(57)【要約】  スクリーニング時には将来の微小短絡の発生を早期に検出するとともに、エージングでの正負極間短絡は抑制しつつコンタミの無害化を促進させた二次電池の検査方法を提供する。  前記二次電池を充電させるステップＳ１２と、二次電池に対して第１の加圧状態でエージング処理を行うステップＳ１３，Ｓ１４と、エージング処理後の電池電圧（Ｖ１）を測定するステップＳ１７と、二次電池に対して、第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態でスクリーニング処理を行うステップＳ１８と、スクリーニング処理後の電池電圧（Ｖ２）を測定するステップＳ１９と、を実行し、ステップＳ１７で測定された電圧（Ｖ１）とステップＳ１９で測定された電圧（Ｖ２）の差に基づいて内部短絡の有無を判定する（ステップＳ２０）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して正極材と負極材を交互に積層した電極積層体を電解液とともにケース内に収容して封止した二次電池を検査する方法であって、
前記二次電池を充電する充電工程と、
前記二次電池に対して第１の加圧状態でエージング処理を行う工程と、
前記エージング工程後の電池電圧を測定する第１の電圧測定工程と、
前記二次電池に対して、前記第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態でスクリーニング処理を行う工程と、
前記スクリーニング工程後の電池電圧を測定する第２の電圧測定工程と、を実行し、
前記第１の電圧測定工程により測定された電圧と第２の電圧測定工程により測定された電圧に基づいて前記二次電池の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２】
前記充電工程は、前記第１の加圧状態よりも高く且つ第２の加圧状態よりも低い第３の加圧状態で実行されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の検査方法。
【請求項３】
前記エージング工程の前又は後に、前記二次電池を開封し内部のガスを抜く工程を有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方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の内部短絡を検査する二次電池の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の検査では、二次電池の自己放電不良を排除するためスクリーニング（自己放電検査）が行われることがある。例えば特許文献１に記載のように、スクリーニングを加圧状態で行うことにより短時間で微小短絡を発見することが知られている。【０００３】
一方、特許文献２に記載のように、エージング時に短時間で二次電池内部の微小短絡を発見するため、加圧しながらエージングを行うことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０４２７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−８６７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、二次電池のエージング工程の加圧をスクリーニングにおける加圧と同様に行うと、正負極間が狭くなりすぎ、負極へコンタミ金属が細い状態で再析出する確率が増大してしまうおそれがあり、エージングにおける無害化効果が損なわれる恐れがある。【０００６】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、スクリーニング時には将来の微小短絡の発生を早期に検出するとともに、エージングでは正負極間短絡を抑制しつつコンタミの無害化を促進させるようにした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】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の二次電池の検査方法は、セパレータを介して正極材と負極材を交互に積層した電極積層体を電解液とともにケース内に収容して封止した二次電池を検査する方法であって、二次電池を充電させる充電工程と、二次電池に対して第１の加圧状態でエージング処理を行う工程と、エージング処理後の電池電圧を測定する第１の電圧測定工程と、二次電池に対して、第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態でスクリーニング処理を行う工程と、スクリーニング処理後の電池電圧を測定する第２の電圧測定工程と、を実行し、第１の電圧測定工程により測定された電圧と第２の電圧測定工程により測定された電圧の差に基づいて内部短絡の有無を判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）請求項１〜３に記載の発明によれば、スクリーニング処理時の第２の加圧状態に比べて低圧の第１の加圧状態でエージング処理を行うことにより、正負極間が狭くなりすぎることを抑制して短絡の発生を抑制することができるとともに、スクリーニング処理は第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態で実行しているため、正負極間距離を狭めることができ微小短絡を早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の方法を示すフローチャート。
【図２】本発明の実施例２の方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例３の方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例４の方法を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例５の方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例６の方法を示すフローチャート。
【図７】本発明が適用される二次電池を表し、（ａ）は断面図、（ｂ）は加圧手段を含めた断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図７は本発明が適用される二次電池の一つの電池セルの一例を表している。図７（ａ）において、電池セル１００は次のように構成されている。
【００１１】
複数の正極材１０１、複数のセパレータ１０２、複数の負極材１０３を交互に積層した電極積層体１０４が電解液１０５とともにラミネートフィルム外装体１０６内に収容されている。
【００１２】
正極材１０１は正極リード１０７を介して正極端子１０８の一端に接続され、負極材１０３は負極リード１０９を介して負極端子１１０の一端に接続されている。
【００１３】
正極端子１０８および負極端子１１０の各他端をラミネートフィルム外装体１０６の外部に延出させた状態で、ラミネートフィルム外装体１０６が封止されている。
【００１４】
図７（ｂ）は、本実施形態例の二次電池（電池セル１００）の加圧状態のようすを表している。
【００１５】
図７（ｂ）において、電極積層体１０４の積層方向一端側のラミネートフィルム外装体１０６の外周面１０６ａにはプレス板１２１ａが配設され、電極積層体１０４の積層方向他端側のラミネートフィルム外装体１０６の外周面１０６ｂにはプレス板１２１ｂが配設され、加圧手段１２２によってプレス板１２１ａ，１２１ｂを電極積層体１０４方向に加圧する。
【００１６】
尚、本発明が適用される二次電池および加圧手段の構成は図７の構成に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
以下の実施例１〜実施例６の説明において、二次電池の製造工程として、図７の電極積層体１０４をラミネートフィルム外装体１０６内に収容するまでの工程は完了しているものとする。【００１８】
本実施例１の各処理は図１のフローチャートに沿って実施される。【００１９】
まずステップＳ１１では、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００２０】
ステップＳ１２では、電池セル１００の初期充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）とする。【００２１】
ステップＳ１３では、充電後の電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するスクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2に設定する。【００２２】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力でエージングを行う。【００２３】
ステップＳ１５では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０パーセントとするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００２４】
ステップＳ１６では、加圧ホルダの加圧力を第１の加圧力よりも高い第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2とし、ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００２５】
ステップＳ１８では、第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2にて、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。【００２６】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００２７】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００２８】
本実施例１の検査方法によれば、エージング時（ステップＳ１４）は低加圧にすることによって電極間を狭くなりすぎることを抑制でき、コンタミによる溶出範囲が広くなり、負極への再析出が抑制される。もし再析出が起こっても底面が大きい状態（太い状態）で析出するので析出長さを短くでき、短絡原因になるほどの長さにならず、短絡の発生を抑制できるとともに、スクリーニング時（ステップＳ１８）は高加圧にすることによって電極間距離を狭めることができ微小短絡を早期に発見することができる。
【実施例２】
【００２９】
本実施例２の各処理は図２のフローチャートに沿って実施される。なお、同一のステップ番号を付したステップは実施例１と同じであり、詳細な説明は省略する。【００３０】
まずステップＳ１１で、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止し、ステップＳ２１で、電池セル１００を、後述する第２の充電電圧よりも高い第１の充電電圧まで充電を行う。例えば、ＳＯＣ１００％とする。【００３１】
ステップＳ１３で、充電後の電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するスクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2に設定する。【００３２】
ステップＳ２２では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力でエージングを行う。【００３３】
ステップＳ２３では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００３４】
ステップＳ１６では、加圧ホルダの加圧力を第１の加圧力よりも高い第２の加圧力とし、ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００３５】
ステップＳ１８では、ステップＳ２１における第１の充電電圧よりも低い第２の充電電圧状態で、且つ第２の加圧力を４０Ｎ／ｍ2として、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。【００３６】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００３７】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００３８】
本実施例２の検査方法によれば、実施例１の効果に加えて、エージング時（ステップＳ２２）は低加圧且つ所定の電圧の充電状態であるため、正負極間短絡を抑制しつつコンタミによる析出を十分に行い無害化できるとともに、スクリーニング時（ステップＳ１８）は高加圧且つ低い電圧の充電状態であるため、将来の微小短絡判定を早期に行うことができ、万一短絡したときでも、安全に検査ができる。
【実施例３】
【００３９】
本実施例３の各処理は図３のフローチャートに沿って実施される。【００４０】
まずステップＳ１１では、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００４１】
ステップＳ３１では、電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するエージング時の第１の加圧力よりも高く、スクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第３の加圧力、例えば１０Ｎ／ｍ2に設定する。【００４２】
ステップＳ１２では、電池セル１００の初期充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）とする。【００４３】
ステップＳ１３では、加圧ホルダ内の加圧力を第３の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2とする。【００４４】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力でエージングを行う。【００４５】
ステップＳ１５では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００４６】
ステップＳ１６では、加圧ホルダ内の加圧力を第１の加圧力よりも高い第２の加圧力とし、ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００４７】
ステップＳ１８では、第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2にて、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。【００４８】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００４９】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００５０】
本実施例３の検査方法によれば、実施例１の効果に加えて、充電工程（ステップＳ１２）を、エージング時（ステップＳ１４）の加圧より大きくすることで、電極間距離を均一な状態で充電ができ、且つスクリーニング時（ステップＳ１８）には充電時より加圧力を大きくすることで、微小短絡判定を早期に行うことができる。
【実施例４】
【００５１】
本実施例４の各処理は図４のフローチャートに沿って実施される。【００５２】
まずステップＳ１１では、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００５３】
ステップＳ１２では、電池セル１００の初期充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）とする。【００５４】
ステップＳ１３では、充電後の電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するスクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2に設定する。【００５５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力でエージングを行う。【００５６】
ステップＳ４１では、ラミネートフィルム外装体１０６を開封して電池セル１００内をノズルで吸引しガス抜きを行った後、ステップ４２では再度ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００５７】
ステップＳ１５では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００５８】
ステップＳ４３では、電池セル１００を加圧ホルダに装填する。【００５９】
ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００６０】
ステップＳ１８では、第１の加圧力よりも高い第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2にて、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。【００６１】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００６２】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００６３】
本実施例４の検査方法によれば、実施例１の効果に加えて、ガス抜きによりスクリーニング時（ステップＳ１８）のガスによる結果ばらつきが抑制され、精度向上が期待できる。
【実施例５】
【００６４】
本実施例５の各処理は図５のフローチャートに沿って実施される。【００６５】
まずステップＳ１１では、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００６６】
ステップＳ１２では、電池セル１００の初期充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）とする。【００６７】
ステップＳ５１では、ラミネートフィルム外装体１０６を開封して電池セル１００内をノズルで吸引しガス抜きを行った後、ステップ５２では再度ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００６８】
ステップＳ１３では、再封止した電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するスクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2に設定する。【００６９】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2でエージングを行う。【００７０】
ステップＳ１５では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００７１】
ステップＳ１６では、加圧ホルダ内の加圧力を第１の加圧力よりも高い第２の加圧力とし、ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００７２】
ステップＳ１８では、第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2にて、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。スクリーニング時のＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００７３】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００７４】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００７５】
本実施例５の検査方法によれば、実施例１の効果に加えて、ガス抜きによりスクリーニング時（ステップＳ１８）のガスによる結果ばらつきが抑制され、精度向上が期待できると共にエージングによるコンタミ金属の無害化効果を促進できる。
【実施例６】
【００７６】
本実施例６の各処理は図６のフローチャートに沿って実施される。【００７７】
まずステップＳ１１では、電池セル１００内に電解液１０５を注入した後ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００７８】
ステップＳ６１では、電池セル１００を加圧ホルダに装填し、例えば図７（ｂ）の加圧手段１２２の加圧力を、後述するエージング時の第１の加圧力よりも高く、スクリーニング時の第２の加圧力よりも低い第３の加圧力、例えば１０Ｎ／ｍ2に設定する。【００７９】
ステップＳ６２では、電池セル１００の初期充電を行い、満充電状態（ＳＯＣ１００％）とする。【００８０】
ステップＳ１３では、加圧ホルダ内の加圧力を第３の加圧力よりも低い第１の加圧力、例えば２Ｎ／ｍ2に変更する。【００８１】
ステップＳ６３では、ステップＳ１３にて設定した第１の加圧力でエージングを行う。【００８２】
ステップＳ６４では、ラミネートフィルム外装体１０６を開封して電池セル１００内をノズルで吸引しガス抜きを行った後、ステップ６５では再度ラミネートフィルム外装体１０６を封止する。【００８３】
ステップＳ１５では、電池セル１００を放電し、ＳＯＣを調整する。ＳＯＣは例えば１０％とするが、これに限らず５〜５０％が好ましい。【００８４】
ステップＳ６６では、電池セル１００を加圧ホルダに装填する。【００８５】
ステップＳ１７では電池セル１００の電圧（Ｖ１）を測定する。【００８６】
ステップＳ１８では、第１および第３の加圧力よりも高い第２の加圧力、例えば４０Ｎ／ｍ2にて、電池セル１００を自己放電させてスクリーニングを行う。【００８７】
ステップＳ１９では、自己放電後の電池セル１００の電圧（Ｖ２）を測定する。【００８８】
ステップＳ２０では、ステップＳ１７で測定した自己放電前の電圧Ｖ１とステップＳ１９で測定した自己放電後の電圧Ｖ２との差、すなわち電圧低下量Ｖ２−Ｖ１に基づいて電池の内部短絡の有無の判定を行う。例えば、測定電圧Ｖ１と測定電圧Ｖ２の差が、設定した閾値よりも小なら内部短絡無しとして「良品」、大なら内部短絡有りとして「不良品」と判定する。【００８９】
本実施例６の検査方法によれば、実施例２、実施例３の効果に加えて、ガス抜きによりスクリーニング時（ステップＳ１８）のガスによる結果ばらつきが抑制され、精度向上が期待できる。【００９０】
なお、上記実施例１〜６における第１の加圧力は無加圧（大気圧）とすることもできる。
【符号の説明】
【００９１】
１００…電池セル
１０１…正極材
１０２…セパレータ
１０３…負極材
１０４…電極積層体
１０５…電解液
１０６…ラミネートフィルム外装体
１０７…正極リード
１０８…正極端子
１０９…負極リード
１１０…負極端子
１２１ａ，１２１ｂ…プレス板
１２２…加圧手段
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月6日(2016.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の二次電池の検査方法は、セパレータを介して正極材と負極材を交互に積層した電極積層体を電解液とともにケース内に収容して封止した二次電池を検査する方法であって、二次電池を充電する充電工程と、二次電池に対して第１の加圧状態でエージング処理を行う工程と、エージング処理後の電池電圧を測定する第１の電圧測定工程と、二次電池に対して、第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態で自己放電させてスクリーニング処理を行う工程と、スクリーニング処理後の電池電圧を測定する第２の電圧測定工程と、を実行し、第１の電圧測定工程により測定された電圧と第２の電圧測定工程により測定された電圧の差に基づいて内部短絡の有無を判定することを特徴としている。
【手続補正２】
【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】
セパレータを介して正極材と負極材を交互に積層した電極積層体を電解液とともにケース内に収容して封止した二次電池を検査する方法であって、
前記二次電池を充電する充電工程と、
前記二次電池に対して第１の加圧状態でエージング処理を行う工程と、
前記エージング工程後の電池電圧を測定する第１の電圧測定工程と、
前記二次電池に対して、前記第１の加圧状態よりも高圧の第２の加圧状態で自己放電させてスクリーニング処理を行う工程と、
前記スクリーニング工程後の電池電圧を測定する第２の電圧測定工程と、を実行し、
前記第１の電圧測定工程により測定された電圧と第２の電圧測定工程により測定された電圧の差に基づいて前記二次電池の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２】
前記充電工程は、前記第１の加圧状態よりも高く且つ第２の加圧状態よりも低い第３の加圧状態で実行されることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の検査方法。
【請求項３】
前記エージング工程の前又は後に、前記二次電池を開封し内部のガスを抜く工程を有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方法。
【国際調査報告】
2015011794.tif 000010
2015011794.tif 000011