(57)【要約】【課題】接触抵抗のバラつきによる誤差を低減して、より正確な電池抵抗を得ることのできる二次電池の検査方法を提供する。【解決手段】  本発明により、二次電池の正極端子及び負極端子を、放電装置の正極プローブ及び負極プローブにそれぞれ接続する接続工程と、上記二次電池を放電させて、放電時間に対する電圧の変化を計測する計測工程と、上記放電の時の放電電流値と電圧降下値とから、所定の放電期間における上記二次電池の抵抗を算出する算出工程と、を包含する二次電池の検査方法が開示される。上記算出工程において、上記放電期間は、上記放電の開始から０．１秒までの間を除く放電時間から設定する。【選択図】図２
2018146275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の正極端子及び負極端子を、放電装置の正極プローブ及び負極プローブにそれぞれ接続する接続工程と、
前記二次電池を放電させて、放電時間に対する電圧の変化を計測する計測工程と、
前記放電の時の放電電流値と電圧降下値とから、所定の放電期間における前記二次電池の抵抗を算出する算出工程と、
を包含し、
前記算出工程において、前記放電期間は、前記放電の開始から０．１秒までの間を除く放電時間から設定する、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、二次電池の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池の性能等を評価するために、電池抵抗の測定がなされている。例えば特許文献１には、電池抵抗から電池容量を推定し、推定された電池容量に基づいて電池の劣化状態を判定する劣化判定方法が開示されている。特許文献１にはまた、電池抵抗を四端子法で測定することにより、測定機器のプローブと電池との間の接触抵抗を低減して、より正確な抵抗値を取得できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５０５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者の知見によれば、四端子法を採用してもなお接触抵抗の影響が大きく表れる場合がある。例えば、測定機器のプローブは使用を重ねると徐々に酸化（劣化）して、導電性が低下する。その結果、プローブと電池との接触抵抗が増大して、測定値に誤差を生じることがある。言い換えれば、プローブの劣化が影響して、正確な電池抵抗を得られないことがある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みて創出されたものであり、その目的は、接触抵抗のバラつきによる誤差を低減して、より正確な電池抵抗を得ることのできる二次電池の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により、二次電池の正極端子及び負極端子を、放電装置の正極プローブ及び負極プローブにそれぞれ接続する接続工程と、上記二次電池を放電させて、放電時間に対する電圧の変化を計測する計測工程と、上記放電の時の放電電流値と電圧降下値とから、所定の放電期間における上記二次電池の抵抗を算出する算出工程と、を包含する二次電池の検査方法が開示される。上記算出工程において、上記放電期間は、上記放電の開始から０．１秒までの間を除く放電時間から設定する。
【０００７】
本発明者の知見によれば、放電開始から０．１秒までの間の電圧変化（電圧降下）は、測定対象としての電池と放電装置に付属するプローブとの間の接触抵抗の影響が大きい。このため、当該放電開始から０．１秒までの間を除いて放電期間を設定することにより、接触抵抗のバラつきによる誤差を低減することができる。その結果、より正確な電池抵抗を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】放電時間に対する電圧の変化を示すチャートである。
【図２】抵抗のバラつきを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄（例えば電池の構成）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１０】
本実施形態に係る二次電池の検査方法は、（ステップ１）接続工程と、（ステップ２）計測工程と、（ステップ３）算出工程と、を含んでいる。好適には、ステップ３の後に、さらに（ステップ４）判定工程を含んでいる。この検査方法は、例えば、二次電池の出荷前検査において好ましく採用することができる。
【００１１】
（ステップ１）接続工程
接続工程では、まず、この検査方法の対象となる二次電池と、放電装置とを用意する。
二次電池は、繰り返し充放電可能なものであればよく、特に限定されない。二次電池は、例えばリチウムイオン二次電池である。二次電池の構成については従来と同様でよく、特に限定されない。二次電池は、典型的には、正極と負極と電解液とを含む電池要素と、当該電池要素を収容する電池ケースと、を備えている。電池ケースの外表面には、電池ケース内の正極と電気的に接続された正極端子と、電池ケース内の負極と電気的に接続された負極端子と、が付設されている。二次電池は、この正極端子と負極端子とを介して充放電される。
【００１２】
放電装置は、二次電池を放電させる負荷装置と、放電時間に対する電圧の変化を記録する記録装置と、を備えていればよい。負荷装置は、所定の時間あるいは所定の電圧まで二次電池を定電流放電させる機能を備えているとよい。記録装置は、電圧の変化を記録する間隔（記録間隔）が、０．１ｓｅｃ（１００ｍｓｅｃ）以下であるとよい。記録間隔は、概ね５ｍｓｅｃ以下、例えば１０ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。放電装置は、二次電池に対して充電と放電とが可能な充放電装置であってもよい。放電装置は、複数の二次電池を同時に放電させることができる複数の測定チャンネルを備えていてもよい。放電装置が複数の測定チャンネルを備えている場合、測定チャンネル毎に使用の頻度が大きく異なることがある。言い換えれば、測定チャンネル毎にプローブの劣化状態が大きく異なることがある。かかる場合、ここに開示される技術の効果が特に高いレベルで発揮される。
【００１３】
放電装置は、測定チャンネル毎に、正極プローブと負極プローブとをそれぞれ１つ以上有している。正極プローブと負極プローブとは、それぞれ、二次電池に電流を負荷する機能と、二次電池の電圧の変化を計測する機能とを有する。正極プローブおよび／または負極プローブは、電流を負荷する機能と電圧の変化を計測する機能とが別々になった２つプローブで構成されていてもよい。言い換えれば、二次電池と放電装置との接続は、所謂、２端子法であってもよいし、４端子法であってもよい。
【００１４】
本工程では、次に、二次電池と放電装置とを電気的に接続する。具体的には、二次電池の正極端子を放電装置の正極プローブと接続し、二次電池の負極端子を放電装置の負極プローブと接続する。そして、二次電池の初期電圧（開回路電圧）を確認する。例えば放電装置として充放電装置を用いる場合、初期電圧が低いときには、充放電装置を制御して予め定められた電圧（典型的には３．０〜４．１Ｖ、例えば３．２〜３．８Ｖ）まで二次電池を充電してもよい。一方、充電モードを有しない放電装置を使用する場合には、二次電池を放電装置に接続する前に、二次電池の初期電圧を確認し、充電装置を用いて予め定められた電圧まで充電した後、二次電池と放電装置とを接続してもよい。
【００１５】
（ステップ２）計測工程
計測工程では、放電装置を制御して、放電装置に接続された二次電池を放電させる。一例では、所定の放電時間（典型的には２〜６０秒、例えば５〜３０秒、例えば５〜１０秒）が経過するまで、二次電池を定電流放電させる。他の一例では、予め定められた電圧（例えば３．０〜３．５Ｖ）に達するまで、二次電池を定電流放電させる。そして、このときの放電時間に対する電圧の変化を所定の記録間隔で計測（記録）する。記録間隔は、０．１ｓｅｃ（１００ｍｓｅｃ）以下、概ね５ｍｓｅｃ以下、例えば１０ｍｓｅｃ以下とすることが好ましい。電圧の変化は、ステップ３で抵抗の算出に使用する放電期間を包含するように記録する。電圧の変化は、放電の開始直後から記録してもよいし、例えば放電の開始から所定の時間が経過した後（例えば０．１ｓｅｃ後）に記録を開始するように設定してもよい。このようにして、放電時間に対して電圧の変化がプロットされたチャートを得ることができる。なお、図１には、放電の開始からの放電時間に対する電圧の変化を示すチャートの一例を示している。
【００１６】
（ステップ３）算出工程
算出工程では、まず、抵抗の算出に用いる放電期間を設定する。本実施形態では、定電流放電の開始から０．１秒までの間を除く放電時間から放電期間を設定する。言い換えれば、放電開始から０．１秒を超えた後に、任意の放電期間を設定する。放電期間は、例えば、放電開始後０．１秒を超えて４秒までの間、放電開始後０．１秒を超えて１０秒までの間、等と任意に設定することができる。すなわち、本発明者の知見によれば、図１に丸印を付して示す放電開始から０．１秒までの間の電圧変化（電圧降下）は、プローブと二次電池との間の接触抵抗の影響を大きく受けている。そのため、放電の開始から０．１秒までの間の電圧変化を除いて放電期間を設定することで、プローブと二次電池との間の接触抵抗に起因する誤差を低減することができる。その結果、より正確な電池抵抗を得ることができる。
【００１７】
本工程では、次に、放電の時の放電電流値と、上記設定された放電期間における電圧降下値とから、オームの法則（Ｖ＝ＩＲ）に基づいて、所定の放電期間における二次電池の抵抗を算出する。
【００１８】
図２は、複数の測定チャンネルを備えた充放電装置に二次電池を設置して、それぞれ電圧の変化を計測し、所定の放電期間における抵抗を算出した結果を示すグラフである。図２では、横軸に測定チャンネルの番号を表しており、縦軸に抵抗を表している。白抜きの丸（〇）印は、放電開始後０．１秒を超えて１０秒までの間の放電期間から算出した抵抗を表している。白抜きの三角（△）印は、放電開始直後から４秒までの間の放電期間から算出した抵抗を表している。白抜きの四角（□）印は、放電開始後０．１秒を超えて４秒までの間の放電期間から算出された抵抗を表している。
【００１９】
図２に示すように、放電開始後０．１秒までの間を含んで算出された三角（△）印の抵抗は、標準偏差σが０．１１ｍΩであり、相対的にバラつきが大きかった。
これに対して、放電開始後０．１秒までの間を含まずに算出された丸（〇）印および四角（□）印の抵抗は、標準偏差σがそれぞれ０．０２１ｍΩ、０．０１６ｍΩと、相対的に低く抑えられていた。言い換えれば、誤差が小さく、抵抗値が安定していた。これは、放電開始後０．１秒までの間を含まずに抵抗値を算出することで、プローブの劣化状態の差異に起因する影響が低く抑えられたためと考えられる。
【００２０】
（ステップ４）判定工程
好適な一態様では、本実施形態の検査方法が、さらに判定工程を含んでいる。判定工程では、上記算出された二次電池の抵抗を予め定められた判定閾値と比較して、二次電池の良否を判定する。判定閾値は、例えば複数の二次電池の算術平均値等に基づいて任意に設定することができる。上記算出された二次電池の抵抗が判定閾値以下の場合に「良品」と判定する。一方、上記算出された二次電池の抵抗が判定閾値を超える場合には「不良品」と判定する。例えば二次電池の出荷前検査においては、「良品」と判定されたもののみを選別することにより、電池性能が均質な状態の二次電池を安定的に出荷すること可能となる。
【００２１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【図１】
2018146275.tif 000003
【図２】
2018146275.tif 000004