(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池における集電板と封口板との間の溶接部の溶接不良を検出する方法であって、
２次電池に該２次電池の最大許容電流よりも大きな大電流を印加する第１ステップと、
該大電流の印加中の該２次電池の電圧値を測定する第２ステップと、
該測定された該２次電池の電圧値が、予め定められた良否判定しきい値以上であるとき、該２次電池の該溶接部は溶接不良であると検出する第３のステップと
を包含する２次電池の溶接不良の検出方法。
【請求項２】
２次電池における集電板と封口板との間の溶接部の溶接不良を検出する方法であって、
２次電池に該２次電池の最大許容電流よりも大きな大電流を印加する第１ステップと、
該大電流の印加後の該２次電池の内部抵抗値を測定する第２ステップと、
測定された該第２次電池の内部抵抗値が、予め定められた良否判定しきい値以上であるとき、該２次電池の該溶接部は溶接不良であると検出する第３ステップと
を包含する２次電池の溶接不良の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池の溶接不良の検出方法に関し、特に集電板と封口板との間の溶接不良の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２次電池では、集電板と封口板とを溶接により接合している。溶接時に集電板と封口板とが熱圧着されると、集電板と封口板と間の溶接部で溶接不良が発生する。アルカリ２次電池で初期に熱圧着による溶接不良が発生すると、長期使用に伴い熱圧着点が徐々に酸化する。熱圧着点が酸化すると、アルカリ２次電池の内部抵抗の上昇や通電不良を招く。
【０００３】
例えば、２次電池における溶接不良の代表的な個所である集電板と封口板との溶接不良の有無の確認は、以下の方法が行われている。２次電池の組み立て前に溶接不良の有無を確認しようとするときは、集電板と封口板との間の溶接部に対する引張試験、また、２次電池の組み立て後に溶接不良の有無を確認しようとするときは、集電板と封口板との間の溶接部に対するＸ線透視等の非破壊検査である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、２次電池の組み立て前において引張試験により集電板と封口板との溶接不良の有無を確認しようとすると、溶接部に引張力によるストレスが発生するため、溶接不良が発生していない良好な溶接部の強度が低下するおそれがあるし、引張力により溶接不良が発生していない良好な溶接部が破断するおそれもある。
【０００５】
２次電池の組み立て後においてＸ線透視等の非破壊検査により集電板と封口板との溶接不良の有無の確認しようとすると、集電板と封口板とが溶接部を介して接触しているか否かを判断することはできるけれども、集電板と封口板とが溶接部を介して接触している場合には、溶接部が溶接不良であるか否かの判断をすることは非常に困難であった。
【０００６】
本発明は係る課題を解決するために為されたものであり、２次電池の組み立て後において、確実に溶接不良を検出することができる２次電池の溶接不良の検出方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る２次電池の溶接不良の検出方法は、２次電池における集電板と封口板との間の溶接部の溶接不良を検出する方法であって、２次電池に該２次電池の最大許容電流よりも大きな大電流を印加する第１ステップと、該大電流の印加中の該２次電池の電圧値を測定する第２ステップと、該測定された該２次電池の電圧値が、予め定められた良否判定しきい値以上であるとき、該２次電池の該溶接部は溶接不良であると検出する第３ステップとを包含し、これにより上記目的が達成される。
【０００９】
本発明に係る２次電池の溶接不良の検出方法は、２次電池における集電板と封口板との間の溶接部の溶接不良を検出する方法であって、２次電池に該２次電池の最大許容電流よりも大きな大電流を印加する第１ステップと、該大電流の印加後の該２次電池の内部抵抗値を測定する第２ステップと、該測定された該２次電池の内部抵抗値が、予め定められた良否判定しきい値以上であるとき、該２次電池の該溶接部は溶接不良であると検出する第３ステップとを包含するものであり、これにより上記目的が達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０の外観を示す。２次電池１０は、封口板３とケース４とケース４の内部に設けられた集電部２０（図示せず）とを備えている。封口板３は安全弁３Ａを有している。
【００１１】
図２（ａ）は、本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０に備えられた集電部および封口板の構成を示す。図２（ｂ）は、集電板と封口板との溶接部の構成を示す。
【００１２】
集電部２０は、集電体部１と集電板２とを備えている。集電板２は接続部材２Ａを有している。集電板２と封口板３とは溶接により接合されている。集電板２と封口板３とは接続部材２Ａを介して溶接部２Ｂにより接合されている。集電板２は、図２（ａ）中の矢印で示すように集電体部１と接合されている。集電板２と集電体部１とは溶接により接合されている。
【００１３】
集電板２と封口板３との間の溶接部２Ｂの溶接不良を検出する溶接不良検出方法については後述する。
【００１４】
図３は、本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０に設けられた極板群１の説明図である。極板群１は、極板１Ａ、１Ｃおよびセパレータ１Ｂを有している。各極板１Ａ、１Ｃには活物質１Ｄが塗布されている。活物質１Ｄとしては、正極には例えば、Ｎｉ（ＯＨ）2が用いられる。負極には例えば、ＭｍＮｉ5系合金等の水素吸蔵合金が用いられる。極板群１は、図２に示すように、正極、負極およびセパレータが渦巻状に巻かれることにより構成されている。
【００１５】
図４は、本実施の形態に係る２次電池の溶接不良検出装置の構成を示す。溶接不良検出装置４０は、大電流印加部４１と電圧測定部４２と交流抵抗測定部４３と良否判定しきい値記憶部４４と制御部４５とを備えている。２次電池１０は、溶接不良検出装置４０による溶接不良検出の対象である。２次電池１０における集電板２と封口板３との間の溶接部２Ｂの溶接不良を検出する方法を、以下説明する。２次電池１０として、Ｄサイズ／５Ａｈのニッケル水素化合物電池を用いた場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図５は、本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法を示すフローチャートである。図５および図４を参照して、制御部４５は、大電流印加部４１により通常最大許容電流よりも大きな大電流を２次電池１０に印加する（Ｓ５１）。これは、通常最大許容電流が、例えば１００アンペアであるとき、通常最大許容電流よりも大きな大電流として、例えば２００アンペアを２次電池１０に２秒間印加することである。
【００１７】
制御部４５は、大電流を２次電池１０に印加している間に、電圧測定部４２により２次電池１０の電圧値Ｖ１を測定する（Ｓ５２）。良否判定しきい値記憶部４４には、大電流印加時における２次電池１０の電圧に関する良否判定しきい値ＶＡが予め記憶されている。
【００１８】
制御部４５は、測定した電圧値Ｖ１と、良否判定しきい値記憶部４４に記憶された大電流印加時における２次電池１０の電圧に関する良否判定しきい値ＶＡとを比較する。測定した電圧値Ｖ１が良否判定しきい値ＶＡよりも小さいときは、制御部４５は２次電池１０の溶接部２Ｂは不良でないと判定する。測定した電圧値Ｖ１が良否判定しきい値ＶＡ以上であるときは、制御部４５は２次電池１０の溶接部２Ｂが不良であると判定する（Ｓ５３）。
【００１９】
図６は、本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法の他の例を示すフローチャートである。図６および図４を参照して、図５で前述した溶接不良の検出方法と同様に、制御部４５は、大電流印加部４１により通常最大許容電流よりも大きな大電流、例えば２００アンペアを２次電池１０に２秒間印加する（Ｓ６１）。
【００２０】
制御部４５は、大電流を２次電池１０に印加し終わった後に、交流抵抗測定部４３により２次電池１０の交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値を測定する（Ｓ６２）。良否判定しきい値記憶部４４には、大電流を印加し終わった後（通電後）における２次電池１０の交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値に関する良否判定しきい値ＲＡが予め記憶されている。
【００２１】
制御部４５は、測定した交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値Ｒ１と、良否判定しきい値記憶部４４に記憶された通電後における２次電池１０の交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値に関する良否判定しきい値ＲＡとを比較する。測定した交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値Ｒ１が良否判定しきい値ＲＡよりも小さいときは、制御部４５は２次電池１０の溶接部２Ｂは不良でないと判定する。測定した交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値Ｒ１が良否判定しきい値ＲＡ以上であるときは、制御部４５は２次電池１０の溶接部２Ｂが不良であると判定する（Ｓ６３）。
【００２２】
熱圧着された溶接部２Ｂに大電流を印加すると、熱圧着された溶接部２Ｂが発熱し、酸化する。溶接部２Ｂが酸化すると溶接部２Ｂの抵抗が上昇する。
【００２３】
従って、溶接部２Ｂの抵抗の変化またはこれに伴う電圧挙動を交流抵抗測定部４３または電圧測定部４２で測定し、測定値を予め定められた良否判定しきい値と比較することにより、２次電池１０の溶接部２Ｂにおける溶接不良を検出することができる。
【００２４】
表１に、本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法による、大電流印加時における２次電池１０の電圧測定値（充電時電圧）と、大電流を印加し終わった後における２次電池１０の交流抵抗測定値（通電後ＡＣ−ＩＲ）とを示す。表１には、大電流印加前における組み立て後の２次電池の交流抵抗測定値（ＡＣ−ＩＲ）およびＸ線透視による溶接不良の検出結果とを併せて示している。
【００２５】
【表１】
0004330690.tif 000002
【００２６】
溶接不良の検出対象として用いた電池は、Ｄサイズ／５Ａｈのニッケル水素化物電池である。電池Ａ１〜Ａ１０は、溶接条件を調節し、正極集電体が封口板に良好に溶接された電池である。電池Ｂ１〜Ｂ１０は、溶接部２Ｂが熱圧着された溶接不良の電池である。
【００２７】
以下の検査により、熱圧着された溶接不良の電池の検出を検討している。
（１）交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）測定（１ｋＨｚ）
（２）Ｘ線透視
（３）２００アンペア、２秒充電（電圧測定）  ＋  交流抵抗測定（１ｋＨｚ）
表１より、電池組み立て後の交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）測定値によっては、良否判定のしきい値を設定することはできず、溶接不良の検出は不可能であることがわかる。Ｘ線透視によっても熱圧着された溶接不良の電池と良好な溶接がされた電池とを判定することは困難であることがわかる。
【００２８】
一方、図５で前述した本実施の形態に係る溶接不良の検出方法において充電時電圧の良否判定しきい値ＶＡを２．０Ｖに設定すると、熱圧着された溶接不良の電池と良好な溶接がされた電池とを判別することができ、溶接不良の電池を検出することが可能となることがわかる。
【００２９】
また、図６で前述した本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の他の例において通電後のＡＣ−ＩＲの良否判定しきい値ＲＡを６ｍΩに設定すると、熱圧着された溶接不良の電池と良好な溶接がされた電池とを判別することができ、溶接不良の電池を検出することが可能となることがわかる。
【００３０】
以上のように本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法によれば、通常最大許容電流よりも大きな大電流を２次電池１０に印加している間に測定した２次電池１０の電圧値Ｖ１と良否判定しきい値ＶＡとに基づいて、熱圧着された溶接不良の電池と良好な溶接がされた電池とを判別することができる。
【００３１】
また、通常最大許容電流よりも大きな大電流を２次電池１０に印加し終わった後に測定した２次電池１０の交流抵抗（ＡＣ−ＩＲ）値と良否判定しきい値ＲＡとに基づいて、熱圧着された溶接不良の電池と良好な溶接がされた電池とを判別することができる。
【００３２】
このため、２次電池組み立て前の強度試験のように溶接部の強度の低下、溶接不良が発生していない良好な溶接部の破断という好ましくない影響を溶接部に与えることなく、溶接不良を検出することができる。さらに、２次電池組み立て後のＸ線透視のように集電板と封口板とが溶接部を介して接触している場合には溶接部が溶接不良であるか否かの判断をすることができないということがなく、集電板と封口板とが溶接部を介して接触しているか否かにかかわらず、確実に溶接不良を検出することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、２次電池の組み立て後において、確実に溶接不良を検出することができる２次電池の溶接不良の検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０の分解した外観図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０に設けられた集電部２０の構成図、（ｂ）は封口板３と集電板２との溶接部２Ｂの説明図である。
【図３】本実施の形態に係る溶接不良の検出方法の対象となる２次電池１０に設けられた集電体部１を構成する集電体１Ａの説明図である。
【図４】本実施の形態に係る２次電池の溶接不良検出装置の構成図である。
【図５】本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る２次電池の溶接不良の検出方法他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ２次電池
４０  溶接不良検出装置
４１  大電流印加部
４２  電圧測定部
４３  交流抵抗測定部
４４  良否判定しきい値記憶部
４５  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004330690.tif 000006
【図５】
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【図６】
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