WO2017022349A1 - センサユニット及び気密性検査装置 - Google Patents

センサユニット及び気密性検査装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017022349A1
WO2017022349A1 PCT/JP2016/068300 JP2016068300W WO2017022349A1 WO 2017022349 A1 WO2017022349 A1 WO 2017022349A1 JP 2016068300 W JP2016068300 W JP 2016068300W WO 2017022349 A1 WO2017022349 A1 WO 2017022349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inspection
exhaust
gas
sensor
sensor unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/068300
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
橋本　茂樹
学 太田垣
Original Assignee
株式会社ジェイ・イー・ティ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ジェイ・イー・ティ filed Critical 株式会社ジェイ・イー・ティ
Priority to KR1020187003611A priority Critical patent/KR102034398B1/ko
Priority to US15/747,690 priority patent/US10514315B2/en
Priority to EP16832628.8A priority patent/EP3306292B1/en
Priority to CN201680044626.XA priority patent/CN107850507B/zh
Publication of WO2017022349A1 publication Critical patent/WO2017022349A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • G01M3/229—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators removably mounted in a test cell
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/225—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for welds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4228—Leak testing of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a sensor unit and an airtightness inspection apparatus.
  • Lithium ion batteries have a structure in which an electrolytic solution containing an organic solvent is enclosed in a sealed container in addition to a positive electrode, a negative electrode, and a separator. In a lithium ion battery, if the container is not completely sealed, the electrolyte solution leaks from the incomplete portion. For this reason, the lithium ion battery is inspected by an airtightness inspection device.
  • An airtightness inspection apparatus described in Patent Document 1 includes a two-layer storage container partitioned into a first storage part and a second storage part, a suction device that sucks out and decompresses gas in the second storage part, A gas shut-off valve provided at a first communication port between the first storage unit and the second storage unit and a sensor unit (gas detection means) provided at the second communication port are provided.
  • a lithium ion battery is disposed in the first storage part, and the second storage part is decompressed with the gas cutoff valve opened, and then the gas cutoff valve Close.
  • the gas in the first storage part is caused to flow to the second storage part through the sensor unit, and at this time, the gas in the sensor unit includes a solvent gas due to the organic solvent generated from the lithium ion battery incompletely airtight. Detect whether or not.
  • the sensor unit is composed of a semiconductor type gas sensor and a cylindrical holder holding the gas sensor in a hollow interior, and an exhaust hole is provided on the peripheral surface of the holder. Thereby, the gas flowing into the holder from one end of the holder disposed on the first storage portion side is bent at the front surface of the gas sensor so as to go to the exhaust hole, and flows to the second storage portion through the exhaust hole.
  • the cause of the electrolyte leakage in the lithium ion battery is a pinhole caused by a welding mistake when sealing the sealed container or a pinhole generated when the laminate material is thermocompression bonded. If welding is performed with foreign matter or electrolyte attached to the welded portion, pinholes are likely to occur.
  • a pinhole may originally exist in the laminate exterior material. There are various pinhole sizes, and a small one may have a diameter of 3 ⁇ m or less. Thus, a sensor unit having a detection accuracy capable of detecting such a small pinhole is desired.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sensor unit that can improve detection accuracy for airtightness and an airtightness inspection apparatus using the sensor unit.
  • the sensor unit of the present invention includes a sensor unit that detects a gaseous detection target substance, and a holder unit that holds the sensor unit therein, and the sensor unit includes an element that reacts to the detection target substance;
  • the device includes a case in which the element is arranged inside, the first opening is provided on one surface, and the second opening is provided on the other surface opposite to the one surface, and the holder portion includes a gas inside the holder portion.
  • An airtightness inspection apparatus includes the sensor unit, a vacuum chamber that accommodates an inspection object, an inspection exhaust pipe that has an inspection exhaust pipe connected to the vacuum chamber, and inspects and exhausts the vacuum chamber through the inspection exhaust pipe.
  • the sensor unit is connected in the middle of the inspection exhaust pipe, and introduces exhaust gas exhausted from the vacuum chamber into the holder portion through the inflow port.
  • the supply port for passing the gas introduced into the holder part is brought close to the sensor surface of the sensor part, and the gas is effectively introduced into the sensor part.
  • the detection target substance contained in the gas can be detected.
  • FIG. 1 shows an airtightness inspection apparatus (hereinafter simply referred to as an inspection apparatus) 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the inspection apparatus 10 performs an airtight inspection using the lithium ion battery 11 that is a secondary battery as an inspection object.
  • an organic solvent such as dimethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), or ethylene carbonate (EC) is sealed in the container as an electrolytic solution, but the container is not completely sealed. Electrolyte leaks from the incomplete part.
  • the inspection device 10 at the time of inspection, it is determined whether or not the airtightness of the lithium ion battery 11 is maintained based on the presence or absence of the solvent gas in which the electrolyte solution leaking from the incompletely sealed portion is evaporated.
  • the inspection apparatus 10 includes a vacuum chamber 14, a piping unit 15, a sensor unit 16, a clean booth 17, a vacuum pump 18, a control unit 19, and the like.
  • the initial exhaust for lowering the chamber pressure Pc in the vacuum chamber 14 to a predetermined inspection pressure Pe, and the inspection exhaust after the initial exhaust, I do.
  • the vacuum chamber 14 is installed in the clean booth 17. During the inspection, the vacuum chamber 14 is evacuated by sucking out the internal gas as exhaust gas by the vacuum pump 18 through the piping unit 15.
  • the inspection pressure Pe of the vacuum chamber 14 is, for example, about 5 kPa to 20 kPa. For this reason, in addition to the vacuum chamber 14 made of metal such as stainless steel, the size of the vacuum chamber 14 can be adjusted, or the strength can be reinforced to form a combination of an acrylic material and an O-ring. This is advantageous for downsizing and weight reduction.
  • the vacuum chamber 14 is provided with a door 21, and the door 21 is opened so that the lithium ion battery 11 can be taken in and out of the vacuum chamber 14.
  • Reference numeral 21 a is a handle for opening and closing the door 21.
  • the vacuum container used for the inspection is only the vacuum chamber 14 and does not require a plurality of vacuum containers, and has a structure advantageous in reducing the number of parts and manufacturing cost.
  • a plurality of plate heaters 22 are arranged at appropriate intervals.
  • the plate heater 22 warms the lithium ion battery 11 to an appropriate temperature in order to activate the generation of the solvent gas.
  • a fan 24 driven by a motor 23 is provided below the plate heater 22 and between the bottom of the vacuum chamber 14. The fan 24 rotates during inspection. This prevents the solvent gas from staying in the lower part of the vacuum chamber 14.
  • An air release valve 26 and a pressure gauge 27 are provided on the side surface of the vacuum chamber 14. Opening and closing of the air release valve 26 is controlled by the control unit 19.
  • the atmosphere release valve 26 is closed at the time of inspection, and is opened when the inside of the vacuum chamber 14 is returned to atmospheric pressure.
  • a filter 28 is connected to the atmosphere release valve 26, and when the atmosphere release valve 26 is opened, the atmosphere in the clean booth 17 flows into the vacuum chamber 14 through the filter 28. This prevents contamination inside the vacuum chamber 14 and sensor unit 16 and the like.
  • the pressure gauge 27 measures and displays the chamber internal pressure Pc and sends the measured value to the control unit 19.
  • the upper inner peripheral surface 14a of the vacuum chamber 14 is inclined to the inside of the vacuum chamber 14 and inclined.
  • An initial exhaust port 31 and an inspection exhaust port 32 are provided on the ceiling surface at the highest position of the vacuum chamber 14.
  • the inclination angle of the upper inner peripheral surface 14a is preferably 15 ° or more.
  • the piping unit 15 includes a common piping system 34 commonly used for initial exhaust and inspection exhaust, an initial exhaust system 35 that forms an initial exhaust unit together with the common piping system 34 and performs initial exhaust, and an inspection together with the common piping system 34.
  • the common piping system 34 includes a common piping 41, a pump valve 42 with a check valve, a pressure gauge 43, a pressure adjusting valve 44, a flow rate adjusting valve 45, and a filter 46.
  • One end of the common pipe 41 is connected to the vacuum pump 18, and the initial exhaust system 35 and the inspection exhaust system 36 are connected to the other end side, respectively.
  • the vacuum pump 18 evacuates the vacuum chamber 14 by the initial exhaust system 35 or the inspection exhaust system 36 through the common pipe 41.
  • the opening and closing of the pump valve 42 is controlled by the control unit 19.
  • the pump valve 42 is for preventing air from flowing into the vacuum chamber 14 through the common pipe 41 when the vacuum pump 18 is stopped, and is opened and closed in synchronization with the operation of the vacuum pump 18. That is, the vacuum pump 18 is opened when the vacuum pump 18 is operated during inspection, and is closed when the vacuum pump 18 is stopped.
  • the pressure gauge 43 measures and displays the in-pipe pressure Pt of the common pipe 41 and sends the measured value to the control unit 19.
  • a pressure adjusting valve 44 is connected to the downstream side (vacuum pump 18 side) of the pump valve 42 of the common pipe 41.
  • a flow rate adjusting valve 45 and a filter 46 are sequentially connected to the opposite side of the pressure adjusting valve 44 from the common pipe 41.
  • the pressure adjustment valve 44 is opened and closed by the control unit 19 so that the difference between the pipe internal pressure Pt measured by the pressure gauge 43 and the chamber internal pressure Pc measured by the pressure gauge 27 becomes constant during the inspection exhaust. Is controlled.
  • the continuous operation of the vacuum pump 18 prevents the pipe internal pressure Pt from being excessively lower than the chamber internal pressure Pc, thereby increasing the difference between the pipe internal pressure Pt and the chamber internal pressure Pc.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the sensor unit 16 is not significantly changed.
  • the initial exhaust system 35 includes an initial exhaust pipe 47 having one end connected to the initial exhaust port 31 and the other end connected to the common pipe 41, and an initial exhaust gas sensor 48 and an initial exhaust valve 49 provided in the initial exhaust pipe 47.
  • the initial exhaust gas sensor 48 is provided on the downstream side (the common pipe 41 side) of the initial exhaust pipe 47 from the initial exhaust valve 49.
  • the opening and closing of the initial exhaust valve 49 is controlled by the control unit 19 and is opened during the initial exhaust, and is closed during the inspection exhaust.
  • the exhaust gas from the vacuum chamber 14 is caused to flow through the initial exhaust pipe 47 only during the initial exhaust, and the vacuum chamber 14 is decompressed.
  • the initial exhaust gas sensor 48 for example, a semiconductor gas sensor is used, and an output voltage Va corresponding to the gas concentration is output to the control unit 19.
  • the output voltage Va from the initial exhaust gas sensor 48 is used to determine the airtightness of the lithium ion battery 11. Thereby, for example, the case where the airtightness of the lithium ion battery 11 is greatly impaired is detected at an early stage.
  • the inspection exhaust system 36 includes an inspection exhaust pipe 51 having one end connected to the inspection exhaust port 32 and the other end connected to a common pipe 41, a pair of flow rate control valves 52a and 52b provided in the inspection exhaust pipe 51, and a flow meter. 53 and an inspection exhaust valve 54.
  • the inspection exhaust pipe 51 is provided with an inspection exhaust valve 54, a flow rate adjustment valve 52a, a flow meter 53, and a flow rate adjustment valve 52b in this order from the upstream side (inspection exhaust port 32 side) of the inspection exhaust pipe 51.
  • the sensor unit 16 is connected to the position of the inspection exhaust pipe 51 between the flow meter 53 and the flow rate adjustment valve 52b in the middle of the inspection exhaust pipe 51, specifically, downstream of the inspection exhaust valve 54.
  • the opening / closing of the inspection exhaust valve 54 is controlled by the control unit 19 and is opened only during the inspection exhaust. Thereby, the exhaust gas from the vacuum chamber 14 is caused to flow to the sensor unit 16 through the inspection exhaust pipe 51 only during the inspection exhaust.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the sensor unit 16 is adjusted by the flow rate adjusting valves 52 a and 52 b provided before and after the sensor unit 16.
  • the flow rate adjusting valves 52a and 52b are provided on the side and the downstream side, the flow rate can be adjusted by these. It is also possible to adjust the flow rate by providing only one of the flow rate adjustment valves 52a and 52b, and fine adjustment of the flow rate can be performed by adjusting the suction force of the vacuum pump 18.
  • the flow meter 53 measures and displays the flow rate in the inspection exhaust pipe 51, that is, the flow rate of the exhaust gas flowing through the sensor unit 16, and sends the measured value to the control unit 19. Accordingly, it is possible to numerically manage the flow rate adjustment for the sensor unit 16, improve the reproducibility of the flow rate adjustment, and improve the reliability of the inspection conditions.
  • the sensor unit 16 As described above, the sensor unit 16, the initial exhaust valve 49, the initial exhaust gas sensor 48, the flow rate adjusting valves 52a and 52b, the flow meter 53, the inspection exhaust valve 54, and the common piping system 34 are all vacuumed. It is arranged outside the chamber 14. Therefore, the adjustment and maintenance of these devices are easy, and it is not necessary to make the specification usable in a vacuum, which is advantageous for cost reduction. Further, the vacuum chamber 14 can be reduced in size because it is not necessary to provide a space in the vacuum chamber 14 for housing these devices and the pipes connecting them, and the chamber pressure Pc is inspected by this reduction in size. The pressure Pe can be lowered in a short time.
  • the inspection exhaust system such as the flow control valves 52 a and 52 b and the flow meter 53 can be used without complicated piping. Thirty-six instruments can be placed outside the vacuum chamber 14.
  • Sensor unit 16 detects a solvent gas as a gaseous detection target substance.
  • the sensor unit 16 uses a semiconductor gas sensor 61 (see FIG. 3) as a sensor unit.
  • the sensor unit 16 has a structure suitable for detecting a small amount of solvent gas and has a small size. Incomplete airtightness due to pinholes can be detected with high accuracy.
  • the sensor unit 16 outputs an output voltage Vb corresponding to the concentration of the solvent gas contained in the exhaust gas to the control unit 19.
  • the output voltage Vb from the sensor unit 16 is used for determining the airtightness of the lithium ion battery 11.
  • the voltage value of the output voltage Vb increases as the amount of the solvent gas contained in the exhaust gas increases.
  • the control unit 19 controls the inspection apparatus 10 in an integrated manner.
  • Each of the flow rate control valves 45, 52a, and 52b described above can also be controlled by the control unit 19.
  • the control unit 19 indicates that the solvent gas in the exhaust gas is contained when the changes in the output voltages Va and Vb (in this example, the voltage increase range) reach a predetermined amount, that is, the lithium ion battery 11 It is determined that the airtightness is incomplete.
  • the period from the start of the initial exhaust to the end of the inspection exhaust is divided into five periods from the T0 period to the T4 period, and the allowable increase voltage width ( ⁇ V0 to ⁇ V4) is set for each period.
  • the control unit 19 determines that the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete when the increase widths of the output voltages Va and Vb from the reference voltage exceed the allowable increase voltage width.
  • the number of periods can be set arbitrarily.
  • the initial exhaust period is T0 period
  • the inspection exhaust period is divided into T1 period to T4 period.
  • the lengths of the periods T1 to T4 may be the same as or different from each other.
  • the initial exhaust may be divided into a plurality of periods.
  • the output voltage Va is referred to
  • the output voltage Vb is referred to determine whether or not the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete.
  • the reference voltage for the T0 period is the output voltage Va at the start of the T0 period (initial exhaust)
  • the reference voltage for the T1 period is the output voltage Vb at the start of the T1 period (inspection exhaust).
  • the reference voltage is the minimum output voltage Vb obtained from the period T1 to the start of the period.
  • the minimum output voltage Vb obtained from the T1 period to the start of the T3 period that is, the minimum output voltage Vb among the output voltages Vb obtained in the T1 period and the T2 period is used as a reference for the T3 period. Voltage.
  • the control unit 19 displays on the display panel 62b that the airtightness is incomplete and inspects at that time. Exit. Thereby, the gas in the vacuum chamber 14 can be replaced at a stage where the concentration of the solvent gas in the vacuum chamber 14 is low, and the next inspection can be performed in a short time. Note that when it is determined that the airtightness is incomplete, a setting for continuing the inspection without terminating the inspection may be selected.
  • the operation panel 62 is connected to the control unit 19.
  • the operation panel 62 includes various operation keys 62a and a display panel 62b.
  • By operating the operation key 62a for example, the set value of each flow rate adjustment valve 45, 52a, 52b, the magnitude of the difference between the pipe internal pressure Pt controlled by the pressure adjustment valve 44 and the chamber internal pressure Pc, the allowable increase voltage range Various settings such as are possible.
  • the display panel 62b displays various set values, chamber internal pressure Pc, piping internal pressure Pt, initial exhaust gas sensor 48, output voltages Va and Vb of the sensor unit 16, and the like. The inspection result is displayed on the display panel 62b.
  • the display panel 62b serves as an alarm unit for issuing various alarms.
  • the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete
  • the airtightness of the vacuum chamber 14 is incomplete
  • the solvent gas in the atmosphere exceeds a predetermined concentration
  • a message to that effect is displayed.
  • the alarm is not limited to display.
  • the inspection exhaust valve 54 is disposed in the clean booth 17.
  • the clean booth 17 separates the internal space where the above equipment is placed from the outside.
  • a filter fan unit 17 a is provided on the ceiling of the clean booth 17, and the dry air having a constant temperature and humidity supplied from the air conditioning unit 64 is supplied to the clean booth 17 through the filter fan unit 17 a. Supplied inside.
  • the inside of the clean booth 17 is set to a positive pressure by supplying dry air from the air conditioning unit 64 to prevent inflow of contaminated air from the outside.
  • the filter fan unit 17a is provided with a fan, a HEPA filter that filters dust such as dust, and an activated carbon filter that adsorbs solvent substances.
  • the inspection apparatus 10 disposes the main part in the clean booth 17, thereby eliminating variations in the inspection result due to the influence of the temperature, humidity and solvent gas contained in the atmosphere, and improving the reliability of the inspection result. It is increasing.
  • the clean booth 17 is provided with a gas sensor 65 that monitors the atmosphere inside the clean booth 17, and when the solvent gas in the atmosphere inside the clean booth 17 exceeds a predetermined concentration, the control unit 19 informs the display panel 62b that effect. Display and alert.
  • the gas sensor 65 is used to detect the concentration of the solvent gas in the atmosphere in the clean booth 17, and the concentration of the solvent gas is offset from the detection results of the sensor unit 16 and the initial exhaust gas sensor 48 to obtain lithium ions.
  • the airtightness of the battery 11 may be determined.
  • the control unit 19 includes an interface circuit (not shown), and can be connected to an external PC 66 via the interface circuit.
  • Dedicated software is installed in the PC 66, and the inspection results by the inspection apparatus 10, various set values, pressure changes, flow rate changes, and the like can be recorded.
  • the sensor unit 16 has the gas sensor 61 built in a holder 71 having a cylindrical shape. On the upper surface of the holder portion 71, a connector 72 connected to the gas sensor 61 inside the holder is provided. The gas sensor 61 is electrically connected to the control unit 19 via the connector 72. As the connector 72, a hermetic connector is used in order to make the inside of the holder airtight.
  • An inflow port 73 is provided on the peripheral surface of the holder portion 71, and a first discharge port 74 (see FIG. 5) and a second discharge port 75 (see FIG. 5) are provided on the peripheral surface opposite to the inflow port 73. Each) is provided.
  • the sensor unit 16 has a first mode in which the first discharge port 74 is used and a second mode in which the second discharge port 75 is used as a usage pattern.
  • the first discharge port 74 and the second discharge port 75 are selectively used. Used for.
  • the exhaust port to be used is connected to the inspection exhaust pipe 51, and the unused exhaust port is airtightly closed with, for example, a screw.
  • the inspection exhaust pipe 51 on the inspection exhaust port 32 side is connected to the inlet 73, and exhaust gas from the vacuum chamber 14 is introduced into the holder of the holder portion 71 from the inlet 73 during the inspection exhaust.
  • Various flow paths through which the exhaust gas flows are formed inside the holder, and the exhaust gas is discharged from the first discharge port 74 or the second discharge port 75 through the flow path.
  • a gas sensor 61 is provided in the middle of the flow path.
  • FIG. 3 shows an example of the gas sensor 61 used in the sensor unit 16.
  • a substrate 77a provided with a gas sensitive element 61a that reacts with a solvent gas and a heater 61b (both see FIG. 4) is disposed inside a hollow case 76.
  • the gas sensitive element 61a is made of, for example, tin oxide (SnO 2 ).
  • openings 79 a and 79 b covered with a metal mesh 78 are provided on the sensor surface (upper surface) 76 a and the bottom surface 76 b (surface on the terminal 77 b side) of the case 76, and the exhaust gas passes through the case 76. Use what you can.
  • the openings 79a and 79b are the first and second openings.
  • a gas sensor having a second opening on the peripheral surface of the case 76 other than the bottom surface 76b may be used.
  • a variable resistor VR is connected in series to the gas sensing element 61a, and the voltage across the variable resistor VR is used as the output voltage Vb.
  • the internal resistance that is, the resistance of the gas sensitive element 61a decreases, and the output voltage Vb increases.
  • the output voltage Vb can be calibrated by changing the resistance value of the variable resistor VR.
  • the switch SW is normally connected to the variable resistor VR, and is connected to the fixed resistor R when the deterioration state of the gas sensor 61 is examined. As the gas sensor 61 deteriorates, the internal resistance tends to decrease.
  • the deterioration state of the gas sensor 61 can be known by acquiring the voltage across the fixed resistance R (output voltage Vb) obtained when the gas sensor 61 is flowed in a clean environment or when a gas of a predetermined component is flowed as exhaust gas. For example, when the concentration of the solvent gas in the atmosphere in the clean booth 17 measured by the gas sensor 65 provided in the clean booth 17 is within a certain reference range, it can be regarded as a clean environment.
  • the holder portion 71 includes a holder base 81, a sensor holder 82, a sensor presser 83, a connector holder 84, the connector 72 described above, and the like.
  • the holder base 81 has a bottomed cylindrical shape, and has an inflow port 73 and a second discharge port 75 penetrating the peripheral wall.
  • the sensor holder 82 has a small-diameter portion 82a and a large-diameter portion 82b formed above the small-diameter portion 82a and having a larger outer diameter than the small-diameter portion 82a.
  • the small diameter part 82a and the large diameter part 82b are both cylindrical.
  • the outer diameter of the small diameter portion 82a is the same as the inner diameter of the holder base 81, and the sensor holder 82 is assembled in a state where the small diameter portion 82a is fitted in the holder base 81.
  • the large diameter portion 82b has the same outer diameter as the holder base 81, and a first discharge port 74 penetrating the peripheral wall is formed.
  • a groove is formed in the lower end surface of the small diameter portion 82a in the circumferential direction, and an annular flow path R1 is formed by the groove and the bottom portion of the holder base 81.
  • an L-shaped flow path R2 having one end connected to the groove and the other end connected to the inflow port 73 is formed on the peripheral wall of the small diameter portion 82a.
  • a groove is formed in the circumferential direction on the peripheral surface of the small diameter portion 82 a, and a flow path R ⁇ b> 3 is formed by the groove and the inner peripheral surface of the holder base 81.
  • the flow path R3 is cut at the portion of the flow path R2 and is C-shaped.
  • the second discharge port 75 opens to the inner peripheral surface of the holder base 81 and is connected to the flow path R3.
  • the hollow inside of the small diameter portion 82 a is a mounting hole 86 for the gas sensor 61.
  • the case 76 has a larger diameter on the bottom surface 76b side than the sensor surface 76a. For this reason, by engaging the shoulder formed by reducing the inner diameter of the lower end side of the mounting hole 86 with the case 76 of the gas sensor 61, for example, the gas sensor so that the sensor surface 76a and the lower end surface of the mounting hole 86 coincide. 61 is positioned.
  • the gas sensor 61 in the mounting hole 86 presses the bottom surface 76b with the lower end portion of the sensor presser 83 through the doughnut-shaped sponge cushion 88a and the presser plate 88b.
  • the gas sensor 61 is fixed to the holder portion 71 without closing the opening 79a on the sensor surface 76a side and the opening 79b on the bottom surface 76b side.
  • a gap is not formed between the case 76 of the gas sensor 61 and the small diameter portion 82 a, so that exhaust gas does not escape from the gas sensor 61 to the hollow portion 87.
  • the sensor presser 83 has a small-diameter portion 83a and a large-diameter portion 83b that is formed on the small-diameter portion 83a and has an outer diameter larger than that of the small-diameter portion 83a.
  • the small diameter part 83a and the large diameter part 83b are both cylindrical.
  • the outer diameter of the small-diameter portion 83a is the same as the inner diameter of the large-diameter portion 82b of the sensor holder 82.
  • the small-diameter portion 83a is fitted into the large-diameter portion 82b of the sensor holder 82, and the sensor presser 83 is attached to the sensor holder 82. It is assembled.
  • a groove is formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the small-diameter portion 83a, and an annular flow path R4 is formed by the groove and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 82b of the sensor holder 82.
  • the first outlet 74 is open on the inner peripheral surface of the sensor holder 82 and is connected to the flow path R4.
  • the connector holder 84 is assembled to the upper part of the large diameter portion 83b, and the connector 72 is assembled to the connector holder 84, so that the hollow portion 87 of the sensor presser 83 communicating with the mounting hole 86 is hermetically closed.
  • the hollow portion 87 is provided with wiring for connecting the connector 72 and the terminal 77 b of the gas sensor 61. Further, the hollow portion 87 communicates with the inside of the gas sensor 61 by being directly connected to the opening 79b as the second opening on the bottom surface 76b side of the gas sensor 61, and allows the exhaust gas that has passed through the gas sensor 61 to pass therethrough. It is also used as a flow path.
  • the hollow portion 87 is configured such that the gas that has passed through the inside of the case 76 of the gas sensor 61 flows.
  • a plurality of flow paths R6 connecting the flow paths R3 and R5 are formed on the peripheral wall of the small diameter portion 82a of the sensor holder 82. Each flow path R6 is provided at an appropriate interval in the circumferential direction of the small diameter portion 82a, but is connected to the flow path R3 at a position different from the second discharge port 75.
  • a plurality of flow paths R7 that connect the hollow portion 87 and the flow path R4 are formed on the peripheral wall of the small diameter portion 83a of the sensor presser 83. Each flow path R7 is provided at an appropriate interval in the circumferential direction of the small diameter portion 83a, but is connected to the flow path R4 at a position different from the first discharge port 74. In this example, four channels R6 and R7 are provided.
  • a plurality of flow paths R8 that connect the hollow portion 87 and each flow path R6 are formed on the peripheral walls of the sensor holder 82 and the sensor presser 83.
  • the positions of the flow path R6 and the flow path R8 in the circumferential direction of the holder portion 71 are shifted with respect to the flow path R7, and the flow path R8 is formed avoiding the flow path R7. Therefore, the flow path R7 and the flow path R8 are not directly connected.
  • the ventilation plate holder 90 has a substantially truncated cone shape and is arranged at the center of the bottom in the holder base 81.
  • the ventilation plate holder 90 is positioned and fixed by pressing a flange 90 a formed at the lower periphery of the lower part with a shoulder provided at the lower end of the sensor holder 82.
  • a flow path R5 that goes around the outer periphery of the ventilation plate holder 90 is formed.
  • a conical space S1 is formed by the conical recess formed on the lower surface of the ventilation plate holder 90 and the bottom of the holder base 81.
  • a through hole H1 having a diameter of, for example, several millimeters is formed in the upper portion of the ventilation plate holder 90, and a through hole H2 that connects the flow path R1 and the conical space portion S1 is formed in the flange 90a.
  • four through holes H2 are provided at appropriate intervals in the circumferential direction of the flange 90a.
  • the conical space S1 and the through hole H1 smoothly supply exhaust gas to a nozzle N1 described later.
  • the ventilation plate 91 as a supply unit is sandwiched between the upper surface of the ventilation plate holder 90 and the sensor holder 82.
  • An O-ring is sandwiched between the ventilation plate holder 90 and the ventilation plate 91.
  • the ventilation plate 91 has a disk part 91a and a rib 91b provided around the disk part 91a.
  • the disk portion 91a has a nozzle N1 as a supply port formed at the center thereof, and a plurality of through holes H3 formed around the nozzle portion 91a.
  • the nozzle N1 is opened on the upper surface of the disk portion 91a, allows exhaust gas to flow toward the sensor surface 76a, and allows the exhaust gas to flow toward the sensor surface 76a.
  • the rib 91b is provided so as to protrude to the gas sensor 61 side.
  • the rib 91b contacts the lower end surface of the mounting hole 86.
  • the ventilation plate 91 is held such that the upper surface of the disk portion 91a as the facing surface faces the sensor surface 76a of the gas sensor 61 with a predetermined interval.
  • a gap S2 is formed between the sensor surface 76a and the upper surface of the disk portion 91a, and the nozzle N1 is brought close to the sensor surface 76a.
  • the nozzle N1 is provided at a position facing the center of the sensor surface 76a of the gas sensor 61, and allows the exhaust gas to flow vertically toward the sensor surface 76a.
  • the exhaust gas is effectively introduced into the case 76 of the gas sensor 61 by holding the nozzle N1 close to the sensor surface 76a and flowing the exhaust gas from the nozzle N1 toward the sensor surface 76a.
  • the exhaust gas is allowed to pass through the case 76 by passing the exhaust gas through the case 76 as described later, thereby further improving the detection accuracy.
  • interval of the nozzle N1 and the sensor surface 76a is 1 mm or less, Most preferably, it is 0.5 mm or less. Further, the interval between the nozzle N1 and the sensor surface 76a may be 0 mm, that is, the upper surface of the disk portion 91a may be in close contact with the sensor surface 76a. Further, it is preferable to determine the position of the nozzle N1 so that the exhaust gas hits the opening 79a provided in the sensor surface 76a. In this example, an opening 79a is provided at the center of the sensor surface 76a, and a nozzle N1 is provided at a position facing the opening 79a.
  • the nozzle N1 is a so-called nozzle-shaped supply port whose inner diameter gradually decreases from the ventilation plate holder 90 side toward the gas sensor 61 side.
  • the diameter of the tip of the nozzle N1 (on the gas sensor 61 side) is 0.2 mm.
  • the shape of the supply port is not limited to the above, and may be a nozzle shape whose diameter gradually increases toward the gas sensor 61 side or a hole shape whose diameter is constant.
  • the sensor unit 16 has a first mode in which the first discharge port 74 is used and a second mode in which the second discharge port 75 is used.
  • the first mode as schematically shown in FIG. 6, the second outlet 75 and each flow path R8 are closed with screws or the like.
  • the exhaust gas flowing in from the inflow port 73 is a nozzle through the flow path R2, the flow path R1, each through hole H2, the conical space portion S1, and the through hole H1, as indicated by the arrows.
  • N1 the exhaust gas supplied to the nozzle N1 provided in the middle of the flow path flows perpendicularly to the sensor surface 76a from the nozzle N1 toward the sensor surface 76a of the gas sensor 61 through the gap S2.
  • the exhaust gas flowing toward the sensor surface 76 a passes through the inside of the gas sensor 61 and escapes to the hollow portion 87.
  • the exhaust gas that has passed through the hollow portion 87 flows from each flow path R7 to the flow path R4, and flows from the flow path R4 to the first discharge port 74 and is discharged.
  • the hollow portion 87 is not directly connected to the first discharge port 74, but is connected via the plurality of flow paths R7 provided as described above and the annular flow path R4. The flow of the exhaust gas in the gas sensor 61 is stabilized, and variation in detection accuracy is suppressed.
  • the first discharge port 74 is closed with a screw or the like.
  • the exhaust gas flowing in from the inflow port 73 is supplied to the nozzle N1, and flows toward the sensor surface 76a of the gas sensor 61 perpendicularly to the sensor surface 76a.
  • the path through which the exhaust gas reaches the sensor surface 76a is the same as in the first mode.
  • a part of the exhaust gas flowing toward the sensor surface 76a passes through the inside of the gas sensor 61 to the hollow portion 87, and from the hollow portion 87 to each flow path R8. It flows to R6.
  • the remaining exhaust gas flows in the gap S2 along the sensor surface 76a, and flows to the through hole H3, the flow path R5, and each flow path R6.
  • the exhaust gas flowing into the flow path R6 is discharged from the second discharge port 75 via the flow path R3.
  • the gap S ⁇ b> 2 is an escape passage that allows some exhaust gas that does not pass through the gas sensor 61 to escape.
  • the hollow portion 87 is not directly connected to the second discharge port 75, and the plurality of channels R8, R6 and the annular channel R3 provided as described above are provided. By connecting them, the flow of the exhaust gas in the gas sensor 61 is stabilized, and variation in detection accuracy is suppressed.
  • the exhaust gas from the nozzle N1 is allowed to pass through the inside of the gas sensor 61, and the exhaust gas is introduced into the gas sensor 61 more effectively to improve the detection accuracy. It is high. That is, by passing the exhaust gas through the gas sensor 61, the exhaust gas is not retained inside the gas sensor 61, and the output voltage Vb changes according to the gas concentration of the solvent gas in the exhaust gas flowing through the inspection exhaust pipe 51. Thus, even when the gas concentration of the solvent gas is low with little leakage of the solvent gas, it can be detected.
  • the first mode is a mode in which all of the exhaust gas from the nozzle N1 passes through the inside of the gas sensor 61.
  • the first mode is suitable when a solvent having low reactivity with respect to the gas sensor 61 is used as the main component as the electrolyte of the lithium ion battery 11.
  • the second mode is a mode in which a part of the exhaust gas from the nozzle N1 is caused to flow inside the gas sensor 61, and a solvent having a relatively high reactivity with respect to the gas sensor 61 as an electrolyte of the lithium ion battery 11 is a main component. It is suitable for the case where it is necessary to reduce the temperature drop of the gas sensitive element 61a due to the exhaust gas passing through the inside of the gas sensor 61.
  • the configuration of the sensor unit 16 is an example, and the configuration is not limited thereto.
  • the supply unit is provided as one ventilation plate 91, but may be provided integrally with another member of the holder unit 71.
  • the sensor unit 16 is configured to be able to select the first mode and the second mode, but may be configured to support only one of the modes.
  • the sensor unit 16 is connected to the inspection exhaust pipe 51 of the vacuum chamber 14 and is disposed outside the vacuum chamber 14, it is possible to easily switch between the first and second modes. it can.
  • the sensor unit 16 Prior to performing the airtightness inspection of the lithium ion battery 11, the sensor unit 16 is set to either the first mode or the second mode, and the inspection exhaust pipe 51 is connected to the discharge port corresponding to the set mode. To do.
  • the second discharge port 75 is closed and each flow path R8 is closed. Further, the inspection exhaust pipe 51 on the downstream side (flow rate adjustment valve 52 b side) is connected to the first discharge port 74.
  • the lithium ion battery 11 to be inspected is installed in the vacuum chamber 14.
  • the door 21 of the vacuum chamber 14 in a state where the inside is at atmospheric pressure is opened, and the lithium ion battery 11 is accommodated in the vacuum chamber 14.
  • the door 21 of the vacuum chamber 14 is closed, and then the operation panel 62 is operated to instruct the start of inspection.
  • the control unit 19 When the start of the inspection is instructed, the control unit 19 confirms that all of the air release valve 26, the pump valve 42, the pressure adjusting valve 44, the initial exhaust valve 49, and the inspection exhaust valve 54 are closed. Then, the gas sensors 48 and 61 are put into an operating state. Next, the control unit 19 operates (ON) the vacuum pump 18 as shown in FIG. Subsequently, the control valve 19 opens the pump valve 42 and the initial exhaust valve 49. Thereby, the gas in the vacuum chamber 14 is sucked out as exhaust gas through the initial exhaust port 31 and the initial exhaust pipe 47, the initial exhaust is performed, and the chamber internal pressure Pc gradually decreases.
  • the output voltage Va of the initial exhaust gas sensor 48 is referred to by the control unit 19 during the T0 period when the initial exhaust is performed.
  • the control unit 19 acquires the output voltage Va at the start of the initial exhaust as the reference voltage. Thereafter, every time the output voltage Va is obtained from the initial exhaust gas sensor 48, the increase width of the output voltage Va with respect to the reference voltage is obtained, and the obtained increase width is compared with the allowable increase voltage width ⁇ V0.
  • the control unit 19 displays that fact on the display panel 62b as an alarm to indicate that the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete. The test is interrupted and the process is terminated.
  • the control unit 19 continues the initial exhaust. Since only the vacuum chamber 14 containing the lithium ion battery 11 needs to be initially evacuated, the time required for the initial evacuation can be shortened compared to the conventional two-layer type inspection apparatus, and as a result, the inspection time can be shortened. It is.
  • the control unit 19 monitors the chamber internal pressure Pc measured by the pressure gauge 27.
  • the control unit 19 closes the initial exhaust valve 49 to end the initial exhaust, and opens the inspection exhaust valve 54 to start the inspection exhaust.
  • the opening / closing control of the pressure adjusting valve 44 is started so that the difference between the chamber pressure Pc and the pipe pressure Pt measured by the pressure gauge 43 becomes constant. If the chamber internal pressure Pc does not reach the inspection pressure Pe even after a predetermined set time has elapsed from the start of the initial exhaust, the control unit 19 determines that there is a problem with the airtightness of the vacuum chamber 14, and accordingly Is displayed on the display panel 62b to issue an alarm.
  • the inspection exhaust valve 54 By opening the inspection exhaust valve 54, the gas in the vacuum chamber 14 is sucked out as exhaust gas from the inspection exhaust port 32 to the inspection exhaust pipe 51, and the inspection exhaust valve 54, the flow rate control valve 52 a, the sensor unit 16, and the flow rate control valve. It flows toward the common pipe 41 via 52b.
  • exhaust gas flows into the sensor unit 16, and the exhaust gas flows into the sensor unit 16 from the inlet 73.
  • the exhaust gas that has flowed in flows into the conical space S1 through the flow path R2, the flow path R1, and the through holes H2.
  • the exhaust gas flowing into the conical space portion S1 is further supplied to the nozzle N1 from the upper through hole H1 of the conical space portion S1, and the flow rate is reduced by the nozzle N1 and discharged.
  • the discharged exhaust gas flows toward the sensor surface 76a of the gas sensor 61 through the gap S2.
  • the exhaust gas from the nozzle N1 flows perpendicularly to the sensor surface 76a, passes through the metal mesh 78 provided on the sensor surface 76a, and flows into the case 7. Then, it passes through the metal mesh 78 on the bottom surface 76 b side and passes through the hollow portion 87.
  • the exhaust gas is discharged from the first discharge port 74 from the hollow portion 87 through the flow paths R7 and R4.
  • the output voltage Vb of the gas sensor 61 changes in accordance with the concentration contained in the exhaust gas passing through the inside of the gas sensor 61.
  • the output voltage Vb of the gas sensor 61 is referred to by the control unit 19 during the inspection exhaust.
  • the control unit 19 obtains an increase width of the output voltage Vb with respect to the reference voltage every time the output voltage Vb is obtained from the gas sensor 61 using the output voltage Vb at the start of the inspection exhaust as a reference voltage.
  • the rise width is compared with the allowable rise voltage width ⁇ V1 for the T1 period. For example, in this comparison, when the increase width of the output voltage Vb is smaller than the allowable increase voltage width ⁇ V1, the control unit 19 continues the inspection.
  • the control unit 19 sets the output voltage from the gas sensor 61 as in the T1 period using the lowest output voltage Vb obtained during the T1 period as a new reference voltage. Every time Vb is obtained, the increase width of the output voltage Vb with respect to the reference voltage is obtained, and this increase width is compared with the allowable increase voltage width ⁇ V2 for the T2 period. In this comparison, when the increase width of the output voltage Vb is smaller than the allowable increase voltage width ⁇ V2, the inspection is continued.
  • the lowest output voltage Vb obtained through the T1 period and the T2 period is used as a new reference voltage, and similarly, the increase width of the output voltage Vb and the allowable increase voltage width for the T3 period. Compare with ⁇ V3. Further, in the next T4 period after the T3 period, the lowest output voltage Vb obtained from the T1 period to the T3 period is used as a new reference voltage, and the increase width of the output voltage Vb and the allowable increase voltage width ⁇ V4 for the T4 period are obtained. Compare.
  • the control unit 19 closes the pump valve 42, opens the pressure adjustment valve 44, and stops (OFF) the vacuum pump 18. Further, the initial exhaust valve 49 and the atmosphere release valve 26 are opened. By opening the atmosphere release valve 26, the atmosphere in the clean booth 17 flows into the vacuum chamber 14 through the filter 28 and the atmosphere release valve 26, and the chamber pressure Pc rises to atmospheric pressure. The control unit 19 closes the atmosphere release valve 26, the initial exhaust valve 49, and the inspection exhaust valve 54 when the chamber internal pressure Pc measured by the pressure gauge 27 becomes atmospheric pressure.
  • the control unit 19 waits for the output voltages Va and Vb of the gas sensors 48 and 61 to be stabilized, and enters a standby state for the next inspection. Since the atmosphere in the clean booth 17 purified by the filter fan unit 17 a is introduced into the vacuum chamber 14, the next inspection can be started without being affected by the solvent gas contained in the atmosphere outside the clean booth 17.
  • the control unit 19 performs the inspection. It is determined that there is a problem with the airtightness of the lithium ion battery 11.
  • the display panel 62b displays that the airtightness of the lithium ion battery 11 being inspected is incomplete, and the inspection ends at that time.
  • the exhaust gas is passed through the gas sensor 61, so that the exhaust gas containing the solvent gas is more effectively sensed. Since the gas element 61a is supplied, the output voltage Vb of the gas sensor 61 greatly increases. Therefore, it is detected that the airtightness of the lithium ion battery 11 is due to a very small pinhole, and the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete even if a small amount of solvent gas leaks out. That is, high detection accuracy can be obtained.
  • the sensor unit 16 is set to the second mode.
  • the first discharge port 74 is closed. If each flow path R8 is blocked, it is released. Then, the downstream inspection exhaust pipe 51 is connected to the second exhaust port 75. Thereafter, the airtightness test is performed in the same procedure as in the first mode.
  • the exhaust gas flowing into the sensor unit 16 from the inlet 73 is supplied to the nozzle N1 through the same path as in the first mode. Flows vertically toward 76a. Then, a part of the exhaust gas passes through the metal mesh 78 provided on the sensor surface 76 a and flows into the case 76, passes through the metal mesh 78 on the bottom surface 76 b side, passes through the hollow portion 87, and passes through the hollow portion 87. It is discharged from the second discharge port 75 through the flow paths R8, R6, R3. The remaining exhaust gas flows in the gap S2 along the sensor surface 76a, and is discharged from the second discharge port 75 through the through hole H3 and the flow paths R5, R6, and R3.
  • the flow rate of the exhaust gas passing through the inside of the gas sensor 61 is small, but the reactivity of the solvent gas contained in the exhaust gas is high, so that the output voltage Vb of the gas sensor 61 greatly increases. Therefore, even in this case, it is possible to detect that the airtightness of the lithium ion battery 11 is incomplete with high detection accuracy.
  • the gas sensor 61 of a type that allows the exhaust gas to pass through the case 76 is used, but a gas sensor 61 that does not allow the exhaust gas to pass through the case 76 may be used. Even when such a gas sensor 61 is used, the opening of the nozzle N1 is held at a position close to the sensor surface 76a, and the exhaust gas from the nozzle N1 is caused to flow toward the sensor surface 76a, whereby the exhaust gas is supplied to the gas sensor. 61 can be effectively introduced into the case 76, and the detection accuracy can be improved.
  • the gap S2 and the second discharge port 75 are connected by a second discharge flow path (through hole H3, flow paths R5, R6, R3). Furthermore, since the exhaust flow path which guides the exhaust gas which passed through the case 76 to the exhaust ports 74 and 75 is unnecessary, each flow path R8 and the 1st exhaust port 74 are blocked.
  • a test vessel in which the same electrolyte as the lithium ion battery 11 to be actually inspected is sealed and a pinhole is formed is a vacuum chamber. 14 can be accommodated.
  • the test container is preferably the same size as the lithium ion battery 11 that is actually inspected.
  • the inspection device 10 can handle automatic line equipment.
  • the clean booth 17 and the vacuum chamber 14 can be opened / closed by an automatic opening / closing mechanism using a solenoid valve, a cylinder, or the like, or the insertion / removal of the lithium ion battery 11 can be automated.
  • one lithium ion battery 11 is inspected at a time, but a plurality of lithium ion batteries 11 are accommodated in the vacuum chamber 14 at a time. Eleven inspections may be performed. It is preferable that the vacuum chamber 14 is divided into a plurality of rooms so that the lithium ion battery 11 with incomplete airtightness can be specified or narrowed down.
  • the inspection exhaust system 36 is provided for each room, and the sensor unit 16 is provided for each inspection exhaust pipe 51 of the inspection exhaust system 36.
  • the initial exhaust pipe 47 can be provided for each room, but can also be common to each room.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

真空チャンバ（１４）内に検査対象のリチウムイオン電池（１１）が収容される。真空チャンバ（１４）の上部に初期排気配管（４７）と検査排気配管（５１）とが接続されている。初期排気配管（４７）を介して真空チャンバ（１４）内を初期排気し検査圧力（Ｐｅ）まで下げる。この後、検査排気配管（５１）を介して検査排気を行う。検査排気配管（５１）の途中にセンサユニット（１６）が接続されている。検査排気配管（５１）を通る排気気体は、流入口からセンサユニット（１６）の内部に流入し、内部に設けたノズルによってガスセンサのセンサ面に向かって垂直に流れる。排気気体は、ガスセンサの内部を通って排出口からセンサユニット（１６）の外部に排出される。

Description

センサユニット及び気密性検査装置
　本発明は、センサユニット及び気密性検査装置に関するものである。
　携帯用電子機器の電源としてリチウムイオン電池の利用が広がっている。リチウムイオン電池は、密封容器内に正極、負極、セパレーターの他に、有機溶媒を含む電解液を封入した構造を有している。リチウムイオン電池は、容器の密封が不完全であると、その不完全な箇所から電解液が漏出してしまう。このため、リチウムイオン電池に対しては、気密性検査装置による検査が実施されている。
　特許文献１に記載された気密性検査装置は、第１格納部と第２格納部とに区画された二層式の格納容器と、第２格納部内の気体を吸い出して減圧する吸引装置、第１格納部と第２格納部との第１の連通口に設けられたガス遮断弁及び第２の連通口に設けられたセンサユニット（ガス検知手段）とを備えている。この気密性検査装置では、気密性の検査を行う際には、第１格納部にリチウムイオン電池を配置して、ガス遮断弁を開放した状態で第２格納部を減圧してからガス遮断弁を閉じる。これにより、第１格納部内の気体をセンサユニットを介して第２格納部に流し、このときにセンサユニットで気体に気密性が不完全なリチウムイオン電池から発生する有機溶媒による溶剤ガスが含まれているか否かを検出する。センサユニットは、半導体式のガスセンサと、中空な内部にガスセンサを保持した円筒形状のホルダとから構成され、ホルダの周面に排気孔が設けられている。これにより、第１格納部側に配されたホルダの一端からホルダ内に流入した気体は、排気孔に向かうようにガスセンサの前面で曲がり、排気孔を介して第２格納部に流れる。
特許第５０５０１３９号公報
　ところで、リチウムイオン電池における電解液の漏れの原因は、密封容器を密閉する際の溶接ミスによるピンホールやラミネート材を熱圧着したときに発生するピンホールである。溶接部分においては異物や電解液が付着したまま溶接加工を行うとピンホールが発生しやすい。ラミネート材の場合には、元々ラミネート外装材にピンホールが存在することもある。ピンホールのサイズはさまざまであって、小さいものでは直径３μｍ以下の場合もあり、このように小さいピンホールを検出できる検出精度を有するセンサユニットが望まれている。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、気密性に対する検出精度を高めることができるセンサユニット及びこれを用いた気密性検査装置を提供することを目的とする。
　本発明のセンサユニットは、気体状の検出対象物質を検出するセンサ部と、内部にセンサ部を保持するホルダ部とを備えたセンサユニットにおいて、センサ部は、検出対象物質に反応する素子と、素子が内部に配されるとともに、一面に第１の開口が設けられ、一面と反対側の他面に第２の開口が設けられたケースとを備え、ホルダ部は、ホルダ部の内部に気体を導入する流入口と、一面に近づけた位置に配され、ホルダ部の内部に導入された気体を一面側に通す供給口と、ケースの内部を通った気体が第２の開口から流れ込む中空部と、中空部の周方向に形成された環状またはＣ字状の第１の流路と、中空部の周方向に所定の間隔で設けられ、中空部と第１の流路とを接続する複数本の第２の流路と、第２の流路と異なる位置で第１の流路に接続され、ホルダ部の内部の気体を排出する排出口とを備えるものである。
　本発明の気密性検査装置は、上記センサユニットと、検査対象物を収容する真空チャンバと、真空チャンバに接続された検査排気配管を有し検査排気配管を通して真空チャンバから検査排気する検査排気部とを備え、センサユニットは、検査排気配管の途中に接続され、流入口を介してホルダ部の内部に真空チャンバから排気される排気気体を導入するものである。
　本発明によれば、ホルダ部の内部に導入された気体を通す供給口をセンサ部のセンサ面に近づけた状態にして、効果的にセンサ部の内部に気体を導入するので、高い検出精度で気体中に含まれる検出対象物質を検出できる。
本発明を実施した気密性検査装置の構成を示す説明図である。 センサユニットの外観を示す斜視図である。 センサユニットに用いたガスセンサの構造を示す部分断面図である。 ガスセンサの等価回路を示す回路図である。 センサユニットの構成を示す断面図である。 第１モードにおけるセンサユニット内での排気気体の流れを示す説明図である。 第２モードにおけるセンサユニット内での排気気体の流れを示す説明図である。 気密性の検査のタイミングチャートである。
　図１に本発明の実施形態に係る気密性検査装置（以下、単に検査装置という）１０を示す。この例では、検査装置１０は、二次電池であるリチウムイオン電池１１を検査対象物として気密性検査を行う。リチウムイオン電池１１は、電解液として例えばジメチルカーボネート（ＤＥＣ）やエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）など有機溶媒が容器内に封入されているが、容器の密封が不完全であると、その不完全な箇所から電解液が漏出する。検査装置１０では、検査時には、密封が不完全な箇所から漏れ出る電解液が蒸発した溶剤ガスの有無によって、リチウムイオン電池１１の気密性が保たれているか否かを判断する。
　検査装置１０は、真空チャンバ１４、配管部１５、センサユニット１６、クリーンブース１７、真空ポンプ１８、制御部１９等で構成される。この検査装置１０による検査では、真空チャンバ１４内にリチウムイオン電池１１を収容した後、真空チャンバ１４内のチャンバ内圧力Ｐｃを所定の検査圧力Ｐｅまで下げる初期排気と、初期排気後の検査排気とを行う。
　真空チャンバ１４は、クリーンブース１７内に設置されている。この真空チャンバ１４は、検査の際には、配管部１５を介して真空ポンプ１８によって、内部の気体が排気気体として吸い出されることによって真空にされる。真空チャンバ１４の検査圧力Ｐｅは、例えば５ｋＰａ～２０ｋＰａ程度である。このため、真空チャンバ１４をステンレス等の金属で構成する他、真空チャンバ１４のサイズの調節や、強度を補強した構造にすることでアクリル材とＯリングの組み合わせ等で構成することもでき、コストダウン及び軽量化を図る上で有利である。真空チャンバ１４には、扉２１が設けられており、この扉２１を開けてリチウムイオン電池１１の真空チャンバ１４に対する出し入れを行う。符号２１ａは、扉２１を開閉する際の取っ手である。検査に用いる真空容器は、真空チャンバ１４だけであり、複数の真空容器を必要とせず、部品点数の低減、製造コストの低減に有利な構造となっている。
　この真空チャンバ１４の底面の上に、例えば複数枚のプレートヒータ２２が相互に適当な間隔をあけて配されている。プレートヒータ２２は、溶剤ガスの発生を活性化するために、リチウムイオン電池１１を適当な温度に加温する。また、プレートヒータ２２の下側で、真空チャンバ１４の底部との間には、モータ２３によって駆動されるファン２４が設けられている。このファン２４は、検査時に回転する。これにより、真空チャンバ１４の下部に溶剤ガスが滞留することを防止している。
　真空チャンバ１４の側面には、大気開放バルブ２６と圧力計２７とが設けられている。大気開放バルブ２６は、制御部１９によって開閉が制御される。大気開放バルブ２６は、検査時には閉じられており、真空チャンバ１４内を大気圧に戻す際に開放される。大気開放バルブ２６には、フィルタ２８が接続されており、大気開放バルブ２６を開放した際には、フィルタ２８を介してクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に流入する。これにより、真空チャンバ１４やセンサユニット１６等の内部の汚染を防止している。圧力計２７は、チャンバ内圧力Ｐｃを測定して表示するとともに、測定値を制御部１９に送る。
　真空チャンバ１４は、その上部内周面１４ａが真空チャンバ１４の内側に倒れて傾斜している。また、真空チャンバ１４の最も高い位置にある天井面には、初期排気口３１と検査排気口３２とが設けられている。上部内周面１４ａを傾斜させることにより、真空チャンバ１４の上部で溶剤ガスが滞留することを防止し、溶剤ガスが検査排気口３２に向かって円滑に流れるようにしている。上部内周面１４ａの傾斜角度は、１５°以上の傾斜であることが好ましい。
　配管部１５は、初期排気と検査排気とに共通に用いられる共通配管系３４と、共通配管系３４とともに初期排気部を構成して初期排気を行う初期排気系３５と、共通配管系３４とともに検査排気部を構成して検査排気を行う検査排気系３６とがある。共通配管系３４は、共通配管４１、逆止弁付きのポンプ用バルブ４２、圧力計４３、圧力調整バルブ４４、流量調節弁４５、フィルタ４６を有している。共通配管４１は、一端が真空ポンプ１８に接続され、他端側に初期排気系３５及び検査排気系３６がそれぞれ接続されている。真空ポンプ１８によって、共通配管４１を介して初期排気系３５または検査排気系３６による真空チャンバ１４の排気を行う。
　ポンプ用バルブ４２は、制御部１９によって開閉が制御される。このポンプ用バルブ４２は、真空ポンプ１８の停止時に、共通配管４１を通して空気が真空チャンバ１４に流入することを防止するためのものであり、真空ポンプ１８の動作に同期して開閉される。すなわち、検査時に真空ポンプ１８が作動時に開放され、真空ポンプ１８の停止時に閉じられる。
　圧力計４３は、共通配管４１の配管内圧力Ｐｔを測定して表示するとともに測定値を制御部１９に送る。共通配管４１のポンプ用バルブ４２よりも下流側（真空ポンプ１８側）に圧力調整バルブ４４が接続されている。この圧力調整バルブ４４の共通配管４１と反対側に流量調節弁４５とフィルタ４６とが順番に接続されている。この圧力調整バルブ４４は、検査排気中に、圧力計４３で測定された配管内圧力Ｐｔと圧力計２７で測定されたチャンバ内圧力Ｐｃとの差が一定となるように、制御部１９によって開閉が制御される。これにより、真空ポンプ１８の継続的な作動によって配管内圧力Ｐｔがチャンバ内圧力Ｐｃよりも過度に低くなって配管内圧力Ｐｔとチャンバ内圧力Ｐｃとの差が大きくなることを防止し、検査排気時にセンサユニット１６に流れる排気気体の流量が大きく変動しないようにしている。
　初期排気系３５は、一端が初期排気口３１に他端が共通配管４１に接続された初期排気配管４７と、この初期排気配管４７に設けられた初期排気用ガスセンサ４８及び初期排気バルブ４９とを有している。初期排気用ガスセンサ４８は、初期排気配管４７の初期排気バルブ４９よりも下流側（共通配管４１側）に設けられている。初期排気バルブ４９は、制御部１９によって開閉が制御され、初期排気の際に開放され、検査排気の間は閉じられる。これにより、初期排気の間だけ真空チャンバ１４内からの排気気体を初期排気配管４７に流して、真空チャンバ１４を減圧する。初期排気用ガスセンサ４８としては、例えば半導体式ガスセンサが用いられており、ガス濃度に応じた出力電圧Ｖａを制御部１９に出力する。初期排気用ガスセンサ４８からの出力電圧Ｖａは、リチウムイオン電池１１の気密性の判定に用いられる。これにより、例えばリチウムイオン電池１１の気密性が大きく損なわれている場合を早期に検出する。
　検査排気系３６は、一端が検査排気口３２に接続され他端が共通配管４１に接続された検査排気配管５１、この検査排気配管５１に設けられた一対の流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３及び検査排気バルブ５４を有している。検査排気配管５１には、検査排気バルブ５４、流量調節弁５２ａ、流量計５３、流量調節弁５２ｂが、この順番で検査排気配管５１の上流側（検査排気口３２側）から設けられている。また、検査排気配管５１の途中、具体的には検査排気バルブ５４の下流側で流量計５３と流量調節弁５２ｂとの間の検査排気配管５１の位置にセンサユニット１６が接続されている。
　検査排気バルブ５４は、制御部１９によって開閉が制御され、検査排気の間だけ開放される。これにより、検査排気の間だけ検査排気配管５１を通して真空チャンバ１４からの排気気体をセンサユニット１６に流す。センサユニット１６の前後に設けられた流量調節弁５２ａ、５２ｂによってセンサユニット１６に流れる排気気体の流量が調整されている。リチウムイオン電池１１の大きさに応じて真空チャンバ１４の容量を変更した場合には、センサユニット１６に流す排気の流量を調整することが必要となるが、この検査装置１０ではセンサユニット１６の上流側と下流側に流量調節弁５２ａ、５２ｂを設けているため、これらによって、その流量を調整することが可能である。なお、流量調節弁５２ａ、５２ｂの一方だけを設けて流量を調整することも可能であり、真空ポンプ１８の吸引力の調整により、流量の微調整をすることもできる。
　流量計５３は、検査排気配管５１内の流量、すなわちセンサユニット１６を流れる排気気体の流量を測定して表示するとともに、測定値を制御部１９に送る。これにより、センサユニット１６に対する流量調整を数値的に管理することを可能にし、流量調整の再現性を向上するとともに、検査条件の信頼性も向上することができる。
　上記のように、センサユニット１６、初期排気バルブ４９、初期排気用ガスセンサ４８、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３、検査排気バルブ５４、さらには共通配管系３４の各機器は、いずれも真空チャンバ１４の外に配されている。したがって、これら各機器の調節やメンテナンスが容易であるとともに、真空内で使用可能な仕様にする必要がなく低コスト化に有利である。また、これら各機器やそれらを接続する配管を収容するスペースを真空チャンバ１４内に設ける必要がない分、真空チャンバ１４の小型化を図ることができ、またこの小型化によってチャンバ内圧力Ｐｃを検査圧力Ｐｅに短時間で下げることができるようになる。特に、センサユニット１６を検査排気配管５１の途中に接続して真空チャンバ１４の外に配したことによって、複雑な配管をすることなく、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３等の検査排気系３６の機器を真空チャンバ１４の外に配置することが可能である。
　センサユニット１６は、気体状の検出対象物質として溶剤ガスを検出する。このセンサユニット１６は、詳細を後述するように、センサ部として半導体式のガスセンサ６１（図３参照）を用いたものであるが、微量の溶剤ガスの検出に適した構造としてあり、サイズの小さいピンホールなどによる不完全な気密性を高い精度で検出できるようにしてある。センサユニット１６は、排気気体中に含まれる溶剤ガスの濃度に応じた出力電圧Ｖｂを制御部１９に出力する。センサユニット１６からの出力電圧Ｖｂは、リチウムイオン電池１１の気密性の判定に用いられる。出力電圧Ｖｂは、排気気体中に含まれる溶剤ガスの量が多くなるほどその電圧値が高くなる。
　制御部１９は、検査装置１０を統括的に制御する。上述の各流量調節弁４５、５２ａ、５２ｂについても、制御部１９によって制御することができる。また、制御部１９は、出力電圧Ｖａ、Ｖｂの変化（この例では電圧の上昇幅）が所定量に達することによって、排気気体中の溶剤ガスが含まれていること、すなわちリチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定する。この例では、初期排気の開始から検査排気の終了までの期間を、Ｔ０期間～Ｔ４期間の５期間に区分し、期間ごとに許容上昇電圧幅（ΔＶ０～ΔＶ４）を設定してある。制御部１９は、出力電圧Ｖａ、Ｖｂの基準電圧からの上昇幅が許容上昇電圧幅を超えたときに、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定する。なお、期間数は任意に設定することができる。
　この例においては、初期排気の期間をＴ０期間とし、検査排気の期間をＴ１期間～Ｔ４期間に区分している。Ｔ１期間～Ｔ４期間の各期間長は、互いに同じでも異なっていてもよい。また、初期排気を複数の期間に区分してもよい。Ｔ０期間では出力電圧Ｖａを参照し、Ｔ１期間～Ｔ４期間では出力電圧Ｖｂを参照して、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であるか否かを判定する。Ｔ０期間の基準電圧は、Ｔ０期間（初期排気）開始時の出力電圧Ｖａとし、Ｔ１期間の基準電圧は、Ｔ１期間（検査排気）開始時の出力電圧Ｖｂとする。Ｔ２期間～Ｔ４期間では、基準電圧は、Ｔ１期間からその期間の開始時までに得られた最小の出力電圧Ｖｂとする。例えばＴ３期間では、Ｔ１期間からＴ３期間の開始時までに得られた最小の出力電圧Ｖｂ、すなわちＴ１期間とＴ２期間に得られた出力電圧Ｖｂのうちの最小の出力電圧ＶｂをＴ３期間の基準電圧とする。
　制御部１９は、いずれの期間においても、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であると判定した場合には、気密性が不完全であることを表示パネル６２ｂに表示し、その時点で検査を終了する。これにより、真空チャンバ１４内における溶剤ガスの濃度が低い段階で真空チャンバ１４内の気体を置換可能とし、短時間で次の検査に移行可能にしている。なお、気密性が不完全であると判定した場合に、検査を終了せずに検査を継続する設定を選択できるようにしてもよい。
　制御部１９には、操作パネル６２が接続されている。この操作パネル６２は、各種操作キー６２ａと表示パネル６２ｂとを備えている。操作キー６２ａを操作することにより、例えば各流量調節弁４５、５２ａ、５２ｂの設定値、圧力調整バルブ４４で制御する配管内圧力Ｐｔとチャンバ内圧力Ｐｃとの差の大きさ、許容上昇電圧幅等の各種設定が可能になっている。表示パネル６２ｂには、設定された各種設定値や、チャンバ内圧力Ｐｃ、配管内圧力Ｐｔ、初期排気用ガスセンサ４８、センサユニット１６の出力電圧Ｖａ、Ｖｂ等が表示される。また、表示パネル６２ｂには、検査結果が表示される。この表示パネル６２ｂは、各種の警報を発する警報部となっており、例えばリチウムイオン電池１１の気密性が不完全である場合、真空チャンバ１４の気密性が不完全である場合、クリーンブース１７内の雰囲気の溶剤ガスが所定濃度を超えた場合等に、その旨を警報として表示する。なお、警報は表示によるものに限らない。
　上記真空チャンバ１４、センサユニット１６、制御部１９、初期排気配管４７の一部、初期排気用ガスセンサ４８、初期排気バルブ４９、検査排気配管５１の一部、流量調節弁５２ａ、５２ｂ、流量計５３、検査排気バルブ５４は、クリーンブース１７内に配されている。クリーンブース１７は、上記機器が置かれた内部空間を外部から分離している。このクリーンブース１７の天井には、フィルタファンユニット１７ａが設けられており、このフィルタファンユニット１７ａを介して、空調ユニット６４から供給される温度、湿度が一定にされたドライエアーがクリーンブース１７の内部に供給される。クリーンブース１７内は、空調ユニット６４からのドライエアーの供給によって陽圧にされており、外部から汚染された空気の流入を防いでいる。フィルタファンユニット１７ａには、ファン、粉塵等の塵をろ過するＨＥＰＡフィルタ、及び溶剤物質を吸着する活性炭フィルタが設けられている。
　検査装置１０は、上記のようにその主要部分をクリーンブース１７内に配置することによって、温度、湿度や雰囲気中に含まれる溶剤ガスの影響による検査結果のばらつきをなくし、検査結果の信頼性を高めている。クリーンブース１７には、その内部の雰囲気を監視するガスセンサ６５が設けられており、クリーンブース１７内の雰囲気中の溶剤ガスが所定濃度を超えた場合、制御部１９がその旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発する。なお、ガスセンサ６５を用いて、クリーンブース１７内の雰囲気における溶剤ガスの濃度を検出し、その溶剤ガスの濃度分をセンサユニット１６、初期排気用ガスセンサ４８の検出結果からオフセット演算して、リチウムイオン電池１１の気密性の判断を行ってもよい。
　上記制御部１９は、インタフェース回路（図示せず）を備えており、このインタフェース回路を介して外部のＰＣ６６と接続することができる。ＰＣ６６には、専用ソフトウェアがインストールされており、検査装置１０による検査結果や各種設定値、圧力変化や流量変化などを記録することができる。
　図２において、センサユニット１６は、円筒形状をしたホルダ部７１に前述のガスセンサ６１を内蔵している。ホルダ部７１の上面には、ホルダ内部でガスセンサ６１に接続されたコネクタ７２が設けられている。このコネクタ７２を介してガスセンサ６１が制御部１９に電気的に接続される。コネクタ７２としては、ホルダ内部を気密にするためにハーメチックコネクタが用いられている。
　ホルダ部７１の周面には、流入口７３が設けられており、この流入口７３と反対側の周面の部分に第１排出口７４（図５参照）と第２排出口７５（図５参照）とがそれぞれ設けられている。このセンサユニット１６は、使用形態として第１排出口７４を使用する第１モード、第２排出口７５を使用する第２モードがあり、第１排出口７４と第２排出口７５とが選択的に用いられる。第１排出口７４と第２排出口７５のうち使用する排出口は、検査排気配管５１が接続され、使用しない排出口は、例えば螺子で気密に塞がれる。
　流入口７３には、検査排気口３２側の検査排気配管５１が接続され、検査排気時には、真空チャンバ１４内からの排気気体が流入口７３からホルダ部７１のホルダ内部に導入される。ホルダ内部には、排気気体が流れる各種流路が形成されており、排気気体は、その流路を通って、第１排出口７４または第２排出口７５から排出される。その流路の途中にガスセンサ６１が設けられている。
　図３に、センサユニット１６に用いたガスセンサ６１の一例を示す。ガスセンサ６１は、中空なケース７６の内部に溶剤ガスに反応する感ガス素子６１ａ及びヒータ６１ｂ（いずれも図４参照）が設けられた基板７７ａが配されている。感ガス素子６１ａは、例えば酸化スズ（ＳｎＯ２）で作製されている。この例では、ケース７６のセンサ面（上面）７６ａと底面７６ｂ（端子７７ｂ側の面）に、金属メッシュ７８で覆われた開口７９ａ、７９ｂが設けられており、排気気体がケース７６内を通過できるものを用いている。この例では、開口７９ａ、７９ｂが第１、第２の開口である。排気気体がケース７６内を通過できるガスセンサ６１として、底面７６ｂ以外、例えばケース７６の周面に第２の開口を設けたものを用いてもよい。
　ガスセンサ６１は、図４に等価回路を示すように、感ガス素子６１ａに可変抵抗ＶＲを直列に接続してあり、この可変抵抗ＶＲの両端電圧を出力電圧Ｖｂとしている。ガスセンサ６１は、溶剤ガスの量が増加すると内部抵抗、すなわち感ガス素子６１ａの抵抗が低下して出力電圧Ｖｂが上昇する。出力電圧Ｖｂは、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変えることでキャリブレーションすることができる。なお、スイッチＳＷは、通常は可変抵抗ＶＲに接続されており、ガスセンサ６１の劣化状態を調べる際に、固定抵抗Ｒに接続する。ガスセンサ６１は劣化が進むと内部抵抗が小さくなる傾向がある。ガスセンサ６１にクリーンな環境下もしくは所定成分の気体を排気気体として流したときに得られる固定抵抗Ｒの両端電圧（出力電圧Ｖｂ）を取得することで、ガスセンサ６１の劣化状態を知ることができる。例えば、クリーンブース１７に設けたガスセンサ６５によって測定されるクリーンブース１７内の雰囲気における溶剤ガスの濃度が一定の基準範囲内であるときに、クリーンな環境下とみなすことができる。
　図５に示すように、ホルダ部７１は、ホルダベース８１、センサホルダ８２、センサ押え８３、コネクタホルダ８４、前述のコネクタ７２等で構成される。ホルダベース８１は、有底の円筒形状であり、その周壁を貫通した流入口７３と第２排出口７５とが形成されている。センサホルダ８２は、小径部８２ａとこの小径部８２ａの上部に形成され小径部８２ａよりも外径の大きい大径部８２ｂとを有している。小径部８２ａと大径部８２ｂは、いずれも円筒形状である。小径部８２ａの外径は、ホルダベース８１の内径と同じであり、センサホルダ８２は、小径部８２ａがホルダベース８１内に嵌合した状態に組み付けられている。大径部８２ｂは、ホルダベース８１と外径が同じにされており、その周壁を貫通した第１排出口７４が形成されている。
　小径部８２ａの下端面には、周方向に溝が形成されており、この溝とホルダベース８１の底部とによって、環状の流路Ｒ１が形成されている。また、小径部８２ａの周壁には、一端が上記溝と繋げられ他端が流入口７３に繋がるＬ字状の流路Ｒ２が形成されている。さらに、小径部８２ａの周面には、周方向に溝が形成されており、この溝とホルダベース８１の内周面とによって流路Ｒ３が形成されている。流路Ｒ３は、流路Ｒ２の部分で切れておりＣ字状である。第２排出口７５は、ホルダベース８１の内周面に開口しており、流路Ｒ３と繋がっている。
　小径部８２ａの中空な内部は、ガスセンサ６１の装着孔８６になっている。この例で用いたガスセンサ６１は、そのケース７６がセンサ面７６ａよりも底面７６ｂ側の径が大きくなっている。このため装着孔８６の下端側の内径を小さくすることで形成した肩部をガスセンサ６１のケース７６に係合させることにより、例えばセンサ面７６ａと装着孔８６の下端面とが一致するようにガスセンサ６１を位置決めしている。装着孔８６内のガスセンサ６１は、その底面７６ｂをドーナツ形状のスポンジクッション８８ａ、押えプレート８８ｂを介してセンサ押え８３の下端部で押圧している。これにより、センサ面７６ａ側の開口７９ａ及び底面７６ｂ側の開口７９ｂを塞ぐことなく、ガスセンサ６１をホルダ部７１に固定している。なお、ガスセンサ６１のケース７６と小径部８２ａとの間に隙間が生じないようにしてあり、排気気体がガスセンサ６１の周囲を通って中空部８７に抜けないようにしてある。
　センサ押え８３は、小径部８３ａとこの小径部８３ａの上部に形成され小径部８３ａよりも外径の大きい大径部８３ｂとを有している。小径部８３ａと大径部８３ｂは、いずれも円筒形状である。小径部８３ａの外径がセンサホルダ８２の大径部８２ｂの内径と同じであり、小径部８３ａをセンサホルダ８２の大径部８２ｂ内に嵌合させて、センサ押え８３は、センサホルダ８２に組み付けられている。
　小径部８３ａの外周面には、周方向に溝が形成されており、この溝とセンサホルダ８２の大径部８２ｂの内周面とによって環状の流路Ｒ４が形成されている。第１排出口７４は、センサホルダ８２の内周面に開口しており流路Ｒ４と繋がっている。
　大径部８３ｂの上部にコネクタホルダ８４が組み付けられ、このコネクタホルダ８４にコネクタ７２が組み付けられて、装着孔８６と連通したセンサ押え８３の中空部８７が気密に閉じられる。中空部８７は、コネクタ７２とガスセンサ６１の端子７７ｂとを接続する配線が配される。また、この中空部８７は、ガスセンサ６１の底面７６ｂ側において、第２の開口である開口７９ｂに直接に接続されることによってガスセンサ６１の内部と連通し、ガスセンサ６１内を通過した排気気体を通す流路としても利用される。このように、中空部８７は、ガスセンサ６１のケース７６内部を通った気体が流れ込むように構成されている。
　上記センサホルダ８２の小径部８２ａの周壁には、流路Ｒ３と流路Ｒ５とを繋ぐ複数本の流路Ｒ６が形成されている。各流路Ｒ６は、小径部８２ａの周方向に適当な間隔で設けられているが、第２排出口７５とは異なる位置で流路Ｒ３に接続されている。また、センサ押え８３の小径部８３ａの周壁には、中空部８７と流路Ｒ４とを繋ぐ複数本の流路Ｒ７が形成されている。各流路Ｒ７は、小径部８３ａの周方向に適当な間隔で設けられているが、第１排出口７４とは異なる位置で流路Ｒ４に接続されている。流路Ｒ６、Ｒ７は、この例ではそれぞれ４本設けてある。さらに、センサホルダ８２とセンサ押え８３との周壁には、中空部８７と各流路Ｒ６とを繋ぐ複数の流路Ｒ８が形成されている。ホルダ部７１の周方向における流路Ｒ６及び流路Ｒ８の位置は、流路Ｒ７に対してずらしてあり、流路Ｒ８は、流路Ｒ７を避けて形成されている。したがって、流路Ｒ７と流路Ｒ８は、直接には繋がっていない。
　通気プレート押え９０は、略円錐台形状であり、ホルダベース８１内の底部の中央に配されている。この通気プレート押え９０は、下部の周縁に形成されたフランジ９０ａがセンサホルダ８２の下端に設けた肩部で押さえられることで位置決めされて固定される。通気プレート押え９０の外周面とセンサホルダ８２の小径部８２ａの内周面との間に、通気プレート押え９０の外周を一周する流路Ｒ５が形成されている。
　通気プレート押え９０の下面に形成された円錐状の凹部とホルダベース８１の底部によって円錐空間部Ｓ１が形成される。通気プレート押え９０の上部には、例えば数ｍｍの径の貫通孔Ｈ１が形成され、フランジ９０ａには、流路Ｒ１と円錐空間部Ｓ１とを繋げる貫通孔Ｈ２が形成されている。貫通孔Ｈ２は、フランジ９０ａの周方向に適当な間隔で例えば４個設けられている。円錐空間部Ｓ１、貫通孔Ｈ１は、排気気体を後述するノズルＮ１に円滑に供給する。
　供給部としての通気プレート９１は、通気プレート押え９０の上面と、センサホルダ８２との間に挟持されている。通気プレート押え９０と通気プレート９１との間にはＯリングが挟み込まれている。通気プレート９１は、円盤部９１ａと、その円盤部９１ａの周囲に設けたリブ９１ｂとを有している。
　円盤部９１ａは、その中心に供給口としてのノズルＮ１が形成され、周囲には複数の貫通孔Ｈ３が形成されている。ノズルＮ１は、円盤部９１ａの上面に開口しており、排気気体をセンサ面７６ａ側に通し、排気気体をセンサ面７６ａに向けて流す。リブ９１ｂは、ガスセンサ６１側に突出するように設けられている。このリブ９１ｂが装着孔８６の下端面に当接する。これにより、通気プレート９１は、対向面としての円盤部９１ａの上面がガスセンサ６１のセンサ面７６ａに所定の間隔をあけて対向させて保持されている。これにより、センサ面７６ａと円盤部９１ａの上面との間に間隙Ｓ２を形成するとともに、ノズルＮ１をセンサ面７６ａに近づけた状態にしている。
　ノズルＮ１は、ガスセンサ６１のセンサ面７６ａの中心に対向した位置に設けられており、排気気体を、センサ面７６ａに向けて垂直に流す。このように、ノズルＮ１をセンサ面７６ａに近い位置に保持し、ノズルＮ１からの排気気体をセンサ面７６ａに向けて流すことによって、排気気体をガスセンサ６１のケース７６内に効果的に導入して検出精度を高めている。また、この例では、後述するように排気気体をケース７６内を通過させることによって、排気気体をケース７６内により効果的に導入して検出精度をさらに高めている。
　なお、ノズルＮ１とセンサ面７６ａとの間隔は、１ｍｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは０．５ｍｍ以下である。また、ノズルＮ１とセンサ面７６ａとの間隔が０ｍｍ、すなわち円盤部９１ａの上面とセンサ面７６ａとが密着していてもよい。また、センサ面７６ａに設けた開口７９ａに排気気体が当たるようにノズルＮ１の位置を決めるのがよい。この例では、センサ面７６ａの中央に開口７９ａが設けられ、この開口７９ａに対向する位置にノズルＮ１を設けてある。
　ノズルＮ１は、その内径が通気プレート押え９０側からガスセンサ６１側に向かって漸減するいわゆるノズル形状の供給口になっている。この例では、ノズルＮ１の先端（ガスセンサ６１側）の直径は０．２ｍｍとなっている。これにより、センサ面７６ａに向けて流す排気気体の流量を絞っている。なお、供給口の形状は、上記のものに限定されるものではなく、ガスセンサ６１側に向かって直径が漸増するノズル形状や、直径が一定にした孔状であってもよい。
　上述のようにセンサユニット１６は、第１排出口７４を使用する第１モードと、第２排出口７５を使用する第２モードとがある。第１モードでは、図６に模式的に示すように、第２排出口７５と、各流路Ｒ８とを螺子などで塞いだ状態にする。この第１モードでは、流入口７３から流入する排気気体は、矢印でその流れを示すように、流路Ｒ２、流路Ｒ１、各貫通孔Ｈ２、円錐空間部Ｓ１、貫通孔Ｈ１を介してノズルＮ１に供給される。このように流路の途中に設けたノズルＮ１に供給された排気気体は、そのノズルＮ１から間隙Ｓ２を介してガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて、そのセンサ面７６ａに垂直に流れる。センサ面７６ａに向けて流れた排気気体は、ガスセンサ６１の内部を通って中空部８７に抜ける。中空部８７に抜けた排気気体は、各流路Ｒ７から流路Ｒ４に流れ、この流路Ｒ４から第１排出口７４に流れて排出される。
　第１モードでは、ガスセンサ６１の内部を通った排気気体が、第１排出口７４に至るまでの経路、すなわち、中空部８７、流路Ｒ７、Ｒ４が第１の排出流路である。この第１の排出流路では、中空部８７を直接に第１排出口７４に接続せず、上記のように設けた複数の流路Ｒ７と環状の流路Ｒ４を介して接続することによって、ガスセンサ６１内での排気気体の流れを安定させ、検出精度のばらつきを抑えている。
　第２モードでは、図７に模式的に示すように、第１排出口７４を螺子等で塞いだ状態にする。この第２モードにおいても、流入口７３から流入する排気気体は、ノズルＮ1に供給され、ガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて、そのセンサ面７６ａに垂直に流される。このセンサ面７６ａに至るまでの排気気体が流れる経路は第１モードの場合と同じである。第２モードにおいては、センサ面７６ａに向けて流された排気気体は、その一部がガスセンサ６１の内部を通って中空部８７に抜け、中空部８７から各流路Ｒ８を通って各流路Ｒ６に流れる。また、残りの排気気体は、間隙Ｓ２内をセンサ面７６ａに沿って流れ、貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、各流路Ｒ６に流れる。流路Ｒ６に流れ込んだ排気気体は、流路Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。
　第２モードでは、ガスセンサ６１の内部を通った排気気体が、第２排出口７５に至るまでの経路、すなわち、中空部８７、流路Ｒ８、Ｒ６、Ｒ３が第１の排出流路である。また、間隙Ｓ２から第２排出口７５に至るまでの経路、すなわち貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３が第２の排出流路である。この例では、間隙Ｓ２が、ガスセンサ６１の内部を通らない一部の排気気体を逃がす逃がし流路である。この第２モードにおける第１の排出流路では、やはり中空部８７を直接に第２排出口７５に接続せず、上記のように設けた複数の流路Ｒ８、Ｒ６と環状の流路Ｒ３を介して接続することによって、ガスセンサ６１内での排気気体の流れを安定させ、検出精度のばらつきを抑えている。
　上記の第１、第２モードは、いずれもノズルＮ１からの排気気体をガスセンサ６１の内部を通過させており、ガスセンサ６１の内部への排気気体の導入を、より効果的に行って検出精度を高くしている。すなわち、排気気体をガスセンサ６１の内部を通過させることにより、ガスセンサ６１の内部で排気気体を滞留させず、検査排気配管５１を流れる排気気体における溶剤ガスのガス濃度に応じて出力電圧Ｖｂが変化するようにし、溶剤ガスの漏れが少なく溶剤ガスのガス濃度が低い場合でも、それを検出可能にしている。
　第１モードは、ノズルＮ１からの排気気体の全てをガスセンサ６１の内部を通過させるモードであり、全ての排気気体をガスセンサ６１の内部に供給することで、ガスセンサ６１の内部への溶剤ガスの供給量を多くして、ガスセンサ６１の反応量を多くしたモードである。例えば、この第１モードは、リチウムイオン電池１１の電解液として、ガスセンサ６１に対する反応性が低い溶剤が主成分として使用されている場合に適している。
　一方、第２モードは、ノズルＮ１からの排気気体の一部をガスセンサ６１の内部に流すモードであり、リチウムイオン電池１１の電解液としてガスセンサ６１に対する反応性が比較的に高い溶剤が主成分となっている場合や、ガスセンサ６１の内部を通過する排気気体による感ガス素子６１ａの温度低下を軽減する必要がある場合に適している。
　なお、上記センサユニット１６の構成は一例であり、その構成に限定されるものではない。例えば、この実施形態では、供給部を１個の通気プレート９１として設けているが、ホルダ部７１の他の部材に一体に設けてもよい。また、センサユニット１６は、第１モードと第２モードとを選択できる構成であるが、いずれか一方のモードだけに対応した構成としてもよい。
　上記のようにセンサユニット１６は、真空チャンバ１４の検査排気管５１に途中に接続してあり真空チャンバ１４の外に配されているので、第１、第２モードの切り替えを容易に行うことができる。
　次に上記構成の作用について説明する。リチウムイオン電池１１の気密性の検査の実施に先立って、センサユニット１６を第１モード、第２モードのいずれかのモードに設定し、設定したモードに応じた排出口に検査排気配管５１を接続する。
　例えば、第１モードにする場合には、図６に示すように、第２排出口７５を塞ぐとともに、各流路Ｒ８を塞ぐ。また、下流側（流量調節弁５２ｂ側）の検査排気配管５１を第１排出口７４に接続する。
　次に検査対象となるリチウムイオン電池１１を真空チャンバ１４内に設置する。まず、内部が大気圧にされた状態の真空チャンバ１４の扉２１を開き、真空チャンバ１４内にリチウムイオン電池１１を収容する。この後に、真空チャンバ１４の扉２１を閉じてから、操作パネル６２を操作して検査の開始を指示する。
　検査の開始が指示されると、制御部１９は、大気開放バルブ２６、ポンプ用バルブ４２、圧力調整バルブ４４、初期排気バルブ４９、検査排気バルブ５４がいずれも閉じていることを確認してから、ガスセンサ４８、６１を作動状態にする。次に、制御部１９は、図８に示すように、真空ポンプ１８を作動（ＯＮ）する。続けて、制御部１９によって、ポンプ用バルブ４２と初期排気バルブ４９とが開放される。これにより、真空チャンバ１４内の気体は、排気気体として初期排気口３１、初期排気配管４７を通して吸い出され、初期排気が行われ、チャンバ内圧力Ｐｃが徐々に下がる。
　この初期排気が行われているＴ０期間では、初期排気用ガスセンサ４８の出力電圧Ｖａが制御部１９によって参照されている。制御部１９は、初期排気の開始時において、その初期排気の開始時の出力電圧Ｖａを基準電圧として取得している。その後、初期排気用ガスセンサ４８から出力電圧Ｖａを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖａの上昇幅を求め、求めた上昇幅と許容上昇電圧幅ΔＶ０とを比較する。出力電圧Ｖａの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ０以上となった場合には、制御部１９は、リチウムイオン電池１１の気密性が不完全であるとして、その旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発するとともに、検査を中断して終了する。一方、出力電圧Ｖａの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ０よりも小さい場合には、制御部１９は、初期排気を継続させる。リチウムイオン電池１１を収容した真空チャンバ１４だけを初期排気すればよいので、従来の二層式の検査装置とくらべて初期排気に要する時間を短くて済み、結果として検査時間の短時間化に有利である。
　また、初期排気中では、制御部１９は、圧力計２７によって測定されているチャンバ内圧力Ｐｃを監視している。そして、そのチャンバ内圧力Ｐｃが検査圧力Ｐｅに達すると、制御部１９は、初期排気バルブ４９を閉じて初期排気を終了するとともに、検査排気バルブ５４を開放して検査排気を開始する。また、チャンバ内圧力Ｐｃと、圧力計４３で測定されている配管内圧力Ｐｔとの差が一定になるように圧力調整バルブ４４の開閉制御を開始する。なお、初期排気の開始から所定の設定時間が経過してもチャンバ内圧力Ｐｃが検査圧力Ｐｅに達しない場合には、制御部１９は、真空チャンバ１４の気密性に問題があるとして、その旨を表示パネル６２ｂに表示して警報を発する。
　検査排気バルブ５４の開放により、真空チャンバ１４内の気体は、排気気体として検査排気口３２から検査排気配管５１に吸い出され、検査排気バルブ５４、流量調節弁５２ａ、センサユニット１６、流量調節弁５２ｂを介して共通配管４１に向かって流れる。
　上記のように、検査排気では、センサユニット１６に排気気体が流れるが、その排気気体は、流入口７３からセンサユニット１６の内部に流入する。流入した排気気体は、流路Ｒ２、流路Ｒ１、各貫通孔Ｈ２を介して円錐空間部Ｓ１に流れ込む。円錐空間部Ｓ１に流れ込んだ排気気体は、さらに円錐空間部Ｓ１の上部の貫通孔Ｈ１からノズルＮ１に供給され、このノズルＮ１で流量が絞られて放出される。放出された排気気体は、間隙Ｓ２を介してガスセンサ６１のセンサ面７６ａに向けて流される。このときに、ノズルＮ１からの排気気体は、センサ面７６ａに垂直に流れ、センサ面７６ａに設けられた金属メッシュ７８を透過してケース７内に流入する。そして、底面７６ｂ側の金属メッシュ７８を透過して中空部８７に抜ける。排気気体は、中空部８７から流路Ｒ７、Ｒ４を介して第１排出口７４から排出される。
　上記のようにしてガスセンサ６１の内部を通過する排気気体中に含まれる濃度に応じて、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが変化する。このガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが、この検査排気中では、制御部１９によって参照される。
　ところで、検査排気に先立って行われる初期排気では、多量の排気気体が流れるが、この多量の排気気体がセンサユニット１６に流れた場合には、ガスセンサ６１内部のヒータ６１ｂで加熱されている感ガス素子６１ａの温度が不安定になり出力電圧Ｖｂが不安定になる。このため初期排気完了直後にセンサユニット１６による溶剤ガスの検出を行うことはできず、検査時間を長引かせる原因となる。しかしながら、この例では、上記のように、センサユニット１６を設けた検査排気配管５１とは別に設けた初期排気配管４７で初期排気を行っているため、初期排気完了直後にセンサユニット１６による溶剤ガスの検出を開始することができる。
　制御部１９は、検査排気の最初のＴ１期間では、検査排気の開始時の出力電圧Ｖｂを基準電圧として、ガスセンサ６１から出力電圧Ｖｂを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅を求め、この上昇幅とＴ１期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ１とを比較する。例えば、この比較において、出力電圧Ｖｂの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ１よりも小さい場合には、制御部１９は、検査を継続する。
　検査が継続されＴ１期間が終了してＴ２期間になると、制御部１９は、Ｔ１期間中に得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、Ｔ１期間と同様に、ガスセンサ６１から出力電圧Ｖｂを得るごとに、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅を求め、この上昇幅とＴ２期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ２とを比較する。この比較で、出力電圧Ｖｂの上昇幅が許容上昇電圧幅ΔＶ２よりも小さい場合には、検査が継続される。Ｔ２期間が終了してＴ３期間になると、Ｔ１期間とＴ２期間とを通して得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、同様に出力電圧Ｖｂの上昇幅とＴ３期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ３とを比較する。さらに、Ｔ３期間の次のＴ４期間では、Ｔ１期間からＴ３期間を通して得られた最も低い出力電圧Ｖｂを新たな基準電圧として、出力電圧Ｖｂの上昇幅とＴ４期間用の許容上昇電圧幅ΔＶ４とを比較する。
　Ｔ１期間～Ｔ４期間のいずれにおいても、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇幅が、期間ごとの許容上昇電圧幅よりも小さければ、リチウムイオン電池１１の気密性に問題がないとものとして、その旨を報知して検査を終了する。検査を終了する際には、制御部１９は、ポンプ用バルブ４２を閉じ、また圧力調整バルブ４４を開放するとともに真空ポンプ１８を停止（ＯＦＦ）する。また、初期排気バルブ４９、大気開放バルブ２６を開放する。大気開放バルブ２６の開放により、フィルタ２８、大気開放バルブ２６を介してクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に流れ込み、チャンバ内圧力Ｐｃが大気圧まで上昇する。制御部１９は、圧力計２７によって測定されているチャンバ内圧力Ｐｃが大気圧になった段階で、大気開放バルブ２６、初期排気バルブ４９、検査排気バルブ５４を閉じる。
　上記のように大気開放バルブ２６の開放によって真空チャンバ１４内にクリーンブース１７内の雰囲気が流れ込むと、それにともなって初期排気配管４７、検査排気配管５１に急激な気体の流れが生じるため、ガスセンサ４８、６１に温度変化が生じて出力電圧Ｖａ、Ｖｂが変動する。このため、制御部１９は、大気開放バルブ２６を閉じた後、ガスセンサ４８、６１の出力電圧Ｖａ、Ｖｂが安定するのを待って、次の検査の待機状態になる。
フィルタファンユニット１７ａで浄化されたクリーンブース１７内の雰囲気が真空チャンバ１４内に導入されるため、クリーンブース１７の外の雰囲気に含まれる溶剤ガスの影響を受けることなく次の検査を開始できる。
　一方、検査排気中のＴ１期間～Ｔ４期間のいずれか期間中に、基準電圧に対する出力電圧Ｖｂの上昇分が、期間ごとの許容上昇電圧以上となった場合には、制御部１９は、検査中のリチウムイオン電池１１の気密性に問題があると判定する。そして、検査中のリチウムイオン電池１１に気密性が不完全である旨を表示パネル６２ｂに表示して、その時点で検査を終了する。
　上述のようにセンサユニット１６では、排気気体中に含まれる溶剤ガスが微量であっても、ガスセンサ６１の内部に排気気体を通過させているため、より効果的に溶剤ガスを含む排気気体が感ガス素子６１ａに供給されるので、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが大きく上昇する。したがって、リチウムイオン電池１１の気密性が極小さなピンホールに起因し、漏れ出る溶剤ガスが微量であってもリチウムイオン電池１１に気密性が不完全であることが検出される。すなわち、高い検出精度が得られる。
　一方、例えばリチウムイオン電池１１の電解液としてガスセンサ６１に対する反応性が比較的に高い溶剤が主成分として使用されている場合には、センサユニット１６を第２モードに設定する。この場合には、第１排出口７４を塞ぐ。各流路Ｒ８が塞がれている場合にはそれを解除する。そして、下流側の検査排気配管５１を第２排出口７５に接続する。以降は、第１モードの場合と同じ手順で気密性の検査を行う。
　センサユニット１６を第２モードとした場合には、流入口７３からセンサユニット１６の内部に流入した排気気体は、第１モードの場合と同じ経路でノズルＮ１に供給され、このノズルＮ１からセンサ面７６ａに向けて垂直に流れる。そして、排気気体の一部がセンサ面７６ａに設けられた金属メッシュ７８を透過してケース７６内に流入し、底面７６ｂ側の金属メッシュ７８を透過して中空部８７に抜け、中空部８７から流路Ｒ８、Ｒ６、Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。残りの排気気体は、間隙Ｓ２内をセンサ面７６ａに沿って流れ、貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３を介して第２排出口７５から排出される。
　第２モードでは、ガスセンサ６１の内部を通過する排気気体の流量が小さいが、排気気体中に含まれる溶剤ガスの反応性が高いので、ガスセンサ６１の出力電圧Ｖｂが大きく上昇する。したがって、この場合においても、高い検出精度でリチウムイオン電池１１の気密性が不完全であることを検出できる。
　上記実施形態では、ケース７６内部を排気気体が通過可能なタイプのガスセンサ６１を用いているが、ケース７６内部を排気気体が通過しないタイプのガスセンサ６１を用いてもよい。このようなガスセンサ６１を用いた場合であっても、ノズルＮ１の開口をセンサ面７６ａに近い位置に保持し、ノズルＮ１からの排気気体をセンサ面７６ａに向けて流すことにより、排気気体をガスセンサ６１のケース７６内に効果的に導入することができ、検出精度を高めることができる。なお、上記ホルダ部７１を用いる場合には、間隙Ｓ２と第２排出口７５とは、第２の排出流路（貫通孔Ｈ３、流路Ｒ５、Ｒ６、Ｒ３）で繋がれる。さらに、ケース７６内を通った排気気体を排出口７４、７５に案内する排出流路は不要であるから、各流路Ｒ８と第１排出口７４を塞ぐ。
　なお、上記検査装置１０の検査の信頼性を評価したり、調整したりする場合には、実際に検査するリチウムイオン電池１１と同じ電解質を封入し、ピンホールを形成したテスト用容器を真空チャンバ１４に収容して行うことができる。この場合には、正しい評価及び調整のために、テスト用容器を実際に検査するリチウムイオン電池１１と同サイズとするのがよい。
　上記検査装置１０は、自動ライン設備への対応が可能である。この場合、例えば、クリーンブース１７や真空チャンバ１４の開閉を電磁弁やシリンダ等を用いた自動開閉機構にしたり、リチウムイオン電池１１の出し入れを自動化したりすることもできる。さらに、インタフェース回路を介して周辺設備との間で通信を行い、協調的に動作させることも可能である。
　上記実施形態では、１回に１個のリチウムイオン電池１１の検査を行っているが、真空チャンバ１４内に複数個のリチウムイオン電池１１を収容することで、１回に複数個のリチウムイオン電池１１の検査を行ってもよい。真空チャンバ１４内を複数の部屋に区切ることで、気密性が不完全なリチウムイオン電池１１の特定あるいは絞り込めるようにするのがよい。真空チャンバ１４内を複数の部屋に区切った場合には、部屋ごとに検査排気系３６を設け、検査排気系３６の検査排気配管５１ごとにセンサユニット１６を設ける。なお、初期排気配管４７については、部屋ごとに設けることもできるが、各部屋に共通にすることもできる。上記では、リチウムイオン電池を検査対象物とした例について説明したが、検査対象物は、これに限定されるものではない。
　１０　気密性検査装置
　１１　リチウムイオン電池
　１４　真空チャンバ
　１６　センサユニット
　１７　クリーンブース
　３４　共通配管系
　３５　初期排気系
　３６　検査排気系
　４７　初期排気配管
　５１　検査排気配管
　６１　ガスセンサ
　７６ａ　センサ面
　７１　ホルダ部
　７３　流入口
　７４　第１排出口
　７５　第２排出口
　Ｎ１　ノズル

Claims (9)

  1. 　気体状の検出対象物質を検出するセンサ部と、内部に前記センサ部を保持するホルダ部とを備えたセンサユニットにおいて、
    　前記センサ部は、
    　前記検出対象物質に反応する素子と、
    　前記素子が内部に配されるとともに、一面に第１の開口が設けられ、前記一面と反対側の他面に第２の開口が設けられたケースと
    　を備え、
    　前記ホルダ部は、
    　前記ホルダ部の内部に気体を導入する流入口と、
    　前記一面に近づけた位置に配され、前記ホルダ部の内部に導入された気体を前記一面側に通す供給口と、
    　前記ケースの内部を通った気体が前記第２の開口から流れ込む中空部と、
    　前記中空部の周方向に形成された環状またはＣ字状の第１の流路と、
    　前記中空部の周方向に所定の間隔で設けられ、前記中空部と前記第１の流路とを接続する複数本の第２の流路と、
    　前記第２の流路と異なる位置で前記第１の流路に接続され、前記ホルダ部の内部の気体を排出する排出口と
    　を備えることを特徴とするセンサユニット。
  2. 　前記供給口は、ノズル形状であることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
  3. 　前記流入口に繋がった環状の第３の流路と、
    　周方向に所定の間隔をあけた複数箇所で前記第３の流路と繋げられ、頂部が前記供給口に繋げられた円錐空間部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサユニット。
  4. 　前記供給口を通った気体の少なくとも一部を前記一面に沿って流す逃がし流路と、
    　前記逃がし流路と前記排出口とを繋ぐ排出流路と
    　を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサユニットと、検査対象物を収容する真空チャンバと、前記真空チャンバに接続された検査排気配管を有し前記検査排気配管を通して前記真空チャンバから検査排気する検査排気部とを備え、
    　前記センサユニットは、前記検査排気配管の途中に接続され、前記流入口を介して前記ホルダ部の内部に前記真空チャンバから排気される排気気体を導入することを特徴とする気密性検査装置。
  6. 　前記真空チャンバに接続された初期排気配管を有し、前記初期排気配管を通して前記真空チャンバから初期排気する初期排気部と、
    　前記初期排気部によって前記真空チャンバ内の圧力を予め設定された検査圧力にまで下げた後に、前記検査排気部で検査排気させる制御部と
    　を備えることを特徴とする請求項５記載の気密性検査装置。
  7. 　前記検査排気配管の途中に接続され、前記センサユニットよりも上流側に設けられた検査排気バルブと、
    　前記初期排気配管の途中に接続された初期排気バルブと、
    　前記真空チャンバに接続された大気開放バルブと
    　を備え、
    　前記制御部は、前記初期排気時には、前記初期排気バルブを開放するとともに前記検査排気バルブと前記大気開放バルブとを閉じ、前記検査排気時には、前記検査排気バルブを開放するとともに前記初期排気バルブと前記大気開放バルブとを閉じることを特徴とする請求項６記載の気密性検査装置。
  8. 　前記初期排気配管の途中に接続され、前記初期排気バルブよりも下流側に設けられた初期排気用ガスセンサを備え、
    　前記制御部は、前記検査排気時にのみ前記検査排気バルブを開放するとともに、前記初期排気時に前記初期排気用ガスセンサからの出力電圧を用いて検査対象物の気密性を判定し、気密性が不完全であると判定した時点で検査を終了することを特徴とする請求項７記載の気密性検査装置。
  9. 　前記検査排気配管の途中にそれぞれ接続され、前記センサユニットよりも上流側に設けられた第１の流量調節弁及び下流側に設けられた第２の流量調節弁を備えることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の気密性検査装置。
PCT/JP2016/068300 2015-08-03 2016-06-20 センサユニット及び気密性検査装置 WO2017022349A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187003611A KR102034398B1 (ko) 2015-08-03 2016-06-20 센서 유닛 및 기밀성 검사 장치
US15/747,690 US10514315B2 (en) 2015-08-03 2016-06-20 Sensor unit and airtightness inspection device
EP16832628.8A EP3306292B1 (en) 2015-08-03 2016-06-20 Sensor unit and airtightness inspection device
CN201680044626.XA CN107850507B (zh) 2015-08-03 2016-06-20 传感器单元及气密性检查装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015153369A JP5942065B1 (ja) 2015-08-03 2015-08-03 センサユニット及び気密性検査装置
JP2015-153369 2015-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017022349A1 true WO2017022349A1 (ja) 2017-02-09

Family

ID=56244616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/068300 WO2017022349A1 (ja) 2015-08-03 2016-06-20 センサユニット及び気密性検査装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10514315B2 (ja)
EP (1) EP3306292B1 (ja)
JP (1) JP5942065B1 (ja)
KR (1) KR102034398B1 (ja)
CN (1) CN107850507B (ja)
TW (1) TWI673484B (ja)
WO (1) WO2017022349A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10550074B2 (en) 2016-04-25 2020-02-04 Duke University Benzoylglycine derivatives and methods of making and using same

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102179683B1 (ko) * 2016-10-25 2020-11-17 주식회사 엘지화학 전지팩의 결함을 쉽게 판별할 수 있는 방법
US11274987B2 (en) * 2017-06-21 2022-03-15 Daniel W. Brevard Apparatus and methods for testing the integrity of containment sumps
EP3724106A4 (en) 2017-12-13 2021-08-18 Laitram, LLC HYGIENIC HOLLOW FRAME ARRANGEMENT
CN111380937A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 财团法人工业技术研究院 气体感测装置及气体感测系统
JP7181098B2 (ja) * 2019-01-15 2022-11-30 株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム 気密性検査装置
JP7317588B2 (ja) * 2019-06-21 2023-07-31 株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム 気密性検査方法
CN110646863B (zh) * 2019-09-03 2022-04-29 合肥江航飞机装备股份有限公司 一种管道排气检测方法
CN111238742A (zh) * 2020-01-16 2020-06-05 东莞光亚智能科技有限公司 一种测漏测堵插吸咀工装
EP4113096A4 (en) * 2020-05-12 2024-04-03 PSS Inc. GAS DETECTION DEVICE WITH HOUSING WITH CONNECTION PASSAGE
KR20240028097A (ko) 2022-08-24 2024-03-05 웰코리아(주) 내장형 pd 센서 기밀성 검사장치
CN115628862B (zh) * 2022-12-22 2023-03-14 国机传感科技有限公司 一种压力传感器波纹膜片焊缝检漏装置及检漏方法
GB2622498A (en) * 2023-09-01 2024-03-20 Sinomach Sensing Tech Co Ltd Leak detection apparatus and method for weld of corrugated diaphragm of pressure sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS507095U (ja) * 1973-05-18 1975-01-24
JPS6111630Y2 (ja) * 1980-04-10 1986-04-12
JPS6367643B2 (ja) * 1981-04-15 1988-12-27 Cosmo Keiki Kk
JPH032254U (ja) * 1989-05-30 1991-01-10

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5050139A (ja) 1973-08-29 1975-05-06
JPS6256831A (ja) * 1985-09-05 1987-03-12 Shinkosumosu Denki Kk 容器の漏洩検知方法と装置
JPH0532764Y2 (ja) * 1987-06-17 1993-08-20
JPH0535615U (ja) * 1991-08-09 1993-05-14 昭和電工株式会社 密封容器の気密性検査装置
JP2000043547A (ja) * 1998-07-28 2000-02-15 Calsonic Corp 車両用ガス検出装置
JP4355042B2 (ja) * 1998-11-16 2009-10-28 株式会社京浜理化工業 製品検査装置と製品の検査方法
WO2004023130A1 (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. ガスセンサ
JP2005172655A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスセンサとそれを用いた燃料電池システムおよび自動車
CN100495012C (zh) * 2004-05-20 2009-06-03 株式会社日立制作所 氧传感器
EP1772719B1 (en) * 2005-09-20 2008-11-05 VARIAN S.p.A. Device and method for detecting the presence of test gas
JP5137549B2 (ja) * 2007-12-12 2013-02-06 アズビル株式会社 漏洩流体捕集構造および流体漏洩検出システム
CN201662529U (zh) * 2010-03-24 2010-12-01 郑州炜盛电子科技有限公司 高分辨率红外气体传感器
DE102010048982B4 (de) * 2010-09-03 2022-06-09 Inficon Gmbh Lecksuchgerät
CN201876343U (zh) * 2010-11-23 2011-06-22 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池漏液检测装置
CN103392119B (zh) * 2011-03-01 2014-12-17 株式会社旺爱 气密性检查装置
JP5963453B2 (ja) * 2011-03-15 2016-08-03 株式会社荏原製作所 検査装置
JP5500148B2 (ja) * 2011-09-27 2014-05-21 株式会社デンソー ガスセンサ素子とその製造方法並びにガスセンサ
US9581565B2 (en) * 2013-05-20 2017-02-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Gas sensor
FR3039273B1 (fr) * 2015-07-20 2017-08-11 Pfeiffer Vacuum Sas Procede de controle de l'etancheite de produits scelles et installation de detection de fuites

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS507095U (ja) * 1973-05-18 1975-01-24
JPS6111630Y2 (ja) * 1980-04-10 1986-04-12
JPS6367643B2 (ja) * 1981-04-15 1988-12-27 Cosmo Keiki Kk
JPH032254U (ja) * 1989-05-30 1991-01-10

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3306292A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10550074B2 (en) 2016-04-25 2020-02-04 Duke University Benzoylglycine derivatives and methods of making and using same
US12103904B2 (en) 2016-04-25 2024-10-01 Duke University Benzoylglycine derivatives and methods of making and using same

Also Published As

Publication number Publication date
US10514315B2 (en) 2019-12-24
CN107850507A (zh) 2018-03-27
CN107850507B (zh) 2019-04-12
TWI673484B (zh) 2019-10-01
JP5942065B1 (ja) 2016-06-29
EP3306292A1 (en) 2018-04-11
KR20180028472A (ko) 2018-03-16
JP2017032434A (ja) 2017-02-09
US20180217020A1 (en) 2018-08-02
EP3306292A4 (en) 2019-01-23
KR102034398B1 (ko) 2019-10-18
EP3306292B1 (en) 2020-04-08
TW201719134A (zh) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5942065B1 (ja) センサユニット及び気密性検査装置
US7062954B2 (en) Leak detector
KR101765774B1 (ko) 기밀성 검사 장치
JP4431144B2 (ja) 密封品における大規模漏れの検出方法および装置
CN104487841B (zh) 基于盒的呼气酒精校准装置
KR20150087015A (ko) 퓸 제거 장치
KR101498939B1 (ko) 센서 유닛, 및 센서 유닛을 이용한 항온 장치
JP2008531399A (ja) 感応材料を保存するための装置及び方法
KR102000712B1 (ko) 가스 센서 평가 장치 및 방법
CN107178962B (zh) 气味检测装置、食物存放容器及气味检测的方法
CN104884923A (zh) 泄漏检测器
KR101611514B1 (ko) 퓸 제거 장치
CN210426918U (zh) 一种外接式气密性测试装置
JP2005055263A (ja) リークガス検出装置
JP4377070B2 (ja) 総合テストガス漏洩検出するための装置並びに該装置のための運転方法
JP2009158786A (ja) 基板処理装置
CN114008432A (zh) 阀的耐压检查装置
KR102563930B1 (ko) 시험 가스 자동 제거 기능을 갖는 가스 측정 장치
JPH1151798A (ja) 非水系二次電池用ガス漏れ検出装置及び非水系二次電池用ガス漏れ検出方法
JP2009217695A (ja) ガス検知装置
KR101608829B1 (ko) 퓸 제거 장치
KR20230080261A (ko) 이차전지 셀 내부 가스 검사 장치 및 방법
KR20070029325A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR0137339B1 (ko) 가스감지기 시험장치
KR20230068243A (ko) 이차전지 제조 장치 및 그의 이차전지 리크 검사 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16832628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15747690

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187003611

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016832628

Country of ref document: EP