(57)【要約】【課題】二次電池の微小短絡の有無を迅速に検査できる二次電池の検査方法及び検査装置を提供する。【解決手段】本発明の二次電池の検査方法は、二次電池７０１の正極および負極を開放した状態で、二次電池７０１の磁場強度を測定し、測定した二次電池７０１の磁場強度に基づいて、二次電池７０１内に流れる電流が作り出す磁場７０３を検出し、電流が作り出す磁場７０３が検出された場合に、二次電池７０１内に短絡があると判定する。また、本発明の二次電池の検査装置１００は、二次電池７０１の磁場強度を測定する磁気センサ１０１と、磁気センサ１０１により測定した磁場強度に基づいて、二次電池７０１内に流れる電流が作り出す磁場７０３を検出する磁場検出部１０２と、磁場検出部１０２において電流が作り出す磁場７０３が検出された場合に短絡があると判定する良否判定部１０３と、を備える。【選択図】図１
2015087372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の正極および負極を開放した状態で、前記二次電池の磁場強度を測定し、
測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出し、
前記電流が作り出す磁場が検出された場合に、前記二次電池内に短絡があると判定する
二次電池の検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の検査方法であって、
前記二次電池の電圧が第１の電圧のときに前記二次電池の第１の磁場強度を測定し、
前記二次電池の電圧を前記第１の電圧から第２の電圧に変更し、
前記二次電池の前記第２の電圧における第２の磁場強度を測定し、
前記第１の磁場強度と前記第２の磁場強度との差に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の検査方法であって、
複数の電圧における前記二次電池の磁場強度をそれぞれ測定し、
前記複数の電圧と前記測定された磁場強度との関係から、前記複数の電圧に対しての前記磁場強度の傾きを算出し、
前記傾きに基づいて、前記二次電池の短絡の有無を判定する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項４】
請求項１に記載の二次電池の検査方法であって、
短絡がない二次電池の磁場強度を測定し、前記短絡がない二次電池の磁場強度と、検査対象の二次電池の測定した磁場強度との差に基づいて、前記検査対象の二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法であって、
磁気センサを用いて測定された前記二次電池の磁場強度が、前記磁気センサの測定可能範囲を超える場合は、測定される前記二次電池の磁場強度が前記測定可能範囲内に収まるように前記二次電池に磁場を印加する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法であって、
二次電池と磁気センサとの相対的な位置関係を変化させながら前記二次電池の磁場強度を測定し、
測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて前記短絡の位置を特定する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法であって、
前記二次電池を加圧した状態で検査を行う
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法であって、
環境磁場を遮断する磁気シールドボックス内において、前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の二次電池の検査方法であって、
二次元の格子状に配置された複数の磁気センサを用いて前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
【請求項１０】
二次電池の磁場強度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサにより測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する磁場検出部と、
前記磁場検出部において、前記電流が作り出す磁場が検出された場合に短絡があると判定する良否判定部と、を備え、
前記磁気センサは、前記二次電池の正極および負極を開放した状態で前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴とする二次電池の検査装置。
【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及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の内部に導電性の異物が混入すると、電池内部で導電性物質がセパレータを貫いたりして、正極と負極との短絡が発生する場合がある。正極と負極との短絡が発生すると、二次電池の起電力を短絡部の内部抵抗で除した値の電流が、二次電池内に流れる。このような、短絡による電流が流れると、二次電池の電圧が低下する。
短絡に起因する二次電池の電圧低下を出荷前に検査する方法として、特許文献１には、二次電池にエージングを行い、端子電圧のエージング前後の電圧降下量を閾値と比較することにより、短絡の有無を判定する二次電池の検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３２７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された二次電池の検査方法では、数日間のエージングを行った後の電位降下量を測定している。微小な短絡による二次電池の電位降下量は非常に小さい。また、短絡のない良品の二次電池であっても、化学反応等による電位降下が生じる。図５に示すように、短絡による電位降下５０１は、時間に対して直線的に降下するのに対して、化学反応等による電位降下５０２は途中で飽和して、ある値で下げ止まる。
【０００５】
短絡による電位降下５０１も、化学反応等による電位降下５０２も、非常にゆっくりと進むので、良品と不良品との差が生じるまでに数日はかかる。このため、図６に示すように、良品と不良品の電位降下量に明確な差が現れ、短絡による電位降下５０１と化学反応等による電位降下５０２との切り分けを行うのに時間がかかってしまう。
このように、二次電池の微小短絡の検査は、数日間のエージングを行う必要があるため、時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、二次電池の微小短絡の有無を迅速に検査できる二次電池の検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の二次電池の検査方法は、
二次電池の正極および負極を開放した状態で、前記二次電池の磁場強度を測定し、
測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出し、
前記電流が作り出す磁場が検出された場合に、前記二次電池内に短絡があると判定する。
【０００８】
本発明の二次電池の検査装置は、
二次電池の磁場強度を測定する磁気センサと、
前記磁気センサにより測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する磁場検出部と、
前記磁場検出部において、前記電流が作り出す磁場が検出された場合に短絡があると判定する良否判定部と、を備え、
前記磁気センサは、前記二次電池の正極および負極を開放した状態で前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる二次電池の検査方法及び二次電池の検査装置では、二次電池で発生する磁場強度を測定することで二次電池の内部の短絡の有無を検査している。よって、二次電池の微小短絡の有無を迅速に検査できる二次電池の検査方法及び検査装置を提供することができる。
【００１０】
上述の二次電池の検査方法は、
前記二次電池の電圧が第１の電圧のときに前記二次電池の第１の磁場強度を測定し、
前記二次電池の電圧を前記第１の電圧から第２の電圧に変更し、
前記二次電池の前記第２の電圧における第２の磁場強度を測定し、
前記第１の磁場強度と前記第２の磁場強度との差に基づいて、前記二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する
ことを特徴としてもよい。
【００１１】
二次電池自体の残留磁場は、電圧を変化させても一定である。それに対して、短絡がある場合には、二次電池の電圧を変化させると、二次電池の磁場強度が変化する。本発明にかかる二次電池の検査方法では、二次電池の電圧を変更した前後で、測定される磁場強度に違いがあるかを判定することにより、二次電池の微小短絡の有無を迅速かつ精度よく検査することができる。
【００１２】
上述の二次電池の検査方法は、
複数の電圧における前記二次電池の磁場強度をそれぞれ測定し、
前記複数の電圧と前記測定された磁場強度との関係から、前記複数の電圧に対しての前記磁場強度の傾きを算出し、
前記傾きに基づいて、前記二次電池の短絡の有無を判定する
ことを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明にかかる二次電池の検査方法は、測定電圧を多くとることができるので、測定ばらつきによる誤差を低減することができる。測定ばらつきの影響を低減することにより、二次電池の良否判定の精度を向上することができる。
【００１４】
上述の二次電池の検査方法は、
短絡がない二次電池の磁場強度を測定し、前記短絡がない二次電池の磁場強度と、検査対象の二次電池の測定した磁場強度との差に基づいて、前記検査対象の二次電池内に流れる電流が作り出す磁場を検出する
ことを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明にかかる二次電池の検査方法では、短絡がない二次電池の磁場強度と検査対象の二次電池の測定した磁場強度との差を算出する。これにより、検査対象の二次電池と良品サンプルとの違いに基づいて良否判定を行えるので、二次電池の良否判定の精度を向上することができる。
【００１６】
上述の二次電池の検査方法は、
磁気センサを用いて測定された前記二次電池の磁場強度が、前記磁気センサの測定可能範囲を超える場合は、測定される前記二次電池の磁場強度が前記測定可能範囲内に収まるように前記二次電池に磁場を印加する
ことを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明にかかる二次電池の検査方法によれば、二次電池の個体ごとに残留磁場の大きさが異なる場合でも、磁場強度のピークが磁気センサの測定可能範囲内に収まるようにすることができる。
【００１８】
上述の二次電池の検査方法は、
二次電池と磁気センサとの相対的な位置関係を変化させながら前記二次電池の磁場強度を測定し、
測定した前記二次電池の磁場強度に基づいて前記短絡の位置を特定する
ことを特徴としてもよい。
【００１９】
本発明にかかる二次電池の検査方法では、二次電池と磁気センサの位置関係を変えて、複数の位置で磁場強度を測定する。これにより、二次電池内に流れる電流が作り出す磁場が検出される位置がわかるので、二次電池内の短絡部位を特定できる。
【００２０】
さらに、上述の二次電池の検査方法は、
前記二次電池を加圧した状態で検査を行う
ことを特徴としてもよい。
【００２１】
二次電池には、外部から圧力が印加されていない状態では短絡が発生しないが、外部から圧力が印加されると短絡が発生する、いわば準不良品といえる個体がある。二次電池の検査工程では、このような準不良品も適切に取り除く必要がある。
本発明にかかる二次電池の検査方法では、このように、二次電池を検査する際に、二次電池を拘束して加圧することで、準不良品も適切に取り除くことができる。
【００２２】
また、上述の二次電池の検査方法は、
環境磁場を遮断する磁気シールドボックス内において、前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴としてもよい。
【００２３】
本発明にかかる二次電池の検査方法では、磁気シールドボックス内で磁場強度の測定を行うことにより、環境磁場の影響を低減することができるので、二次電池の良否判定の精度を向上することができる。
【００２４】
さらに、上述の二次電池の検査方法は、
二次元の格子状に配置された複数の磁気センサを用いて前記二次電池の磁場強度を測定する
ことを特徴としてもよい。
【００２５】
本発明にかかる二次電池の検査方法では、二次電池の磁場強度を複数の部位について同時に測定できるので、二次電池の表面における磁場の分布を１回の測定で検出することができる。これにより、二次電池内の短絡部位を迅速に特定できる。また、複数の磁気センサを配置して、各磁気センサの測定磁場の差分を取ることにより、環境磁場の影響をキャンセルすることも可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、二次電池の微小短絡の有無を迅速に検査できる二次電池の検査方法及び検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態１にかかる二次電池の検査装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる二次電池に短絡がない場合の内部の状態を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる二次電池に短絡がある場合の内部の状態を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】従来の二次電池の検査方法における電位降下の例を示す図である。
【図６】従来の二次電池の検査方法における良品と不良品との電位降下の差を示す図である。
【図７】実施の形態２にかかる二次電池の検査装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図９】二次電池と磁気センサとの相対的な位置を変化させながら磁場強度を測定した結果の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかる二次電池の検査方法の変形例を示す図である。
【図１１】実施の形態３にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３にかかる二次電池の検査方法において、二次電池の電圧と測定された磁場強度との関係の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態４にかかる二次電池の検査装置の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態４にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１５】二次電池の残留磁場が大きい場合の、磁場強度の測定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、二次電池の検査装置１００は、磁気センサ１０１と、磁場検出部１０２と、良否判定部１０３と、を備える。二次電池７０１は、二次電池の検査装置１００の検査対象となる。二次電池の検査装置１００は、二次電池７０１の内部の短絡の有無を検査する。二次電池７０１の内部への導電性異物７０２の混入や、電池内部での析出現象等により、正極と負極とが短絡している場合、短絡部位には電流が流れるため、二次電池７０１に電圧を印加しない状態で二次電池７０１には磁場７０３が生じる。二次電池の検査装置１００は、この磁場７０３の強度（以降、磁場強度ともいう）を測定することで二次電池７０１の内部の短絡の有無を検査する。
【００２９】
検査対象である二次電池７０１は、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等である。なお、本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１００の検査対象は、短絡時に磁場を発生する二次電池であればどのような二次電池であってもよい。
【００３０】
例えば、リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出する正極および負極の間を、非水電解液中のリチウムイオンが移動することで充放電可能な二次電池である。リチウムイオン二次電池は、正極活物質を担持した正極材、負極活物質を担持した負極材、正極材および負極材の間に介在するセパレータ、並びに非水電解液を備える。リチウムイオン二次電池は、例えば帯状の正極材と帯状の負極材とを帯状のセパレータを介して捲回した捲回状の電極体を備えるものや、複数の正極材と複数の負極材とを、セパレータを介して交互に積層した積層状の電極体を備えるものなどが挙げられる。
【００３１】
磁気センサ１０１は、二次電池７０１で生じた磁場７０３を測定する。磁気センサ１０１としては、例えば、ＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interference Device：超伝導量子干渉素子）センサや、ＭＩ（Magneto-Impedance：磁気インピーダンス）センサを用いる。磁気センサ１０１の感度は、電流が発生している箇所（換言すると、磁場が発生している箇所）からの距離に依存する。よって、磁気センサ１０１は、二次電池７０１に近づけて配置することが好ましい。特に、二次電池７０１の表面に接するように磁気センサ１０１を配置することで、磁気センサ１０１の感度を向上させることができる。
【００３２】
また、二次電池７０１の周囲に複数の磁気センサ１０１を配置することにより、測定精度の向上や、測定時間の短縮が可能となる。例えば、複数の磁気センサ１０１を二次元の格子状に配置し、二次電池７０１の上面の磁場分布を一度に測定できるようにしてもよい。また、二次電池７０１の周囲の各々の面に磁気センサ１０１を設けてもよい。例えば二次電池７０１の上面及び下面に磁気センサ１０１を設けてもよい。また、短絡が発生しやすい場所に重点的に磁気センサ１０１を設けてもよい。
【００３３】
磁場検出部１０２は、磁気センサ１０１により測定した二次電池７０１の磁場強度に基づいて、二次電池７０１内部の短絡箇所に流れる電流（短絡電流）が作り出す磁場を検出する。図２は、二次電池７０１に短絡が存在しない状態を示す。図３は、二次電池７０１に短絡が存在する状態を示す。二次電池７０１の内部には、正極材２０１と、負極材２０２と、正極材２０１と負極材２０２とに挟まれたセパレータ２０３がある。二次電池７０１に短絡が存在しない場合には、図２に示すように、正極材２０１と負極材２０２との間はセパレータ２０３により絶縁されており、正極材２０１と負極材２０２との間には、電流は流れない。
【００３４】
一方、図３に示すように、二次電池７０１の正極材２０１と負極材２０２との間に導電性異物７０２が混入した等で、正極と負極を短絡させている場合には、短絡部位に電流が流れる。この場合、二次電池７０１の持っている起電力Ｖと、短絡部位の持つ電気抵抗Ｒとにより、オームの法則に基づいて、Ｉ＝Ｖ／Ｒで表される電流Ｉが流れる。リチウムイオン二次電池では、短絡の度合いによって流れる短絡電流量は変化し、例えば、数百μＡの短絡電流が流れている場合には、短絡部から数ｃｍ離れた場所でも、１０−１２Ｔ程度の磁場が発生する事となる。なお、本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１００は、導電性異物７０２が混入して短絡を発生させた場合以外の短絡を検出することにも用いることができる。
【００３５】
良否判定部１０３は、磁場検出部１０２において短絡電流が作り出す磁場が検出された場合に短絡があると判定する。一方、良否判定部１０３は、磁場検出部１０２において短絡電流が作り出す磁場が検出されない場合、短絡がないと判定する。二次電池７０１の正極材２０１と負極材２０２とは、セパレータ２０３により絶縁されているため、短絡がなければ、二次電池７０１内で電流は流れない。
【００３６】
本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１００では、環境磁場を遮断する磁気シールドボックスを設け、磁気シールドボックス内において、二次電池７０１の磁場強度を測定してもよい。磁気シールドボックス内に二次電池７０１を入れるには、磁気シールドボックスに開口部を設ける必要がある。開口部は、常に開口している構造でもよいし、二次電池７０１を磁気シールドボックス内に入れた後に、開口部に蓋をして閉じられる構造でもよい。
【００３７】
また、磁気センサ１０１の出力を用いて、環境磁場の影響をキャンセルしてもよい。この場合は、磁気シールドボックスを設けなくてもよい。例えば、複数の磁気センサ１０１を配置して、各磁気センサ１０１の測定磁場の差分を取ることにより、環境磁場の影響をキャンセルすることも可能である。
【００３８】
複数の磁気センサ１０１を、二次電池７０１からの距離が各磁気センサ１０１で異なるように配置した場合について考える。この場合、二次電池７０１から近い磁気センサ１０１と二次電池７０１から遠い磁気センサ１０１とがある。二次電池７０１内の短絡電流が作り出す磁場は、二次電池７０１の近くで強く、二次電池７０１から離れると弱くなる。すなわち、各磁気センサ１０１で検出される短絡電流が作り出す磁場の強度は、二次電池７０１からの距離により異なる。
【００３９】
一方、短絡電流が作り出す磁場は環境磁場と比べて非常に微弱である。このため、環境磁場の影響が強い場合には、二次電池からの距離とは無関係に各磁気センサ１０１で、一様な環境磁場が検出される。このように、各磁気センサ１０１で検出される磁場を比較することにより、環境磁場の影響の有無を判断できる。また、このときの各磁気センサ１０１が測定した磁場強度の差をとることで、環境磁場の影響を打ち消すことができる。
【００４０】
二次電池７０１には、外部から圧力が印加されていない状態では短絡が発生しないが、外部から圧力が印加されると短絡が発生する、いわば準不良品といえる個体がある。二次電池の検査工程では、このような準不良品も適切に取り除く必要がある。
【００４１】
本実施の形態では、二次電池を検査する際に、このような準不良品の二次電池７０１に短絡を発生させるために、二次電池７０１を拘束して加圧してもよい。例えば二次電池７０１を、拘束プレートを用いて拘束した状態で、ロードセル等で加圧する。これにより、正極材２０１と負極材２０２とに挟まれたセパレータ２０３が圧縮されて、短絡が起こりやすくすることができる。拘束プレートには磁場に影響を与えないもの、例えば、樹脂を用いる。磁気センサ１０１と測定対象物である二次電池７０１との距離が離れないように、拘束プレート内に磁気センサ１０１を埋め込むことも可能である。また、磁気センサ１０１の測定位置の付近のみ、拘束プレートの肉厚を薄くして、磁気センサ１０１と二次電池７０１との距離を短くすることも可能である。
【００４２】
このように、二次電池を検査する際に、二次電池を拘束して加圧することで、準不良品も適切に取り除くことができる。
【００４３】
次に、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法について説明する。図４は、二次電池７０１の検査方法の流れを示すフローチャートである。
まず、検査対象の二次電池７０１を、二次電池の検査装置１００内に入れる（Ｓ４０１）。例えば、検査対象となる二次電池７０１がリチウムイオン二次電池である場合、所定のコンディショニング処理を行った後、所定の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）で充電されているリチウムイオン二次電池を検査対象としてもよい。リチウムイオン二次電池の正極材２０１と負極材２０２とが短絡した際に正極材２０１から負極材２０２に電流が流れるためには、リチウムイオン二次電池が所定のＳＯＣで充電されている必要がある。
【００４４】
次に、二次電池７０１に電圧を印加しない状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ４０２）。ここで、電圧を印加しない状態とは、二次電池７０１の正極および負極を開放した状態をいう。磁場強度の測定中は、二次電池７０１の電圧値は一定である。
【００４５】
次に、磁気センサ１０１により測定した検査対象の二次電池７０１の磁場強度と、短絡がない良品の二次電池の磁場強度との差に基づいて、磁場検出部１０２により、検査対象の二次電池７０１内部の短絡箇所を流れる短絡電流が作り出す磁場を検出する（Ｓ４０３）。例えば、検査対象の二次電池７０１の内部に短絡がある場合は、検査対象の二次電池７０１内で短絡電流が流れるため、磁場７０３が発生する。この場合、検査対象の二次電池７０１の磁場強度と、短絡がない良品の二次電池の磁場強度との差が大きくなる。磁場検出部１０２はこの磁場強度の差を検出することで、検査対象の二次電池７０１内に流れる電流を検出することができる。なお、比較対象となる、短絡がない良品の二次電池の磁場強度は事前に測定しておく。
【００４６】
次に、良否判定部１０３は、ステップＳ４０３において短絡電流が作り出す磁場を検出しなかった場合（Ｓ４０３  ＮＯ）、検査対象の二次電池７０１を良品と判定し、次工程へと送る（Ｓ４０４）。一方、良否判定部１０３は、ステップＳ４０３において短絡電流の発生する磁場を検出した場合（Ｓ４０３  ＹＥＳ）、検査対象の二次電池７０１を、二次電池７０１内に短絡がある不良品と判定する（Ｓ４０５）。
【００４７】
なお、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法では、ステップＳ４０３において短絡電流が作り出す磁場を検出する際に、所定の閾値を設けてもよい。例えば、磁場検出部１０２は、検査対象の二次電池７０１の磁場強度と良品の二次電池の磁場強度との差が所定の閾値（磁場）よりも大きい場合に、検査対象の二次電池７０１内部で短絡電流が流れていると判定してもよい。
【００４８】
また、ステップＳ４０３において、磁場検出部１０２は、検査対象の二次電池７０１の磁場強度と良品の二次電池の磁場強度との差を用いて、検査対象の二次電池７０１内に流れる短絡電流量を求めてもよい。そして、ステップＳ４０３で求めた電流値が所定の閾値（電流値）よりも大きい場合に、検査対象の二次電池７０１内で電流（つまり、短絡していると判定できるレベルの電流）が流れていると判定してもよい。
【００４９】
また、二次電池の検査装置１００に磁気シールドボックスを設け、二次電池７０１の残留磁場が小さい場合など、検査装置１００が環境磁場や二次電池の個体差の影響を受けにくい場合は、比較対象である良品の二次電池の磁場強度を測定することなく、検査対象の二次電池７０１内に流れる短絡電流が作り出す磁場を検出してもよい。つまり、二次電池の検査装置１００が環境磁場の影響を受けにくく、残留磁場の個体差が小さい場合には、検査対象の二次電池７０１で異常磁場が検出された場合に、検査対象の二次電池７０１内で短絡電流が流れていると判定することができる。例えば、磁場検出部１０２は、検査対象の二次電池７０１で発生している磁場強度が所定の閾値以上である場合に、検査対象の二次電池７０１内で短絡電流が流れていると判定してもよい。
【００５０】
このように本実施の形態にかかる発明では、二次電池で発生する磁場強度を測定することで二次電池の内部の短絡の有無を検査している。よって、二次電池の微小短絡の有無を迅速に検査できる二次電池の検査方法及び検査装置を提供することができる。
【００５１】
[実施の形態２]
図７を用いて、実施の形態２にかかる二次電池の検査装置３００について説明する。検査対象である二次電池は、それ自身が残留磁場を発生している場合がある。この残留磁場の分布や強度は二次電池毎に異なるため、二次電池の微小短絡の有無を検査する際、この残留磁場の影響を考慮する必要がある。以下で説明する実施の形態２では、このような残留磁場の影響を低減できる二次電池の検査方法及び検査装置について説明する。
【００５２】
図７に示すように、二次電池の検査装置３００は、磁気センサ１０１と、磁場検出部１０２と、良否判定部１０３と、記憶部３０４と、充放電装置３１０と、を備える。二次電池７０１は、二次電池の検査装置３００の検査対象となる。二次電池の検査装置３００は、二次電池７０１の内部の短絡の有無を検査する。本実施の形態にかかる二次電池の検査装置３００は、記憶部３０４と、充放電装置３１０と、を有する点が、実施の形態１にかかる二次電池の検査装置１００（図１参照）と異なる。充放電装置３１０は、二次電池７０１の正極および負極に接続される。充放電装置３１０は、二次電池７０１の充放電を行うことにより、二次電池７０１の電圧を変更することができる。
【００５３】
次に、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法について説明する。図８は、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
まず、検査対象の二次電池７０１を、二次電池の検査装置３００内に入れる（Ｓ６０１）。
次に、二次電池７０１の正極および負極を開放した状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ６０２）。このときの二次電池７０１の電圧を第１の電圧Ｖ１とし、磁気センサ１０１により測定された磁場強度を第１の磁場強度Ｂ１とする。なお、磁場強度の測定中は、二次電池７０１の電圧値は一定である。
【００５４】
次に、二次電池７０１の正極および負極に充放電装置３１０を接続し、二次電池７０１と磁気センサとの位置関係を固定したまま、充放電装置３１０により二次電池７０１の電圧を第２の電圧Ｖ２に変化させる（Ｓ６０３）。二次電池７０１の電圧を第２の電圧Ｖ２とし、正極および負極を開放した状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ６０４）。このとき磁気センサ１０１により測定された磁場強度を、第２の磁場強度Ｂ２とする。なお、磁場強度の測定中は、二次電池７０１の電圧値は一定である。
【００５５】
第２の電圧Ｖ２は、第１の電圧Ｖ１より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、第１の電圧Ｖ１を二次電池７０１の使用下限電圧とし、第２の電圧Ｖ２を二次電池７０１の使用上限電圧とすることもできる。第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２の差を大きくするほど、二次電池７０１から発生する磁場強度の差が大きくなるので、微小短絡の検出感度が向上する。検出感度の向上のため、検査時だけ、使用上限電圧より大きい電圧や使用下限電圧より小さい電圧を用いてもよい。
【００５６】
次に、良否判定部１０３は、ステップＳ６０２で測定された第１の磁場強度Ｂ１と、ステップＳ６０４で測定された第２の磁場強度Ｂ２とが等しいか判定する（Ｓ６０５）。すなわち、二次電池７０１の電圧を変更した前後で、測定される磁場強度に違いがあるかを判定する。二次電池７０１自体の残留磁場は、電圧を変化させても一定である。それに対して、短絡部を流れる電流量は二次電池７０１の電圧に依存するので、短絡がある場合には、二次電池７０１の電圧を変化させると、二次電池７０１の磁場強度も変化する。
【００５７】
良否判定部１０３が第１の磁場強度Ｂ１と第２の磁場強度Ｂ２とが等しいと判定した場合（Ｓ６０５  ＹＥＳ）、検査対象の二次電池７０１を良品と判定し、次工程へと送る（Ｓ６０６）。一方、良否判定部１０３がステップＳ６０５において第１の磁場強度Ｂ１と第２の磁場強度Ｂ２とが等しくないと判定した場合（Ｓ６０５  ＮＯ）、検査対象の二次電池７０１を、二次電池７０１内に短絡がある不良品と判定する（Ｓ６０７）。不良品と判定された二次電池７０１は、後工程には送られない。
【００５８】
二次電池７０１自体の残留磁場は、電圧を変化させても一定である。それに対して、短絡がある場合には、二次電池７０１の電圧を変化させると、二次電池７０１の磁場強度が変化する。本実施の形態にかかる二次電池の検査方法は、二次電池７０１の電圧を変更した前後で、測定される磁場強度に違いがあるかを判定することにより、二次電池の微小短絡の有無を迅速かつ精度よく検査することができる。
【００５９】
また、二次電池７０１には残留磁場があり、残留磁場の分布や強度は二次電池７０１の個体ごとに異なる。図９は、ベルトコンベア等の搬送手段に二次電池７０１を乗せ、二次電池７０１と磁気センサ１０１との相対的な位置を変化させながら磁場強度を測定した結果の一例を示す図である。二次電池７０１の電圧は図９には、ロットＡ〜ロットＣの３種類の異なるロットの二次電池７０１について磁場強度を測定した結果が示されている。この測定においては、二次電池７０１の電圧は、ロットＡ〜ロットＣの全てで等しい。しかし、測定された磁場強度のカーブは、ロットＡ〜ロットＣで異なっており、ロットＡ〜ロットＣの有する残留磁場はそれぞれ異なっている。
【００６０】
例えば、検査対象物の残留磁場を打ち消すために、検査対象物の搬送台の下面に磁性体の層を形成した場合は、二次電池７０１の残留磁場は個体差が大きいので、個体ごとの残留磁場に合うような磁性体の層を形成する必要があり、検査に要するコストが高くなる。しかし、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法では、１つの二次電池７０１の電圧を変化させたときの磁場強度の変化を検出しているので、二次電池７０１の残留磁場の個体ごとのばらつきの影響を低減することができる。このため、二次電池７０１の微小短絡の有無を迅速かつ精度よく検査することができる。
【００６１】
（変形例）
本実施の形態にかかる二次電池の検査方法の変形例を示す。図１０は、二次電池の検査方法の変形例を示す図である。図１０に、ベルトコンベア等の搬送手段に二次電池７０１を乗せ、二次電池７０１と磁気センサ１０１との相対的な位置を変化させながら磁場強度を測定する様子を示す。図１０に示すように、二次電池７０１を水平方向に（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番で移動させた場合に、二次電池７０１のうち磁気センサ１０１の直下に（対象とする磁場強度や向きによっては、水平方向にも検出領域が広がるが、ここでは簡単のために、センサ直下部にのみ検出領域があるとした）来る部分が測定範囲となる。
【００６２】
二次電池７０１と磁気センサ１０１の位置関係を変えて、複数の位置で第１の磁場強度Ｂ１および第２の磁場強度Ｂ２を測定する。そして、第１の磁場強度Ｂ１と第２の磁場強度Ｂ２との差が最大になる位置が、二次電池７０１の短絡部位と判定できる。例えば、図１０において、第１の磁場強度Ｂ１と第２の磁場強度Ｂ２との差が（ａ）の位置で最大になったとすると、（ａ）の位置で磁気センサ１０１の測定範囲に入っている部位に短絡が存在すると判定できる。
【００６３】
この変形例では、二次電池７０１を移動させて複数の位置において、図８に示す二次電池の検査方法を実行することになる。
一方、このように二次電池７０１を移動させて磁場強度を測定するのではなく、二次電池７０１の周囲に磁気センサ１０１を複数配置し、短絡の有無と短絡部位の特定を同時に行う構成とすることにより、検査時間の短縮が可能となる。
【００６４】
[実施の形態３]
本実施の形態では、実施の形態２と同じ二次電池の検査装置３００を用いる。
本実施の形態にかかる二次電池の検査方法について説明する。図１１は、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
まず、検査対象の二次電池７０１を、二次電池の検査装置３００内に入れる（Ｓ８０１）。
【００６５】
次に、二次電池７０１の正極および負極を開放した状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ８０２）。このときの二次電池７０１の電圧を第１の電圧Ｖ１とし、磁気センサ１０１により測定された磁場強度を第１の磁場強度Ｂ１とする。測定された磁場強度の値Ｂ１は記憶部３０４に記憶される。
【００６６】
次に、二次電池７０１の正極および負極に充放電装置３１０を接続し、二次電池７０１と磁気センサ１０１との位置関係を固定したまま、充放電装置３１０により二次電池７０１の電圧を第２の電圧Ｖ２に変化させる（Ｓ８０３）。二次電池７０１の電圧を第２の電圧Ｖ２とし、正極および負極を開放した状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ８０４）。このとき磁気センサ１０１により測定された磁場強度を、第２の磁場強度Ｂ２とする。測定された磁場強度の値Ｂ２は記憶部３０４に記憶される。
【００６７】
良否判定部１０３は、二次電池７０１の電圧を第２の電圧Ｖ２に変更して磁場強度を測定した後、所望の電圧の全てで二次電池７０１の磁場強度を測定したか判定する（Ｓ８０５）。良否判定部１０３が所望の電圧の全てで二次電池７０１の磁場を測定していないと判定した場合（Ｓ８０５  ＮＯ）、二次電池７０１の電圧を変更して（Ｓ８０３）、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ８０４）。
【００６８】
このように、ステップＳ８０３〜Ｓ８０５の処理を繰り返して、所望の電圧Ｖ１〜Ｖｎに対応した磁場強度Ｂ１〜Ｂｎを測定することができる。二次電池７０１の電圧を変更する際は、例えば前工程から送られてきた二次電池７０１の電圧が高い場合は、充放電装置３１０により放電を行い、順次電圧を下げていくようにしてもよい。また、前工程から送られてきた二次電池７０１の電圧が低い場合は、充放電装置３１０により充電を行い、順次電圧を上げていくようにしてもよい。
【００６９】
良否判定部１０３は、所望の電圧の全てで二次電池７０１の磁場を測定したと判定した場合（Ｓ８０５  ＹＥＳ）、二次電池７０１の電圧と測定された磁場強度との関係を求める（Ｓ８０６）。図１２に、二次電池７０１の電圧と測定された磁場強度との関係の一例を示す。図１２では、短絡がある不良品の場合を実線で、短絡のない良品の場合を破線で示している。
【００７０】
次に、良否判定部１０３は、測定された磁場強度の、二次電池７０１の電圧に対する傾きを算出し、磁場強度の傾きが閾値より小さいか判定する（Ｓ８０７）。磁場強度の傾きは、測定電圧ごとの磁場強度をプロットしたグラフの傾きを求めてもよいし、最小二乗法により傾きを求めてもよい。測定電圧を多くとるほど、測定ばらつきによる傾きの誤差を低減することができる。傾きの誤差を低減することにより、二次電池７０１の良否判定の精度を向上することができる。良否判定の基準となる閾値は、事前に算出して、記憶部３０４に記憶しておく。
【００７１】
電圧に対する磁場強度の傾きが閾値より小さい場合（Ｓ８０７  ＹＥＳ）、電圧が増大しても磁場強度が増大しないので、検査対象の二次電池７０１を良品と判定し、次工程へと送る（Ｓ８０８）。
【００７２】
算出された電圧に対する磁場強度の傾きが閾値より大きい場合（Ｓ８０７  ＮＯ）、電圧が増大するにつれて磁場強度も増大するので、検査対象の二次電池７０１を、二次電池７０１内に短絡がある不良品と判定する（Ｓ８０９）。不良品と判定された二次電池７０１は、後工程には送られない。
【００７３】
本実施の形態にかかる二次電池の検査方法は、測定電圧を多くとることができるので、測定ばらつきによる誤差を低減することができる。測定ばらつきの影響を低減することにより、二次電池７０１の良否判定の精度を向上することができる。
【００７４】
[実施の形態４]
図１３を用いて、本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１０００について説明する。図１３に示すように、二次電池の検査装置１０００は、磁気センサ１０１と、磁場検出部１０２と、良否判定部１０３と、記憶部３０４と、充放電装置３１０と、補正磁場発生部１１１と、補正磁場制御部１１２と、磁気シールドボックス１２０と、を備える。本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１０００は、補正磁場発生部１１１と、補正磁場制御部１１２と、を有する点が、実施の形態２にかかる二次電池の検査装置３００（図７参照）と異なる。
【００７５】
補正磁場発生部１１１は、二次電池７０１の残留磁場を打ち消すように磁場を発生する。補正磁場発生部１１１は、導線に電流を流す単純な構成で、アンペールの法則を利用して磁場を発生させるものでもよいし、コイルを用いた電磁石であってもよい。補正磁場発生部１１１が発生する磁場強度は、補正磁場発生部１１１に流す電流値を変化させることにより制御できる。なお、補正磁場発生部１１１は、磁気シールドボックス１２０の外部から制御可能なパラメータを変化させることにより、発生する磁場強度を変化させることができるものであればよく、上述の構成に限定されるものではない。例えば、電流、電圧、又は温度を変化させることにより磁場が変化する材料単体を用いてもよい。
【００７６】
補正磁場制御部１１２は、補正磁場発生部１１１を制御する。補正磁場制御部１１２は、良否判定部１０３から磁気センサ１０１により測定した磁場強度を取得し、磁場強度に合わせて補正磁場発生部１１１が発生する磁場を変化させる。
【００７７】
磁気シールドボックス１２０は、外部からの磁場を遮断する。磁気シールドボックス１２０の内部で検査を行うことにより、外部からの磁場の影響を小さくできるので、磁場の補正を精度よく行うことができる。
【００７８】
本実施の形態にかかる二次電池の検査方法について説明する。図１４は、本実施の形態にかかる二次電池の検査方法の流れを示すフローチャートである。
まず、検査対象の二次電池７０１を、二次電池の検査装置内に入れる（Ｓ９０１）。
次に、二次電池７０１の正極および負極を開放した状態で、磁気センサ１０１により二次電池７０１の磁場強度を測定する（Ｓ９０２）。測定された磁場強度Ｂ０は記憶部３０４に記憶される。
【００７９】
次に、良否判定部１０３は、磁場強度Ｂ０の測定結果から、磁場強度の測定において磁場補正が必要か否か判定する（Ｓ９０３）。図１５は、二次電池７０１の残留磁場が大きい場合の、磁場強度の測定結果の一例を示す図である。図１５では、ベルトコンベア等の搬送手段に二次電池７０１を乗せ、二次電池７０１と磁気センサ１０１との相対的な位置を変化させながら磁場強度を測定している。
【００８０】
図１５においては、破線で囲った部分の測定結果が磁気センサ１０１の測定可能範囲を振り切っており、磁場強度の正確な測定ができていない。このような場合に、補正磁場発生部１１１を用いて、二次電池７０１の残留磁場を打ち消す方向に磁場を印加することで、磁気センサ１０１の測定可能範囲に収まるように磁場強度測定の０点を補正することができる。また、磁気センサ１０１の感度が振り切れていない場合でも、測定可能範囲の上限又は下限付近であれば、磁場補正をすることで検出能力が向上するので、磁場補正が必要と判定する設定にしてもよい。
【００８１】
良否判定部１０３が磁場補正を行う必要があると判定した場合（Ｓ９０３  ＹＥＳ）、補正磁場発生部１１１を用いて磁場補正を行う（Ｓ９０４）。
磁場補正を行った後、補正後の磁場強度の測定を行い、補正後の磁場強度の測定結果に基づいて二次電池７０１の良否を判定する（Ｓ９０５）。
【００８２】
良否判定部１０３が磁場補正を行う必要がないと判定した場合（Ｓ９０３  ＮＯ）、磁場補正は行わずに磁場強度の測定を継続して、磁場強度の測定結果に基づいて二次電池７０１の良否を判定する（Ｓ９０６）。なお、磁場強度の測定は、実施の形態１〜３に記載した方法のいずれかで行ってもよい。
【００８３】
本実施の形態にかかる二次電池の検査装置１０００によれば、二次電池７０１の個体ごとに残留磁場の大きさが異なる場合でも、磁場強度のピークが磁気センサ１０１の測定可能範囲内に収まるようにすることができる。
【００８４】
また、二次電池７０１の電圧を変更するときに、充放電する電流により磁場が発生する。超高感度なＳＱＵＩＤセンサを用いる場合、センサに大きな磁場が入ると、磁束トラップ・ジャンプが生じ、充放電電流を０にしても（所望電圧に達し、充放電を止めても）、センサから出力される磁場強度信号が、元に戻らない場合がある。これは、例えば、良品の二次電池を測定している場合、本来なら電圧を変更しても磁場強度が変わらないものが、センサの特性上、電圧変更の前後で、磁場強度が変化しているように計測されてしまう。特に、検査時間の短縮を狙って、大電流を流して電圧変更するときにこのような現象が起こることがある。
【００８５】
このように大電流を流して電圧変更するときは、充放電する電流を小さな値から徐々に大きくしていき、磁気センサ１０１の出力値に応じて補正磁場発生部１１１が発生する磁場の強度を調整することにより、センサ部に大きな磁場が入る事を防ぐ事ができる。また、検査時間の関係等により、大電流での充放電を必要とし、本手法による磁束トラップ・ジャンプが回避できない場合には、別の高感度センサ、例えば、ＭＩセンサやフラックスゲートセンサを用いる事で回避する事もできる。特に近年では、ＭＩセンサやフラックスゲートセンサの感度向上は目覚しく、ＳＱＵＩＤセンサを用いる場合との検出感度差も小さくなってきており、効果的な対策となる。
【００８６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明にかかる二次電池の検査方法の対象となる二次電池は、自動車用二次電池に限定されるものではなく、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の家電製品用二次電池であってもよい。また、本発明にかかる二次電池の検査方法の対象となる二次電池は、短絡が発生した場合に電流が発生するものであればよく、リチウムイオン電池やニッケル水素電池に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８７】
１００、３００、１０００  二次電池の検査装置
１０１            磁気センサ
１０２            磁場検出部
１０３            良否判定部
１１１            補正磁場発生部
１１２            補正磁場制御部
１２０            磁気シールドボックス
２０１            正極材
２０２            負極材
２０３            セパレータ
３０４            記憶部
３１０            充放電装置
７０１            二次電池
７０２            導電性異物
７０３            磁場
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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