(57)【要約】【課題】電極組立体の製造工程を対象とした異物検査方法の検出精度を向上させる。【解決手段】異物の混入を検査する異物検査方法は、検査対象となる製造工程に従って、正極電極１１とセパレータ１３との間及び負極電極１２とセパレータ１３との間の少なくとも一方にビッカース硬度が２〜２０である導電性の金属層１６が設けられた電極組立体の検査用サンプルＳを作製し、積層方向に加圧された検査用サンプルＳの電極間に電圧を印加した際の短絡の有無に基づいて異物の混入を検査する。【選択図】図５
2019096511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極、負極電極、及び前記正極電極と前記負極電極との間に配置された浸透性を有するセパレータを備える電極組立体の製造工程を対象として、異物の混入を検査する異物検査方法であって、
検査対象となる前記製造工程に従って、前記電極組立体における前記正極電極と前記セパレータとの間及び前記負極電極と前記セパレータとの間の少なくとも一方に、ビッカース硬度が２〜２０である導電性の金属層が設けられた前記電極組立体の検査用サンプルを作製し、
積層方向に加圧された前記検査用サンプルの電極間に電圧を印加した際の短絡の有無に基づいて異物の混入を検査することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２】
前記金属層を構成する金属は、リチウム、鉛、はんだから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の異物検査方法。
【請求項３】
前記金属層の厚さは、６〜２０μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の異物検査方法。
【請求項４】
短絡に基づいて異物が混入していると判定された前記検査用サンプルを観察して、混入した異物を検査することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【請求項５】
検査対象となる前記製造工程は、前記金属層を備えない前記電極組立体の製造工程であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極との間に配置されたセパレータを備える電極組立体の製造工程を対象とした異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、二次電池の製造時において、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極との間に配置されたセパレータを有する電極組立体に対して、電解液を注液する前に、加圧しながら電圧を印加することにより短絡の有無を判定する短絡検査方法が開示されている。この短絡検査方法によれば、図７に示すように、正極電極２１とセパレータ２２との間等に混入した導電性の異物２３がセパレータ２２を破断し、その破断部分において異物２３を介して正極電極２１と負極電極２４とが短絡しているような状態を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３６９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電極組立体の製造工程に関し、新規の製造工程を構築した場合や、既存の製造工程の一部を変更した場合（例えば、材料変更等）に、新たな製造工程を対象とした異物の混入状況を検査して当該製造工程の良否を評価する場合がある。この異物検査方法として、特許文献１に開示される短絡検査方法を用い、短絡の検出をもって異物が混入していると判断することが考えられる。しかしながら、この場合には、電極間の短絡を伴わない異物の混入を検出することはできない。
【０００５】
すなわち、図８に示すように、セパレータ２２に破れを生じさせない小さな異物２３が混入した状態の電極組立体は、電極間の短絡が生じていないことから、上記の短絡検査方法では異物が混入していることを検出できない。こうした状態の電極組立体は、品質上の問題はないが、製造工程を評価する観点においては、セパレータに破れを生じさせない異物を含めた異物の混入状況を把握しておくことが好ましい。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極組立体の製造工程を対象とした異物検査方法の検出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する異物検査方法は、正極電極、負極電極、及び前記正極電極と前記負極電極との間に配置された浸透性を有するセパレータを備える電極組立体の製造工程を対象として、異物の混入を検査する異物検査方法であって、検査対象となる前記製造工程に従って、前記電極組立体における前記正極電極と前記セパレータとの間及び前記負極電極と前記セパレータとの間の少なくとも一方に、ビッカース硬度が２〜２０である導電性の金属層が設けられた前記電極組立体の検査用サンプルを作製し、積層方向に加圧された前記検査用サンプルの電極間に電圧を印加した際の短絡の有無に基づいて異物の混入を検査する。なお、上記ビッカース硬度は、試験力を４９０ｍＮとして、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に準拠して測定されるビッカース硬度である。
【０００８】
上記構成によれば、セパレータに破れを生じさせない小さな異物の混入も検出することができる。すなわち、セパレータに破れを生じさせない小さな異物が混入している検査用サンプルを積層方向に加圧すると、セパレータを挟んで異物の反対側に位置する金属層における異物に重なる部分に対して、局所的に大きな面圧が作用する。これにより、金属層の一部がセパレータの細孔に入り込み、細孔に入り込んだ金属が異物に接触した状態になる。その結果、セパレータの細孔に入り込んだ金属層と異物とを介した電極間の短絡に基づいて異物の混入を検出することができる。したがって、より小さな異物の混入も検出可能となり、異物検査方法の検出精度が向上する。
【０００９】
上記異物検査方法において、前記金属層を構成する金属は、リチウム、鉛、はんだから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
上記構成は、異物検査方法の検出精度を向上させるうえで好適である。
【００１０】
上記異物検査方法において、前記金属層の厚さは、６〜２０μｍであることが好ましい。
上記構成は、異物検査方法の検出精度を向上させるうえで好適である。
【００１１】
上記異物検査方法において、短絡に基づいて異物が混入していると判定された前記検査用サンプルを観察して、混入した異物を検査することが好ましい。
上記構成によれば、混入した異物の種類（セパレータを破る大異物であるか、セパレータを破らない小異物であるか）を特定することができる。また、観察する検査用サンプルを異物が混入していると判定された検査用サンプルのみとすれば、全ての検査用サンプルを観察する場合と比較して、混入した異物の種類を特定する作業が容易である。
【００１２】
上記異物検査方法において、検査対象となる前記製造工程は、前記金属層を備えない前記電極組立体の製造工程であることが好ましい。
上記構成によれば、金属層を備えない電極組立体の製造工程における異物の混入を検査することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異物検査方法の検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電極組立体の模式図。
【図２】リチウムイオン二次電池の模式図。
【図３】電極組立体の製造工程を示す模式図。
【図４】異物検出方法の作製工程を示す模式図。
【図５】異物検出方法の検査工程を示す模式図。
【図６】小異物が混入した場合における検査用サンプルの短絡状態を示す模式図。
【図７】短絡を伴う異物が混入した状態の電極組立体の模式図。
【図８】短絡を伴わない異物が混入した状態の電極組立体の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を具体化した一実施形態として、リチウムイオン二次電池を構成する電極組立体の製造工程を対象とした異物検査方法について説明する。
まず、電極組立体について説明する。
【００１６】
図１に示すように、電極組立体１０は、正極電極１１、負極電極１２、及び正極電極１１と負極電極１２との間に配置され、正極電極１１と負極電極１２とを絶縁するセパレータ１３を備える積層構造体である。
【００１７】
正極電極１１及び負極電極１２は特に限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池に用いられる公知の正極電極及び負極電極を用いることができる。正極電極１１としては、例えば、導電助剤と、集電体と、バインダと、正極活物質とを含む正極活物質層を有する正極電極が挙げられる。負極電極１２としては、例えば、導電助剤と、集電体と、バインダと、負極活物質とを含む負極活物質層を有する負極電極が挙げられる。
【００１８】
正極活物質層及び負極活物質層はそれぞれ、対応する正極活物質及び負極活物質の他に、導電助剤等の添加剤を適宜適当な量で含有し得るため、以下の項では正極電極１１及び負極電極１２を包括して説明する。以下、必要に応じて、正極電極１１及び負極電極１２を包括して電極といい、負極活物質及び正極活物質を包括して活物質といい、負極活物質層及び正極活物質層を包括して活物質層という。
【００１９】
導電助剤は、電極の導電性を高めるために添加される。導電助剤は化学的に不活性な電子高伝導体であればよく、導電助剤としては、例えば、炭素質微粒子であるカーボンブラック、黒鉛、気相法炭素繊維（Vapor Grown Carbon Fiber）、及び各種金属粒子等が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラックが挙げられる。これらの導電助剤を単独又は二種以上組み合わせて活物質層に添加することができる。
【００２０】
集電体は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子高伝導体をいう。集電体としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
【００２１】
バインダは、活物質等を集電体の表面に繋ぎ止める役割を果たすものである。バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂が挙げられる。また、バインダとして、親水基を有するポリマーを採用してもよい。親水基を有するポリマーの親水基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、シラノール基、アミノ基、水酸基、リン酸基が挙げられる。親水基を有するポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリメタクリル酸、ポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）が挙げられる。
【００２２】
正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る材料を含む公知の物質、例えば、層状岩塩構造の一般式：ＬｉａＮｉｂＣｏｃＭｎｄＤｅＯｆ(０．２≦ａ≦２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＷ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｂａ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｇａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｉｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｙ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ、Ｖから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦３)で表されるリチウム複合金属酸化物、Ｌｉ２ＭｎＯ３を選択し得る。また、正極活物質として、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のスピネル構造の金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物と層状化合物の混合物で構成される固溶体、ＬｉＭＰＯ４、ＬｉＭＶＯ４又はＬｉ２ＭＳｉＯ４（式中のＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅのうちの少なくとも一種から選択される）等で表されるポリアニオン系化合物を挙げることができる。さらに、正極活物質として、ＬｉＦｅＰＯ４Ｆ等のＬｉＭＰＯ４Ｆ（Ｍは遷移金属）で表されるタボライト系化合物、ＬｉＦｅＢＯ３等のＬｉＭＢＯ３（Ｍは遷移金属）で表されるボレート系化合物を挙げることができる。正極活物質として用いられるいずれの金属酸化物も上記の組成式を基本組成とすればよく、基本組成に含まれる金属元素を他の金属元素で置換したものも使用可能である。
【００２３】
負極活物質は、リチウムイオンを挿入・脱離し得る材料を含む公知の物質、例えば、炭素、ゲルマニウム、錫等の１４族元素、アルミニウム、インジウム等の１３族元素、亜鉛、カドミウム等の１２族元素、アンチモン、ビスマス等の１５族元素、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、銀、金等の１１族元素の少なくとも一種の単体、化合物又は合金を選択し得る。上記合金又は化合物の具体例としては、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金等の錫系材料、各種黒鉛等の炭素系材料が挙げられる。また、負極活物質として、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＷＯ２、ＭｏＯ２、Ｆｅ２Ｏ３等の酸化物、又は、Ｌｉ３−ｘＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）で表される窒化物を挙げることができる。さらに、負極活物質として、ケイ素単体、ケイ素単体と二酸化ケイ素に不均化するＳｉＯｘ（０．３≦ｘ≦１．６）等のケイ素系材料、ケイ素単体若しくはケイ素系材料とカーボンブラック、黒鉛等の炭素系材料等を組み合わせた複合体を挙げることができる。
【００２４】
これらのなかでもリチウムイオンをプレドープする場合の負極活物質としては、不可逆容量が大きい点から、Ｓｉを有する化合物であるシリコン系材料が特に好ましい。シリコン系材料としては、例えば、ケイ素単体、ケイ素単体と二酸化ケイ素に不均化するＳｉＯｘ（０．３≦ｘ≦１．６）等の酸化ケイ素系材料、ケイ素単体若しくは酸化ケイ素系材料とカーボンブラック、黒鉛等の炭素系材料等を組み合わせた複合体、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｉＯが挙げられる。シリコン系材料は炭素で被覆されていてもよい。炭素で被覆されたシリコン系材料は導電性に優れる。
【００２５】
また、シリコン系材料として、国際公開２０１４／０８０６０８号に開示される、ＣａＳｉ２から脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料を用いることもできる。上記シリコン材料は、例えば、ＣａＳｉ２を酸（例えば、塩酸やフッ化水素）で処理して得られる層状ポリシランを、脱カルシウム化（例えば、３００〜１０００℃の加熱処理）して得られるシリコン材料である。
【００２６】
セパレータ１３は、浸透性を有するセパレータである。セパレータ１３としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の薄い微多孔膜を用いることができる。具体例としては、東レ株式会社製のセティーラ（登録商標）が挙げられる。
【００２７】
また、正極電極１１の厚さは、例えば、５０〜２５０μｍである。負極電極１２の厚さは、例えば、５０〜２５０μｍである。セパレータ１３の厚さは、例えば、１２〜２５μｍである。
【００２８】
図２に示すように、電極組立体１０は、リチウムイオン二次電池Ｃを構成する一部材として用いられる。リチウムイオン二次電池Ｃは、例えば、電極組立体１０と、電極組立体１０を収容するケース１４と、ケース１４内に充填される電解液１５とを備える。
【００２９】
次に、異物検査方法の検査対象となる電極組立体１０の製造工程について説明する。
電極組立体１０の製造工程は特に限定されるものではなく、電極組立体１０を製造するための公知の製造工程を用いることができる。
【００３０】
図３に示すように、電極組立体１０の製造工程としては、例えば、正極電極１１、負極電極１２、及びセパレータ１３を積層する積層処理の後、密着強度の向上や厚さ調整等を目的として積層方向に加圧する加圧処理を経る製造工程が挙げられる。なお、上記積層処理は、個々に作製された正極電極１１、負極電極１２、及びセパレータ１３を積層するものであってもよいし、セパレータ１３の相反する表面に対して、正極電極１１及び負極電極１２を形成するものであってもよい。また、上記加圧処理は、必要に応じて実施されるものであり、上記加圧処理が省略されてもよい。
【００３１】
次に、電極組立体１０の製造工程を対象とした異物検査方法について説明する。
異物検査方法は、検査用サンプルを作製する作製工程と、検査用サンプルを検査する検査工程とを有する。
【００３２】
（作製工程）
図４に示すように、検査対象となる電極組立体１０の製造工程に従って検査用サンプルＳを作製する。その際、正極電極１１とセパレータ１３との間、又は負極電極１２とセパレータ１３との間に、ビッカース硬度が２〜２０である柔らかい導電性の金属からなる金属層１６を設ける。すなわち、金属層１６を設ける点を除いて、検査対象となる電極組立体１０の製造工程と同様に検査用サンプルＳを作製する。なお、上記ビッカース硬度は、試験力を４９０ｍＮとして、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に準拠して測定されるビッカース硬度である。
【００３３】
そして、検査用サンプルＳは、金属層１６を備える点において、検査対象の製造工程により製造される正規の製造物（電極組立体１０）と相違している。なお、図面は、負極電極１２とセパレータ１３との間のみに金属層１６を設けた例を図示している。
【００３４】
金属層１６を設ける方法としては、例えば、上記の積層処理において、金属箔を挟み込む方法や、電極に金属箔を張り付ける方法が挙げられる。また、上記の積層処理の前に、予め正極電極１１及び負極電極１２の少なくとも一方に金属箔を張り付けることで金属層１６を設けることもできる。この場合、予め金属層１６が設けられた正極電極１１及び負極電極１２の少なくとも一方を用いて上記の積層処理が行われる。
【００３５】
金属層１６を構成する金属としては、例えば、リチウム、鉛、はんだから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
金属層１６の厚さは、例えば、６〜２０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。また、金属層１６の厚さは、セパレータ１３の厚さに対する比率（金属層１６の厚さ／セパレータ１３の厚さ）が０．５〜１であることが好ましい。
【００３６】
（検査工程）
図５に示すように、作製された検査用サンプルＳに対して積層方向に加圧する。加圧時の圧力は、例えば、７５〜２０００ｋＮ／ｍ２である。また、加圧時間は、例えば、１〜１０秒である。
【００３７】
ここで、図６に示すように、検査用サンプルＳに、セパレータ２２に破れを生じさせない程度の導電性の異物１７（小異物）が混入している場合、上記加圧処理を行うと、セパレータ１３を挟んで異物１７の反対側に位置する金属層１６における異物１７に積層方向に重なる部分１６ａに対して、局所的に大きな面圧が作用する。これにより、柔らかい金属からなる金属層１６の一部がセパレータ１３の細孔に入り込み、細孔に入り込んだ金属が異物１７に接触した状態になる。
【００３８】
次に、図５に示すように、検査用サンプルＳにおける正極電極１１及び負極電極１２の電極間に、セパレータ１３が絶縁破壊を起こさない程度の電圧（例えば、５〜１０００Ｖ）を印加する。そして、電流値や抵抗値等に基づく短絡の有無に基づいて、検査用サンプルＳに異物が混入しているか否かを判定する。
【００３９】
このとき、検査用サンプルＳが、図７に示すように、混入した導電性の異物２３によってセパレータ２２が破断している状態である場合には、異物を介した電極間の短絡が生じる。また、図６に示すように、検査用サンプルＳが、セパレータ１３は破れていなくても、セパレータ１３の細孔に入り込んだ金属と異物１７とが接触した状態である場合にも、異物１７及び金属層１６を介した電極間の短絡が生じる。したがって、電極間の短絡が生じたことをもって、セパレータ１３を破る異物１７（大異物）の混入に加えて、セパレータ１３に破れを生じさせない異物１７（小異物）の混入も検出することができる。
【００４０】
次に、図５に示すように、短絡に基づいて異物が混入していると判定された検査用サンプルＳについて、正極電極１１、負極電極１２、及びセパレータ１３を剥離した後、その表面を観察して混入した異物１７を検査する。これにより、混入した異物１７の量や混入した異物１７の種類（セパレータ１３を破る大異物であるか、セパレータ１３を破らない小異物であるか）等を特定することができる。
【００４１】
本実施形態の異物検査方法は、例えば、電極組立体１０の製造工程を新規に構築した場合、既存の製造工程の一部（例えば、材料、装置、手順）を変更した場合、製造ラインの稼動開始時、稼動期間における所定周期等の様々なタイミングで実施することができる。そして、異物検査方法により把握できる異物１７の混入状況は、検査対象の製造工程の良否を評価する一つの指標として用いることができる。
【００４２】
次に、本実施形態の作用及び効果について記載する。
（１）異物の混入を検査する異物検査方法は、検査対象となる製造工程に従って、電極組立体１０における正極電極１１とセパレータ１３との間及び負極電極１２とセパレータ１３との間の少なくとも一方にビッカース硬度が２〜２０である導電性の金属層１６が設けられた電極組立体の検査用サンプルＳを作製し、積層方向に加圧された検査用サンプルＳの電極間に電圧を印加した際の短絡の有無に基づいて異物１７の混入を検査する。
【００４３】
上記構成によれば、検査用サンプルＳの内部に、セパレータ１３に破れを生じさせる大きな異物１７が混入している場合には、その異物を介した電極間の短絡に基づいて異物１７の混入を検出することができる。加えて、検査用サンプルＳの内部に、セパレータ１３に破れを生じさせない小さな異物１７が混入している場合には、加圧時にセパレータ１３の細孔に入り込んだ金属層１６と異物とを介した電極間の短絡に基づいて異物１７の混入を検出することができる。したがって、より小さな異物の混入も検出可能となり、異物検査方法の検出精度が向上する。
【００４４】
（２）短絡に基づいて異物が混入していると判定された検査用サンプルＳを観察して、混入した異物１７を検査する。
上記構成によれば、混入した異物１７の種類（セパレータを破る大異物であるか、セパレータを破らない小異物であるか）を特定することができる。また、観察する検査用サンプルＳを、異物１７が混入していると判定された検査用サンプルＳのみとすれば、全ての検査用サンプルＳを観察する場合と比較して、混入した異物１７の種類を特定する作業が容易である。
【００４５】
（３）検査対象となる製造工程は、金属層１６を備えない電極組立体１０の製造工程であり、検査用サンプルＳは、検査対象となる製造工程により製造される正規の製造物と相違している。
【００４６】
上記構成によれば、金属層１６を備えない電極組立体１０の製造工程における異物１７の混入を検査することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００４７】
○  対象の製造工程により製造される電極組立体１０は、正極電極１１とセパレータ１３との間及び負極電極１２とセパレータ１３との間の両方に金属層１６を備えるものであってもよい。この場合、検査対象となる製造工程において、セパレータ１３に破れを生じさせない異物１７が、正極電極１１とセパレータ１３との間及び負極電極１２とセパレータ１３との間のどちらに混入する場合にも、その異物の混入を検出することができる。
【００４８】
○  検査対象の製造工程は、正極電極１１とセパレータ１３との間及び負極電極１２とセパレータ１３との間の少なくとも一方に金属層１６を備える電極組立体１０を製造する製造工程であってもよい。この場合、検査対象の製造工程により製造される正規の製造物を検査用サンプルＳとして用いることができる。また、検査工程において電流値や抵抗値等に基づく短絡が無い場合には、当該検査工程に用いた検査用サンプルＳを製品として採用してもよい。
【００４９】
金属層１６を備える電極組立体１０としては、例えば、セパレータ１３と負極電極１２の間にプレドープ用のリチウム金属箔が配置された電極組立体１０が挙げられる。プレドープ用のリチウム金属箔は、電極組立体１０を収容したケース１４内に電解液１５を注液した際に、電解液１５に溶解する。そして、溶解したリチウム金属箔由来のリチウムイオンが負極電極１２にプレドープされる。
【００５０】
○  検査対象の製造工程により製造される電極組立体１０は、正極電極１１、負極電極１２、及び正極電極１１と負極電極１２との間に配置された浸透性を有するセパレータ１３を備えるものであればよく、リチウムイオン二次電池を構成する電極組立体１０に限定されない。例えば、リチウムイオン二次電池以外の二次電池を構成する電極組立体１０であってもよいし、電気二重層コンデンサやリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置を構成する電極組立体１０であってもよい。
【００５１】
○  検査工程における電極間に電圧を印加する処理は、加圧処理と同時に行ってもよい。
○  検査対象となる電極組立体１０の製造工程が加圧処理を有するものであり、その加圧処理が検査工程における加圧処理に相当する圧力をもって実施されている場合には、検査工程における加圧処理を省略してもよい。この場合、作製工程により作製された検査用サンプルＳが、そのままの状態で積層方向に加圧された検査用サンプルＳとなる。
【００５２】
○  検査工程において、異物が混入していると判定された検査用サンプルＳを観察する際の観察方法は、検査用サンプルＳの各構成を剥離して観察する方法に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、正極電極１１及び負極電極１２が薄く形成されている場合には、セパレータ１３に生じた破れを検査用サンプルＳの外観から確認することができる。そのため、検査用サンプルＳの電極等を剥離しなくても、検査用サンプルＳの外観を観察することにより、混入した異物１７の種類（セパレータ１３を破る大異物であるか、セパレータ１３を破らない小異物であるか）を確認することができる。
【００５４】
○  上記の異物検査方法は、複数の検査用サンプルＳを重ねた状態や、一枚の検査用サンプルＳを折り重ねた状態として実施してもよい。
○  金属層１６を構成する金属は、加圧処理時の温度において、ビッカース硬度が２〜２０であるものであればよい。また、加圧処理時に、金属層１６を構成する金属のビッカース硬度が上記数値範囲となるように検査用サンプルＳを加熱してもよい。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例を挙げ、上記実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
大きさの異なる導電性の異物を意図的に混入させた電極組立体を作製し、電極組立体の電極間に電圧を印加した際の短絡の有無と、混入させた異物の大きさとの関係性について検証した。
【００５６】
（実施例１〜６）
図４に示すように、正極電極、負極電極、セパレータ、金属層としてのリチウム箔を積層することにより、正極電極側から順に、正極電極、セパレータ、金属層、負極電極が配置された実施例１〜６の電極組立体を作製した。下記の表１に示すように、実施例１〜６は、金属層（リチウム箔）の厚さ、及びセパレータの種類がそれぞれ異なっている。電極組立体に用いた正極電極、負極電極、セパレータ、及びリチウム箔は以下のとおりである。
【００５７】
正極電極：正極活物質としてＬｉＮｉ８２／１００Ｃｏ１５／１００Ａｌ３／１００Ｏ２を含むアルミニウム箔（縦７０ｍｍ、横１３０ｍｍ、厚さ１６０μｍ）
負極電極：負極活物質として炭素被覆したシリコン材料を含む銅箔（縦７５ｍｍ、横１３５ｍｍ、厚さ５０μｍ）
セパレータＡ：東レ株式会社製のセティーラ（登録商標）（縦７５ｍｍ、横１３５ｍｍ、厚さ２５μｍ）
セパレータＢ：東レ株式会社製のセティーラ（登録商標）（縦７５ｍｍ、横１３５ｍｍ、厚さ１６μｍ）
リチウム箔：厚さ６，１０，２０μｍのリチウム箔
また、表１に示すように、実施例１〜６のそれぞれについて、異物を混入させていない電極組立体と、正極電極とセパレータとの間に異物（大異物、小異物）を混入させた電極組立体を作製した。電極組立体に混入させた異物は以下のとおりである。
【００５８】
大異物：セパレータＡを用いた場合、銅からなる直径１８０μｍの粒体、一粒を混入（約０．０００１個／ｍｍ２）。セパレータＢを用いた場合、銅からなる直径１２０μｍの粒体、一粒を混入（約０．０００１個／ｍｍ２）。
【００５９】
小異物：セパレータＡを用いた場合及びセパレータＢを用いた場合ともに、銅からなる直径１００μｍの粒体、一粒を混入（約０．０００１個／ｍｍ２）。
（比較例１〜２）
金属層としてのリチウム箔を省略した点を除いて、実施例１〜２と同様にして比較例１〜２の電極組立体を作製した。
【００６０】
（短絡試験）
実施例及び比較例の電極組立体に対して積層方向に１５１５ｋＮ／ｍ２で３秒間、加圧した。その後、電極組立体の電極間に５００Ｖの電圧を印加し、抵抗値（３ｋΩ以下）に基づいて短絡の有無を評価した。その結果を表１に示す。なお、表１では、短絡が検出された場合を「○」、短絡が検出されない場合を「×」で示している。
【００６１】
【表１】
2019096511.tif 000003
表１に示すように、金属層を備えている各実施例の電極組立体においては、大異物を混入させた場合及び小異物を混入させた場合の両方で短絡が検出された。一方、金属層を備えていない各比較例の電極組立体においては、大異物を混入させた場合にのみ短絡が検出され、小異物を混入させた場合には短絡が検出されなかった。この結果から、電極間の短絡に基づく異物検査に用いる検査用サンプルとして、電極とセパレータとの間に金属層を設けた電極組立体を用いることによって、より小さな異物の混入を検出できることが分かる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｃ…リチウムイオン二次電池、Ｓ…検査用サンプル、１０…電極組立体、１１…正極電極、１２…負極電極、１３…セパレータ、１４…ケース、１５…電解液、１６…金属層、１７…異物。
【図１】
2019096511.tif 000004
【図２】
2019096511.tif 000005
【図３】
2019096511.tif 000006
【図４】
2019096511.tif 000007
【図５】
2019096511.tif 000008
【図６】
2019096511.tif 000009
【図７】
2019096511.tif 000010
【図８】
2019096511.tif 000011