JP2011095210A - 測定対象物の物性値検知方法、及び、測定対象物の物性値検知システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 測定対象物の物性値検知方法は、空中に放射された超音波ビームUSを、測定対象物30に透過させた後に受波し、受波した超音波ビームの強度UCから、測定対象物の物性値APを検知し、互いに周波数の異なる超音波ビームについて、強度と測定対象物の物性値との相関関係G1,G2,G3に基づいて、各周波数f1,f2,f3の超音波ビームについての強度UC1,UC2,UC3から、それぞれ測定対象物の周波数別物性値AP1,AP2,AP3を得、各々の周波数別物性値に基づき、測定対象物の物性値を特定する。
【選択図】 図5
Description
このような手法を用いた測定対象物の厚みの測定方法のうち、特許文献1には、超音波を用いた測定方法、即ち、対象物に対して超音波を送信し、透過した超音波の受信強度に基づいて対象物の厚みを測定する超音波厚み測定方法が記載されている。この特許文献1の超音波厚み測定方法では、対象物に放射する超音波の波長が、温度による音速の変化に伴って変化しても、その波長に関する超音波の測定条件が同一となる周波数を含むように、周波数の設定範囲を定め、この設定範囲にわたって周波数を連続的に変化させる。
これに対し、上述の測定対象物の物性値検知方法によれば、非接触で活物質層の目付量を検知するので、電極板を傷つけることもなく容易に、かつ、短時間で検知することができる。
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施形態にかかる測定対象物の物性値検知装置100、及び、これを用いた物性検知方法では、測定対象物として電池1用の電極板(後述する正電極板30及び負電極板40)を用いる。そこで、まず、電池1について、図1,2を参照しつつ説明する。
この電池1は、いずれも長手方向DAに延びる帯状の正電極板30、負電極板40及びセパレータ20を備え、これらを捲回した捲回型の発電要素10をなすリチウムイオン二次電池である(図1参照)。なお、電池1は、図1に示すように、発電要素10を電池ケース80に収容してなる。
この正極活物質層31は、LiCoO2からなる正極活物質粒子(図示しない)と、アセチレンブラックからなる導電材(図示しない)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなる結着材(図示しない)とを含む。
このうち負極活物質層41は、グラファイトからなる負極活物質粒子(図示しない)、及び、PVDFからなる結着材(図示しない)を含む。
この物性値検知装置100は、超音波ビームUSを放射する超音波放射部110と、その超音波ビームUSを受波し、これを電気信号(具体的には超音波ビームUSの大きさに応じた振幅、かつ、超音波ビームUSの周波数と同じ周波数の交流信号)に変換する超音波受波部120と、これら超音波放射部110及び超音波受波部120を保持する、コの字形状のアーム130と、超音波放射部110及び超音波受波部120を制御すると共に電気信号を処理する制御部150とを有する。
また、超音波放射部110は、超音波振動子を有し、超音波ビームUSを放射する放射部111と、超音波振動子を所定の周波数で駆動する駆動回路116とからなる。なお、超音波ビームUSは、進行に伴いビーム径が小さくなる収束超音波ビームとされている。このため、超音波受波部120で受波される超音波ビームUSの強度をより高くすることができ、測定対象物(正電極板30,負電極板40)の物性値(このうちの、正極活物質層31,負極活物質層41の目付量)をより確実に検知できる。また、超音波放射部110の駆動回路116は、制御部150の指示に従って、放射部111を駆動する駆動電圧の周波数f1,f2,f3を所定時間毎(例えば1秒毎)に順に切り換えるので、放射部111からは、周波数f1,f2,f3の超音波ビームUSが順に放射される。
この検量線は、予め、物性値が既知の試料を用い、この物性値と透過させた超音波ビームの強度UCとの関係を、様々な物性値の試料について得ておき、これらから求めたものである。
ところで、集電箔上の活物質層の目付量(厚みや密度)を変えたものを多数用意するのは難しく、これについての目付量と透過する超音波ビームの強度との関係を得るのが難しい。また、透過した超音波ビームの強度は、電極板程度の厚さや密度の物質においては、物質によらず、単位面積あたりの重量に応じて変化する。そこで、試料として、電極板、即ち、集電箔上に活物質層を形成したものを用いるのに代えて、厚みの異なる金属箔を用いた。これについて単位面積あたりの重量と透過した超音波ビームの強度との関係を得る方が容易だからである。
具体的には、横軸を超音波ビームの強度UC1とし、縦軸を目付量AP1としたグラフに、各試料(金属箔)について、強度と目付量とで与えられる点をプロットする。そして、プロットした複数の点に基づいて、第1周波数f1について、超音波ビームの強度をxとしたとき目付量をyとして得る2次式(y=ax2+bx+c(a,b,cは定数))の形式の近似式(検量線G1)を得ておく。
さらに、同様にして、第2周波数f2(200kHz)及び第3周波数f3(400kHz)の超音波ビームについて、2次式で示す検量線G2,G3をそれぞれ得ておく(図4参照)。
また、負電極板40に用いる銅箔48と同材質の金属箔についても、同様にして、第1周波数f1,第2周波数f2,第3周波数f3の超音波ビームについて、2次式の形式の検量線をそれぞれ得ておく。
なお、測定対象物となる正電極板30の正極活物質層31は、電池1の製造工程において、塗工及び圧縮されて完成した状態のものである。
続いて、受波部121で受波した超音波ビームUSの強度(第1周波数強度UC1)から、制御部150において、図4に示す検量線G1に基づき、正極活物質層31の目付量(第1周波数目付量AP1)を算出する(ステップS2)。
そして、ステップS4では、受波部121で受波した超音波ビームUSの強度(第2周波数強度UC2)から、図4に示す検量線G2に基づき、正極活物質層31の目付量(第2周波数目付量AP2)を算出する。
そして、ステップS6では、受波部121で受波した超音波ビームUSの強度(第3周波数強度UC3)から、図4に示す検量線G3に基づき、正極活物質層31の目付量(第3周波数目付量AP3)を算出する。
また、電池1における、負電極板40の負極活物質層41の目付量APを検知する物性値検知方法についても、上述した物性値検知装置100を用いて、正極活物質層31と同様にして行うので、説明を省略する。
これに対し、本実施形態にかかる正電極板30(負電極板40)の物性値検知方法によれば、非接触で正極活物質層31(負極活物質層41)の目付量APを検知するので、正電極板30(負電極板40)を傷つけることもなく容易に、かつ、短時間に検知することができる。
例えば、実施形態では、各周波数の超音波ビームの強度(UC1等)に基づいた周波数別物性値(AP1等)を、予め得ておいた検量線の式から算出、取得した。しかし、例えば、各周波数の強度(UC1等)の値と、周波数別物性値(AP1等)の値とを対応づけて記憶させておいたルックアップテーブルを用いて、得られた強度から周波数別物性値を取得しても良い。また、実施形態では、測定対象物の物性値として、電極板における活物質層の目付量を得るものを示した。しかし、物性値としては、例えば、測定対象物の厚み、密度などを測定することもできる。
30 正電極板(電極板,測定対象物)
31 正極活物質層(活物質層)
38 アルミ箔(集電箔)
40 負電極板(電極板,測定対象物)
41 負極活物質層(活物質層)
48 銅箔(集電箔)
100 物性値検知装置(測定対象物の物性値検知システム)
110 超音波放射部(超音波放射手段)
111 放射部
120 超音波受波部(超音波受波手段)
121 受波部
AP (活物質層の)目付量(物性値)
AP1 第1周波数目付量(周波数別物性値)
AP2 第2周波数目付量(周波数別物性値)
AP3 第3周波数目付量(周波数別物性値)
f1 第1周波数(周波数)
f2 第2周波数(周波数)
f3 第3周波数(周波数)
G1,G2,G3 検量線(相関関係)
UC 強度
UC1 第1周波数強度(強度)
UC2 第2周波数強度(強度)
UC3 第3周波数強度(強度)
US 超音波ビーム
Claims (4)
- 空中に放射された超音波ビームを、測定対象物に透過させた後に受波し、受波した上記超音波ビームの強度から、上記測定対象物の物性値を検知する
測定対象物の物性値検知方法であって、
互いに周波数の異なる上記超音波ビームについて、それぞれ予め得ておいた、上記強度と上記測定対象物の物性値との相関関係に基づいて、各周波数の上記超音波ビームについての上記強度から、それぞれ上記測定対象物の周波数別物性値を得、各々の上記周波数別物性値に基づき、上記測定対象物の上記物性値を特定する
測定対象物の物性値検知方法。 - 請求項1に記載の測定対象物の物性値検知方法であって、
前記測定対象物は、
集電箔上に活物質層を形成してなる、電池用の電極板であり、
前記物性値は、
上記活物質層の目付量である
測定対象物の物性値検知方法。 - 空中に超音波ビームを放射する放射部を有する超音波放射手段と、
上記超音波ビームを受波し、電気信号に変換する受波部を有する超音波受波手段と、を備え、
上記超音波受波手段で受波した、上記放射部と上記受波部との間に配置した測定対象物を透過させた上記超音波ビームの強度から、上記測定対象物の物性値を検知する
測定対象物の物性値検知システムであって、
上記超音波放射手段は、
上記放射部から、互いに周波数の異なる上記超音波ビームを放射可能とされてなり、
上記測定対象物を透過させて受波した各周波数の上記超音波ビームについて、それぞれ予め得ておいた、上記強度と上記測定対象物の上記物性値との相関関係に基づいて、各周波数の上記超音波ビームの上記強度から、上記測定対象物の周波数別物性値をそれぞれ得る周波数別物性値取得手段と、
各々の上記周波数別物性値に基づき、上記測定対象物の上記物性値を特定する物性値特定手段と、を備える
測定対象物の物性値検知システム。 - 請求項3に記載の測定対象物の物性値検知システムであって、
前記測定対象物は、
集電箔上に活物質層を形成してなる、電池用の電極板であり、
前記物性値は、
上記活物質層の目付量である
測定対象物の物性値検知システム。
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Cited By (3)
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KR101547816B1 (ko) * | 2012-11-08 | 2015-08-27 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 전극의 불량 확인 방법 |
JP2016081741A (ja) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の測定装置 |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000353515A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電池用シート電極の製造方法 |
JP2002042789A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用電極の製造方法および製造装置 |
JP2004156917A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Amusu Kk | 超音波厚み測定方法および装置 |
JP2006132981A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波肉厚測定装置及びその方法 |
JP2008262530A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 火災感知器 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000353515A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電池用シート電極の製造方法 |
JP2002042789A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用電極の製造方法および製造装置 |
JP2004156917A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Amusu Kk | 超音波厚み測定方法および装置 |
JP2006132981A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波肉厚測定装置及びその方法 |
JP2008262530A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 火災感知器 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101547816B1 (ko) * | 2012-11-08 | 2015-08-27 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 전극의 불량 확인 방법 |
JP2016081741A (ja) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の測定装置 |
WO2024116942A1 (ja) * | 2022-11-29 | 2024-06-06 | パナソニックエナジー株式会社 | 極板厚み測定装置および測定方法 |
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