(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の電極シートを積層して捲回することにより形成される捲回体に、折れやシワが混入されているか否かを外観上で判別可能な二次電池の不良品検出方法を提供する。【解決手段】各々の正極シート、セパレータ、負極シート及びセパレータにおける所定の位置にマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａを施す工程と、捲回された正極シート、セパレータ、負極シート及びセパレータに施されたマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａのうち、隣り合うマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出する工程とを備える不良品検出方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極シートを積層して捲回することにより形成される二次電池の不良品検出方法であって、
前記捲回前に、各々の前記電極シートにおける所定の位置にマーキングを施す工程と、
前記捲回された前記複数の電極シートに施された前記マーキングのうち、隣り合う前記電極シートに施された前記マーキングの位置ずれ量を検出する工程と、を備えることを特徴とする不良品検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の不良品検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気を繰り返し充放電可能な二次電池は広く普及しており、例えば、電気自動車用やハイブリッド自動車用の電源としても期待されている。
【０００３】
この二次電池は正極板及び負極板の電極を備えている。そして、効率的な充放電を可能にするため、正極板と負極板との間にセパレータを介在させてそれぞれ渦巻状に捲回することにより、電極面積を大きくするものが一般的に知られている。
【０００４】
ところで、上記のように捲回される正極板や負極板に欠陥部分（不良部分）があると、その不良部分の箇所をも捲回してしまうことがある。ここで、不良部分とは、正極板や負極板に傷や剥離箇所等がある部分である。このような不良が発生した場合には、電池としての品質の低下を招くことになるため、正極板や負極板における不良部分の有無の検査をする必要がある。この不良部分の検査を行う方法としては、正極板や負極板の捲回前に不良品検査を行い、不良部分にマーキングを施す方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５１０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された不良品検出方法では、捲回前に不良部分を検出することは可能であるものの、捲回時に正極板や負極板に発生する折れやシワを検出することはできなかった。また、捲回されて捲回体となった後では、正極板や負極板に混入された折れやシワを外観上で検出することが困難であるため、捲回体を解体して検査を行わなければならなかった。このような折れやシワが混入されると、電池の品質の低下を招くことになるため、折れやシワが混入された捲回体を外観上で判別する必要があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電極シートを積層して捲回することにより形成される捲回体に、折れやシワが混入されているか否かを外観上で判別することができる二次電池の不良品検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る不良品検出方法は、複数の電極シートを積層して捲回することにより形成される二次電池の不良品検出方法であって、前記捲回前に、各々の前記電極シートにおける所定の位置にマーキングを施す工程と、前記捲回された前記複数の電極シートに施された前記マーキングのうち、隣り合う前記電極シートに施された前記マーキングの位置ずれ量を検出する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る不良品検出方法では、電極シートを捲回する前に、各々の電極シートの所定の位置にマーキングを施し、捲回された複数の電極シートに施されたマーキングのうち、隣り合うマーキングの位置ずれ量を検出する。折れやシワが混入された電極シートは、折れやシワの長さ分だけ捲回長が増加するため、マーキングの位置ずれ量を確認するのみで、捲回された複数の電極シートに折れやシワが混入されているか否かを確認することができる。その結果、折れやシワが混入された捲回体を、外観上で判別することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の電極シートを積層して捲回することにより形成される捲回体に、折れやシワが混入されているか否かを外観上で判別することができる二次電池の不良品検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自動捲回機の概略構成を示す全体図である。
【図２】折れやシワが混入された捲回体の判別方法について、本発明方法と従来方法とを比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
（自動捲回機１）
まず、図１を参照しながら自動捲回機１について説明する。図１は、自動捲回機１の概略構成を示す全体図である。
【００１４】
自動捲回機１は、図１に示すように、正極シート１１と、セパレータ２１と、負極シート３１と、セパレータ４１とを捲回して、捲回体１００を連続的に製造するための装置である。自動捲回機１は、捲回部１０１と、正極シート巻き出し部１１１と、セパレータ巻き出し部１２１と、負極シート巻き出し部１３１と、セパレータ巻き出し部１４１と、正極シート用マーキング機構５１と、セパレータ用マーキング機構５２と、負極シート用マーキング機構５３と、セパレータ用マーキング機構５４と、正極シート用カッター９１と、セパレータ用カッター９２と、負極シート用カッター９３と、セパレータ用カッター９４と、を備える。
【００１５】
捲回部１０１は、回転可能な回転軸である。捲回部１０１は、反時計回りに回転することができるようになっている。この回転は、図示しない駆動部によって駆動される。
【００１６】
正極シート巻き出し部１１１は、捲回部１０１に供給する正極シート１１を巻き出すためのものである。セパレータ巻き出し部１２１は、捲回部１０１に供給するセパレータ２１を巻き出すためのものである。負極シート巻き出し部１３１は、捲回部１０１に供給する負極シート３１を巻き出すためのものである。セパレータ巻き出し部１４１は、捲回部１０１に供給するセパレータ４１を巻き出すためのものである。正極シート巻き出し部１１１、負極シート巻き出し部１３１及びセパレータ巻き出し部１２１、１４１は、略円柱形状を呈し、円柱の中心軸でもある回転軸の周りに回転可能なローラーである。各々のローラーの外周面に、正極シート１１等の長尺シートが捲回されている。
【００１７】
正極シート用カッター９１は、正極シート１１を幅方向（短手方向）に切断するためのものである。セパレータ用カッター９２は、セパレータ２１を幅方向に切断するためのものである。負極シート用カッター９３は、負極シート３１を幅方向に切断するためのものである。セパレータ用カッター９４は、セパレータ４１を短手方向（幅方向）に切断するためのものである。
【００１８】
正極シート用マーキング機構５１は、正極シート１１に外観上で認識可能なマーキング５１ａを施す機構である。同様に、セパレータ用マーキング機構５２は、セパレータ２１に外観上で認識可能なマーキング５２ａを施す機構である。同様に、負極シート用マーキング機構５３は、負極シート３１に外観上で認識可能なマーキング５３ａを施す機構である。同様に、セパレータ用マーキング機構５４は、セパレータ４１に外観上で認識可能なマーキング５４ａを施す機構である。正極シート用マーキング機構５１、負極シート用マーキング機構５３、セパレータ用マーキング機構５２、５４としては、例えば電池性能に影響を与えないケガキ等の機構が用いられる。
【００１９】
また、正極シート用マーキング機構５１、セパレータ用マーキング機構５２、負極シート用マーキング機構５３、セパレータ用マーキング機構５４によるマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａは、自動捲回機１による捲回前に、それぞれの正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１、セパレータ４１に施されるものである。
【００２０】
また、正極シート用マーキング機構５１は、正極シート用カッター９１の位置（正極シート用カッター９１が正極シート１１を切断する位置）を起点として正極シート１１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置に、マーキング５１ａを施すように設けられている。ここで、「良品の捲回長Ｌ」とは、正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１及びセパレータ４１に折れやシワがない場合における一捲回の捲回長を意味している。
【００２１】
同様に、セパレータ用マーキング機構５２は、セパレータ用カッター９２の位置を起点として、セパレータ２１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置に、マーキング５２ａを施すように設けられている。
【００２２】
同様に、負極シート用マーキング機構５３は、負極シート用カッター９３の位置を起点として、負極シート３１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置に、マーキング５３ａを施すように設けられている。
【００２３】
同様に、セパレータ用マーキング機構５４は、セパレータ用カッター９４の位置を起点として、セパレータ４１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置に、マーキング５４ａを施すように設けられている。
【００２４】
このようにマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａは、それぞれ正極シート用マーキング機構５１、セパレータ用マーキング機構５２、負極シート用マーキング機構５３、セパレータ用マーキング機構５４によって施される。そして、本実施形態では、正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１及びセパレータ４１に折れやシワがない状態で積層された場合には、それぞれのマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔となるように施されている。換言すれば、それぞれのマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔となっている場合には、正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１及びセパレータ４１に折れやシワがない状態（良品）と判別することができる。マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量の詳細に関しては、図２を参照しながら後述する。
【００２５】
なお、正極シート用カッター９１が配置されている位置から正極シート用マーキング機構５１が設けられる位置までの正極シート１１の搬送経路をパスラインということとすると、本実施形態では、自動捲回機１は捲回体１００の一捲分の捲回長より長いパスラインを有していることが望ましい。
【００２６】
（不良品検出方法）
続いて折れやシワが混入された捲回体１００（不良品）の検出方法について以下に説明する。
【００２７】
まず、図１に示すように、自動捲回機１による捲回前に、正極シート用マーキング機構５１、セパレータ用マーキング機構５２、負極シート用マーキング機構５３、セパレータ用マーキング機構５４によって、それぞれの正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１、セパレータ４１にマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａを施す。
【００２８】
ここで、それぞれのマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａが施される位置に関して詳細に説明すると、上述したように、マーキング５１ａは、正極シート用カッター９１の位置を起点として正極シート１１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置（所定の位置）に形成される。同様に、マーキング５２ａは、セパレータ用カッター９２の位置を起点として、セパレータ２１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置（所定の位置）に形成される。同様に、マーキング５３ａは、負極シート用カッター９３の位置を起点として、負極シート３１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置（所定の位置）に形成される。同様に、マーキング５４ａは、セパレータ用カッター９４の位置を起点として、セパレータ４１の長手方向に「良品の捲回長Ｌ」の間隔をあけた位置（所定の位置）に形成される。
【００２９】
次に、自動捲回機１による正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１及びセパレータ４１の捲回時又は捲回後に、隣り合うマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出する。より詳細には、マーキング５１ａとマーキング５２ａとの位置ずれ量、マーキング５２ａとマーキング５３ａとの位置ずれ量、マーキング５３ａとマーキング５４ａとの位置ずれ量を検出する。
【００３０】
そして、検出したマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が、等間隔であるか否か（良品の場合における位置ずれ量と異なっているか否か）を判別する。それぞれのマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔であれば良品と判別し、等間隔でなければ不良品と判別する。
【００３１】
以上のように、自動捲回機１による捲回前に、各々の正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１、セパレータ４１における所定の位置にマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａを施す工程と、捲回された正極シート１１、セパレータ２１、負極シート３１及びセパレータ４１に施されたマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａのうち、隣り合うマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出する工程とを備える。
【００３２】
このように本実施形態では、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出する。折れやシワが混入された捲回体１００（不良品）は、良品の場合と比較して、折れやシワの長さ分、長尺シートの捲回長が増加するから、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出することにより、折れやシワが混入された捲回体１００を判別することができる。このため、捲回後であっても捲回体１００を解体して検査をする必要がなく、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量を検出するのみで折れやシワの混入有無を判別することができる。マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量は外観上で検出することができるため、折れやシワが混入された捲回体１００を外観上で判別することができる。
【００３３】
続いて図２を参照しながら、折れやシワが混入された捲回体の判別方法について説明する。図２は、複数の電極シートを積層して捲回することにより形成された捲回体について、従来方法と本発明方法とを比較するための図である。
【００３４】
なお、図２において、捲回体２００（図２の左上側）は、従来方法によって製造された捲回体のうち良品（折れやシワがない）である場合を表し、捲回体１００（図２の左下側）は、本発明方法によって製造された捲回体のうち良品（折れやシワがない）である場合を表している。また、捲回体２００´（図２の右上側）は、従来方法によって製造された捲回体のうち不良品（折れやシワの混入時）である場合を表し、捲回体１００´（図２の右下側）は、本発明方法によって製造された捲回体のうち不良品（折れやシワの混入時）である場合を表している。
【００３５】
まず、本発明方法によって製造された捲回体１００、１００´について説明する。良品（折れやシワがない捲回体１００）である場合は、図２に表わされるように、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔Ｄ１となっていることを外観上で判別できる。これに対して、不良品（折れやシワが混入されている捲回体１００´）である場合は、マーキング５１ａとマーキング５２ａとの位置ずれ量がＤ２、他のマーキング５２ａ、５３ａ、５４ａ間の位置ずれ量がＤ１となっており、マーキング５１ａとマーキング５２ａとの位置ずれ量のみが増加している。このようにマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔Ｄ１ではないことを確認することができるため、捲回体１００´は不良品であると判別することができる。
【００３６】
続いて従来方法によって製造された捲回体２００、２００´について説明する。図２に表されるように、不良品（折れやシワが混入された捲回体２００´）では、折れやシワ（図２の円Ｗ）が混入されていても、外観上で良品（折れやシワがない捲回体２００）と区別することが困難であるため、折れやシワが発見されずに電池となってしまう可能性がある。
【００３７】
図２に表わされるように、本発明方法では、折れやシワが混入された捲回体１００´を外観上で判別することができるため、良品であるか不良品であるかを外観上で区別することができる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
例えば上記実施形態では、良品（折れやシワがない捲回体１００）である場合は、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔であることを検出し、不良品（折れやシワが混入された捲回体１００´）である場合は、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量が等間隔ではないことを検出する。しかしながらこの実施形態に限定されず、良品である場合は、マーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置ずれ量がないように、すなわち全て重なるように形成し、不良品である場合は、少なくとも１つのマーキング５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの位置がずれるように形成し、この位置ずれを検出することにより不良品の判別をしても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１：自動捲回機
１１：正極シート
３１：負極シート
２１、４１：セパレータ
５１：正極シート用マーキング機構
５３：負極シート用マーキング機構
５２、５４：セパレータ用マーキング機構
５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ：マーキング
９１：正極シート用カッター
９３：負極シート用カッター
９２、９４：セパレータ用カッター
１００：捲回体
Ｌ：良品の捲回長
【図１】
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【図２】
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