(57)【要約】【課題】バイポーラ型蓄電モジュールの短絡を検出することができる検査方法を提供する。【解決手段】蓄電モジュールの検査方法は、バイポーラ型蓄電モジュールに対する充放電を繰り返し行うことによってバイポーラ型蓄電モジュールを活性化する活性化工程を含み、活性化工程は、バイポーラ型蓄電モジュールを所定容量以上に充電する充電工程と、当該所定容量以上に充電されたバイポーラ型蓄電モジュールの端子間電圧を計測する電圧計測工程と、計測工程で計測された端子間電圧が、予め設定された基準電圧よりも小さい場合にバイポーラ型蓄電モジュールに短絡が生じていると判定する判定工程と、を含む。【選択図】図５
2020201048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の終端電極の間に複数のバイポーラ電極と複数のセパレータとが交互に積層された積層体を含むバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法であって、
前記バイポーラ型蓄電モジュールに対する充放電を繰り返し行うことによって前記バイポーラ型蓄電モジュールを活性化する活性化工程を含み、
前記活性化工程は、
前記バイポーラ型蓄電モジュールを所定容量以上に充電する充電工程と、
当該所定容量以上に充電された前記バイポーラ型蓄電モジュールの端子間電圧を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測された前記端子間電圧が、予め設定された基準電圧よりも小さい場合に前記バイポーラ型蓄電モジュールに短絡が生じていると判定する判定工程と、を含む、バイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法。
【請求項２】
前記充電工程におけるＣレートは、前記活性化工程において複数回行われる充放電のうち少なくともいずれかの充放電におけるＣレートよりも低くなるように設定されている、請求項１に記載のバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法。
【請求項３】
前記充電工程におけるＣレートは、１Ｃレート以下に設定されている、請求項２に記載のバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法。
【請求項４】
前記充電工程では、前記活性化工程における複数回の充電のうち初回の充電を利用して前記バイポーラ型蓄電モジュールを所定容量以上に充電する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法を含む、バイポーラ型蓄電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、バイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法及びバイポーラ型蓄電モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電池内における微細な短絡を検出する方法が記載されている。この方法が対象とする電池は、正極板、負極板およびセパレータが積層された極群を有する。極群は、電槽内に収納されている。正極板および負極板は、補助リード板を介して正、負の端子にそれぞれ接続されている。この方法では、電槽内にヘリウムガスを注入し、ヘリウムの存在下で正、負の端子間に所定の電圧を印加して極群の短絡の有無を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９７３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電池は、それぞれ並列に接続された正極板と負極板とが交互に積層された構成となっている。そのため、互いに隣り合う正極板と負極板との間に短絡が生じた場合、電池の充放電電圧はゼロになり、セルの短絡を電極間の抵抗の変化として検出することができる。しかしながら、電極板の一方面に設けられた正極と電極板の他方面に設けられた負極とを有するバイポーラ電極がセパレータを介して積層配置されたバイポーラ型蓄電モジュールでは、対向配置されたバイポーラ電極により形成される単セルが複数組直列に接続される構成のため、一部のセルに短絡が生じたとしても、正常セルには依然として充放電が可能であるため、セルの短絡を抵抗の変化として検出することが困難である。
【０００５】
本発明の一側面は、複数のバイポーラ電極が積層された積層体を有するバイポーラ型蓄電モジュールの短絡を検出することができる短絡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】
【０００６】
本発明の一側面に係る短絡検査方法は、一対の終端電極の間に複数のバイポーラ電極と複数のセパレータとが交互に積層された積層体を含むバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法であって、バイポーラ型蓄電モジュールに対する充放電を繰り返し行うことによってバイポーラ型蓄電モジュールを活性化する活性化工程を含み、活性化工程は、バイポーラ型蓄電モジュールを所定容量以上に充電する充電工程と、当該所定容量以上に充電されたバイポーラ型蓄電モジュールの端子間電圧を計測する電圧計測工程と、計測工程で計測された端子間電圧が、予め設定された基準電圧よりも小さい場合にバイポーラ型蓄電モジュールに短絡が生じていると判定する判定工程と、を含む。
【０００７】
上記の短絡検査方法は、バイポーラ型蓄電モジュールを対象としている。このようなバイポーラ型蓄電モジュールで計測される電圧は、積層されたバイポーラ電極の数に応じて大きくなる。そのため、積層方向に隣り合うバイポーラ電極間に短絡が生じた場合には、短絡が生じた電極の分だけ、計測される端子間電圧が小さくなる。そこで、充電後のバイポーラ型蓄電モジュールの端子間電圧が、基準電圧よりも小さいと判定された場合に、バイポーラ型蓄電モジュールに短絡が生じていると判定することができる。特に、バイポーラ型蓄電モジュールの活性化工程において、短絡の有無を判定しているため、バイポーラ型蓄電モジュールを製造する工程で発生した短絡を容易に検出することができる。
【０００８】
また、充電工程におけるＣレートは、活性化工程において複数回行われる充放電のうち少なくともいずれかの充放電におけるＣレートよりも低くなるように設定されてもよい。なお、充電工程におけるＣレートは、１Ｃレート以下に設定されてもよい。このような構成では、充電後の端子間電圧が安定しやすく、短絡が生じているバイポーラ型蓄電モジュールと正常なバイポーラ型蓄電モジュールとを判別しやすい。
【０００９】
また、充電工程では、活性化工程における複数回の充電のうち初回の充電を利用してバイポーラ型蓄電モジュールを所定容量以上に充電してもよい。この構成では、活性化工程において早期の段階で短絡の有無が判定されるため、バイポーラ型蓄電モジュールの製造を効率的に行うことができる。
【００１０】
また、本発明の一側面に係るバイポーラ型蓄電モジュールの製造方法は、上記のバイポーラ型蓄電モジュールの短絡検査方法を含んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一側面によれば、複数のバイポーラ電極が積層された積層体を有する蓄電モジュールの短絡を検出することができる短絡検査方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蓄電モジュールの断面構造を示す概略断面図である。
【図２】蓄電モジュールの製造工程の概略を示すフローチャートである。
【図３】拘束板によって拘束された状態の蓄電モジュールを示す断面図である。
【図４】活性化工程の内容を示すフローチャートである。
【図５】初期充放電工程の内容を示すフローチャートである。
【図６】蓄電モジュールの容量と電圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１４】
図１を参照して、蓄電モジュールの一例について説明する。図１は、本実施形態に係る検査方法及び製造方法の対象である一例の蓄電モジュールの内部構造を示す概略断面図である。蓄電モジュール（バイポーラ型蓄電モジュール）１は、例えば、複数積層されて蓄電装置を構成することにより、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電モジュール１は、バイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール１は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。
【００１５】
蓄電モジュール１は、電極積層体（積層体）１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。電極積層体１１は、セパレータ１３を介して蓄電モジュール１の積層方向Ｄに沿って積層された複数の電極によって構成されている。これらの電極は、複数のバイポーラ電極１４の積層体と、負極終端電極（終端電極）１８と、正極終端電極（終端電極）１９とを含む。なお、図示例では、負極終端電極１８の外側に集電箔２０が配置されており、正極終端電極１９の外側に集電箔３０が配置されている。このような電極積層体１１では、セパレータ１３を介して互いに対面する一対の電極によって単セルが構成される。
【００１６】
バイポーラ電極１４は、一方面１５ａ及び一方面１５ａの反対側の他方面１５ｂを含む電極板１５と、一方面１５ａに設けられた正極１６と、他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。正極１６は、正極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が電極板１５に塗工されることにより形成される負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの一方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄの他方に隣り合う別のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。このように、電極積層体１１では、複数のバイポーラ電極１４がセパレータを介して直列に積層されている。
【００１７】
電極板１５は、例えば、ニッケル又はニッケルメッキ鋼板といった金属からなる。一例として、電極板１５は、ニッケルからなる矩形の金属箔である。電極板１５の縁部１５ｃは、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。
【００１８】
負極終端電極１８は、電極板１５と、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７とを有している。負極終端電極１８は、他方面１５ｂが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの一端に配置されている。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａは、電極積層体１１の積層方向における一方の外側面を構成している。負極終端電極１８の電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。なお、負極終端電極１８は、後述するように、蓄電モジュール１に隣接して配置される導電板Ｐ（図３参照）と電気的に接続され得る。
【００１９】
正極終端電極１９は、電極板１５と、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６とを有している。正極終端電極１９は、一方面１５ａが電極積層体１１における積層方向Ｄの中央側を向くように、積層方向Ｄの他端に配置されている。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂは、電極積層体１１の積層方向における他方の外側面を構成している。正極終端電極１９の電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６は、セパレータ１３を介して、積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。なお、正極終端電極１９は、後述するように、蓄電モジュール１に隣接して配置される導電板Ｐ（図３参照）と電気的に接続され得る。
【００２０】
集電箔２０は、一例として、電極板１５であってよい。集電箔２０では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのいずれにおいても、正極活物質及び負極活物質は塗工されていない。集電箔２０と負極終端電極１８とは互いに接触している。同様に、集電箔３０は、一例として、電極板１５であってよい。集電箔３０では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂのいずれにおいても、正極活物質及び負極活物質は塗工されていない。集電箔３０と正極終端電極１９とは互いに接触している。なお、図示例では、集電箔２０と集電箔３０とが互いに近付く方向に屈曲するように示されているが、集電箔２０と集電箔３０とは、互いに離れる方向に屈曲し得る。例えば、集電箔２０と集電箔３０とは、後述する封止体１２の端部よりも積層方向Ｄの外側に突出するように屈曲し得る。
【００２１】
セパレータ１３は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。
【００２２】
封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって、全体として矩形の筒状に形成されている。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃを包囲するように電極積層体１１の側面１１ａに設けられている。封止体１２は、側面１１ａにおいて縁部１５ｃを保持している。封止体１２は、電極板１５の縁部１５ｃに接合された複数の第１封止部２１と、側面１１ａに沿って第１封止部２１を外側から包囲し、第１封止部２１のそれぞれに接合された第２封止部２２とを有している。第１封止部２１及び第２封止部２２は、例えば、耐アルカリ性を有する絶縁性の樹脂である。第１封止部２１及び第２封止部２２の構成材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。
【００２３】
第１封止部２１は、電極板１５の一方面１５ａにおいて縁部１５ｃの全周にわたって連続的に設けられ、積層方向Ｄから見て矩形枠状をなしている。本実施形態では、バイポーラ電極１４のみならず、負極終端電極１８、正極終端電極１９、集電箔２０及び集電箔３０の電極板１５に対しても第１封止部２１が設けられている。すなわち、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、正極終端電極１９、集電箔２０及び集電箔３０のそれぞれは、電極板１５に第１封止部２１が設けられた電極ユニットを形成している。なお、集電箔３０では、電極板１５の一方面１５ａ及び他方面１５ｂの両方の縁部１５ｃに第１封止部２１が設けられている。
【００２４】
第１封止部２１は、例えば超音波、熱等によって電極板１５の一方面１５ａに溶着され、気密に接合されている。第１封止部２１は、例えば積層方向Ｄに所定の厚さを有するフィルムであってよい。また、所定の厚さを有する複数枚のフィルムを積層して、部分的に段差を有する第１封止部２１を形成してもよい。第１封止部２１の内側は、積層方向Ｄに互いに隣り合う電極板１５の縁部１５ｃ同士の間に位置している。第１封止部２１の外側は、電極板１５の縁よりも外側に張り出しており、その先端部分は、第２封止部２２に埋設されている。積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う第１封止部２１同士は、互いに離間していてもよく、接していてもよい。また、第１封止部２１の外縁部分同士は、例えば熱板溶着などによって互いに接合していてもよい。
【００２５】
電極板１５と第１封止部２１とが重なる領域は、電極板１５と第１封止部２１との接合領域Ｋとなっている。接合領域Ｋにおいて、電極板１５の表面は、粗面化されている。粗面化された領域は、接合領域Ｋのみでもよいが、本実施形態では電極板１５の全面が粗面化されている。粗面化は、例えば電解メッキによる複数の突起の形成により実現し得る。複数の突起が形成されることにより、電極板１５と第１封止部２１との接合界面では、溶融状態の樹脂が粗面化により形成された複数の突起間に入り込み、アンカー効果が発揮される。これにより、電極板１５と第１封止部２１との間に接合強度を向上させることができる。粗面化の際に形成される突起は、例えば基端側から先端側に向かって先太りとなる形状を有している。これにより、隣り合う突起の間の断面形状がアンダーカット形状となり、アンカー効果を高めることが可能となる。
【００２６】
第２封止部２２は、電極積層体１１及び第１封止部２１によって構成されるユニット積層体４０の外側に設けられ、蓄電モジュール１の外壁を構成している。第２封止部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄに沿って電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２封止部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する矩形の枠状を呈している。第２封止部２２は、例えば射出成形時の熱によって第１封止部２１の外表面に溶着されている。
【００２７】
第１封止部２１及び第２封止部２２は、隣り合う電極の間に内部空間Ｖを形成すると共に内部空間Ｖを封止する。より具体的には、第２封止部２２は、第１封止部２１と共に、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合うバイポーラ電極１４の間、積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに沿って互いに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、隣り合うバイポーラ電極１４の間、負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。
【００２８】
一例として、本実施形態では、積層された電極によって２４個の内部空間Ｖが形成されている。この内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液を含む電解液（不図示）が収容されている。電解液は、セパレータ１３、正極１６、及び負極１７内に含浸されている。例えば、封止体１２の側面には、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口が設けられていてよい。
【００２９】
続いて、上述した蓄電モジュール１の製造工程について説明する。
【００３０】
図２は、蓄電モジュールの製造工程の一例を示すフローチャートである。図２に示されるように、蓄電モジュール１の製造工程は、積層工程Ｓ０１と、封止部形成工程Ｓ０２と、拘束工程Ｓ０３と、注液工程Ｓ０４と、活性化工程Ｓ０５と、を含んでいる。
【００３１】
積層工程Ｓ０１では、セパレータ１３を介してバイポーラ電極１４、負極終端電極１８、正極終端電極１９、集電箔２０及び集電箔３０を積層し、ユニット積層体４０を得る。積層にあたり、バイポーラ電極１４、負極終端電極１８、正極終端電極１９、集電箔２０及び集電箔３０のそれぞれの電極板１５の縁部１５ｃには、矩形枠状の第１封止部２１が溶着等によって接合されている。
【００３２】
封止部形成工程Ｓ０２では、例えば射出成形によってユニット積層体４０に対して第２封止部２２を形成する。これにより、電極積層体１１の側面に封止体１２が形成される。具体的には、積層工程Ｓ０１で得られたユニット積層体４０を金型内に配置し、流動性を有する樹脂材料を金型内に流し込むことによって、ユニット積層体４０の側面に第２封止部２２を形成する。第２封止部２２によってユニット積層体４０の第１封止部２１同士が接合され、封止体１２が得られる。このとき、封止体１２の側面に、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液口が形成される。なお、以下の説明では、内側に電解液が充填されていない状態であっても、側面が封止体１２で封止された電極積層体１１、すなわち側面が第２封止部２２で封止されたユニット積層体４０を蓄電モジュール１という場合がある。
【００３３】
拘束工程Ｓ０３では、蓄電モジュール１を拘束部材によって拘束する。図３は、拘束部材によって拘束された状態の蓄電モジュールを示す断面図である。拘束部材３は、蓄電モジュール１を積層方向に挟む一対の拘束板８と、拘束板８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成されている。拘束板８は、積層方向から見た蓄電モジュール１の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。
【００３４】
拘束板８における蓄電モジュール１側の面には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。また、一対の拘束板８と蓄電モジュール１との間にはそれぞれ導電板Ｐが配置されている。拘束板８と導電板Ｐとの間は、フィルムＦによって絶縁されている。積層方向Ｄの一方の導電板Ｐには、正極端子６が接続されている。積層方向Ｄの他方の導電板Ｐには、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電モジュール１の充放電、電圧計測等が実施され得る。
【００３５】
拘束板８の縁部には、蓄電モジュール１よりも外側となる位置に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方の拘束板８の挿通孔８ａから他方の拘束板８の挿通孔８ａに向かって通され、他方の拘束板８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール１及び導電板Ｐが拘束板８によって挟持されると共に、蓄電モジュール１に対して積層方向に拘束荷重が付加される。
【００３６】
注液工程Ｓ０４では、内部空間Ｖのそれぞれに電解液の注入を行う。ここでは、封止体１２の側面に設けられた注液口を介して内部空間Ｖへの電解液の注入を実施する。電解液の注入後、注液口をシール材等によって封止することにより、電解液が注液された蓄電モジュール１を得る。なお、シール材に変えて、注液口に圧力調整弁等を設けてもよい。
【００３７】
活性化工程Ｓ０５では、注入工程Ｓ０３で得られた蓄電モジュール１を電池として活性化させる。活性化工程Ｓ０５について、さらに説明する。図４は活性化工程の一例を示すフローチャートである。図４に示されるように、活性化工程Ｓ０５では、まず、蓄電モジュール１の内部抵抗を計測する（工程Ｓ１１）。
【００３８】
続いて、蓄電モジュール１の初期充放電を行う（Ｓ１２）。例えば、蓄電モジュール１の正極端子６及び負極端子７に接続された充放電装置によって、蓄電モジュール１の初期充放電が行われる。ここでは、蓄電モジュール１に対する充放電を複数のサイクル（例えば２４サイクル）にわたって行う。本実施形態では、後述のように、初期充放電の工程Ｓ１２において、蓄電モジュール１における短絡セルの有無が検査される。
【００３９】
続いて、微小短絡検出を行う。具体的には、まず、蓄電モジュール１の電圧を計測する（Ｓ１３）。続いて、蓄電モジュール１のエージングを行う（Ｓ１４）。エージングとしては、一例として、蓄電モジュール１を５０℃の環境下で５日間程度放置することにより、自己放電を促す。そして、蓄電モジュール１を常温に戻しつつ再び蓄電モジュール１の電圧を計測する（Ｓ１５）。これにより、エージングの前後（工程Ｓ１３及び工程Ｓ１５）の電圧の計測値の差が基準値よりも大きい場合には、蓄電モジュール１を不良品とする。
【００４０】
続いて、蓄電モジュール１の特性検査を行う（Ｓ１６）。ここでは、蓄電モジュール１の容量、放電量、及び抵抗等の計測を行う。以上、工程Ｓ１１〜工程Ｓ１６を経ることにより、活性化工程が終了する。
【００４１】
続いて、初期充放電の工程Ｓ１２について、さらに説明する。図５は、初期充放電工程の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、初期充放電では、まず、１サイクル目の充電が行われる（充電工程Ｓ２１）。工程Ｓ２１では、初期充放電の工程Ｓ１２で実施される複数回の充放電のうちで少なくともいずれかの他のサイクルにおける充放電でのＣレートよりも低いＣレートで蓄電モジュール１が充電される。一例では、工程Ｓ２１、すなわち１サイクル目の充電におけるＣレートは、全サイクルにおけるＣレートの中で最も低くなっている。例えば、初期充放電では、サイクル数が大きくなるにつれてＣレートが段階的に大きくなっていてもよい。１サイクル目のＣレートは、１Ｃ以下であってよく、一例として０．５Ｃ程度であり、最後のサイクルにおけるＣレートは１０Ｃ以上であってもよい。
【００４２】
続いて、工程Ｓ２１で充電された蓄電モジュール１の端子間電圧が計測される（計測工程Ｓ２２）。すなわち、蓄電モジュール１における積層方向の一端の正極終端電極１９と他端の負極終端電極１８との間の端子間電圧が計測される。上述の通り、蓄電モジュール１が拘束部材によって拘束されているため、正極端子６及び負極端子７を介して蓄電モジュール１の端子間電圧を計測することができる。
【００４３】
図６は、工程Ｓ２１が実施されているときの蓄電モジュールの容量と端子間電圧との関係を示すグラフである。図６には、内部に一カ所の短絡を有する蓄電モジュールと短絡を有さない蓄電モジュールとの結果が示されている。図６に示すように、工程Ｓ２１においては、充電容量の上昇に合わせて端子間電圧が上昇し、充電開始から所定時間が経過して充電容量がある一定値以上（例えば、充電容量が１０％以上）になると、端子間電圧はほぼ一定の値を示すようになる。一例の工程Ｓ２１では、端子間電圧がほぼ一定の値を示すような所定容量以上の充電容量となるように蓄電モジュールが充電される。また、内部に短絡セルを有する蓄電モジュールにおいて、所定時間経過後の端子間電圧の大きさは、内部に短絡セルを有していない蓄電モジュールの所定時間経過後の端子間電圧の大きさに比べて低くなる。これは、短絡しているセルの分だけ内部抵抗が低下するためである。
【００４４】
そこで、本実施形態では、工程Ｓ２２で計測された端子間電圧の大きさを予め設定された基準電圧Ｒ（図６参照）と比較することによって、蓄電モジュールに短絡セルがあるか否かを判定する（判定工程Ｓ２３）。一例では、基準電圧Ｒは、短絡のない蓄電モジュールにおいて計測された安定化後の端子間電圧の値よりも低い値であり、且つ、一カ所に短絡のある蓄電モジュールにおいて計測された安定化後の端子間電圧の値よりも高い値であってよい。このような基準電圧Ｒを用いることにより、計測された端子間電圧の値が基準電圧Ｒよりも低い場合に、蓄電モジュールに短絡が生じていると判定される。また、複数箇所に短絡が生じている場合、短絡の数に応じて蓄電モジュールの端子間電圧が段階的に小さくなる。そのため、短絡の数に応じて複数の基準電圧を用意してもよい。この場合、蓄電モジュールに生じている短絡の数を推定することができる。
【００４５】
続いて、工程Ｓ２３において短絡を有さないと判定された蓄電モジュールの放電が行われる（工程Ｓ２４）。続いて、放電が行われた蓄電モジュールに対する２サイクル目以降の充放電が実施される（工程Ｓ２５）。予定された全サイクルの充放電が終了することによって、初期充放電の工程が終了する。
【００４６】
以上の説明のように、本実施形態における蓄電モジュールの短絡検査方法は、一対の終端電極の間に複数のバイポーラ電極１４と複数のセパレータ１３とが交互に積層された積層体１１を含む蓄電モジュール１を検査の対象としている。このような蓄電モジュール１で計測される端子間電圧は、バイポーラ電極１４の積層数に応じて大きくなる。そのため、隣り合うバイポーラ電極１４間に短絡が生じた場合には、短絡が生じたバイポーラ電極１４の分だけ、計測される端子間電圧が小さくなる。そこで、充電後の蓄電モジュール１の端子間電圧に基づいて短絡の有無を判定することができる。例えば、充電後の蓄電モジュール１の端子間電圧を所定の基準電圧と比較することによって、短絡の有無を判定することができる。一実施形態では、蓄電モジュール１の活性化の工程において、短絡の有無を判定しているため、蓄電モジュール１を製造する工程で発生した短絡を容易に検出することができる。
【００４７】
また、活性化工程では、蓄電モジュール１に対する充放電が互いに異なるＣレートで複数回にわたって行われてもよい。この場合、活性化工程における複数回の充放電のうち少なくともいずれか充放電におけるＣレートよりも低いＣレートで充電した状態での端子間電圧が所定の基準電圧と比較されてもよい。一実施形態では、１Ｃレート以下である０．５Ｃレートで充電したときの端子間電圧が判定の対象となっている。このように、低いＣレートで充電されている場合、充電中の電圧が早い段階で安定しやすく、短絡が生じている蓄電モジュールと正常な蓄電モジュールとを判別しやすい。
【００４８】
また、一例では、活性化工程における初回の充電を利用して短絡検査を行っている。なお、本実施形態では、複数回の充放電のうちで最初に充電するときのＣレートが最も低くなっている。活性化工程において早期の段階で短絡の有無が判定されるため、蓄電モジュール１の製造を効率的に行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００５０】
例えば、判定する工程では、複数回の充放電のうちで最初に充電したときの端子間電圧が所定の基準電圧と比較される例を示したが、判定の時期はこれに限定されない。例えば、判定は、充放電のサイクルのいずれの回で実施されてもよい。例えば、初期充放電の工程における複数回の充電のうち、最後の充電の後に蓄電モジュールの端子間電圧を基準電圧と比較してもよい。なお、この場合には、最後の充電を低いＣレートで行うとよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…蓄電モジュール（バイポーラ型蓄電モジュール）、１３…セパレータ、１４…バイポーラ電極、１１…電極積層体（積層体）。
【図１】
2020201048.tif 000003
【図２】
2020201048.tif 000004
【図３】
2020201048.tif 000005
【図４】
2020201048.tif 000006
【図５】
2020201048.tif 000007
【図６】
2020201048.tif 000008