JP6350909B2

JP6350909B2 - 電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法およびその装置

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Publication number: JP6350909B2
Application number: JP2014135118A
Authority: JP
Inventors: 坂田　卓也; 卓也坂田
Original assignee: Eliiy Power Co Ltd
Current assignee: Eliiy Power Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016012549A

Description

本発明は電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法およびその装置に関し、特にリチウムイオン電池の製造工程においてセパレータの幅方向のずれを検出する場合に適用して有用なものである。

リチウムイオン二次電池の一種として、正電極板と負電極板とを絶縁体であるセパレータを挟んで相対向させることにより単位発電要素を構成し、該発電要素の複数枚を一体化してスタック構造の電極積層体を構成したものがある。

図５はスタック構造のリチウムイオン二次電池の正電極板を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、図６は負電極板を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。図５に記載する通り、正電極板１は、正電極シート３の両面上にそれぞれ正極活物質５を塗布して形成してあり、その端部（図５では左端部）には正極接続端子（図示せず）に接続するための正極側接続部７が形成されている。正極側接続部７は正極活物質５が塗布されていないタブとなっている。正電極シート３は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質５を塗布することができれば、特に限定されないが、例えばアルミ箔で形成されている。

一方、図６に示すように、負電極板２は、負電極シート４の両面上にそれぞれ負極活物質６を塗布して形成してあり、その端部（図６では右端部）には負極接続端子に接続するための負極側接続部８が形成されている。負極側接続部８は負極活物質６が塗布されていないタブとなっている。負電極シート４は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質６を塗布することができれば、特に限定されないが、例えば銅箔で形成されている。

かかる正電極板１および負電極板２は、図７に示すように、ジグザグ折りした絶縁体のセパレータ９を挟んで相対向するようにセパレータ９の各谷溝９Ａに挿入され、かかる状態でセパレータ９を上下から押すことにより正電極板１，負電極板２およびセパレータ９が一体的に積層された電極積層体が構成される（特許文献１参照）。

図８〜図１０は上記電極積層体を製造する製造過程の一例を電極積層体の製造装置の概略構成とともに示す説明図である。図８に示すように、セパレータ９はローラ２１を介して垂直に吊下げられている。吊下げられたセパレータ９の左右両側には、上下方向の複数の高さ位置で水平に伸びるガイド棒１２、１３が配設されている。ここで、左側のガイド棒１２と右側のガイド棒１３とは高さ位置が互い違いになるように配設されている。さらに当該製造装置では、ガイド棒１２，１３にそれぞれ対応して水平な電極板載置台１４，１５が設けられている。また、アライメント棒１６は、電極板載置台１４に載置された正電極板１の幅方向（図面に直交する方向）の両端部に当接して正電極板１を図中右側へ移動させるとともに、アライメント棒１７は、電極板載置台１５に載置された負電極板２の幅方向（図面に直交する方向）の両端部に当接して負電極板２を図中左側へ移動させる。

かくして、図８に示すように、左右のガイド棒１２，１３間に吊下げられたセパレータ９に接近するように、ガイド棒１２、電極板載置台１４およびアライメント棒１６を一体的に図中右方向に移動させるとともに、ガイド棒１３、電極板載置台１５およびアライメント棒１７を一体的に図中左方向に移動させる。ここで、ガイド棒１２，１３の高さは互い違いに構成されているので、セパレータ９の左側面に対するアライメント棒１６の当接移動、およびセパレータ９の右側面に対するアライメント棒１７の当接移動に伴い、図９に示すように、アライメント棒１６，１７によりセパレータ９がジグザグ折りされる。このとき、図９に示すように、アライメント棒１６，１７と一体的に移動する電極板載置台１４，１５はジグザグ折りされるセパレータ９の各谷溝９Ａ内に挿入され、さらにかかる電極板載置台１４，１５の挿入状態でアライメント棒１６，１７をセパレータ９の谷溝９Ａ側に移動させることで、ジグザグ折りされたセパレータ９の図中左側から正電極板１を、ジグザグ折りされたセパレータ９の図中右側から負電極板２をそれぞれ各谷溝９Ａ内に挿入する。

かかる挿入後に、ジグザグ折りしたセパレータ９の上面を上面押板１８で、下面を下面押板１９でそれぞれ押圧することにより圧縮されて図１０に示すような電極積層体Ｉとなる。図１０に示す状態での電極積層体Ｉのセパレータ９は、電極積層体Ｉの上端部でローラ２１から吊下げられているセパレータ９に連続しており、下面押板１９との境界部分からは、セパレータ９の余剰部である余剰セパレータ９Ｂが下方に垂下されている。かかる状態の電極積層体Ｉは、その上面押板１８との境界部分で、ローラ２１側のセパレータ９から切り離すことにより他の場所に移送して余剰セパレータ９Ｂの処理を行う。すなわち、余剰セパレータ９Ｂを電極積層体Ｉの外周面に巻き付けて止めている。

図１１は上述の如き余剰セパレータの処理が終了したスタック構造の電極積層体をクリップとともに示す斜視図である。同図に示すように、この種の電極積層体Ｉにおいては、ジグザグ折りされたセパレータ９の間に挿入された正電極板１および負電極板２の正極側接続部７および負極側接続部８はセパレータ９の幅方向の両端部からそれぞれ突出させてある。かかる電極積層体Ｉにおいてセパレータ９の両端部からそれぞれ突出している複数の正極側接続部７および負極側接続部８は、後工程で、正極側および負極側でそれぞれ一括して溶接等により接続端子に接続される。かかる後工程に先立ち、セパレータ９の両端部からそれぞれ突出している複数の正極側接続部７および負極側接続部８は、クリップ１０、１１を取付けて纏めてある。クリップ１０，１１により複数の正極側接続部７および負極側接続部８を纏めておかないと、正電極シート３および負電極シート４の電極積層体Ｉの厚さ方向に広がろうとする力に抗して各正極側接続部７および負極側接続部８を厚さ方向の内側に撓ませて行う溶接が困難になるからである。

ＷＯ２０１４／０６１１９号パンフレット

上述の如き電極積層体Ｉにおいては、セパレータ９が幅方向にずれた状態でジグザグ折りされている場合がある。そこで、かかるセパレータ９のジグザグ折り部分の端部でのずれは、その程度によっては正電極板１と負電極板２とのショートの原因となる。また、電極積層体Ｉの最外周部分である余剰セパレータ９Ｂの巻回部分が幅方向にずれた場合には、そのずれ量によっては、クリップ１０，１１により複数の正極側接続部７および負極側接続部８を纏めた際にクリップ１０，１１がセパレータ９までも噛みこんでしまうという問題が発生する。

そこで、かかる２種類のずれ量を適切に管理して許容値内に収める必要がある。
しかしながら、従来技術におけるずれ量の検査は作業員の目視によっていた。このため、検査結果にばらつきを生起するばかりでなく、検査のタクトタイムも長くなっていた。

本発明は、上記従来技術に鑑み、電極積層体におけるセパレータの幅方向のずれが許容範囲内に収まっているか否かの検査の自動化を図り、高精度の検査結果を得ることにより、最終製品である二次電池の品質向上に資することができる電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法およびその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
ジグザグ折りした絶縁体のセパレータの谷溝に正電極板と負電極板とを交互に積層してなる電極積層体の前記セパレータの位置ずれ検出方法であって、
前記電極積層体の一端部の所定範囲を撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像データに基づき前記セパレータの幅方向の端部位置を検出し、前記電極積層体の幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置との間の距離が所定値を超える場合に前記電極積層体を不良と判定する工程を有し、
前記端部位置の特定の際には、前記所定範囲を前記幅方向に直交する前記電極積層体の厚さ方向に関して複数の区画に分割し、各区画毎に前記端部位置を特定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法にある。

本態様によれば、前記所定範囲の画像情報を得るだけで、前記電極積層体の幅方向端部の前記最大位置と最小位置との距離に基づき前記電極積層体の厚さ方向に積層されたセパレータの幅方向のずれを検出することができる。この結果、ずれ量が所定値以内に収まっているか否かにより、電極積層体の良否を判定し得る。ここで、端部位置の特定の際には、前述の如く電極積層体の厚さ方向に複数の区画に分割し、各区画毎に端部位置を特定している。この結果、画像データ上で狭い範囲のセパレータを対象として区画毎に端部を、正確かつ確実に検出することができる。したがって、セパレータのズレ量が大きくなって正、負電極板間のショートを生起するという虞を未然に防止することができる。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法において、前記端部位置の検出は、各区画毎に区画内の画素の輝度の変化に基づくことを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法にある。

本形態によれば、画像データ上の狭い範囲のセパレータを対象として端部を正確かつ確実に検出することができる。

本発明の第３の態様は、
第１または第２の態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法による検出は、前記電極積層体における前記セパレータの幅方向における両端部を掴んで前記電極積層体を回転させて余剰セパレータを前記電極積層体に巻回するに際し、前記両端部を掴んだ状態である巻回作業の初期状態で実施することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法にある。

本態様によれば、余剰セパレータの所定の巻回処理の工程の初期に、セパレータのジグザグ折りされた部分のずれを確認するので、不良品に対する巻回処理が行われることを抑制することができる。

本発明の第４の態様は、
第１から第３の何れか１つの態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法による検出を第１の検査として先に実施し、この検査で良好と判定された場合は、第２の検査を実施し、第２の検査では、前記電極積層体の一端部の所定範囲を前記撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像データに基づき前記電極積層体の最外周に巻回された余剰セパレータの幅方向の端部を特定するとともに、前記余剰セパレータの幅方向の端部から同方向に突出する電極シートの先端部を特定し、前記端部と前記先端部との間の距離が所定値を超えるか、または所定値未満の場合に前記電極積層体を不良と判定する工程を有し、
この第２の検査でも良好と判定された場合は、前記電極積層体を良品と判定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法にある。

本態様によれば、電極積層体における最外周部に巻回したセパレータの幅方向の端部の位置を所定の範囲に管理することができ、次工程における電極積層体に対するクリップの装着等の作業を支障なく実施することができる。すなわち、セパレータの端部から突出する電極板の電極シートを、セパレータを巻き込むことなく規定どおりにクリップすることができる。
また、ジグザグ折りに伴うセパレータのずれと、最後の余剰セパレータの巻回によるジグザグ折りした以外の部分のセパレータのずれとが何れも規定値内に収められる結果、最終製品を高品質のものとすることができる。

本発明の第５の態様は、
第４の態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法において、前記第２の検査は、前記電極積層体に対する前記余剰セパレータの巻回が終了した状態で実施することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法にある。

本態様によれば、余剰セパレータの所定の巻回処理が終了した時点で巻回状態を確認するので、巻回によるセパレータの位置ずれをも確実に検出することができる。

本発明の第６の態様は、
ジグザグ折りした絶縁体のセパレータの谷溝に正電極板と負電極板とを交互に積層してなる電極積層体の前記セパレータの位置ずれ検出装置であって、
前記電極積層体の一端部の所定範囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像データに基づき前記セパレータの幅方向の端部位置を検出し、前記電極積層体の幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置との間の距離が所定値を超える場合に前記電極積層体を不良と判定する画像処理装置とを有し、
前記画像処理装置は、前記端部位置の特定の際に、前記幅方向に直交する前記電極積層体の厚さ方向に関して前記所定範囲を複数の区画に分割し、各区画毎に前記端部位置を特定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置にある。

本態様によれば、前記所定範囲の画像情報を得るだけで、前記電極積層体の幅方向端部の前記最大位置と最小位置との距離に基づき前記電極積層体の厚さ方向に積層されたセパレータの幅方向のずれを検出することができる。この結果、ずれ量が所定値以内に収まっているか否かにより、電極積層体の良否を判定し得る。ここで、端部位置の特定の際には、前述の如く電極積層体の厚さ方向に複数の区画に分割し、各区画毎に端部位置を特定するものとしている。この結果、画像データ上で狭い範囲のセパレータを対象として区画毎に端部を、正確かつ確実に検出することができる。したがって、セパレータのズレ量が大きくなって正、負電極板間のショートを生起するという虞を未然に防止することができる。

本発明の第７の態様は、
第６の態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置において、前記端部位置の検出は、各区画毎に区画内の画素の輝度の変化に基づくことを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置にある。

本発明の第８の態様は、
第６または第７の態様に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置において、前記撮像手段は、前記電極積層体における前記セパレータの幅方向における両端部を掴んで前記電極積層体を回転手段で回転させて前記余剰セパレータを前記電極積層体に巻回するに際し、前記回転手段に前記両端部を掴ませた初期状態で撮像することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置にある。

本発明によれば、所定範囲の画像情報を得るだけで、電極積層体の幅方向端部の最大ずれ位置と最小ずれ位置との距離に基づき電極積層体の厚さ方向に積層されたセパレータの幅方向のずれを検出することができる。この結果、ずれ量が所定値以内に収まっているか否かにより、電極積層体の良否を判定し得る。ここで、端部位置の特定の際には、前述の如く電極積層体の厚さ方向に複数の区画に分割し、各区画毎に端部位置を特定しているので、狭い範囲のセパレータを対象として区画毎に端部を、正確かつ確実に検出することができる。

本発明の実施の形態に係る電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置を余剰セパレータの処理装置とともに概念的に示す図であり、（ａ）が初期状態における概略構成図、（ｂ）が処理の終了状態における概略構成図である。図１の画像処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。ジグザグ折りした部分のズレ量検出のための画像イメージを示す図で、（ａ）が良品の場合、（ｂ）が不良品の場合、（ｃ）が端部検出の原理をしめす説明図である。余剰セパレータを巻回した部分のズレ量検出のための画像イメージを不良品の場合について示す説明図である。スタック構造のリチウムイオン二次電池の正電極板を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。スタック構造のリチウムイオン二次電池の負電極板を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。ジグザグ折りしたセパレータの各谷溝に電極板を挿入する場合の態様を示す説明図である。電極積層体を製造する製造過程の一例を電極積層体の製造装置の概略構成とともに示す説明図である。電極積層体を製造する製造過程の一例を電極積層体の製造装置の概略構成とともに示す説明図である。電極積層体を製造する製造過程の一例を電極積層体の製造装置の概略構成とともに示す説明図である。スタック構造の電極積層体をクリップとともに示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、図５〜図１１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置を余剰セパレータの処理装置とともに概念的に示す図であり、（ａ）が初期状態における概略構成図、（ｂ）が処理の終了状態における概略構成図である。

同図に示すように、余剰セパレータの処理装置IIは、電極積層体Ｉの外周面に余剰セパレータ９Ｂを自動的に巻回して余剰セパレータ９Ｂの所定の処理を行なうためのものである。ここで、電極積層体Ｉは、ジグザグ折りした帯状の絶縁体であるセパレータ９の各谷溝９Ａ（図７参照）に正電極板１と負電極板２とを交互に挿入して正電極板１および負電極板２のセパレータ９を介したスタック構造を形成して一体化したものである。

回転手段３０は、電極積層体Ｉの幅方向の両端部を掴む保持部３０Ａ、３０Ｂを有しており、保持部３０Ａ、３０Ｂの端面の中央部に、前記幅方向に伸びて固定された軸３１Ａ、３１Ｂの回りに回転可能に形成されている。回転手段３０の回転は図示しない駆動手段により行なわれる。かくして回転手段３０は、電極積層体Ｉの中心を通りその幅方向に伸びる軸３１Ａ、３１Ｂの周りに回転されことにより電極積層体Ｉがスタック構造を形成する際にカットされて余剰部となっている余剰セパレータ９Ｂを電極積層体Ｉに巻回処理させる。

テンション付与手段３３は回転手段３０の回転に伴い引き込まれる余剰セパレータ９Ｂに、引き込みに抗するテンションを付与する。具体的には、テンション付与手段３３には、上面に余剰セパレータ９Ｂの下面が接して載置されており、引き込み搬送方向（図中の左から右方向）に作用する力に抗する力を付与する。すなわち、余剰セパレータ９Ｂの下面に負圧を作用させて下面を吸引することにより余剰セパレータ９Ｂに張力を与え、引き込み搬送時の余剰セパレータ９Ｂのバタツキや蛇行等を抑制している。

かくして初期状態においては図１（ａ）に示すように、電極積層体Ｉから図中左側に伸びている余剰セパレータ９Ｂが回転手段３０の回転により巻取られて最終的に、図１に（ｂ）に示すような一体の電極積層体Ｉとなる。

本形態に係る電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置は、上記余剰セパレータの処理装置IIに付属させて設置してある。このように付属させることは必ずしも必要ではない。個別に配設することも勿論、可能である。

当該巻きずれ検出装置は、電極積層体Ｉの幅方向（Ｘ軸方向；以下同じ）に関する一端部の所定範囲（本形態では正極側接続部７を含む所定領域としているが、これは負極側接続部８を含む所定領域としても勿論構わない）を撮像する撮像手段であるカメラ３５（図２参照）と、カメラ３５で撮像した画像データに基づきセパレータ９の幅方向の端部位置を検出して所定の画像処理を行なうことによりセパレータ９の幅方向の巻きずれ量の検出を行なう画像処理装置３６とを有している。ここで、本形態におけるセパレータ９の巻きずれ量とは、１）セパレータ９のジグザグ折りした部分のジグザグ折りに伴う幅方向のずれ（以下、「内巻きずれ」という）と、２）ジグザグ折りした部分以外の余剰セパレータ９Ｂの部分を余剰セパレータの処理装置IIで処理して巻回した際に発生する幅方向のずれ（以下、「外巻きずれ」という）の２種類をいう。

そこで、画像処理装置３６も、内巻きずれを検出する内巻きずれ検出系と、外巻きずれを検出する外巻きずれ検出系の二種類の処理系統を有している。内巻きずれ検出系では、カメラ３５で撮像し、データ格納部３７に格納されている所定範囲の画像データに基づき端部検出部３８で、セパレータ９の幅方向の端部位置を検出する（検出の具体的手法は後に詳述する）。

続いて、特定された端部位置に基づき、最大値・最小値検出部３９で、電極積層体Ｉの幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置との間の距離である最大値および最小値を検出する。かかる最小値、最大値に基づき演算部４０で、両者の距離の差を求める所定の演算を行ない、その演算結果と、予め与えられている許容値とを比較部４１で比較し、ずれ量が規定値内に収まっているか否かを判定部４２で検出する。この結果、規定値内に収まっていない場合には、制御部４３で不良品として仕分け排除する。

一方、外巻きずれ検出系では、カメラ３５で撮像し、データ格納部３７に格納されている所定範囲の画像データに基づき、ジグザグ折り部分以外の余剰セパレータ９Ｂにより電極積層体Ｉの最外周に巻回されたセパレータ９の幅方向の端部を、端部検出部４４で特定する。同時に、端部検出部４４で、セパレータ９の幅方向の端部から同方向に突出する正極側接続部７の先端部を特定し、前記幅方向の端部と正極側接続部７の先端部との間の距離を演算部４５で演算する。その後、両者を比較部４６で比較し、前記距離が所定の範囲に収まっているか否かを判定部４７で判定する。この結果、規定値内に収まっていない場合には、制御部４８で不良品として仕分け排除する。

ここで、内巻きずれの検出の際におけるセパレータ９の端部位置の検出に関して図３に基づきさらに詳細に説明する。図３はジグザグ折りした部分のズレ量検出のための画像イメージを示す図で、（ａ）が良品の場合、（ｂ）が不良品の場合である。同図に示すように、積層状態のセパレータ９の端部は、カメラ３５で撮像した画像データに基づき特定されるが、電極積層体Ｉの各層でずれを生じ、凸凹状態となっている。その中で電極積層体Ｉの幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置＃１、＃３と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置＃２、＃４との間の距離Ｌ_１，Ｌ_２が所定値αを超える場合に電極積層体Ｉを不良と判定する。本例の場合は、Ｌ_１≦αであるので、ずれ量が許容範囲に収まっており、良品と判断できる。一方、Ｌ_２＞αであるので、ずれ量が許容範囲を超えており、不良品と判断して除去する。

ここで、セパレータ９の端部の検出に際しては、本形態における端部検出の原理を示す図３（ｃ）に明示するように、図３（ａ）および（ｂ）における端部位置の特定の際には、カメラ３５で撮像した画像データにおける所定範囲をセパレータ９の幅方向に直交する電極積層体Ｉの厚さ方向（Ｚ軸方向）に関して複数の区画Ａ，Ｂ，Ｃに分割し、さらに各区画Ａ，Ｂ，Ｃ内の前記幅方向に並ぶ画素（Ａ１，Ａ２，Ａ３）、（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）、（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）ごとに輝度を検出し、各輝度の変化が所定値を超えた位置を端部と認識する。具体的には、区画Ａの場合には、画素Ａ１，Ａ２は同様の輝度で、画素Ａ２から画素Ａ３に移ったとき、輝度が大きく変化するので、セパレータ９の画素Ａ２と画素Ａ３の境界部分を端部と認識する。同様に、区画Ｂでは画素Ｂ２と画素Ｂ３の境界部分を端部と認識するとともに、区画Ｃでは画素Ｃ１と画素Ｃ２の境界部分を端部と認識する。
このように、複数の区画Ａ，Ｂ，Ｃに分割し、さらに各区画Ａ，Ｂ，Ｃ内の各画素（Ａ１，Ａ２，Ａ３）、（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）、（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）間の輝度の変化に基づき端部と検出することで、画像データ上の狭い範囲のセパレータを対象として区画Ａ，Ｂ，Ｃ毎に端部を、正確かつ確実に検出することができる。

前記端部位置の特定の際には、前記所定範囲を前記幅方向に直交する前記電極積層体の厚さ方向に関して複数の区画に分割し、さらに各区画内の前記幅方向に並ぶ画素ごとに輝度を検出し、前記輝度の変化が所定値を超えた位置を前記端部と認識することを特徴とする電極積層体のセパレータの幅方向の巻きずれ検出方法。

さらに、外巻きずれの検出の際におけるセパレータ９の端部と、正電極シート３（正極側接続部７）の先端部との距離の検出に関して図４に基づきさらに詳細に説明する。図４は余剰セパレータを巻回した部分のズレ量検出のための画像イメージを不良品の場合について示す説明図である。同図（ａ）はセパレータ９の端部と正極側接続部７の先端部との距離Ｌ_３が規定範囲（β＋γ）よりも大きい場合、同図（ｂ）はセパレータ９の端部と正極側接続部７の先端部との距離Ｌ_４が規定範囲（β−γ）よりも小さい場合である。図４（ｂ）の場合は、セパレータ９の反対側（負極側）の端部と負極側接続部８（図４には図示せず）の先端部との距離は規定範囲（β＋γ）よりも大きくなり、図４（ａ）に示す場合と同様となっているので、両方の場合を不良と判定する。セパレータ９の端部と正極側接続部７の先端部または負極側接続部８の先端部との距離が小さく、クリップ１０、１１の装着の際、セパレータ９を巻き込む虞があるからである。

本発明は二次電池、特にスタック構造を有するリチウムイオン電池の製造を行う産業分野において有効に利用することができる。

Ｉ電極積層体
１正電極板
２負電極板
３正電極シート
４負電極シート
５正極活物質
６負極活物質
７正極側接続部
８負極側接続部
９セパレータ
１０，１１クリップ

Claims

ジグザグ折りした絶縁体のセパレータの谷溝に正電極板と負電極板とを交互に積層してなる電極積層体の前記セパレータの位置ずれ検出方法であって、
前記電極積層体の一端部の所定範囲を撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像データに基づき前記セパレータの幅方向の端部位置を検出し、前記電極積層体の幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置との間の距離が所定値を超える場合に前記電極積層体を不良と判定する工程を有し、
前記端部位置の特定の際には、前記所定範囲を前記幅方向に直交する前記電極積層体の厚さ方向に関して複数の区画に分割し、各区画毎に前記端部位置を特定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法。
請求項１に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法において、前記端部位置の検出は、各区画毎に区画内の画素の輝度の変化に基づくことを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法。
請求項１または請求項２に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法による検出は、前記電極積層体における前記セパレータの幅方向における両端部を掴んで前記電極積層体を回転させて余剰セパレータを前記電極積層体に巻回するに際し、前記両端部を掴んだ状態である巻回作業の初期状態で実施することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法。
請求項１から請求項３の何れか１つに記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法による検出を第１の検査として先に実施し、この検査で良好と判定された場合は、第２の検査を実施し、第２の検査では、前記電極積層体の一端部の所定範囲を前記撮像手段により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像した画像データに基づき前記電極積層体の最外周に巻回された余剰セパレータの幅方向の端部を特定するとともに、前記余剰セパレータの幅方向の端部から同方向に突出する電極シートの先端部を特定し、前記端部と前記先端部との間の距離が所定値を超えるか、または所定値未満の場合に前記電極積層体を不良と判定する工程を有し、
この第２の検査でも良好と判定された場合は、前記電極積層体を良品と判定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法。
請求項４に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法において、前記第２の検査は、前記電極積層体に対する前記余剰セパレータの巻回が終了した状態で実施することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出方法。
ジグザグ折りした絶縁体のセパレータの谷溝に正電極板と負電極板とを交互に積層してなる電極積層体の前記セパレータの位置ずれ検出装置であって、
前記電極積層体の一端部の所定範囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像データに基づき前記セパレータの幅方向の端部位置を検出し、前記電極積層体の幅方向の中心側から最も先端側の端部位置である最大ずれ位置と、最も中心側の端部位置である最小ずれ位置との間の距離が所定値を超える場合に前記電極積層体を不良と判定する画像処理装置とを有し、
前記画像処理装置は、前記端部位置の特定の際に、前記幅方向に直交する前記電極積層体の厚さ方向に関して前記所定範囲を複数の区画に分割し、各区画毎に前記端部位置を特定することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置。
請求項６に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置において、前記端部位置の検出は、各区画毎に区画内の画素の輝度の変化に基づくことを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置。
請求項６または請求項７に記載する電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置において、前記撮像手段は、前記電極積層体における前記セパレータの幅方向における両端部を掴んで前記電極積層体を回転手段で回転させて前記余剰セパレータを前記電極積層体に巻回するに際し、前記回転手段に前記両端部を掴ませた初期状態で撮像することを特徴とする電極積層体のセパレータの位置ずれ検出装置。