KR101582011B1 - 밀폐 전지의 기밀 검사 방법 및 기밀 검사 장치 - Google Patents

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아끼라 스즈까
슌지 노다
?지 노다
다꾸야 다까쯔까
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Abstract

소프트 패키지된 밀폐 전지를 밀봉 용기에 수용한다. 밀봉 용기를 감압하고, 감압 전후의 밀봉 용기 내의 밀폐 전지의 표면 기복 형상을 CCD 카메라 등으로 촬영한다. 촬영된 화상의, 예를 들어 화소의 휘도의 차이에 나타나는 표면 기복 형상의 변화에 기초하여, 밀폐 전지의 기밀성이 유지되어 있는지 여부를 판정한다. 이 판정 방법에 의해 밀봉 전지 표면의 눈에 보이지 않는 미세한 주름이 판정에 미치는 영향을 배제하여, 고정밀도의 기밀 판정을 실현한다.

Description

밀폐 전지의 기밀 검사 방법 및 기밀 검사 장치 {AIR TIGHTNESS TEST METHOD AND AIR TIGHTNESS TEST DEVICE FOR SEALED BATTERIES}
본 발명은, 라미네이트 필름 등의 전지 케이스에 전지 본체를 수납 장착한 소프트 패키지식의 밀폐 전지의 기밀 검사에 관한 것이다.
일본 특허청이 2008년에 발행한 일본 특허 제4089389호는 밀폐 전지의 전지 케이스의 기밀 검사 방법을 제안하고 있다.
기밀 검사 방법은, 밀폐 전지를 수용한 밀봉 용기에 가스를 공급하여 가압하는 제1 프로세스와, 밀봉 용기 내의 가스를 배출하여 밀폐 용기 내를 상압으로 복귀시키는 제2 프로세스를 행하고, 이들의 프로세스를 거친 전지의 치수를 측정하고, 규격 치수와 비교하여 전지 케이스의 기밀의 좋고 나쁨을 판정한다.
전지 케이스에 핀 홀이나 균열이 있으면, 제1 프로세스에서 전지 케이스 내에 가스가 침입한다. 제2 프로세스에서 밀봉 용기의 압력이 저하되면 전지 케이스 내의 가스는 핀 홀이나 균열로부터 배출되지만, 그 속도는 밀봉 용기의 압력 저하 속도보다 느리기 때문에, 전지 케이스는 일시적으로 팽창된다.
따라서, 이때의 치수를 측정하여, 규격 치수와 비교함으로써, 전지 케이스에 핀 홀이나 균열이 있는지 여부를 판정할 수 있다.
전지 케이스를 라미네이트 필름 등의 변형 가능한 재료로 구성한 경우에, 제조 과정에서 케이스의 표면에 눈에 보이지 않는 주름 형상의 기복이 발생하여, 전지 케이스의 치수에 영향을 미치는 경우가 있다. 또한, 전지 본체의 두께의 개체차도 전지 케이스의 치수에 영향을 미친다. 그로 인해, 이러한 소프트 패키지 타입의 밀폐 전지에 관해서는, 종래 기술에 의한 기밀 검사 방법은, 반드시 높은 검사 정밀도를 유지할 수 있는 것은 아니다.
본 발명의 목적은, 따라서 소프트 패키지 타입의 밀폐 전지의 기밀 검사에 적합한 고정밀도의 검사 방법과 검사 장치를 제공하는 것이다.
이상의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 밀폐 전지의 기밀 검사 방법은, 밀봉 용기에 수용된 밀폐 전지의 표면 기복 형상을 측정하고, 밀봉 용기를 감압하고, 감압한 밀봉 용기 내의 밀폐 전지의 표면 기복 형상을 측정한다. 그리고, 감압 전후에 촬영된 밀폐 전지의 표면 기복 형상의 변화에 기초하여 밀폐 전지의 기밀성을 판정한다.
본 발명의 상세 및 다른 특징이나 이점은, 명세서의 이하의 기재 중에서 설명되는 동시에, 첨부된 도면에 도시된다.
도 1a와 도 1b는 소프트 패키지식 밀폐 전지의 평면도와 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 기밀 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 컨트롤러가 실행하는 기밀 검사 루틴을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 밀폐 전지 주요부를 확대한 횡단면도이다.
도 5a와 도 5b는 감압시의 밀폐 전지 주요부를 확대한 횡단면도이다.
도 6은 전하 결합 소자(CCD) 카메라가 1기압의 분위기 상태에서 촬영한 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 7은 CCD 카메라가 감압 분위기 상태에서 촬영한 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 8은 도 6의 화상과 도 7의 화상의 화소마다의 휘도의 차이를 나타내는 화상이다.
도 9는 CCD 카메라가 1기압의 분위기 상태에서 촬영한, 전지 케이스에 미소한 주름이 존재하는 경우의 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 10은 CCD 카메라가 감압 분위기 상태에서 촬영한, 전지 케이스에 미소한 주름이 존재하는 경우의 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 11은 도 9의 화상과 도 10의 화상의 화소마다의 휘도의 차이를 나타내는 화상이다.
도 12는 CCD 카메라가 1기압의 분위기 상태에서 촬영한, 전지 케이스에 미소한 주름이 존재하고, 또한 기밀성이 손상되어 있는 경우의 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 13은 CCD 카메라가 감압 분위기 상태에서 촬영한, 전지 케이스에 미소한 주름이 존재하고, 또한 기밀성이 손상되어 있는 경우의 밀폐 전지의 촬상 화상이다.
도 14는 도 12의 화상과 도 13의 화상의 화소마다의 휘도의 차이를 나타내는 화상이다.
도면의 도 1a와 도 1b를 참조하면, 소프트 패키지식 밀폐 전지(1)는, 알루미늄 등의 금속박에 수지를 라미네이트한 라미네이트 필름으로 구성된 전지 케이스(2)와, 전해액을 함침시킨 적층체로 이루어지는 전지 요소(3)와, 한 쌍의 전극 단자(4)를 구비한다.
한 쌍의 전극 단자(4)는 전지 케이스(2)로부터 외측으로 취출된다. 전지 케이스(2)는 대략 직사각형의 평면 형상을 이루고, 중앙부에 오목부를 구비한 라미네이트 필름에 의한 한 쌍의 부재로 이루어진다. 이들 부재의 대향하는 오목부의 내측에 전지 요소(3)가 수납 장착된다. 이들 부재의 주연부(5)를 부압 환경하에서 서로 접착함으로써, 전지 케이스(2)가 형성된다.
이러한 소프트 패키지식 밀폐 전지(1)에 있어서, 전지 케이스(2)는 용이하게 변형되어, 표면에 주름 형상의 기복을 발생시키기 쉽다. 이들 주름에는 눈에 보이지 않는 주름도 포함된다. 또한, 전지 요소(3)의 두께의 개체차가, 전지 케이스(2)의 두께에 영향을 미친다. 본 발명에 의한 기밀 검사 장치와 기밀 검사 방법은, 눈에 보이지 않는 주름이나 전지 요소(3)의 두께의 개체차가 미치는 영향을 배제하여, 고정밀도의 기밀 검사를 실현한다.
도 2를 참조하면, 기밀 검사 장치(10)는, 밀봉 용기(11)와, 밀봉 용기(11) 내를 진공 상태로 감압하는 감압 장치(15)와, 밀봉 용기(11) 내를 진공 상태로부터 대기압으로 복귀시키는 대기 도입 장치(20)와, 밀폐 전지(1)를 밀봉 용기(11) 내로 반입하고, 밀봉 용기(11)의 외부로 반출하는 반송 장치(25)를 구비한다.
기밀 검사 장치(10)는 또한, 밀봉 용기(11) 내의 밀폐 전지(1)의 표면을 조명하기 위한, 조명 장치(31)와, 밀봉 용기(11) 내의 밀폐 전지(1)의 표면을 고정 방향으로부터 촬영하는 전하 결합 소자(CCD) 카메라(30)를 구비한다.
감압 장치(15), 대기 도입 장치(20), 반송 장치(25), 조명 장치(31), CCD 카메라(30)의 각 동작은, 컨트롤러(35)에 의해 제어된다. 컨트롤러(35)는 또한, CCD 카메라(30)에 의해 촬상된 영상을 기억하고, 기억한 화상을 해석하여, 밀폐 전지(1)의 기밀성의 좋고 나쁨을 판정한다.
컨트롤러(35)는 중앙 연산 장치(CPU), 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 입출력 인터페이스(I/O 인터페이스)를 구비한 마이크로컴퓨터로 구성된다. 컨트롤러를 복수의 마이크로컴퓨터로 구성하는 것도 가능하다.
기밀 검사 장치(10)는 또한, CCD 카메라(30)가 촬영한 전지 케이스(2)의 화상이나, 컨트롤러(35)가 전지 케이스(2)의 화상을 처리한 결과를 표시하는 디스플레이 장치(36)를 구비한다.
밀봉 용기(11)는 고정 위치에 유지된다. 밀봉 용기(11)는, 상면을 투명판(12)으로 구성하고, 하면을 개방한 상자 형상으로 형성된다. 개방된 하면에는, 반송 장치(25)의 밀폐 전지(1)를 탑재한 반송대(26)가 밀착됨으로써, 밀봉 용기(11)의 내측에 밀봉된 공간을 창출한다.
밀봉 용기(11)의 밀봉을 확보하기 위해, 밀봉 용기(11)의 하면에는 시일부(13)가 배치된다. 시일부(13)에 반송대(26)가 하방으로부터 압박됨으로써, 시일부(13)는 밀봉 용기(11)의 내측의 공간을 외기로부터 차단한다.
조명 장치(31)는, 밀봉 용기(11) 내의 밀폐 전지(1)에 조명을 비추기 위해, 밀봉 용기(11)의 상방에 설치된다. CCD 카메라(30)는 조명 장치(31)에 의한 조명하에서 밀폐 전지(1)의 표면을 촬상하기 위해, 밀봉 용기(11)의 상방에 고정된다.
조명 장치(31)는, 1개의 등으로 밀폐 전지(1) 전체를 비추는 장치라도, 밀폐 전지(1)의 4변의 근방을 각각 분할하여 비추는 장치라도 좋다.
CCD 카메라(30)에는 예를 들어, 200만 화소의 CCD가 사용된다. CCD 카메라(30)는 촬상면에 투영되는 밀폐 전지(1) 표면의 요철이나 주름 등의 표면 형상을 촬상하고, 촬영한 화상을 컨트롤러(35)에 송신한다. 바꾸어 말하면, CCD 카메라(30)의 촬상면의 각 화소는, 조명 장치(31)에 비친 밀폐 전지(1) 표면의 요철이나 주름 등의 표면 형상에 따른 반사광에 의한 휘도 신호로 구성된다. 컨트롤러(35)의 메모리에는, 촬상면의 각 화소마다의 휘도가 기억된다.
또한, 카메라는 화소의 집적에 의해 화상을 표현하는 카메라인 한, CCD 카메라에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS) 카메라를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 카메라의 화소수는, 눈에 보이지 않는 주름을 검출할 수 있을 정도의 화소수를 구비하고 있으면 되며, 반드시 200만 화소에 한정되는 것은 아니다.
반송 장치(25)는 전공정에서 반송대(26)에 적재된 밀폐 전지(1)를, 도면의 화살표로 나타내는 바와 같이, 밀봉 용기(11)의 하방으로 반송한다. 반송 장치(25)는 밀봉 용기(11) 하방에 있어서 반송대(26)를 상승시키고, 밀봉 용기(11)의 하면에 반송대(26)를 밀착시켜, 밀폐 전지(1)를 밀봉 용기(11) 내에 밀봉 상태로 봉입한다. 반송 장치(25)는 또한, 반송대(26)를 밀봉 용기(11)로부터 이탈시켜, 도면의 화살표와 같이 밀폐 전지(1)를 다음 공정으로 반송한다.
감압 장치(15)는, 밀봉 용기(11)에 배관을 통해 접속된 진공 펌프(16)와, 배관 도중에 개재되는 차단 밸브(17)와, 밀봉 용기(11)의 내압을 검출하는 압력계(18)를 구비한다. 밀봉 용기(11) 내를 감압하는 경우에는, 컨트롤러(35)의 지령 신호에 따라서, 차단 밸브(17)를 개방하여, 진공 펌프(16)를 운전시켜 밀봉 용기(11)를 감압한다. 컨트롤러(35)는, 압력계(18)의 검출 압력이 소정의 부압에 도달하면, 차단 밸브(17)를 폐쇄하여, 밀봉 용기(11) 내를 부압 상태로 유지한다.
감압 장치(15)에 부압 탱크를 설치하고, 부압 탱크의 부압을 사용하여 밀봉 용기(11) 내를 감압하는 한편, 진공 펌프(16)를 차례로 운전시켜, 부압 탱크가 소정의 부압을 상시 유지하도록 감압 장치(15)를 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성에 따르면, 차단 밸브(17)를 개방하는 동시에 밀봉 용기(11)를 급속하게 감압할 수 있어, 밀폐 용기(11)의 감압 프로세스의 소요 시간을 단축할 수 있다.
대기 도입 장치(20)는, 필터(21)를 통해 밀봉 용기(11)를 외기에 개방하는 배관과, 배관의 도중에 개재되는 차단 밸브(22)를 구비한다. 컨트롤러(35)는, 차단 밸브(22)를 개방할 수 있어, 감압 장치(15)에 의해 감압된 밀봉 용기(11)에 대기를 도입하여, 밀봉 용기(11)를 대기압으로 복귀시킨다.
도 3을 참조하여, 이상과 같이 구성된 기밀 검사 장치(10)에 있어서, 컨트롤러(35)가 실행하는 밀폐 전지(1)의 기밀 검사 루틴을 설명한다. 이 루틴은 1개의 밀폐 전지(1)마다 실행된다.
스텝 S1에서, 컨트롤러(35)는 반송 장치(25)를 구동시켜, 밀폐 전지(1)를 밀봉 용기(11) 내에 수용한다. 구체적으로는, 밀폐 전지(1)를 적재한 반송대(26)를, 밀봉 용기(11)의 하방의 소정 위치로 이동하고, 소정 위치로부터 상승시켜, 밀봉 용기(11)의 하면에 반송대(26)를 하방으로부터 압박한다. 이에 의해, 밀봉된 밀봉 용기(11) 내에 밀폐 전지(1)가 수용된다. 이 단계에서는, 대기 도입 장치(20)의 차단 밸브(22)는 개방되고, 감압 장치(15)의 차단 밸브(17)는 폐쇄되어 있다. 그로 인해, 밀봉 용기(11)는 대기압인 1기압으로 유지되어 있다.
스텝 S2에서, 컨트롤러(35)는, 조명 장치(31)가 밀폐 전지(1)의 외측으로부터 밀폐 전지(1)의 표면을 비춘 상태에서, CCD 카메라(30)에 의해 대기압 환경에 있어서의 밀폐 전지(1)의 표면을 촬영한다. CCD 카메라(30)의 CCD의 촬상면에는, 조명 장치(31)에 의해 비친 밀폐 전지(1) 표면의 요철이나 주름 등의 표면 형상에 따른 반사광이 입력된다. CCD의 각 화소는 반사광의 명암에 따른 휘도 신호를 컨트롤러(35)에 입력한다. 컨트롤러(35)는, 입력 신호를 대기압 상태에서의 촬상 신호로서 RAM에 기억한다.
밀폐 전지(1)는, 전지 케이스(2)의 주연부(5)를 부압 환경하에서 서로 접착함으로써, 전지 케이스(2)에 수납 장착되고, 전지 케이스(2)에 수납 장착된 상태에서 대기압 환경에서 보존된다.
도 4를 참조하면, 전지 케이스(2)에 밀봉 불량 혹은 흠집 등에 기인하는 핀 홀과 같은 기밀 불량 개소(40)가 존재하면, 전지 케이스(2) 내외의 압력차에 의해, 전지 케이스(2)의 주위의 기체가 기밀 불량 개소(40)로부터 전지 케이스(2) 내부에 침입하여, 전지 케이스(2)의 내압은 대기압에 근접한다. 소프트 패키지식 전지 케이스(2)는 용이하게 변형되어, 표면에 눈에 보이지 않는 주름 형상의 기복이 발생하기 쉽다. 전지 요소(3)의 두께의 개체차도 전지 케이스(2)의 치수에 영향을 미친다.
이로 인해, 이 시점에서 CCD 카메라(30)에 의해 밀폐 전지(1)를 촬영해도, CCD의 각 화소의 휘도 신호로부터, 전지 케이스(2)가 제조시의 부압 상태를 유지하고 있는 양호한 밀폐 전지(1)인지, 혹은 전지 케이스(2) 내의 내압이 상승한 불량품인 밀폐 전지(1)인지는 즉시 판정할 수 없다.
스텝 S3에서, 컨트롤러(35)는, 대기 도입 장치(20)의 차단 밸브(22)를 폐쇄하고, 감압 장치(15)의 차단 밸브(17)를 개방하고, 진공 펌프(16)를 운전시켜 밀봉 용기(11)를 감압한다. 밀봉 용기(11) 내가 소정의 진공 상태로 감압되면, 컨트롤러(35)는 감압 장치(15)의 차단 밸브(17)를 폐쇄하여, 밀봉 용기(11)를 소정의 감압 상태로 유지한다.
기밀 불량 개소(40)를 갖는 불량품인 밀폐 전지(1)는, 밀봉 용기(11) 내가 급속하게 부압화되면, 다음과 같은 변화를 나타낸다. 즉, 밀봉 용기(11)의 부압화에 의해 전지 케이스(2) 내의 압력이 상대적으로 상승한다. 전지 케이스(2) 내의 이 압력 변화는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 전지 케이스(2)를 약간 팽창시키거나, 전지 케이스(2)의 표면에 눈에 보이지 않는 미소한 주름을 발생시켜, 결과적으로 전지 케이스(2)에 변형을 초래한다.
한편, 기밀 불량 개소(40)가 없는 우량품인 밀폐 전지(1)는, 대기압 환경하에서도 전지 케이스(2) 내의 압력은 제조시의 부압 상태로 유지되어 있다. 이 경우에는, 밀봉 용기(11)가 소정의 감압 상태로 감압되어도, 전지 케이스(2)의 내압은 밀봉 용기(11)의 분위기압과 대략 동등하므로, 전지 케이스(2)는 도 5a에 도시하는 바와 같이 원형을 유지한다.
밀봉 용기(11)의 소정의 감압 상태는, 부압을 절대값으로 나타내는 것으로서, 불량품인 밀폐 전지(1)에 변형을 초래하기에 충분한 규모의 부압이고, 또한 제조시에 전지 케이스(2)를 최종적으로 밀봉할 때의 내압 이하의 부압으로 할 필요가 있다.
부압의 규모가 부족하면, 전지 케이스(2)에 발생하는 팽창이나 변형이 작아져, 불량품의 검출 정밀도가 저하된다. 부압의 규모가 과대하면, 우량품인 밀폐 전지(1)를 팽창이나 변형시켜 버릴 가능성이 있다. 소정의 감압 상태는, 미리 실험이나 시뮬레이션에 의해 최적의 값을 결정한다.
스텝 S4에서, 컨트롤러(35)는, 조명 장치(31)가 밀폐 전지(1)의 표면을 비춘 상태에서, CCD 카메라(30)에 의해 밀폐 전지(1)를 촬영한다. CCD 카메라(30)의 CCD의 화소는, 조명 장치(31)에 의해 비친 밀폐 전지(1)의 전지 케이스(2)의 표면의 요철이나 주름에 따른 반사광에 의한 휘도 신호를 출력한다. 화소마다에 출력되는 휘도 신호는, 컨트롤러(35)의 RAM에 저장된다.
CCD 카메라(30)에 의한 촬영 종료 후, 컨트롤러(35)는, 대기 도입 장치(20)의 차단 밸브(22)를 개방하여, 밀봉 용기(11) 내에 대기를 도입하여 밀봉 용기(11) 내를 대기압으로 복귀시킨다.
이상의 스텝 S1-S4의 처리는 화상 촬영 프로세스를 구성하고, 스텝 S5-S10의 처리가 촬영 화상에 기초하는 기밀 판정 프로세스를 구성한다. 또한, 흐름도에는 나타내어져 있지 않지만, 기밀 판정 프로세스와 병행하여, 반송 장치(25)가 밀폐 전지(1)를 적재한 반송대(26)를 밀봉 용기(11)로부터 하방으로 이탈시켜, 다음 공정으로 반송한다.
스텝 S5에서, 컨트롤러(35)는, RAM에 기억되어 있는 감압 상태에서 촬영한 화상과 대기압하에서 촬영한 화상을 화소마다의 휘도 신호의 차를 산출한다. 화소마다 기억되어 있는 휘도 신호의 차가 연산된다.
스텝 S6에서, 컨트롤러(35)는, 휘도 신호의 차분이 미리 설정된 휘도차를 초과하는 화소를 그 위치와 함께 RAM에 기억시킨다. 또한, 감압 상태에서 촬영한 화상과 대기압하에서 촬영한 화상과, 그들의 차분을 나타내는 화상을 디스플레이 장치(36)에 표시한다. 미리 설정된 휘도차는, 예를 들어 3Ø/256 정도로 한다.
도 6, 도 9, 도 12는, 스텝 S2에서 밀봉 용기(11)가 대기압 상태에서 CCD 카메라(30)가 촬영한 전지 케이스(2)를 나타낸다. 도 7, 도 10, 도 13은 스텝 S4에서 밀봉 용기(11)가 감압 상태에서 CCD 카메라(30)가 촬영한 전지 케이스(2)를 나타낸다. 도 8, 도 11, 도 14는 컨트롤러(35)가 스텝 S5에서 계산한, 도 6과 도 7, 도 9와 도 10, 도 12와 도 13의 차분에 각각 상당한다. 구체적으로는 대기압 상태와 감압 상태에서, 설정 휘도차를 초과하는 휘도 변화가 있었던 화소를 나타낸다. 이들 도면에 나타내어진 직사각형은 전지 케이스(2)의 존재 영역을 나타낸다.
또한, 도 6, 도 7, 도 9, 도 10, 도 12, 도 13은 모두, 표시를 알기 쉽게 하기 위해, 흑백 반전시킨 상태로 나타내고 있다. 따라서, 디스플레이 장치(36)에 나타내어진 흑색 부분(51)이 휘도가 높은 화소를, 백색 부분(52)이 휘도가 낮은 화소를 나타낸다. 또한, 도 8, 도 11, 도 14에 관해서는, 디스플레이 장치(36)에 나타내어진 흑색 부분(61)이 설정 휘도차를 상회하는 휘도의 차이가 발생한 화소를 나타내고, 백색 부분(62)은 설정 휘도차 이하의 휘도의 차이에 그친 화소를 나타낸다.
스텝 S7에서, 컨트롤러(35)는, 스텝 S6에서 기억한 설정 휘도차를 상회하는 휘도의 차이를 발생한 화소의 수를 센다. 센 화소수와 CCD 카메라(30)의 해상도로부터, 화소수에 대응하는 전지 케이스(2)의 면적을 계산한다.
스텝 S8에서, 컨트롤러(35)는 스텝 S7에서 계산한 면적이, 미리 설정한 면적 미만인지 여부를 판정한다. 스텝 S8의 판정이 긍정적인 경우에는, 검사한 밀폐 전지(1)는 정상이라는 취지를 스텝 S9에서 디스플레이 장치(36)에 표시한다. 미리 설정한 면적은, 예를 들어 CCD 카메라(30)의 화소수를 100만 내지 200만 화소로 하면, 전체 화소수의 0.1 내지 0.3％ 정도의 범위에 상당하는 면적으로 설정하는 것이 바람직하다.
스텝 S8의 판정이 부정적인 경우에는, 검사한 밀폐 전지(1)는 불량품인 취지를 스텝 S10에서 디스플레이 장치(36)에 표시한다.
스텝 S9 또는 S10의 처리 후, 컨트롤러(35)는 루틴을 종료한다.
도 6 내지 도 14는, 이상의 밀폐 전지(1)의 기밀성 검사 루틴의 실행에 의해 디스플레이 장치(36)에 표시된 화상의 예를 나타낸다. 도 6 내지 도 8은 눈에 보이지 않는 주름이 적고, 또한 기밀성이 유지되어 있으므로, 정상이라고 판정된 밀폐 전지(1)의 예를 나타낸다. 도 9 내지 도 11은 눈에 보이지 않는 주름은 존재하지만 기밀성이 유지되어 있으므로, 정상이라고 판정된 밀폐 전지(1)의 예를 나타낸다. 도 12 내지 도 14는 기밀성이 유지되어 있지 않은 불량품이라고 판정된 밀폐 전지(1)의 예를 나타낸다.
도 6 내지 도 8의 밀폐 전지(1)에 관하여, 차분 연산에 의해 휘도에 차이가 있었던 화소수는 10이었다. 도 9 내지 도 11의 밀폐 전지(1)에 관하여, 차분 연산에 의해 휘도에 차이가 있었던 화소수는 33이었다. 제조 공정에서 밀폐 전지(1)의 전지 케이스(2)에 눈에 보이지 않는 미세한 주름이 발생되어 있는 경우라도, 도 9와 도 10에 주름이 모두 나타남으로써, 차분을 나타내는 도 11에서는, 그 영향이 배제된다. 따라서, 이 기밀 검사 장치(10)에 따르면, 밀폐 전지(1)의 제조 공정에서 발생하는 눈에 보이지 않는 미세한 주름이 기밀 검사에 미치는 영향을 배제할 수 있다.
한편, 도 12 내지 도 14의 밀폐 전지(1)에 관하여, 차분 연산에 의해 휘도에 차이가 있었던 화소수는 38771개였다. 이 경우에는, 감압 상태의 화상인 도 13에 있어서, 다수의 주름이 검출되어 있다. 이것은 대기압 상태의 화상인 도 12에서는 검출되어 있지 않다. 결과적으로, 차분을 나타내는 도 14에는 다수의 주름의 발생이 반영되어, 차분 연산에 의해 휘도에 차이가 있었던 화소수가 대폭 증가하고 있다.
이와 같이, CCD 카메라(30)는 눈에 보이지 않는 미세한 주름도 정확하게 검출한다. 그 결과, 전지 케이스(2)의 주름의 유무는, 핀 홀 등의 기밀 불량 개소(40)가 존재하고 있지 않은 경우에는, 기밀 검사에 영향을 미치지 않고, 한편 핀 홀 등의 기밀 불량 개소(40)로 인해 스텝 S3의 감압 처리에 의해 발생한 주름은 차분을 확실하게 증가시키게 된다.
따라서, 이 기밀 검사 장치(10)에 따르면, CCD 카메라(30)에 의해 밀폐 전지(1)의 표면 기복 형상의 변화를 검출하는 것만으로, 소프트 패키지의 밀폐 전지(1)의 기밀성을 고정밀도로 판정할 수 있다.
스텝 S2에서 행하는 1회째의 CCD 카메라(30)에 의한 밀폐 전지(1)의 촬영은 대기압하에서 행해지므로, 단시간에 완료 가능하다. 또한, 스텝 S4에서 행하는 2회째의 CCD 카메라(30)에 의한 밀폐 전지(1)의 촬영은, 스텝 S3에서 밀봉 용기(11)를 급속하게 감압한 후에 행해진다. 급속한 감압에 의해, 전지 케이스(2)의 팽창이나 변형이 촉진되는 한편, 전지 케이스(2)에의 기체의 침입량 또는 전지 케이스(2)로부터의 기체의 배출량이 작게 억제되므로, 급속한 감압은 검사 정밀도의 향상에 바람직한 효과를 가져온다. 또한, 감압 상태로의 이행 소요 시간을 단축하여, 결과적으로 1개의 밀폐 전지(1)의 검사에 필요로 하는 검사 시간의 단축이 가능해진다. 또한, 전지 케이스(2)로부터의 기체의 배출량이 작게 억제되는 것은, 전지 케이스(2)로부터의 물질의 누설을 억제하는 면에서도 바람직하다.
또한, 상면을 투명하게 한 밀봉 용기(11)를 사용함으로써, CCD 카메라(30)를 밀봉 용기(11)의 외부에 설치할 수 있다. 따라서, 밀봉 용기(11)의 용적을 작게 할 수 있어, 밀봉 용기의(1)의 감압 소요 시간을 단축할 수 있다.
이상의 설명에 관하여 2010년 6월 17일을 출원일로 하는 일본에의 일본 특허 출원 제2010-138499호의 내용을 여기에 인용에 의해 합체한다.
이상, 본 발명을 특정 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자에게 있어서는, 클레임의 기술범위에서 상기 실시예에 다양한 수정 혹은 변경을 가하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 소프트 패키지의 밀폐 전지의 기밀성의 판정 정밀도를 향상시킨다. 그로 인해, 예를 들어 자동차용 2차 전지의 기밀성의 검사 정밀도나 검사 효율의 향상에 바람직한 효과를 가져온다.
본 발명의 실시예가 포함하는 배타적 성질 혹은 특징은 이하와 같이 클레임된다.

Claims (11)

  1. 전지 요소를 변형 용이한 필름제의 전지 케이스에 부압 환경 하에서 봉입한 밀폐 전지의 기밀 검사 방법에 있어서,
    반송 장치에 밀폐 전지를 적재하여 외기를 향해 개방된 일면을 갖는 밀봉 용기로 이동하고,
    반송 장치를 밀봉 용기의 일면에 결합함으로써, 밀폐 전지를 봉입한 상태에서 밀봉 용기를 밀봉하여 밀봉 용기에 밀폐 전지를 수용하고,
    밀봉 용기 내의 밀폐 전지의 표면 기복 형상을 디지털 사진 장치에 의해 촬영하고,
    밀봉 용기를, 전지 요소를 전지 케이스에 봉입할 때의 부압보다 절대값에 있어서 작은 부압으로 감압하고,
    감압한 밀봉 용기 내의 밀폐 전지의 표면 기복 형상을 디지털 사진 장치에 의해 촬영하고,
    밀봉 용기의 감압 전에 촬영된 화상의 화소의 휘도와 밀봉 용기의 감압 후에 촬영된 화상의 대응하는 화소의 휘도에, 설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는지 여부를 판정하고, 설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는 화소의 수에 기초하여, 밀폐 전지의 기밀성이 유지되어 있는지 여부를 판정하는, 밀폐 전지의 기밀 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 밀봉 용기의 감압 전의 표면 기복 형상의 촬영은 밀봉 용기를 대기압의 상태로 하여 행함과 동시에, 밀봉 용기의 감압시에는 밀봉 용기를, 전지 요소를 전지 케이스에 봉입할 때의 부압보다 절대값에 있어서 작은 부압으로 급속하게 감압하고, 판정에 있어서는 설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는 화소의 수에 기초하여 감압 시의 전지 케이스의 팽창 또는 전지 케이스의 주름의 발생을 검출하고, 전지 케이스의 팽창 또는 전지 케이스의 주름의 발생에 기초하여 전지 케이스의 기밀성을 판정하는, 밀폐 전지의 기밀 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서, 밀봉 용기의 감압 전과 감압 후의 표면 기복 형상의 촬영은 각각 밀폐 전지에 조명을 비춘 상태에서 행해지는, 밀폐 전지의 기밀 검사 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 화소와 디지털 사진 장치의 해상도로부터, 화소의 휘도에 차이가 있는 면적을 계산하고, 화소의 휘도에 차이가 있는 면적에 기초하여, 밀폐 전지의 기밀성이 유지되어 있는지 여부를 판정하는, 밀폐 전지의 기밀 검사 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 전지는 전지 본체와 전지 본체를 수납 장착하는 전지 케이스를 구비하고, 표면 기복 형상은 전지 케이스의 눈에 보이지 않는 미소한 주름을 포함하는, 밀폐 전지의 기밀 검사 방법.
  6. 전지 요소를 변형 용이한 필름제의 전지 케이스에 부압 환경 하에서 봉입한 밀폐 전지의 기밀 검사 장치에 있어서,
    외기를 향해 개방된 일면을 갖고, 밀폐 전지를 수용하는 밀봉 용기와,
    밀폐 전지를 적재한 상태에서 이동하고, 밀봉 용기의 일면에 결합함으로써, 밀폐 전지를 봉입한 상태에서 밀봉 용기를 밀봉하는 반송 장치와,
    밀봉 용기에 수용된 밀폐 전지의 표면 형상을 촬영하는 디지털 사진 장치와,
    밀봉 용기를 감압하는 감압 수단과,
    디지털 사진 장치가 밀봉 용기 내의 감압 전에 촬영한 밀폐 전지의 표면 형상의 화상을 기억하고,
    감압 수단이 밀봉 용기를, 전지 요소를 전지 케이스에 봉입할 때의 부압보다 절대값에 있어서 작은 부압으로 감압한 상태에서 디지털 사진 장치가 촬영한 밀폐 전지의 표면 형상의 화상을 기억하여,
    밀봉 용기의 감압 전에 촬영한 화상의 화소의 휘도와 밀봉 용기의 감압 후에 촬영한 화상의 대응하는 화소의 휘도에, 설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는지 여부를 판정하고,
    설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는 화소의 수에 기초하여 밀폐 전지의 기밀성이 유지되어 있는지 여부를 판정하도록 프로그램된 프로그래머블 컨트롤러를 구비하는, 밀폐 전지의 기밀 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 디지털 사진 장치는 밀봉 용기의 외측에 설치되고, 밀봉 용기의 적어도 일부는 디지털 사진 장치에 의한 밀폐 전지의 촬영을 가능하게 하기 위해 투명한 재료로 형성되는, 밀폐 전지의 기밀 검사 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 또는 제7항에 있어서, 감압 전후에 디지털 사진 장치가 촬영한 화상과, 설정된 휘도차를 초과하는 차이가 있는 화소를 표시 가능한 디스플레이 장치를 더 구비한, 밀폐 전지의 기밀 검사 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 밀봉 용기에 수용된 밀폐 전지에 조명을 비추는 조명 장치를 더 구비한, 밀폐 전지의 기밀 검사 장치.
  11. 삭제
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