JPH0845541A - 密閉型電池の密閉度合い判定方法 - Google Patents

密閉型電池の密閉度合い判定方法

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JPH0845541A
JPH0845541A JP6179124A JP17912494A JPH0845541A JP H0845541 A JPH0845541 A JP H0845541A JP 6179124 A JP6179124 A JP 6179124A JP 17912494 A JP17912494 A JP 17912494A JP H0845541 A JPH0845541 A JP H0845541A
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JP
Japan
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battery
sealing
sealed
gas pressure
degree
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JP6179124A
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English (en)
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Ikuo Kanekawa
育生 金川
Masahiro Saijo
将弘 西條
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、密閉型電池における密閉不良を簡
便かつ迅速に、しかも確実に判定できる電池密閉度合い
判定方法を提供することを目的とする。 【構成】 密閉型電池の内部ガス圧と外部ガス圧とに圧
力差を生じさせることによって液漏れ及び/又はクリー
ピングを加速する液漏れ加速工程を有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉型電池の密閉不良
を検出する方法に関し、詳しくは電池液の液漏れを予測
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ワープロ、パソコン、ビデオカメ
ラ、携帯電話等のポータブル電子機器の普及に伴い、こ
れら機器を動作させる電源として密閉型電池の需要が増
大している。ところで、一般に前記電子機器は精密で高
価なものが多いので、これらの電子機器には、信頼性の
高い高品質な電池の使用が望まれ、特に密閉度が悪い電
池の使用は好ましくない。何故なら、電池密閉度合いの
悪い電池を電子機器に使用した場合、電解液等の漏洩に
より機器内部が腐食又は破損し、動作不能に陥る等のト
ラブルが発生するからである。そこで、このような事故
を防ぐため、従来より電池の密閉度をより完全にすべ
く、電池封口方法の改良がなされており、最近では、ガ
スケットを挟んで封口するクリンプ封口技術やレーザ溶
接により密閉する技術などを用い電池の密閉化が図られ
ている。
【0003】しかしながら、このような技術を適用して
製造される電池であっても、全ての電池について、密閉
の完全を期すことはできない。つまり、電池組立段階で
密閉度の不充分な電池を完全になくすことはできない。
このため、電池組立工程が完了した段階で、電池を長期
間放置し、液漏れの有無を確認するクリーピング確認試
験が行われている。しかし、従来から行われているこの
方法は、簡便な方法であるものの、長時間を必要とする
とともに、微小なピンホールなどによる密閉不良を検出
できないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点に鑑み、密閉型電池における密閉不良を迅速かつ
確実に、しかも簡便に判定できる方法を提供することを
目的としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、密閉型電池の内部ガス圧と外部
ガス圧とに圧力差を生じさせることによって液漏れ及び
/又はクリーピングを加速する液漏れ加速工程を有する
密閉型電池の密閉度合い判定方法であることを特徴とす
る。
【0006】請求項2の発明は、密閉型電池を密閉容器
内に入れ、前記容器内を減圧にし、密閉型電池の内部ガ
ス圧と外部ガス圧に差をつけた状態で所定時間経過する
まで電池を放置することによって、液漏れ及び/又はク
リーピングを加速する液漏れ加速工程を有する密閉型電
池の密閉度合い判定方法であることを特徴とする。請求
項3の発明は、密閉型電池を所定電流で所定時間充電
し、電池内部ガス圧を上昇させることによって、液漏れ
及び/又はクリーピングを加速させる液漏れ加速工程を
有する密閉型電池の密閉度合い判定方法であることを特
徴とする。
【0007】請求項4の発明は、密閉型電池を密閉容器
内に入れ、前記容器内を所定圧に加圧して電池内部ガス
圧と外部ガス圧に差をつけ、この状態で所定時間経過さ
せた後に、前記密閉容器内の圧力減少程度を測定するこ
とにより、密閉型電池の密閉度合いを判定する電池密閉
度合い判定方法であることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、密閉型電池の内部ガス圧と外部ガ
ス圧に圧力差を生じさせるように構成したが、密閉の不
完全な電池に内外圧力差を生じさせると、電池外部のガ
ス圧力が高い場合には電池内部に電池外部のガスが浸入
する。したがって、電池内部に浸入するガス量を測定す
ることにより、電池の密閉度合いを知ることができる。
具体的には、密閉容器に電池を入れ、所定量の圧縮ガス
体(空気、窒素ガス等)で電池に圧力をかけるように構
成すれば、電池内部にガスが浸入した場合には、前記密
閉容器内のガス圧力が減少する。よって、この減少量を
測定することにより容易に電池内部にガスが浸入したこ
と又は浸入ガス量を知ることができる。そして、この
際、電池密閉度合いが悪いほど、単位時間当たりのガス
浸入量が大きく、また電池外部圧力を高めなくとも電池
内部にガスが浸入するので、電池外部圧力の設定条件と
電池内部へのガス浸入の有無または浸入量との関係か
ら、電池密閉度合いを判定することが可能となる。
【0009】他方、電池内部のガス圧力の方が高い場合
には、電池内部からガス又はガスと共に電解液が電池外
部に漏れ出る。したがって、このガス又は電解液を直接
検出することにより電池外部へのガス漏れ等を知ること
ができる他、電池内部からガス等が電池外部に漏れ出る
現象にともなって発生するクリーピングや液漏れを肉眼
的に観察することによっても知ることができる。ここ
で、電池内部のガス圧力を電池外部のガス圧より高める
方法としては、例えば、電池を密閉容器に入れ、容器内
を減圧し、更に必要ならば電池を加温する方法があり、
また電池を急速充電することによっても電池内部ガス圧
力を高めることができる。また、電池内からのガス漏れ
を直接検出する方法としては、例えば酸素又は水素を検
知可能なガスセンサーを用いる方法が挙げられ、電解液
漏れを直接検出する方法としては、例えばpHセンサー
を用いる方法が挙げられる。このようにして電池内部の
ガス圧力を電池外部より高め、液漏れ等を検出する方法
の場合においても、電池外部の減圧程度や充電条件と電
解液漏れとの関係から、電池密閉度合いを判定できる。
【0010】以上のように、本発明方法によれば、迅速
かつ確実に電池密閉度合いを判定できるが、この本発明
にかかる電池密閉度合いの結果を実際の使用条件におけ
る電池液漏れと関連付けておくことにより、実際の使用
状態における電解液漏れの予測が可能になる。
【0011】
【実施例】本発明を、実施例に基づいて具体的に説明す
る。 〔実施例1〕実施例1では、電池外部加圧方式によって
電池密閉度合いを判定した。以下、その方法を詳細に説
明する。
【0012】初めに、実施例1で使用した密閉容器を図
1に基づいて説明する。この密閉容器本体1は、内部容
積が6.20cm3 で、外寸が50.0mm×20.0
mm×6、2mmの大きさの直方体であり、容器側壁に
は圧力ゲージ4、及び容器内に定量的にガスを導入でき
るシリンダー3が付設されている次に、密閉度合いを調
べた角形ニッケル−カドミウム電池について、図2に基
づいて説明する。この電池は、図2に示したように、ガ
スケット10を挟むクリンプ封口部分aと、外装缶と封
口体とをレーザー溶接した封口部分bの2箇所に封口部
を有し、電池の外表面の体積は4.20cm3 、また正
極、負極、セパレータ、電解液等の電池構成要素を除い
た電池内部の空間容積は、0.50cm3である。な
お、この電池は400mAhの容量で設計されたもので
ある。
【0013】(密閉度合いの判定方法)密閉型電池2を
前記密閉容器本体1に入れ、容器を密閉状態とした。開
閉弁5bを開放し、5aを閉じててシンリダー内に10
cm3 の空気を導入したのち、開閉弁5bを閉じる。そ
の後、開放弁5aを開き、シリンダー3内のガスを容器
本体1に注入し同時に開閉弁5aを閉じて、圧力ゲージ
4で容器内圧力を読み取る。この状態で3秒間放置し、
3秒後に再び圧力ゲージ4で容器内圧力を読み取った。
この時の環境温度及び導入空気の温度は25±5℃とし
た。なお、空気導入当初のゲージ圧は5065hPa
(ヘクトパスカル)であった。
【0014】上記のようなような密閉度試験を、百万個
の前記電池について行ったところ、ゲージ圧5000〜
4500hPaの電池が20個、ゲージ圧4500hP
a未満の電池が2個あることが確認された。これらの電
池について、クリンプ封口部分とレーザー封口部分の顕
微鏡観察を行った。その結果、ゲージ圧5000〜45
00hPaの電池では、何れの電池も封口部分に密閉不
良となるような異常が認められなった。他方、ゲージ圧
4500hPa未満の電池では、全てレーザー溶接部分
に溶接不良が認められた。
【0015】更に、レーザー封口部分に異常が確認され
なかったゲージ圧5000〜4500hPaの電池につ
いて、1か月間室温で放置した後、顕微鏡観察した。そ
の結果、20個中18個の電池にレーザー封口部分のク
リーピングが確認され、残りの2個については、クリン
プ封口部分のクリーピングが確認された。他方、ゲージ
圧が5000hPa以上であった99万9千978個の
電池を3か月間室温に放置し、肉眼でクリーピングを観
察したところ、いずれの電池にもクリーピングが確認さ
れなかった。
【0016】このことから、この条件下では、前記容器
本体1の内圧の減少が65hPa未満であれば電池密閉
度合いが完全であり、65〜565hPaである場合に
はやや密閉不良であり、565hPaを超えて減少した
場合には密閉不良の電池であると判定できる。即ち、電
池を空気等のガス体で加圧し、加圧圧力の減少程度を測
定することにより、簡便迅速に電池の密閉度合いを判定
できることが明らかになった。 〔実施例2〕実施例2では、電池外部減圧方式によって
電池密閉度合いを判定した。
【0017】密閉度合いの判定対象の電池として、前記
と同様の角形ニッケル−カドミウム電池を100万個用
い、密閉容器として実施例1と同様の容器を用いた。 (密閉度合い測定方法)図1において、開閉弁5a及び
5bの開閉を調整しつつシリンダー3を動作させて、容
器1を100hPaまで減圧し、この状態で24時間放
置し、24時間後に電池からの液漏れを肉眼観察した。
その結果、25個の電池についてクリーピングが確認さ
れ、残りの99万9千975個の電池には異常が確認さ
れなかった。
【0018】異常の確認されなかった電池については、
更に3か月間室温に電池を放置し、クリーピングの有無
を観察した。その結果、何れの電池にもクリーピングが
確認されなかった。これらの結果から、電池外部を減圧
状態にすると、密閉度合いの悪い電池では、電池内部の
電解液やガスが電池外部に吸い出されるために、クリー
ピング現象が加速されるものと考えられる。このことか
ら、電池外部を減圧することにより、短時間に密閉度合
いを測定できることが明らかになった。
【0019】なお、クリーピングが観察された電池を透
明容器に入れ、50hPaに減圧したところ、クリーピ
ング箇所から肉眼で容易に確認できる程度に液漏れが発
生した。よって電池外部減圧方式においては、映像処理
を用いて液漏れを自動検出することが可能である。 〔実施例3〕実施例3では、電池外部を常圧とし、電池
内部を加圧する方式によって電池密閉度合いを測定し
た。
【0020】実施例1と同様の角形ニッケル−カドミウ
ム電池を100万個用い、これら電池を0.8Aで3分
間充電したのち、24時間放置し、クリーピングの発生
の有無を調べた。その結果、19個の電池にクリーピン
グが確認された。残りの99万9千981個の電池につ
いては、更に3か月室温で放置しクリーピングの有無を
調べた。その結果、何れの電池にもクリーピングが認め
られなかった。
【0021】これらの結果から、高率充電による電池内
圧を高める方式によって、電池密閉度合いが測定できる
ことが明らかになった。なお、電池に対し高率充電によ
り密閉度合いの判定が可能となるのは、高率充電を行う
と電極反応により電池温度が上昇するとともに、電池内
部でガスが発生するために電池内部圧力が高まり、これ
により電池密閉度合いが悪い場合に発生する電解液漏れ
やクリーピング現象を加速させることができるからであ
る。
【0022】〔その他の事項〕 上記実施例1〜3では、電池内部又は外部を加圧又は
減圧する操作を1回だけ行ったが、密閉容器内の電池に
加圧と減圧を交互に繰り返す方法とすることもできる。
このような方法とすると、クリーピング現象や液漏れ現
象を更に強力に促進することができるので、一層迅速か
つ確実に電池密閉度合いの判定が可能となる。
【0023】上記実施例2(電池外部減圧方式)、及
び実施例3(電池内部加圧方式)では、目視により液漏
れやクリーピングを観察する方法としたが、電池から漏
れ出た電解液や電池内部ガスを自動検出する装置を組み
合わせることによって、電池密閉度合いの判定を完全自
動化することもできる。電解液の自動検出は、例えば電
池の近傍にPHセンサーを配置することにより可能とな
り、漏れ出た電池内部ガスの自動検出は、例えば密閉容
器に水素センサーまたは酸素センサーを付設することに
よって実現できる。
【0024】上記実施例1〜2では、密閉容器内の加
圧又は減圧にシリンダーを用いる方法としたが、これに
限られるものではなく、どのような加圧又は減圧手段で
あってもよい。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明方法によれば、電池
の液漏れを加速でき、電池の密閉度合いを迅速かつ確実
にしかも簡便に判定できる。したがって、本発明方法に
より密閉度合いが良であると判定された電池は、電子機
器等の内部にあって液漏れ等のトラブルを発生させない
ので、密閉形電池の信頼性を高めることができる。即
ち、本発明方法の実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための装置の一例を示す
概念模式図である。
【図2】電池密閉度合いの判定対象とした密閉型ニッケ
ル−カドミウム電池の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 密閉容器本体 2 密閉型電池 3 シリンダー 4 圧力ゲージ 5 開閉弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉型電池の内部ガス圧と外部ガス圧と
    に圧力差を生じさせることによって液漏れ及び/又はク
    リーピングを加速する液漏れ加速工程を有することを特
    徴とする密閉型電池の密閉度合い判定方法。
  2. 【請求項2】 密閉型電池を密閉容器内に入れ、前記容
    器内を減圧にし、密閉型電池の内部ガス圧と外部ガス圧
    に差をつけた状態で所定時間経過するまで電池を放置す
    ることによって、液漏れ及び/又はクリーピングを加速
    する液漏れ加速工程を有することを特徴とする密閉型電
    池の密閉度合い判定方法。
  3. 【請求項3】 密閉型電池を所定電流で所定時間充電
    し、電池内部ガス圧を上昇させることによって、液漏れ
    及び/又はクリーピングを加速させる液漏れ加速工程を
    有することを特徴とする密閉型電池の密閉度合い判定方
    法。
  4. 【請求項4】 密閉型電池を密閉容器内に入れ、前記容
    器内を所定圧に加圧して電池内部ガス圧と外部ガス圧に
    差をつけ、この状態で所定時間経過させた後に、前記密
    閉容器内の圧力減少程度を測定することにより、密閉型
    電池の密閉度合いを判定する電池密閉度合い判定方法。
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