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公開番号2025015928
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023118846
出願日2023-07-21
発明の名称二次電池用部材の欠陥検査装置、欠陥検査システム、欠陥検査プログラム、および、欠陥検査方法
出願人株式会社日立ハイテク
代理人ポレール弁理士法人
主分類H01M 4/04 20060101AFI20250124BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】二次電池製造において、電池材料や仕掛品の欠陥を計測し欠陥状態の変化検知と欠陥原因となった電池材料や製造工程を順位付ける。
【解決手段】二次電池用部材の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、電池製造工程における電池材料または仕掛品の欠陥検出データから異常を検知するとともに、異常検知時刻を出力する異常検知部と、製造情報データベースに格納された二次電池の製造履歴と前記異常検知時刻に基づいて、異常の原因を順位付けて推定する原因推定部と、を有する欠陥検査装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池用部材の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
電池製造工程における電池材料または仕掛品の欠陥検出データから異常を検知するとともに、異常検知時刻を出力する異常検知部と、
製造情報データベースに格納された二次電池の製造履歴と前記異常検知時刻に基づいて、異常の原因を順位付けて推定する原因推定部と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記異常検知部は、前記欠陥検出データから欠陥特徴量を計算し、前記欠陥特徴量が正常範囲外になった時刻を前記異常検知時刻として出力することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記欠陥特徴量は、欠陥体積、欠陥面積、欠陥厚み、欠陥短径、欠陥長径、欠陥のアスペクト比、欠陥形状、欠陥画像データ、欠陥の座標、欠陥発生数・確率、欠陥の元素組成、これらと相関のある欠陥検出データ、これらの統計量、これらの組み合わせ、のうち少なくとも１つ以上を含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記欠陥が、異物であることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記欠陥検出データは、Ｘ線を測定原理とした測定装置が測定したデータであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記欠陥検出データは、Ｘ線による計測データをマッピングした欠陥画像データであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項２において、
前記原因推定部は、前記異常検知部が計算した欠陥特徴量と、欠陥特徴量データベースに格納された欠陥特徴量に基づいて、異常の原因を順位付けて推定することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記原因推定部は、前記異常検知部が計算した欠陥特徴量と、前記欠陥特徴量データベースに格納された欠陥特徴量の類似度を計算することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記原因推定部は、前記欠陥特徴量データベースに格納された、電池材料毎または工程毎の欠陥特徴量の集団の重心を計算し、該重心と前記異常検知部が計算した欠陥特徴量の距離に基づき類似度を計算することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
二次電池用部材の欠陥を検査する欠陥検査システムであって、
二次電池の製造履歴を格納した製造情報データベースと、
電池製造工程における電池材料または仕掛品を計測して欠陥検出データを生成する計測装置と、
前記欠陥検出データに基づいて電池材料または仕掛品の欠陥を検査する欠陥検査装置と、
前記欠陥検査装置の出力を表示する表示装置と、を有し、
前記欠陥検査装置は、前記欠陥検出データから異常を検知するとともに、異常検知時刻を出力する異常検知部と、前記製造履歴と前記異常検知時刻に基づいて、異常の原因を順位付けて推定する原因推定部と、を有し、
前記表示装置は、前記原因推定部が推定した異常の原因を順位づけて表示することを特徴とする欠陥検査システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池部材の欠陥を検査する、欠陥検査装置、欠陥検査システム、欠陥検査プログラム、および、欠陥検査方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池に代表される二次電池は、電気エネルギーの充放電を繰り返すことができる電池であり、例えば、車載用途等に使用される。二次電池の製造時に、電極材料中の欠陥情報を計測し組立に使用する部分を決定する方法としては、特許文献１の二次電池の製造方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１の要約書では、課題欄に「電極材料の使用箇所による品質のばらつきに配慮して、高品質の二次電池の製造を行う。」と記載られており、解決手段欄に「二次電池の製造方法であって、組み立てに使用する電極材料の識別情報、および組み立てに使用する電極材料中の使用予定の部分の位置を取得する位置情報取得ステップと、取得した識別情報および位置に基づいて、電極材料中の使用予定の部分の品質情報を取得する品質情報取得ステップと、取得した品質情報に基づいて、電極材料において実際に組み立てに使用する部分を決定する使用部分決定ステップと、を含む。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２６６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池製造の過程で電極などの仕掛品やセパレータなどの電池材料に欠陥が発生した場合、電池容量の低下や自己放電の増加等を招き、電気エネルギーを貯蔵する等の電池性能が低下する場合がある。そのため、電池製造後の性能検査工程では、電池容量や自己放電などの電池性能が検査され、規格外品の選別が行われている。しかし、電池の選別は歩留り低下を引き起こすため、電池製造の過程で欠陥のある電池材料や仕掛品を検知し、対策するなどして後工程への流出防止を図ることが好ましい。一方で、歩留り低下を最小限に留めるため、電池性能への影響が小さい欠陥、例えば欠陥サイズが小さいものなどは、対策をせず後工程へ流すこともある。
【０００６】
このような高度な品質管理を維持するためには、電池材料や仕掛品を検査し、電池性能へ影響を及ぼす欠陥がある場合には迅速に電池材料や製造条件を変更、調整するなどの対応が重要となる。
【０００７】
ところが、電池材料や仕掛品の欠陥を検査するだけでは、欠陥原因となった電池材料や製造工程の推定には至らない。欠陥原因を推定し、原因となった電池材料や製造条件を変更するためには、人手による解析で欠陥原因を分析する必要がある。分析作業は分析担当者のノウハウに依存する部分が大きく、欠陥原因となった電池材料や製造工程、条件の推定に時間を要することがあった。したがって、欠陥を検知してから対応するまでの時間を短縮する余地がある。
【０００８】
上記した特許文献１では、電極材料中の欠陥情報を計測し組立に使用する部分を決定する方法が開示されているが、欠陥原因となった電池材料や製造工程、条件を推定する方法に関する記載がない。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、電池材料や仕掛品の欠陥を計測し欠陥状態の変化検知と欠陥原因となった電池材料や製造工程、条件を早期に推定するための、欠陥検査装置、欠陥検査システム、欠陥検査プログラム、および、欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の一形態は、二次電池用部材の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、電池製造工程における電池材料または仕掛品の欠陥検出データから異常を検知するとともに、異常検知時刻を出力する異常検知部と、製造情報データベースに格納された二次電池の製造履歴と前記異常検知時刻に基づいて、異常の原因を順位付けて推定する原因推定部と、を有する欠陥検査装置である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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