(57)【要約】【課題】二次電池とくにリチウムイオン二次電池のＳＥＩ膜の状態を把握することができる二次電池の検査装置等を提供する。【解決手段】インピーダンス取得手段は、二次電池のインピーダンスを取得する。判定手段は、インピーダンス取得手段により取得されたインピーダンスに基づいて、二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する。【選択図】図１
2011252930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記インピーダンス取得手段により取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記インピーダンスのナイキストプロット上の反応円弧の形状に基づいて前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の検査装置。
【請求項３】
前記二次電池はリチウムイオン二次電池であり、
前記インピーダンス取得手段は、前記二次電池の電圧が、前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍となる充電状態における前記二次電池のインピーダンスを取得する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の二次電池の検査装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、フッ酸に起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池の検査装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、マイクロショートに起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池の検査装置。
【請求項６】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査方法において、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記インピーダンス取得ステップにより取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定ステップと、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項７】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、
前記二次電池の電圧を使用電圧範囲の下限近傍に設定する電位設定部と、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査装置。
【請求項８】
前記二次電池の状態が、自己放電不良の有無である
ことを特徴とする請求項７記載の二次電池の検査装置。
【請求項９】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の製造方法において、
前記二次電池の電圧を使用電圧範囲の下限近傍に設定する電位設定部と、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装
置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池が正常に製造できたか否かを判定するために、製造直後に自己放電試験（放置試験）を行っている。この試験では、被検査電池を所定の電位（Ｖ１）まで充電し、所定時間（Δｔ）放置後の電圧（Ｖ２）を測定する。さらに、求められた電圧降下率（（Ｖ１−Ｖ２）／Δｔ）から自己放電量を推測し、良否判定を行う。上記の電位（Ｖ１）は満充電の電位とされる場合が多いが、それぞれの電池の特性に応じて満充電から離れた電位に設定される場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１００３５１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４５１３７号公報
【特許文献３】特開２００３−３１７８１０号公報
【特許文献４】特開２０００−２９９１３７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、室温での自己放電量は微量であるため電位変化も小さく、明らかな電圧降下を検出するために２週間程度の日数を要する。このため、自己放電試験は検査工程のボトルネックとなっている。電位変化が現れやすいＳＯＣ０％近傍の極低電位で放置するとともに、高温で自己放電を加速することで試験を短期化する場合もあるが、低電位での放置は過放電状態を招くリスクがあるうえ、高温下では電池の劣化が加速され、良品にもダメージを与えるおそれがある。したがって、このような自己放電試験に代わる手法、とくに短時間で簡便に自己放電不良の有無などを判定できる手法の開発が望まれている。
【０００５】
一方、二次電池の不良を検出する手法として、上記特許文献１−４に開示されたものがある。特許文献１には製造初期に充電する際の電位変化に基づいて金属イオンの析出を検出する技術が、特許文献２には基準電池との電位変化の差を検出する技術が、特許文献３には反応抵抗が小さい場合に異常と判定する技術が、特許文献４にはニッケル水素電池のインピーダンスに基づいて初期活性特性を判断する技術が、それぞれ開示されている。しかし、従来のいずれの手法についても、リチウムイオン二次電池の負極表面に形成されたＳＥＩ（固体電解質界面）膜の状態を適切に評価することができない。リチウムイオン二次電池ではＳＥＩ膜の状態に起因して自己放電不良等の異常が発生するため、従来の手法ではリチウムイオン二次電池の良否を適切に判定することができない。また、リチウムイオン二次電池では、充電率によってインピーダンスが大きく変化するという特性があり、ＳＥＩ膜の状態を把握するための適切な充電率があるが、従来の技術ではその点についての開示もない。
【０００６】
自己放電試験の工程において、二次電池のインピーダンスを測定すると、インピーダンスのばらつきが大きく、再現性も乏しいという見解が常識的であった。
【０００７】
また、自己放電試験の工程において、二次電池が過放電となると、二次電池を傷めてしまうため、二次電池の電圧を例えば満充電に近い状態に保持することが常識的であった。
【０００８】
本発明の目的は、二次電池とくにリチウムイオン二次電池のＳＥＩ膜の状態を把握することができる二次電池の検査装置等を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、短時間で二次電池の良品と不良品とを判別する二次電池の検査装置および二次電池の検査方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、二次電池の不良品の要因を判別する二次電池の検査装置および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】
【００１０】
本発明の二次電池の検査装置は、インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、前記インピーダンス取得手段により取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。  この二次電池の検査装置によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
【００１１】
前記判定手段は、前記インピーダンスのナイキストプロット上の反応円弧の形状に基づいて前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定してもよい。
【００１２】
前記二次電池はリチウムイオン二次電池であり、前記インピーダンス取得手段は、前記二次電池の電圧が、前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍となる充電状態における前記二次電池のインピーダンスを取得してもよい。
【００１３】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、フッ酸に起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出してもよい。
【００１４】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、マイクロショートに起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出してもよい。
【００１５】
本発明の二次電池の検査方法は、インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査方法において、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、前記インピーダンス取得ステップにより取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする。
この二次電池の検査方法によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の二次電池の検査装置によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
【００１７】
また、本発明の二次電池の検査方法によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、短時間で二次電池の良品と不良品とを判別する二次電池の検査装置および二次電池の検査方法を提供できる。さらにまた、本発明によれば、二次電池の不良品の要因を判別する二次電池の検査装置および二次電池の検査方法を提供できる。
【００１９】
さらにまた、本発明によれば、ばらつきが小さく、再現性の良い二次電池の検査装置および二次電池の検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態の検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】検査装置の動作を示すフローチャート。
【図３】被検査電池のインピーダンスを示すナイキストプロットを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明による二次電池の検査装置の一実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の検査装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の検査装置１は、リチウムイオン二次電池である被検査電池２に対する充放電を行うことによりその電位を設定する電位設定部１１と、被検査電池２のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部１２と、インピーダンス測定部１２における測定結果に基づいて被検査電池２の評価を行うための演算を実行する演算部１３と、電位設定部１１、インピーダンス測定部１２を制御する制御部１４と、を備える。
【００２４】
検査装置１は、被検査電池２の正極と、被検査電池２の負極とに接続される。電位設定部１１は被検査電池２の正極と被検査電池２の負極とに接続され、インピーダンス測定部１２も被検査電池２の正極と被検査電池２の負極とに接続される。
【００２５】
演算部１３には、インピーダンス測定部１２の測定値が入力される。制御部１４の出力は、電位設定部１１とインピーダンス測定部１２とに入力される。
【００２６】
また、検査装置１は、インピーダンス測定値を格納する記憶部１５を備える。この記憶部１５は、演算部１３に接続される。また、この記憶部１５には、製造されたリチウムイオン二次電池が良品である場合（図示せず）に得られる既定のインピーダンス値が格納される。インピーダンス値のナイキストプロットにおける反応円弧頂点の位置が格納される。
【００２７】
さらに、この記憶部１５には、合格／不合格の閾値を格納する。さらにまた、この記憶部１５には、円弧のピークのずれ有り／無しの閾値を格納する。
【００２８】
図２は、検査装置の動作を示すフローチャートである。
【００２９】
詳しくは、図２のフローチャートは、図１の実施例の検査装置１の動作を示すものである。
【００３０】
図２のステップＳ１では、電位設定部１１により、製造後の被検査電池２に対して所定の電位まで充電、あるいは放電を行う。
【００３１】
電池電圧は、使用電圧範囲の下限近傍であって、試験中に過放電とならない程度の充電状態が好ましい。このような充電状態では、負極表面の状態が電池全体のインピーダンスを強く支配するため、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握することが可能となる。
【００３２】
なお、電位設定部１１によって被検査電池２の電圧（電池電圧）を使用電圧範囲の下限近傍に設定することは、本願発明者がはじめて発見したことである。
【００３３】
図２のフローチャートのステップＳ１において、被検査電池２の電圧が使用電圧範囲の下限近傍になるまで、電位設定部１１により充電あるいは放電を行う。そして、被検査電池２の電圧が使用電圧範囲の下限近傍になるとステップ１からステップ２へ移行する。
【００３４】
次に、ステップＳ２では、インピーダンス測定部１２により、所定の電位まで充放電された被検査電池２のインピーダンス測定を行う。
【００３５】
図２のフローチャートのステップＳ２において、検査装置１と被検査電池２とが所定の環境条件を満足すると、インピーダンス測定の値は安定となり再現性が良好になる。被検査電池２のインピーダンス測定は、低い周波数から高い周波数までの複数点において交流で測定する。
【００３６】
ステップＳ２において、被検査電池２のインピーダンス値のナイキストプロットにおける反応円弧頂点の位置を算出する。
【００３７】
インピーダンス測定部１２の測定が終了するとステップ２からステップ３へ移行する。
【００３８】
次に、ステップＳ３では、演算部１３において、インピーダンス測定部１２によるインピーダンス測定結果と、製造されたリチウムイオン二次電池が良品である場合に得られる既定のインピーダンス特性（代表特性）とを比較する。
【００３９】
図２のフローチャートのステップＳ３において、演算部１３は、インピーダンス測定部１２における測定値と、記憶部１５に格納されたインピーダンス値とを比較する。演算部１３での比較が終了するとステップ３からステップ４へ移行する。
【００４０】
次に、ステップＳ４では、演算部１３において、ステップＳ３における比較結果に基づいて被検査電池２が合格か否か判断し、判断が肯定されれば処理を終了する。この場合には、被検査電池２は良品であるため出荷工程へと移行する。一方、ステップＳ４の判断が否定されればステップＳ５へ進む。
【００４１】
図２のフローチャートのステップＳ４において、例えば、インピーダンス測定部１２の測定値と記憶部１５に格納されたインピーダンス値との差が所定の値（記憶部１５に格納された合格／不合格の閾値）よりも小さいときに合格とし、インピーダンス測定部１２の測定値と記憶部１５に格納されたインピーダンス値との差が所定の値よりも大きいときに否（不合格）とする。
【００４２】
もしくは、図２のフローチャートのステップＳ４において、例えば、インピーダンス測定部１２の測定値と記憶部１５に格納されたインピーダンス値との比が所定の値（記憶部１５に格納された合格／不合格の閾値）よりも小さいときに合格とし、インピーダンス測定部１２の測定値と記憶部１５に格納されたインピーダンス値との比が所定の値よりも大きいときに否（不合格）とする。
【００４３】
演算部１３が合格と判断すればステップＳ４から終了へ移行する。演算部１３が否（不合格）を判断すればステップＳ４からステップＳ５へ移行する。
【００４４】
ステップＳ５では、演算部１３において、インピーダンス測定部１２によるインピーダンス測定で得られたインピーダンス特性と、既定のインピーダンス特性（代表特性）とを比較し、反応円弧頂点の位置にずれがあるか否か判断する。この判断が肯定されればステップＳ６へ進み、この判断が否定されればステップＳ７へ進む。ここでの判断の詳細については後述する。
【００４５】
図２のフローチャートのステップＳ５において、演算部１３が、被検査電池２のインピーダンス特性の反応円弧頂点の位置（実部値）と、記憶部１５に格納されたインピーダンス特性の反応円弧頂点の位置（実部値）とを比較する。
【００４６】
被検査電池２のインピーダンス特性の反応円弧頂点の実部値と、記憶部１５に格納されたインピーダンス特性の反応円弧頂点の実部値との差（比）が所定の値（円弧のピークのずれ有り／無しの閾値）よりも小さいときにステップＳ６に移行する。
【００４７】
被検査電池２のインピーダンス特性の反応円弧頂点の実部値と、記憶部１５に格納されたインピーダンス特性の反応円弧頂点の実部値との差（比）が所定の値（円弧のピークのずれ有り／無しの閾値）よりも大きいときにステップＳ７に移行する。
【００４８】
ステップＳ６では、演算部１３において、被検査電池２のＳＥＩ膜にマイクロショート起因の異常があると判定して処理を終了する。一方、ステップＳ７では、演算部１３において、被検査電池２のＳＥＩ膜にフッ酸起因の異常があると判定して処理を終了する。
【００４９】
一般に、自己放電は充電によって負極に挿入されたリチウムイオンが意図せず脱離してしまう現象であり、外部的には電池電圧の低下として見える。リチウムイオン二次電池の負極表面には、ＳＥＩ（固体電解質界面）膜と呼ばれる、リチウムイオンは透過するが電子は透過しない膜が存在しており、その特性が自己放電に大きく影響すると考えられる。ある不良要因が生じてＳＥＩ膜の電子絶縁性が低下すると、その欠陥部分を経て負極から電子が離脱し、それに伴い同数のリチウムイオンも脱離し、これが自己放電となる。
【００５０】
自己放電不良の第一の要因としては、製造時に不純物として混入した水がリチウム塩と反応してフッ酸が発生し、このフッ酸がＳＥＩ膜の有機成分を破壊して電子絶縁性の低下した欠陥部分が生ずることを挙げることができる。この場合、欠陥部分から電子とリチウムイオンが脱離し、それらが溶媒やＳＥＩ膜の有機成分と副反応を起こして、再度ＳＥＩ膜の絶縁性を回復しようとする。
【００５１】
自己放電不良の第二の要因としてはマイクロショートが挙げられる。一般に、金属異物によるマイクロショートが自己放電の要因とされることが多いが、電子伝導性の高い物質によるマイクロショートでは、リチウムイオンが電極に挿入されてすぐに脱離するため、容量も低下して見えてしまう。多くの電池工場の製造・検査工程では、自己放電試験は最後に行われ、その前に容量試験が実施される。このため、金属異物などによるマイクロショートが発生した電池は、容量試験の段階で不良と判定され、自己放電試験は行われない。したがって、本実施形態において自己放電試験で不良となる電池は、容量試験に合格しているものという条件が付く。結果として、本実施形態では、電子導電性の低い物質でマイクロショートが起きていることにより、充電後長時間かけて徐々に電子やリチウムイオンが脱離する状態の電池が、自己放電不良と判定される。電池内に混入し得る電子伝導性の低い物質としては、正極からの欠落物などが挙げられる。
【００５２】
こうして、図１及び図２の実施例は、二次電池の不良品の要因を判別する。また、ばらつきが小さく、再現性の良い二次電池の検査装置および二次電池の検査方法を提供する。
【００５３】
図３は、インピーダンス測定部１２により測定される被検査電池２のインピーダンスを示すナイキストプロットを例示する図である。このようなインピーダンス特性は、インピーダンス測定部１２による測定結果として得ることができる。
【００５４】
図３は、インピーダンス測定部１２により測定された被検査電池２のインピーダンス値をナイキストプロット（コール・コールプロットともいう）で示した特性図である。
【００５５】
図３の特性図において、縦軸は被検査電池２の（複素）インピーダンスの虚部値Ｚ’’を示し、横軸は被検査電池２の（複素）インピーダンスの（複素）インピーダンスの実部値Ｚ’を示したものである。
【００５６】
図３において、曲線３１は被検査電池２が正常な場合（例えば、上記の代表特性）を例示しており、低い周波数から高い周波数にかけて、矢印で示す方向にインピーダンスが変化する。
【００５７】
図３の特性図の曲線３１の値は、図１の検査装置１中の記憶部１５に格納される。
【００５８】
インピーダンス測定の周波数が低い値から高い値へ変化すると、曲線３１の特性は単調に減少した後、極小の値ＬＭｉｎ１となり、さらに円弧を描き、極大の値ＬＭａｘ１（反応円弧頂点）をとる。極大の値ＬＭａｘ１の実部値Ｚ’は値ｘ１となる。
【００５９】
一般的に、リチウムイオン二次電池のインピーダンス測定を行うと、ナイキストプロットとしては歪んだ反応円弧が得られる。これは、正極表面および負極表面での反応に加え、ＳＥＩ膜やセパレータなど様々な部分での反応に起因する円弧が重なって見えるためである。その中でＳＥＩ膜起因のものは高周波側に、その他に起因するものが低周波側にそれぞれ現れる。
【００６０】
リチウムイオン二次電池における自己放電は負極の特性に起因することから、この低周波側の反応円弧から、負極表面の反応円弧の情報を取り出す必要がある。そして、上記のステップＳ１において得られる充電状態では、負極表面での反応円弧が顕著に現れるため、低周波側の反応円弧をほぼ負極起因と看做すことができる。
【００６１】
図３における曲線３２は、フッ酸によるＳＥＩ膜の破壊が生じている場合のインピーダンス特性を例示している。インピーダンスの反応円弧に歪みが生じ、低周波側の反応円弧の反応円弧が良品の場合（曲線３１）と比較して大きくなりかつ歪んで見える。この歪みは、例えば、反応円弧頂点の実軸方向（図３において右方向）への移動として検出できる。図３において良品の場合（曲線３１）の反応円弧頂点の位置をｘ１、フッ酸によるＳＥＩ膜の破壊が生じている場合（曲線３２）の反応円弧頂点の位置をｘ２として示している。
【００６２】
インピーダンス測定の周波数が低い値から高い値へ変化すると、曲線３２の特性は単調に減少した後、極小の値ＬＭｉｎ２となり、さらに円弧を描き、極大の値ＬＭａｘ２（反応円弧頂点）をとる。極大の値ＬＭａｘ２の実部値Ｚ’は値ｘ２となる。
【００６３】
値ｘ２は、値ｘ１よりも大きい。値ＬＭｉｎ２の実部値は値ＬＭｉｎ１の実部値よりも大きく、値ＬＭｉｎ２の虚部値は値ＬＭｉｎ１の虚部値よりも大きい。値ＬＭａｘ２の実部値は値ＬＭａｘ１の実部値よりも大きく、値ＬＭａｘ２の虚部値は値ＬＭａｘ１の虚部値よりも大きい。
【００６４】
図３における曲線３３は、電子伝導度の低い物質によるマイクロショートが生じている場合のインピーダンス特性を例示している。反応円弧が良品の場合（曲線３１）と比較して大きく見えるが、反応円弧の歪みは現れず、反応円弧頂点の実軸方向（図３において右方向）への移動もほとんど生じない。
【００６５】
インピーダンス測定の周波数が低い値から高い値へ変化すると、曲線３３の特性は単調に減少した後、極小の値ＬＭｉｎ３となり、さらに円弧を描き、極大の値ＬＭａｘ３（反応円弧頂点）をとる。極大の値ＬＭａｘ３の実部値Ｚ’は、ほぼ値ｘ１となる。
【００６６】
値ＬＭｉｎ３の実部値は値ＬＭｉｎ１の実部値よりも大きく、値ＬＭｉｎ３の虚部値は値ＬＭｉｎ１の虚部値よりも大きい。値ＬＭａｘ３の実部値は値ＬＭａｘ１の実部値とほぼ等しく、値ＬＭａｘ３の虚部値は値ＬＭａｘ１の虚部値よりも大きい。
【００６７】
このように、自己放電不良の有無および要因に応じて反応円弧の形状が変化するため、ステップＳ３〜Ｓ７では、自己放電不良の有無および要因を判定することが可能となる。すなわち、ステップＳ３では良品との間でのインピーダンスの相違の有無により、自己放電不良の有無が検出できる。また、ステップＳ５〜Ｓ７では、反応円弧頂点が良品の場合に対して実軸方向にずれがあるか否かにより、フッ酸によるＳＥＩ膜の破壊が生じている場合と、電子伝導度の低い物質によるマイクロショートが生じている場合とを区別することができる。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、インピーダンスを介してＳＥＩ膜の異常の有無およびその異常の要因を個別に検出することができる。また、自己放電不良等の異常を短時間で簡便に検出することができる。
【００６９】
上記実施形態では、反応円弧頂点を検出する例を示しているが、インピーダンス測定を簡素化することで、検査をより短時間で行うことが可能である。この場合、特定の周波数、例えば２〜３点、あるいはそれ以上の周波数におけるインピーダンスを測定することで、ＳＥＩ膜の異常の有無およびその異常の要因を判定してもよい。例えば、図３に示す良品の場合（曲線３１）の反応円弧頂点の位置ｘ１、フッ酸によるＳＥＩ膜の破壊が生じている場合（曲線３２）の反応円弧頂点の位置ｘ２に対応する周波数や、より高い周波数、例えば図３に示す位置ｘ３に対応する周波数などを測定周波数として選択することができる。
【００７０】
位置（実部値）ｘ２に対応する周波数におけるインピーダンスの虚部値の測定により、合格／不合格を判別できる。詳しくは、実部値ｘ２に対応する虚部値が小さいときは合格、実部値ｘ２に対応する虚部値が大きいときは不合格とする（曲線３２、曲線３３など）。
【００７１】
位置（実部値）ｘ３に対応する周波数におけるインピーダンスの虚部値の測定により、マイクロショート要因／フッ酸要因を判別できる。詳しくは、実部値ｘ３に対応する虚部値が大きいときはマイクロショート要因（曲線３３など）、実部値ｘ２に対応する虚部値が小さいときはフッ酸要因とする（曲線３２など）。
【００７２】
以上説明したように、本発明の二次電池の検査装置等によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
【００７３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置等に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１      検査装置
２      被検査電池（二次電池）
１１    電位設定部
１２    インピーダンス測定部（インピーダンス取得手段）
１３    演算部（判定手段）
１４    制御部
【図１】
2011252930.tif 000003
【図２】
2011252930.tif 000004
【図３】
2011252930.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月31日(2011.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記インピーダンス取得手段により取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記インピーダンスのナイキストプロット上の反応円弧の形状に基づいて前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の検査装置。
【請求項３】
前記二次電池はリチウムイオン二次電池であり、
前記インピーダンス取得手段は、前記二次電池の電圧が、前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍で前記二次電池のインピーダンスを取得する
ことを特徴とする請求項１記載の二次電池の検査装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、フッ酸に起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の二次電池の検査装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、マイクロショートに起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の検査装置。
【請求項６】
前記インピーダンス取得手段は、複数の周波数毎に前記二次電池のインピーダンスを取得するように構成された
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の検査装置。
【請求項７】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査方法において、
二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、
前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定ステップと、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項８】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、
前記二次電池の電圧を前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍の電圧に設定する電位設定部と、
前記二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする二次電池の検査装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記二次電池の自己放電の不良の有無を判定するよう構成される
ことを特徴とする請求項８記載の二次電池の検査装置。
【請求項１０】
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する工程を備えた二次電池の製造方法において、
前記二次電池の電圧を前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍の電圧に設定し、
前記二次電池のインピーダンスを取得し、
前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する、工程を備える
ことを特徴とする二次電池の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記二次電池はリチウムイオン二次電池であり、前記インピーダンス取得手段は、前記二次電池の電圧が、前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍となる充電状態における前記二次電池のインピーダンスを取得してもよい。
前記二次電池はリチウムイオン二次電池であり、前記インピーダンス取得手段は、前記二次電池の電圧が、前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍で前記二次電池のインピーダンスを取得することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記判定手段は、前記インピーダンスに基づいて、マイクロショートに起因する前記ＳＥＩ膜の異常を検出してもよい。
前記インピーダンス取得手段は、複数の周波数毎に前記二次電池のインピーダンスを取得するように構成されたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の二次電池の検査方法は、インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査方法において、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、前記インピーダンス取得ステップにより取得された前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする。
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査方法において、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得ステップと、前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする。
この二次電池の検査方法によれば、インピーダンスに基づいて二次電池のＳＥＩ膜の状態を判定するので、ＳＥＩ膜の状態を正確に把握できる。
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、前記二次電池の電圧を使用電圧範囲の下限近傍に設定する電位設定部と、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする二次電池の検査装置。前記二次電池の状態が、自己放電不良の有無であることを特徴とする。
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の検査装置において、前記二次電池の電圧を前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍の電圧に設定する電位設定部と、前記二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする二次電池の検査装置。前記判定手段は、前記二次電池の自己放電の不良の有無を判定するよう構成されることを特徴とする。
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する二次電池の製造方法において、前記二次電池の電圧を使用電圧範囲の下限近傍に設定する電位設定部と、二次電池のインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする二次電池の製造方法。
インピーダンス特性に基づいて二次電池の状態を検査する工程を備えた二次電池の製造方法において、前記二次電池の電圧を前記二次電池の使用電圧範囲の下限近傍の電圧に設定し、前記二次電池のインピーダンスを取得し、前記インピーダンスに基づいて、前記二次電池の状態を判定する、工程を備えることを特徴とする二次電池の製造方法。