WO2016114257A1 - 電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法およびその装置 - Google Patents

電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法およびその装置 Download PDF

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尋史 佐藤
坂田　卓也
正治 篠原
宏 小湊
陽平 山影
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エリーパワー株式会社
東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for detecting a displacement of an electrode plate in an electrode laminate, and is particularly useful when applied to a manufacturing process of a stack type lithium ion battery.
  • an electrode laminate having a stack structure in which positive electrode plates and negative electrode plates are alternately laminated via insulating separators.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a positive electrode plate of a lithium ion secondary battery having a stack structure, where FIG. 4A is a plan view thereof, FIG. 4B is a side view thereof, and FIG. 5 is a diagram showing a negative electrode plate. Is a plan view thereof, and (b) is a side view thereof.
  • the positive electrode plate 1 is formed by applying the positive electrode active material 5 on both surfaces of the positive electrode sheet 3, and a positive electrode connection terminal at the end (left end in FIG. 4).
  • a positive electrode side connection portion 7 for connection to (not shown) is formed.
  • the positive electrode side connection portion 7 is a tab to which the positive electrode active material 5 is not applied.
  • the positive electrode sheet 3 has electrical conductivity and is not particularly limited as long as the positive electrode active material 5 can be applied on the surface, aluminum foil is widely used.
  • the negative electrode plate 2 is formed by applying a negative electrode active material 6 on both surfaces of the negative electrode sheet 4, and a negative electrode is formed at its end (right end in FIG. 5).
  • a negative electrode side connection portion 8 for connection to a connection terminal (not shown) is formed.
  • the negative electrode side connection portion 8 is a tab to which the negative electrode active material 6 is not applied.
  • the negative electrode sheet 4 has electrical conductivity and is not particularly limited as long as the negative electrode active material 6 can be applied on the surface, copper foil is widely used.
  • the positive and negative electrode plates 1 and 2 are inserted into the valley grooves 9A of the separator 9 so as to face each other with the insulator separator 9 zigzag-folded therebetween, and then vertically To form a stacked electrode laminate I shown in FIG.
  • a plurality of positive electrode side connection portions 7 protruding from one end portion in the width direction of the separator 9 and a plurality of negative electrode side connection portions 8 protruding from the other end portion of the separator 9 are illustrated in the next step. Not connected with positive connection terminal and negative connection terminal.
  • the deviation in the laminated state between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2 in the electrode laminate I causes various problems such as a short circuit between the electrodes. Therefore, it is necessary to manage the quality so that the amount of deviation between each positive electrode plate 1 and negative electrode plate 2 falls within a specified value.
  • displacement detection for detecting the displacement of the electrode plates (the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2) in the electrode laminate I has been conventionally performed by non-destructive inspection using X-rays.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams conceptually showing a position shift detection mode using X-rays according to the prior art, in which FIG. 8A is a schematic view seen from the top, and FIG. 8B is a schematic view seen from the end face side. is there. As shown in both figures, the width direction (Y in the figure) of the electrode laminate I in a predetermined A region (a region including the boundary portion between the positive electrode side connecting portion 7 and the positive electrode active material 5) on one end face side of the separator 9 is shown.
  • the position of the positive electrode end of the negative electrode plate 2 (negative electrode end position on the opposite side of the negative electrode connecting portion 8 (coating of the negative electrode active material 6) Detect the work end)).
  • the width direction of the electrode laminate I (the Y axis direction in the drawing)
  • the width direction of the electrode laminate I (the Y axis direction in the drawing)
  • the position of the end of the negative electrode plate 2 on the positive electrode side connecting portion 7 side, the position of the end of the positive electrode plate 1 on the negative electrode side connecting portion 8 side, the end of the positive electrode side connecting portion 7 obtained in this way
  • the distance between the positive electrode plates 1 stacked by calculation from information such as the position, the position of the end of the negative electrode side connecting portion 8, the distance between the negative electrode plates 2 stacked, the positive electrode plate 1 and the negative electrode stacked A distance from the plate 2 is obtained, and a positional deviation between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2 is detected by comparison with a reference value given as a design value.
  • Patent Document 1 as a publicly known document disclosing the point of detecting the position of the electrode plate using X-rays.
  • the tip of the positive electrode side connecting portion 7 which is a tab on the positive electrode side, and the side opposite to the tab on the negative electrode side in the negative electrode plate 2 Or the tip of the negative electrode side connecting portion 8 which is a negative electrode side tab, and the negative electrode side tab of the positive electrode plate 1, by irradiating the region B (negative electrode side connecting portion 8 side) with X-rays
  • the region B negative electrode side connecting portion 8 side
  • the positive electrode side connecting portion 7 is an aluminum foil and the negative electrode side connecting portion 8 is a copper foil, both of them are poor in rigidity and the tip portion hangs down.
  • the inventor has come up with the idea of detecting a position shift only by an X-ray image of a predetermined area A by deleting the X-ray image of the positive electrode side connection portion 7 formed of aluminum foil by increasing the intensity of the X-ray. .
  • the present invention provides an electrode laminate capable of shortening the tact time of the inspection by appropriately detecting the positional deviation of the electrode plate with high accuracy only by the X-ray image information at one end of the electrode plate. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for detecting a displacement of an electrode plate.
  • the first aspect of the present invention that achieves the above object is to provide a positive electrode plate formed by applying a positive electrode active material on both sides of a positive electrode sheet formed of aluminum foil, and a negative electrode formed of another metal foil.
  • the positive electrode active material projecting from one end face in the width direction of the separator of the electrode laminate laminated alternately via negative electrode plates and insulator separators formed on both surfaces of the sheet, respectively.
  • the X-ray image is taken by irradiating X-rays toward a predetermined region on one end face side of the electrode laminate including the positive electrode side connection portion of the aluminum foil which is an uncoated portion, and the X-ray image
  • the intensity of the X-ray is adjusted so that the aluminum foil does not appear, the position of the coating end of the positive electrode active material that is the boundary with the positive electrode side connection portion in the X-ray image, and the negative electrode on the one end face side
  • the position of the end face of the plate and the position of the coating end And detecting a displacement of the positive electrode plate and the negative electrode plate based on the position of the end face of the negative electrode plate on the one end face side.
  • the tact time in the electrode plate misalignment inspection can be shortened as compared with the prior art.
  • the reference positions in the inspection include the coating end of the positive electrode active material, which is a boundary with the positive electrode side connection portion, and the end surface on the positive electrode side connection portion side of the negative electrode plate.
  • the positive electrode side connection portion which is an aluminum foil that may cause such position detection noise, is removed from the X-ray image, so that the position serving as the detection reference can be determined. Since it can be clearly identified on the X-ray image, it is possible to accurately detect a positional deviation.
  • the X-ray has an intensity to obtain a tube voltage in the X-ray tube of 70 kV or more and a tube current of 280 ⁇ A or more.
  • the electrode plate misalignment detection method in the electrode laminate is characterized by the above.
  • the positive electrode side connection portion which is an aluminum foil, can be reliably removed from the predetermined X-ray image.
  • a positive electrode plate formed by applying a positive electrode active material on both sides of a positive electrode sheet formed of aluminum foil, and a negative electrode sheet formed of another metal foil, respectively.
  • the separator of the electrode laminate in the width direction of the separator is provided.
  • the predetermined portion on the one end face side of the electrode laminate including the positive electrode side connecting portion of the aluminum foil that is an uncoated portion of the positive electrode active material protruding from one end face in the width direction of the separator of the electrode laminate The aluminum foil in the area of The X-ray detector generates an X-ray image signal representing the image of the predetermined region by entering the irradiated X-ray, and the arithmetic processing unit Based on the X-ray image signal, the position of the coating end of the positive electrode active material that is the boundary with the positive electrode side connection portion and the position of the end surface of the negative electrode plate on the one end surface side are specified,
  • a predetermined X-ray image is obtained by the X-ray irradiator and the X-ray detector disposed opposite to each other at one position on the positive electrode side that is one end side in the width direction of the electrode stack. Therefore, the tact time in the electrode plate misalignment inspection can be shortened as compared with the prior art.
  • the coating end of the positive electrode active material and the end surface on the positive electrode side of the negative electrode plate, which are boundaries with the positive electrode side connection unit Is included are included.
  • the positive electrode side connection portion which is an aluminum foil that may cause such position detection noise, is removed from the X-ray image, so that the position serving as the detection reference is set to X-ray. Since it can be clearly identified on the image, the amount of deviation can also be accurately detected.
  • the X-ray tube that emits X-rays in the X-ray irradiation unit has a tube voltage of 70 kV or higher.
  • the tube current is 280 ⁇ A or more.
  • the positive electrode side connection portion which is an aluminum foil, can be reliably removed from the predetermined X-ray image.
  • the tact time in the electrode plate misalignment inspection can be shortened compared to the conventional technique.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present invention together with its inspection mode.
  • the X-ray inspection apparatus 10 includes an X-ray irradiation unit 11 that irradiates X-rays in the Y-axis direction in the drawing, and an X-ray that enters the X-rays irradiated by the X-ray irradiation unit 11 And a detector 12.
  • the X-ray irradiation unit 11 is an uncoated portion of the positive electrode active material 5 (for example, see FIG.
  • the positive electrode side connection part 7 in this embodiment is formed of aluminum foil.
  • the X-ray irradiating part 11 is formed of the electrode laminated body I including the positive electrode side connecting part 7 of the aluminum foil which is an uncoated part of the positive electrode active material 5 protruding from one end face in the width direction of the separator 9 of the electrode laminated body I.
  • a predetermined region A on one end face side is irradiated with X-rays having an intensity that passes through the aluminum foil in the width direction (Y-axis direction in the drawing) of the electrode plate.
  • the tube voltage in the X-ray tube of the X-ray irradiation unit 11 is set to 70 kV or more, and the tube current is set to 280 ⁇ A or more. This is because the X-ray having this intensity can surely remove the positive electrode side connecting portion 7 which is an aluminum foil from a predetermined X-ray image.
  • the X-ray detection unit 12 enters the irradiated X-rays to generate an X-ray image signal representing an image of a predetermined region A, and performs a predetermined calculation in the built-in calculation processing unit 12A.
  • the positional deviation detection with respect to the electrode plate is performed, for example, the relative displacement between the positive and negative electrode plates 1 and 2 is calculated.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an X-ray image of a predetermined region A on the positive electrode side connection unit side obtained by the X-ray detection unit 12.
  • the image of the positive electrode side connection portion 7 that is an aluminum foil is completely removed. This is because X-rays are completely transmitted through the aluminum foil.
  • the positive electrode side connection part 7 is shown with the dotted line.
  • the separator 9 exists between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2, a separator is not reflected in the X-ray image shown in FIG. This is because the separator 9 is thin and polypropylene, which is a material constituting the separator, is difficult to appear in the X-ray image.
  • a photograph showing an actual X-ray image in this case is shown in FIG.
  • the position P2 of the end face of the electrode plate 2 is specified.
  • the relative shift amount in the electrode laminate I between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2 is calculated from the difference between the positions P1 and P2.
  • the allowable error of the positions P1 and P2 based on the design value is stored in advance in the arithmetic processing unit 12A, the amount of deviation between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2 is within the allowable value. Judgment is also made as to whether or not it is within.
  • a predetermined X-ray image is obtained by the X-ray irradiation unit 11 and the X-ray detection unit 12 that are arranged to face each other at one position on the positive electrode side that is one end side in the width direction of the electrode stack I.
  • the tact time in the positional deviation inspection of the positive and negative electrode plates 1 and 2 can be shortened as compared with the prior art.
  • the position used as a reference for the amount of deviation in the arithmetic processing unit in the X-ray detection unit in the inspection is the coating end of the positive electrode active material 5 and the positive electrode side of the negative electrode plate 2 which are the boundaries with the positive electrode side connection unit 7. This is the end face.
  • the position rigid not only is the position rigid, but also the positive electrode side connection portion 7 which is an aluminum foil that may cause noise in the position detection has been removed from the X-ray image, so that the position P1 serving as a detection reference. , P2 can be clearly identified on the X-ray image. As a result, it is possible to accurately detect misalignment. Further, the position P2 of the end face of each of the stacked negative electrode plates 2 is calculated, and the maximum value of the shift amount between the positions P2 of the respective negative electrode plates 2 is calculated to determine whether or not it is within a predetermined reference value. Therefore, it is possible to detect the positional deviation between the negative electrode plates 2.
  • stacked positive electrode plate 1 is calculated, and the deviation
  • the present invention can be effectively used in the industrial field for producing secondary batteries, particularly lithium ion batteries having a stack structure.
  • Electrode laminated body 1 Positive electrode plate 2 Negative electrode plate 3 Positive electrode sheet 4 Negative electrode sheet 5 Positive electrode active material 6 Negative electrode active material 7 Positive electrode side connection part 8 Negative electrode side connection part 9
  • Separator 10 X-ray inspection apparatus 11 X-ray irradiation part 12 X-ray detection unit 12A Arithmetic processing unit

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Abstract

正電極板１と負電極板２とを絶縁体のセパレータ９に交互に積層した電極積層体Ｉのセパレータ９の幅方向の一端面から突出する正極活物質５の未塗工部分であるアルミ箔の正極側接続部７を含む電極積層体Ｉの一端面側の所定の領域に向けてＸ線を照射してＸ線画像を撮像するとともに、前記Ｘ線画像に前記アルミ箔が写らないようにその強度を調整し、前記Ｘ線画像における正極側接続部７との境界である正極活物質５の塗工端の位置と、一端面側の負電極板２の端面の位置とを特定し、前記塗工端の位置と、負電極板２の端面の位置に基づき正電極板１と負電極板２との位置ずれを検出する。

Description

電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法およびその装置
　本発明は電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法およびその装置に関し、特にスタック型のリチウムイオン電池の製造工程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のセパレータを介して交互に積層したスタック構造の電極積層体がある。
　図４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５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４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４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、アルミ箔が汎用されている。
　一方、図５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５では右端部）には負極接続端子（図示せず）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、銅箔が汎用されている。
　かかる正、負電極板１、２は、図６に示すように、例えば、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、その後上下方向から押圧して図７に示すスタック状の電極積層体Ｉに成型される。
　かかる電極積層体Ｉにおいて、セパレータ９の幅方向の一端部から突出する複数の正極側接続部７およびセパレータ９の他端部から突出する複数の負極側接続部８は、次工程で図示されていない正極接続端子および負極接続端子と接続される。
　ところで、電極積層体Ｉにおける正電極板１と負電極板２間の積層状態でのズレは、例えば電極間でのショート等、種々の問題を生起する原因となる。そこで、各正電極板１と負電極板２との間のズレ量が規定値内に収まるように品質を管理する必要がある。
　この点に鑑み、従来からＸ線を利用して非破壊検査で電極積層体Ｉにおける電極板（正電極板１と負電極板２）の位置ずれを検出する位置ずれ検出が行われている。
　図８は従来技術に係るＸ線を利用した位置ずれ検出の態様を概念的に示す図であり、（ａ）は平面的に見た模式図、（ｂ）は端面側から見た模式図である。両図に示すように、セパレータ９の一端面側の所定のＡ領域（正極側接続部７と正極活物質５との境界部分を含む領域）において電極積層体Ｉの幅方向（図中のＹ軸方向）にＸ線を照射することにより得るＸ線画像に基づき負電極板２の正極側の端部の位置（負極側接続部８の反対側における負極電極端位置（負極活物質６の塗工端））を検出する。同時に、セパレータ９の他端面側の所定のＢ領域（負極側接続部８と負極活物質６との境界部分を含む領域）において、同様に電極積層体Ｉの幅方向（図中のＹ軸方向）にＸ線を照射することにより得るＸ線画像に基づき正電極板１の負極側の端部の位置（正極側接続部７の反対側における正極電極端位置（正極活物質５の塗工端））を検出する。このようにして求めた、負電極板２の正極側接続部７側の端部の位置、正電極板１の負極側接続部８側の端部の位置、正極側接続部７の端部の位置、負極側接続部８の端部の位置等の情報から演算により積層される正電極板１間の距離、積層される負電極板２間の距離、積層される正電極板１と負電極板２との距離を求め、設計値として与えられる基準値と比較して正電極板１と負電極板２との位置ずれを検出する。
　なお、Ｘ線を利用して電極板の位置を検出する点を開示する公知文献として特許文献１がある。
特開２０１１－０３９０１４号公報
　しかしながら、上述の如き従来技術に係る検査方法では、正、負電極板１，２の両端部において２回の同様の検査を行なう必要があり、当然のことながら、検査のタクトタイムが長くなるという問題を有していた。そこで、正、負電極板１，２の何れか一方の端部に対するＸ線による検査で必要な位置の情報を得ることを試みた。具体的には、Ａ領域（正極側接続部７側）にＸ線照射することで、正極側のタブである正極側接続部７の先端と、負電極板２における負極側のタブと反対側の端部との距離あるいは、Ｂ領域（負極側接続部８側）にＸ線照射して、負極側のタブである負極側接続部８の先端と、正電極板１における負極側のタブと反対側の端部との距離を検出して位置ずれの検出の可否を調べた。この結果、正極側接続部７はアルミ箔であり、負極側接続部８は銅箔であるので、ともに剛性に乏しく先端部が垂れ下がってしまう。この結果、所望の精度での距離検出は困難であることが判明した。また、一方の電極板における活物質層とタブ部との境界位置と他方の電極板におけるタブと反対側の端部との距離を検出するにしても、Ｘ線画像におけるタブ部と活物質層との境目を検出することが困難であった。ただ、試行錯誤する中で、検査用のＸ線の強度を増大させた場合、アルミ箔で形成された正極側接続部７のＸ線画像は、所定のＡ領域の全体的なＸ線画像から除去する（Ｘ線画像としては残さない）ことが可能であるという新たな知見を得た。
　そこで、Ｘ線の強度を増加させてアルミ箔で形成された正極側接続部７のＸ線画像を消すことにより、所定のＡ領域のＸ線画像だけで位置ずれを検出することに思い至った。
　本発明は、上記知見に基づき、電極板の一端部のＸ線画像情報のみで電極板の位置ずれを適切かつ高精度に検出することにより当該検査のタクトタイムを短縮することができる電極積層体における電極板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、アルミ箔で形成した正電極シートの両面上にそれぞれ正極活物質を塗布して形成した正電極板と、他の金属箔で形成した負電極シートの両面上にそれぞれ負極活物質を塗布して形成した負電極板と絶縁体のセパレータを介して交互に積層した電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔の正極側接続部を含む前記電極積層体の一端面側の所定の領域に向けてＸ線を照射してＸ線画像を撮像するとともに、前記Ｘ線画像に前記アルミ箔が写らないように前記Ｘ線の強度を調整し、前記Ｘ線画像における前記正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端の位置と、前記一端面側の負電極板の端面の位置とを特定し、前記塗工端の位置と、前記一端面側の負極電極板の端面の位置に基づき前記正電極板と前記負電極板との位置ずれを検出することを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法にある。
　本態様によれば、電極積層体の幅方向の一端側である正極側の一箇所でＸ線画像を得ているので、電極板の位置ずれ検査におけるタクトタイムを従来より短縮することができる。ここで、検査に当たって基準としている位置には、正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端および負電極板の正極側接続部の側の端面が含まれる。すなわち、何れもリジッドな部位の位置であるばかりでなく、かかる位置検出のノイズとなる可能性があるアルミ箔である正極側接続部はＸ線画像から除去することで、検出基準となる位置をＸ線画像上で明確に特定できるので、位置ずれも正確に検出することができる。
　本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する電極板の位置ずれ検出方法において、前記Ｘ線は、Ｘ線管における管電圧を７０ｋＶ以上、管電流を２８０μＡ以上として得る強度であることを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法にある。
　本態様によれば、アルミ箔である正極側接続部を所定のＸ線画像から確実に除去することができる。
　本発明の第３の態様は、アルミ箔で形成した正電極シートの両面上にそれぞれ正極活物質を塗布して形成した正電極板と、他の金属箔で形成した負電極シートの両面上にそれぞれ負極活物質を塗布して形成した負電極板とを絶縁体のセパレータを介して交互に積層した電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置において、前記電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔を挟んで配設されたＸ線照射部及びＸ線検出部と、演算処理部と、を有するとともに、前記Ｘ線照射部は、前記電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔の正極側接続部を含む前記電極積層体の一端面側の所定の領域に前記アルミ箔を透過する強度のＸ線を照射し、前記Ｘ線検出部は、照射された前記Ｘ線を入射して前記所定の領域の画像を表すＸ線画像信号を生成し、前記演算処理部は、前記Ｘ線画像信号に基づき、前記正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端の位置と、前記一端面側の負電極板の端面の位置とを特定し、前記一端面側の塗工端の位置と、前記負極電極板の端面の位置に基づき正電極板と負電極板との前記電極積層体との位置ずれを検出する演算処理部を内蔵してることを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置にある。
　本態様によれば、電極積層体の幅方向の一端側である正極側の一箇所に相対向して配設されたＸ線照射部およびＸ線検出部で所定のＸ線画像を得ているので、電極板の位置ずれ検査におけるタクトタイムを従来より短縮することができる。ここで、検査に当たってＸ線検出部における演算処理部でのズレ量の基準としている位置には、正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端および負電極板の正極側の端面が含まれる。すなわち、何れもリジッドな位置であるばかりでなく、かかる位置検出のノイズとなる可能性があるアルミ箔である正極側接続部はＸ線画像から除去することで、検出基準となる位置をＸ線画像上で明確に特定できるので、ズレ量も正確に検出することができる。
　本発明の第４の態様は、第３の態様に記載する電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置において、前記Ｘ線照射部においてＸ線を照射するＸ線管は、管電圧を７０ｋＶ以上、管電流を２８０μＡ以上としたことを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置にある。
　本態様によれば、アルミ箔である正極側接続部を所定のＸ線画像から確実に除去することができる。
　本発明によれば、電極積層体の幅方向の一端側である正極側の一箇所でＸ線画像を得ているので、電極板の位置ずれ検査におけるタクトタイムを従来より短縮することができる。
本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置をその検査態様とともに概念的に示す説明図である。 本形態に係る位置ずれ検出方法により得られる正極側接続部側におけるＸ線画像の説明図である。 図２の場合の実際のＸ線画像を示す写真である。 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。 スタック構造の電極積層体を示す斜視図である。 従来技術に係るＸ線を利用したズレ量検出の態様を概念的に示す図であり、（ａ）は平面的に見た模式図、（ｂ）は端面側から見た模式図である。
　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４～図８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Ｘ線検査装置をその検査態様とともに概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるＸ線検査装置１０は、Ｘ線を図中のＹ軸方向に照射するＸ線照射部１１およびＸ線照射部１１が照射したＸ線を入射するＸ線検出部１２とを有する。ここで、Ｘ線照射部１１は、電極積層体Ｉのセパレータ９の幅方向（Ｘ軸方向）の一端面から突出する正極活物質５（例えば図４参照、以下同じ）の未塗工部分である正極側接続部７を挟んで一方側と反対側に配設されている。本形態における正極側接続部７はアルミ箔で形成されている。
　かくしてＸ線照射部１１は、電極積層体Ｉのセパレータ９の幅方向の一端面から突出する正極活物質５の未塗工部分であるアルミ箔の正極側接続部７を含む電極積層体Ｉの一端面側の所定の領域Ａ（図８参照、以下同じ）に電極板の幅方向（図中のＹ軸方向）に向けてアルミ箔を透過する強度のＸ線を照射する。具体的には、Ｘ線照射部１１のＸ線管における管電圧を７０ｋＶ以上、管電流を２８０μＡ以上とする。この強度のＸ線であれば、アルミ箔である正極側接続部７を所定のＸ線画像から確実に除去することができるからである。
　一方、Ｘ線検出部１２は、照射されたＸ線を入射して所定の領域Ａの画像を表すＸ線画像信号を生成するとともに、内蔵している演算処理部１２Ａにおいて所定の演算を行い、正、負電極板１，２の相対的なズレ量を演算するなど、電極板に関する位置ずれ検出を行う。
　かかる位置ずれの検出に関連し、図２を追加して、具体的に説明する。図２は、Ｘ線検出部１２で得られる正極側接続部側における所定の領域ＡのＸ線画像の説明図である。同図に示すように、当該Ｘ線画像では、アルミ箔である正極側接続部７の画像が完全に除去されている。Ｘ線がアルミ箔を完全に透過しているからである。なお、図２中には、点線で正極側接続部７を示している。また、正電極板１と負電極板２との間にはセパレータ９が存在しているが、図２に示すＸ線画像にセパレータは写り込まない。これは、セパレータ９が薄く、セパレータを構成する材料であるポリプロピレンなどがＸ線画像には写りにくいためである。この場合の実際のＸ線画像を表す写真を図３に示す。
　Ｘ線検出部１２では、入射したＸ線に基づき生成したＸ線画像信号に基づき、正極側接続部７との境界である正極活物質５の塗工端の位置Ｐ１と、一端面側の負電極板２の端面の位置Ｐ２とを特定する。その後、位置Ｐ１，Ｐ２との差から正電極板１と負電極板２との電極積層体Ｉにおける相対的なズレ量を演算する。ここで、演算処理部１２Ａには、設計値に基づく位置Ｐ１，Ｐ２の許容誤差が予め記憶されているので、正電極板１と負電極板２との間でのズレ量が許容値内に収まっているか否かの判定も行っている。
　本形態によれば、電極積層体Ｉの幅方向の一端側である正極側の一箇所に相対向して配設されたＸ線照射部１１およびＸ線検出部１２で所定のＸ線画像を得ているので、正、負電極板１、２の位置ずれ検査におけるタクトタイムを従来より短縮することができる。ここで、検査に当たってＸ線検出部における演算処理部でのズレ量の基準としている位置は、正極側接続部７との境界である正極活物質５の塗工端および負電極板２の正極側の端面である。すなわち、何れもリジッドな位置であるばかりでなく、かかる位置検出のノイズとなる可能性があるアルミ箔である正極側接続部７はＸ線画像から除去されているので、検出基準となる位置Ｐ１，Ｐ２をＸ線画像上で明確に特定できる。この結果、位置ずれも正確に検出することができる。また、積層された各負電極板２の端面の位置Ｐ２を算出するとともに各負電極板２の位置Ｐ２間でのずれ量の最大値を算出して、所定の基準値内であるか否かを判断し、負電極板２間での位置ずれ検出も行うことができる。さらに、積層された各正電極板１の正極側接続部７との境界である正極活物質５の塗工端の位置Ｐ１を算出して、各正電極板１の位置Ｐ１間でのずれ量の最大値を算出して、所定の基準値内であるか否かを判断して、正電極板１間での位置ずれ検出も行うことができる。
　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　　　　　　　　　　　　Ｘ線検査装置
１１　　　　　　　　　　　　Ｘ線照射部
１２　　　　　　　　　　　　Ｘ線検出部
１２Ａ　　　　　　　　　　　演算処理部 

Claims (4)

  1. 　アルミ箔で形成した正電極シートの両面上にそれぞれ正極活物質を塗布して形成した正電極板と、他の金属箔で形成した負電極シートの両面上にそれぞれ負極活物質を塗布して形成した負電極板と絶縁体のセパレータを介して交互に積層した電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔の正極側接続部を含む前記電極積層体の一端面側の所定の領域に向けてＸ線を照射してＸ線画像を撮像するとともに、前記Ｘ線画像に前記アルミ箔が写らないように前記Ｘ線の強度を調整し、
    　前記Ｘ線画像における前記正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端の位置と、前記一端面側の負電極板の端面の位置とを特定し、前記塗工端の位置と、前記一端面側の負極電極板の端面の位置に基づき前記正電極板と前記負電極板との位置ずれを検出することを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法。
  2. 　請求項１に記載する電極板の位置ずれ検出方法において、
    　前記Ｘ線は、Ｘ線管における管電圧を７０ｋＶ以上、管電流を２８０μＡ以上として得る強度であることを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出方法。
  3. 　アルミ箔で形成した正電極シートの両面上にそれぞれ正極活物質を塗布して形成した正電極板と、他の金属箔で形成した負電極シートの両面上にそれぞれ負極活物質を塗布して形成した負電極板とを絶縁体のセパレータを介して交互に積層した電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置において、
    　前記電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔を挟んで配設されたＸ線照射部及びＸ線検出部と、演算処理部と、を有するとともに、
    　前記Ｘ線照射部は、前記電極積層体の前記セパレータの幅方向の一端面から突出する前記正極活物質の未塗工部分である前記アルミ箔の正極側接続部を含む前記電極積層体の一端面側の所定の領域に前記アルミ箔を透過する強度のＸ線を照射し、
    　前記Ｘ線検出部は、照射された前記Ｘ線を入射して前記所定の領域の画像を表すＸ線画像信号を生成し、
    　前記演算処理部は、前記Ｘ線画像信号に基づき、前記正極側接続部との境界である正極活物質の塗工端の位置と、前記一端面側の負電極板の端面の位置とを特定し、前記一端面側の塗工端の位置と、前記負極電極板の端面の位置に基づき正電極板と負電極板との前記電極積層体との位置ずれを検出する演算処理部を内蔵してることを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置。
  4. 　請求項３に記載する電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置において、
    　前記Ｘ線照射部においてＸ線を照射するＸ線管は、管電圧を７０ｋＶ以上、管電流を２８０μＡ以上としたことを特徴とする電極積層体における電極板の位置ずれ検出装置。
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