(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するリチウム二次電池の検査装置であって、
複数のリチウム二次電池を充電する充電装置と、
充電が完了した前記複数のリチウム二次電池の電圧を測定する電圧測定装置と、
電圧を測定した前記複数のリチウム二次電池が良品であるかどうかを判定する制御装置と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記充電装置によって前記複数のリチウム二次電池を充電し、
前記電圧測定装置によって前記複数のリチウム二次電池の電圧を自己放電前電圧として測定し、
前記複数のリチウム二次電池を自己放電させ、
前記電圧測定装置によって前記複数のリチウム二次電池の自己放電開始から任意時間経過後の電圧を自己放電後電圧として測定し、
前記各リチウム二次電池について前記自己放電前電圧から自己放電後電圧を差し引いて算出した電圧降下量と、前記複数のリチウム二次電池の前記電圧降下量の中央値との差である電圧降下量偏差を算出し、
前記電圧降下量偏差に前記任意時間に対する基準時間の割合を乗じて、前記基準時間における電圧降下量偏差を算出し、
前記基準時間における電圧降下量偏差に基づいて、前記各リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定する、
リチウム二次電池の検査装置。
【請求項２】
リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するリチウム二次電池の検査方法であって、
前記複数のリチウム二次電池を充電し、
前記複数のリチウム二次電池の電圧を自己放電前電圧として測定し、
前記複数のリチウム二次電池を自己放電させ、
前記複数のリチウム二次電池の自己放電開始から任意時間経過後の電圧を自己放電後電圧として測定し、
前記各リチウム二次電池について前記自己放電前電圧から自己放電後電圧を差し引いて算出した電圧降下量と、前記複数のリチウム二次電池の前記電圧降下量の中央値との差である電圧降下量偏差を算出し、
前記電圧降下量偏差に前記任意時間に対する基準時間の割合を乗じて、前記基準時間における電圧降下量偏差を算出し、
前記基準時間における電圧降下量偏差に基づいて、前記各リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定する、
リチウム二次電池の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するリチウム二次電池の検査装置及びリチウム二次電池の検査方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の二次電池では、金属等の異物混入により内部短絡が発生することがある。二次電池が短絡（内部短絡及び外部短絡を含む）している不良品であると判定する方法として、電池を自己放電させて、基準時間の電圧降下量を測定する検査方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図４を用いて、電圧降下量ΔＥについて説明する。
なお、図４では、電圧降下量ΔＥをグラフ図（横軸は時系列Ｔであって右側に向かうに従って時間が経過し、縦軸は電圧降下量ΔＥであって下側に向かうほど電圧降下量ΔＥが多くなる）によって表している。
【０００４】
特許文献１に開示される従来の代表的な電池の検査方法では、自己放電前電圧Ｅ０と自己放電後電圧Ｅ１との差である電圧降下量ΔＥによって近似線（図４における実線）を作成し、作成した近似線によって基準時間Ｔｓにおける電圧降下量ΔＥを算出し、算出した電圧降下量ΔＥに基づいて、電池が短絡している不良品であるかどうかを判定している。
【０００５】
しかし、実際の電圧挙動（図４における破線）と近似線とには乖離があるため、検査を行う二次電池の自己放電前の測定タイミングＴ０から自己放電後の測定タイミングＴ１までの経過時間（放電時間Ｔｒ）と、良否判定基準の電圧降下量の経過時間（基準時間Ｔｓ）とが異なる場合には、正確な良否判定ができない。放電時間Ｔｒと基準時間Ｔｓとが異なる場合としては、例えば、工場の休業時間（土日祝等）に電圧測定装置を作動できない場合、或いは、電圧測定装置のサイクルタイムによって基準時間Ｔｓ経過後に電圧測定できない場合等が考えられる。
【０００６】
一方、電圧の測定ポイントを増やすことによって、実際の電圧挙動に近い近似線を作成することができるものの、実際の検査工程では電圧測定装置のサイクルタイム又はコスト等の都合によって２点のみしか測定できない。そのため、電池の検査方法では、短絡している不良品の判定精度を向上することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０１８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、短絡している不良品の判定精度を向上できる電池の検査装置及び電池の検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するリチウム二次電池の検査装置であって、複数のリチウム二次電池を充電する充電装置と、充電が完了した前記複数のリチウム二次電池の電圧を測定する電圧測定装置と、電圧を測定した前記複数のリチウム二次電池が良品であるかどうかを判定する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記充電装置によって前記複数のリチウム二次電池を充電し、前記電圧測定装置によって前記複数のリチウム二次電池の電圧を自己放電前電圧として測定し、前記複数のリチウム二次電池を自己放電させ、前記電圧測定装置によって前記複数のリチウム二次電池の自己放電開始から任意時間経過後の電圧を自己放電後電圧として測定し、前記各リチウム二次電池について前記自己放電前電圧から自己放電後電圧を差し引いて算出した電圧降下量と、前記複数のリチウム二次電池の前記電圧降下量の中央値との差である電圧降下量偏差を算出し、前記電圧降下量偏差に前記任意時間に対する基準時間の割合を乗じて、前記基準時間における電圧降下量偏差を算出し、前記基準時間における電圧降下量偏差に基づいて、前記各リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するものである。
【００１１】
請求項２においては、リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するリチウム二次電池の検査方法であって、前記複数のリチウム二次電池を充電し、前記複数のリチウム二次電池の電圧を自己放電前電圧として測定し、前記複数のリチウム二次電池を自己放電させ、前記複数のリチウム二次電池の自己放電開始から任意時間経過後の電圧を自己放電後電圧として測定し、前記各リチウム二次電池について前記自己放電前電圧から自己放電後電圧を差し引いて算出した電圧降下量と、前記複数のリチウム二次電池の前記電圧降下量の中央値との差である電圧降下量偏差を算出し、前記電圧降下量偏差に前記任意時間に対する基準時間の割合を乗じて、前記基準時間における電圧降下量偏差を算出し、前記基準時間における電圧降下量偏差に基づいて、前記各リチウム二次電池が短絡している不良品であるかどうかを判定するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電池の検査装置及び電池の検査方法によれば、短絡している不良品の判定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る検査装置の構成を示す構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る検査工程の流れを示すフロー図。
【図３】電圧降下量偏差の時系列を示すグラフ図。
【図４】従来技術である電圧降下量の時系列を示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を用いて、検査装置１００の構成について説明する。
なお、図１の破線は電気信号線を表している。
【００１５】
検査装置１００は、本発明の電池の検査装置の実施形態である。検査装置１００は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・が短絡している不良品であるかどうかの検査を行う装置である。検査装置１００は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・に接続されている。検査装置１００は、電圧測定装置２０と、充電装置３０と、制御装置としてのコントローラ５０と、を具備している。
【００１６】
電圧測定装置２０は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・のそれぞれの電圧を測定するものである。電圧測定装置２０は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・の正極端子１１・１１・・・と負極端子１２・１２・・・とにそれぞれ接続されている。また、電圧測定装置２０は、コントローラ５０に接続されている。
【００１７】
充電装置３０は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・のそれぞれを充電するものである。充電装置３０は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・の正極端子１１・１１・・・と負極端子１２・１２・・・とにそれぞれ接続されている。また、充電装置３０は、コントローラ５０に接続されている。
【００１８】
コントローラ５０は、リチウムイオン二次電池１０を自己放電させたとき、自己放電前後の電圧降下量ΔＥに基づいて、リチウムイオン二次電池１０の短絡の有無を検知して、リチウムイオン二次電池１０が不良品であるかどうかの判定を行うものである。コントローラ５０は、電圧測定装置２０と、充電装置３０と、に接続されている。
【００１９】
図２を用いて、検査工程Ｓ１００について説明する。
なお、図２では、検査工程Ｓ１００の流れをフローチャートにて表している。
【００２０】
検査工程Ｓ１００は、本発明の電池の検査装置及び電池の検査方法の実施形態である。
検査工程Ｓ１００は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・を自己放電させたとき、自己放電前後の電圧降下量ΔＥに基づいて、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・短絡の有無を検知して、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・が不良品であるかどうかの判定を行う工程である。
【００２１】
ステップＳ１１０において、充電装置３０（図１参照）によってリチウムイオン二次電池１０・１０・・・を充電する。このとき、充電装置３０によって検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・が同時に充電されるものとする。
【００２２】
なお、検査ロットとは、同一の正極用電極シートから切り出した正極部材と、同一の負極用電極シートから切り出した負極部材と、を組み合わせて生成された捲回体を備えるリチウムイオン二次電池１０・１０・・・としている。
【００２３】
ステップＳ１２０において、コントローラ５０は、電圧測定装置２０によって、充電が完了したリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の自己放電前における自己放電前電圧Ｅ０をそれぞれ測定する。このとき、電圧測定装置２０によって検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の自己放電前電圧Ｅ０が同時に測定されるものとす
る。
【００２４】
ステップＳ１３０において、コントローラ５０は、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・を自己放電させる。このとき、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・が同時に自己放電されるものとする。
【００２５】
ステップＳ１４０において、コントローラ５０は、電圧測定装置２０によって、自己放電開始から放電時間Ｔｒ経過後のリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の自己放電後電圧Ｅ１を測定する。このとき、電圧測定装置２０によって検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の自己放電後電圧Ｅ１が同時に測定されるものとする。
【００２６】
なお、電圧測定装置２０によってリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の自己放電後における自己放電後電圧Ｅ１を測定するタイミングについては特に限定しない。言い換えれば、後述する基準電圧降下量偏差ΔＥｓの基準時間Ｔｓと、実測の放電時間Ｔｒとは異なっていても良い。
【００２７】
ステップＳ１５０において、コントローラ５０は、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・について、自己放電前電圧Ｅ０から自己放電後電圧Ｅ１を差し引いた電圧降下量ΔＥを算出する。このとき、コントローラ５０によって検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の電圧降下量ΔＥが同時に算出されるものとする。
【００２８】
ステップＳ１６０において、コントローラ５０は、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・の電圧降下量ΔＥのうちから、中央値（メジアン）ΔＥｍを算出する。なお、中央値ΔＥｍは、検査工程Ｓ１００において、良品であるリチウムイオン二次電池の電圧降下量の位置づけとなる。
【００２９】
ステップＳ１７０において、コントローラ５０は、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・について、それぞれの電圧降下量ΔＥと中央値ΔＥｍとの差である電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍを算出する。
【００３０】
ステップＳ１８０において、コントローラ５０は、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・について、それぞれの電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍに放電時間Ｔｒに対する基準時間Ｔｓの割合（Ｔｓ／Ｔｒ）を乗じて、基準時間Ｔｓにおける電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓを算出する。
【００３１】
ステップＳ１９０において、コントローラ５０は、検査ロットの全てのリチウムイオン二次電池１０・１０・・・について、それぞれの電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓが基準電圧降下量偏差ΔＥｓより小さいかどうかを確認する。なお、基準電圧降下量偏差ΔＥｓとは、基準時間Ｔｓにおける良品として許容される電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍであって、予めコントローラ５０に設定されている値である。
【００３２】
電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓが基準電圧降下量偏差ΔＥｓより小さい場合には、ステップＳ２１０に移行する。電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓが基準電圧降下量偏差ΔＥｓ以上の場合には、ステップＳ２２０に移行する。
【００３３】
ステップＳ２１０において、コントローラ５０は、判定対象のリチウムイオン二次電池１０について、短絡していない良品であると判定する。
【００３４】
ステップＳ２２０において、コントローラ５０は、判定対象のリチウムイオン二次電池１０について、短絡している不良品であると判定する。
【００３５】
図３を用いて、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍについて説明する。
なお、図３では、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍをグラフ図（横軸は時系列Ｔであって右側に向かうに従って時間が経過し、縦軸は電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍであって下側に向かうに従って電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍが大きくなる）によって表している。
【００３６】
検査工程Ｓ１００では、電圧降下量ΔＥと中央値ΔＥｍとの差である電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍによって近似線（図３における実線）を作成し、作成した近似線によって基準時間Ｔｓにおける電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓを算出し、算出した電圧降下量偏差（基準時間）（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓに基づいて電池が良品であるかどうかを判
定している。
【００３７】
ここで、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍによる近似線は直線性が高く、実際の電圧挙動（図３における破線）との乖離がほとんどない。この理由としては、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍは、不良品のリチウムイオン２次電池１０の自己放電量である電圧降下量ΔＥと、良品のリチウムイオン２次電池１０の自己放電量である中央値ΔＥｍとの差であり、言い換えれば、金属の短絡による電圧降下量である。つまり、金属の短絡による電圧降下量は、オームの法則に従って、時系列に対して直線的に電圧が低下するからである。
【００３８】
検査装置１００及び検査工程Ｓ１００の効果について説明する。
従来、リチウムイオン二次電池１０・１０・・・が短絡している不良品であるかどうかの判定では、電圧降下量ΔＥによって近似線を作成し、作成した近似線によって基準時間Ｔｓにおける電圧降下量ΔＥを算出し、算出した電圧降下量ΔＥに基づいて電池が短絡している不良品であるかどうかを判定していた。しかし、実際の電圧挙動（図４における破線）と近似線とには乖離があるため、放電時間Ｔｒと基準時間Ｔｓとが異なる場合には、正確な良否判定ができなかった。
【００３９】
検査装置１００及び検査工程Ｓ１００によれば、短絡している不良品の判定精度を向上できる。すなわち、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍによる近似線は直線性が高く、実際の電圧挙動と乖離がほとんどないため、放電時間Ｔｒと基準時間Ｔｓとが異なる場合であっても、正確な良否判定ができる。
【００４０】
また、電圧降下量偏差ΔＥ―ΔＥｍによる近似線は直線性が高く、実際の電圧挙動と乖離がほとんどないため、基準電圧降下量偏差ΔＥｓの基準時間Ｔｓと実測の放電時間Ｔｒとが異なっていても短絡している不良品の判定精度を向上できる。すなわち、工場の休業時間（土日祝）に電圧測定装置２０を作動できない場合、或いは、電圧測定装置２０のサイクルタイムによって基準時間Ｔｓ経過後に電圧測定できない場合であっても短絡している不良品の判定がきる。
【符号の説明】
【００４１】
１０      リチウムイオン二次電池
２０                電圧測定装置
３０                充電装置
１００              検査装置
Ｓ１００            検査工程
ΔＥ                電圧降下量
ΔＥ―ΔＥｍ        電圧降下量偏差
（ΔＥ―ΔＥｍ）ｓ  電圧降下量偏差（基準時間）
【図１】
0006038467.tif 000002
【図２】
0006038467.tif 000003
【図３】
0006038467.tif 000004
【図４】
0006038467.tif 000005