JP2000268887A - 2次電池の溶接不良の検出方法 - Google Patents
2次電池の溶接不良の検出方法Info
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Abstract
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。 【解決手段】 2次電池の溶接不良の検出方法は、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(S51)と、該2次電池の電気
的特性値を測定する第2ステップ(S52)と、該電気
的特性値と予め定められた良否判定しきい値とに基づい
て、該2次電池の溶接不良を検出する第3ステップ(S
53)とを包含し、該溶接不良は、集電板と封口板との
間の溶接不良を含む。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
溶接不良の検出方法は、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2次電池の電気的特性値を測定する第2ステップと、
該電気的特性値と予め定められた良否判定しきい値とに
基づいて、該2次電池の溶接不良を検出する第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。
は、該大電流の印加中に該2次電池の電圧値であり、第
3ステップで用いる該良否判定しきい値は、該2次電池
の該電圧値に関する第1の良否判定しきい値であり、該
第3ステップは、測定された該電圧値と該第1の良否判
定しきい値とに基づいて、該2次電池の溶接不良を検出
してもよい。
は、該大電流の印加後に該2次電池の内部抵抗値であ
り、第3ステップで用いる該良否判定しきい値は、該2
次電池の該内部抵抗値に関する第1の良否判定しきい値
であり、該第3ステップは、測定された該内部抵抗値と
該第1の良否判定しきい値とに基づいて、該2次電池の
溶接不良を検出してもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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V
A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)。
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4
1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(S6
1)。
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(S6
2)。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。
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−I
R)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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
溶接不良の検出方法の他の例において通電後のAC−I
R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。
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。
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。
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。
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。
となる2次電池10の分解した外観図である。
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。
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。
置の構成図である。
方法を示すフローチャートである。
方法他の例を示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 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2次電池の電気的特性値を測定する第2ステップと、 該電気的特性値と予め定められた良否判定しきい値とに
基づいて、該2次電池の溶接不良を検出する第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。 - 【請求項2】 該第2ステップで測定する電気的特性値
は、該大電流の印加中に該2次電池の電圧値であり、 第3ステップで用いる該良否判定しきい値は、該2次電
池の該電圧値に関する第1の良否判定しきい値であり、 該第3ステップは、測定された該電圧値と該第1の良否
判定しきい値とに基づいて、該2次電池の溶接不良を検
出する請求項1に記載の2次電池の溶接不良の検出方
法。 - 【請求項3】 該第2ステップで測定する電気的特性値
は、該大電流の印加後に該2次電池の内部抵抗値であ
り、 第3ステップで用いる該良否判定しきい値は、該2次電
池の該内部抵抗値に関する第1の良否判定しきい値であ
り、 該第3ステップは、測定された該内部抵抗値と該第1の
良否判定しきい値とに基づいて、該2次電池の溶接不良
を検出する請求項1に記載の2次電池の溶接不良の検出
方法。
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