KR20150135230A - 필름 외장 전지의 검사 방법 - Google Patents

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KR20150135230A
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Abstract

필름 외장 전지(1)는 발전 요소(4)를 전해액과 함께 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체(5)의 내부에 수용한 편평 형상을 이룬다. 라미네이트 필름의 금속층(52)과 발전 요소(4)의 부극판(42) 사이의 절연 불량을 확실하게 검사하기 위해, 제1 검사 스테이지(7)에서는, 외장체(5)의 중앙부를 제1 가압 바(72)로 압박하면서, 제1 검사 장치(73)에 의해 검사를 행한다. 제2 검사 스테이지(8)에서는, 남은 양측 부분을 제2 가압 바(82)로 압박하면서, 제2 검사 장치(83)에 의해 검사를 행한다.

Description

필름 외장 전지의 검사 방법 {INSPECTION METHOD FOR FILM COVERED BATTERY}
본 발명은 라미네이트 필름을 외장체로 한 편평한 필름 외장 전지에 관한 것으로, 특히 내부의 발전 요소의 전극과 라미네이트 필름의 금속층 사이의 절연 상태를 검사하는 검사 방법에 관한 것이다.
금속층의 표면에 합성 수지층이 라미네이트된 라미네이트 필름을 외장체로서 사용하고, 정극판, 부극판 및 세퍼레이터를 복수 적층하여 이루어지는 발전 요소를, 전해액과 함께 내부에 수용한, 편평 형상을 이루는 필름 외장 전지가 알려져 있다(특허문헌 1, 2).
이러한 종류의 필름 외장 전지는, 예를 들어 리튬 이온 전지 등으로서 사용되지만, 특허문헌 2에는, 리튬 이온 전지로서 구성한 필름 외장 전지의 완성 후에, 외장체의 접합면으로부터 도출된 금속 단자와 외장체의 금속층 사이의 절연을 검사하는 것이 개시되어 있다. 이 특허문헌 2에 있어서는, 발전 요소를 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체 내에 수용하여 금속 단자 주위를 히트 시일한 후(전해액 충전 전)에, 금속 단자와 외장체의 금속층 사이에 임펄스 전압을 인가하여 제1 절연 불량 검사를 행하고, 또한 전해액을 충전하여 외장체를 완전히 밀봉한 후에, 마찬가지로 임펄스 전압을 인가하여 제2 절연 불량 검사를 행하고 있다.
발전 요소의 전극과 외장체의 금속층 사이의 절연은, 당연히, 전지로서 사용하고 있는 상황하에서 담보되어 있을 필요가 있고, 따라서, 절연 불량 검사로서는, 가능한 한 실제의 전지의 사용 상태에 가까운 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 특허문헌 2의 검사 방법에 있어서는, 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체의 내부에 전해액을 충전하고 외장체를 밀봉한 후에 절연 불량 검사를 행하고 있지만, 이 검사 시에, 검사 대상으로 되는 필름 외장 전지가 자유 상태에 놓여 있다.
그러나, 편평 형상을 이루는 필름 외장 전지를 복수 적층한 상태에서 사용하는 경우, 필름 외장 전지의 이동을 방지하기 위함 등에 의해, 외장체의 주면과 직교하는 방향(즉, 정극판 등의 적층 방향)으로 다소의 가압력을 받은 상태에서 사용되는 것이 생각될 수 있다. 또한, 개개의 필름 외장 전지의 완성 후에 있어서의 반송이나 배터리 모듈로서 조립할 때의 취급 중 등에 가압력을 받는 경우도 있다. 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체는 가요성을 가지므로, 이와 같은 외부로부터의 힘에 의해 휘어 변형되고, 내부의 발전 요소도 적층 방향으로 압축되는 경우가 있다.
따라서, 종래와 같이 필름 외장 전지를 자유 상태로 한 채 절연 불량 검사를 행해도, 반드시 충분한 검사의 신뢰성이 얻어지는 것은 아니다.
본 발명은 필름 외장 전지에 대해, 보다 신뢰성이 높은 절연 불량 검사를 행하는 것을 목적으로 하고 있다.
일본 특허 공개 제2003-303583호 공보 국제 공개 WO2011/040446A1
본 발명은 정극판 및 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 이루어지는 발전 요소가, 금속층의 적어도 내측 표면에 합성 수지층을 라미네이트한 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체의 내부에 전해액과 함께 수용되고, 단자를 도출한 상태에서 상기 외장체가 밀봉되어 이루어지는 편평한 필름 외장 전지의 검사 방법이며, 상기 발전 요소의 적층 방향을 따라 상기 외장체를 외측으로부터 가압하고, 이 가압 상태에 있어서, 상기 단자와 상기 금속층 사이에서 절연 불량 검사를 행한다.
예를 들어 극히 미소한 이물질이 외장체 내부에 혼입되어 있는 경우에, 필름 외장 전지가 자유 상태인 채라면 절연이 유지되어 있지만, 실제의 사용 상황과 같이 외장체가 외측으로부터 가압되어 라미네이트 필름이 발전 요소를 압박하고 있는 상태에서는 절연 불량으로 되는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명에서는, 외장체를 외측으로부터 가압한 가압 상태에 있어서 단자와 금속층 사이의 절연 불량을 검사하므로, 이와 같은 불량품을 사전에 발견하여 배제할 수 있다.
여기서, 외장체의 표면의 전체면을 한번에 압박하면, 외장체의 내부에 밀하게 충전되어 있는 전해액이 가압력에 저항하는 형태로 되어, 외장체와 발전 요소의 밀접을 저해한다. 따라서, 본 발명에서는, 바람직하게는, 상기 적층 방향을 따른 평면에서 볼 때 상기 외장체의 표면을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역마다 가압하여, 각각의 가압 상태에 있어서 상기 절연 불량 검사를 행한다. 이와 같이 하면, 구분한 영역의 수에 대응한 횟수의 절연 불량 검사가 필요해지지만, 가요성을 갖는 외장체가 부분적으로 압박되는 점에서, 외장체가 내부의 발전 요소에 대해 확실하게 압박된 상태가 얻어지고, 실제의 전지의 사용 상황에 근사한 절연 불량 검사를 행할 수 있다.
이와 같이 복수의 영역으로 분할하여 개별적으로 절연 불량 검사를 행하는 경우에는, 각 회의 가압 영역의 총합이, 적어도 상기 발전 요소를 덮는 상기 외장체의 범위의 전체를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 발전 요소를 덮는 외장체의 범위의 각 부가, 적어도 1회는 가압된 상태에서 그 절연 불량이 검사되게 된다.
바람직한 하나의 형태에서는, 본 발명의 필름 외장 전지의 검사 방법은, 전해액을 충전하고, 또한 외장체를 시일한 필름 외장 전지를, 제1 검사 스테이지에 반송하고, 제1 검사 스테이지에 있어서, 상기 발전 요소를 덮는 상기 외장체의 범위의 일부에 대응한 가압면을 갖는 가압 바에 의해 상기 외장체를 가압하면서, 상기 금속층과 단자 사이에서 제1 절연 불량 검사를 행하고, 필름 외장 전지를 제2 검사 스테이지에 반송하고, 제2 검사 스테이지에 있어서, 상기 범위의 잔부에 대응한 가압면을 갖는 가압 바에 의해 상기 외장체를 가압하면서, 상기 금속층과 단자 사이에서 제2 절연 불량 검사를 행한다.
즉, 발전 요소를 덮는 외장체의 범위를 2개의 영역으로 구분한 형태로, 제1 및 제2 검사 스테이지에 있어서, 각각 절연 불량 검사를 행한다. 이에 의해, 발전 요소의 전체면에 대해, 정극판 내지 부극판과 외장체의 금속층 사이의 절연 불량의 검사를 확실히 또한 효율적으로 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전해액의 충전 후에, 필름 외장 전지를 외측으로부터 가압한 상태에서 절연 불량 검사를 행하므로, 자유 상태에서는 절연이 유지되어 있지만 외측으로부터 외장체가 압박된 상태에서는 절연 불량으로 되는 필름 외장 전지를 확실하게 발견할 수 있고, 불량품으로서 미연에 배제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 검사의 대상으로 되는 필름 외장 전지의 일례를 도시하는 사시도.
도 2는 마찬가지로 필름 외장 전지의 단면도.
도 3은 본 발명에 관한 검사 스테이지의 구성을 개략적으로 도시하는 구성 설명도.
도 4는 검사 공정을 도시하는 공정 설명도.
도 5는 검사의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 6은 검사 공정의 제2 실시예를 도시하는 공정 설명도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 및 도 2에 기초하여, 본 발명에 의한 검사의 대상으로 되는 필름 외장 전지(1)의 일례를 설명한다. 필름 외장 전지(1)는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지이며, 도 1에 도시한 바와 같이, 편평한 직사각형의 외관 형상을 갖고, 길이 방향의 한쪽의 단부 테두리에, 도전성 금속박으로 이루어지는 한 쌍의 단자(2, 3)를 구비하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 필름 외장 전지(1)는 직사각형을 이루는 발전 요소(4)를 전해액과 함께 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체(5)의 내부에 수용한 것이다. 상기 발전 요소(4)는 세퍼레이터(43)를 개재하여 교대로 적층된 복수의 정극판(41) 및 부극판(42)으로 이루어지고, 예를 들어 3매의 부극판(42)과, 2매의 정극판(41)과, 이들 사이의 4매의 세퍼레이터(43)를 포함하고 있다. 즉, 이 예에서는, 발전 요소(4)의 양면에 부극판(42)이 위치하고 있다. 단, 발전 요소(4)의 최외층에 정극판(41)이 위치하는 구성도 가능하다. 또한, 도 2에 있어서의 각 부의 치수는 반드시 정확한 것은 아니고, 설명을 위해 과장된 것으로 되어 있다.
정극판(41)은 직사각형을 이루는 정극 집전체(41a)의 양면에 정극 활물질층(41b, 41c)을 형성한 것이다. 정극 집전체(41a)는, 예를 들어 알루미늄박, 알루미늄 합금박, 구리박, 또는, 니켈박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 또한, 정극 활물질층(41b, 41c)은, 예를 들어 니켈산리튬(LiNiO2), 망간산리튬(LiMnO2), 또는 코발트산리튬(LiCoO2) 등의 리튬 복합 산화물로 이루어지는 정극 활물질과, 카본 블랙 등의 도전조제와, 바인더를 혼합한 것을, 정극 집전체(41a)의 주면에 도포하고, 건조 및 압연함으로써 형성되어 있다.
부극판(42)은 직사각형을 이루는 부극 집전체(42a)의 양면에 부극 활물질층(42b, 42c)을 형성한 것이다. 부극 집전체(42a)는, 예를 들어 니켈박, 구리박, 스테인리스박, 또는, 철박 등의 전기 화학적으로 안정된 금속박으로 구성되어 있다. 부극 활물질층(42b, 42c)은, 예를 들어 비정질 탄소, 난흑연화 탄소, 이흑연화 탄소, 또는, 흑연 등과 같은 상기한 정극 활물질의 리튬 이온을 흡장 및 방출하는 부극 활물질에, 바인더를 혼합한 것을, 부극 집전체(42a)의 주면에 도포하고, 건조 및 압연시킴으로써 형성되어 있다.
상기 부극 집전체(42a)의 길이 방향의 단부 테두리의 일부는, 부극 활물질층(42b, 42c)을 구비하지 않는 연장부로서 연장되어 있고, 그 선단이 부극 단자(3)에 접합되어 있다. 또한, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 마찬가지로, 상기 정극 집전체(41a)의 길이 방향의 단부 테두리의 일부가, 정극 활물질층(41b, 41c)을 구비하지 않는 연장부로서 연장되어 있고, 그 선단이 정극 단자(2)에 접합되어 있다.
상기 세퍼레이터(43)는 정극판(41)과 부극판(42) 사이의 단락을 방지함과 동시에 전해질을 보유 지지하는 기능을 갖는 것으로서, 예를 들어 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 등으로 구성되는 미다공성 막으로 이루어지고, 과전류가 흐르면, 그 발열에 의해 층의 공공이 폐색되고 전류를 차단하는 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터(43)로서는, 폴리올레핀 등의 단층막으로 한정되지 않고, 폴리프로필렌막을 폴리에틸렌막으로 샌드위치한 3층 구조의 것이나, 폴리올레핀 미다공성 막과 유기 부직포 등을 적층한 것도 사용할 수 있다.
또한, 전해액으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 리튬 이온 2차 전지에 일반적으로 사용되는 전해질로서, 예를 들어 유기 용매에 리튬염이 용해된 비수 전해액을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성의 발전 요소(4)를 전해액과 함께 수용하는 외장체(5)는 도 2에 일부를 확대하여 도시한 바와 같이, 열융착층(51)과 금속층(52)과 보호층(53)의 3층 구조를 갖는 라미네이트 필름으로 이루어진다. 중간의 금속층(52)은, 예를 들어 알루미늄박으로 이루어지고, 그 내측면을 덮는 열융착층(51)은 열융착이 가능한 합성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌(PP)으로 이루어지고, 금속층(52)의 외측면을 덮는 보호층(53)은 내구성이 우수한 합성 수지, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진다. 또한, 더 다수의 층을 갖는 라미네이트 필름을 사용할 수도 있다. 또한, 상기한 예에서는 금속층(52)의 양면에 합성 수지층을 라미네이트하고 있지만, 금속층(52)의 외측의 합성 수지층은 반드시 필수적인 것은 아니고, 내측 표면에만 합성 수지층을 구비한 구성이어도 된다.
또한, 전극(41, 42) 및 세퍼레이터(43)의 공공 체적의 합계값에 대한 전해액량의 비율은, 1.3∼1.7이 바람직하다.
상기 외장체(5)는, 하나의 예에서는, 도 2의 발전 요소(4)의 하면측에 배치되는 1매의 라미네이트 필름과 상면측에 배치되는 다른 1매의 라미네이트 필름의 2매 구조를 이루고, 이들 2매의 라미네이트 필름의 주위의 4변을 겹치고, 또한 서로 열융착한 구성으로 되어 있다. 도시예는, 이와 같은 2매 구조의 외장체(5)를 도시하고 있다. 또한, 다른 하나의 예에서는, 외장체(5)는 1매의 비교적 큰 라미네이트 필름으로 이루어지고, 2겹으로 접은 상태에서 내측에 발전 요소(4)를 배치한 후에, 주위의 3변을 겹치고, 또한 서로 열융착한 구성으로 되어 있다.
직사각형을 이루는 필름 외장 전지(1)의 짧은 변측에 위치하는 한 쌍의 단자(2, 3)는, 라미네이트 필름을 열융착할 때에 라미네이트 필름의 접합면을 통하여 외부로 인출되어 있다. 또한, 도시예에서는, 동일한 한쪽의 단부 테두리에 한 쌍의 단자(2, 3)가 나란히 배치되어 있지만, 한쪽의 단부 테두리에 정극 단자(2)를 배치하고, 또한 다른 쪽의 단부 테두리에 부극 단자(3)를 배치하도록 하는 것도 가능하다.
상기한 필름 외장 전지(1)의 제조 수순으로서는, 이하와 같다. 먼저, 정극판(41), 부극판(42) 및 세퍼레이터(43)를 순차 적층하고, 또한 단자(2, 3)를 스폿 용접 등에 의해 설치하여 발전 요소(4)를 구성한다. 이어서, 이 발전 요소(4)를 외장체(5)로 되는 라미네이트 필름으로 덮고, 비교적 작은 충전구를 남겨 주위의 4변(상기한 2겹으로 접은 경우에는 3변)을 열융착한다. 이어서, 상기 충전구를 통하여 외장체(5)의 내부에 전해액을 충전하고, 그 후, 충전구를 열융착하여 외장체(5)를 밀폐 상태로 한다. 이에 의해 필름 외장 전지(1)가 완성되므로, 이어서 적절한 레벨까지 충전을 행하고, 이 상태에서, 일정 시간, 에이징을 행한다. 이 에이징의 완료 후, 전압 검사 등을 위해 다시 충전을 행하고, 출하된다.
또한, 이러한 종류의 필름 외장 전지(1)는 복수개를 편평한 상자 형상의 케이싱 내에 수용한 배터리 모듈로서 사용된다. 이 경우, 배터리 모듈의 케이싱 내에서 복수의 필름 외장 전지(1)가 적층된 배치로 되고, 예를 들어 케이싱의 일부 또는 케이싱과는 별개의 탄성 부재에 의해, 외장체(5)는 발전 요소(4)의 적층 방향[발전 요소(4)의 주면과 직교하는 방향]으로 다소 압박된 상태로 될 수 있다.
본 발명의 절연 불량 검사는, 외장체(5)의 중간층인 알루미늄박으로 이루어지는 금속층(52)과, 발전 요소(4)의 전극판, 도 2의 예에서는 특히 최외층에 위치하는 부극판(42)과의 사이에서 충분한 절연이 유지되어 있는지의 여부를 검사하기 위한 것이고, 상술한 제조 공정 중에서, 전해액의 충전 및 외장체(5)의 완전 밀폐(충전구의 밀봉) 이후의 적절한 시기에 실행된다. 예를 들어, 필름 외장 전지(1)로서의 출하의 직전에 검사 공정을 설정할 수 있고, 또는, 외장체(5)를 완전 밀폐한 직후에 검사 공정을 설정해도 된다. 또한, 상기한 에이징 공정 중에 내부에서 이물질이 석출되는 경우가 있으므로, 에이징 공정의 직후에 검사 공정을 설정하는 것도 효과적이다.
도 3은 절연 불량의 검사 공정으로서 필름 외장 전지(1)의 제조 라인 중에 설치되는 검사 스테이지의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 이 검사 스테이지는, 전해액의 충전 및 외장체(5)의 완전 밀폐가 완료된 필름 외장 전지(1)가 순차 반송되는 준비대(6)와, 제1회(환언하면 전반)의 절연 불량 검사를 행하는 제1 검사 스테이지(7)와, 제2회(환언하면 후반)의 절연 불량 검사를 행하는 제2 검사 스테이지(8)를 구비하고 있다. 또한, 준비대(6)와 제1 검사 스테이지(7) 사이에는, 준비대(6)로부터 제1 검사 스테이지(7)로 검사 대상으로 되는 1개의 필름 외장 전지(1)를 반송하는 제1 핸드(9)가 배치되어 있고, 제1 검사 스테이지(7)와 제2 검사 스테이지(8) 사이에는, 제1 검사 스테이지(7)에서 전반의 검사가 완료된 필름 외장 전지(1)를 제2 검사 스테이지(8)로 반송하는 제2 핸드(10)가 배치되어 있다. 이들 제1, 제2 핸드(9, 10)는, 모두 선단의 흡착 컵(도시하지 않음) 부분에서 부압에 의한 부품의 흡착을 행하는 흡착 핸드 형식의 것이고, 지지부(9a, 9b)를 중심으로 한 선회 운동에 의해 필름 외장 전지(1)의 반송을 행한다.
제1 검사 스테이지(7)는 검사 대상으로 되는 필름 외장 전지(1)가 놓이는 검사대(71)와, 필름 외장 전지(1)의 외장체(5)의 일부를 압박하도록 실린더 기구나 직진형 서보 모터 기구 등에 의해 수직 방향 상하로 이동하는 제1 가압 바(72)와, 검사용의 전압의 인가 및 인가 후의 전압 신호의 해석을 행하는 제1 검사 장치(73)를 구비하고 있다. 상기 제1 검사 장치(73)는 필름 외장 전지(1)의 부극 단자(3) 및 라미네이트 필름 내의 금속층(52)에 각각 접속되는 한 쌍의 프로브(74, 75)를 구비하고 있다. 부극 단자(3)에 접속되는 한쪽의 프로브(74)는, 예를 들어 부극 단자(3)를 사이에 끼우는 전극 클립이나, 상방으로부터 부극 단자(3)를 누르는 누름 부재에 대향하여 검사대(71) 상에 배치된 전극 패드, 또는 반대로 부극 단자(3)를 상방으로부터 검사대(71)에 압박하는 전극 패드, 등으로서 구성될 수 있다. 또한 라미네이트 필름의 금속층(52)에 접속되는 다른 쪽의 프로브(75)는, 예를 들어 라미네이트 필름을 관통하는 것이 가능한 예리한 침 형상으로 구성되고, 외장체(5)로 이루어지는 라미네이트 필름의 여백 부분, 즉 열융착된 주연부에 찌름으로써, 금속층(52)과의 도통이 얻어지는 구성으로 되어 있다. 이 침 형상의 프로브(75)는 수직 방향 상방으로부터 하강하여 라미네이트 필름에 찔러지는 구성으로 해도 되고, 반대로 검사대(71)의 하측으로부터 상방으로 돌출되는 구성으로 해도 된다. 또한, 침 형상의 프로브(75)를 사용하는 대신에, 라미네이트 필름의 일부에 금속층(52)의 노출 부분을 형성하도록 해도 된다.
또한, 제2 검사 스테이지(8)는 기본적으로는 제1 검사 스테이지(7)와 동일한 구성이며, 검사 대상으로 되는 필름 외장 전지(1)가 놓이는 검사대(81)와, 필름 외장 전지(1)의 외장체(5)의 일부를 압박하도록 실린더 기구나 직진형 서보 모터 기구 등에 의해 수직 방향 상하로 이동하는 제2 가압 바(82)와, 검사용의 전압의 인가 및 인가 후의 전압 신호의 해석을 행하는 제2 검사 장치(83)를 구비하고 있다. 상기 제2 검사 장치(83)는 필름 외장 전지(1)의 부극 단자(3) 및 라미네이트 필름 내의 금속층(52)에 각각 접속되는 한 쌍의 프로브(84, 85)를 구비하고 있다. 이들 프로브(84, 85)는, 제1 검사 스테이지(7)의 프로브(74, 75)와 마찬가지로 구성된다.
여기서, 상기 제1 검사 스테이지(7)와 상기 제2 검사 스테이지(8)에서는, 각각의 가압 바(72, 82)의 가압면의 형상이 상이하다. 제1 검사 스테이지(7)에 있어서의 제1 가압 바(72)는, 예를 들어 직사각형을 이루는 외장체(5)의 폭 방향의 중앙 부분을 띠 형상으로 압박하도록 가늘고 긴 직사각형의 가압면을 하단부에 갖고 있다. 이 가압면은, 기본적으로는, 검사대(71)의 상면과 평행한 평탄면을 이루고 있다.
이에 대해, 제2 검사 스테이지(8)에 있어서의 제2 가압 바(82)는 제1 검사 스테이지(7)의 제1 가압 바(72)에 의해 압박되지 않은 외장체(5)의 양측 2개소의 부분을 압박하도록, 2개로 분할된 한 쌍의 직사각형의 가압면을 하단부에 갖고 있다. 도면 중의 부호 82a, 82b는, 2분할된 개개의 가압면을 나타내고 있다. 상세하게는, 외장체(5)에 있어서의 발전 요소(4)의 투영 범위[즉, 발전 요소(4)를 덮고 있는 범위]보다도 약간 큰 직사각형의 외형상 중에서, 제1 가압 바(72)의 가압면에 상당하는 영역을 제외한 형상으로 가압면(82a, 82b)이 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 가압 바(72)의 가압면과 제2 가압 바(82)의 가압면은 상보의 관계에 있고, 양자의 가압 영역의 총합이, 외장체(5)에 있어서의 발전 요소(4)의 투영 범위 전체를 커버하고 있다. 또한, 가압면(82a, 82b)은, 기본적으로는, 검사대(81)의 상면과 평행한 평탄면을 이루고 있다.
상기 검사 스테이지는, 또한 상기 제1 검사 스테이지(7) 또는 상기 제2 검사 스테이지(8)에 있어서 절연 불량이라고 판정된 불량품을 반송하는 불량품용 컨베이어(11)와, 양쪽 검사 스테이지(7, 8)에서 절연이 확인된 양품을 반송하는 양품용 컨베이어(12)를 갖는다. 상기 제1 검사 스테이지(7) 또는 상기 제2 검사 스테이지(8)의 어느 하나에서 절연 불량이라고 판정된 불량품은, 도시하지 않은 배출 기구에 의해 각 검사 스테이지(7, 8)로부터 불량품용 컨베이어(11)로 배출된다. 또한, 양품은, 도시하지 않은 흡착 핸드 등에 의해 제2 검사 스테이지(8)로부터 양품용 컨베이어(12)로 이송된다.
도 4는 상기한 검사 스테이지를 사용하여 행하는 절연 불량 검사의 공정을 도시하고 있다. 공정 a는, 검사 대상으로 되는 필름 외장 전지(1)가 준비대(6) 상에 놓여 있는 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터, 제1 핸드(9)가 필름 외장 전지(1)를 흡착하여 상방으로 들어올리고, 또한 상기 제1 핸드(9)의 선회를 수반하여, 공정 b로서 나타내는 바와 같이, 제1 검사 스테이지(7)의 검사대(71) 상에 필름 외장 전지(1)를 이송한다. 이송 후, 제1 핸드(9)는 퇴피한다.
공정 c는, 검사대(71) 상에 놓인 필름 외장 전지(1)에 대한 제1 절연 불량 검사를 나타내는 것이며, 프로브(74, 75)가 전술한 바와 같이 부극 단자(3) 및 라미네이트 필름의 금속층(52)에 각각 접속되고, 또한 제1 가압 바(72)가 하강하여 외장체(5)의 폭 방향 중앙 부분을 압박한다. 그리고, 이와 같이 발전 요소(4)의 투영 범위의 일부 영역을 압박한 가압 상태하에서, 제1 검사 장치(73)가 프로브(74, 75)의 사이에 단시간 전압을 인가하고, 또한 그 후의 전압 저하의 형태로부터, 절연 상태가 얻어지고 있는지 절연 불량인지를 판별한다. 부극 단자(3) 내지 부극판(42)과 금속층(52) 사이에서 절연이 유지되어 있으면, 부극판(42)과 금속층(52)에 의해 정전 용량이 구성되고, 또 한편, 절연 불량이라면 정전 용량으로는 될 수 없으므로, 각각 전압 인가 후의 전압 저하의 형태가 상이한 것으로 된다. 이에 의해, 절연 불량인지의 여부가 판별된다. 또한, 절연 불량의 검사로서는, 이와 같은 방법으로 한정되지 않고, 공지의 다양한 방법을 적절하게 적용하는 것이 가능하다. 상기한 바와 같이 제1 가압 바(72)에 의해 가압한 상태에서 검사를 행함으로써, 예를 들어 자유 상태에서는 절연이 유지되어 있지만 외장체(5)가 발전 요소(4)로 압박된 때에 절연 불량으로 되는 불량도 확실하게 검출할 수 있다. 특히, 외장체(5)의 전체면을 일제히 압박하는 것은 아니고, 일부의 영역이 압박되므로, 내부에 밀하게 충전된 전해액에 저해되는 일 없이, 외장체(5)가 발전 요소(4)를 양측으로부터 적절하게 압축한 상태가 확실하게 얻어진다.
공정 c에서 절연 불량이라고 판정된 경우에는, 불량품용 컨베이어(11)로 필름 외장 전지(1)가 배출된다. 그 이외의 경우에는, 공정 d로서 나타내는 바와 같이, 제2 핸드(10)가 검사대(71) 상의 필름 외장 전지(1)를 흡착하여 상방으로 들어올리고, 또한 상기 제2 핸드(10)의 선회를 수반하여, 필름 외장 전지(1)를 다음의 제2 검사 스테이지(8)의 검사대(81) 상으로 이송한다. 이송 후, 제2 핸드(10)는 퇴피된다.
공정 e는, 검사대(81) 상에 놓인 필름 외장 전지(1)에 대한 제2 절연 불량 검사를 나타내고 있고, 제2 검사 장치(83)의 프로브(84, 85)가 부극 단자(3) 및 라미네이트 필름의 금속층(52)에 각각 접속되고, 또한 제2 가압 바(82)가 하강하여 외장체(5)의 폭 방향 양측 부분을 압박한다. 그리고, 이와 같이 발전 요소(4)의 투영 범위의 일부 영역을 압박한 가압 상태하에서, 전술한 제1 검사 스테이지(7)와 마찬가지로, 제2 검사 장치(83)가 프로브(84, 85)의 사이에 단시간 전압을 인가하고, 또한 그 후의 전압 저하의 형태로부터, 절연 상태가 얻어지고 있는지 절연 불량인지를 판별한다. 상기한 바와 같이 제2 가압 바(82)에 의해 가압한 상태에서 검사를 행함으로써, 예를 들어 자유 상태에서는 절연이 유지되어 있지만 외장체(5)가 발전 요소(4)에 압박된 때에 절연 불량으로 되는 불량도 확실하게 검출할 수 있다. 특히, 외장체(5)의 전체면을 일제히 압박하는 것은 아니고, 일부의 영역이 압박되므로, 내부에 밀하게 충전된 전해액에 저해되는 일 없이, 외장체(5)가 발전 요소(4)를 양측으로부터 적절하게 압축한 상태가 확실하게 얻어진다. 또한, 제1 가압 바(72)의 가압면과 제2 가압 바(82)의 가압면은 상보의 관계에 있고, 발전 요소(4)를 덮는 외장체(5)의 범위의 각 부가, 어느 하나의 절연 불량 검사에 있어서 반드시 1회 압박되는 것으로 되고, 발전 요소(4)의 전체면에 걸쳐 빠짐없이 가압 상태에서의 검사를 행할 수 있다.
공정 e에서 절연 불량이라고 판정된 경우에는, 불량품용 컨베이어(11)로 필름 외장 전지(1)가 배출된다. 그 이외의 경우에는, 양품으로서 양품용 컨베이어(12)로 이송된다.
도 5는 상기한 바와 같은 절연 불량 검사의 처리의 흐름을 흐름도로서 나타낸 것이다. 먼저 스텝 1로서, 필름 외장 전지(1)가 제1 검사 스테이지(7)로 이송되고, 스텝 2에서, 외장체(5)의 가압 및 검사용의 전압 인가가 실행된다. 스텝 3에서는, 절연 불량인지의 여부가 판별되고, 절연 불량이 아니면 스텝 4로 진행된다. 스텝 4에서는, 필름 외장 전지(1)가 다음의 제2 검사 스테이지(8)로 이송되고, 스텝 5에서, 외장체(5)의 가압 및 검사용의 전압 인가가 실행된다. 스텝 6에서는, 절연 불량인지의 여부가 판별되고, 절연 불량이 아니면, 스텝 7에 있어서, 양품이라고 최종적으로 판단한다. 스텝 3 또는 스텝 6에서 절연 불량이라고 판단된 경우에는, 스텝 8로 진행되고, 불량품으로서 배제한다.
상기한 실시예에서는, 필름 외장 전지(1)의 압박해야 하는 표면적[즉, 발전 요소(4)의 투영 범위]을 발전 요소(4)의 적층 방향을 따른 평면에서 볼 때, 폭 방향에서 3개의 영역으로 구분하고, 그 중앙 부분을 제1 검사 스테이지(7)에서 압박하고, 나머지의 2개의 부분을 제2 검사 스테이지(8)에서 압박한다. 본 발명에 있어서는, 이와 같은 영역의 구분은, 임의이고, 예를 들어 더 다수의 영역으로 나누어 각각 검사를 행하도록 해도 된다.
도 6은 직사각형을 이루는 필름 외장 전지(1)의 압박해야 하는 범위를, 길이 방향으로 2개의 영역으로 구분하도록 한 제2 실시예를 도시하고 있다. 공정 A는, 제1 검사 스테이지(7)에서의 제1 절연 불량 검사를 나타내고 있고, 검사대(71)에 대해 상하 이동하는 제1 가압 바(72)는 직사각형을 이루는 필름 외장 전지(1)의 길이 방향의 대략 절반을 덮는 가압면을 갖고 있다. 이에 의해, 필름 외장 전지(1)의 단자(2, 3)와는 반대측으로 되는 영역을 압박한 가압 상태하에서, 제1 검사 장치(73)에 의한 절연 불량 검사가 실행된다. 또한, 공정 B는, 제2 검사 스테이지(8)에서의 제2 절연 불량 검사를 나타내고 있고, 검사대(81)에 대해 상하 이동하는 제2 가압 바(82)는 직사각형을 이루는 필름 외장 전지(1)의 길이 방향의 대략 절반, 특히 단자(2, 3) 부근의 부분을 덮는 가압면을 갖고 있다. 이에 의해, 제1 검사 스테이지(7)에서 압박되어 있지 않은 필름 외장 전지(1)의 나머지 영역을 압박한 가압 상태하에서, 제2 검사 장치(83)에 의한 절연 불량 검사가 실행된다.
이상, 본 발명의 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시예에서는, 다수의 필름 외장 전지(1)를 효율적으로 검사하기 위해, 제1 절연 불량 검사와 제2 절연 불량 검사를 각각 별도의 검사대 상에서 행하도록 하고 있지만, 이송 공정의 삭감을 위해, 하나의 검사대 상에서, 상이한 영역을 압박하면서 각각의 절연 불량 검사를 순차 실행하도록 해도 된다. 또한, 상기 실시예에서는, 부극 단자(3)에 관해 절연 불량 검사를 행하고 있지만, 필요에 따라, 정극 단자(2)를 대상으로 하여 절연 불량 검사를 행하는 것도 가능하고, 부극 단자(3)와 정극 단자(2)의 양쪽을 대상으로 하여 절연 불량 검사를 행하는 것도 가능하다.

Claims (4)

  1. 정극판 및 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 이루어지는 발전 요소가, 금속층의 적어도 내측 표면에 합성 수지층을 라미네이트한 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체의 내부에 전해액과 함께 수용되고, 단자를 도출한 상태에서 상기 외장체가 밀봉되어 이루어지는 편평한 필름 외장 전지의 검사 방법이며,
    상기 발전 요소의 적층 방향을 따라 상기 외장체를 외측으로부터 가압하고, 이 가압 상태에 있어서, 상기 단자와 상기 금속층 사이에서 절연 불량 검사를 행하는, 필름 외장 전지의 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층 방향을 따른 평면에서 볼 때 상기 외장체의 표면을 복수의 영역으로 구분하고, 각 영역마다 가압하여, 각각의 가압 상태에 있어서 상기 절연 불량 검사를 행하는, 필름 외장 전지의 검사 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    각 회의 가압 영역의 총합이, 적어도 상기 발전 요소를 덮는 상기 외장체의 범위의 전체를 포함하고 있는, 필름 외장 전지의 검사 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    전해액을 충전하고, 또한 외장체를 시일한 필름 외장 전지를, 제1 검사 스테이지에 반송하고,
    제1 검사 스테이지에 있어서, 상기 발전 요소를 덮는 상기 외장체의 범위의 일부에 대응한 가압면을 갖는 가압 바에 의해 상기 외장체를 가압하면서, 상기 금속층과 단자 사이에서 제1 절연 불량 검사를 행하고,
    필름 외장 전지를 제2 검사 스테이지에 반송하고,
    제2 검사 스테이지에 있어서, 상기 범위의 잔부에 대응한 가압면을 갖는 가압 바에 의해 상기 외장체를 가압하면서, 상기 금속층과 단자 사이에서 제2 절연 불량 검사를 행하는, 필름 외장 전지의 검사 방법.
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