KR101348020B1 - Foreign material detecting device and foreign material detecting method - Google Patents
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Abstract
이물질 검출 장치(10)는, 띠 형상의 금속박(20) 상의 이물질(Z)을 검출하는 장치이다. 이 이물질 검출 장치(10)는, 금속박(20)을 구부러진 반송 경로(12)를 따라 반송시키는 반송 장치(120)와, 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분(W)에 대하여, 금속박(20)이 반송되는 방향의 한쪽에 배치되고, 반송 경로(12)를 따라 X선(30)을 조사하는 X선 조사기(14), 및 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분(W)에 대하여, 금속박(20)이 반송되는 방향의 다른 쪽에 배치되고, X선 조사기(14)로부터 조사된 X선(30)을 검출하는 X선 검출기(16)를 구비하고 있다.The foreign matter detection device 10 is a device that detects the foreign matter Z on the strip-shaped metal foil 20. This foreign matter detection apparatus 10 is a metal foil 20 with respect to the conveying apparatus 120 which conveys the metal foil 20 along the curved conveyance path 12, and the part W where the metal foil 20 is bent and conveyed. It is arrange | positioned at one side of this conveyance direction, and it is a metal foil (with respect to the X-ray irradiator 14 which irradiates the X-ray 30 along the conveyance path 12, and the part W in which the metal foil 20 is bent and conveyed). It is arrange | positioned at the other side of the direction to which 20 is conveyed, and the X-ray detector 16 which detects the X-ray 30 irradiated from the X-ray irradiator 14 is provided.
Description
본 발명은, 금속박 상의 이물질(금속박에 도포 시공된 전극 재료에 포함되는 이물질을 포함함)을 검출하는 이물질 검출 장치 및 이물질 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a foreign matter detection device and a foreign matter detection method for detecting a foreign matter on a metal foil (including foreign matter contained in an electrode material applied to a metal foil).
예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2006-179424호 공보에서는, 전지에 단락을 일으키게 할 수 있는 금속 불순물 입자가 전극 기판에 존재하는지의 여부를 제조 과정에서 검사하는 방법이 제안되어 있다. 동(同) 공보에서는, 예를 들어, 발포 니켈로 이루어지는 띠 형상의 전극 기판에 X선(X-ray)을 조사하여 투과상을 취득하고, 이러한 투과상에 기초하여, 금속 불순물 입자를 검지하고 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-179424 discloses a method of inspecting during the manufacturing process whether metal impurity particles present in an electrode substrate can cause a short circuit in a battery. In this publication, for example, a band-shaped electrode substrate made of expanded nickel is irradiated with X-rays (X-rays) to obtain a transmission image. Based on the transmission phase, metal impurity particles are detected. have.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2008-210784호 공보에서는, 집전체의 단위 면적당의 규소 또는 규소 화합물의 퇴적량을 측정하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 집전체 상의 활물질층에 X선을 조사하여, 활물질층으로부터 발생하는 형광 X선을 받고 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-210784 discloses a method of measuring the deposition amount of silicon or silicon compound per unit area of a current collector. In this method, X-rays are irradiated to the active material layer on the current collector to receive fluorescent X-rays generated from the active material layer.
그런데, 전지를 제조하는 경우에, 금속박으로 이루어지는 집전체에 페이스트 상태의 전극 재료를 도포 시공한 시트 형상의 전극 시트를, 세퍼레이터를 개재시켜 포개어 전극체를 구성하는 경우가 있다. 이 경우, 전극체에 이물질이 혼입하고 있으면, 전지가 충전 또는 방전되었을 때에, 이물질이 석출되어, 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 전지에 이물질이 혼입되어 있지 않은 것이 바람직하다.By the way, when manufacturing a battery, the electrode body may be comprised by laminating a sheet-shaped electrode sheet which apply | coated the electrode material of a paste state to the electrical power collector which consists of metal foils through a separator. In this case, if foreign matter is mixed in the electrode body, foreign matters are precipitated when the battery is charged or discharged, thereby causing a problem. In order to prevent such a problem, it is preferable that foreign substances are not mixed in the battery.
금속박을 투과하도록 X선을 조사하는 경우, 금속박에 의해 X선이 감쇠한다. 이로 인해, 금속박을 투과시킨 X선에 기초하여, 금속박 상에 존재하는 이물질을 검출하기 위해서는, 강한 강도의 X선이 필요하게 된다. 또한, 강도가 강한 X선은, 공간 분해능이 약하기 때문에, 미소한 이물질을 검출하는 것이 어렵다. 또한, 경금속으로 이루어지는 이물질은 금속박에 비해 X선을 감쇠시키는 작용이 약하다. 이로 인해, 금속박 상에 경금속으로 이루어지는 이물질이 존재하는 경우에는, 이물질을 검출할 수 없는 경우도 있다.When X-rays are irradiated to penetrate the metal foil, the X-rays are attenuated by the metal foil. For this reason, in order to detect the foreign material which exists on metal foil based on the X-ray which permeate | transmitted metal foil, X-ray of strong intensity | strength is needed. In addition, since the strong X-rays have a weak spatial resolution, it is difficult to detect minute foreign matters. In addition, foreign substances made of light metal have a weaker effect of attenuating X-rays than metal foil. For this reason, when a foreign material which consists of a light metal exists on a metal foil, a foreign material may not be detected.
따라서, 본 발명은, 금속박 상의 이물질(금속박에 도포 시공된 전극 재료에 포함되는 이물질을 포함함)을 검출하는데 적합한 이물질 검출 장치 및 이물질 검출 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a foreign matter detection apparatus and a foreign matter detection method suitable for detecting foreign matter on a metal foil (including foreign matter contained in an electrode material applied to a metal foil).
본 발명에 관한 이물질 검출 장치는, 띠 형상의 금속박 상의 이물질을 검출하는 장치이며, 금속박을 구부러진 반송 경로를 따라 반송하는 반송 장치와, 금속박이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 금속박이 반송되는 방향의 한쪽에 배치되고, 반송 경로를 따라 X선을 조사하는 X선 조사기, 및 금속박이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 상기 금속박이 반송되는 방향의 다른 쪽에 배치되고, 상기 X선 조사기로부터 조사된 X선을 검출하는 X선 검출기를 구비하고 있다.The foreign substance detection apparatus which concerns on this invention is an apparatus which detects the foreign substance on a strip | belt-shaped metal foil, and the conveying apparatus which conveys a metal foil along the curved conveyance path | route, and one side of the direction in which metal foil is conveyed with respect to the part conveyed by metal foil. The X-ray irradiator which is arranged in the X-ray irradiator along the conveyance path | route, and the metal foil is bent and conveyed, is arrange | positioned in the other direction of the direction where the said metal foil is conveyed, and detects the X-ray irradiated from the said X-ray irradiator An X-ray detector is provided.
이러한 이물질 검출 장치에 따르면, 금속박을 통과시키지 않고, 전극 재료를 투과한 X선을 관측함으로써 이물질을 검출할 수 있다. 이로 인해, X선의 강도를 약하게 할 수 있고, 공간 분해능을 높게 하여, 보다 작은 이물질을 검출할 수 있다.According to such a foreign matter detection apparatus, foreign matter can be detected by observing X-rays transmitted through the electrode material without passing the metal foil. For this reason, the intensity | strength of X-rays can be weakened, a spatial resolution can be made high, and a smaller foreign material can be detected.
이 경우, 이물질 검출 장치는, X선 검출기에 의해 검출된 X선 검출 데이터에 기초하여, 이물질의 유무를 판정하는 판정부를 구비하고 있어도 된다. 또한, X선 검출기에 의해 검출되는 X선 검출 데이터에 대해, 금속박 상에 이물질이 존재하고 있지 않은 상태에서 얻어지는 정상인 검출 데이터를 기억한 정상치 기억부를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 판정부는, X선 검출기에 의해 검출된 X선 검출 데이터와 정상치 기억부에 기억된 정상인 검출 데이터에 기초하여, 이물질의 유무를 판정하면 된다.In this case, the foreign matter detection device may be provided with a determination unit that determines the presence or absence of the foreign matter based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector. In addition, the X-ray detection data detected by the X-ray detector may include a normal value storage unit that stores normal detection data obtained in a state where no foreign matter is present on the metal foil. In this case, the determining unit may determine the presence or absence of the foreign matter based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector and the normal detection data stored in the normal value storage unit.
또한, 이물질 검출 장치는, X선 검출기에 의해 검출된 X선 검출 데이터를 기초로, 화상 데이터를 생성하는 X선 가시화 장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, X선 가시화 장치에 의해 취득되는 화상 데이터에 대해, 금속박 상에 이물질이 존재하고 있지 않은 상태에서 얻어지는 정상인 화상 데이터를 기억한 정상치 기억부, 및 X선 가시화 장치에 의해 취득된 화상 데이터와, 상기 정상치 기억부에 기억된 정상인 화상 데이터의 차분 데이터를 얻는 차분 처리부를 구비하고 있어도 된다. 또한, 차분 처리부에 의해 얻어진 차분 데이터에 기초하여, 이물질의 유무를 판정하는 판정부를 구비하고 있어도 된다.In addition, the foreign matter detection device may be provided with an X-ray visualization device that generates image data based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector. In this case, with respect to the image data acquired by the X-ray visualization apparatus, a normal value storage section storing normal image data obtained in a state where no foreign matter is present on the metal foil, and image data acquired by the X-ray visualization apparatus; And a difference processing unit for obtaining difference data of normal image data stored in the normal value storage unit. Moreover, you may be provided with the determination part which determines the presence or absence of a foreign material based on the difference data obtained by the difference processing part.
또한, 이물질 검출 장치는, 반송 장치에 의해 금속박이 구부러져 반송되는 부분에 대하여 X선 조사기로부터 X선이 조사되는 영역을 구획하고, 방사선을 차폐하는 방사선 차폐 상자를 구비하고 있어도 된다. 또한, 이 경우, 방사선 차폐 상자의 입구 또는 출구에 있어서, 금속박의 반송 경로를 따라 차폐판이 배치되어 있어도 된다.In addition, the foreign matter detection device may be provided with a radiation shielding box that partitions an area where X-rays are irradiated from the X-ray irradiator with respect to a portion where the metal foil is bent and conveyed by the conveying device. In this case, the shielding plate may be disposed along the conveyance path of the metal foil at the inlet or the outlet of the radiation shielding box.
또한, 반송 장치는, 금속박의 반송 경로에, 금속박의 편측의 면을 외측을 향해 구부려 반송시키는 제1 부분과, 금속박의 반대측의 면을 외측을 향해 구부려 반송시키는 제2 부분을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 제1 부분 및 제2 부분의 양쪽에 대하여, 각각 X선 조사기와 X선 검출기를 배치하면 된다. 이에 의해, 금속박의 양면을 검사할 수 있다.In addition, the conveying apparatus may have a 1st part which bends and conveys the one side surface of metal foil toward an outer side in the conveyance path | route of metal foil, and a 2nd part which bends and conveys the surface on the opposite side of metal foil toward an outer side. In this case, what is necessary is just to arrange | position an X-ray irradiator and an X-ray detector with respect to both of a 1st part and a 2nd part, respectively. Thereby, both surfaces of the metal foil can be inspected.
또한, 반송 장치는, 금속박을 만곡시키면서 반송하는 만곡 부분을 갖고 있어도 된다. 이 경우, X선 조사기는 당해 만곡 부분의 접선의 한쪽에 배치되고, X선 검출기는 접선의 다른 쪽에 배치되어 있으면 된다. 또한, 이 경우, 접선은, 금속박의 반송 경로 중, 금속박이 만곡하여 반송되는 만곡 부분의 정상부를 통과하도록 설정되어 있어도 된다. 또한, 반송 장치는, 만곡 부분에 금속박을 안내하는 롤러를 구비하고 있어도 된다. 또한, 이물질 검출 장치는, X선 조사기에 의해 조사되는 X선의 강도를 제어하는 제어부를 구비하고 있어도 된다.Moreover, the conveying apparatus may have the curved part which conveys, bending a metal foil. In this case, the X-ray irradiator may be disposed on one side of the tangent of the curved portion, and the X-ray detector may be disposed on the other side of the tangent. In this case, the tangent may be set so as to pass through the top of the curved portion where the metal foil is bent and conveyed in the conveyance path of the metal foil. In addition, the conveying apparatus may be provided with the roller which guides a metal foil in a curved part. In addition, the foreign matter detection device may include a control unit for controlling the intensity of X-rays irradiated by the X-ray irradiator.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 갖는 전극 재료 도포 시공 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치에 의해 얻어지는 X선상을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치에 의해 얻어지는 X선상을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치에 의해 얻어지는 X선상의 차분 처리를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 도시하는 도면이다.
도 10은 전지의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 11은 권회 전극체의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 12는 권회 전극체의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 13은 전지를 탑재한 차량의 일례를 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a foreign matter detection device according to a first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the electrode material application | coating installation apparatus which has a foreign matter detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the X-ray image obtained by the foreign material detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the X-ray image obtained by the foreign material detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the X-ray difference processing obtained by the foreign material detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the foreign material detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the foreign matter detection apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
It is a figure which shows the foreign matter detection apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
It is a figure which shows the foreign matter detection apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
It is a figure which shows the structural example of a battery.
It is a figure which shows the structural example of a wound electrode body.
It is a figure which shows the structural example of a wound electrode body.
It is a figure which shows an example of the vehicle in which the battery was mounted.
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치 및 이물질 검출 방법을 설명한다. 또한, 다른 실시 형태에 있어서, 동일한 작용을 발휘하는 부재나 부위에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.The foreign matter detection apparatus and the foreign matter detection method according to the first embodiment of the present invention are described above. In addition, in another embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which exhibit the same effect | action.
도 1은, 이물질 검출 장치(10)를 도시하는 개략도이다. 이물질 검출 장치(10)는, 금속박(20) 상의 이물질(Z)[금속박(20)에 도포 시공된 전극 재료에 포함되는 이물질을 포함함]을 검출한다. 이 이물질 검출 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 금속박(20)을 반송하는 반송 장치(120)와, X선 조사기(14)와, X선 검출기(16)를 구비하고 있다. 이 실시 형태에서는, 전지의 집전체에 사용되는 금속제의 박이며, 전극 재료(20a)가 도포 시공된 금속박(20)을 검사 대상으로 하고 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 이물질 검출 장치(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속박(20)에 전극 재료(20a)를 도포 시공하는 전극 재료 도포 시공 장치(100)에 내장되어 있다. 도 2는, 금속박(20)에 전극 재료(20a)를 도포 시공하는 전극 재료 도포 시공 장치(100)를 도시하고 있다.1 is a schematic diagram showing the foreign
금속박(20)은, 예를 들어, 전지의 집전체로서 사용된다. 리튬 이온 2차 전지(lithium-ion secondary battery)에서는, 알루미늄박이나, 동박 등이 전지의 집전체로서 사용된다. 알루미늄박은 주로 정극의 집전체로서 사용되고, 동박은 주로 부극의 집전체로서 사용되고 있다.The
또한, 리튬 이온 2차 전지(lithium-ion secondary battery)에서는, 정극 활물질로서, 예를 들어, 망간산 리튬(LiMn2O4), 코발트산 리튬(LiCoO2), 니켈산 리튬(LiNiO2) 등이 사용되고 있다. 또한, 부극 활물질로서, 예를 들어, 그라파이트(Graphite)나 아몰퍼스 카본(Amorphous Carbon) 등의 탄소계 재료, 리튬 함유 천이 금속 산화물이나 천이 금속 질화물 등이 사용되고 있다. 정극 활물질이나 부극 활물질은, 용제나, 결착재나, 도전재 등과 페이스트 상태로 혼합된다. 그리고, 집전체로서의 금속박(20)에 도포 시공되어 있다. 또한, 금속박(20)을 집전체로서 사용한 전지의 구성예는, 나중에 상세하게 서술한다.In lithium-ion secondary batteries, for example, lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium cobalt (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), or the like as a positive electrode active material. Is being used. As the negative electrode active material, for example, a carbon-based material such as graphite or amorphous carbon, a lithium-containing transition metal oxide, a transition metal nitride, or the like is used. The positive electrode active material and the negative electrode active material are mixed with a solvent, a binder, a conductive material and the like in a paste state. And it is apply | coated to the
이 실시 형태에서는, 금속박(20)에 전극 재료(20a)가 도포 시공되어 있지 않은 부위(이하, 당해 부위를「미도포 시공부」라고 함)를 갖는 경우도 있다(도 11 참조). 이 이물질 검출 장치(10)는, 이러한 전극 재료(20a)가 도포 시공된 금속박(20)에 대해, 예를 들어, 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질, 미도포 시공부에 부착된 이물질, 전극 재료(20a)의 표면에 부착된 이물질 등을 검출할 수 있다. 이물질 검출 장치(10)는, 예를 들어, 금속박(20)에 전극 재료(20a)를 도포 시공하는 장치의 후공정에 배치해도 된다.In this embodiment, the
전극 재료 도포 시공 장치(100)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 조출부(101)와, 도포부(102)와, 건조부(103)와, 권취부(104)와, 반송 제어부(105)를 구비하고 있다. 조출부(101)는, 롤 형상으로 권취된 금속박(20)이 세트되어 있고, 당해 금속박(20)이 조출되는 부위이다. 도포부(102)는, 금속박(20)에 페이스트 상태의 전극 재료(20a)를 도포하는 부위이다. 도 2에 도시하는 예에서는, 도포부(102)는, 반송되는 금속박(20)의 배면을 안내하는 백 롤(112)과, 백 롤(112)에 대향하고, 금속박(20)의 표면에 페이스트 상태의 전극 재료(20a)를 도포하는 도포 헤드(114)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 2, the electrode
건조부(103)는, 도포부(102)에 의해 금속박(20)에 도포 시공된 페이스트 상태의 전극 재료(20a)를 건조시키는 부위이다. 권취부(104)는, 전극 재료(20a)가 도포 시공된 금속박(20)이 롤 형상으로 권취되는 부위이다. 조출부(101)로부터 조출된 금속박(20)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 복수의 가이드 롤(106)에 안내되어, 조출부(101)로부터 도포부(102), 건조부(103)를 순서대로 통과하여 권취부(104)에 이르는 소정의 반송 경로(12)를 형성하고 있다. 반송 제어부(105)는, 조출부(101)와 권취부(104)의 회전을 제어하여, 금속박(20)을 소정의 반송 경로(12)를 따라 반송시키고 있다. 이와 같이, 전극 재료 도포 시공 장치(100)는, 금속박(20)을 소정의 경로를 따라 반송시키는 반송 장치(120)를 구비하고 있다.The drying
이 실시 형태에서는, 이물질 검출 장치(10)는, 금속박(20)에 전극 재료(20a)를 도포 시공하는 도포 시공 장치의 후공정에 배치되어 있다. 즉, 이 실시 형태에서는, 금속박(20)에 전극 재료(20a)를 도포하고, 건조시킨 후공정에 배치되어 있고, 전극 재료 도포 시공 장치(100)의 반송 경로(12) 중, 건조부(103)와 권취부(104) 사이에 배치되어 있다.In this embodiment, the foreign
또한, 도시는 생략하지만, 전극 재료 도포 시공 장치(100)는, 금속박(20)을 고정밀도로 반송하는 공지의 수단을 구비하고 있으면 된다. 예를 들어, 금속박(20)의 폭 방향의 위치를 검출하는 위치 검지 장치나, 금속박(20)의 폭 방향의 어긋남을 보정하는 보정 장치나, 금속박(20)에 적절한 장력을 작용시키는 장력 조정 장치 등, 다양한 장치를 반송 경로(12)에 설치하면 된다. 이에 의해, 도포부(102), 건조부(103), 이물질 검출 장치(10)에 공급되는 금속박(20)을 고정밀도로 반송할 수 있다.In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the electrode
이하, 이물질 검출 장치(10)를 보다 자세하게 설명한다. 이물질 검출 장치(10)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 금속박(20)의 반송 경로는 구부러져 있다. 이 실시 형태에서는, 금속박(20)을 안내하는 롤러(22)가 배치되어 있고, 금속박(20)은, 롤러(22)에 의해 안내되어 미리 정해진 곡률로 만곡되면서 반송된다.Hereinafter, the foreign
이 실시 형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전극 재료(20a)는 금속박(20)의 편면에 도포 시공되어 있다. 이러한 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질을 검출하는 경우에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전극 재료(20a)가 도포 시공된 면을 외측을 향해 금속박(20)을 롤러(22)에 걸어 돌리면 된다.In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
X선 조사기(14)는, 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분(W)에 대하여, 금속박(20)이 반송되는 방향의 한쪽에 배치되고, 반송 경로(12)를 따라 X선(30)을 조사한다. 이 실시 형태에서는, X선 조사기(14)는, 반송 경로(12)에서 금속박(20)이 만곡된 만곡 부분(W)에 대하여, 반송 경로(12)의 접선(L)의 한쪽으로부터, 당해 접선(L)을 따라 금속박에 X선을 조사하도록 배치되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, X선 조사기(14)는, 반송 경로(12)의 상류측으로부터 접선(L)을 따라 금속박(20)에 X선(30)을 조사하도록, X선(30)을 조사하는 부위를 만곡 부분(W)을 향해 배치되어 있다.The
또한, 이 실시 형태에서는, X선 조사기(14)는, 조사되는 X선의 강도를 제어하는 제어부(14a)를 구비하고 있다. 이에 의해, 금속박(20) 상의 이물질(Z)[도 1에 도시하는 예에서는, 금속박(20)에 도포 시공된 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질(Z)을 포함함]을 검출하는데 적절한 강도로 X선(30)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도포 시공된 전극 재료(20a)나 검출 대상이 되는 이물질(Z)에 따라, 조사하는 X선의 강도를 제어하면 된다. X선의 강도는, 예를 들어, X선을 발생시키는 전압을 조작함으로써 제어할 수 있다. 이러한 X선 조사기(14)는, 보다 작은 초점 치수로 저관 전압 및 고관 전류의 X선원을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 X선 조사기(14)로서는, 예를 들어, 시판의 X선 조사기에서 필요한 기능을 갖는 것을 채용하면 된다.Moreover, in this embodiment, the
다음으로, X선 검출기(16)는, 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분(W)에 대하여, 금속박(20)이 반송되는 방향의 다른 쪽에 배치되어 있다. 당해 X선 검출기(16)는, X선 조사기(14)로부터 조사된 X선을 검출한다. 이 X선 검출기(16)는, 반송 경로(12)의 만곡 부분(W)의 접선(L)에 있어서, X선 조사기(14)와는 반대측에 배치되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, X선 검출기(16)는, 반송 경로(12)에서 금속박(20)이 만곡된 만곡 부분(W)에 대하여, 반송 경로(12)의 하류측에 배치되어 있다.Next, the
이 실시 형태에서는, X선 검출기(16)는, X선상을 가시광상으로 변환한 화상 데이터를 생성하는 X선 가시화 장치(16a)를 갖고 있다. 이러한 X선 가시화 장치(16a)에는, 소위 「X선 이미지 인텐시파이어(X-ray image intensifier)」라고 불리는 장치를 사용할 수 있다. 이러한 X선 가시화 장치(16a)는, 고감도, 고화소수 및 가시화에 적합한 종횡비 등에 대해, 필요한 기능을 갖는 장치를 채용하면 된다.In this embodiment, the
또한, 이 실시 형태에서는, 접선(L)은, 금속박(20)의 반송 경로(12) 중, 금속박(20)이 만곡되어 반송되는 만곡 부분(W)의 정상부(T)를 통과하도록 설정되어 있다. 그리고, 이러한 접선(L)의 한쪽에 X선 조사기(14)가 배치되어 있고, 이러한 접선(L)의 다른 쪽에 X선 검출기(16)가 배치되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 반송 경로(12)의 상류측에 X선 조사기(14)가 배치되고, 반송 경로(12)의 하류측에 X선 검출기(16)가 배치되어 있다.In addition, in this embodiment, the tangential line L is set so that the
이러한 이물질 검출 장치(10)에 따르면, 반송 경로(12)를 따라 금속박(20)을 반송시키면서, X선 조사기(14)로부터 X선(30)을 조사하고 있다. X선(30)은, 금속박(20)의 반송 경로가 만곡된 만곡 부분(W)에 접선(L)의 한쪽으로부터 조사된다. 그리고, 당해 접선(L)의 다른 쪽에 배치된 X선 검출기(16)에 의해, 금속박(20)에 조사된 X선(30)이 관측된다. 이 실시 형태에서는, X선 검출기(16)는, X선상을 가시광상으로 변환한 화상 데이터를 생성한다.According to such a foreign
이 실시 형태에서는, 띠 형상의 금속박(20)을 만곡시킨 경로를 따라 반송시키면서, 당해 만곡한 반송 경로의 접선의 한쪽으로부터, 당해 접선을 따라 상기 금속박에 X선을 조사하고, 당해 접선의 다른 쪽에서 X선을 관측하고 있다. 이 경우, 금속박(20)을 통하지 않고, 전극 재료(20a)를 투과한 X선을 관측할 수 있다. 즉, X선 검출기(16)에 의해 관측되는 X선상은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 금속박(20)에 의해 X선(30)이 차단되는 부위(a1)와, X선(30)이 전극 재료(20a)를 투과하는 부위(a2)와, X선(30)이 금속박(20) 및 전극 재료(20a)를 투과하지 않는 부위(a3)를 갖고 있다.In this embodiment, X-rays are irradiated to the metal foil along the tangent line from one side of the tangent of the curved transfer route while conveying along the curved path of the strip-shaped
이때, 금속박(20)에 의해 X선(30)이 차단되는 부위(a1)에서는 짙은 그림자가 발생한다. 이에 대해, 전극 재료(20a)를 투과하는 부위(a2)는, 금속박(20)에 의해 X선(30)이 차단되는 부위(a1)에 비해 그림자가 희미해진다. 또한, X선(30)이 금속박(20) 및 전극 재료(20a)를 투과하지 않는 부위(a3)에서는, X선(30)은 감쇠되지 않고, 거의 그림자가 발생하지 않는다. 또한, 전극 재료(20a)에서는, 활물질(정극 활물질이나 부극 활물질), 용제, 결착재, 도전재 등을 페이스트 상태로 섞어 도포하고, 건조시키고 있다. 이로 인해, 전극 재료(20a)는, 금속박(20)에 비해 X선(30)을 감쇠시키는 효과가 낮고, 전극 재료(20a)를 투과하는 부위(a2)는, 금속박(20)에 의해 X선(30)이 차단되는 부위(a1)에 비해 그림자가 희미해진다고 생각된다.At this time, a dark shadow occurs in the portion a1 where the
X선(30)이 전극 재료(20a)를 투과하는 부위(a2)에서는, 전극 재료(20a)에 포함되는, 활물질(정극 활물질이나 부극 활물질), 용제, 결착재, 도전재 등의 성분 비율이나 혼합된 상태의 정도에 의해, 그림자의 농도가 정해지고, 대강 일정한 농도의 그림자가 발생한다. 이러한 전극 재료(20a)를 투과하는 부위(a2)와, 금속박(20)에 의해 X선(30)이 차단되는 부위(a1)는, 발생하는 그림자의 농도에 현저한 차가 있어 용이하게 판별할 수 있다.In the portion a2 through which the
또한, 전극 재료(20a)에 이물질(Z)이 포함되어 있는 경우에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전극 재료(20a)에 기인하는 그림자 중에 이물질(Z)에 기인하는 그림자가 관측된다. 특히, X선(30)을 감쇠시키기 쉬운 금속제의 이물질의 경우에는, 전극 재료(20a)보다도 현저하게 짙은 그림자가 발생하기 쉽다.In addition, when the foreign material Z is contained in the
이물질 검출 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 금속박(20)을 구부러진 반송 경로(12)를 따라 반송시키고 있다. 그리고, 당해 구부러진 반송 경로(12)에 대하여, 한쪽으로부터 반송 경로(12)를 따라 X선(30)을 조사하고, 다른 쪽에서 관측된 X선(30)에 기초하여, 금속박(20) 상의 이물질(Z)[금속박(20)에 도포 시공된 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질(Z)을 포함함]을 검출하고 있다. 이 이물질 검출 장치(10)에 따르면, 상술한 바와 같이 금속박(20)을 통과시키지 않고, 전극 재료(20a)를 투과한 X선(30)을 관측함으로써 이물질(Z)을 검출할 수 있다. 이로 인해, X선(30)의 강도를 약하게 해도 이물질(Z)을 검출할 수 있다. 또한, 강도가 약한 X선은, 공간 분해능이 높으므로, 보다 작은 이물질(Z)을 검출할 수 있다. 또한, 금속박(20)을 통과시키지 않고, 전극 재료(20a)를 투과한 X선을 관측할 수 있기 때문에, 경금속과 같이 X선(30)을 감쇠시키는 작용이 작은 이물질도 검출할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the foreign
또한, 이 실시 형태에서는, 금속박(20)이 일부에 있어서 만곡되어 반송되고 있다. 그리고, 만곡 부분(W)의 정상부(T)를 통과하도록 설정된 접선(L)에 대하여, 한쪽에 X선 조사기(14)가 배치되고, 다른 쪽에 X선 검출기(16)가 배치되어 있다. 이 경우, 금속박(20)의 반송 경로(12) 중, X선 검출기(16)에 의해 전극 재료(20a)를 투과한 X선이 관측되는 범위는 좁다. 이로 인해, X선 검출기(16)에 의해 관측된 X선(30)에 기초하여 금속박(20) 상에 이물질(Z)이 있다고 의심되는 경우에, 금속박(20)의 어느 위치에 이물질(Z)이 있을지를 보다 좁은 범위에서 특정할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 금속박(20)으로부터 이물질(Z)이 있는 부분을 제거하여 전지를 조립하는 경우에, 제거하는 범위를 작게 할 수 있기 때문에 수율을 좋게 할 수 있다.In addition, in this embodiment, the
또한, 금속박(20)이 만곡되어 반송되는 만곡 부분(W)의 곡률 반경을 변경함으로써, 금속박(20)의 반송 경로(12) 중, X선 검출기(16)에 의해 전극 재료(20a)를 투과한 X선이 관측되는 범위를 임의의 길이로 조정할 수 있다.In addition, by changing the radius of curvature of the curved portion W in which the
또한, 이 이물질 검출 장치(10)에서는, X선 검출기(16)에 의해, X선상을 가시광상으로 변환한 화상 데이터가 생성된다. 이러한 화상 데이터에 기초하여 X선상을, 디스플레이에 비추어 작업자가 이를 감시하여 판정해도 된다. 그러나, X선 검출기(16)에 의해 관측된 X선상은, 금속박(20)에 기인하는 그림자나, 전극 재료(20a)에 기인하는 그림자를 포함하여, 그대로로는 판정이 어려운 경우도 있다.In the foreign
이 실시 형태에서는, 이물질 검출 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터에 기초하여, 이물질(Z)의 유무를 판정하는 판정부(50)를 구비하고 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 1, the foreign
이 판정부(50)는, 정상치 기억부(52)와, 차분 처리부(54)와, 판정 처리부(56)를 구비하고 있다. 이러한 판정부(50)는, 예를 들어, 각각 필요한 기능을 발휘하도록 미리 설정한 프로그램을 컴퓨터에 실행시킴으로써 실현할 수 있다. 이 경우, 컴퓨터는, 예를 들어, CPU 등의 연산 장치와, 비휘발성 메모리 등의 기억 장치를 구비하고 있으면 되고, 설정된 프로그램을 따라 필요한 연산을 처리할 수 있는 기능을 구비하고 있으면 된다.This
정상치 기억부(52)는, X선 검출기(16)에 의해 검출되는 X선 검출 데이터에 대해, 금속박(20) 상에 이물질(Z)이 존재하고 있지 않은 상태에서 얻어지는 정상인 검출 데이터를 기억하고 있다. 이 실시 형태에서는, X선 검출기(16)는, X선상을 가시광상으로 변환한 화상 데이터를 생성하는 X선 가시화 장치(16a)를 갖고 있다. 정상치 기억부(52)는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득되는 화상 데이터에 대해, 금속박(20) 상에 이물질(Z)이 존재하고 있지 않은 상태에서 얻어지는 정상인 화상 데이터를 기억하고 있다.The stationary
차분 처리부(54)는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터와, 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터의 차분 데이터를 얻는다. 도 5는, 이러한 차분 처리부(54)의 처리를 모식적으로 도시하고 있다. 차분 처리부(54)에서는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)와, 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터(D2)의 차분 데이터(D3)를 얻고 있다. 이 실시 형태에서는, 차분 데이터(D3)는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)로부터, 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터(D2)를 빼어, 이물질(Z)에 기인하는 그림자를 추출하고 있다.The
이 경우, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)로부터, 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터(D2)를 뺀 후에, 필요에 따라 노이즈를 제거해도 된다. 노이즈를 제거함으로써, 도 5에 도시하는 바와 같이, 이물질(Z)에 기인하는 그림자를 보다 적절하게 추출할 수 있다. 이와 같이, 이 실시 형태에서는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)와, 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터(D2)의 차분 데이터(D3)를 얻는 차분 처리부(54)를 구비하고 있다. 따라서, 이러한 차분 데이터(D3)에 기초하는 화상에서는, 금속박(20)이나 전극 재료(20a)에 기인하는 그림자가 삭제되어, 대강 이물질(Z)에 기인하는 그림자가 남는다. 이로 인해, 이물질(Z)의 유무의 판정을 용이하게 행할 수 있다. 이러한 판정은, 예를 들어, 차분 데이터(D3)에 기초하는 화상을 표시 장치에 비추고, 당해 표시 장치에 비추어진 화상을 작업자가 감시하여 판정해도 된다.In this case, after subtracting the normal image data D2 stored in the normal
이 이물질 검출 장치(10)에서는, 또한 컴퓨터를 이용하여 판정을 행할 수 있다. 즉, 이 실시 형태에서는, 판정 처리부(56)는, 차분 처리부(54)에 의해 얻어진 차분 데이터(D3)에 기초하여 이물질(Z)의 유무를 판정한다. 판정 처리부(56)는, 예를 들어, 이물질(Z)에 기인하는 그림자가 차분 데이터(D3)에 있는지의 여부에 기초하여 이물질(Z)의 유무를 판정해도 된다. 또한, 이 경우, 예를 들어, 차분 처리부(54)에 의해 얻어진 차분 데이터(D3)에 발생한 그림자가, 실제로 이물질(Z)에 기인하는 그림자인지의 여부가 문제가 된다. 또한, 전지를 조립해도 문제를 발생시키지 않는 정도로 작은 이물질(Z)도 있다. 따라서, 판정 처리부(56)는, 차분 데이터(D3)에 발생한 그림자에 대해, 어떤 일정한 임계값을 설정하고, 당해 임계값을 초과하는 경우에, 이물질(Z)이 있다고 판정해도 된다.In this foreign
예를 들어, 차분 데이터(D3)에 발생한 그림자에 대해, 어떤 일정한 임계값에 비교하여, 「이물질(Z)이 있다」고 판정해도 된다. 예를 들어, 이물질(Z)에 기인한다고 의심되는 그림자의 크기에 대해 미리 임계값을 설정하고, 이물질(Z)에 기인한다고 의심되는 그림자가 당해 임계값보다도 큰 경우에 「이물질(Z)이 있다」고 판정해도 된다. 또한, 미리 정해진 크기보다도 작은 그림자는 노이즈로서 제거해도 된다. 이에 의해, 전지를 조립해도 문제를 발생시키지 않는 정도로 작은 이물질(Z)이나, 노이즈에 의해 발생한 그림자를 무시할 수 있다. 이에 의해, 보다 적절한 판정이 가능하게 되고, 판정 오차를 해소할 수 있다. 예를 들어, 이러한 판정부(50)에 의해 「이물질(Z)이 있다」고 판정되었을 때에, 당해 부분을 전지에 사용하지 않도록 할 수 있다. 이 경우에, 미리 정해진 크기보다도 작은 그림자를 노이즈로서 제거함으로써, 잘못한 판정에 의해 불필요하게 폐기되는 부위를 적게 할 수 있다. 이에 의해, 수율을 향상시킬 수 있다.For example, the shadow generated in the difference data D3 may be determined to be "there is a foreign material Z" compared to a certain threshold value. For example, when the shadow value suspected to be caused by the foreign matter Z is set in advance, and the shadow suspected to be caused by the foreign matter Z is larger than the threshold value, there is a "foreign matter Z". May be determined. In addition, the shadow smaller than the predetermined size may be removed as noise. As a result, it is possible to ignore the foreign matter Z that is small enough to cause no problem even when the battery is assembled and the shadow caused by the noise. As a result, a more appropriate judgment can be made and the determination error can be eliminated. For example, when it determines with "the foreign material Z" by
또한, 이 이물질 검출 장치(10)는, 도 1 및 도 5에 도시하는 바와 같이, X선 가시화 장치(16a)를 구비하고, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)를 취득하고 있다. 그리고, 판정부(50)에 있어서, 당해 화상 데이터(D1)와 정상치 기억부(52)에 기억된 화상 데이터(D2)의 차분 데이터(D3)에 기초하여, 컴퓨터에 의해 이물질(Z)의 유무를 판정하고 있다. 이 경우, 인위적인 판단을 필요로 하지 않고, 일정한 판정 기준으로 획일적으로 이물질(Z)의 유무를 판정할 수 있다.Moreover, this foreign
또한, 이러한 컴퓨터에 의한 판정 처리와 사람에 의한 판정을 조합해도 된다. 예를 들어, 컴퓨터에 의한 판정 처리만으로는, 이물질(Z)의 유무가 의심스러운 경우에는, X선 가시화 장치(16a)에 의해 취득된 화상 데이터(D1)나, 당해 화상 데이터(D1)와 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 화상 데이터(D2)의 차분 데이터(D3)에 기초하는 화상을 작업자가 보아 판정해도 된다.In addition, you may combine this determination process by a computer, and the judgment by a person. For example, if only the computer judges the presence or absence of the foreign matter Z, the image data D1 acquired by the
또한, 이 실시 형태에서는, 이물질 검출 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, X선(30)이 외부에 누설되는 것을 방지하기 위해 방사선 차폐 상자(40)를 구비하고 있다. 방사선 차폐 상자(40)는, 반송 경로(12)에서 금속박(20)이 만곡된 만곡 부분(W) 및 X선 조사기(14)로부터 X선(30)이 조사되는 영역(P)을 구획하고, 당해 영역(P)에서 방사선을 차폐하고 있다. 방사선 차폐 상자(40)는, 롤러(22)가 설치된 부분이 개방되어 있지만, 당해 롤러(22)는, X선(30)을 차단하는 재료로 구성되어 있다. 이러한 롤러(22)와, 롤러(22)에 걸려 돌려지는 금속박(20)과, 방사선 차폐 상자(40)가 협동하여, X선(30)이 외부에 누설되는 것을 방지하고 있다.In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the foreign
또한, 이 실시 형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 금속박(20)의 반송 경로(12)가 만곡하고 있다. 그리고, 당해 만곡 부분(W)의 정상부(T)에 설정된 접선(L)의 한쪽에 X선 조사기(14)가 배치되고, 당해 접선(L)의 다른 쪽에 X선 검출기(16)가 배치되어 있다. 이 경우, 금속박(20)의 반송 경로에 있어서, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)측의 간극은, X선 검출기(16)가 X선(30)을 조사하는 방향에 대하여 대강 반대 방향에 위치하고 있다. 또한, X선 검출기(16)로부터 조사되어, 반송되는 금속박(20)에 반사한 X선(30)은, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와는 반대 방향으로 반사한다. 이로 인해, X선(30)이, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)측의 간극으로부터 나오기 어렵다. 또한, 방사선 차폐 상자(40)의 출구(S2)측에 발생하는 간극은, X선 검출기(16)가 배치된 위치로부터 보아 금속박(20)이 반송되고 있는 부위의 이측이 된다. 이로 인해, X선 검출기(16)로부터 조사되는 X선(30)은, 당해 출구(S2)측의 간극으로부터 나오기 어렵다.In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the conveyance path | route 12 of the
이와 같이, 이 이물질 검출 장치(10)에서는, 금속박(20)의 구부러진 반송 경로(12)에 대하여, 한쪽으로부터 반송 경로(12)를 따라 X선(30)을 조사하고 있다. 이로 인해, 상기와 같이 방사선 차폐 상자(40)에 의해 X선 조사기(14)로부터 X선(30)이 조사되는 영역(P)을 구획한 경우에, X선(30)의 반사 방향이 금속박(20)의 입구나 출구의 방향으로 향하지 않는다. 이로 인해, X선(30)의 누설을 방지하기 쉽다.Thus, in this foreign
또한, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와 출구(S2)에는 금속박(20)의 반송 경로를 따라 간극이 발생하고 있다. 이 실시 형태에서는, 이러한 간극으로부터의 X선(30)의 누설을 방지하기 위해, 이러한 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와 출구(S2)에, 금속박(20)의 반송 경로(12)를 따라 차폐판(42)이 배치되어 있다. 이러한 차폐판(42)에 의해, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와 출구(S2)의 간극으로부터 금속박(20)의 반송 경로(12)를 따라 X선(30)이 외부에 누설되는 것을 방지하고 있다.In addition, a gap is generated in the inlet S1 and the outlet S2 of the
또한, 차폐판(42)은, 필요에 따라 설치하면 된다. 도 1에 도시하는 예에서는, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와 출구(S2)의 양쪽에, 차폐판(42)을 설치하고 있지만, 어느 한쪽에 설치해도 된다. 또한, 방사선 차폐 상자(40)의 입구(S1)와 출구(S2)로부터 X선(30)이 외부에 누설되지 않는 경우에는, 차폐판(42)을 설치하지 않아도 된다. 또한, 차폐판(42)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 방사선 차폐 상자(40)의 외측에, 금속박(20)의 반송 경로(12)를 따라 연장하고 있다. 도시는 생략하지만, 차폐판(42)은, 방사선 차폐 상자(40)의 내측에 있어서, 금속박(20)의 반송 경로(12)를 따라 연장해도 된다.In addition, what is necessary is just to provide the shielding
이상, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이물질 검출 장치를 예시했지만, 본 발명에 관한 이물질 검출 장치는, 상기에 한정되지 않는다.As mentioned above, although the foreign matter detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention was illustrated, the foreign matter detection apparatus which concerns on this invention is not limited to the above.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터를 기초로, 화상 데이터를 생성하는 X선 가시화 장치(16a)를 구비하고 있다. 이물질(Z)의 유무를 판정하는 경우에, 특히, 화상 데이터를 생성할 필요가 없는 경우에는, 이러한 X선 가시화 장치(16a)는 반드시 필요하지는 않다. X선 가시화 장치(16a)를 사용하지 않는 경우에는, 판정부(50)는, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터에 기초하여, 화상 데이터를 생성하지 않고, 이물질(Z)의 유무를 판정하도록 구성하면 된다.For example, in the above-described embodiment, the
또한, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터에 기초하여 화상 데이터를 생성하지 않고, 이물질(Z)의 유무를 판정하는 경우에 대해서도, 도 1에 도시하는 바와 같이, 정상치 기억부(52)를 설치해도 된다. 당해 X선 검출 데이터에 대해, 금속박 상에 이물질이 존재하고 있지 않은 상태에서 얻어지는 정상인 검출 데이터를 기억한 정상치 기억부(52)를 설치해도 된다. 이 경우, 판정부(50)는, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터와 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 검출 데이터에 기초하여, 이물질(Z)의 유무를 판정해도 된다.Also, as shown in FIG. 1, the normal value storage unit also determines the presence or absence of foreign matter Z without generating image data based on the X-ray detection data detected by the
예를 들어, 이물질(Z)의 유무를 판정하는 구성으로서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 차분 처리부(54)와, 판정 처리부(56)가 이물질 검출 장치(10)에 설치되어도 된다. 이 경우, 차분 처리부(54)에 의해, X선 검출기(16)에 의해 검출된 X선 검출 데이터와 정상치 기억부(52)에 기억된 정상인 X선 검출 데이터의 차분 데이터가 얻어진다. 그리고, 판정 처리부(56)에 의해, 당해 차분 처리부(54)에 의해 얻어진 차분 데이터에 기초하여, 이물질(Z)의 유무가 판정된다. 이물질 검출 장치(10)는, 화상 데이터를 생성하지 않고, 이물질(Z)의 유무가 판정되도록 구성되어도 된다.For example, as a structure which determines the presence or absence of the foreign material Z, as shown in FIG. 1, the
또한, 상술한 실시 형태에서는, 금속박(20)은 전극 재료(20a)가 도포 시공된 형태를 예시하고 있지만, 검사 대상으로서의 금속박(20)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 전극 재료(20a)가 도포 시공되어 있지 않아도 된다. 이와 같이, 이물질 검출 장치(10)는, 금속박(20)에 부착된 이물질(Z)을 검출하는데 사용할 수 있다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the
또한, 금속박(20)의 양면에 전극 재료(20a)가 도포 시공되어 있는 경우도 있다. 이물질 검출 장치(10)는, 금속박(20)의 양면에 있어서, 이물질(Z)을 검출할 수 있도록 구성할 수도 있다. 금속박(20)의 양면에 있어서, 이물질(Z)을 검출할 수 있도록 구성한, 이물질 검출 장치(10A)를 도 7에 도시한다. 이 이물질 검출 장치(10A)에서는, 금속박(20)의 반송 경로(12)는, 금속박(20)의 편측의 면(F1)을 외측을 향해 구부려 반송시키는 제1 부분(W1)과, 금속박의 반대측의 면(F2)을 외측을 향해 구부려 반송시키는 제2 부분(W2)을 구비하고 있다. 이물질 검출 장치(10A)는, 당해 제1 부분(W1) 및 제2 부분(W2)의 양쪽에 각각 X선 조사기(14A, 14B)와 X선 검출기(16A, 16B)가 설치되어 있다.In addition, the
이에 의해, 금속박(20)의 편측의 면(F1)을 외측을 향해 구부려 반송시킨 제1 부분(W1)에서, 당해 금속박(20)의 편측의 면(F1)에 X선(31)을 조사함으로써, 당해 면(F1)의 이물질(Z1)을 검출할 수 있다. 또한, 계속하여, 금속박(20)의 반대측의 면(F2)을 외측을 향해 구부려 반송시킨 제2 부분(W2)에서, 당해 금속박(20)의 반대측의 면(F2)에 X선(32)을 조사함으로써, 당해 면(F2)의 이물질(Z2)을 검출할 수 있다. 이 이물질 검출 장치(10A)에 따르면, 금속박(20)의 양면(F1, F2)을 순서대로 검사할 수 있다. 또한, 금속박(20)의 양면에 있어서, 이물질(Z)을 검출할 수 있도록 구성하는 경우에, 이물질 검출 장치를 콤팩트하게 구성할 수 있다.Thereby, by irradiating
또한, 상술한 실시 형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 반송 경로(12)에서 금속박(20)이 만곡된 만곡 부분(W)에 대하여, 반송 경로(12)의 상류측에 X선 조사기(14)를 배치하고, 반송 경로(12)의 하류측에 X선 검출기(16)을 배치하고 있다. 이에 한하지 않고, 예를 들어, 도 8에 도시하는 바와 같이, 반송 경로(12)에서 금속박(20)이 만곡된 만곡 부분(W)에 대하여, 반송 경로(12)의 하류측에 X선 조사기(14)를 배치하고, 반송 경로(12)의 상류측에 X선 검출기(16)를 배치해도 된다.In addition, in the above-mentioned embodiment, as shown in FIG. 1, with respect to the curved part W in which the
또한, 상술한 실시 형태에서는, 금속박(20)이 만곡하여 반송되는 만곡 부분(W)의 정상부(T)를 통과하도록 설정된 접선(L)에 대하여, 한쪽에 X선 조사기(14)를 배치하고, 다른 쪽에 X선 검출기(16)를 배치하고 있다. X선 조사기(14)와 X선 검출기(16)의 배치는 이러한 형태에 한정되지 않는다. 도시는 생략하지만, 금속박(20)이 만곡하여 반송되는 만곡 부분(W)의 정상부(T)로부터 둘레 방향으로 어긋난 위치에 접선(L)을 설정하고, 당해 접선(L)의 한쪽에 X선 조사기(14)를 배치하고, 다른 쪽에 X선 검출기(16)를 배치해도 된다.Moreover, in embodiment mentioned above, the
또한, 상술한 실시 형태에서는, 반송 장치(120)는, 금속박(20)을 만곡시키면서 반송시키는 만곡 부분(W)을 가진 형태를 예시하고 있다. 반송 장치(120)에 의해 형성되는 금속박(20)의 반송 경로(12)는, 이러한 형태에 한정되지 않는다. 즉, 금속박(20)의 반송 경로(12)는, 반드시 일정한 곡률로 만곡된 만곡 부분(W)을 갖고 있지 않아도 된다. 도시는 생략하지만, 이물질 검출 장치(10)는, X선(30)이 조사되는 부위에 있어서, 복수의 롤러에 의해 구부러진 금속박(20)의 반송 경로(12)가 형성되어 있어도 된다.In addition, in embodiment mentioned above, the conveying
예를 들어, 도 9에 도시하는 바와 같이, 이물질 검출 장치(10B)는, 띠 형상의 금속박(20)을 구부러진 반송 경로(12)를 따라 반송시켜도 된다. 도 9에 도시하는 형태에서는, 2개의 롤러(22a, 22b)에 의해, 금속박(20)의 반송 경로를 구부리는 동시에, 당해 2개의 롤러(22a, 22b) 사이에 직선(L1)을 따라 금속박(20)이 반송되는 부분(W3)을 형성하고 있다.For example, as shown in FIG. 9, the foreign
이 실시 형태에서는, 당해 직선(L1)의 한쪽에 X선 조사기(14)를 배치하고, 당해 직선(L1)의 다른 쪽에 X선 검출기(16)를 배치하고 있다. 그리고, X선 조사기(14)에 의해, 당해 직선(L1)을 따라 X선(30)을 조사하고, 당해 직선(L1)을 따라 조사된 X선(30)을 X선 검출기(16)에 의해 검출하고 있다.In this embodiment, the
그리고, X선 검출기(16)에 의해 관측된 X선(30)에 기초하여, 금속박(20) 상의 이물질(Z)을 검출하고 있다. 이 경우, 2개의 롤러(22a, 22b) 사이의 직선(L1) 상에 있어서, 금속박(20) 상의 이물질(Z)[금속박(20)에 도포 시공된 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질(Z)을 포함함]을 검출할 수 있다.And based on the
이 방법에서는, 이물질(Z)이 2개의 롤러(22a, 22b) 사이의 직선(L1)을 통과하는 동안에 있어서, 이물질(Z)에 기인하는 X선(30)의 그림자가 관측된다. 이로 인해, 금속박(20)의 반송 속도가 동일한 경우라도, 이물질(Z)을 포착할 수 있는 시간이 길어지므로, 이물질(Z)을 보다 확실하게 검출할 수 있게 된다. 이 경우, 2개의 롤러(22a, 22b) 사이의 거리는, 이물질(Z)을 확실하게 검출할 수 있도록, 적절하게 조정하면 된다.In this method, the shadow of the
이와 같이, 이물질 검출 장치는, 띠 형상의 금속박(20)을 구부러진 반송 경로(12)를 따라 반송시켜도 된다. 이 경우, X선 조사기(14)는, 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 반송 경로(12)를 따라 X선(30)을 조사하도록, 금속박(20)이 반송되는 방향의 한쪽에 배치되어 있으면 된다. 또한, X선 검출기(16)는, 금속박(20)이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 금속박(20)이 반송되는 방향에 대하여 다른 쪽에 배치되어 있으면 된다. 그리고, 이러한 X선 검출기(16)에 의해, X선 조사기(14)로부터 조사된 X선(30)을 검출하면 된다. 이에 의해, 금속박(20)을 반송시키면서, 금속박(20) 상의 이물질(Z)[금속박(20)에 도포 시공된 전극 재료(20a)에 포함되는 이물질(Z)을 포함함]을 검출할 수 있다. 이와 같이, 금속박(20)의 반송 경로를 구부리는 방법에는, 다양한 방법을 채용할 수 있다.In this manner, the foreign matter detection device may convey the strip-shaped
또한, 상술한 실시 형태에서는, 이러한 금속박(20)이 사용되는 용도로서, 리튬 이온 2차 전지를 들었다. 이러한 금속박(20)이 사용되는 용도는, 리튬 이온 2차 전지에 한정되지 않는다. 이러한 금속박(20)은, 다양한 전지의 집전체에 사용할 수 있고, 다양한 전지에 사용할 수 있다. 여기서, 「전지」라 함은, 전기 에너지를 취출 가능한 축전 디바이스 일반을 가리키고, 예를 들어, 리튬 이온 2차 전지, 금속 리튬 2차 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지 등의 2차 전지(축전지) 및 전기 이중층 캐패시터(Electric double-layer capacitor) 등의 축전 소자 및 1차 전지를 포함하는 개념이다.Moreover, in embodiment mentioned above, the lithium ion secondary battery was mentioned as a use which this
상술한 이물질 검출 장치 및 이물질 검출 방법은, 이러한 전지의 제조 방법에 내장할 수 있다. 이하, 금속박을 집전체로서 사용한 전지의 제조 방법에 대해, 일례를 든다.The foreign matter detection device and the foreign matter detection method described above can be incorporated into the battery manufacturing method. Hereinafter, an example is given about the manufacturing method of the battery which used metal foil as an electrical power collector.
예를 들어, 이 전지(1000)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 직사각형의 금속제의 전지 케이스(300)로 구성되어 있다. 전지 케이스(300)에는, 권회 전극체(310)가 수용되어 있다.For example, as shown in FIG. 10, this
이 실시 형태에서는, 권회 전극체(310)는, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 띠 형상 전극으로서, 정극 시트(311)와, 부극 시트(313)를 구비하고 있다. 또한, 띠 형상 세퍼레이터로서, 제1 세퍼레이터(312)와, 제2 세퍼레이터(314)를 구비하고 있다. 그리고, 정극 시트(311)와, 제1 세퍼레이터(312)와, 부극 시트(313)와, 제2 세퍼레이터(314)의 순서로 포개어져 권취되어 있다.In this embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the
정극 시트(311)는, 집전체 시트(311c)로서의 알루미늄박[금속박(20)(도 1 참조)에 상당]의 양면에 정극 활물질을 포함하는 전극 재료(311d)가 도포 시공되어 있다. 부극 시트(313)는, 집전체 시트(313c)로서의 동박[금속박(20)(도 1 참조)에 상당]의 양면에 부극 활물질을 포함하는 전극 재료(313d)가 도포 시공되어 있다. 세퍼레이터(312, 314)는, 이온성 물질이 투과 가능한 막이며, 이 실시 형태에서는, 폴리프로필렌제의 미다공막이 사용되고 있다.The
또한, 이 실시 형태에서는, 전극 재료(311d, 313d)는 집전체 시트(311c, 313c)의 폭 방향 편측에 치우쳐 도포 시공되어 있다. 집전체 시트(311c, 313c)의 폭 방향 반대측의 테두리부에는 전극 재료(311d, 313d)가 도포 시공되어 있지 않다. 정극 시트(311)와 부극 시트(313) 중, 집전체 시트(311c, 313c)에 전극 재료(311d, 313d)가 도포 시공된 부위를 도포 시공부(311a, 313a)라 하고, 집전체 시트(311c, 313c)에 전극 재료(311d, 313d)가 도포 시공되어 있지 않은 부위를 미도포 시공부(311b, 313b)라 한다.In addition, in this embodiment, the
도 11은, 정극 시트(311)와, 제1 세퍼레이터(312)와, 부극 시트(313)와, 제2 세퍼레이터(314)가 순서대로 포개어진 상태를 도시하는 폭 방향의 단면도이다. 정극 시트(311)의 도포 시공부(311a)와 부극 시트(313)의 도포 시공부(313a)는, 각각 세퍼레이터(312, 314)를 끼워 대향하고 있다. 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 권회 전극체(310)의 권회 방향에 직교하는 방향(권취 축 방향)의 양측에 있어서, 정극 시트(311)와 부극 시트(313)의 미도포 시공부(311b, 313b)가, 세퍼레이터(312, 314)로부터 각각 비어져 나와 있다. 당해 정극 시트(311)와 부극 시트(313)의 미도포 시공부(311b, 313b)는, 권회 전극체(310)의 정극과 부극의 집전체(311b1, 313b1)를 각각 형성하고 있다.FIG. 11: is sectional drawing of the width direction which shows the state which the
전지 케이스(300)에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(301)와 부극 단자(303)가 설치되어 있다. 정극 단자(301)는 권회 전극체(310)의 정극 집전체(311b1)에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(303)는 권회 전극체(310)의 부극 집전체(313b1)에 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 전지 케이스(300)에는 전해액이 주입된다. 전해액은, 적절한 전해질염(예를 들어 LiPF6 등의 리튬염)을 적당량 포함하는 디에틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등의 혼합 용매와 같은 비수전해액으로 구성할 수 있다.As illustrated in FIG. 10, the
상술한 이물질 검출 장치(10)(도 1 및 도 2 참조)는, 정극 시트(311) 및 부극 시트(313)에 포함되는 이물질(Z)을 검출할 수 있다. 이러한 이물질 검출 장치(10)를, 이러한 전지(1000)의 제조 공정에 내장함으로써, 전지(1000)에 포함되는 이물질(Z)을 줄일 수 있다.The foreign matter detection apparatus 10 (refer FIG. 1 and FIG. 2) mentioned above can detect the foreign material Z contained in the
이 경우, 이물질 검출 장치(10)는, 예를 들어, 전지(1000)를 조립하기 전의 공정에 있어서, 정극 시트(311) 및 부극 시트(313)에 포함되는 이물질(Z)을 검출하도록, 전지(1000)의 제조 공정에 내장하면 된다. 상술한 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이물질 검출 장치(10)는 집전체 시트(311c, 313c)(금속박)에 전극 재료를 도포 시공하는 전극 재료 도포 시공 장치(100)에 내장되어 있지만, 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 정극 시트(311)와, 제1 세퍼레이터(312)와, 부극 시트(313)와, 제2 세퍼레이터(314)의 순서로 포개어져 권취되는 공정의 전 공정에, 이물질 검출 장치(10)를 내장해도 된다. 또한, 이물질 검출 장치(10)는, 집전체 시트(311c, 313c)에, 전극 재료(311d, 313d)를 도포 시공하기 전에 있어서, 집전체 시트(311c, 313c) 상에 부착된 이물질을 검출하는 장치로서 사용해도 된다(도 6 참조).In this case, the foreign
이와 같이, 이물질 검출 장치(10)를, 전지의 제조 공정에 내장함으로써, 전지에 포함되는 이물질을 줄일 수 있다. 이에 의해, 전지 내에 이물질이 보다 적은 2차 전지를 제조할 수 있고, 2차 전지의 품질을 향상시켜, 2차 전지의 성능 열화를 방지하고, 또한, 2차 전지의 장기 수명화를 도모할 수 있다.In this manner, the foreign matter contained in the battery can be reduced by incorporating the foreign
이러한 리튬 이온 2차 전지(lithium-ion secondary battery)는, 복수 개가 조합되어 조전지(1000)를 구성하고, 예를 들어, 도 13에 도시하는 바와 같이, 차량(2000)의 전원으로서 탑재된다. 본 발명은 이러한 차량용 전지의 성능의 안정성이나, 장기 수명화에 기여한다. 이러한 차량(2000)에 대해, 구체적으로 일례를 들면, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 연료 전지 자동차와 같은 전동기를 구비하는 자동차의 전원(2차 전지)으로서 적용할 수 있다.A plurality of such lithium-ion secondary batteries are combined to form the assembled
10, 10A, 10B : 이물질 검출 장치
12 : 반송 경로
14, 14A, 14B : X선 조사기
14a : 제어부
16, 16A, 16B : X선 검출기
16a : X선 가시화 장치
20 : 금속박
20a : 전극 재료
22, 22a, 22b : 롤러
30, 31, 32 : X선
40 : 방사선 차폐 상자
42 : 차폐판
50 : 판정부
52 : 정상치 기억부
54 : 차분 처리부
56 : 판정 처리부
100 : 전극 재료 도포 시공 장치
101 : 조출부
102 : 도포부
103 : 건조부
104 : 권취부
105 : 반송 제어부
106 : 가이드 롤
112 : 백 롤
114 : 도포 헤드
120 : 반송 장치
300 : 전지 케이스
301 : 정극 단자
303 : 부극 단자
310 : 권회 전극체
311 : 정극 시트
311a : 도포 시공부
311b : 미도포 시공부
311b1 : 정극 집전체
311c : 집전체 시트(금속박)
311d : 전극 재료
312, 314 : 세퍼레이터
313 : 부극 시트
313a : 도포 시공부
313b : 미도포 시공부
313b1 : 부극 집전체
313c : 집전체 시트(금속박)
313d : 전극 재료
1000 : 전지(조전지)
2000 : 차량
L, L1 : 접선
W, W1, W2, W3 : 만곡 부분(금속박이 구부러져 반송되는 부분)
Z, Z1, Z2 : 이물질
T : 정상부10, 10A, 10B: foreign matter detection device
12: return path
14, 14A, 14B: X-Ray Irradiator
14a: control unit
16, 16A, 16B: X-ray detector
16a: X-ray visualization device
20: Metal foil
20a: electrode material
22, 22a, 22b: roller
30, 31, 32: X-ray
40: radiation shielding box
42: shield plate
50: judgment unit
52: normal value storage unit
54: difference processing unit
56: judgment processing unit
100: electrode material coating construction device
101: drawing unit
102: coating unit
103: drying unit
104: winding part
105: transport control
106: guide roll
112: back roll
114: application head
120: conveying device
300: battery case
301: Positive electrode terminal
303: Negative terminal
310: wound electrode body
311 positive electrode sheet
311a:
311b: unpainted construction department
311b1: Positive electrode current collector
311c: collector sheet (metal foil)
311d: electrode material
312, 314: separator
313: negative electrode sheet
313a:
313b: Unpainted construction department
313b1: anode collector
313c: collector sheet (metal foil)
313d: electrode material
1000: Battery (Assembled Battery)
2000: vehicles
L, L1: Tangent
W, W1, W2, W3: curved portion (part where metal foil is bent and conveyed)
Z, Z1, Z2: foreign matter
T: top
Claims (17)
상기 금속박을, 구부러진 반송 경로를 따라 반송하는 반송 장치,
상기 금속박이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 상기 금속박이 반송되는 방향의 한쪽에 배치되고, 상기 반송 경로를 따라 X선을 조사하는 X선 조사기,
및 상기 금속박이 구부러져 반송되는 부분에 대하여, 상기 금속박이 반송되는 방향의 다른 쪽에 배치되고, 상기 X선 조사기로부터 조사된 X선을 검출하는 X선 검출기를 구비한, 이물질 검출 장치.It is a foreign substance detection device which detects the foreign substance contained in the electrode material apply | coated to the strip-shaped metal foil,
A conveying apparatus which conveys the said metal foil along the curved conveyance path,
An X-ray irradiator arranged at one side of the direction in which the metal foil is conveyed and irradiated with X-rays along the conveyance path to a portion where the metal foil is bent and conveyed;
And an X-ray detector which is arranged on the other side of the direction in which the metal foil is conveyed, and which detects the X-rays irradiated from the X-ray irradiator with respect to a portion where the metal foil is bent and conveyed.
상기 판정부는, 상기 X선 검출기에 의해 검출된 X선 검출 데이터와 상기 정상치 기억부에 기억된 정상인 검출 데이터에 기초하여, 이물질의 유무를 판정하는, 이물질 검출 장치.A normal value storage section according to claim 2, further comprising a normal value storage section for storing normal detection data obtained in a state where no foreign matter is present with respect to X-ray detection data detected by the X-ray detector,
And the determining unit determines the presence or absence of the foreign matter based on the X-ray detection data detected by the X-ray detector and the normal detection data stored in the normal value storage unit.
및 상기 X선 가시화 장치에 의해 취득된 화상 데이터와, 상기 정상치 기억부에 기억된 정상인 화상 데이터의 차분 데이터를 얻는 차분 처리부를 구비한, 이물질 검출 장치.The normal value storage section according to claim 4, wherein the image data obtained by the X-ray visualization apparatus stores normal image data obtained in a state where no foreign matter is present.
And a difference processing unit for obtaining difference data between the image data acquired by the X-ray visualization apparatus and the normal image data stored in the normal value storage unit.
상기 제1 부분 및 제2 부분의 양쪽에 대하여, 각각 상기 X선 조사기와 상기 X선 검출기를 배치한, 이물질 검출 장치.The said conveying apparatus is a conveyance apparatus of any one of Claims 1-6, Comprising: The 1st part which bends and conveys the one side surface of the said metal foil toward an outer side to the conveyance path | route of the said metal foil, and the surface on the opposite side of metal foil. Having a second portion that is bent toward the outside and conveyed,
The foreign material detection apparatus which arrange | positioned the said X-ray irradiator and the said X-ray detector with respect to both of the said 1st part and the 2nd part, respectively.
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