する請求項17乃至19のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記密着フィルムは、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を含む請求項29に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記電池素子は、巻回電極構造またはスタック電極構造を有する請求項1乃至30のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
- 上記電池素子は、電解質として、電解液、ゲル状電解質または固体電解質を含む請求項1乃至31のいずれか一に記載のフィルム外装電池の製造方法。
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