電池用電極シートの検査方法及び検査装置
【課題】電池用電極シートの欠陥位置を検知することが可能な電池用電極シートの検査方法及び検査装置を提供する。
【解決手段】
電池用電極シートの検査方法及び検査装置は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査をする検査方法及び検査装置であって、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した上記検査用電圧に伴って上記電極シートに流れる電流の検知をすることができる。このため電池用電極シートの欠陥位置を検知することが可能になる。
【解決手段】
電池用電極シートの検査方法及び検査装置は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査をする検査方法及び検査装置であって、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した上記検査用電圧に伴って上記電極シートに流れる電流の検知をすることができる。このため電池用電極シートの欠陥位置を検知することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、リチウム電池等の電池用電極シートの検査方法及び検査装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電池用電極シートの検査方法として、電極板上に形成された多孔性絶縁層に検査用電圧を印加しながら、この検査用電圧の印加に伴って流れる電流を測定し、予め設定した電流と比較して電極板の内部短絡につながる欠陥の判定をする検査方法が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、特許文献１には電池用電極シートの検査装置として、多孔性絶縁層を形成した電極板を電極板巻出し・取りロールにより走行させ、走行に同期して回転するローラーシャフトにもうけた検査電極により電極板を検査する検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の電池用電極シートの検査方法及び検査装置では、電極板の走行方向、言い換えると検査方向に対する垂直方向の欠陥位置を検知することができないという問題点がある。例えば、電極板が量産化される場合、電極板の欠陥位置を検知することができないことは電極板の歩留まりの悪化をまねくため、この問題点は深刻さを増す。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電極シートの欠陥位置を検知することが可能な電池用電極シートの検査方法及び検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電池用電極シートの検査方法は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査方法であって、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した上記検査用電圧に伴って上記電極シートに流れる電流の検知をする。
【０００８】
ここに、電極シートは、電極層及び絶縁層がこの順番で積層されたシートを意味する。電極層は、活物質層を含む層をいう。電極層は、活物質層そのものであってもよく、集電体と活物質層が積層されたものでもよい。絶縁層は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。
【０００９】
検査領域は、電極シートの検査をする領域を意味する。具体的には、電極シートにおいて、電極層及び絶縁層のうち少なくともいずれか１つが存在する領域を意味する。
【００１０】
検査用電圧は、電極シートの積層方向の２点間の電位の差を意味する。
【００１１】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法は、その検査時には、電極シートの検査領域を分割して検査をする。具体的には、電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する。そして、印加した検査用電圧に伴って電極シートに流れる電流の検知をする。
【００１２】
検査領域の分割は、例えば、１つの検査装置を分割して測定する検査領域に応じて相対的に移動させること、及び複数の検査装置を分割して測定する検査領域毎に配置すること等を挙げることができる。
【００１３】
検査用電圧の印加は、例えば、検査装置を電極シートに接触させて印加すること、及び電極シートに非接触で印加すること等を挙げることができる。接触の場合は、ロール等を用いることができる。非接触の場合は、不活性ガスを充満させたボックスの中で検査を行うことができる。不活性ガスを用いることで、非接触であっても電流を流すことができる。
【００１４】
電流の検知は、例えば、電流の量、言い換えると電流値を検知すること、及び電流が流れたか流れていないかを検知すること等を挙げることができる。
【００１５】
検査された電極シートは、電池として組み立てられる。ここで仮に、欠陥のある電極シートを電池として組み立てた場合、何らかの対策を施さなければ、電池の性能悪化や内部短絡等の問題を引き起こしかねない。また、電極シートの欠陥を検査するために、組み立て後の電池を検査することは効率が悪い。そして、単に電極シートの欠陥を検知するだけでは欠陥原因、例えば、設備の不具合等の特定が困難である。
【００１６】
しかるに、本発明に係る電池用電極シートの検査方法によれば、電極シートの欠陥位置を検知することが可能となる。より具体的には、電極シートの検査領域を分割することで、電極シートの欠陥の検査方向及び検査方向の垂直方向の位置を検知することができる。言い換えると、二次元で電極シートのの欠陥位置を検知することができる。そのため、例えば、設備の不具合等の電極シートの欠陥原因を特定すること、及び欠陥部分のみ除去すること等が容易になり、電極シートを歩留まり良く生産することができる。
【００１７】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の一態様では、上記電池用電極シートの検査方法は、上記検知をした電流の値から上記電極シートの欠陥位置の推定をする方法を更に含む。
【００１８】
この態様によれば、検知をした電流の値から電極シートの欠陥位置を推定することができる。欠陥位置の推定は、例えば、複数の検査装置を用いる場合は、各検査装置にそれぞれ流れる電流値と各検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させて欠陥位置を推定することができる。１つの検査装置を用いる場合は、検査装置に流れる電流値と検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させて欠陥位置を推定することができる。
【００１９】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の他の態様では、上記検査の方向は、上記電極シートの移送方向及び上記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方である。
【００２０】
この態様によれば、検査の方向が電極シートの移送方向であることで効率よく電極シートの検査をすることができる。一方で検査の方向が電極シートの長手方向である場合も効率よく電極シートの検査をすることができる。そして、検査の方向が電極シートの移送方向かつ電極シートの長手方向である場合は、より効率よく電極シートの検査をすることができる。
【００２１】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の他の態様では、上記絶縁層は、固体電解質層である。
【００２２】
この態様によれば、固体電解質層を備えた電極シートの欠陥位置を検知することができる。
【００２３】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電池用電極シートの検査装置は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査装置であって、上記電極シートの前記絶縁層に配置され、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する、導電性の測定端子を有する第１の測定手段と、前記第１の測定手段に対して上記電極シートを挟んで上記電極層に配置される導電性の測定端子を有するの第２の測定手段と、上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする検知手段と、を備える。
【００２４】
ここに、電極シートは、電極層及び絶縁層がこの順番で積層されたシートを意味する。電極層は、活物質層を含む層をいう。電極層は、活物質層そのものであってもよく、集電体と活物質層が積層されたものでもよい。絶縁層は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。
【００２５】
検査領域は、電極シートの検査をする領域を意味する。具体的には、電極シートにおいて、電極層及び絶縁層のうち少なくともいずれか１つが存在する領域を意味する。
【００２６】
検査用電圧は、電極シートの積層方向の２点間の電位の差を意味する。
【００２７】
第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に配置され、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、導電性の測定端子を有するものを意味する。
【００２８】
第２の測定手段は、上記第１の測定手段に対して上記電極シートを挟んで上記電極シートの積層方向に配置される導電性の測定端子を有するものを意味する。
【００２９】
第１の測定手段及び第２の測定手段の導電性の測定端子は、電極シートに検査用電圧を印加し、印加した電圧よって電流が流れる部分を意味する。導電性の測定端子の材料としては、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、銅、及びカーボン等を挙げることができる。
【００３０】
検知手段は、広義には上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をするものを意味する。例えば、電流計、熱電対、及びヒューズ等を挙げることができる。検知手段は、狭義には上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする電流計を意味する。
【００３１】
第１の測定手段は、１つであってもよく、複数であってもよい。第１の測定手段が１つである場合の検査方法は、例えば、分割して検査する検査領域に応じて第１の測定手段を移動させる方法、分割して検査する検査領域に応じて電極シートを移動させる方法、及び分割して検査する検査領域に応じて第１の測定手段と電極シートを移動させる方法等を挙げることができる。第１の測定手段が複数である場合の検査方法は、例えば、分割して測定する検査領域毎に第１の測定手段を配置する方法等を挙げることができる。
【００３２】
第２の測定手段は、１つであってもよく、複数であってもよい。第２の測定手段が単数である場合の検査方法は、例えば、分割して検査する検査領域に応じて移動する第１の測定手段と伴に第２の測定手段を移動させる方法、及び第２の測定手段を検査領域全面に配置し、検査領域毎に配置した複数の第１の測定手段と対向させる方法等を挙げることができる。第２の測定手段が複数である場合の検査方法は、例えば、分割して測定する検査領域毎に第２の測定手段を配置する方法等を挙げることができる。
【００３３】
第１の測定手段及び第２の測定手段は、電極シートに接触をしても、非接触であってもよい。中でも電極シートに接触をすることが好ましい。電極シートに接触をすることで、電極シートに圧力が加わった状態の検査をすることができる。接触の場合は、例えば、ロール、及び平板等の使用を挙げることができる。非接触の場合は、例えば、不活性ガスを充満させたボックスの中での検査を挙げることができる。不活性ガスを用いることで、非接触であっても電流を流すことができる。
【００３４】
以上のように構成された本発明に係る電池用電極シートの検査装置は、その検査時には、電極シートの検査領域を分割して検査をする。具体的には、電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する。そして、印加した検査用電圧に伴って電極シートに流れる電流の検知をする。
【００３５】
検査された電極シートは、電池として組み立てられる。ここで仮に、欠陥のある電極シートを電池として組み立てた場合、何らかの対策を施さなければ、電池の性能悪化や内部短絡等の問題を引き起こしかねない。また、電極シートの欠陥を検査するために、組み立て後の電池を検査することは効率が悪い。そして、単に電極シートの欠陥を検知するだけでは欠陥原因、例えば、設備の不具合等の特定が困難である。
【００３６】
しかるに、本発明に係る電池用電極シートの検査装置によれば、電極シートの欠陥位置を検知することが可能となる。より具体的には、電極シートの検査領域を分割することで、電極シートの欠陥の検査方向及び検査方向の垂直方向の位置を検知することができる。言い換えると、二次元で電極シートのの欠陥位置を検知することができる。そのため、例えば、設備の不具合等の電極シートの欠陥原因を特定すること、及び欠陥部分のみ除去すること等が容易になり、電極シートを歩留まり良く生産することができる。
【００３７】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の一態様では、上記電池用電極シートの検査装置は、上記検知手段が検知をした電流値から上記電極シートの欠陥位置の推定をする推定手段を更に備える。
【００３８】
推定手段は、検知された電流値に基づいて欠陥位置を推定するものを意味する。推定手段は、例えば、プロセッサやメモリ等を含んで構成される装置である。
【００３９】
この態様によれば、推定手段は、検知をした電流の値から電極シートの欠陥位置を推定することができる。推定手段による欠陥位置の推定方法は、例えば、複数の検査装置を用いる場合は、各検査装置にそれぞれ流れる電流値と各検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させることを挙げることができる。１つの検査装置を用いる場合は、検査装置に流れる電流値と検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させることを挙げることができる。
【００４０】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの前記絶縁層に接触し、上記第２の測定手段は、上記電極シートの電極層に接触することを特徴とする。
【００４１】
この態様によれば、第１の測定手段及び第２の測定手段が電極シートに接触することで、電極シートの欠陥位置を検知することが容易になる。例えば、電極シートに欠損がある場合、接触により欠損部分に活物質が侵入し第１の測定手段及び第２の測定手段に閉回路を構成しやすくなる。また、電極シートに異物がある場合、接触により異物が押され第１の測定手段及び第２の測定手段に閉回路を構成しやすくなる。
【００４２】
なお、第１の測定手段及び第２の測定手段は電極シートを加圧するように接触していてもよい。
【００４３】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記導電性の測定端子が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、上記第１の測定手段をそれぞれ複数配置したことを特徴とする。
【００４４】
この態様によれば、複数の第１の測定手段を配置することにより、典型的には、第１の測定手段を検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。また、電極シートを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。従って、測定領域を分割して検査することが容易になる。
【００４５】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、上記第２の測定手段は、上記電極シートの上記電極層に接触する導電性の平板を有することを特徴とする。
【００４６】
ここにロールとは、検査の方向に回転するものを意味する。平板とは、電極シートに接触する面が平面であるものを意味する。
【００４７】
この態様によれば、第１の測定手段はロールであることから電極シートの絶縁層を効率よく検査することができる。例えば、電極シートの絶縁層に検査に必要のないずり応力を与えずに検査をすることができる。第２の測定手段は平板であることから安定して電極シートを支えることができる。
【００４８】
なお、第１の測定手段及び第２の測定手段は電極シートを加圧するように接触していてもよい。
【００４９】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、上記第２の測定手段は、上記電極シートの上記電極層に接触する導電性の外周面を有する第２のロールであることを特徴とする。
【００５０】
この態様によれば、電極シートは積層方向に第１のロール及び第２のロールにより挟まれて検査される。従って、電極シートを効率よく検査することができる。例えば、電極シートの絶縁層及び電極層に検査に必要のないずり応力を与えずに検査をすることができる。
【００５１】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記導電性の外周面が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、上記第１のロールをそれぞれ複数配置したことを特徴とする。
【００５２】
この態様によれば、複数の第１のロールを配置することにより、典型的には、第１のロールを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。また、電極シートを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。従って、測定領域を分割して検査することが容易になる。
【００５３】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記検査の方向は、上記電極シートの移送方向及び上記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする。
【００５４】
この態様によれば、検査の方向が電極シートの移送方向であることで効率よく電極シートの検査をすることができる。一方で検査の方向が電極シートの長手方向である場合も効率よく電極シートの検査をすることができる。そして、検査の方向が電極シートの移送方向かつ電極シートの長手方向である場合は、より効率よく電極シートの検査をすることができる。
【００５５】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする。
【００５６】
この態様によれば、固体電解質層を備えた電極シートの欠陥位置を検知することができる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明においては、電池用電極シートの欠陥位置を検知することが可能な検査方法及び検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態を概念的に表す斜視図である。
【図２】第１実施形態を概念的に表す側面図である。
【図３】第１実施形態の測定用平板を概念的に表す斜視図である。
【図４】第１実施形態のワニ口クリップを概念的に表す斜視図である。
【図５】第１実施形態の検査方法を概念的に表すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の第１変形例を表す平面図である。
【図７】第１実施形態の第２変形例を表す斜視図である。
【図８】第１実施形態の第３変形例を表す側面図である。
【図９】第２実施形態を概念的に表す側面図である。
【図１０】第３実施形態を概念的に表す側面図である。
【図１１】第４実施形態を概念的に表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の電池用電極シートの検査方法及び検査装置について、詳細に説明する。
【００６０】
以下、本発明の第１実施形態について、詳細に説明する。
【００６１】
図１〜８を参照して、第１実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１は、検査装置１０００の外観を示す斜視図であり、図２は、これを横から見た側面図の一部である。図３は、検査装置１０００の測定用平板５の外観を表す斜視図である。図４は、検査装置１０００のワニ口クリップ１００の外観を表す斜視図である。図５は、第１実施形態の検査方法を概念的に表すフローチャートである。図６は、第１実施形態を表す図１を上から見たときと同趣旨の第１変形例の平面図である。図７は、１実施形態の第２変形例を表す斜視図である。図８は、１実施形態の第３変形例を表す図２と同趣旨の側面図である。
【００６２】
図１及び図２において、検査装置１０００は、測定用ロール８５、電源９０、測定用平板５、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１及び図２において、検査装置１０００が検査をする電極シート４５、及び電極シート４５を巻き取る巻取りロール１２０が図示されている。
【００６３】
図１及び図２が示すように、電極シート４５は、絶縁層４０、活物質層３０、及び集電体２０を備え、この順番で積層されている。
【００６４】
絶縁層４０は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。セパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるのポリオレフィン系微多孔膜等を挙げることができる。
【００６５】
固体電解質層に用いられる材料は、例えば、硫化物系固体電解質、及び酸化物系固体電解質等を挙げることができる。硫化物系固体電解質としては、硫黄成分を含有し、イオン伝導性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、７０Ｌｉ２Ｓ−３０Ｐ２Ｓ５、８０Ｌｉ２Ｓ−２０Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、及びＬｉＧｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４等を挙げることができる。酸化物系固体電解質としては、例えば、ＬｉＰＯＮ、Ｌｉ１＋ＸＡｌＸＴｉ２−Ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ＸＡｌＸＧｅ２−Ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、及びＬｉ５Ｌａ３Ｎｂ２Ｏ１２等を挙げることができる。無機固体電解質１０は１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
集電体２０の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、銅、及びカーボン等を挙げることができる。正極の集電体は、ＳＵＳ箔、及びアルミ箔であることが好ましく、アルミ箔であることがより好ましい。負極の集電体は、ＳＵＳ箔、及び銅箔であることが好ましく、銅箔であることがより好ましい。
【００６７】
活物質層３０は、正極活物質層、及び負極活物質層を挙げることができる。
【００６８】
正極活物質層に用いられる材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。正極活物質としては、例えば、硫化物系活物質、及び酸化物系活物質等を挙げることができる。硫化物系活物質は、例えば、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＣｕＳ、及びＮｉＳ２等を挙げることができる。酸化物系活物質は、例えば、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｐｂ２Ｏ５、ＣｕＯ、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｒＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８、Ｌｉ３ＮｉＭｎＣｏＯ６、ＬｉＭｇＭｎ３Ｏ８、ＬｉＮｉＧｅ３Ｏ８、ＬｉＮｉＶＯ２、ＬｉＣｏＶＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４、及びＬｉＣｏＰＯ４等を挙げることができる。正極活物質は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００６９】
正極活物質層は必要に応じて、導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等を有する。
【００７０】
導電化材料は、例えば、カーボンファイバー、ケッチェンブラック、及びアセチレンブラック等を挙げることができる。導電化材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７１】
イオン伝導材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。イオン伝導材料としては、例えば、上述した硫化物系固体電解質、及び酸化物系固体電解質等を挙げることができる。イオン伝導材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７２】
結着材料は、、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム、及びエチレンプロピレンジエン等の合成ゴム、並びにポリフッ化ビニリデン等の高分子材料等を挙げることができる。結着材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７３】
負極活物質層に用いられる材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。負極活物質としては、例えば、炭素系材料、Ｌｉ金属、Ｌｉ合金、酸化物材料、窒化物材料等を挙げることができる。炭素系材料は、例えば、黒鉛、カーボンナノチューブ、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、及びソフトカーボン等を挙げることができる。Ｌｉ合金は、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＨｇ等とＬｉとの合金を挙げることができる。酸化物材料としては、例えば、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＷＯ２、及びＦｅ２Ｏ３等を挙げることができる。窒化物材料としては、例えば、Ｌｉ３−ＸＣｏＸＮ、Ｌｉ３−ＸＮｉＸＮ、Ｌｉ３−ＸＣｕＸＮ等を挙げることができる。負極活物質は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
負極活物質層は必要に応じて、導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等を有する。導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等としては、上述した正極活物質層に用いられる材料と同様のものを用いることができる。
【００７５】
巻取りロール１２０は、電極シート４５を巻き取るロールであり、ＤＲ１２５は巻取りロールの回転方向を表す。巻取りロール１２０は、電極シート４５を巻き取ることができるものであれば特に限定されるものではない。巻取りロール１２０は、１種類のロールを単独で用いる、又は２種類以上のロールを組み合わせて用いることができる。ＤＲ５５は巻取りロール１２０によって巻き取られる電極シート４５の移送方向を表す。図１において、ＤＲ５５は電極シート４５の長手方向でもある。なお、ＤＲ５５に垂直で電極シート４５に平行な方向が電極シート４５の短手方向である。
【００７６】
測定用ロール８５は、電極シート４５の絶縁層４０に接触する導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０を備え、ロールシャフト６０によって動力が伝えられ回転する。ＤＲ６５はロールシャフトの回転方向を表す。なお、測定用ロール８５は、ロールシャフト６０を固定して導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０が自由に回転するように構成されてもよい。この際ロールシャフト６０は導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０の軸となる。導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０は、連続した１つのロールであってもよいし、導電性ロール７０と絶縁性ロール８０とが別々に独立していてもよい。
【００７７】
導電性ロール７０とは、外周面に導電性の材料を有するものを意味する。導電性ロール７０の外周面の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【００７８】
絶縁性ロール８０とは、外周面に絶縁性の材料を有するものを意味する。絶縁性ロール８０の外周面の材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂、セラミックス、及びゴム等を挙げることができる。
【００７９】
図１において、測定用ロール８５は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、３本の測定用ロール８５は導電性ロール７０の回転方向が電極シート４５の移送方向ＤＲ５５に沿うように配置され、かつ導電性ロール７０は段違いに配置される。したがって、測定用ロール８５が検査する電極シート４５の検査領域は３つに分割される。
【００８０】
図３は測定用平板５の外観を表す斜視図である。測定用平板５は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性平板１０及び絶縁性平板１５を備える。測定用平板５の導電性平板１０は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に導電性ロール７０に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、導電性ロール７０と導電性平板１０に挟まれた状態である。また導電性平板１０及び絶縁性平板１５は移送方向に交互に配置される。
【００８１】
導電性平板１０とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。導電性平板１０の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【００８２】
絶縁性平板１５とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。絶縁性平板１５の材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂、セラミックス、及びゴム等を挙げることができる。
【００８３】
図４はワニ口クリップ１００の外観を表す斜視図である。ワニ口クリップ１００はロールシャフト６０を挟み、測定用ロール８５が回転してしていても検査用電圧を印加することができる。ワニ口クリップ１００の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。なお、ワニ口クリップ１００以外の態様であっても、測定用ロール８５が回転している状態で検査用電圧を電極シート４５に印加することができるものであれば特に限定されるものではない。
【００８４】
電源９０及び電流計１３０は、既存の各種電源及び電流計と同様のものを用いることができる。電源９０及び電流計１３０は図１及び図２において、測定用平板５の導電性平板１０、電流計１３０、電源９０、ワニ口クリップ１００、及び測定用ロール８５の導電性ロール７０の順番で接続されている。電流計１３０と電源９０の接続の順番は逆でもよい。
【００８５】
以上のように構成された第１実形態の検査方法について図５を参照して、工程ごとに説明する。
【００８６】
まず、第１電極シート巻取り工程では、巻取りロール１２０によって電極シート４５が巻き取られる（ステップＳ１０）。即ち、巻取りロール１２０はＤＲ１２５の方向に回転し、電極シート４５を巻き取る。
【００８７】
次に、検査用電圧印加工程では、電極シート４５に検査用電圧を印加する（ステップＳ２０）。具体的には、電源９０で発生させた検査用電圧を測定用ロール８５及び測定用平板５によって、電極シート４５に印加することにより行う。
【００８８】
続けて、電極シート加圧工程では、測定用ロール８５が電極シート４５を加圧する（ステップＳ３０）。ここで仮に、電極シートの絶縁層４０に欠損等がある場合には、加圧により図１、及び図２に示されるように絶縁層の欠損部５０に活物質層３０の一部が入り込む。そうすると、測定用ロール８５の導電性ロール７０、絶縁層の欠損部５０、活物質層３０、集電体２０、及び測定用平板５の導電性平板１０を通じて電流が流れるようになる。絶縁層４０の表面等に異物がある場合にも、加圧により測定用ロール８５の導電性ロール７０、異物、活物質層３０、集電体２０、及び測定用平板５の導電性平板１０を通じて電流が流れるようになる。なお、ステップＳ２０とＳ３０は同時に行ってもよく、ステップＳ２０とＳ３０の順番が逆でもよい。
【００８９】
そして、電流検知工程では、検査用電圧の印加に伴って流れる電流を検知する（ステップＳ４０）。電流の検知は、電流計１３０によって行う。
【００９０】
さらに、判定工程では、検知された電流値から電極シート４５の絶縁層４０に欠損や異物がないか判定する（ステップＳ５０）。判定は、例えば、電流計１３０によって行うことや電流計１３０に接続された判定装置（図示せず）によって行うこと等を挙げることができる。判定方法は、例えば、あらかじめ設定された電流値と比較する方法や電流が流れたか流れていないかによって判定する方法等を挙げることができる。
【００９１】
ここで、電極シート４５に欠陥があると判定された場合は、欠陥位置推定工程で、検知をした電流の値から電極シート４５の欠陥位置を推定する（ステップＳ６０）。推定は、例えば、電流計１３０によって行うことや電流計１３０又は判定装置（図示せず）に接続された推定装置（図示せず）によって行うこと等を挙げることができる。推定方法は、例えば、電流計１３０が検知した電流値と測定用ロール８５が検査した検査領域の位置とを対応させること、電流計１３０が検知した電流値と測定用ロール８５の回転数とを対応させること等を挙げることができる。
【００９２】
一方、電極シート４５に欠陥がないと判定された場合、及びステップＳ６０が終了したのちには、第２電極シート巻取り工程で、電極シートを巻取り終了する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０においてもステップＳ１０と同様に、巻取りロール１２０はＤＲ１２５の方向に回転し、電極シート４５を巻き取る。
【００９３】
以下、本発明の第１実施形態の第１変形例について、詳細に説明する。
【００９４】
図６は、第１実施形態を表す図１を上から見たときと同趣旨の第１変形例の平面図である。
【００９５】
第１変形例において、測定用ロール８６は導電性の外周面のみを有する。測定用ロール８６は、ロールシャフトによって動力が伝えられ回転する。なお、測定用ロール８６は、ロールシャフトを固定して自由に回転するように構成されてもよい。測定用ロール８６は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、図６において４本の測定用ロール８６は回転方向が電極シート４５の移送方向に沿うように配置され、かつ段違いに配置される。したがって、測定用ロール８６が検査する電極シート４５の検査領域は４つに分割される。
【００９６】
以下、本発明の第１実施形態の第２変形例について、詳細に説明する。
【００９７】
図７は、１実施形態の第２変形例を概念的に表す斜視図である。
【００９８】
第２変形例において、ワニ口クリップ１００は電流計１３０の換わりとなる熱電対１１０を有する。第２変形例においては、熱電対１１０の温度と電流値とを対応させて電流の検知を行う。即ち、熱電対１１０は図５のステップＳ４０において用いることができる。
【００９９】
熱電対１１０は、仮に、電極シートの欠陥によって、測定用ロール８５、絶縁層の欠陥部、活物質層、集電体、及び測定用平板を通じて電流が流れた場合に、電流の流れる部分に生じる温度変化を検知することができる。そして、温度変化と電流値の変化とを対応させることにより電流の検知を行う。熱電対１１０は、温度を検知することができる部分であれば、配置する部分は限定されない。
【０１００】
以下、本発明の第１実施形態の第３変形例について、詳細に説明する。
【０１０１】
図８は、１実施形態の第３変形例を概念的に表す斜視図である。
【０１０２】
第３変形例において、測定用ロール８５は、測定用ロール８５の本体に内蔵される電源９１を有する。第３変形例では、電源９１が測定用ロール８５に内蔵されるので測定用ロール８５の設置条件等の自由度が増し、様々な実施形態に対応可能となる。
【０１０３】
以下、本発明の第２実施形態について、詳細に説明する。
【０１０４】
図９を参照して、第２実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図９は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１０５】
図９において、検査装置１１００は、第１測定用ロール８７、電源９０、第２測定用ロール８８、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図９において、ワニ口クリップ１００、ロールシャフト６０、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図９において、第１測定用ロール８７、ワニ口クリップ１００、電源９０、電流計１３０、ワニ口クリップ１００、及び第２測定用ロール８８の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１０６】
第１測定用ロール８７は、第１実施形態の測定用ロール８５と同様の態様である。
【０１０７】
第２測定用ロール８８は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１を備え、ロールシャフト６０によって動力が伝えられ回転する。なお、第２測定用ロール８７は、ロールシャフト６０を固定して導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１が自由に回転するように構成されてもよい。この際ロールシャフト６０は導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１の軸となる。導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１は、連続した１つのロールであってもよいし、導電性ロール７１と絶縁性ロール８１とが別々に独立していてもよい。
【０１０８】
導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１は、第１実施形態の導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０と同様の態様である。
【０１０９】
第１測定用ロール８７の導電性ロール７１は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に第２測定用ロールの導電性ロール７１に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８の導電性ロール７１に挟まれた状態である。
【０１１０】
第２実施形態では第１実施形態と同様に、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８は導電性ロール７１の回転方向が電極シート４５の移送方向に沿うように配置され、かつ導電性ロール７１は段違いに配置される。したがって、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８が検査する電極シート４５の検査領域は分割される。
【０１１１】
以上のように構成された第２実施形態の検査方法は第１実施形態の検査方法と同様の態様である。
【０１１２】
以下、本発明の第３実施形態について、詳細に説明する。
【０１１３】
図１０を参照して、第３実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１０は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１１４】
図１０において、検査装置１２００は、測定用ロール８９、電源９０、測定用平板６、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１０において、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図１０において、測定用ロール８９、電源９０、電流計１３０、及び測定用平板６の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１１５】
測定用ロール８９は、電極シート４５の絶縁層４０に接触する導電性ロール７２を備え、絶縁層４０上を回転しながら移動して検査を行う。ＤＲ１３５は測定用ロール８９の検査方向を表す。測定用ロール８９は第１実施形態と同様に動力が与えられて回転してもよいし、自由に回転するように構成されてもよい。導電性ロール７２は、第１実施形態の導電性ロール７０と同様の態様である。
【０１１６】
測定用平板６は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性平板１１を備える。導電性平板１１は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に導電性のロール７０に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、導電性ロール７２と導電性平板１１に挟まれた状態である。導電性平板１１は、第１実施形態の導電性平板１０と同様の態様である。
【０１１７】
第３実施形態では、測定用ロール８９が電極シート４５の検査領域を分割するように電極シート４５上を移動して検査を行う。即ち、測定用ロール８９が１つである場合は、電極シート４５上をＤＲ１３５と平行に複数回検査する。測定用ロール８９が複数ある場合は、導電性ロール７２の回転方向がＤＲ１３５に沿うように配置され、かつ導電性ロール７２は段違いに配置される。したがって、測定用ロール８９が検査する電極シート４５の検査領域は分割される。
【０１１８】
以下、本発明の第４実施形態について、詳細に説明する。
【０１１９】
図１１を参照して、第４実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１１は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１２０】
図１１において、検査装置１３００は、加圧用ロール８２、電源９０、第１測定用平板７、第２測定用平板８、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１０において、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図１１において、第１測定用平板７、電源９０、電流計１３０、及び第２測定用平板８の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１２１】
第１測定用平板７は電極シート４５の絶縁層４０に接触し、第２測定用平板８は電極シート４５の集電体２０に接触する。第１測定用平板７及び第２測定用平板８は導電性である。第１測定用平板７は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に第２測定用平板８に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、第１測定用平板７と第２測定用平板８とに挟まれた状態である。第１測定用平板７及び第２測定用平板８とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。第１測定用平板７及び第２測定用平板８の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【０１２２】
加圧用ロール８２は、第１測定用平板７上を回転しながら移動して第１測定用平板７を介して電極シート４５を加圧する。ＤＲ１４０は検査方向を表す。加圧用ロールは、電極シート４５を加圧することができるものであれば特に限定されない。
【０１２３】
第４実施形態では、加圧用ロール８２が電極シート４５の検査領域を分割するように第１測定用平板７上を移動して検査を行う。即ち、加圧用ロール８２は、第１測定用平板７上をＤＲ１３５と平行に複数回検査する。
【０１２４】
以上のように構成された検査装置１３００では、仮に、電極シートの絶縁層４０に欠損等がある場合には、加圧用ロール８２の加圧により図１１に示されるように絶縁層の欠損部５０に活物質層３０の一部が入り込む。そうすると、第１測定用平板７、絶縁層の欠損部５０、活物質層３０、集電体２０、及び第２測定用平板８を通じて電流が流れるようになる。絶縁層４０の表面等に異物がある場合にも、加圧ロール８２の加圧により第１測定用平板７、異物、活物質層３０、集電体２０、及び第２測定用平板８を通じて電流が流れるようになる。したがって、検査用電圧の印加に伴って流れる電流を検知することができる。
【０１２５】
本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【０１２６】
５、６…測定用平板
７…第１測定用平板
８…第２測定用平板
１０、１１…導電性平板
１５…絶縁性平板
２０…集電体
３０…活物質層
４０…絶縁層
４５…電極シート
５０…絶縁層の欠損部
６０…ロールシャフト
７０、７１、７２…導電性ロール
８０、８１…絶縁性ロール
８２…加圧用ロール
８５、８６、８９…測定用ロール
８７…第１測定用ロール
８８…第２測定用ロール
９０、９１…電源
１００…ワニ口クリップ
１１０…熱電対
１２０…巻取りロール
１３０…電流計
１０００、１１００、１２００、１３００…検査装置
ＤＲ６５…ロールシャフトの回転方向
ＤＲ５５…電極シートの移送方向
ＤＲ１２５…巻取りロールの回転方向
ＤＲ１３５、ＤＲ１４０…検査方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、リチウム電池等の電池用電極シートの検査方法及び検査装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電池用電極シートの検査方法として、電極板上に形成された多孔性絶縁層に検査用電圧を印加しながら、この検査用電圧の印加に伴って流れる電流を測定し、予め設定した電流と比較して電極板の内部短絡につながる欠陥の判定をする検査方法が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、特許文献１には電池用電極シートの検査装置として、多孔性絶縁層を形成した電極板を電極板巻出し・取りロールにより走行させ、走行に同期して回転するローラーシャフトにもうけた検査電極により電極板を検査する検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４０３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の電池用電極シートの検査方法及び検査装置では、電極板の走行方向、言い換えると検査方向に対する垂直方向の欠陥位置を検知することができないという問題点がある。例えば、電極板が量産化される場合、電極板の欠陥位置を検知することができないことは電極板の歩留まりの悪化をまねくため、この問題点は深刻さを増す。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電極シートの欠陥位置を検知することが可能な電池用電極シートの検査方法及び検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電池用電極シートの検査方法は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査方法であって、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した上記検査用電圧に伴って上記電極シートに流れる電流の検知をする。
【０００８】
ここに、電極シートは、電極層及び絶縁層がこの順番で積層されたシートを意味する。電極層は、活物質層を含む層をいう。電極層は、活物質層そのものであってもよく、集電体と活物質層が積層されたものでもよい。絶縁層は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。
【０００９】
検査領域は、電極シートの検査をする領域を意味する。具体的には、電極シートにおいて、電極層及び絶縁層のうち少なくともいずれか１つが存在する領域を意味する。
【００１０】
検査用電圧は、電極シートの積層方向の２点間の電位の差を意味する。
【００１１】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法は、その検査時には、電極シートの検査領域を分割して検査をする。具体的には、電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する。そして、印加した検査用電圧に伴って電極シートに流れる電流の検知をする。
【００１２】
検査領域の分割は、例えば、１つの検査装置を分割して測定する検査領域に応じて相対的に移動させること、及び複数の検査装置を分割して測定する検査領域毎に配置すること等を挙げることができる。
【００１３】
検査用電圧の印加は、例えば、検査装置を電極シートに接触させて印加すること、及び電極シートに非接触で印加すること等を挙げることができる。接触の場合は、ロール等を用いることができる。非接触の場合は、不活性ガスを充満させたボックスの中で検査を行うことができる。不活性ガスを用いることで、非接触であっても電流を流すことができる。
【００１４】
電流の検知は、例えば、電流の量、言い換えると電流値を検知すること、及び電流が流れたか流れていないかを検知すること等を挙げることができる。
【００１５】
検査された電極シートは、電池として組み立てられる。ここで仮に、欠陥のある電極シートを電池として組み立てた場合、何らかの対策を施さなければ、電池の性能悪化や内部短絡等の問題を引き起こしかねない。また、電極シートの欠陥を検査するために、組み立て後の電池を検査することは効率が悪い。そして、単に電極シートの欠陥を検知するだけでは欠陥原因、例えば、設備の不具合等の特定が困難である。
【００１６】
しかるに、本発明に係る電池用電極シートの検査方法によれば、電極シートの欠陥位置を検知することが可能となる。より具体的には、電極シートの検査領域を分割することで、電極シートの欠陥の検査方向及び検査方向の垂直方向の位置を検知することができる。言い換えると、二次元で電極シートのの欠陥位置を検知することができる。そのため、例えば、設備の不具合等の電極シートの欠陥原因を特定すること、及び欠陥部分のみ除去すること等が容易になり、電極シートを歩留まり良く生産することができる。
【００１７】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の一態様では、上記電池用電極シートの検査方法は、上記検知をした電流の値から上記電極シートの欠陥位置の推定をする方法を更に含む。
【００１８】
この態様によれば、検知をした電流の値から電極シートの欠陥位置を推定することができる。欠陥位置の推定は、例えば、複数の検査装置を用いる場合は、各検査装置にそれぞれ流れる電流値と各検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させて欠陥位置を推定することができる。１つの検査装置を用いる場合は、検査装置に流れる電流値と検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させて欠陥位置を推定することができる。
【００１９】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の他の態様では、上記検査の方向は、上記電極シートの移送方向及び上記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方である。
【００２０】
この態様によれば、検査の方向が電極シートの移送方向であることで効率よく電極シートの検査をすることができる。一方で検査の方向が電極シートの長手方向である場合も効率よく電極シートの検査をすることができる。そして、検査の方向が電極シートの移送方向かつ電極シートの長手方向である場合は、より効率よく電極シートの検査をすることができる。
【００２１】
本発明に係る電池用電極シートの検査方法の他の態様では、上記絶縁層は、固体電解質層である。
【００２２】
この態様によれば、固体電解質層を備えた電極シートの欠陥位置を検知することができる。
【００２３】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電池用電極シートの検査装置は、電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査装置であって、上記電極シートの前記絶縁層に配置され、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する、導電性の測定端子を有する第１の測定手段と、前記第１の測定手段に対して上記電極シートを挟んで上記電極層に配置される導電性の測定端子を有するの第２の測定手段と、上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする検知手段と、を備える。
【００２４】
ここに、電極シートは、電極層及び絶縁層がこの順番で積層されたシートを意味する。電極層は、活物質層を含む層をいう。電極層は、活物質層そのものであってもよく、集電体と活物質層が積層されたものでもよい。絶縁層は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。
【００２５】
検査領域は、電極シートの検査をする領域を意味する。具体的には、電極シートにおいて、電極層及び絶縁層のうち少なくともいずれか１つが存在する領域を意味する。
【００２６】
検査用電圧は、電極シートの積層方向の２点間の電位の差を意味する。
【００２７】
第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に配置され、上記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、導電性の測定端子を有するものを意味する。
【００２８】
第２の測定手段は、上記第１の測定手段に対して上記電極シートを挟んで上記電極シートの積層方向に配置される導電性の測定端子を有するものを意味する。
【００２９】
第１の測定手段及び第２の測定手段の導電性の測定端子は、電極シートに検査用電圧を印加し、印加した電圧よって電流が流れる部分を意味する。導電性の測定端子の材料としては、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、銅、及びカーボン等を挙げることができる。
【００３０】
検知手段は、広義には上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をするものを意味する。例えば、電流計、熱電対、及びヒューズ等を挙げることができる。検知手段は、狭義には上記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする電流計を意味する。
【００３１】
第１の測定手段は、１つであってもよく、複数であってもよい。第１の測定手段が１つである場合の検査方法は、例えば、分割して検査する検査領域に応じて第１の測定手段を移動させる方法、分割して検査する検査領域に応じて電極シートを移動させる方法、及び分割して検査する検査領域に応じて第１の測定手段と電極シートを移動させる方法等を挙げることができる。第１の測定手段が複数である場合の検査方法は、例えば、分割して測定する検査領域毎に第１の測定手段を配置する方法等を挙げることができる。
【００３２】
第２の測定手段は、１つであってもよく、複数であってもよい。第２の測定手段が単数である場合の検査方法は、例えば、分割して検査する検査領域に応じて移動する第１の測定手段と伴に第２の測定手段を移動させる方法、及び第２の測定手段を検査領域全面に配置し、検査領域毎に配置した複数の第１の測定手段と対向させる方法等を挙げることができる。第２の測定手段が複数である場合の検査方法は、例えば、分割して測定する検査領域毎に第２の測定手段を配置する方法等を挙げることができる。
【００３３】
第１の測定手段及び第２の測定手段は、電極シートに接触をしても、非接触であってもよい。中でも電極シートに接触をすることが好ましい。電極シートに接触をすることで、電極シートに圧力が加わった状態の検査をすることができる。接触の場合は、例えば、ロール、及び平板等の使用を挙げることができる。非接触の場合は、例えば、不活性ガスを充満させたボックスの中での検査を挙げることができる。不活性ガスを用いることで、非接触であっても電流を流すことができる。
【００３４】
以上のように構成された本発明に係る電池用電極シートの検査装置は、その検査時には、電極シートの検査領域を分割して検査をする。具体的には、電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する。そして、印加した検査用電圧に伴って電極シートに流れる電流の検知をする。
【００３５】
検査された電極シートは、電池として組み立てられる。ここで仮に、欠陥のある電極シートを電池として組み立てた場合、何らかの対策を施さなければ、電池の性能悪化や内部短絡等の問題を引き起こしかねない。また、電極シートの欠陥を検査するために、組み立て後の電池を検査することは効率が悪い。そして、単に電極シートの欠陥を検知するだけでは欠陥原因、例えば、設備の不具合等の特定が困難である。
【００３６】
しかるに、本発明に係る電池用電極シートの検査装置によれば、電極シートの欠陥位置を検知することが可能となる。より具体的には、電極シートの検査領域を分割することで、電極シートの欠陥の検査方向及び検査方向の垂直方向の位置を検知することができる。言い換えると、二次元で電極シートのの欠陥位置を検知することができる。そのため、例えば、設備の不具合等の電極シートの欠陥原因を特定すること、及び欠陥部分のみ除去すること等が容易になり、電極シートを歩留まり良く生産することができる。
【００３７】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の一態様では、上記電池用電極シートの検査装置は、上記検知手段が検知をした電流値から上記電極シートの欠陥位置の推定をする推定手段を更に備える。
【００３８】
推定手段は、検知された電流値に基づいて欠陥位置を推定するものを意味する。推定手段は、例えば、プロセッサやメモリ等を含んで構成される装置である。
【００３９】
この態様によれば、推定手段は、検知をした電流の値から電極シートの欠陥位置を推定することができる。推定手段による欠陥位置の推定方法は、例えば、複数の検査装置を用いる場合は、各検査装置にそれぞれ流れる電流値と各検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させることを挙げることができる。１つの検査装置を用いる場合は、検査装置に流れる電流値と検査装置が検査した検査領域の位置とを対応させることを挙げることができる。
【００４０】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの前記絶縁層に接触し、上記第２の測定手段は、上記電極シートの電極層に接触することを特徴とする。
【００４１】
この態様によれば、第１の測定手段及び第２の測定手段が電極シートに接触することで、電極シートの欠陥位置を検知することが容易になる。例えば、電極シートに欠損がある場合、接触により欠損部分に活物質が侵入し第１の測定手段及び第２の測定手段に閉回路を構成しやすくなる。また、電極シートに異物がある場合、接触により異物が押され第１の測定手段及び第２の測定手段に閉回路を構成しやすくなる。
【００４２】
なお、第１の測定手段及び第２の測定手段は電極シートを加圧するように接触していてもよい。
【００４３】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記導電性の測定端子が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、上記第１の測定手段をそれぞれ複数配置したことを特徴とする。
【００４４】
この態様によれば、複数の第１の測定手段を配置することにより、典型的には、第１の測定手段を検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。また、電極シートを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。従って、測定領域を分割して検査することが容易になる。
【００４５】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、上記第２の測定手段は、上記電極シートの上記電極層に接触する導電性の平板を有することを特徴とする。
【００４６】
ここにロールとは、検査の方向に回転するものを意味する。平板とは、電極シートに接触する面が平面であるものを意味する。
【００４７】
この態様によれば、第１の測定手段はロールであることから電極シートの絶縁層を効率よく検査することができる。例えば、電極シートの絶縁層に検査に必要のないずり応力を与えずに検査をすることができる。第２の測定手段は平板であることから安定して電極シートを支えることができる。
【００４８】
なお、第１の測定手段及び第２の測定手段は電極シートを加圧するように接触していてもよい。
【００４９】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記第１の測定手段は、上記電極シートの上記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、上記第２の測定手段は、上記電極シートの上記電極層に接触する導電性の外周面を有する第２のロールであることを特徴とする。
【００５０】
この態様によれば、電極シートは積層方向に第１のロール及び第２のロールにより挟まれて検査される。従って、電極シートを効率よく検査することができる。例えば、電極シートの絶縁層及び電極層に検査に必要のないずり応力を与えずに検査をすることができる。
【００５１】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記導電性の外周面が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、上記第１のロールをそれぞれ複数配置したことを特徴とする。
【００５２】
この態様によれば、複数の第１のロールを配置することにより、典型的には、第１のロールを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。また、電極シートを検査方向に対して垂直方向に移動させることなく検査することができる。従って、測定領域を分割して検査することが容易になる。
【００５３】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記検査の方向は、上記電極シートの移送方向及び上記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする。
【００５４】
この態様によれば、検査の方向が電極シートの移送方向であることで効率よく電極シートの検査をすることができる。一方で検査の方向が電極シートの長手方向である場合も効率よく電極シートの検査をすることができる。そして、検査の方向が電極シートの移送方向かつ電極シートの長手方向である場合は、より効率よく電極シートの検査をすることができる。
【００５５】
本発明に係る電池用電極シートの検査装置の他の態様では、上記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする。
【００５６】
この態様によれば、固体電解質層を備えた電極シートの欠陥位置を検知することができる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明においては、電池用電極シートの欠陥位置を検知することが可能な検査方法及び検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態を概念的に表す斜視図である。
【図２】第１実施形態を概念的に表す側面図である。
【図３】第１実施形態の測定用平板を概念的に表す斜視図である。
【図４】第１実施形態のワニ口クリップを概念的に表す斜視図である。
【図５】第１実施形態の検査方法を概念的に表すフローチャートである。
【図６】第１実施形態の第１変形例を表す平面図である。
【図７】第１実施形態の第２変形例を表す斜視図である。
【図８】第１実施形態の第３変形例を表す側面図である。
【図９】第２実施形態を概念的に表す側面図である。
【図１０】第３実施形態を概念的に表す側面図である。
【図１１】第４実施形態を概念的に表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の電池用電極シートの検査方法及び検査装置について、詳細に説明する。
【００６０】
以下、本発明の第１実施形態について、詳細に説明する。
【００６１】
図１〜８を参照して、第１実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１は、検査装置１０００の外観を示す斜視図であり、図２は、これを横から見た側面図の一部である。図３は、検査装置１０００の測定用平板５の外観を表す斜視図である。図４は、検査装置１０００のワニ口クリップ１００の外観を表す斜視図である。図５は、第１実施形態の検査方法を概念的に表すフローチャートである。図６は、第１実施形態を表す図１を上から見たときと同趣旨の第１変形例の平面図である。図７は、１実施形態の第２変形例を表す斜視図である。図８は、１実施形態の第３変形例を表す図２と同趣旨の側面図である。
【００６２】
図１及び図２において、検査装置１０００は、測定用ロール８５、電源９０、測定用平板５、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１及び図２において、検査装置１０００が検査をする電極シート４５、及び電極シート４５を巻き取る巻取りロール１２０が図示されている。
【００６３】
図１及び図２が示すように、電極シート４５は、絶縁層４０、活物質層３０、及び集電体２０を備え、この順番で積層されている。
【００６４】
絶縁層４０は、例えば、セパレータ、多孔質シート、繊維質シート、固体電解質層等を挙げることができる。セパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンに代表されるのポリオレフィン系微多孔膜等を挙げることができる。
【００６５】
固体電解質層に用いられる材料は、例えば、硫化物系固体電解質、及び酸化物系固体電解質等を挙げることができる。硫化物系固体電解質としては、硫黄成分を含有し、イオン伝導性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、７０Ｌｉ２Ｓ−３０Ｐ２Ｓ５、８０Ｌｉ２Ｓ−２０Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、及びＬｉＧｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４等を挙げることができる。酸化物系固体電解質としては、例えば、ＬｉＰＯＮ、Ｌｉ１＋ＸＡｌＸＴｉ２−Ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ＸＡｌＸＧｅ２−Ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、及びＬｉ５Ｌａ３Ｎｂ２Ｏ１２等を挙げることができる。無機固体電解質１０は１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
集電体２０の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタン、銅、及びカーボン等を挙げることができる。正極の集電体は、ＳＵＳ箔、及びアルミ箔であることが好ましく、アルミ箔であることがより好ましい。負極の集電体は、ＳＵＳ箔、及び銅箔であることが好ましく、銅箔であることがより好ましい。
【００６７】
活物質層３０は、正極活物質層、及び負極活物質層を挙げることができる。
【００６８】
正極活物質層に用いられる材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。正極活物質としては、例えば、硫化物系活物質、及び酸化物系活物質等を挙げることができる。硫化物系活物質は、例えば、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＦｅＳ、ＦｅＳ２、ＣｕＳ、及びＮｉＳ２等を挙げることができる。酸化物系活物質は、例えば、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｐｂ２Ｏ５、ＣｕＯ、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＣｒＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８、Ｌｉ３ＮｉＭｎＣｏＯ６、ＬｉＭｇＭｎ３Ｏ８、ＬｉＮｉＧｅ３Ｏ８、ＬｉＮｉＶＯ２、ＬｉＣｏＶＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４、及びＬｉＣｏＰＯ４等を挙げることができる。正極活物質は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００６９】
正極活物質層は必要に応じて、導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等を有する。
【００７０】
導電化材料は、例えば、カーボンファイバー、ケッチェンブラック、及びアセチレンブラック等を挙げることができる。導電化材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７１】
イオン伝導材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。イオン伝導材料としては、例えば、上述した硫化物系固体電解質、及び酸化物系固体電解質等を挙げることができる。イオン伝導材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７２】
結着材料は、、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム、及びエチレンプロピレンジエン等の合成ゴム、並びにポリフッ化ビニリデン等の高分子材料等を挙げることができる。結着材料は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７３】
負極活物質層に用いられる材料は、既存の各種リチウム電池に用いられる材料と同様のものを用いることができる。負極活物質としては、例えば、炭素系材料、Ｌｉ金属、Ｌｉ合金、酸化物材料、窒化物材料等を挙げることができる。炭素系材料は、例えば、黒鉛、カーボンナノチューブ、メソカーボンマイクロビーズ、高配向性グラファイト、ハードカーボン、及びソフトカーボン等を挙げることができる。Ｌｉ合金は、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、及びＨｇ等とＬｉとの合金を挙げることができる。酸化物材料としては、例えば、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＷＯ２、及びＦｅ２Ｏ３等を挙げることができる。窒化物材料としては、例えば、Ｌｉ３−ＸＣｏＸＮ、Ｌｉ３−ＸＮｉＸＮ、Ｌｉ３−ＸＣｕＸＮ等を挙げることができる。負極活物質は、１種類を単独で用いる、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
負極活物質層は必要に応じて、導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等を有する。導電化材料、イオン伝導性向上材料、及び結着材料等としては、上述した正極活物質層に用いられる材料と同様のものを用いることができる。
【００７５】
巻取りロール１２０は、電極シート４５を巻き取るロールであり、ＤＲ１２５は巻取りロールの回転方向を表す。巻取りロール１２０は、電極シート４５を巻き取ることができるものであれば特に限定されるものではない。巻取りロール１２０は、１種類のロールを単独で用いる、又は２種類以上のロールを組み合わせて用いることができる。ＤＲ５５は巻取りロール１２０によって巻き取られる電極シート４５の移送方向を表す。図１において、ＤＲ５５は電極シート４５の長手方向でもある。なお、ＤＲ５５に垂直で電極シート４５に平行な方向が電極シート４５の短手方向である。
【００７６】
測定用ロール８５は、電極シート４５の絶縁層４０に接触する導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０を備え、ロールシャフト６０によって動力が伝えられ回転する。ＤＲ６５はロールシャフトの回転方向を表す。なお、測定用ロール８５は、ロールシャフト６０を固定して導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０が自由に回転するように構成されてもよい。この際ロールシャフト６０は導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０の軸となる。導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０は、連続した１つのロールであってもよいし、導電性ロール７０と絶縁性ロール８０とが別々に独立していてもよい。
【００７７】
導電性ロール７０とは、外周面に導電性の材料を有するものを意味する。導電性ロール７０の外周面の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【００７８】
絶縁性ロール８０とは、外周面に絶縁性の材料を有するものを意味する。絶縁性ロール８０の外周面の材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂、セラミックス、及びゴム等を挙げることができる。
【００７９】
図１において、測定用ロール８５は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、３本の測定用ロール８５は導電性ロール７０の回転方向が電極シート４５の移送方向ＤＲ５５に沿うように配置され、かつ導電性ロール７０は段違いに配置される。したがって、測定用ロール８５が検査する電極シート４５の検査領域は３つに分割される。
【００８０】
図３は測定用平板５の外観を表す斜視図である。測定用平板５は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性平板１０及び絶縁性平板１５を備える。測定用平板５の導電性平板１０は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に導電性ロール７０に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、導電性ロール７０と導電性平板１０に挟まれた状態である。また導電性平板１０及び絶縁性平板１５は移送方向に交互に配置される。
【００８１】
導電性平板１０とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。導電性平板１０の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【００８２】
絶縁性平板１５とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。絶縁性平板１５の材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、樹脂、セラミックス、及びゴム等を挙げることができる。
【００８３】
図４はワニ口クリップ１００の外観を表す斜視図である。ワニ口クリップ１００はロールシャフト６０を挟み、測定用ロール８５が回転してしていても検査用電圧を印加することができる。ワニ口クリップ１００の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。なお、ワニ口クリップ１００以外の態様であっても、測定用ロール８５が回転している状態で検査用電圧を電極シート４５に印加することができるものであれば特に限定されるものではない。
【００８４】
電源９０及び電流計１３０は、既存の各種電源及び電流計と同様のものを用いることができる。電源９０及び電流計１３０は図１及び図２において、測定用平板５の導電性平板１０、電流計１３０、電源９０、ワニ口クリップ１００、及び測定用ロール８５の導電性ロール７０の順番で接続されている。電流計１３０と電源９０の接続の順番は逆でもよい。
【００８５】
以上のように構成された第１実形態の検査方法について図５を参照して、工程ごとに説明する。
【００８６】
まず、第１電極シート巻取り工程では、巻取りロール１２０によって電極シート４５が巻き取られる（ステップＳ１０）。即ち、巻取りロール１２０はＤＲ１２５の方向に回転し、電極シート４５を巻き取る。
【００８７】
次に、検査用電圧印加工程では、電極シート４５に検査用電圧を印加する（ステップＳ２０）。具体的には、電源９０で発生させた検査用電圧を測定用ロール８５及び測定用平板５によって、電極シート４５に印加することにより行う。
【００８８】
続けて、電極シート加圧工程では、測定用ロール８５が電極シート４５を加圧する（ステップＳ３０）。ここで仮に、電極シートの絶縁層４０に欠損等がある場合には、加圧により図１、及び図２に示されるように絶縁層の欠損部５０に活物質層３０の一部が入り込む。そうすると、測定用ロール８５の導電性ロール７０、絶縁層の欠損部５０、活物質層３０、集電体２０、及び測定用平板５の導電性平板１０を通じて電流が流れるようになる。絶縁層４０の表面等に異物がある場合にも、加圧により測定用ロール８５の導電性ロール７０、異物、活物質層３０、集電体２０、及び測定用平板５の導電性平板１０を通じて電流が流れるようになる。なお、ステップＳ２０とＳ３０は同時に行ってもよく、ステップＳ２０とＳ３０の順番が逆でもよい。
【００８９】
そして、電流検知工程では、検査用電圧の印加に伴って流れる電流を検知する（ステップＳ４０）。電流の検知は、電流計１３０によって行う。
【００９０】
さらに、判定工程では、検知された電流値から電極シート４５の絶縁層４０に欠損や異物がないか判定する（ステップＳ５０）。判定は、例えば、電流計１３０によって行うことや電流計１３０に接続された判定装置（図示せず）によって行うこと等を挙げることができる。判定方法は、例えば、あらかじめ設定された電流値と比較する方法や電流が流れたか流れていないかによって判定する方法等を挙げることができる。
【００９１】
ここで、電極シート４５に欠陥があると判定された場合は、欠陥位置推定工程で、検知をした電流の値から電極シート４５の欠陥位置を推定する（ステップＳ６０）。推定は、例えば、電流計１３０によって行うことや電流計１３０又は判定装置（図示せず）に接続された推定装置（図示せず）によって行うこと等を挙げることができる。推定方法は、例えば、電流計１３０が検知した電流値と測定用ロール８５が検査した検査領域の位置とを対応させること、電流計１３０が検知した電流値と測定用ロール８５の回転数とを対応させること等を挙げることができる。
【００９２】
一方、電極シート４５に欠陥がないと判定された場合、及びステップＳ６０が終了したのちには、第２電極シート巻取り工程で、電極シートを巻取り終了する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０においてもステップＳ１０と同様に、巻取りロール１２０はＤＲ１２５の方向に回転し、電極シート４５を巻き取る。
【００９３】
以下、本発明の第１実施形態の第１変形例について、詳細に説明する。
【００９４】
図６は、第１実施形態を表す図１を上から見たときと同趣旨の第１変形例の平面図である。
【００９５】
第１変形例において、測定用ロール８６は導電性の外周面のみを有する。測定用ロール８６は、ロールシャフトによって動力が伝えられ回転する。なお、測定用ロール８６は、ロールシャフトを固定して自由に回転するように構成されてもよい。測定用ロール８６は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、図６において４本の測定用ロール８６は回転方向が電極シート４５の移送方向に沿うように配置され、かつ段違いに配置される。したがって、測定用ロール８６が検査する電極シート４５の検査領域は４つに分割される。
【００９６】
以下、本発明の第１実施形態の第２変形例について、詳細に説明する。
【００９７】
図７は、１実施形態の第２変形例を概念的に表す斜視図である。
【００９８】
第２変形例において、ワニ口クリップ１００は電流計１３０の換わりとなる熱電対１１０を有する。第２変形例においては、熱電対１１０の温度と電流値とを対応させて電流の検知を行う。即ち、熱電対１１０は図５のステップＳ４０において用いることができる。
【００９９】
熱電対１１０は、仮に、電極シートの欠陥によって、測定用ロール８５、絶縁層の欠陥部、活物質層、集電体、及び測定用平板を通じて電流が流れた場合に、電流の流れる部分に生じる温度変化を検知することができる。そして、温度変化と電流値の変化とを対応させることにより電流の検知を行う。熱電対１１０は、温度を検知することができる部分であれば、配置する部分は限定されない。
【０１００】
以下、本発明の第１実施形態の第３変形例について、詳細に説明する。
【０１０１】
図８は、１実施形態の第３変形例を概念的に表す斜視図である。
【０１０２】
第３変形例において、測定用ロール８５は、測定用ロール８５の本体に内蔵される電源９１を有する。第３変形例では、電源９１が測定用ロール８５に内蔵されるので測定用ロール８５の設置条件等の自由度が増し、様々な実施形態に対応可能となる。
【０１０３】
以下、本発明の第２実施形態について、詳細に説明する。
【０１０４】
図９を参照して、第２実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図９は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１０５】
図９において、検査装置１１００は、第１測定用ロール８７、電源９０、第２測定用ロール８８、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図９において、ワニ口クリップ１００、ロールシャフト６０、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図９において、第１測定用ロール８７、ワニ口クリップ１００、電源９０、電流計１３０、ワニ口クリップ１００、及び第２測定用ロール８８の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１０６】
第１測定用ロール８７は、第１実施形態の測定用ロール８５と同様の態様である。
【０１０７】
第２測定用ロール８８は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１を備え、ロールシャフト６０によって動力が伝えられ回転する。なお、第２測定用ロール８７は、ロールシャフト６０を固定して導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１が自由に回転するように構成されてもよい。この際ロールシャフト６０は導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１の軸となる。導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１は、連続した１つのロールであってもよいし、導電性ロール７１と絶縁性ロール８１とが別々に独立していてもよい。
【０１０８】
導電性ロール７１及び絶縁性ロール８１は、第１実施形態の導電性ロール７０及び絶縁性ロール８０と同様の態様である。
【０１０９】
第１測定用ロール８７の導電性ロール７１は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に第２測定用ロールの導電性ロール７１に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８の導電性ロール７１に挟まれた状態である。
【０１１０】
第２実施形態では第１実施形態と同様に、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８は電極シート４５の検査領域を分割するように配置される。即ち、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８は導電性ロール７１の回転方向が電極シート４５の移送方向に沿うように配置され、かつ導電性ロール７１は段違いに配置される。したがって、第１測定用ロール８７及び第２測定用ロール８８が検査する電極シート４５の検査領域は分割される。
【０１１１】
以上のように構成された第２実施形態の検査方法は第１実施形態の検査方法と同様の態様である。
【０１１２】
以下、本発明の第３実施形態について、詳細に説明する。
【０１１３】
図１０を参照して、第３実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１０は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１１４】
図１０において、検査装置１２００は、測定用ロール８９、電源９０、測定用平板６、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１０において、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図１０において、測定用ロール８９、電源９０、電流計１３０、及び測定用平板６の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１１５】
測定用ロール８９は、電極シート４５の絶縁層４０に接触する導電性ロール７２を備え、絶縁層４０上を回転しながら移動して検査を行う。ＤＲ１３５は測定用ロール８９の検査方向を表す。測定用ロール８９は第１実施形態と同様に動力が与えられて回転してもよいし、自由に回転するように構成されてもよい。導電性ロール７２は、第１実施形態の導電性ロール７０と同様の態様である。
【０１１６】
測定用平板６は、電極シート４５の集電体２０に接触する導電性平板１１を備える。導電性平板１１は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に導電性のロール７０に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、導電性ロール７２と導電性平板１１に挟まれた状態である。導電性平板１１は、第１実施形態の導電性平板１０と同様の態様である。
【０１１７】
第３実施形態では、測定用ロール８９が電極シート４５の検査領域を分割するように電極シート４５上を移動して検査を行う。即ち、測定用ロール８９が１つである場合は、電極シート４５上をＤＲ１３５と平行に複数回検査する。測定用ロール８９が複数ある場合は、導電性ロール７２の回転方向がＤＲ１３５に沿うように配置され、かつ導電性ロール７２は段違いに配置される。したがって、測定用ロール８９が検査する電極シート４５の検査領域は分割される。
【０１１８】
以下、本発明の第４実施形態について、詳細に説明する。
【０１１９】
図１１を参照して、第４実形態に係る電池用電極シートの検査方法及び検査装置について説明する。図１１は、第１実施形態の図２と同趣旨の側面図である。
【０１２０】
図１１において、検査装置１３００は、加圧用ロール８２、電源９０、第１測定用平板７、第２測定用平板８、及び電流計１３０を備えた本発明に係る「検査装置」の一例である。なお、図１０において、電源９０、電流計１３０、及び電極シート４５は第１実施形態と同様の態様である。電源９０及び電流計１３０は図１１において、第１測定用平板７、電源９０、電流計１３０、及び第２測定用平板８の順番で接続されている。電源９０と電流計１３０の順番は逆でもよい。
【０１２１】
第１測定用平板７は電極シート４５の絶縁層４０に接触し、第２測定用平板８は電極シート４５の集電体２０に接触する。第１測定用平板７及び第２測定用平板８は導電性である。第１測定用平板７は、電極シート４５を挟んで電極シート４５の積層方向に第２測定用平板８に対向して配置される。言い換えると、電極シート４５は、第１測定用平板７と第２測定用平板８とに挟まれた状態である。第１測定用平板７及び第２測定用平板８とは、電極シート４５に接触する面が平面であるものを意味する。第１測定用平板７及び第２測定用平板８の材料は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、及び銅等を挙げることができる。
【０１２２】
加圧用ロール８２は、第１測定用平板７上を回転しながら移動して第１測定用平板７を介して電極シート４５を加圧する。ＤＲ１４０は検査方向を表す。加圧用ロールは、電極シート４５を加圧することができるものであれば特に限定されない。
【０１２３】
第４実施形態では、加圧用ロール８２が電極シート４５の検査領域を分割するように第１測定用平板７上を移動して検査を行う。即ち、加圧用ロール８２は、第１測定用平板７上をＤＲ１３５と平行に複数回検査する。
【０１２４】
以上のように構成された検査装置１３００では、仮に、電極シートの絶縁層４０に欠損等がある場合には、加圧用ロール８２の加圧により図１１に示されるように絶縁層の欠損部５０に活物質層３０の一部が入り込む。そうすると、第１測定用平板７、絶縁層の欠損部５０、活物質層３０、集電体２０、及び第２測定用平板８を通じて電流が流れるようになる。絶縁層４０の表面等に異物がある場合にも、加圧ロール８２の加圧により第１測定用平板７、異物、活物質層３０、集電体２０、及び第２測定用平板８を通じて電流が流れるようになる。したがって、検査用電圧の印加に伴って流れる電流を検知することができる。
【０１２５】
本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【０１２６】
５、６…測定用平板
７…第１測定用平板
８…第２測定用平板
１０、１１…導電性平板
１５…絶縁性平板
２０…集電体
３０…活物質層
４０…絶縁層
４５…電極シート
５０…絶縁層の欠損部
６０…ロールシャフト
７０、７１、７２…導電性ロール
８０、８１…絶縁性ロール
８２…加圧用ロール
８５、８６、８９…測定用ロール
８７…第１測定用ロール
８８…第２測定用ロール
９０、９１…電源
１００…ワニ口クリップ
１１０…熱電対
１２０…巻取りロール
１３０…電流計
１０００、１１００、１２００、１３００…検査装置
ＤＲ６５…ロールシャフトの回転方向
ＤＲ５５…電極シートの移送方向
ＤＲ１２５…巻取りロールの回転方向
ＤＲ１３５、ＤＲ１４０…検査方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査方法であって、
前記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した前記検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をすることを特徴とする、電池用電極シートの検査方法。
【請求項２】
前記電池用電極シートの検査方法は、前記検知をした電流値から前記電極シートの欠陥位置の推定をする方法を更に含むこと特徴とする、請求項１に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項３】
前記検査の方向は、前記電極シートの移送方向及び前記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項４】
前記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項５】
電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査装置であって、
前記電極シートの前記絶縁層に配置され、前記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する、導電性の測定端子を有する第１の測定手段と、
前記第１の測定手段に対して前記電極シートを挟んで前記電極層に配置される導電性の測定端子を有する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする検知手段と、
を備えることを特徴とする、電池用電極シートの検査装置。
【請求項６】
前記電池用電極シートの検査装置は、前記検知手段が検知をした電流値から前記電極シートの欠陥位置の推定をする推定手段を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項７】
前記第１の測定手段は、前記電極シートの前記絶縁層に接触し、
前記第２の測定手段は、前記電極シートの前記電極層に接触することを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項８】
前記導電性の測定端子が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、前記第１の測定手段をそれぞれ複数配置したことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項９】
前記第１の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、
前記第２の測定手段は、前記電極シートの前記電極層に接触する導電性の平板を有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１０】
前記第１の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、
前記第２の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記電極層に接触する導電性の外周面を有する第２のロールであることを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１１】
前記導電性の外周面が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、前記第１のロールをそれぞれ複数配置したことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１２】
前記検査の方向は、前記電極シートの移送方向及び前記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１３】
前記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする、請求項５〜１２のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１】
電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査方法であって、
前記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加し、印加した前記検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をすることを特徴とする、電池用電極シートの検査方法。
【請求項２】
前記電池用電極シートの検査方法は、前記検知をした電流値から前記電極シートの欠陥位置の推定をする方法を更に含むこと特徴とする、請求項１に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項３】
前記検査の方向は、前記電極シートの移送方向及び前記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項４】
前記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査方法。
【請求項５】
電極層及び絶縁層の順に積層された電極シートの検査をする電池用電極シートの検査装置であって、
前記電極シートの前記絶縁層に配置され、前記電極シートの検査領域を分割して検査用電圧を印加する、導電性の測定端子を有する第１の測定手段と、
前記第１の測定手段に対して前記電極シートを挟んで前記電極層に配置される導電性の測定端子を有する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段及び第２の測定手段が印加する検査用電圧に伴って前記電極シートに流れる電流の検知をする検知手段と、
を備えることを特徴とする、電池用電極シートの検査装置。
【請求項６】
前記電池用電極シートの検査装置は、前記検知手段が検知をした電流値から前記電極シートの欠陥位置の推定をする推定手段を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項７】
前記第１の測定手段は、前記電極シートの前記絶縁層に接触し、
前記第２の測定手段は、前記電極シートの前記電極層に接触することを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項８】
前記導電性の測定端子が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、前記第１の測定手段をそれぞれ複数配置したことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項９】
前記第１の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、
前記第２の測定手段は、前記電極シートの前記電極層に接触する導電性の平板を有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１０】
前記第１の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記絶縁層に接触する導電性の外周面を有する第１のロールであり、
前記第２の測定手段の測定端子は、前記電極シートの前記電極層に接触する導電性の外周面を有する第２のロールであることを特徴とする、請求項５又は６に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１１】
前記導電性の外周面が分割して測定する前記検査領域毎に配置されるように、前記第１のロールをそれぞれ複数配置したことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１２】
前記検査の方向は、前記電極シートの移送方向及び前記電極シートの長手方向のうち少なくともいずれか一方であることを特徴とする、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【請求項１３】
前記絶縁層は、固体電解質層であることを特徴とする、請求項５〜１２のいずれか一項に記載の電池用電極シートの検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３２８５５（Ｐ２０１２−１３２８５５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６８１５（Ｐ２０１０−２８６８１５）
【出願日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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