(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子における電極材料成分の配合が正規に成されたか判断するための検査方法において、
前記電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断することを特徴とする電極材料の検査方法。
【請求項２】
蓄電素子における電極材料成分の配合が正規に成されたか判断するための検査方法において、
所定の圧力で加圧成形した前記電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断することを特徴とする電極材料の検査方法。
【請求項３】
一定範囲の粒径を有する電極材料を使用することを特徴とする請求項２に記載の電極材料の検査方法。
【請求項４】
前記電極材料を絶縁性の筒状体に充填すると共に、当該電極材料を前記筒状体の開口部より導電性の加圧冶具にて所定圧で加圧・圧縮し、
その際の前記加圧冶具間の電気抵抗値を測定し、当該電気抵抗値が一定範囲内にある場合に限り良品とすることを特徴とする請求項２または請求項３の何れかに記載の電極材料の検査方法。
【請求項５】
前記蓄電素子がアルカリ電池であることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の電極材料の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池やコンデンサ等の蓄電素子における電極材料成分の配合に係わる検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蓄電素子の製造においては、電極材料成分配合時（例えば、アルカリ電池の正極合剤では、二酸化マンガンと黒鉛の混合材料を使用）の品質確認方法として、合剤の外観比重や水分の測定等の検査を行っていた。ところが、このような検査方法だけでは合剤の配合ミス（電極材料の種類や配合量の異常）を正確に発見できないことが有り、そのまま工程が進んで電池組立後の特性検査において初めて異常が発見されるケースもあった。例えば、前記合剤の配合量に異常が有ると、電池の内部抵抗が所定値より大きくなり、組立後の特性検査で所定の電流が流れないといった現象である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、電極材料の配合ミスが電池組立後の検査まで発見されない場合、異常な電極材料が長時間に渡って継続して配合されてしまうことになり、不良品が大量に発生してしまう。これでは、極めて不経済である。
【０００４】
また、配合ミスを確実に発見するためには配合組成比の定量分析が有効であるが、これには多くの時間を要することから、現状では電極材料の製造工程中で逐次実施する有効な手段はなかった。
【０００５】
本発明は、上記従来の検査方法の問題点に鑑みて成されたもので、加圧成形した電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断するようにした、簡単で、且つ確実な電極材料の検査方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の電極材料の検査方法は、蓄電素子における電極材料成分の配合が正規に成されたか判断するための検査方法において、前記電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断することを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に記載の電極材料の検査方法は、蓄電素子における電極材料成分の配合が正規に成されたか判断するための検査方法において、所定の圧力で加圧成形した前記電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断することを特徴としている。
【０００８】
所謂、蓄電素子の電極材料は、その原料となる各材料成分の配合比に応じて固有の電気抵抗値を示す。従って、予め製造する電極材料の配合組成比とその配合組成比における電気抵抗値の相関関係を求めておくことにより、製造工程において許容可能な配合組成比の上限および下限に対応する電気抵抗値を明確に設定することができる。そして、この電気抵抗値の範囲内を良品として品質管理すれば、後工程に大量の不良品が流れるといった不都合を回避することができる。また、抵抗測定の際、電極材料を加圧成形することにより得られる電気抵抗値は安定する。
【０００９】
また、請求項３に記載の電極材料の検査方法は、一定範囲の粒径を有する電極材料を使用することを特徴としている。
【００１０】
サンプル電極材料（検査用電極材料）の粒径を揃えることによって電気抵抗値のバラツキを抑え、より信頼性の高い配合組成比の確認が行える。
【００１１】
また、請求項４に記載の電極材料の検査方法は、前記電極材料を絶縁性の筒状体に充填すると共に、当該電極材料を前記筒状体の開口部より導電性の加圧冶具にて所定圧で加圧・圧縮し、その際の前記加圧冶具間の電気抵抗値を測定し、当該電気抵抗値が一定範囲内にある場合に限り良品とすることを特徴としている。
【００１２】
このように本検査方法では、専用冶具に電極材料を充填して加圧するだけの簡単操作であるので、電極材料の検査は製造工程の流れの中で実施でき、短時間で配合組成比の良否判定を行うことができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の電極材料の検査方法は、前記蓄電素子がアルカリ電池であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２に基づいて、本発明をアルカリ電池に適用した場合の実施形態を説明する。
【００１５】
一般に、筒型アルカリ電池に用いられている正極合剤として、正極活物質である二酸化マンガン（ＭｎＯ２）に炭素材料を混合したものが広く知られている。ここで、前記炭素材料は、正極合剤中に分散している二酸化マンガン粒子に有効に電子を運ぶ導電助剤として機能し、且つ、正極合剤を中空円筒状に加圧成形する時の潤滑材としても機能する。
【００１６】
この導電助剤として用いられる炭素材料の条件は、▲１▼導電性に優れていること、▲２▼電解液の保液性に優れていること、▲３▼合剤の成形性（潤滑性向上）に優れていること等であり、これらの条件を備えた材料として専ら黒鉛（Ｇｒ）が使用されている。ところが、正極合剤の導電性や成形性を重視して黒鉛の添加量を多くし過ぎると、その分合剤中の正極活物質の量が減少して電池組立後の電池放電容量が低下し、逆に黒鉛の含有量が少な過ぎると加圧成形時に合剤の剥がれや割れが発生する等といった弊害を招くことになる。
【００１７】
このような事情から、高品質の正極合剤を得るには二酸化マンガンと黒鉛の配合比（ＭｎＯ２／Ｇｒ比）を常に好適な一定範囲に管理する必要があった。図２は、上記配合組成比に対する電極材料の電気抵抗特性を示しており、前記正極合剤において、Ｇｒの含有量が多い（すなわち、ＭｎＯ２／Ｇｒ比が小さい）程電気抵抗値は小さくなり、逆にＧｒの含有量が少ない（ＭｎＯ２／Ｇｒ比が大きい）程電気抵抗値は大きくなる傾向を示し、その変化量は指数関数的である。本実施形態では、ＭｎＯ２／Ｇｒ比の範囲Ａ〜Ｂを正常と見なせる配合組成比の許容範囲としている。
【００１８】
本発明は、正極合剤や負極合剤等、蓄電素子における各電極材料の配合組成比の良否をそれらの電気抵抗値より判断するようにしたもので、以下、その具体的方法を説明する。
【００１９】
図１は、電極材料の電気抵抗値を測定するための構成を示しており、図１中、符号１は絶縁材より成る筒状体、符号２，３は導電性の良い金属製の加圧冶具、符号５は電気抵抗値を測定するための測定器（例えば、ＬＣＲメータ等が好適である）であって、前記加圧冶具２と３の間に接続されている。
【００２０】
抵抗測定に際し、先ず、前記筒状体１の底部開口部を加圧冶具３で塞いで合剤の容器を構成し、この容器内に電極材料４、例えば、アルカリ電池の正極合剤では、ＭｎＯ２粉末とＧｒ粉末を混合した粉体を筒状体上面ですり切り、常に一定体積を充填する。次いで、もう一方の加圧冶具２を用いて筒状体１の上部開口部より内部の正極合剤を所定の圧力で加圧・圧縮し、ＬＣＲメータにてその時の電気抵抗値を測定する。この場合、合剤の電気抵抗値は加圧力によって変化するので、常に所定の圧力を掛ける必要がある。本実施形態では、加圧力を１００ｋｇ／ｃｍ２に設定している。また、電気抵抗値は同じ電極材料４を使用しても粉体の粒径によって変化するので、安定した測定値を得るには予めサンプル合剤の粒径を一定範囲内に限定しておくと良い。本実施形態では、電極材料の種類によって３００μｍ、あるいは６００μｍ以上のものを篩い分けして使用している。
【００２１】
次に、ＬＲＣメータによる測定結果と、予め用意しておいた前記測定条件における電極材料の電気抵抗値と配合組成比との関係（図２参照）より、サンプル合剤の配合組成比の良否を判断する。すなわち、測定した電気抵抗値が図２に示す下限値ＣΩから上限値ＤΩまでの範囲に入っている場合には良品と判断し、範囲外の場合は不良品として処理する。尚、組成配合比と電気抵抗値の関係はＭｎＯ２、Ｇｒ以外の材料を含む電極材料の構成内容により異なるので、電極材料成分の種類に応じて組成配合比と電気抵抗値の関係をその都度求めておく必要がある。
【００２２】
以上のように、本発明の検査方法は、短時間で行える極めて簡単なものであるから、電極材料の製造工程の流れの中で逐次実施することができる。配合組成比の異常を材料配合工程の直後に発見できれば、後工程に大量の不良品が流れるといった不都合を回避することができる。
【００２３】
尚、本実施形態では、アルカリ電池を例にして説明したが、本発明の適応対象がこれのみに限定されるものでないことは勿論であり、コンデンサ等の蓄電素子にも広く適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電極材料の検査方法では、当該電極材料の電気抵抗値より配合組成比の良否を判断するようにしたので、検査に長時間を要せず、配合ミスを材料配合工程の直後に素早く発見することができ、これにより、従来のように後工程まで不良品が流れてしまう不都合を無くすことができ、よって、不良品の大量発生を未然に回避できる。
【００２５】
また、抵抗測定の際、冶具を使用して電極材料を所定の圧力で加圧成形したり、サンプル電極材料を一定範囲の粒径に篩い分けすることにより、電気抵抗値のバラツキを抑えることができ、より正確な配合組成比の確認が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電極材料の検査方法を示す図である。
【図２】電極材料の電気抵抗値と配合組成比の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  筒状体
２，３  加圧冶具
４  電極材料
５  ＬＣＲメータ
【図１】
0003719108.tif 000002
【図２】
0003719108.tif 000003