(57)【要約】【課題】薄型二次電池の検査精度の向上と検査結果の信頼性の向上を図った気密性検査装置を提供する。【解決手段】密閉容器５に収容した電池１の表面の多点位置を、大気圧下で二次元のレーザ式変位センサ８にて測定する。続いて、減圧装置６により密閉容器５内を減圧した状態で、同様に電池１の表面の多点位置を、二次元のレーザ式変位センサ８にて測定する。レーザ式変位センサ８で得られた多点位置の測距データに基づいて、減圧させる前と後での距離差から当該距離差のばらつきを算出し、この距離差のばらつきの大きさと設定値との比較に基づいて、電池１の気密性の良否をコントローラ９で判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する外装体内に発電要素を収容して密閉封止した薄型二次電池の気密性を検査する装置であって、
検査対象となる電池を収容する密閉容器と、
上記密閉容器内における電池の雰囲気圧を変化させるべく当該雰囲気圧を可変設定可能な気圧設定手段と、
上記気圧設定手段により密閉容器内の電池の雰囲気圧を変化させる前と後で電池の表面をそれぞれ走査して、当該電池の表面までの距離を多点位置にて測定する非接触式の測距手段と、
上記測距手段によって得られた多点位置での測距データについて上記雰囲気圧を変化させる前と後での距離差から当該距離差のばらつきを算出し、この距離差のばらつきの大きさに基づいて電池の気密性の良否を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする薄型二次電池の気密性検査装置。
【請求項２】
可撓性を有する外装体内に発電要素を収容して密閉封止した薄型二次電池の気密性を検査する装置であって、
検査対象となる電池を収容する密閉容器と、
上記密閉容器内における電池の雰囲気圧を変化させるべく当該雰囲気圧を可変設定可能な気圧設定手段と、
上記密閉容器内の電池の表裏両面に対向するようにそれぞれに個別に設けられ、上記気圧設定手段により密閉容器内の電池の雰囲気圧を変化させる前と後で電池の表裏両面をそれぞれ走査して、当該電池の表面および裏面までの距離を多点位置にてそれぞれ個別に測定する非接触式の測距手段と、
上記測距手段によって得られた多点位置の測距データに基づいて上記雰囲気圧を変化させる前と後での電池の厚み寸法に相当する電池の表裏離間距離の差を算出した上で、当該表裏離間距離差のばらつきを算出し、この表裏離間距離差のばらつきの大きさに基づいて電池の気密性の良否を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする薄型二次電池の気密性検査装置。
【請求項３】
上記測距手段は、線状のレーザ光を電池の表面に照射しながら走査する二次元のレーザ式変位センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄型二次電池の気密性検査装置。
【請求項４】
上記雰囲気圧を変化させる前の雰囲気が大気圧雰囲気であり、上記雰囲気圧を変化させた後の雰囲気が上記大気圧雰囲気から減圧した減圧雰囲気であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄型二次電池の気密性検査装置。
【請求項５】
可撓性を有する外装体内に発電要素を収容して密閉封止した薄型二次電池の気密性を検査する方法であって、
検査対象となる電池を密閉容器に収容する工程と、
上記密閉容器内の電池の表面を、大気圧雰囲気下で非接触式の測距手段で走査して、当該電池の表面までの距離を多点位置にて測定する第１の測定工程と、
上記密閉容器内の電池の表面を、上記大気圧雰囲気から減圧した減圧雰囲気下で非接触式の測距手段で走査して、当該電池の表面までの距離を多点位置にて測定する第２の測定工程と、
上記測距手段によって得られた多点位置での測距データについて上記雰囲気圧を変化させる前と後での距離差から当該距離差のばらつきを算出し、この距離差のばらつきの大きさに基づいて電池の気密性の良否を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする薄型二次電池の気密性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネートフィルム等の可撓性を有する外装体内に発電要素を収容して密閉封止したいわゆるソフトパッケージタイプの薄型二次電池の気密性を検査する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表されるようなソフトパッケージタイプの薄型二次電池の外装体にピンホール等が存在していると、電解液漏れによる性能劣化を招くおそれがあることから、上記のようなピンホール等の有無に基づく気密性の良否（適否）を事前に検査する必要がある。このようなことから、密閉電池の気密性検査方法および気密性検査装置と称される技術が特許文献１にて提案されている。
【０００３】
この従来の気密性検査技術では、電池を密閉された容器内に収容した上でその容器内を減圧し、減圧する前と後で電池表面を例えばＣＣＤカメラにて撮影し、その撮影された画像の画素の輝度の違いに表れる表面起伏形状の変化に基づき、電池外装体の気密性の良否を判定するようにしているものである。すなわち、電池の外装体に例えばピンホールの存在によるリークが発生していれば、雰囲気圧を減圧する前と後で外装体表面の起伏形状の変化が大きく表れることから、これをもって「気密性不良」と判定することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１５８８７８号
【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、撮影された画像の画素の輝度の違いに表れる表面起伏形状の変化にはおのずと限界があり、微細なピンホールや亀裂の発生はこれを正確に検出することが困難であった。より具体的には、例えば電池の外装体の表面に微細なピンホールや亀裂があったと仮定した場合、従来の技術では、そのピンホールや亀裂の存在に起因するリークに基づいて、減圧の前と後で外装体表面に表れる起伏形状の変化を、撮影画像のうち対応する画素の輝度の変化として捉えるようにしているので、外装体表面に起伏形状の変化として表れにくいような微細なピンホールや亀裂の存在はこれを的確に検出することが困難であった。そのため、気密性検査の精度向上と検査結果の信頼性向上を図るにもおのずと限界がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、微細なピンホールや亀裂の存在は減圧の前と後で外装体の表面起伏形状の変化として表れるという特性を利用しつつ、気密性検査の精度向上と検査結果の信頼性向上を図った気密性検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、可撓性を有する外装体内に発電要素を収容して密閉封止した薄型二次電池の気密性を検査する装置として、検査対象となる電池を収容する密閉容器と、上記密閉容器内における電池の雰囲気圧を変化させるべく当該雰囲気圧を可変設定可能な気圧設定手段と、を備えているものとする。その上で、さらに、上記気圧設定手段により密閉容器内の電池の雰囲気圧を変化させる前と後で電池の表面をそれぞれ走査して、当該電池の表面までの距離を多点位置にて測定する非接触式の測距手段と、上記測距手段によって得られた多点位置での測距データについて上記雰囲気圧を変化させる前と後での距離差から当該距離差のばらつきを算出し、この距離差のばらつきの大きさに基づいて電池の気密性の良否を判定する判定手段と、を備えているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池の外装体における微細なピンホールや亀裂の存在は、減圧の前と後で外装体の表面起伏形状の変化として表れることから、この表面起伏形状の変化を測距手段からの距離の変化として捉えた上でその測距データを実質的に統計処理し、雰囲気圧を変化させる前と後の距離差のばらつきの大きさに基づいて気密性の良否を判定するようにしているものである。そのため、微細なピンホールや亀裂の存在に起因して雰囲気圧を変化させる前と後でわずかでも外装体表面に起伏形状の変化として表れれば、これを的確に検出することが可能であり、その結果として気密性検査の精度向上と検査結果の信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】検査対象となるリチウムイオン二次電池の概略構造を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う断面説明図。
【図２】本発明に係る気密性検査装置の第１の実施の形態を示す図で、気密性検査装置全体の概略構成説明図。
【図３】図２の気密性検査装置での気密性良否判定のための処理手順を示すフローチャート。
【図４】図２の密閉容器内の圧力変化を示す説明図。
【図５】図３の処理途中における表面位置差の分布の一例を示す図で、（Ａ）は気密性が良好な場合のヒストグラム、（Ｂ）は気密性が不良の場合のヒストグラム。
【図６】本発明に係る気密性検査装置の第２の実施の形態を示す図で、気密性検査装置全体の概略構成説明図。
【図７】図６の気密性検査装置での気密性良否判定のための処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜５は本発明に係る薄型二次電池の気密性検査装置を実施するためのより具体的な第１の形態を示し、特に図１は検査対象となる薄型のリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」と言う。）の概略構造としてその平面図と断面図を、図２は気密性検査装置の概略構造をそれぞれ示している。また、図３は図２の気密性検査装置における処理手順のフローチャートを示している。
【００１１】
図１に示すように、検査対象となる電池１は、アルミニウムその他の金属箔を樹脂材料にてラミネートした上下二枚のラミネートフィルムからなる矩形状（幅Ｗ×長さＬ）の外装体２内に、図示外の正極と負極との間にセパレータを介装したものを複数組積層してなる発電要素３を電解液とともに収容した上で、外装体２の周縁部を例えば熱溶着にて密閉封止したものである。外装体２の外部には正極側および負極側の端子４がそれぞれ突出している。外装体２は先に述べたようにラミネートフィルム製のものであるために適度な可撓性を有しており、そのために電池１はいわゆるソフトパッケージ式のリチウムイオン二次電池とも称される。
【００１２】
図２に示す気密性検査装置は、概略的には、検査対象となる電池１が収容される密閉容器５と、密閉容器５内を所定の負圧状態まで減圧することが可能な減圧装置６と、密閉容器５内を減圧状態から大気圧に戻すための大気導入装置７と、から構成される。なお、図示を省略しているが、密閉容器５内に検査対象となる電池１を搬入したり搬出するための搬送装置が付帯している。
【００１３】
さらに、気密性検査装置は、密閉容器５の上方に配置された測距手段としての二次元のレーザ式変位センサ８を備える。このレーザ式変位センサ８は例えば図示しないボールねじ方式のスライド駆動機構の可動部に支持されていて、後述するように密閉容器５内の検査対象となる電池１の長さ方向（水平方向）に所定速度でスライド駆動される。
【００１４】
また、レーザ式変位センサ８はいわゆる三角測距方式（三角測量の原理）を採用していて、対象物までの距離を測定することが可能な非接触式センサであり、例えばシリンドリカルレンズにより７０ｍｍ程度の線状（帯状）に広げたレーザ光を対象物の表面で拡散反射させて、その反射光をＣＭＯＳ等の固体撮像素子上に結像させ、位置の変化を検出することで変位（距離）を測定するものである。なお、この種のレーザ式変位センサ８は一般に市販されており、例えばキーエンス社のＬＪ−Ｇシリーズのものがこれに該当する。
【００１５】
本実施の形態では、密閉容器５内の検査対象となる電池１の全幅をカバーするため、レーザ式変位センサ８を図２の電池１の幅方向（Ｗ方向）に直列に３個並べて配置し、それらの３個のレーザ式変位センサ８を一体的に電池１の長さ方向（Ｌ方向）に所定速度で移動させるものとする。したがって、レーザ式変位センサ８は電池１の全幅に及ぶ線状のレーザ光Ｌａを電池１における外装体２の表面に照射しながら走査することになり、実質的に線状のレーザ光Ｌａの長さの範囲内に含まれる多数ポイントの距離を１パスにて測定することが可能である。つまり、レーザ式変位センサ８は、密閉容器５内に収容された電池１の外装体２の表面を走査して、外装体２の表面の起伏形状の変化を多数ポイントでの距離の変化として検出するものである。
【００１６】
なお、密閉容器５のうち少なくとも上面部５ａは、レーザ式変位センサ８から照射されるレーザ光Ｌａを透過することが可能なガラス等の透明板で形成されている。
【００１７】
先に述べた減圧装置６、大気導入装置７および図示外のスライド駆動機構の各動作は、パーソナルコンピュータにて構成されたコントローラ９により制御される。また、コントローラ９はレーザ式変位センサ８が捉えた測距（変位）データを記憶・保存した上で、予めインストロールされている統計処理ソフトウエアにて統計処理し、さらにはその統計処理結果に基づいて検査対象となる電池１の気密性の良否を解析・判定する機能までも有している。故に、コントローラ９は電池１の気密性の良否を判定する判定手段として機能する。なお、コントローラ９には、測距データや気密性良否判定結果を表示するモニタ１０も付帯している。
【００１８】
図２に示した密閉容器５は所定高さ位置に固定保持される。密閉容器５は少なくとも上面部５ａを透明板で形成し、下面を開放した箱状のものとして形成される。開放された下面側には、電池１の気密性検査に先立ってワークテーブル１１が待機している。ワークテーブル１１は昇降動作可能であって、そのワークテーブル１１には検査対象となる電池１が予め搭載されていることから、その電池１を搭載したワークテーブル１１が上昇・密着することで、密閉容器５内への電池１の搬入と同時に、密閉容器５内が外部と遮断されて密閉される。故に、ワークテーブル１１は密閉容器５の一部として機能する。なお、密閉容器５の開放された下面部とワークテーブル１１との間には、密閉容器５自体の気密性確保のために図示しないシール部材が介装される。
【００１９】
また、図２に示した減圧装置６は、密閉容器５に配管を介して接続された真空ポンプ１２と、配管途中に介在する遮断弁１３と、密閉容器５の内圧を検出する圧力計１４と、を備える。密閉容器５内をいわゆる真空引きにより減圧する場合には、コントローラ９からの指令信号に応じて、遮断弁１３を開き、真空ポンプ１２を起動して密閉容器５内を減圧する。コントローラ９は、圧力計１４の検出圧力が予め設定されている減圧度に達すると、遮断弁１３を閉じ、密閉容器５内を減圧状態に維持（保圧）する。
【００２０】
なお、減圧装置６に負圧タンクを付帯させ、負圧タンクの負圧を用いて密閉容器５内を減圧する一方、真空ポンプ１２を逐次起動して、負圧タンクが所定の負圧を常時維持するように減圧装置を構成することも可能である。このような構成とすれば、遮断弁１３を開くと同時に密閉容器５内を急速に減圧することができ、密閉容器５内の減圧に要する時間を短縮することが可能である。
【００２１】
図２に示した大気導入装置７は、フィルタ１５を介して密閉容器５内を外気に開放する配管と、配管の途中に介在させた遮断弁１６と、を備える。遮断弁１６はコントローラ９からの指令信号により開放することができ、よって、大気導入装置７は、減圧装置６によって減圧された密閉容器５内に大気を導入し、その密閉容器５内を大気圧に復帰させる機能を有する。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、減圧装置６と大気導入装置７は、密閉容器５内に収容された電池１の雰囲気圧を変化させるべく当該雰囲気圧を可変設定可能な気圧設定手段として機能することになる。
【００２３】
次に、上記のように構成された気密性検査装置による検査手順を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２４】
図３のステップＳ１において、検査対象となる電池１を密閉容器５内に収容する。具体的には、図１に基づいて先にも説明したように、気密性検査の開始に先立って、下面が開放されている密閉容器５の下方に検査対象となる電池１を搭載したワークテーブル１１を待機させた上で、そのワークテーブル１１を上昇させて密閉容器５の下面にワークテーブル１１を押し付ける。これにより、密閉容器５内に検査対象となる電池１が収容される。この段階では、大気導入装置７の遮断弁１６は開かれ、減圧装置６の遮断弁１３は閉じられている。そのため、密閉容器５内は大気圧に維持される。
【００２５】
続いて、図３のステップＳ２では、密閉容器５内に収容された電池１の表面位置をレーザ式変位センサ８にて測定する（第１の測定工程）。具体的には、図示しないスライド駆動機構の作動によりレーザ式変位センサ８を走行移動させて、密閉容器５内の電池１の表面位置をレーザ式変位センサ８にて１パスにて測定する。ここでは、レーザ式変位センサ８から電池１の外装体２の表面における二次元平面内の多数ポイントでの測距データ（実測データ）として取得し、その測距データをコントローラ９に保存する。
【００２６】
ここで、電池１は気密性検査に供される前の段階では、例えば負圧環境下で、発電要素３を電解液とともに外装体２内に収容した上で、外装体２の四周を熱溶着にて密閉封止され、その後は大気圧環境下で保存される。
【００２７】
そして、電池１の外装体２に封止不良あるいは微小なピンホール等の存在による気密性不良箇所が存在すると、外装体２の内外の圧力差により、外気が気密性不良箇所から外装体２の内部に侵入し、外装体２の内圧は大気圧に近付くことになる。そのために、可撓性を有している外装体２の表面の起伏形状が微妙に変化することになるので、ステップＳ２のレーザ式変位センサ８による測定では、この外装体２の表面の起伏形状の変化を外装体２の表面の距離の変化としてレーザ式変位センサ８にて捉えることを目的としている。
【００２８】
その一方、電池１の外装体２は先に述べたように可撓性を有していることから容易に変形しやすく、また目視ではわかりにくい微妙な皺状の起伏が発生しやすいほか、発電要素３の厚み寸法の個体差も外装体２の寸法に影響を与える。そのため、上記のように外装体２の片側の表面のみを位置を測定しても、外装体２が製造時の負圧状態を保ったままで気密性が良好な電池なのか、あるいは外装体２の内圧が上昇して気密性が損なわれている電池なのかは直ちに判定できないことになる。
【００２９】
そこで、図３のステップＳ３では、電池１が収容されている密閉容器５内を減圧する。具体的には、ステップＳ２のレーザ式変位センサ８による測定に続いて、コントローラ９から大気導入装置７および減圧装置６に指令信号を付与し、大気導入装置７の遮断弁１６を閉じる一方、減圧装置６の遮断弁１３を開き、真空ポンプ１２を起動して密閉容器５内を減圧する。密閉容器５内が所定の真空度の減圧状態まで減圧されると、コントローラ９は減圧装置６の遮断弁１３を閉じ、密閉容器５内を所定の減圧状態に維持（保圧）する。
【００３０】
密閉容器５内に収容された電池１に仮に先に述べたような気密性不良箇所が存在する場合、密閉容器５内が急速に減圧されると、電池１の外装体２の内圧が相対的に上昇する。この外装体２の内圧変化は、外装体２を僅かに膨張させたり、外装体２の表面に目視しにくい皺を発生させ、結果として外装体２の表面の起伏変化や変形をもたらす。
【００３１】
その一方、気密性不良箇所が存在せずに気密性が良好な電池１は、先の大気圧環境下でも外装体２の内圧は製造時の適正な負圧状態に保たれている。この場合には、密閉容器５内が所定の減圧状態まで減圧されても、外装体２の内圧は密閉容器５内の雰囲気圧とほぼ等しいため、電池１の外装体２は当初の表面状態を維持する。
【００３２】
密閉容器５内の所定の減圧状態は、負圧を絶対値で表すことを前提とした場合、気密性不良の電池１の外装体２に変形をもたらすに足る規模の負圧であり、且つ製造時に外装体２を最終的に封止する際の内圧以下の負圧とする必要がある。
【００３３】
負圧の度合いが不足すれば、外装体２に生じる膨張や変形が小さくなり、気密性不良の検出精度が低下する。また、負圧の度合いが過大であると、気密性が良好な電池１の外装体２に膨張や変形を誘発してしまう可能性がある。このようなことから、所定の減圧状態は、予め実験やシミュレーションを行って最適な値を決定するものとする。
【００３４】
図３のステップＳ４では、密閉容器５内が所定の減圧状態に維持されている状態で、その密閉容器５内に収容された電池１の表面位置をレーザ式変位センサ８にて再度測定する（第２の測定工程）。具体的には、図示しないスライド駆動機構の作動によりレーザ式変位センサ８を走行移動させて、密閉容器５内の電池１の表面位置をレーザ式変位センサ８にて１パスにて測定する。なお、電池１の外装体２の表面の起伏形状の変化を外装体２の表面の距離の変化としてレーザ式変位センサ８にて捉えることを目的としていることは、先の一回目の測定時と同様である。
【００３５】
ここでは、レーザ式変位センサ８から電池１の表面における二次元平面内の多数の測定ポイントまでの測距データ（実測データ）として取得し、その測距データをコントローラ９に保存する。これにより、コントローラ９側には、レーザ式変位センサ８による一回目の測距データと二回目の測距データ、すなわち密閉容器５内が減圧される前の大気圧下での測距データと密閉容器５内が所定の減圧状態まで減圧された状態での測距データとが蓄積されたことになる。
【００３６】
こうして、レーザ式変位センサ８による再測定が終了したならば、コントローラ９は大気導入装置７に指令信号を付与して、遮断弁１６を開き、密閉容器５内に大気を導入して、密閉容器５内を大気圧に戻す。
【００３７】
図４は、レーザ式変位センサ８による一回目の表面位置測定の前から二回目の表面位置測定が終了するまでの密閉容器５内の圧力変化を示す。同図から明らかなように、密閉容器５内が減圧される前と、密閉容器５内が減圧されてその減圧状態が安定している状態で、それぞれにレーザ式変位センサ８による表面位置測定が行われることが理解できる。
【００３８】
以上をもってレーザ式変位センサ８による測定プロセスが終了し、図３のステップＳ５以降ではコントローラ９側での気密性良否判定プロセスに移行することになる。なお、このコントローラ９側での気密性良否判定プロセスと並行して、密閉容器５側では測定後の電池１の取り出しと次の検査対象となる電池との入れ替えが行われる。
【００３９】
図３のステップＳ５では、先に取得した測距データをもとに、減圧前後の外装体２の表面位置に関する測距データの差分を算出する。具体的には、外装体２の表面の二次元平面内における多数の測定ポイントでのデータについて、減圧前の一回目の測距データと減圧後の二回目の測距データとを多数の測定ポイントごとにそれぞれに突き合わせて、多数の測定ポイントにおける測距データの差分を算出する。
【００４０】
図３のステップＳ６では、統計処理により、先に求めた外装体２の表面位置の差分の分布を算出する。具体的には、先のステップＳ５で求めた差分データについて統計処理を施し、その差分データの分布を表すヒストグラムに相当するところの分布データを算出する。
【００４１】
図５には作成されたヒストグラムの一例を示す。同図（Ａ）は電池１の外装体２の気密性が良好な場合の例を示し、同図（Ｂ）は電池１の外装体２の気密性が不良の場合の例を示している。図５の（Ａ），（Ｂ）ともに、横軸を表面位置差とし、縦軸を累積測定ポイント数とした場合の上記差分データの分布を示している。図５の（Ａ），（Ｂ）共に極端な例ではあるが、同図（Ａ）では、気密性が良好な場合の例であるが故に「ばらつき」および「かたより」共に極端に少なく、品質がきわめて優れていることが理解できる。逆に同図（Ｂ）では、気密性が不良な場合の例であるが故に「ばらつき」および「かたより」共に大きなものとなっている。
【００４２】
図３のステップＳ７では、先にステップＳ６で算出した分布データを基に、その分布データのばらつき幅、言い変えるならば、先に求めた表面位置の差分データのばらつき幅を算出する。
【００４３】
その一方、コントローラ９側には、予め実験やシミュレーションを行って決定した上記ばらつき幅に関する設定基準値であるところの設定幅を予め記憶・設定してある。
【００４４】
そこで、図３のステップＳ８では、ステップＳ７で算出したばらつき幅と設定基準値であるところの設定幅とを比較し、その設定幅を基準とした電池１の気密性の良否判定を行う。具体的には、ばらつき幅が設定幅よりも小さければ、電池１の気密性が良好（適正）であると判断して、ステップＳ９にてモニタ１０に「気密性検査ＯＫ」の表示を行う。他方、ばらつき幅が設定幅よりも大きければ、電池１の気密性が不良（不適）である判断して、ステップＳ１０にてモニタ１０に「気密性検査ＮＧ」の表示を行う。これをもって、検査対象となった電池１について良品と不良品との選別を行うことができる。以上をもって、電池１の気密性検査に関する一連の処理を終了する。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、検査対象となる電池１を密閉容器５内に収容し、その電池１における外装体２の表面の各部の位置変位（表面までの距離）を密閉容器５内を減圧する前と後でそれぞれに実測する一方、それら両者の実測データ（測距データ）の差分データの分布からそのばらつき幅を算出して、このばらつき幅を設定幅と比較して外装体２の気密性の良否判定を行うようにしているものである。そのため、微細なピンホールや亀裂の存在に起因して雰囲気圧を変化させる前と後でわずかでも外装体２の表面に起伏形状の変化として表れれば、これを距離の変位として的確に検出することが可能であり、その結果として従来のいわゆる画像認識方式と比べて気密性検査の精度向上と検査結果の信頼性の向上が図れるようになる。
【００４６】
また、上面を透明した密閉容器５を使用することで、レーザ式変位センサ８を密閉容器５の外に配置することができる。したがって、密閉容器５の容積を小さくすることができ、密閉容器５の減圧に要する時間を短縮化することができる。
【００４７】
図６，７は本発明に係る薄型二次電池の気密性検査装置を実施するためのより具体的な第２の形態を示し、特に図６は気密性検査装置の概略構造を、図７は図６の気密性検査装置における処理手順のフローチャートをそれぞれ示している。なお、図６において、図２と共通する部分には同一符号を付して重複する説明は省略するものとする。
【００４８】
図６に示す第２の実施の形態では、検査対象となる電池１が収容される密閉容器５の上方に配置されたレーザ式変位センサ８とは別に、密閉容器５の下方側にも測距手段としてのレーザ式変位センサ１８を配置し、電池１における外装体２の表裏両面をレーザ式変位センサ８，１８にて走査するようにしたものである。
【００４９】
図６に示した気密性検査装置では、上下二組のレーザ式変位センサ８，１８にて電池１における外装体２の表裏両面を走査することから、検査対象となる電池１を搭載したワークテーブル２１までも、レーザ光Ｌａが透過可能なガラス等の透明板で形成される。
【００５０】
そして、上下のレーザ式変位センサ８，１８は密閉容器５はさんで上下方向で正対するように配置され、下側に配置されたレーザ式変位センサ１８にも上側のレーザ式変位センサ８と同様に図示しないスライド駆動機構が付帯していることから、上下のレーザ式変位センサ８，１８はその正対状態を維持したままで同期してスライド駆動されるように構成される。
【００５１】
この第２の実施の形態の気密性検査装置では、図７のフローチャートに示す手順で気密性検査が実行される。
【００５２】
図７のステップＳ１１での処理は図３のステップＳ１の処理と全く同様である。
【００５３】
図７のステップＳ１２では、密閉容器５内に収容された電池１の表側の表面位置を上側のレーザ式変位センサ８にて測定し、同時に裏側の表面位置を下側のレーザ式変位センサ１８にて測定する。具体的には、上下方向で正対している上下のレーザ式変位センサ８，１８を同期して走行移動させて、電池１の表側の表面位置を上側のレーザ式変位センサ８で、裏側の表面位置を下側のレーザ式変位センサ１８にてそれぞれ１パスにて測定する。
【００５４】
ここでの表側の表面位置の詳細な測定方式は、図３のステップＳ２での処理と全く同様である。また、裏側の表面位置の詳細な測定方式は、表側に比べて下側のレーザ式変位センサ１８の向きが天地反転しているだけであり、表側の表面位置の測定方式と全く同様である。上下それぞれのレーザ式変位センサ８，１８による測距データはコントローラ９に保存される。
【００５５】
図７のステップＳ１３では、図３のステップＳ３ので処理と全く同様に、電池１が収容されている密閉容器５内を減圧する。
【００５６】
続く図７のステップＳ１４では、先のステップＳ１２での処理と全く同様に、密閉容器５内に収容された電池１の表側の表面位置を上側のレーザ式変位センサ８にて測定し、同時に裏側の表面位置を下側のレーザ式変位センサ１８にて測定する。
【００５７】
図７のステップＳ１５では、先に取得した測距データをもとに、密閉容器５内を減圧する前と後での、電池１における外装体２の表裏両面間の厚み寸法に相当する距離を多数の測定ポイントごとに個別に算出する。
【００５８】
図７のステップＳ１６では、電池１における外装体２の厚み寸法に相当する距離の差分ｍを多数の測定ポイントごと個別に算出する。
【００５９】
具体的には、減圧前の一回目の上下それぞれのレーザ式変位センサ８，１８による測定時には、例えば上側のレーザ式変位センサ８から外装体２の表側の表面までの距離をＸ1として、同様に下側のレーザ式変位センサ１８から外装体２の裏側の表面までの距離をＸ2としてそれぞれ測定している。また、減圧後の二回目の上下それぞれのレーザ式変位センサ８，１８による測定時には、上側のレーザ式変位センサ８から外装体２の表側の表面までの距離をＸ11として、同様に下側のレーザ式変位センサ１８から外装体２の裏側の表面までの距離をＸ12としてそれぞれ測定している。
【００６０】
そこで、上下のレーザ式変位センサ８，１８同士の離間距離を例えばＡとして、下記の式（１）に基づいて、密閉容器５内を減圧する前と後での厚み寸法相当距離の差分、すなわち電池１における外装体２の表裏両面間のなす厚み寸法に相当する距離の差分ｍを多数の測定ポイントごとに個別に算出する。
【００６１】
ｍ＝{Ａ−（Ｘ1＋Ｘ2）}−{Ａ−（Ｘ11＋Ｘ12）}＝（Ｘ11＋Ｘ12）−（Ｘ1＋Ｘ2）‥‥（１）
なお、上下のレーザ式変位センサ８，１８同士のなす離間距離Ａは既知である。
【００６２】
図７のステップ１７では、上記の減圧前後の厚み寸法相当距離の差分ｍについてその基準値である設定値が予め記憶・設定されていることから、上記の減圧前後の厚み寸法相当距離の差分ｍが設定値を超えている測定ポイントの総数を算出する。
【００６３】
次のステップＳ１８では、上記差分ｍが設定値を超えている測定ポイント総数に関してその基準値である設定数が予め記憶・設定されていることから、上記差分ｍが設定値を超えている測定ポイント総数が設定数よりも小さければ、気密性が適正である蓋然性が高いものとみなして次のステップＳ１９に進む。他方、上記差分ｍが設定値を超えている測定ポイント総数が設定数を超えていれば、気密性不良とみなして直ちに次のステップＳ２３に進んで「気密性検査ＮＧ」と判定する。
【００６４】
ここで、減圧する前と後での上記差分ｍが設定値を超えている場合とは、外装体２の気密性不良のために、減圧によって電池の外装体２が膨張して外装体の厚みに相当する寸法が変化したものと推測される。そのため、上記差分ｍが設定値を超えている測定ポイント総数を計数し、上記差分ｍの設定値超えの測定ポイント総数が設定数を超えていれば、気密性不良とみなして直ちに次のステップＳ２３に進んで「気密性検査ＮＧ」と判定するものである。
【００６５】
図７のステップＳ１９では、統計処理により上記厚み寸法相当距離の差分ｍの分布を算出し、続くステップＳ２０では、上記厚み寸法相当距離の差分ｍのばらつき幅を算出する。
【００６６】
そして、図７のステップＳ２１では、ステップＳ２０で算出したばらつき幅と設定基準値であるところの設定幅とを比較し、その設定幅を基準とした電池１の気密性の良否判定を行う。具体的には、ばらつき幅が設定幅よりも小さければ、電池１の気密性が良好（適正）であると判断して、ステップＳ２２にてモニタ１０に「気密性検査ＯＫ」の表示を行う。他方、ばらつき幅が設定幅よりも大きければ、電池１の気密性が不良（不適）である判断して、ステップＳ２３にてモニタ１０に「気密性検査ＮＧ」の表示を行うことになる。なお、これらのステップＳ１９〜Ｓ２３の処理は、図３のステップＳ６〜Ｓ１０の処理と全く同様である。
【００６７】
この第２の実施の形態においても先の第１の実施の形態と同様の効果が得られるほか、気密性の良否判定に際して、実質的に減圧の前後での電池１における外装体２の厚みの変化が反映されているので、より正確に気密性の良否判定を行うことができる利点がある。
【００６８】
ここで、上記第１，第２の実施の形態では、検査対象となる電池としてリチウムイオン二次電池の例を示したが、いわゆるソフトパッケージタイプの薄型の二次電池であれば、リチウムイオン二次電池以外の各種の電池の検査にも同様に適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
１…リチウムイオン二次電池
２…外装体
３…発電要素
５…密閉容器
６…減圧装置（気圧設定手段）
７…大気導入装置（気圧設定手段）
８…レーザ式変位センサ（測距手段）
９…コントローラ（判定手段）
１８…レーザ式変位センサ（測距手段）
【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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