バッテリー業界におけるX線検査
2026年6月17日
リチウムイオン電池は、私たちの日常生活に欠かせない存在です。普段目にする機会は少ないかもしれませんが、電気自動車、携帯電話、電動工具など、様々な製品に使用されています。リチウムイオン電池の需要は急速に増加しており、この需要に対応するため、世界中で大規模な製造施設（ギガファクトリー）が建設されています。リチウムイオン電池の製造工程において、X線検査は非常に重要なステップです。不良電池は非常に危険な状態になり得るからです。徹底的な検査を行うことで、電池の安全性を確保できるため、X線検査システムは電池業界において非常に重要なツールとなっています。
バッテリー検査に適したX線源
バッテリーの種類や検査ニーズが多岐にわたるため、要求を満たすには様々な解像度とX線エネルギーが必要となります。生産品質を確認するには、バッテリーの種類や欠陥の種類に応じて5μm未満から約150μmまでの、欠陥の臨界レベルを検出できる十分な高解像度が必要です。製造ラインの速度に対応するため、高出力X線源が使用されます。以下Comet X線源は広く使用されており、バッテリー検査における様々なニーズに対応している。
のComet Xplorer このシリーズは、24時間365日稼働する産業用途向けに設計されています。コンパクトな設計で高電力密度と高解像度を実現したこれらの密閉型X線管 高精度な画像処理、簡単な設置、そして柔軟な操作性を実現します。
利用可能なkV | 130 kV |
解像度範囲 | 5～50μm |
適している | インライン検査、生産環境 |
のMesoFocus X線管技術は、当社の最新の発明の一つです。お客様のニーズに合わせて、2つのkVクラスをご用意しています。スループット そして、解決の必要性。
利用可能なkV | 225 kV、450 kV |
解像度範囲 | <25-250 μm |
適している | インライン検査、生産環境 |
と共にFXE細胞設計と化学の進歩を可能にするあらゆる細部を見ることができます。マイクロフォーカス X線管はオフライン分析に適しています。バッテリーセルの構成要素を詳細に検査するのに最適です。
利用可能なkV | 160 kV、190 kV、225 kV |
解像度範囲 | <0.5-100 μm |
適している | アットライン 検査、実験室環境 |
検査可能な細胞の種類
用途に応じて、さまざまな種類の電池セルが使用されます。日常生活では、リモコンや一般的な家庭用品などの電源として、主に円筒形の電池が使われています。より大きなサイズで、エネルギー密度を最大化するためにリチウム化学を用いた円筒形電池は、電気自動車（EV）の電源としても使用されています。携帯電話やコンピューター（3C）に使用される電池は、それぞれの用途に合わせて別の形状（パウチ型）になっており、ドローンやRCレーシングカーに使用される電池も同様です。電気蓄電システム（ESS）に使用される電池は、剛性と安全性の高さから、ほぼすべて角型電池です。
主な3つのタイプは以下のとおりです。
円筒形細胞
円筒形電池は、ステンレス鋼やアルミニウム製の缶の中に巻き付けられた電極（ゼリーロールとも呼ばれる）で構成されている。
他の電池形状とは異なり、円筒形のセルは膨張を防ぐ形状をしており、これは電池において望ましくない現象です。主に電動工具、医療機器、日用品、電動自転車、電気自動車などに使用されています。
パウチ細胞
パウチ型電池は、絶縁箔で密封された、整列した電極を積層した構造をしている。
軽量であるため、主に携帯電話やノートパソコンなどの携帯機器に搭載され、筐体内に収められています。さらに、汎用性の高さから、ドローン、ラジコンカー、ジャンプスターター、エネルギー貯蔵システム（ESS）などにも使用されています。
角柱細胞
角柱状のセルは、長方形の底面を持つ缶の中に、1つまたは複数のゼリーロールを積み重ねて作られる。
長方形の形状がしっかりしているため、複数のユニットを積み重ねてバッテリーモジュールを形成するのに適しています。通常、円筒形のセルよりもサイズが大きいため、セルあたりのエネルギー容量が大きくなります。これらのバッテリーは主にエネルギー貯蔵や電気自動車に使用されています。
なぜ全数検査 バッテリーの
長年にわたり、バッテリーの発火や爆発事故が数多く発生してきた。スマートフォンの発火事故をきっかけに世間の注目が集まり始め、数年後には電気自動車も監視の対象となるようになった。故障したバッテリーは、製造過程で見過ごされた欠陥や弱点を抱えていることが多かった。
バッテリー製造における欠陥は、アプリケーションの安全性、ひいては消費者の安全性に非常に重要な影響を与えるため、全数検査 （つまり、すべての細胞が検査される）検査は、可能な限り実施されます。発生しうる多くの欠陥は、最も一般的な4つの欠陥タイプに分類できます。これらの欠陥はすべて、適切なX線/CT検査システムで検出可能です。
アノードの突き出し部分
オーバーハングの検査は、最も重要な要素です。陽極と陰極の端部は、一定の境界内に均一に配置されていなければなりません。境界外にある場合、電池寿命が短くなり、デンドライトの形成によって熱暴走を引き起こす可能性があります。
電極の位置ずれ
電池製造において、巻き取り・積み重ねの際にシートが適切に整列していることは非常に重要です。整列が不十分だと、膨張が発生し、非常に危険なだけでなく、電池の発火につながる可能性もあります。
異物混入
単三電池の製造過程で異物が電池内部に混入する可能性があり、短絡や早期故障の深刻なリスクとなる。
細胞組み立ての欠陥
電池の組み立て時の溶接や封止工程でも不具合が発生する可能性があります。電池は、亀裂、変形、歪み、濡れなどについて検査する必要があります。
生産ラインでのバッテリー検査
バッテリー（部品）の検査速度と必要な画像品質に応じて、さまざまな検査方法があります。一般的に、生産検査の設定とは、検査速度と画像品質の最適なバランスを見つけることです。スループット そして故障検出。
ラインスキャナによる2Dイメージング
この検査方法は、生産ラインが連続的に移動しながらX線画像を撮影できるため、最も迅速です。多くの場合、画像品質は陽極突出部の効果的な検査に十分です。
古典的な2Dイメージング
従来型の2D画像処理は、処理速度が非常に速く、画質も良好なため、現在でも最も広く用いられています。より高解像度の画像を得るためには、X線撮影時にコンベアベルトを短時間停止させる必要があります。
ラミノグラフィー「2.5D」
3D画像を迅速に取得するために、バッテリー（部品）の複数の斜め方向の画像を撮影し、それによってその体積を再構築する。
フル3D CT
ここでは、部品はあらゆる角度から、つまり360°全方位スキャンによって検査されます。3D CTは最高の再構成結果をもたらしますが、最も時間がかかります。取得時間を短縮し、スキャン品質を向上させるためのいくつかの調整が可能です。
なぜ全てのバッテリー製造施設でX線検査が必要なのか
バッテリー製造の複雑さと、起こりうる欠陥の多様性のため、全数検査 が求められています。X線検査は、製造部品の内部を十分な速度と空間分解能で見ることができる唯一の技術です。最新の非破壊X線技術により、全数検査電池製造のバリューチェーン全体、つまり電池セル部品から完成品の電池パックに至るまで、あらゆる段階での知見を提供します。生産ラインにX線検査を導入することは、歩留まり向上への投資であり、安全で信頼性の高い電池をエンドユーザーに届けることにつながります。
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