(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の単位セルを複数個組合せて構成されるバッテリーモジュールの製造方法であって、
複数の単位セルをそれぞれ充電する充電工程と、
前記充電工程で充電された単位セルに対して１回目のエージングを実行する第１エージング工程と、
前記第１回目のエージングの後に、１回目の電圧測定を行う第1測定工程と、
前記１回目の電圧測定の後に、前記単位セルに対して２回目のエージングを実行する第２エージング工程と、
前記２回目のエージングの後に２回目の電圧測定を行う第２測定工程と、
前記１回目と２回目の電圧測定の測定値の差分値である第１電圧低下量を算出する第１算出工程と、
前記第１電圧低下量に基づいて、前記単位セルを複数のグループに分類する第１分類工程と、
前記分類によって同一グループとされた複数個の単位セルを使用して１個のバッテリーモジュールを製造する製造工程とを有することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記充電工程では、単位セルを満充電まで充電し、
前記製造方法はさらに、前記１回目のエージングの後、前記１回目の電圧測定の前に、前記単位セルを満充電を基準とした所定範囲内の所定電圧に強制放電する強制放電工程を有することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項２のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記強制放電工程では、前記単位セルを満充電の３０％以上９５％以下の範囲内の所定電圧に強制放電することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか1項に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記第１エージング工程における１回目のエージングと、前記第２エージング工程における２回目のエージングは、ともに２５℃の温度で実行することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記第１分類工程は、前記第１電圧低下量が予め定めた閾値以上である単位セルを不良品として分類することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記第１分類工程は、前記第１電圧低下量が予め定めた閾値未満の単位セルを良品と判定し、これら良品である複数個の単位セルを、前記第１電圧低下量に基づいてさらに複数のグループに分類することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記充電工程における充電は、前記単位セルの満充電の電圧に対して所定割合の範囲内の電圧まで行うことを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記充電工程における充電は、前記単位セルの満充電の電圧に対して、３０％以上９５％以下の範囲内の電圧まで行うことを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項１記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記１回目のエージングの後、前記１回目の電圧測定の前に、前記単位セルの満充電の電圧に対して所定割合内の電圧まで補充電する補充電工程を有することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記補充電工程は、前記単位セルの満充電の電圧に対して３０％以上９５％以下の範囲内の電圧まで補充電することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記第1エージング工程における１回目のエージングと、前記第２エージング工程における２回目のエージングは、ともに２５℃の温度で実行することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記１回目のエージングは前記２回目のエージングよりも高い温度で実行することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記１回目のエージングは４０℃以上７０℃以下の温度で実行し、前記２回目のエージングは２５℃の温度で実行することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【請求項１４】
請求項４に記載のバッテリーモジュールの製造方法において、
前記充電工程で充電された単位セルに対して、前記第２エージング工程における温度と１０℃以上異なる温度で３回目のエージングを実行する第３エージング工程と、
前記３回目のエージングの後に３回目の電圧測定を行う第３測定工程と、
前記２回目と３回目の電圧測定の測定値の差分値である第２電圧低下量を算出する第２算出工程と、
前記第１算出工程で算出した第１電圧低下量と、前記第２算出工程で算出した第２電圧低下量の比である温度変化率を算出する第３算出工程とを含み、
前記第１分類工程で複数の小グループに分類された複数個の単位セルを、さらに、前記温度変化率に基づいて複数の小グループに分類する第２分類工程とを有し、
前記製造工程では、１個のバッテリーモジュールを、前記第２分類工程で同一の小グループに分類された複数個の単位セルを使用して製造することを特徴とするバッテリーモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の単位セルを複数個接続して構成したバッテリーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モータで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に使用される二次電池には、高容量で高出力の性能が要求される。このような二次電池は、複数の単位セルを直列に接続したバッテリーモジュールとして構成される。１個のバッテリーモジュールに含まれる複数の各単位セルのそれぞれは、製造時の部品（正極、負極、セパレータ、電解液など）のばらつきなどに起因して、自己放電による電圧低下量が不均一となることがある。
【０００３】
単位セルの電圧低下量が不均一な場合、初期充電電圧を揃えたとしても、各単位セルの電圧は経時的にばらつく。その結果、電圧が低いセルは放電時に過放電となり易く、電圧が高いセルは充電の際に過充電になり易い。過放電および過充電は、長期使用時における二次電池の劣化の大きな要因となり、長期信頼性を損なう。
【０００４】
特許文献１には、単位セルを満充電まで充電して放置した後に、電圧を検出して自己放電量を測定することによって、単位セルを分類する方法が開示されている。この分類方法を使用して、特許文献１には、自己放電量が均一化された単位セル同士を用いたバッテリーモジュールを構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４-３２８９０２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示すセル分類方法では、電圧低下が大きい最初の数時間の特性でセルが分類される。しかし、この期間の電圧低下特性は、充電速度や温度などの影響で大きく変化し、測定値が不安定である。
【０００７】
ＨＥＶやＥＶに使用されるバッテリーモジュールは、一般には、満充電の５０％付近の電圧で使用される。そのため、満充電状態におけるセルの自己放電量が実使用環境下におけるセルの自己放電量と必ずしも一致しない。そのため、特許文献１のセル分類方法では、バッテリーモジュールの性能、信頼性を充分に高めることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１による発明は、二次電池の単位セルを複数個組合せて構成されるバッテリーモジュールの製造方法であって、複数の単位セルをそれぞれ充電する充電工程と、前記充電工程で充電された単位セルに対して１回目のエージングを実行する第１エージング工程と、前記第１回目のエージングの後に、１回目の電圧測定を行う第1測定工程と、前記１回目の電圧測定の後に、前記単位セルに対して２回目のエージングを実行する第２エージング工程と、前記２回目のエージングの後に２回目の電圧測定を行う第２測定工程と、前記１回目と２回目の電圧測定の測定値の差分値である第１電圧低下量を算出する第１算出工程と、前記第１電圧低下量に基づいて、前記単位セルを複数のグループに分類する第１分類工程と、前記分類によって同一グループとされた複数個の単位セルを使用して１個のバッテリーモジュールを製造する製造工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バッテリーモジュールを構成する単位セルの電圧低下量が均一化されるので、バッテリーモジュールの性能、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるバッテリーモジュールの第１実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明によるバッテリーモジュールの第１実施形態に適用される単位セルの例を示す分解斜視図。
【図３】図２の単位セルの断面図。
【図４】図２の単位セルの放置時間と電圧の関係を示すグラフ。
【図５】単位セルのグループ分けルールを説明する図。
【図６】実施形態によるバッテリーモジュール製造装置を示す図。
【図７】図３のバッテリーモジュールの製造方法を示すフローチャート。
【図８】本発明によるバッテリーモジュールの第２実施形態の製造方法を示すフローチャート。
【図９】本発明によるバッテリーモジュールの第３実施形態の製造方法を示すフローチャート。
【図１０】本発明によるバッテリーモジュールの第４実施形態の製造方法を示すフローチャート。
【図１１】本発明によるバッテリーモジュールの第５実施形態の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明によるバッテリーモジュールおよびその製造方法の実施形態を図面を参照して説明する。実施形態のバッテリーモジュールはＨＥＶやＥＶに搭載されるものとして説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
―バッテリーモジュール
図１は、本発明によるバッテリーモジュールの第１実施形態を示す。図１において、バッテリーモジュール１００は、複数の組電池２０ａ，２０ｂを含むセルコントローラ３０と、セルコントローラ３０の制御および情報管理のためのバッテリーコントローラ４０とを備える。セルコントローラ３０は、各組電池２０ａ，２０ｂを制御するセルコンＩＣ２１と、各セルコンＩＣ２１を通じて各組電池２０ａ，２０ｂを制御するマイコン２２とを備える。
【００１３】
各組電池２０ａ，２０ｂは、直列接続された複数の単位セル（二次電池）１１を含み、単位セル１１はそのプラス、マイナス両端子がセルコンＩＣ２１に電気的に接続されている。各セルコンＩＣ２１は、マイコン２２と通信線で接続され、マイコン２２は各組電池２０ａ，２０ｂの充放電情報など種々の情報を管理する。
【００１４】
上述したように、バッテリーモジュール１００は、１個ないし複数個のセルコントローラ３０を含み、各セルコントローラ３０はバッテリーコントローラ４０に電気的に接続されている。バッテリーコントローラ４０は、各セルコントローラ３０の制御と情報の管理に使用されると共に、バッテリーモジュール１００を電源とする車両の上位システムと通信を行う。
【００１５】
単位セル（二次電池）１１は、インバータ４１を介して車両駆動用モータ４２に電気的に接続されている。インバータ４１は、直流電力を３相交流電力に変換し、駆動モータ４２は３相交流電力で駆動される。
【００１６】
―単位セル―
図２、図３は、バッテリーモジュール１００に含まれる単位セル１１の一例である円筒型リチウムイオン二次電池を示す。なお、図１および図２に示す円筒型リチウムイオン二次電池の構造は、円筒型リチウムイオン二次電池に必須の要素を主に示している。
【００１７】
単位セル１１は、正極電極１４および負極電極１５をセパレータ１８を介して、樹脂製の軸心７の周囲に捲回した電極群８を有する。正極電極１４はアルミニウム等の金属薄膜であり、両面に正極合剤１６が塗布されている。図２において、正極電極１４には、上方（正極側）の長辺部に、正極タブ１２が複数設けられている。負極電極１５は銅等の金属薄膜であり、両面に負極合剤１７が塗布されている。図２において、下方（負極側）の長辺部に、負極タブ１３が複数設けられている。セパレータ１８は、絶縁性を有する多孔質であり、電極群の最外周を被覆するように捲回される。最外周のセパレータ捲回端部は粘着テープ１９で固定されている。
【００１８】
軸芯７は管状であり、その両端には正極集電板（正極集電部品）５と負極集電板（負極集電部品）６が嵌入、固定されている。正極集電板５には、正極タブ１２が、例えば、超音波溶接法により溶接されている。同様に、負極集電部品６には、負極タブ１３が、例えば、超音波溶接法により溶接されている。
【００１９】
電極群８は、底面５４が負極端子とされる円筒状の電池容器１に収納されている。負極集電部品６は、負極リード１０を介して電池容器１の底面５４に電気的に接続されている。負極リード１０の底面５４への接続は、電極群８および正極および負極集電板５，６を電池容器１内へ収納した後に実施される。すなわち、軸芯７の中央に溶接冶具を挿通して、溶接治具と底面５４との間に負極リード１０を挟持しつつ押圧して溶接する。
【００２０】
電池容器1の開口部５２は、上蓋３および上蓋ケース４を備えた上蓋部５０によって封口され、上蓋部５０は、正極集電板５と電気的に接続されている。正極集電板５の上面には、導電性の可撓性リボンよりなる正極リード９の一端が溶接されている。正極リード９の他端は、上蓋ケース４の底面に溶接され、正極集電板５は、上蓋３に電気的に接続される。これによって上蓋部５０は、電極群８の正極が電気的に接続され、上蓋３が正極端子として機能する。 
【００２１】
電極群８を電池容器１へ収納した後、上蓋部５０で電池容器１を閉鎖する前に、非水電解液が電池容器１内に注入される。また、電池容器１と上蓋ケース４との間にはガスケット２が設けられ、このガスケット２により電池容器１の開口部５２が密閉される。ガスケット２は、正電位を有する上蓋部５０と負電位を有する電池容器１とを電気的に絶縁する。
【００２２】
正極合剤１６は、正極活物質と、正極導電材と、正極バインダを有する。正極活物質は、リチウム酸化物が好ましい。例として、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リチウム複合酸化物（コバルト、ニッケル、マンガンから選ばれる２種類以上を含むリチウム酸化物）、などが挙げられる。正極導電材は、正極合剤中におけるリチウムイオンの吸蔵放出反応で生じた電子の正極電極への伝達を補助できる物質であれば制限はない。正極導電材の例として、黒鉛やアセチレンブラックなどが挙げられる。正極バインダは、正極活物質と正極導電材、および正極合剤と正極集電体、を結着させることが可能であり、非水電解液との接触により、大幅に劣化しなければ特に制限はない。正極バインダの例としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ素ゴムなどが挙げられる。
【００２３】
正極合剤の形成方法は、正極電極上に正極合剤が形成される方法であれば制限はない。正極合剤の形成方法の例として、正極合剤の構成物質の分散溶液を正極電極上に塗布する方法が挙げられる。
【００２４】
塗布方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、などが挙げられる。分散溶液の溶媒例として、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）や水が挙げられる。正極合剤１６の塗布厚さの１例としては片側約４０μmである。
【００２５】
負極合剤１７は、負極活物質と、負極バインダと、増粘剤とを有する。なお、負極合剤１７は、アセチレンブラックなどの負極導電材を有しても良い。本発明では、負極活物質として、黒鉛炭素を用いることが好ましい。黒鉛炭素を用いることにより、大容量が要求されるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車向けのリチウムイオン二次電池が作製できる。
【００２６】
負極合剤１７の形成方法は、負極電極１５上に負極合剤１７が形成される方法であれば制限はない。負極合剤１７の形成方法の例として、負極合剤１７の構成物質の分散溶液を負極電極１５上に塗工する方法が挙げられる。塗工方法の例として、ロール塗工法、スリットダイ塗工法、などが挙げられる。負極合剤１７の塗布厚さの１例としては片側約４０μｍである。
【００２７】
非水電解液は、リチウム塩がカーボネート系溶媒に溶解した溶液を用いることが好ましい。リチウム塩の例として、フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ６）、などが挙げられる。また、カーボネート系溶媒の例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、或いは上記溶媒の１種類以上から選ばれる溶媒を混合したもの、が挙げられる。
【００２８】
［自己放電特性］
このように構成されている単位セル１１は、充電後に放置すると、自己放電により電圧が低下する。この自己放電量は製造段階での部材のばらつきに応じて変化する。例えば、正極合剤１６や負極合剤１７の厚み、非水電解液の組成および不純物などのばらつきに応じて変化する。
また、製造段階で管理できない導電性の異物が単位セル１１の内部に混入すると、正極１４と負極１５が異物を介して微小短絡し、単位セル１１の電圧は更に低下する。
【００２９】
バッテリーモジュール内の複数個の単位セル１１の自己放電による電圧低下量がばらつくと、最初は全ての単位セル１１の電圧を同等に充電としても、時間の経過と共に各単位セル１１の電圧がばらつくことになる。換言すると、自己放電に伴う電圧低下量にばらつきがある複数の単位セルにより構成されたバッテリーモジュールは、充放電により、電圧が低いセルは放電の際に過放電になり易く、電圧が高いセルは充電の際に過充電になり易い。
【００３０】
そこで、本発明によるバッテリーモジュール製造方法では、作製した複数の単位セル１１に対して少なくとも２回のエージングを実行し、各エージング後の電圧の差を電圧低下量として測定し、電圧低下量が予め定めた基準値毎に複数の単位セル１１をグループ分けする。その上で、同一グループに分類された複数個の単位セル１１を使用してバッテリーモジュールを構成する。
【００３１】
図４に、充電後に放置した単位セル１１の放電時間に対する電圧変化の一例を示す。図４では、正常な単位セルの電圧変化を実線で示し、異常な単位セルの電圧変化を破線で示している。図４から分かるように、充電後に放置した単位セルは、放電時間０から数時間が経過するまでに、急激に電圧が低下し、その後の電圧低下は緩やかである。正常な単位セルにおいても、自己放電量のばらつきに起因して電圧低下量は異なり、放置期間が長くなるほど電圧値の差異が大きくなる。一方、微小短絡が発生した異常な単位セルでは、正常な単位セルに比較して電圧低下が著しい。
【００３２】
そこで、本実施形態では、電圧低下量が予め設定した閾値を超えた場合には異常品（不良品）として選別（グループ分け）する。このグループ分けを第1分類と呼ぶ。
【００３３】
さらに加えて、本実施形態では、正常な単位セルグループに選別された複数の単位セルについて、その自己放電による電圧低下量の大きさに基づいて小グループ化する。この小グループ化を第2分類と呼ぶ。
【００３４】
図５は。第1および第２分類のルールの一例を示す。不良品と正常品とをグループ分けするための電圧低下量の閾値は、図５では０．０２５Ｖとした。すなわち、満充電した単位セルを所定時間、例えば１２時間放置した後の電圧値と、その後、さらに所定時間、例えば３日放置した後の電圧値との差分を電圧低下量Ｄと定義し、この電圧低下量Ｄが閾値である０．０２５Ｖを越えている単位セルを不良品として分類する。
【００３５】
一方、電圧低下量が０．０２５Ｖ以下のときに、電圧低下量が０．００５Ｖ以下のＡグループ、０．００５Ｖより大きく０．０１０Ｖ以下のＢグループ、０．０１０Ｖより大きく０．０１５Ｖ以下のＣグループ、０．０１５Ｖより大きく０．０２０Ｖ以下のＤグループ、０．０２０Ｖより大きく０．０２５Ｖ以下のＥグループにグループ分けした。
【００３６】
図６は、単位セル１１を分類し、同一グループの複数の単位セルによりバッテリーモジュールを製造するための分類装置を示す。
【００３７】
図６の分類装置は、エージングエリア１１０、放電エリア１１２、電圧測定装置１１６、グループ分け装置１１８、および制御装置１２０、および保管棚１３０を備える。制御装置１２０は、電圧測定装置１１６およびグループ分け装置１１８を制御する。エージングエリア１１０は、単位セル１１を所定温度で、所定時間エージングする領域である。
【００３８】
放電エリア１１２には放電器１１４が設置され、単位セル１１を強制放電する。電圧測定装置１１６は、単位セル１１の開回路電圧（以下、電圧）を測定する装置であり、測定結果Ｖ１、Ｖ２は、制御装置１２０において、メモリ１２４に記録される。グループ分け装置１１８は、制御装置１２０によって制御されて、例えば、プッシャー（図示省略）によって、Ａ〜Ｅグループへのグループ分けのためのコンベア（図示省略）に単位セル１１を移載する。コンベアに移載された単位セル１１はグループＡ〜Ｄの保管場所である棚１３０まで搬送されて集積される。
【００３９】
制御装置１２０には、制御装置１２０全体を制御するCＰＵ１２２と、プログラムやデータを格納するメモリ１２４と、電圧測定装置１１６およびグループ分け装置１１８との接続のための１／Ｆ（インターフェース）１２６とを備え、ＣＰＵ１２２はシステムバス１２８を介してメモリ１２４およびＩ／Ｆ１２６に接続されている。
【００４０】
搬送装置は、図６の各装置間で単位セル１１を次のように搬送する。
（１）エージングした単位セルをエージングエリア１１０から放電エリア１１２に搬送する。
（２）放電した単位セル１１を放電エリア１１２から電圧測定装置１１６に搬送する。
（３）電圧測定が終了した単位セル１１を電圧測定装置１１６からエージングエリア１１０に搬送する。
（４）エージングした単位セル１１をエージングエリア１１０から電圧測定装置１１６に搬送する。
（５）電圧測定した単位セル１１を電圧測定装置１１６からグループ分け装置１１８に搬送する。
（６）グループ分け装置１１８で分類された単位セル１１を該当するグループ毎の保管棚１３０に搬送する。
【００４１】
制御装置１２０は上述した電圧低下量Ｄを演算する。制御装置１２０は、単位セル１１のＩＤと電圧低下量Ｄに基づいてグループ分け装置１１８を制御する。
【００４２】
メモリ１２４には、単位セル１１の識別子（以下、ＩＤ）を記録する領域、電圧Ｖ１、Ｖ２を記録する領域、電圧低下量Ｄ（差分Ｖ１−Ｖ２）を記録する領域、グループ番号を記録する領域がそれぞれ設けられている。電圧低下量Ｄは、制御装置１２０のＣＰＵ１２２において、メモリ１２４に記憶された電圧Ｖ１、Ｖ２に基づいて算出され、算出結果がメモリ１２４に記録される。
なお、メモリ１２４には、後述する電圧低下量の温度変化率Ｙと、時間により規格化した電圧低下率Ｔを記録する領域も備えられる。
【００４３】
単位セル１１のＩＤは、単位セル製造時に電池外周面に印字または刻印されている。エージングエリア１１０、放電エリア１１２、電圧測定装置１１６、グループ分け装置１１８の各場所、各装置においては、搬送されてきた単位セル１１のＩＤをＩＤ読取装置で読取り、処理対象となる単位セル１１を認識している。
【００４４】
−分類から製造までの手順−
図５のグループ分けを含むバッテリーモジュール１００の製造方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
ステップＳ５０１：バッテリーモジュール１００を構成するための単位セル１１を製作する。単位セル１１の外周面にはセルＩＤが印字または刻印されている。製作した単位セル１１は図６に示すエージングエリア１１０に搬送される。
ステップＳ５０２：エージングエリア１１０において、図示しない充電器により、複数の単位セル１１を満充電まで充電する。このとき、単位セルを満充電の１００％から0％の範囲内で充電と放電を少なくとも1回以上繰り返した後に、満充電まで充電しても良い。
【００４６】
ステップＳ５０３：ステップＳ５０２で充電された満充電の単位セル１１を、エージングエリア１１０において、所定温度（例えば２５℃）で所定時間ａ（例えば０．５日＝１２時間）エージングする。エージングとは、単位セルを放置して自己放電させる処理である。満充電でエージングを行うことで単位セルの電圧は短時間で大きく低下した後、安定化する。
【００４７】
ステップＳ５０４：ステップＳ５０３でエージングされた単位セル１１を、図６に示す放電エリアに搬送し、放電器１１４を用いて強制放電する。強制放電では、初期電圧の３０％以上９５％以下の範囲内の所定電圧まで放電させる。
【００４８】
ステップＳ５０５：ステップＳ５０４で強制放電された単位セル１１を電圧測定装置１１６まで搬送して電圧Ｖ１を測定する。測定値Ｖ１はメモリ１２４に記録される。
ステップＳ５０６：ステップＳ５０５で電圧測定された単位セル１１をエージングエリア１１０に搬送し、所定温度（例えば２５℃）で所定時間ｂ（例えば３日）エージングする。
なお、エージング中の温度を一般的に管理が容易な室温（２５℃付近）とすることで、測定値を安定化させるとともに、製品が使用される環境下での測定を行うことができる。
【００４９】
ステップＳ５０６でエージングを開始する際の単位セル１１の充電状態をステップＳ５０４の強制放電で３０％以上９５％以下に調整したのは次の理由（１）、（２）による。
（１）満充電から電圧が低下する際、少なくとも満充電の９５％以上で電圧低下量が安定する。
（２）満充電の３０％以下の単位セル１１をエージング（ステップＳ５０６）する際の電圧低下量は安定しない。
そこで、ステップＳ５０６でエージングを開始する際、単位セル１１の電圧が満充電の３０％以上９５％以下の範囲になるようにステップＳ５０４で強制放電することとした。
【００５０】
なお、満充電の３０％以上９５％以下の電圧範囲は、バッテリーモジュール１００が製品として使用される頻度の高い電圧範囲でもある。
【００５１】
ステップＳ５０７：ステップＳ５０６でエージングされた単位セル１１を電圧測定装置１１６まで搬送して電圧Ｖ２を測定する。測定値Ｖ２はメモリ１２４に記録される。電圧測定後、グループ分け装置１１８まで単位セル１１を搬送する。
【００５２】
ステップＳ５０８：制御装置１２０は、ステップＳ５０５、Ｓ５０７で測定された電圧Ｖ１、Ｖ２の差分Ｄ、すなわち電圧低下量Ｄを算出する。電圧降下量Ｄはメモリ１２４に記録される。
差分Ｄは式（１）で表される。
電圧低下量Ｄ［ｍＶ］＝（Ｖ１−Ｖ２）                          式（１）
【００５３】
なお、２回目のエージング（ステップＳ５０６）の温度を室温としたことにより、そのエージングの前後で測定するＶ１、Ｖ２の差分値より算出される電圧低下量Ｄが安定化し、良好な測定精度が得られる。
【００５４】
ステップＳ５０９：制御装置１２０は、メモリ１２４に記録された電圧低下量Ｄに基づいて、単位セル１１を図５のルールに基づいて評価し、メモリ１２４に各単位セルＩＤに対応付けてグループ番号を記録する。制御装置１２０は、グループ分け装置１１８にグループ分け指令信号を送出する。たとえば、グループ分け指令信号には、同一グループに分類されている単位セル１１の全てのＩＤが含まれる。グループ分けされた単位セル１１に対しては、バーコード貼付や印字、刻印などによりグループＩＤが付される。
【００５５】
グループ分け装置１１８は、グループ分け指令信号に基づいて単位セル１１をグループ分けして、不良品グループ、正常グループＡ〜正常グループＥごとに設けたセル棚まで搬送して保管する。たとえば、各グループのセル棚に接続された複数本のベルトコンベアを設け、グループＡに分類された単位セルはグループＡのベルトコンベアに移載されてグループＡの保管棚に集積される。これは以下のステップＳ５１０〜Ｓ５１５の処理である。
【００５６】
ステップＳ５１０：不良品にグループ分けされた単位セル１１を不良品保管場所に集積する。
ステップＳ５１１：グループＡにグループ分けされた単位セル１１をグループＡの電池保管場所１３０に集積する。
ステップＳ５１２：グループＢにグループ分けされた単位セル１１をグループＢの電池保管場所１３０に集積する。
ステップＳ５１３：グループＣにグループ分けされた単位セル１１をグループＣの電池保管場所１３０に集積する。
ステップＳ５１４：グループＤにグループ分けされた単位セル１１をグループＤの電池保管場所１３０に集積する。
ステップＳ５１５：グループＥにグループ分けされた単位セル１１をグループＥの電池保管場所１３０に集積する。
【００５７】
ステップＳ５１６：グループＡにグループ分けされた複数の単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ５１７：グループＢにグループ分けされた複数の単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ５１８：グループＣにグループ分けされた複数の単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ５１９：グループＤにグループ分けされた複数の単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ５２０：グループＥにグループ分けされた複数の単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
【００５８】
第１実施形態によれば、２回のエージングを行って得た電圧Ｖ１，Ｖ２の差分を電圧低下量Ｄとして算出し、この電圧低下量Ｄに基づいて単位セル１１をグループ化した。したがって、放電初期の不安定な時期による自己放電量に基づく従来例に比べて、精度良くグループ化することができる。その結果、バッテリーモジュールを構成する単位セルの劣化の程度が均一化され、バッテリーモジュールの信頼性、耐久性が向上する。
【００５９】
１回目のエージング（ステップＳ５０３）で初期の不安定な電圧低下の影響を除去し、さらに強制放電（ステップＳ５０４）で、測定電圧Ｖ１を安定な電圧範囲とすることによって、時間差分である電圧低下量（Ｖ１−Ｖ２）の測定値の安定化を図ることができる。その結果、単位セル１１のグループ分けの精度を高めるという効果が得られる。
【００６０】
なお、ステップＳ５０４の強制放電の目標電圧を満充電の３０％以上９５％以下としたが、これに限定されない。また、第1エージングを２５℃、１２時間、第２エージングを２５℃、３日間としたが、これに限定されない。なお、第１エージングでは少なくとも１２時間エージングするのが好ましい。
【００６１】
［第２実施形態］
本発明によるバッテリーモジュール１００の製造方法の第２実施形態を図面を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態の満充電までの充電（ステップＳ５０２）に代えて、満充電の３０％以上９５％以下の電圧までの充電を採用し、これによって強制放電（ステップＳ５０４）を省略したものである。
【００６２】
第２実施形態の製造方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ７０１：図７のステップＳ５０１と同様に、単位セル１１を作製する。
ステップＳ７０２：ステップＳ７０１で製作された複数の単位セル１１を、満充電の３０％以上９５％以下の電圧まで充電する。このとき、単位セルを満充電の１００％から0％の範囲内で充電と放電を少なくとも1回以上繰り返した後に、満充電の３０％以上９５％以下の電圧まで充電しても良い。これによって、強制放電を行うことなく、単位セル１１を安定な電圧範囲とすることができる。
【００６３】
ステップＳ７０３：ステップＳ７０２で充電された単位セル１１に対して、図７のステップ５０３と同様、所定温度（例えば２５℃）で所定時間ａ（例えば０．５日＝１２時間）のエージングを実施する。
【００６４】
ステップＳ７０４：ステップＳ７０３でエージングされた単位セル１１に対して、図７のステップ５０５と同様、電圧Ｖ１を測定する。
ステップＳ７０５：ステップＳ７０４で電圧測定された単位セル１１に対して、図７のステップ５０６と同様、所定温度（例えば２５℃）で所定時間ｂ（例えば３日）エージングする。
ステップＳ７０６：ステップＳ７０５でエージングされた単位セル１１に対して、図７のステップ５０７と同様、電圧Ｖ２を測定する。
【００６５】
ステップＳ７０６〜Ｓ７１９：図５のステップＳ５０７〜Ｓ５２０と同様、差分Ｄの算出、グループ分け、不良品集積、グループＡ〜Ｅの単位セル１１の集積、グループＡ〜Ｅの単位セル１１によるバッテリーモジュール１００の作製を実施する。
【００６６】
第２実施形態は、第１実施形態の効果に加え、強制放電のステップを省略でき、製造工程の短縮という効果が得られる。
【００６７】
なお、ステップＳ７０２の充電目標電圧を満充電の３０％以上９５％以下としたが、これに限定されない。
【００６８】
［第３実施形態］
本発明によるバッテリーモジュール１００の製造方法の第３実施形態を図面を参照して説明する。第３実施形態は、第２実施形態の処理において、図８の電圧測定（ステップＳ７０４）の前に補充電を実行し、電圧Ｖ１を略一定に揃えるものである。
【００６９】
第３実施形態の製造方法について、図９のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ８０１〜Ｓ８０３：図８のステップＳ７０１〜Ｓ７０３と同様に、電池作製、満充電の３０％以上９５％以下の範囲内の所定電圧まで充電し、エージングを実施する。
【００７０】
ステップＳ８０４：ステップＳ８０３でエージングされた単位セル１１に対して補充電を行い、満充電の３０％以上９５％以下の範囲内の所定電圧まで、単位セル１１を充電する。補充電の目標電圧は、例えば、ステップＳ８０３でエージングを開始した際の電圧、すなわち、エージング前にステップＳ８０２で実施した充電が終了した時点の電圧とした。たとえば、満充電の５０％まで充電してエージングした単位セルに対する補充電の目標電圧は満充電の５０％の電圧である。
【００７１】
ステップＳ８０５〜８２０：図８のステップＳ７０４〜Ｓ７１９と同様に、電圧Ｖ１測定、エージング、電圧Ｖ２測定、差分（電圧低下量）Ｄ算出、グループ分け、グループＡ〜Ｅの単位セル１１の集積、グループＡ〜Ｅの単位セル１１によるバッテリーモジュール１００の作製を実施する。
【００７２】
第３実施形態は、第２実施形態の効果に加え、２回目のエージング（ステップＳ８０６）開始前の電圧Ｖ１が均一となり、電圧低下量の測定精度が向上するという効果が得られる。
【００７３】
なお、ステップＳ８０２の充電目標電圧を満充電の３０％以上９５％以下としたが、これに限定されない。また、ステップＳ８０４の補充電目標電圧を充電終了時の電圧としたが、これに限定されない。
【００７４】
［第４実施形態］
本発明によるバッテリーモジュール１００の製造方法の第４実施形態を図面を参照して説明する。
第４実施形態は、第１実施形態の処理において、図７の１回目のエージング（ステップＳ５０３）の実行温度をより高温（４０℃以上７０℃以下）に設定したものである。
【００７５】
第４実施形態の製造方法について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ９０１、Ｓ９０２：図７のステップＳ５０１、Ｓ５０２と同様に、電池作製、満充電までの充電を実施する。
ステップＳ９０３：ステップＳ９０２で満充電まで充電された単位セル１１を、高温の所定温度（例えば４０℃以上７０℃以下）で所定時間ａ（例えば０．５日＝１２時間以上）エージングする。
このように、エージングの温度を高温にすることで、Ｌｉの拡散が促進され、より短時間で電圧低下量が安定化し、エージング時間を短縮することができる。
【００７６】
ステップＳ９０４〜Ｓ９２０：図７のステップＳ５０４〜Ｓ５２０と同様に、放電、電圧Ｖ１測定、エージング、電圧Ｖ２測定、差分（電圧低下量）Ｄ算出、グループ分け、グループＡ〜Ｅの単位セル１１の集積、グループＡ〜Ｅの単位セル１１によるバッテリーモジュール１００の作製を実施する。
【００７７】
第４実施形態は、第１実施形態の効果に加え、第1実施形態よりも高温でエージングしたので、１回目のエージングの処理時間を短縮でき、製造工程を短縮できる。
【００７８】
なお、ステップＳ９０３の第１エージングを４０℃以上７０℃以下、３日間としたが、これに限定されない。なお、第１エージングと第２エージングの温度差を１０℃以上相違させるのが好ましい。
【００７９】
［第５実施形態］
本発明によるバッテリーモジュール１００の製造方法の第５実施形態を図面を参照して説明する。
第５実施形態は、第１実施形態のステップＳ５０１〜Ｓ５０８と同様のステップＳ１００１〜Ｓ１００８の処理の後、すなわち電圧Ｖ２を測定した後、２回目の温度条件とは異なる温度条件の３回目のエージングと、３回目の電圧Ｖ３の測定を行い、電圧低下量の温度変化率Ｙ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ２−Ｖ３）による評価をも実行するものである。
【００８０】
第５実施形態の製造方法について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１００１〜Ｓ１００８：図７のステップＳ５０１〜Ｓ５０８と同様に、電池作製、充電、エージング、放電、電圧Ｖ１測定、エージング、電圧Ｖ２測定、差分（電圧低下量）Ｄ算出を実施する。
【００８１】
ステップＳ１００９：図７のステップＳ５０８と同様、ステップＳ１００８で差分Ｄを算出した単位セル１１を、高温の所定温度（例えば４０℃〜７０℃すなわち４０℃以上７０℃以下）で所定時間ｃ（例えば０．５日＝１２時間以上）エージングする。
このように、高温のエージンではＬｉの拡散が促進されるので、温度感受性の高い単位セル１１ほどエージング後の電圧Ｖ３が低くなる。
【００８２】
ステップＳ１０１０：ステップＳ１００９でエージングされた単位セル１１の電圧Ｖ３を測定する。
ステップＳ１０１１：ステップＳ１００８で測定された差分（電圧低下量）Ｄを差分（Ｖ２−Ｖ３）で除算し、電圧低下量の温度変化率Ｙを算出する。温度変化率Ｙは式（２）により表される。温度変化率Ｙは、その値が小さいほど温度感受性が高いことを示す。
温度変化率Ｙ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ２−Ｖ３）                        式（２）
【００８３】
ステップＳ１０１２：まず、差分Ｄが所定の閾値より大きい単位セル１１を不良品と判定し、良品の単位セル１１について、第１〜第４実施形態同様に、差分Ｄに基いてグループＡ〜Ｅにグループ分けする。なお、図１１では図示を簡略化してグループＡ〜Ｃのみが表記されている。
【００８４】
ステップＳ１０１３：不良品にグループ分けされた単位セル１１を不良品保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０１４：グループＡにグループ分けされた単位セル１１をグループＡセル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０１５：グループＢにグループ分けされた単位セル１１をグループＢセル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０１６：グループＣにグループ分けされた単位セル１１をグループＣセル保管場所１３０へ搬送して集積する。
【００８５】
ステップＳ１０１７：グループＡにグループ分けされ、集積された単位セル１１を、温度変化率Ｙに基づいて、グループＡ１、Ａ２、Ａ３に小グループ分けする。
ステップＳ１０１８：グループＢにグループ分けされ、集積された単位セル１１を、温度変化率Ｙに基づいて、グループＢ１、Ｂ２、Ｂ３に小グループ分けする。
ステップＳ１０１９：グループＣにグループ分けされ、集積された単位セル１１を、温度変化率Ｙに基づいて、グループＣ１、Ｃ２、Ｃ３に小グループ分けする。
【００８６】
ステップＳ１０２０：グループＡ１にグループ分けされた単位セル１１をグループＡ１セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２１：グループＡ２にグループ分けされた単位セル１１をグループＡ２セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２２：グループＡ３にグループ分けされた単位セル１１をグループＡ３セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
【００８７】
ステップＳ１０２３：グループＢ１にグループ分けされた単位セル１１をグループＢ１セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２４：グループＢ２にグループ分けされた単位セル１１をグループＢ２セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２５：グループＢ３にグループ分けされた単位セル１１をグループＢ３セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
【００８８】
ステップＳ１０２６：グループＣ１にグループ分けされた単位セル１１をグループＣ１セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２７：グループＣ２にグループ分けされた単位セル１１をグループＣ２セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
ステップＳ１０２８：グループＣ３にグループ分けされた単位セル１１をグループＣ３セル保管場所１３０へ搬送して集積する。
【００８９】
ステップＳ１０２９：グループＡ１にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３０：グループＡ２にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３１：グループＡ３にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
【００９０】
ステップＳ１０３２：グループＢ１にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３３：グループＢ２にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３４：グループＢ３にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
【００９１】
ステップＳ１０３５：グループＣ１にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３６：グループＣ２にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
ステップＳ１０３７：グループＣ３にグループ分けされた単位セル１１を用いてバッテリーモジュール１００を作製する。
【００９２】
第５実施形態では、電圧低下量を決定するＬｉの拡散状態は温度によってその振る舞いが大きく異なることに注目し、温度変化に対する電圧低下量の変化率（温度変化率）を評価基準に加えた。したがって、第１実施形態の効果に加え、バッテリーモジュール内の二次電池（単位セル）１１のばらつきを、さらに抑制することができるという効果が得られる。
【００９３】
［変形例］
以上説明した第1実施形態〜第５実施形態を以下のように変形して実施することができる。
（１）第１実施形態において、所定時間ｂを比較的長時間とした場合、時間ｂの設定値にばらつきが生じる可能性がある。そこで、実際の生産でエージングを行う場合、時間ｂを厳密に測定しておき、時間ｂで規格化した次式（３）による電圧低下率Ｔを用いてグループ分けすることも可能である。
電圧低下率Ｔ［ｍＶ/day］＝（Ｖ１−Ｖ２）/  所定時間ｂ          式（３）
これによって、より高精度なグループ分けと不良選別が可能となる。
【００９４】
（２）第１実施形態に示すグループ分けのルール（図５）は一例であり、グループの数や境界値はセルの特性やエージング条件に応じて任意に設定してもよい。
（３）第５実施形態において、２回目のエージングによる電圧Ｖ２の測定を行う前に、予め３回目のエージングを実施することも可能である。
（４）第５実施形態において、３回目のエージングの温度を高温としたが、２回目のエージングよりも低温（１０〜-２０℃）にすることも可能である。経験的には、２回目と３回目のエージングの温度を１０℃以上異なるものとすることにより、良好な温度変化率が得られる。
【００９５】
（５）以上の実施形態では、円筒形リチウムイオン電池を単位セルとするバッテリーモジュールについて説明したが、本発明は、角形等の他のタイプのリチウムイオン電池、あるいは、リチウムイオン電池以外の二次電池に適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  電池容器
２  ガスケット
３  上蓋
４  上蓋ケース
５  正極集電部品
６  負極集電部品
７  軸芯
８  電極群
９  正極リード
１０  負極リード
１１  二次電池（単位セル）
１２  正極タブ
１３  負極タブ
１４  正極電極
１５  負極電極
１６  正極合剤
１７  負極合剤
１８  セパレータ
１９  テープ
２０ａ，２０ｂ  組電池
２１  セルコンＩＣ
２２  マイコン
３０  セルコントローラ
４０  バッテリーコントローラ
４１  インバータ
４２  モータ
５０  上蓋部
５２  開口部
５４  底面
１００  バッテリーモジュール
１１０  エージングエリア
１１２  放電エリア
１１４  放電器
１１６  電圧測定装置
１１８  グループ分け装置
１２０  制御装置
１２２  ＣＰＵ
１２４  メモリ
１２６  Ｉ／Ｆ
１２８  システムバス 
１３０  保管棚
【図１】
0005746856.tif 000002
【図２】
0005746856.tif 000003
【図３】
0005746856.tif 000004
【図４】
0005746856.tif 000005
【図５】
0005746856.tif 000006
【図６】
0005746856.tif 000007
【図７】
0005746856.tif 000008
【図８】
0005746856.tif 000009
【図９】
0005746856.tif 000010
【図１０】
0005746856.tif 000011
【図１１】
0005746856.tif 000012