(57)【要約】【課題】  リチウムイオン二次電池の良否選別を短時間で自動的に行う装置を提供する。【解決手段】  リチウムイオン二次電池のマイクロショートによって電極間に瞬時的に流れる電流の大きさまたはその持続時間の度数分布を算出して、予め設定された所定の基準をもって良否を自動的に選別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池の内部で発生するマイクロショートによってリチウムイオン二次電池の電極間に瞬時的に流れる電流の大きさまたはその持続時間を測定する電子回路を備え、前記電流の大きさまたはその持続時間の度数分布を自動的に算出して、予め設定された所定の基準をもって前記算出結果を判定し、リチウムイオン二次電池の良否を自動的に選別することを特徴とするリチウムイオン二次電池の選別装置。
【請求項２】
リチウムイオン二次電池の内部で発生するマイクロショートによってリチウムイオン二次電池の電極間に瞬時的に流れる電流波の形をＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換し、予め登録してあるマイクロショートによる電流波形データと前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデータが近似していると判断された場合のみ計数することを特徴とする請求項１のリチウムイオン二次電池の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リチウムイオン二次電池で発生するマイクロショートを検出してリチウムイオン二次電池の選別を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  リチウムイオン二次電池の製造過程における検査では、良品と不良品の選別を漏れ電流の量で判断している。リチウムイオン二次電池の漏れ電流は、特に複数の電池を直列接続で組み合わせて使用する場合に問題となる。リチウムイオン二次電池は、安全性を考慮して過充電、過放電に対する保護回路が必須であるため、長期間放置された状態では漏れ電流の大きな電池は、他の電池より早く過放電保護回路が作動してしまい、組み合わされた他の電池に残っている電池容量を使い切らないうちに動作を停止してしまう。このような状態で再充電を行うと、電池容量を使い切っていない電池の過充電保護回路が作動したときに前記漏れ電流の多い電池はまだ充分な充電が行われていない。このようにして充放電が繰り返されているとこの組み合わせ電池は、充電も放電もできない状態に陥ってしまう。【０００３】  現在電池メーカーでは、初期充電後の電圧と数週間程度放置後の電圧の差を測定して、基準値以上に電圧が低下したものを除く方法で製造したリチウムイオン二次電池に対して検査を行っている。この検査方法は、確実ではあるが不良の検出に時間が掛かるのが欠点であり、リチウムイオン二次電池の生産性向上にとって障害となるので、より短時間で検査できる装置が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明が解決しようとする課題は、短時間でリチウムイオン二次電池の良否を選別できる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明では、次に示す手段をもって上記課題を解決する。
リチウムイオン二次電池の内部で発生するマイクロショートによってリチウムイオン二次電池の電極間に瞬時的に流れる電流の大きさまたはその持続時間を測定する電子回路を備え、前記電流の大きさまたはその持続時間の度数分布を自動的に算出して、予め設定された所定の基準をもって前記算出結果を判定し、リチウムイオン二次電池の良否を自動的に選別するリチウムイオン二次電池の選別装置とする。【０００６】  リチウムイオン二次電池の内部で発生するマイクロショートによってリチウムイオン二次電池の電極間に瞬時的に流れる電流の波形をＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換し、予め登録してある典型的なマイクロショートによる電流波形のデータと前記Ａ／Ｄ変換器で得られたデータが近似していると判断された場合のみ計数するリチウムイオン二次電池の選別装置とすることもある。
【発明の効果】
【０００７】  本発明は、リチウムイオン二次電池の漏れ電流の原因であるマイクロショートによって発生する瞬時的な電流を検出する回路を用いて測定したマイクロショートによる瞬時的な電流の量や持続時間を統計的な手法で分類することでリチウムイオン二次電池の良否判定を行う装置を提供し、リチウムイオン二次電池の生産効率を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【０００８】  リチウムイオン二次電池の内部においてマイクロショート（微小な短絡）が発生したときその正負電極間に瞬時的に電流が流れる。この電流を検出する回路から出力される電流波形は、典型的に図２のａのような変化を示す。本発明人の検証によれば、この他に数種の波形が確認されているが、何れも単発性のインパルス状である。電流が流れている期間（持続時間ｔｗ）は、十ナノ秒〜数十ナノ秒程度である場合が多い。多数のリチウムイオン二次電池についてこの電流波形を観測すると、振幅および持続時間にばらつきが見られ、且つ一定時間内に発生する頻度も電池によって異なる。本発明は、前記マイクロショートによる電流の振幅や持続時間の度数分布と漏れ電流の相関からリチウムイオン二次電池の良否を判断するものである。【０００９】  本発明の実施例を図１に示す。リチウムイオン二次電池１に発生するマイクロショートによる瞬時的な電流を検出する回路３の出力波形の振幅を、基準電圧５が異なる複数のコンパレータ４で比較し、コンパレータ４の出力をマイクロプロセッサ６で一定期間内の計数を行うことで、振幅毎の発生頻度を示す度数分布が得られる。マイクロプロセッサ６には予め良品と不良品の度数分布の特徴を記憶させておき、測定された結果との相関や偏差等の統計的処理を行って良否の判定をする。【００１０】  図３ではコンパレータの代わりにＡ／Ｄ変換器７を用いて同様の処理を行っている実施例を示す。マイクロショートの検出回路は、微少な電流を検出するため周囲の電波や測定装置の電源などから回り込むノイズを検出することがある。このようなノイズを誤って計数すると良否判定の精度を落としてしまう。この実施例では、高速のＡ／Ｄ変換器７を用いることで電流波形をデジタルデータに変換し、マイクロショートによる電流波形とノイズによる波形を区別して計数することができ判定精度を向上させている。図２に示すようにマイクロショートによる波形ａが単発性のインパルスであるのに対しノイズによる波形ｂはｔ＝数百ナノ秒程度の減衰振動を示し、明らかな違いがあるがコンパレータによる振幅比較だけではこの差はわからない。【００１１】  図３に示した実施例では、マイクロショートによる電流波形の振幅だけではなく持続時間の度数分布を得ることができる。振幅と持続時間の二つの要素で度数分布を三次元的に解析することでより正確な良否判定が可能になる。持続時間の計測には図４に示すタイムインターバルメータ８を利用することも可能である。ここでタイムインターバルメータ８は、コンパレータ４の出力に得られる電流の持続時間に相当するパルス幅に比例した電圧を出力する回路である。タイムインターバルメータ８の出力電圧をＡ／Ｄ変換器７でデジタルデータに変換し、マイクロプロセッサ６で時間幅を判定している。【００１２】  図５に示した実施例は、コンパレータ４による振幅測定とタイムインターバルメータ８による持続時間測定を組み合わせたものである。タイムインターバルメータ８の出力信号は、比較的低速のＡ／Ｄ変換器でも計測が可能であるため、この実施例でＡ／Ｄ変換器７はマイクロプロセッサ６に内蔵されているものを使用して回路の簡素化を図っている。【００１３】  図１、図３、図４および図５で説明した実施例には、充放電端子２を備えている。これはリチウムイオン二次電池の状態（充電または放電）や充電電流量、放電電流量によってマイクロショートの発生する様子が変化することを考慮したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】  本発明による選別装置の実施例
【図２】  マイクロショートの波形とノイズの波形
【図３】  波形を判定する選別装置の実施例
【図４】  時間幅を測定する選別装置の実施例
【図５】  振幅と時間幅を測定する選別装置の実施例
【符号の説明】
【００１５】      １  リチウムイオン二次電池
２  充放電端子
３  マイクロショートによる電流を検出する回路
４  コンパレータ
５  基準電圧
６  マイクロプロセッサ
７  Ａ／Ｄ変換器
８  タイムインターバルメータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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