(57)【要約】【課題】電極スラリーの混ざり具合を検査する新規な検査方法を提案する。【解決方法】この電極スラリーの検査方法は、溶媒３６に対して相溶性を有する蛍光物質４０を電極スラリー３０Ａに含ませる蛍光物質含有工程と、蛍光物質含有工程で生成された電極スラリー３０Ａに光を照射して、電極スラリー３０Ａに含まれる蛍光物質４０を発光させる発光工程と、発光工程で発光した蛍光物質４０の光に基づいて電極スラリーの混ざり具合を検査する検査工程とを備えている。かかる電極スラリーの検査方法は、電極活物質を含む複数の構成物質が溶媒に分散した電極スラリー３０Ａの混ざり具合を検査することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質を含む複数の構成物質が溶媒に分散した電極スラリーの混ざり具合を検査する電極スラリーの検査方法であって、
前記溶媒に対して相溶性を有する蛍光物質を電極スラリーに含ませる蛍光物質含有工程と、
前記蛍光物質含有工程で生成された電極スラリーに光を照射して、前記電極スラリーに含まれる蛍光物質を発光させる発光工程と、
前記発光工程で発光した蛍光物質の光に基づいて電極スラリーの混ざり具合を検査する検査工程と、
を備えた、電極スラリーの検査方法。
【請求項２】
前記蛍光物質含有工程では、前記蛍光物質として蛍光粒子を前記電極スラリーに混ぜることを特徴とする、請求項１に記載された電極スラリーの検査方法。
【請求項３】
前記蛍光粒子は、前記電極スラリーの構成物質のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質の混ざり具合に応じて、前記電極スラリー内で分散する、請求項２に記載の電極スラリーの検査方法。
【請求項４】
前記蛍光粒子の平均粒径Ｘ１は、前記電極スラリーの構成物質のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質の平均粒径Ｘ２とは、−０．０５≦（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ２≦０．０５の関係がある、請求項２に記載の電極スラリーの検査方法。
【請求項５】
前記蛍光物質含有工程では、前記電極スラリーに含まれる構成物質に蛍光基を結合させた蛍光物質を電極スラリーに含ませる、請求項１に記載された電極スラリーの検査方法。
【請求項６】
前記蛍光物質含有工程では、前記電極スラリーに含まれる複数の構成物質について、前記構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させた、請求項５に記載された電極スラリーの検査方法。
【請求項７】
前記蛍光基を結合させた構成物質は、有機材料であり、前記蛍光基の結合は有機結合による、請求項５又は６に記載された電極スラリーの検査方法。
【請求項８】
前記検査工程では、前記発光工程で発光した蛍光物質に基づく光を抽出する、請求項１から７までの何れか一項に記載された電極スラリーの検査方法。
【請求項９】
複数の構成物質が溶媒に分散した電極スラリーの混ざり具合を検査する電極スラリーの検査装置であって、
前記溶媒に対して相溶性を有する蛍光物質を含む電極スラリーに、前記蛍光物質が発光する条件に応じた光を照射する光源を備えた、電極スラリーの検査装置。
【請求項１０】
前記光源から照射される光によって、前記蛍光物質が発光した前記電極スラリーの画像から、前記蛍光物質から発せられる光を抽出する分光部を備えた、請求項９に記載された電極スラリーの検査装置。
【請求項１１】
前記分光部で分光された光の強度を測定する光強度測定部を備えた、請求項９に記載された電極スラリーの検査装置。
【請求項１２】
前記光源から照射される光によって、前記蛍光物質が発光した前記電極スラリーから２次元の受光データを得る２次元受光部を備えた、請求項９から１１までの何れか一項に記載された電極スラリーの検査装置。
【請求項１３】
前記２次元受光部によって得られた前記２次元の受光データに基づいて、前記電極スラリーの混ざり具合を評価する評価部を備えた、請求項１２に記載の電極スラリーの検査装置。
【請求項１４】
電極スラリーの攪拌装置であって、
請求項１３に記載された電極スラリーの検査装置と、
当該攪拌装置を制御する制御部と、
を備え、
当該攪拌装置による前記電極スラリーを攪拌する工程において、前記制御部は、前記評価部に基づいて、予め定めた混ざり具合よりも、前記電極スラリーが混ざったと評価された場合に、前記攪拌装置による前記電極スラリーの攪拌を停止させる、電極スラリーの攪拌装置。
【請求項１５】
電極活物質を含む複数の構成物質を有する活物質層が集電体の表面に形成された電極体を含む電池であって、前記活物質層に蛍光物質を含む、電池。
【請求項１６】
前記蛍光物質は蛍光粒子である、請求項１５に記載された電池。
【請求項１７】
前記蛍光物質は蛍光基が結合した構成物質である、請求項１５に記載された電池。
【請求項１８】
前記活物質層は、前記活物質層に含まれる複数の構成物質について、前記構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させた、複数の蛍光物質を有する、請求項１５に記載された電池。
【請求項１９】
請求項１５から請求項１８までの何れか一項に記載された電池が搭載された、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極スラリーの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池(lithium-ion secondary battery)及びニッケル水素電池(nickel-metal hydride battery)などの二次電池は、車載用電源、パソコンや携帯電話の電源などに用いられており、その重要性が増している。特に、リチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」と称する）は、エネルギー効率が良く、軽量であるため、車載用電源としての用途が注目されている。
【０００３】
かかるリチウムイオン二次電池には、例えば、電荷担体として機能する化学種を可逆的に吸蔵及び放出し得る材料（活物質）を金属製集電体に保持した電極が用いられる。かかるリチウムイオン二次電池は、セパレータを介在させて、正極の電極と負極の電極とを重ね合わせられる。そして、正極の電極と負極の電極との間に介在された電解液（典型的には非水電解液）をリチウムイオンが行き来することにより充放電する。活物質を集電体に保持させる代表的な方法として、該活物質の粉末を溶媒に分散させたペースト又はスラリー状の組成物（活物質組成物）を電極集電体に付与して活物質主体の層（活物質層）を形成する方法が挙げられる。以下、かかるペースト又はスラリー状の組成物を、適宜、「電極スラリー」という。
【０００４】
高品質の電池を作成する点において、かかる電極スラリーは、電極集電体に付与される際に、十分に混ぜられていることが望ましい。電極スラリーが十分に混ぜられているかを検査する方法は、例えば、特開２００６−１３４７１６号公報（特許文献１）に開示されている。同公報には、正極合剤ペーストの分散性を凝集量なる指標を用いて管理する方法が開示されている。かかる凝集量の測定には粘度計が用いられる。
【０００５】
また、特開２００１−３１３０２７号公報（特許文献２）には、炭素材料を混合するリチウム二次電池用電極スラリーの調製方法において、炭素材料の分散性をＳＶＩ値により評価して調製することが開示されている。ここで用いるＳＶＩ値とは、２種の異なるせん断速度における見掛け粘度の比で表される値のことである。また、技術分野や解決課題は全く異なるが次のような公知技術もある。
【０００６】
また、特開平９−３１８５４３号公報（特許文献３）には、ベントナイトと土砂を混合して成るベントナイト混合土について、ベントナイト混合土の混合状態を検知できる方法が開示されている。すなわち、同公報では、還元条件で紫外線照射により蛍光を発生させ、酸化条件で蛍光を発生しない検査溶液をベントナイト混合土に被着させている。これにより、ベントナイト混合土に紫外線を照射し、ベントナイト混合土の蛍光発生状況からベントナイト混合土の混合状態を検知している。
【０００７】
また、特開２００５−２０７８２５号公報（特許文献４）には、カーボン系材料含有樹脂コンポジット材のカーボン分布の非破壊検査法が開示されている。すなわち、同公報では、カーボン系材料含有樹脂コンポジット材にレーザー光を照射し、該カーボン系材料含有樹脂コンポジット材から生じる該レーザー光により誘起された蛍光の強度を計測する。これにより、該カーボン系材料含有樹脂コンポジット材の内部におけるカーボンの含有分布を測定することが開示されている。
【０００８】
また、特表２００２−５０５４２６号公報（特許文献５）には、固体粒子状物質を識別し、所在を突き止めるための方法が開示されている。すなわち、同公報では、固体粒子状物質の中又は上に近赤外発蛍光団を配合する。これにより、固体粒子状物質を識別し、所在を確認する指標とする方法が開示されている。
【０００９】
また、特開２００２−３５９０１０公報（特許文献６）には、電池ケース内に電解液を注液し、封口して、非水電解質電池を組み立てた後、漏液を検知する方法が開示されている。すなわち、同公報では、電解液に蛍光物質を混合しておき、封口後に、封口部から漏出した蛍光物質に励起エネルギーを吸収させて発光させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１３４７１６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３０２７号公報
【特許文献３】特開平０９−３１８５４３号公報
【特許文献４】特開２００５−２０７８２５号公報
【特許文献５】特開２００２−５０５４２６号公報
【特許文献６】特開２００２−３５９０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
電極スラリーの混ざり具合を検査する方法として、上記の特許文献１、２のように、電極スラリーの粘度に着目して検査する方法がある。かかる方法は、粘度の測定において、電極スラリーの一部をサンプリングして粘度計に供する。このため、かかる検査方法は、電極スラリーの局所的な混ざり具合を検査することはできるが、電極スラリー全体の混ざり具合を正確に検査することが難しい。また、上述した特許文献３から特許文献６までの文献には、粘度に着目せず、スラリー状やペースト状の材料の検査を行っている。これらは、何れも電極スラリーとは直接的な関係がない他の技術分野であり、解決課題が全く異なる技術であり、対象となるスラリー材料やペースト材料が異なり、単純には、電極スラリーの混ざり具合を検査する方法に適用できない。そこで、本発明は、電極スラリーの混ざり具合を検査する新規な検査方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電極スラリーの検査方法は、電極活物質を含む複数の構成物質が溶媒に分散した電極スラリーの混ざり具合を検査する。この電極スラリーの検査方法は、溶媒に対して相溶性を有する蛍光物質を電極スラリーに含ませる蛍光物質含有工程と、蛍光物質含有工程で生成された電極スラリーに光を照射して、電極スラリーに含まれる蛍光物質を発光させる発光工程と、発光工程で発光した蛍光物質の光に基づいて電極スラリーの混ざり具合を検査する検査工程とを備えている。
この検査方法によれば、電極スラリーに含まれている蛍光物質の光に基づいて、電極スラリーの混ざり具合を評価できるので、電極スラリーの混ざり具合をより簡単に検査できる。
【００１３】
この場合、蛍光物質含有工程において蛍光物質として蛍光粒子を電極スラリーに混ぜてもよい。蛍光粒子は、電極スラリーの構成物質のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質の混ざり具合に応じて、電極スラリー内で分散してもよい。この場合、蛍光粒子が発する光に基づいて、電極スラリー内での検査対象となる構成物質の混ざり具合を評価することができる。
【００１４】
例えば、蛍光粒子の平均粒径Ｘ１は、電極スラリーの構成物質のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質の平均粒径Ｘ２とは、−０．０５≦（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ２≦０．０５の関係があってもよい。この場合、蛍光粒子及び電極スラリーの構成物質の挙動が電極スラリー中で同じようになることが期待されるので、検査対象となる構成物質の混ざり具合を評価することができる。
【００１５】
また、蛍光物質含有工程において、電極スラリーに含まれる構成物質に蛍光基を結合させた蛍光物質を電極スラリーに含ませてもよい。この場合、電極スラリーの構成物質自体が蛍光物質として機能するので、検査工程において、蛍光物質から発せられる光に基づいて、構成物質の混ざり具合をより直接的に検知することができる。
【００１６】
また、蛍光物質含有工程において、電極スラリーに含まれる複数の構成物質について、構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させてもよい。この場合、構成物質の種類毎に異なっている光の波長に基づいて、構成物質の種類毎に混ざり具合を検査できる。また、蛍光基を結合させる構成物質が有機材料である場合には、蛍光基は有機結合によって結合してもよい。
【００１７】
次に、本発明の電極スラリーの検査方法を具現化する検査装置は、溶媒に対して相溶性を有する蛍光物質を含む電極スラリーに対し、蛍光物質が発光する条件に応じた光を照射する光源を備えているとよい。この電極スラリーの検査装置は、電極スラリーに含まれた蛍光物質の光に基づいて、電極スラリーの混ざり具合を評価することができる。
【００１８】
また、電極スラリーの検査装置は、光源から照射される光によって、蛍光物質が発光した電極スラリーの画像から、蛍光物質から発せられる光を抽出する分光部を備えていてもよい。この場合、蛍光物質から発せられる光を抽出することによって、蛍光物質からの光をより正確に観測できるので、電極スラリーの混ざり具合をより適切に評価できる。また、電極スラリーの検査装置は、分光部で分光された光の強度を測定する光強度測定部を備えていてもよい。
【００１９】
また、電極スラリーの検査装置は、光源から照射される光によって、蛍光物質が発光した電極スラリーから２次元の受光データを得る２次元受光部を備えていてもよい。この場合、蛍光物質の分布状態を２次元で評価することができるので、蛍光物質の分布状態の評価が容易になる。この場合、電極スラリーの検査装置は、２次元受光部によって得られた２次元の受光データに基づいて、電極スラリー内の混ざり具合を評価する評価部を備えていてもよい。
【００２０】
また、電極スラリーの攪拌装置に前述した電極スラリーの検査装置を組み合わせてもよい。この場合、電極スラリーの攪拌装置は、電極スラリーの検査装置と、攪拌装置を制御する制御部とを備えている。この電極スラリーの攪拌装置の制御部は、当該攪拌装置による電極スラリーを攪拌する工程において、評価部で予め定めた混ざり具合よりも、電極スラリーが混ざったと評価された場合に、攪拌装置による電極スラリーの攪拌を停止させるとよい。この場合、電極スラリーの混ざり具合を一定以上にすることができる。また、攪拌装置を適切なタイミングで停止させることができるので、電極スラリーの品質の安定させることができるとともに、電極スラリーの攪拌に要する時間の短縮を図り、生産性の向上を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の電極スラリーの検査方法を経て作成された電池は、電極活物質を含む複数の構成物質を有する活物質層が集電体の表面に形成された電極体を含んでいる。この電池の活物質層には、蛍光物質を含まれている。また、この電池の活物質層に含まれた蛍光物質は、蛍光粒子であってもよい。また、この電池の活物質層に含まれた蛍光物質は、蛍光基が結合した構成物質であってもよい。また、この電池の活物質層は、活物質層に含まれる複数の構成物質について、構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させた、複数の蛍光物質を有していてもよい。また、上記の電池は、車両用搭載電池として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】容器部に電極スラリーが収容された様子を模式的に示す図。
【図２】リチウムイオン二次電池の電極体を模式的に示す図。
【図３】リチウムイオン二次電池の断面構造を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る電極スラリーの検査方法において、蛍光物質を含む電極スラリーを示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る電極スラリーの検査方法及び検査装置を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電極スラリーの検査装置を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る電極スラリーの検査装置に用いられたセンサーを示す図。
【図８】電池を搭載した車両を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係る電極スラリーの検査方法を図面に基づいて説明する。なお、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００２４】
ここでは、リチウムイオン二次電池の電極スラリーの検査方法を例に挙げて説明する。図１は、電極スラリー３０を収容した容器１１００を示している。また、図１中の吹き出し部Ａに示すように、電極スラリー３０は、電極活物質３１、導電材３２、バインダー３３（結着剤）、増粘剤３４など活物質層２３、２７（図２参照）を形成する複数の構成物質が溶媒３６に分散している。ここで、電極活物質３１は、所定の化学種（リチウムイオン二次電池では、リチウム：Li）を可逆的に吸蔵及び放出し得る物質である。また、導電材３２は、所要の導電性を有する物質であり、活物質層２３、２７の導電性を高めるべく、電極スラリー３０に混ぜられる。バインダー３３（結着剤）は、活物質層２３、２７に含まれる材料同士を結着させる材料である。また、増粘剤は、電極スラリー３０の粘度を高めるために添加される材料である。
【００２５】
なお、かかる電極スラリー３０の構成物質は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池の電極スラリー３０に用いられる物質を種々選択するとよい。また、電極スラリー３０に含まれる構成物質の代表的なものとして、電極活物質３１、導電材３２、バインダー３３、増粘剤３４を挙げたが、電極スラリー３０に含まれる構成物質はこれらに限定されず、電極スラリー３０は、他の機能を有する物質を含んでいてもよい。かかる電極スラリー３０は、溶媒３６に対して、各構成物質が所定の分量で配合され、所要の粘度を有するように調整される。電極スラリー３０は、電極活物質３１を含む活物質層２３、２７（図２参照）を形成するのに用いられる。
【００２６】
図２は、リチウムイオン二次電池の電極体２０を示している。電極活物質を含む活物質層２３、２７は、電極体２０の集電体２２、２６（集電箔）の表面に形成されている。かかる活物質層２３、２７は、電極スラリー３０（図１参照）を集電体２２、２６（集電箔）に塗り、乾燥させることによって形成されている。なお、図２に示す電極体２０は、それぞれシート状の正極２１と負極２５を、シート状のセパレータ２９を介在させて重ねて捲回した捲回電極体である。
【００２７】
かかる捲回電極体２０は、図３に示すように、電池ケース１２に収容される。図示は省略するが、電池ケース１２には、電解液が注入されており、捲回電極体２０はかかる電解液に浸漬している。かかるリチウムイオン二次電池１０は、充放電において、電極１６を通して電子が行き来するとともに、正極２１と負極２５（図２参照）の活物質層２３、２７が、リチウム（Li）を貯蔵したり、放出したりする。かかるリチウムイオン二次電池の性能を向上させるためには、図２に示す活物質層２３、２７を全体として均一に機能させるのがよい。活物質層２３、２７を全体として均一に機能させるためには、集電体２２、２６に電極スラリー３０（図１参照）を塗工する際に、電極スラリー３０に含まれる構成物質が十分に混ざっていることが望ましい。
【００２８】
この実施形態では、電極スラリーの検査方法は、電極スラリー３０の混ざり具合を検査する。かかる電極スラリーの検査方法では、蛍光物質含有工程と、発光工程と、検査工程とが順に行われる。
【００２９】
蛍光物質含有工程は、図４に示すように、溶媒３６に対して相溶性を有する蛍光物質４０を電極スラリー３０Ａに含ませる工程である。ここで、「溶媒３６に対して相溶性を有する蛍光物質４０」とは、蛍光物質４０が、溶媒３６に対して相互になじみ易く（親和性を有し）、溶液又は混和物を形成し易い性質を有していることを意味する。なお、電極スラリー３０Ａは、所要の粘度を有する。このため、電極スラリー３０Ａ内で蛍光物質４０が早期に分散するには、強制的に攪拌されることが必要になる。図５は、蛍光物質含有工程で生成された電極スラリー３０Ａが攪拌装置１２００によって攪拌される様子を示している。また、図５は、この検査方法の発光工程と検査工程を示している。この実施形態では、図５に示すように、電極スラリー３０Ａを攪拌しながら、発光工程、検査工程を実施できる。なお、攪拌装置１２００については後で述べる。
【００３０】
次に、発光工程は、図５に示すように、蛍光物質含有工程で生成された電極スラリー３０Ａに光Ｌを照射して、電極スラリー３０Ａに含まれる蛍光物質４０を発光させる工程である。この実施形態では、電極スラリー３０Ａが入れられる容器１１００は、透明な容器が用いられている。そして、光源１３００によって、容器１１００の側面から電極スラリー３０Ａに光Ｌを照射する。これによって、電極スラリー３０Ａに含まれる蛍光物質４０を発光させることができる。この実施形態では、発光工程で発光した蛍光物質４０の光Ｆは、容器１１００の側面から観察することができる。
【００３１】
検査工程は、発光工程で発光した蛍光物質４０の光Ｆに基づいて電極スラリーの混ざり具合を検査する工程である。この場合、攪拌が進むにつれて、蛍光物質４０が電極スラリー３０Ａ内で分散する。このため、検査工程では、蛍光物質４０の光Ｆが、容器１１００内で徐々に広がる様子を観察することができる。検査工程では、蛍光物質４０の光Ｆを目視で観察することができる。そして、蛍光物質４０の光Ｆに基づいて電極スラリーの混ざり具合を評価することもできる。このように、この検査方法では、上述した蛍光物質含有工程、発光工程、検査工程が行われる。そして、発光工程で発光した蛍光物質４０の光Ｆに基づいて電極スラリーの混ざり具合を評価することができる。
【００３２】
かかる検査工程では、図５に示すように、発光工程で発光した蛍光物質４０に基づく光Ｆを抽出するとよい。この実施形態では、観測装置２００は、分光部１４００と、受光部１５００を備えている。分光部１４００は、発光工程で発光した蛍光物質４０に基づく光Ｆを抽出する。かかる分光部１４００は、例えば、光学フィルターや、分光器によって、例えば、光の波長などに基づいて、蛍光物質４０が発する光Ｆを抽出するとよい。これにより、蛍光物質４０に基づく光Ｆをより正確に観測できる。
【００３３】
ここで、図４に示すように、蛍光物質４０として、例えば、電極スラリー３０に蛍光粒子を混ぜるとよい。例えば、溶媒３６に、電極活物質３１、導電材３２、バインダー３３（結着剤）、増粘剤３４などを混ぜて、予め電極スラリー３０を生成し、その後に、電極スラリー３０に蛍光物質４０としての蛍光粒子を入れるとよい。なお、電極スラリー３０の溶媒３６に、蛍光粒子４０を混ぜるタイミングは、これに限定されず、種々の方法がある。例えば、溶媒３６に、電極活物質３１、導電材３２、バインダー３３（結着剤）、増粘剤３４などを混ぜる工程の中で、適当なタイミングで蛍光粒子４０を溶媒３６に入れるとよい。一例を挙げると、溶媒３６に、導電材３２とバインダー３３（結着剤）と増粘剤３４を混ぜ、その後に、電極活物質３１と、蛍光粒子４０を混ぜてもよい。
【００３４】
また、蛍光粒子４０は、溶媒３６に対して相溶性を有しているとよい。電極スラリー３０に用いられる溶媒には、有機系の溶媒と、水系の溶媒があり、電極スラリー３０の構成物質３１〜３４などを考慮して、適当な溶媒が選択される。したがって、蛍光粒子４０を用いる場合には、電極スラリー３０に用いられる溶媒３６に対して、相溶性を有する蛍光粒子を選択するとよい。
【００３５】
このように溶媒３６に蛍光粒子４０を混ぜることによって、電極スラリー３０Ａに光を照射すると、蛍光粒子４０が発光する。これにより、蛍光粒子４０が発する光に基づいて、電極スラリー３０Ａに含まれる電極スラリーの混ざり具合を評価することができる。
【００３６】
かかる蛍光粒子４０としては、例えば、所定の光が照射された際に発光する性質を有する粒子であるとよい。このような粒子は、例えば、国際公開番号ＷＯ２００５/０２３９６１に開示されている。また、同公報に開示されるものに限らず、所定の光が照射された際に発光する性質を有する種々の粒子から、当該電極スラリー３０に添加する蛍光粒子４０として適当なものを選択するとよい。例えば、電極スラリーの溶媒には、有機系溶媒と、水系溶媒がある。そのような溶媒の種類や、検査対象となる構成物質の粒径、また、電極スラリーや活物質層に残留した場合に、電池性能などに不具合を生じさせないことなどを考慮して当該電極スラリー３０に添加する蛍光粒子４０を選択するとよい。
【００３７】
また、この場合、蛍光粒子４０は、電極スラリー３０の構成物質３１〜３４のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質の混ざり具合に応じて、電極スラリー３０内で分散する性質を備えているものを用いてもよい。この場合、検査対象となる構成物質の混ざり具合に応じて、蛍光粒子４０が電極スラリー３０内で分散する。このため、当該蛍光粒子４０が発する光に基づいて、電極スラリー３０Ａ内での検査対象となる構成物質の混ざり具合を評価することができる。
【００３８】
例えば、電極スラリーの構成物質３１〜３４のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質と、蛍光粒子４０が類似の粒径を有しているとよい。これにより、電極スラリー３０中で、検査対象となる構成物質と、蛍光粒子４０との大きさが同じ程度になる。このため、両者の挙動が同じようになることが期待できる。
【００３９】
例えば、電極スラリーの構成物質３１〜３４のうち混ざり具合を検査する検査対象となる構成物質を電極活物質３１とする。蛍光粒子４０の平均粒径をＸ１とし、検査対象となる電極活物質３１の平均粒径をＸ２とする。この場合、検査対象となる電極活物質３１に対して、−０．０５≦（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ２≦０．０５となる蛍光粒子４０を選択するとよい。すなわち、蛍光粒子４０と電極活物質３１の平均粒径の差（Ｘ２−Ｘ１）が、電極活物質３１の平均粒径Ｘ２の±５％以内であるように蛍光粒子４０の粒径が調整されたものを選択するとよい。この場合、検査対象となる構成物質（電極活物質３１）と蛍光粒子４０の粒径が概ね同じようになり、電極活物質３１と蛍光粒子４０との挙動が電極スラリー３０中で同じようになることが期待できる。このため、上述した検査工程で、検査対象となる構成物質（電極活物質３１）の混ざり具合を評価することができる。
なお、より好ましくは、検査対象となる構成物質（電極活物質３１）に対して、−０．０３≦（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ２≦０．０３となる蛍光粒子４０を選択するとよい。これにより、−０．０５≦（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ２≦０．０５となる蛍光粒子４０を選択した場合よりも、電極スラリー３０中の電極活物質３１と蛍光粒子４０との挙動が近似することが期待できる。さらには、検査対象となる構成物質（電極活物質３１）と蛍光粒子４０との粒度分布が概ね揃っているとよい。これにより、電極スラリー３０中で、両者が似た挙動を示すことが期待できる。検査対象となる構成物質の大きさと、蛍光粒子４０の大きさをどの程度近似させるかは、電極スラリー３０の他の構成物質の大きさなどとの相対的な関係を勘案して決めるとよい。
【００４０】
以上、蛍光物質４０として、溶媒３６に蛍光粒子を混ぜた実施形態を例示したが、蛍光物質４０の態様は、かかる態様に限定されない。例えば、蛍光物質含有工程では、電極スラリー３０に含まれる構成物質に蛍光基を結合させてもよい。ここで、蛍光基は、所定の光が照射された際に発光する性質を有する機能基（functional group）である。かかる蛍光基としては、種々知られており、適当なものを採用するとよい。すなわち、かかる蛍光基を、電極スラリー３０に含まれる構成物質に結合し、当該構成物質と一体となって移動するように構成した分子を、上述した蛍光物質４０として機能させてもよい。また、蛍光基と、電極スラリー３０に含まれる構成物質との結合は、適当な結合方法を採用するとよい。かかる結合には、有機的な結合や無機的な結合を適宜採用するとよい。例えば、電極スラリー３０に含まれる構成物質が有機的な物質であれば、有機的な結合（有機結合）を採用してもよい。
【００４１】
この場合、電極スラリー３０に含まれる構成物質に、所定の光が照射された際に発光する性質を有する機能基（蛍光基）が結合される。このため、電極スラリー３０に所定の光が照射された際に、当該構成物質が、それ自体発光し、蛍光物質４０として機能する。このため、検査工程において、蛍光物質４０から発せられる光に基づいて、構成物質の混ざり具合をより直接的に検知することができる。
【００４２】
また、この場合、電極スラリー３０に含まれる複数の構成物質３１〜３４について、構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させてもよい。この場合、構成物質の種類毎に、蛍光基によって発光する光の波長が異なる。このため、検査工程では、発光する光に基づいて、構成物質の種類毎に混ざり具合を検査できる。かかる検査によって、一部の構成物質が電極スラリー３０に混ざりにくい場合には、電極スラリー３０の混練時間を延長したり、電極スラリー３０を生成する際に、当該混ざりにくい構成物質よりも混ざりやすい物質を用いたりするなどの対処をするとよい。
【００４３】
このように、この検査方法によれば、電極スラリー３０に含ませる蛍光物質４０を、いわゆる「蛍光プローブ（fluorescent probe）」として使用し、かかる蛍光物質４０から発せられる光Ｆによって、電極スラリー３０の混ざり具合を評価することができる。
【００４４】
かかる電極スラリーの検査方法を具現化する検査装置１０００は、例えば、図５に示すように、溶媒３６に対して相溶性を有する蛍光物質４０を含む電極スラリー３０Ａに光Ｌを照射し、電極スラリー３０Ａに含まれる蛍光物質４０を発光させる光源１３００を備えているとよい。この場合、蛍光物質４０から発せられる光Ｆによって、電極スラリー３０の混ざり具合を評価することができる。この場合、光源１３００は、蛍光物質４０を適切に発光させることができるように、蛍光物質４０が発光する条件に応じた光を照射するとよい。かかる光源１３００には、例えば、キセノンランプや紫外線ランプなどを用いるとよい。
【００４５】
また、検査装置１０００は、光源１３００から照射される光によって、蛍光物質４０が発光した電極スラリー３０Ａの画像から、蛍光物質４０から発せられる光Ｆを抽出する分光部１４００を備えているとよい。これにより、蛍光物質４０から発せられる光Ｆを抽出して、電極スラリー３０Ａを観察でき、電極スラリー３０Ａの混ざり具合をより適切に評価できる。この実施形態では、分光部１４００で分光された光Ｆ１は、受光部１５００で受光される。
【００４６】
この実施形態では、受光部１５００は、２次元の受光データを得る２次元受光部で構成されている。この２次元受光部は、光源１３００から照射される光Ｌによって、蛍光物質４０が発光した電極スラリー３０Ａから２次元の受光データを得ている。これにより、蛍光物質４０の分布状態を２次元で評価することができ、蛍光物質４０の分布状態の評価が容易になる。かかる２次元受光部としては、例えば、直線状に並べたフォトダイオードアレイ（photodiode array）を走査させて、２次元の受光情報を得ることができる。また、平面に均一にフォトダイオードアレイを並べた、２次元フォトダイオードアレイを用いて、２次元の受光情報を得ることができる。また、顕微機構を有する光ファイバーから２次元画像を取り出すこともできる。
【００４７】
また、検査装置１０００は、分光部１４００で分光された光Ｆの強度を測定する光強度測定部を備えているとよい。この場合、受光部としては、光の強度（光量）を測定する機能を備えているとよい。例えば、フォトダイオードや、光電子倍増管などを用いるとよい。
【００４８】
この場合、受光部１５００で得られた電極スラリー３０Ａの画像を、演算処理部１６００（コンピュータ）を用いた画像処理技術を用いて、蛍光物質４０から発せられた光Ｆを抽出することができる。この場合、例えば、受光部１５００で得られた電極スラリー３０Ａの画像に対して、光の強度（光量）などに予め閾値を設け、２値化して、蛍光物質４０から発せられた光Ｆを抽出することができる。このようにして得られる蛍光物質４０から発せられた光Ｆの抽出画像からは、蛍光物質４０の位置や大きさなどの種々の情報を取得することができる。これらの情報から、各蛍光物質４０の距離や、蛍光物質４０の分散度合いなどを求めることができる。かかる蛍光物質４０の分散度合いによって電極スラリー３０Ａの混ざり具合を定量化することができる。
【００４９】
このように、検査装置１０００は、２次元受光部によって得られた２次元の受光データに基づいて、電極スラリー３０Ａ内の混ざり具合を評価する評価部１７００を備えていてもよい。この場合、電極スラリー３０Ａの混ざり具合は、例えば、上述した蛍光物質４０の分散度合いによって定量化できる。この定量化された電極スラリー３０Ａの混ざり具合は、電極スラリー３０Ａの品質を示す指標として用いることができる。
【００５０】
次に、上述した電極スラリーの攪拌装置１２００について説明する。この実施形態では、攪拌装置１２００は、演算処理部１６００によって制御される。すなわち、演算処理部１６００は、攪拌装置１２００を制御する制御部として機能する。ここで、攪拌装置１２００による電極スラリー３０Ａを攪拌する工程において、制御部としての演算処理部１６００は、評価部１７００に基づいて、予め定めた混ざり具合よりも電極スラリー３０Ａが混ざったと評価された場合に、攪拌装置１２００による電極スラリー３０Ａの攪拌を停止させてもよい。
【００５１】
この実施形態では、攪拌装置１２００は、先端に攪拌翼１２４０が付いた攪拌棒１２２０を備えている。そして、攪拌翼１２４０を電極スラリー３０Ａが入った容器１１００に入れて、モータ等の駆動機構１２１０によって攪拌棒１２２０を回す。かかる攪拌装置１２００によれば、駆動機構１２１０によって攪拌棒１２２０を回すことによって、攪拌翼１２４０が容器１１００の内部で回転し、電極スラリー３０Ａを掻き混ぜる。なお、攪拌装置１２００の構造はかかる構造に限定されない。
【００５２】
電極スラリー３０Ａの攪拌を停止させる機構は、例えば、演算処理部１６００に予め設定したプログラム等により実現できる。すなわち、演算処理部１６００で求められる蛍光物質４０の分散度合いに対して、予め閾値を設けておき、蛍光物質４０の分散度合いが当該閾値を超えた場合に、電極スラリー３０Ａの攪拌を停止させる制御信号を、攪拌装置１２００に送るようにするとよい。この場合、電極スラリー３０Ａがある一定程度混ざったときに、電極スラリー３０Ａの攪拌を停止させる制御信号が送られる。これにより、電極スラリー３０Ａの混ざり具合を、一定以上にすることができる。また、攪拌装置１２００を適切なタイミングで停止させることができる。このため、電極スラリー３０Ａの品質の安定させることができるとともに、電極スラリー３０Ａの攪拌に要する時間の短縮を図り、生産性の向上を図ることができる。
【００５３】
かかる攪拌装置１２００によって、適当に掻き混ぜられた電極スラリー３０Ａは、図２に示すように、集電体２２、２６の表面に塗工される。かかる電極スラリー３０Ａが塗工された電極体２０を有する電池１０（図３参照）は、電極活物質を含む複数の構成物質３１〜３４を有する活物質層２３、２７に蛍光物質４０を含んでいる。この場合、蛍光物質４０の形態としては、上述したように蛍光粒子として独立した粒子で存在する場合と、電極スラリー３０Ａに含まれる構成物質に、蛍光基が結合した形態で存在する場合とがある。また、当該活物質層２３、２７に含まれる複数の構成物質３１〜３４について、構成物質毎に発せられる光の波長が異なるように、それぞれ異なる蛍光基を結合させた、複数の蛍光物質を有していてもよい。
【００５４】
以下、電極スラリー３０Ａに用いられる材料について一例を挙げる。なお、以下の材料は、特に、言及されない限りにおいて、本発明を限定するものでない。
【００５５】
例えば、正極用の電極スラリー３０の電極活物質には、リチウムニッケル系酸化物、リチウムコバルト系酸化物及びリチウムマンガン系酸化物から選択される一種又は二種以上のリチウム遷移金属酸化物を用いるとよい。他方、負極用の電極スラリー３０の電極活物質には、例えば、グラファイトなどのカーボン系材料を用いるとよい。また、活物質層２３、２７の導電性を高める導電材には、例えば、カーボン粉末やカーボンファイバーなどのカーボン材料が好ましく用いられる。また、導電材には、ニッケル粉末などの導電性金属粉末を用いてもよい。さらに、導電材として、カーボン材料と導電性金属粉末を併用してもよい。バインダー（結着材）には、有機溶剤に対して実質的に不溶性であって、水に溶解又は分散するポリマー材料を好ましく用いられる。例えば、バインダーのポリマー材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：poly tetra fluoro ethylene）などを用いてもよい。また、増粘剤には、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ：carboxy methyl cellulose）、メチルセルロース（ＭＣ：methyl cellulose）、エチルセルロース（ＥＣ：ethyl cellulose）などのポリマー材料を用いることができる。
【００５６】
以上、リチウムイオン二次電池用の電極スラリーを例示して、本発明に係る電極スラリーの検査方法及び検査装置を説明したが、本発明は、リチウムイオン二次電池用の検査に限られない。すなわち、本発明に係る電極スラリーの検査方法及び検査装置は、リチウムイオン二次電池以外の電池についても、電極スラリーの混ざり具合の検査に用いることができる。
【００５７】
蛍光粒子には、例えば、フルオレセイン、メロシアニン、エオシン、エスクリン、アントラセン、テルフェニル、チオフラビン、ローダミンＢ、サリチル酸ナトリウム及びジアミノスチルベン誘導体、希土類蛍光錯体などが挙げられる。また、マイクロビーズや高分子材料に機能基（蛍光基）を導入したものを蛍光粒子として用いてもよい。
【００５８】
マイクロビーズは、微小粒径の粒状体であり、例えば、粒径が概ね揃ったシリカゲル(silica gel)の微小粉末を用いることができる。また、かかるマイクロビーズは、所要の平均粒径を有するマイクロビーズが市販されている。また、高分子材料は、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリサルファイドを用いることができる。高分子材料は、例えば、平均分子量等を管理して、所要の大きさの高分子材料を用いるとよい。また、マイクロビーズや高分子材料には、電極スラリーに混ぜた場合に不具合を生じさせない材料を選択するとよい。
【００５９】
また、電極スラリーの構成物質やマイクロビーズや高分子材料などに結合させる機能基（蛍光基）には、例えば、クマリン、キノキサリン、希土蛍光錯体などが挙げられる。かかる機能基（蛍光基）についても、電極スラリーに混ぜられた場合に不具合を生じさせないものを選択するとよい。
【００６０】
また、マイクロビーズや高分子材料に機能基（蛍光基）を導入する方法には、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、水酸基などの反応基を有するマイクロビーズや高分子材料に、機能基（蛍光基）を結合させる方法がある。機能基（蛍光基）を結合させる方法には、例えば、共有結合や水素結合など種々の科学的方法を用いることができる。また、水系の溶媒が用いられている場合には、疎水性相互作用などによって蛍光物質をマイクロビーズや高分子材料に吸着させてもよい。
【００６１】
例えば、電極活物質又は導電材を検査対象にする場合、蛍光粒子には、電極活物質又は導電材に類似するように粒径の大きさを選択したマイクロビーズに機能基（蛍光基）を導入したものを用いるとよい。また、例えば、バインダー又は増粘剤を検査対象にする場合、蛍光粒子には、バインダー又は増粘剤の重合度と類似するように重合度を選択した高分子材料に機能基（蛍光基）を導入したものを用いるとよい。
【００６２】
また、正極用の電極スラリーには、Ｎ−メチルピロリドンからなる溶媒に、リチウムニッケル系酸化物からなる電極活物質と、導電材と、バインダーとを混入した電極スラリーが用いられる場合がある。以下、かかる電極スラリーの混ざり具合を検査する方法について、一例を説明する。例えば、電極活物質、導電材及びバインダーの重量配合比が、電極活物質が９２％、導電材が５％、バインダーが３％であるとする。また、電極スラリーの固形分比が４９％で、バインダーの固形分比が５％であるとする。この場合、電極スラリー中、導電材及びバインダーの重量配合比が少ない。このため、かかる電極スラリーの混ざり具合を検査する場合には、導電材又はバインダーを検査対象として選択するとよい。導電材を検査対象とする場合、蛍光物質には、例えば、導電材に粒径が類似したマイクロビーズに蛍光基を導入した蛍光粒子を用いるとよい。また、バインダーを検査対象とする場合、蛍光物質には、例えば、バインダーに類似した重合度を有した高分子材料に蛍光基を導入した蛍光粒子を用いるとよい。また、導電材とバインダーの何れか一方を検査対象としてもよいし、導電材とバインダーの両方を検査対象としてもよい。導電材とバインダーの両方を検査対象とする場合、導電材を検査対象とする蛍光粒子とバインダーを検査対象とする蛍光粒子とは、それぞれ発光する光の波長が異なるように、異なった波長の光を発する蛍光基を導入するとよい。これにより、導電材の混ざり具合と、バインダーの混ざり具合をそれぞれ検査することができる。
【００６３】
また、負極用の電極スラリーには、水系溶媒に、カーボン粒子からなる電極活物質と、増粘剤と、バインダー（結着材）とを混入した電極スラリーが用いられる場合がある。以下、かかる電極スラリーの混ざり具合を検査する方法について、一例を説明する。例えば、電極活物質、増粘剤及びバインダーの重量配合比が、電極活物質が９８％、増粘剤が１％、バインダーが１％であるとする。また、この電極スラリーの固形分比が４７％とする。この場合、増粘剤及びバインダーの重量配合比が少ない。このため、増粘剤又はバインダーを検査対象として選択するとよい。増粘剤を検査対象とする場合、蛍光物質には、例えば、共有結合によって増粘材に蛍光基を結合させた蛍光物質を用いるとよい。また、バインダーを検査対象とする場合、蛍光物質には、例えば、バインダーに類似した重合度を有した高分子材料に蛍光基を導入した蛍光粒子を用いるとよい。また、増粘剤とバインダーの何れか一方を検査対象としてもよいし、増粘剤とバインダーの両方を検査対象としてもよい。増粘剤とバインダーの両方を検査対象とする場合、増粘剤を検査対象とする蛍光粒子とバインダーを検査対象とする蛍光粒子とは、それぞれ発光する光の波長が異なるように、異なった波長の光を発する蛍光基を導入するとよい。これにより、増粘剤の混ざり具合と、バインダーの混ざり具合をそれぞれ検査することができる。
【００６４】
上記のように、電極スラリーの構成物質のうち、重量配合比が比較的少ない構成物質の混ざり具合を検査することによって、電極スラリーの混ざり具合を評価してもよい。すなわち、重量配合比が比較的多い構成物質よりも、重量配合比が比較的少ない構成物質で評価した方が、電極スラリーの混ざり具合をより適切に評価することができる。
【００６５】
次に、電極スラリーの検査方法を具現化する検査装置の他の実施形態を説明する。他の実施形態として、例えば、図６及び図７に示す検査装置１０００は、容器１１００に、投光部１８２０と受光部１８４０とを備えたセンサー１８００が取り付けられている。
【００６６】
この実施形態では、容器１１００は、ステンレス製の容器で構成されている。当該容器１１００には、適当な位置に検査孔１１２０が設けられている。検査孔１１２０は、容器１１００の構造上、又は、攪拌装置（図示省略）の構造上、容器１１００内で電極スラリー３０（図４参照）が滞留し易い位置に取り付けられている。この場合、容器１１００内で電極スラリー３０が滞留し易い位置は、例えば、予め試験を行うことによって調べるとよい。図６に示す例では、容器１１００の側周面及び底面の適当な位置に、複数（図示例では４つ）の検査孔１１２０が設けられている。
【００６７】
また、検査孔１１２０は、この実施形態では、容器１１００内の電極スラリー３０（図４参照）が観測できるように、容器１１００の側面に形成した孔に、透明な観測窓を設けているとよい。かかる観測窓は、例えば、所要の強度を有するアクリル板や強化ガラスなどの透明な材料で構成するとよい。また、かかる観測窓は、所要の光を透過でき、かつ、所定の光に対して蛍光しない材料で構成するとよい。この実施形態では、検査孔１１２０には当該観測窓を通じてセンサー１８００が取り付けられている。
【００６８】
また、この実施形態では、センサー１８００は、図７に示すように、先端に投光部１８２０と受光部１８４０を備えた管状の部材で構成されている。この場合、受光部１８４０は、２次元に受光センサーが並んだ２次元受光センサーを端面に備えた受光センサーで構成するとよい。かかる２次元受光センサーは、例えば、浜松ホトニクス株式会社製の２次元受光センサーを用いて製作することができる。また、受光部１８４０は、この実施形態では、光ファイバーで構成し、上述した受光部１８４０の端面の周りに配設するとよい。
【００６９】
このセンサー１８００は、図６に示すように、容器１１００に設けられた検査孔１１２０に差込み、検査孔１１２０に設けられた観測窓（図示省略）から、容器１１００内の電極スラリー３０（図４参照）を観測できるように構成するとよい。この場合、投光部１８２０から電極スラリー３０に光を当てることによって、電極スラリー３０に含まれる蛍光物質４０を発光させることができる。そして、かかる蛍光物質４０の光を、受光部１８４０で観測することができる。
【００７０】
この場合、蛍光物質４０の発光情報を、２次元の受光センサーを通じて得ることができ、かかる２次元の受光データを解析することによって、容器１１００内の電極スラリー３０の混ざり具合を観測することができる。この場合、容器１１００の複数個所に設けられたセンサー１８００の受光データを解析し、容器１１００の複数個所で蛍光物質４０の分散度合いがそれぞれ適当な分散度合いを示した場合に、容器１１００中の電極スラリー３０が適当に混ざり合ったことを判定するようにしてもよい。この場合、受光データを解析、当該解析結果に基づく判定をコンピュータに予め設定したプログラムなどによって、当該判定が自動的に行えるようにしてもよい。また、攪拌装置（図示省略）で攪拌しつつ、かかる判定を行い、電極スラリー３０が適当に混ざり合ったことと判定された場合に、当該判定に基づいて、攪拌装置が攪拌動作を停止させるように、攪拌装置を制御してもよい。
【００７１】
なお、検査装置１０００は、かかる構成に限定されず、例えば、容器１１００の材質、形状、検査孔１１２０の構造、センサー１８００の構造などは、上記構造に限定されない。また、コンピュータによる判定や、攪拌装置の制御についても一例を示すに過ぎず、上記の実施形態に限定されない。
【００７２】
以上のように、上述した実施形態によれば、電極スラリーの混ざり具合を適切に検査することができ、当該電極スラリーの混ざり具合を適切に調整することができる。かかる電極スラリーを用いて作製された電池は、活物質層及び電極体の品質が高くなる。このため、かかる電極スラリーを用いて作製された電池は、図８に示すように、高出力で、長寿命であることが特に求められる車両１（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）に搭載される電池１０として、特に好適である。
【００７３】
以上、本発明の一実施形態に係る電極スラリーの検査方法を説明したが、本発明に係る電極スラリーの検査方法は、上記に限定されない。
【符号の説明】
【００７４】
１  車両
１０  リチウムイオン二次電池（電池）
１２  電池ケース
１６  電極
２０  捲回電極体（電極体）
２１  正極
２２、２６  集電体
２３、２７  活物質層
２５  負極
２９  セパレータ
３０  電極スラリー
３１  電極活物質
３２  導電材
３３  バインダー
３４  増粘剤
３６  溶媒
４０  蛍光物質（蛍光粒子、蛍光基を結合させた電極スラリーの構成物質）
２００  観測装置
１０００  検査装置
１１００  容器
１１２０  検査孔
１２００  攪拌装置
１２１０  駆動機構
１２２０  攪拌棒
１２４０  攪拌翼
１３００  光源
１４００  分光部
１５００  受光部
１６００  演算処理部
１７００  評価部
１８００  センサー
１８２０  センサーの光源
１８４０  センサーの受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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