(57)【要約】      （修正有）【課題】原料粉体の粒径管理を定量的に行うことを可能とする電池材料の品質管理方法を提供する。【解決手段】電池を構成する電極材量の粉体のサンプルの粒径分布の測定結果取得工程と、前記粒径分布測定値に基づいて粒径分布の超過平均算出工程と、前記超過平均の推移に基づいて粒径分布の中で、粉体の粒径の処理対象範囲を定めるしきい値決定工程と、前記決定されたしきい値以上の粒径分布と一般化パレート分布とに基づいて、粒径分布に適合する一般化パレート分布の分布パラメータを求めるパラメータ算出工程と、粉体のロットから製造された電池の特性と前記分布パラメータとの相関関係と、あらかじめ定められた電池に要求される特性を示す特性基準値とに基づいて特性基準値を満たす分布パラメータの管理基準値設定工程と、基準値設定工程において設定された管理基準値に基づいて生産に供する電池の電極材量の粉体のロット管理工程と、を含む。【選択図】図１０
2012220217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池材料の品質管理方法であって、
電池を構成する電極材量の粉体のサンプルの粒径分布を測定し、前記粒径分布の測定値を取得する測定結果取得工程と、
前記測定結果取得工程において取得された前記粒径分布の測定値に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の超過平均の推移を求める超過平均算出工程と、
前記超過平均算出工程において求められた前記超過平均の推移に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の中で、前記粉体の粒径の処理対象範囲を定めるためのしきい値を決定するしきい値決定工程と、
前記しきい値決定工程において決定された前記しきい値以上の前記粉体のサンプルの粒径分布と一般化パレート分布とに基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布に適合する前記一般化パレート分布の分布パラメータを求めるパラメータ算出工程と、
前記粉体のロットから製造された前記電池の特性と、前記パラメータ算出工程において求められた前記分布パラメータとの相関関係を求め、求めた前記相関関係と、あらかじめ定められた前記電池に要求される特性を示す特性基準値とに基づいて、前記特性基準値を満たす前記分布パラメータの管理基準値を設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程において設定された前記管理基準値に基づいて、生産に供する前記電池の電極材量の粉体のロットを管理するロット管理工程と、
を含むことを特徴とする電池材料の品質管理方法。
【請求項２】
電池材料の品質管理方法であって、
前記電池を構成する電極材量の粉体のロット重量と前記粉体のロットから得られた前記粉体のサンプルの粒径を測定するためのサンプル重量とを取得する重量取得工程と、
電池を構成する電極材量の粉体のサンプルの粒径分布を測定し、前記粒径分布の測定値を取得する測定結果取得工程と、
前記測定結果取得工程において取得された前記粒径分布の測定値に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の超過平均の推移を求める超過平均算出工程と、
前記超過平均算出工程において求められた前記超過平均の推移に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の中で、前記粉体の粒径の処理対象範囲を定めるためのしきい値を決定するしきい値決定工程と、
前記しきい値決定工程において決定された前記しきい値以上の前記粉体のサンプルの粒径分布と一般化パレート分布とに基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布に適合する前記一般化パレート分布の分布パラメータを求めるパラメータ算出工程と、
前記重量取得工程において取得された前記ロット重量と前記サンプル重量と前記パラメータ算出工程において求められた前記分布パラメータとに基づいて、前記粉体のサンプルの最大粒径を求める最大粒径算出工程と、
前記粉体のロットから製造された前記電池の特性と、前記パラメータ算出工程において求められた前記最大粒径との相関関係を求め、求めた前記相関関係と、あらかじめ定められた前記電池に要求される特性を示す特性基準値とに基づいて、前記特性基準値を満たす前記最大粒径の管理基準値を設定する基準値設定工程と、
前記基準値設定工程において設定された前記管理基準値に基づいて、生産に供する前記電池の電極材量の粉体のロットを管理するロット管理工程と、
を含むことを特徴とする電池材料の品質管理方法。
【請求項３】
前記超過平均算出工程において求められる前記粉体のサンプルの粒径分布の超過平均の推移は、前記粉体の粒径の大きさについての相対度数により近似されたものである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池材料の品質管理方法。
【請求項４】
前記超過平均算出工程において、前記粉体の粒径の大きさについての相対度数は、前記粉体の粒径の大きさの範囲を示す区間を８０分割した場合における各区間での前記粉体の粒径の出現頻度である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電池材料の品質管理方法。
【請求項５】
前記区間は、前記最大粒径算出工程において求められた前記最大粒径と、所定の算式によって求められた最大粒径の理論値との乖離度に基づいて定められる、
ことを特徴とする請求項４に記載の電池材料の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、リチウムイオン２次電池などの電池製造に関し、特に、電池の正極、負極の材料粉体を管理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２削減の必要性に応えるため、使用時にＣＯ２を発生が少ないハイブリッド自動車やＣＯ２を発生させない電気自動車の導入が進み、その蓄電装置として、リチウムイオン二次電池などが注目されている。
【０００３】
はじめに、リチウムイオン２次電池を例にとって、その製造工程の概要を、図１を用いて説明する。まず、正極混練工程１０１では、正極の原料粉体にバインダを加え均一に混ざるように練り上げる。正極混練工程１０１と同様に、負極混練工程１０２では、負極の原料粉体にバインダを加え均一に混ざるように練り上げる。次に、正極塗工工程１０３では、練り上げた正極材を正極電極板に塗布する。正極塗工工程１０３と同様に、負極塗工工程１０４では練り上げた負極材を負極電極板に塗布する。
【０００４】
次に、捲回工程１０５では、正極と負極の間にセパレータを挟み、正極、負極、セパレータを巻き取る。次に組立、注液工程１０６では、巻き取った電極体を金属缶に入れ、電解液を注入し、蓋など必要なものを取り付ける。ここまでの工程を経ると単電池としては完成する。モジュール組立工程１０７では、複数の単電池を接続し、容器に格納し、制御回路、端子などを組み付ける。このモジュール組立工程１０７が終了すると、電池モジュールが完成する。なお、もちろんのことではあるが、上述した各工程の各所、あるいは出荷時などにおいて、単電池や電池モジュールの性能、品質を保証するための検査を行っている。
【０００５】
ここで、電池の性能を左右する因子はいくつか知られている。その有力なものとして、正極混練工程１０１、負極混練工程１０２で投入する正極の原料粉体、負極の原料粉体の品質が挙げられる。所望の性能の電池を得るためには、これら原料粉体に異物が混入していないことはもちろん、粉体の粒径がそろっていることが望まれる。例えば、この原料粉体の粒径をそろえる技術が下記特許文献１に開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、粒径を管理する指標として、平均粒径、最大粒径を用いて説明しているが、特に最大粒径は評価に用いたサンプルの中の最大粒径であって、原料粉ロット全体の中の最大粒径ではない。原料ロットに対する評価サンプルの比率を高くすれば、評価サンプル中の最大粒径と原料ロット中の最大粒径は一致を見るが、評価したサンプルは製造に供すことができず、また、評価コストがかかることを考えると現実的な手法ではない。また、粒径を揃えるよう操作された粉体であるから、該操作後の粒径分布は正規分布に従うことは稀であり、標準偏差を用いて粒径のばらつき度合いを評価することも適当でない。したがって、原料粉体ロット全体のばらつき、最大粒径を評価する技術と該評価技術を用いて原料粉体ロットの評価指標と電池特性の相関を求め、該相関に基づき原料粉体ロットの管理基準を設定し、品質を管理する手法の確立が望まれていた。
【０００７】
このような、サンプル中のある計測値の分布から母集団（ロット全体）の計測値の分布を推定する手法として極値統計の手法が知られている。極値統計の手法はすでに産業上の応用も行われており、その手法を活用した技術が、下記特許文献２に開示されている。ここでは、鋼の損傷評価を行っており、サンプルあるいは実体を複数の領域に分け、その中からいくつかの領域を顕微鏡観察し、得られた最大の傷がＧｕｍｂｅｌ分布に従うことを利用して、全体での最大の傷を求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１２３７７号公報
【特許文献２】特開平４−９９９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、電極原料粉体の粒径分布を記述する指標を提供し、原料粉体ロット全体での最大粒径など、原料粉体の粒径管理を定量的に行うことを可能とするものである。すでに鋼の損傷評価などで行われている、いくつかの顕微鏡観察領域の中の最大傷サイズから全体の傷サイズを推定する手法を、材料粉体の粒径管理に適用しようにも、いくつかの困難な点があった。それらを以下に列挙する。
たとえば１ｇのサンプルであっても、原料粉体の粒は無数にあり、最大粒径を顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察、計測するのは事実上困難であること。
粉体の粒の数を顕微鏡あるいは電子顕微鏡の視野で捕らえる数程度に限定すると、母集団（ロット全体）に比して評価するサンプルがあまりにも小さく意味をなさないこと。
【００１０】
このように、従来の鋼の損傷評価などに用いられている極値統計の手法では、原料粉体の管理指標は提供できない。
【００１１】
本発明は、電極原料粉体の粒径分布を記述する指標を提供し、原料粉体ロット全体での最大粒径など、原料粉体の粒径管理を定量的に行うことを可能とする電池材料の品質管理方法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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電池材料の品質管理方法は、電池材料の品質管理方法であって、電池を構成する電極材量の粉体のサンプルの粒径分布を測定し、前記粒径分布の測定値を取得する測定結果取得工程と、前記測定結果取得工程において取得された前記粒径分布の測定値に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の超過平均の推移を求める超過平均算出工程と、前記超過平均算出工程において求められた前記超過平均の推移に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の中で、前記粉体の粒径の処理対象範囲を定めるためのしきい値を決定するしきい値決定工程と、前記しきい値決定工程において決定された前記しきい値以上の前記粉体のサンプルの粒径分布と一般化パレート分布とに基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布に適合する前記一般化パレート分布の分布パラメータを求めるパラメータ算出工程と、前記粉体のロットから製造された前記電池の特性と、前記パラメータ算出工程において求められた前記分布パラメータとの相関関係を求め、求めた前記相関関係と、あらかじめ定められた前記電池に要求される特性を示す特性基準値とに基づいて、前記特性基準値を満たす前記分布パラメータの管理基準値を設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程において設定された前記管理基準値に基づいて、生産に供する前記電池の電極材量の粉体のロットを管理するロット管理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、電池材料の品質管理方法であって、前記電池を構成する電極材量の粉体のロット重量と前記粉体のロットから得られた前記粉体のサンプルの粒径を測定するためのサンプル重量とを取得する重量取得工程と、電池を構成する電極材量の粉体のサンプルの粒径分布を測定し、前記粒径分布の測定値を取得する測定結果取得工程と、前記測定結果取得工程において取得された前記粒径分布の測定値に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の超過平均の推移を求める超過平均算出工程と、前記超過平均算出工程において求められた前記超過平均の推移に基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布の中で、前記粉体の粒径の処理対象範囲を定めるためのしきい値を決定するしきい値決定工程と、前記しきい値決定工程において決定された前記しきい値以上の前記粉体のサンプルの粒径分布と一般化パレート分布とに基づいて、前記粉体のサンプルの粒径分布に適合する前記一般化パレート分布の分布パラメータを求めるパラメータ算出工程と、前記重量取得工程において取得された前記ロット重量と前記サンプル重量と前記パラメータ算出工程において求められた前記分布パラメータとに基づいて、前記粉体のサンプルの最大粒径を求める最大粒径算出工程と、前記粉体のロットから製造された前記電池の特性と、前記パラメータ算出工程において求められた前記最大粒径との相関関係を求め、求めた前記相関関係と、あらかじめ定められた前記電池に要求される特性を示す特性基準値とに基づいて、前記特性基準値を満たす前記最大粒径の管理基準値を設定する基準値設定工程と、前記基準値設定工程において設定された前記管理基準値に基づいて、生産に供する前記電池の電極材量の粉体のロットを管理するロット管理工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極原料粉体の粒径分布を記述する指標を提供し、原料粉体ロット全体での最大粒径など、原料粉体の粒径管理を定量的に行うことを可能とする電池材料の品質管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リチウムイオン２次電池の製造工程のブロック図である。
【図２】しきい値と超過平均の関係を示す図である。
【図３】粒径分布を示す図である。
【図４】データ区間の分割数Ｔと分布パラメータξの関係を示す図である。
【図５】データ区間の分割数Ｔと分布パラメータσの関係を示す図である。
【図６】データ区間の分割数Ｔと最大粒径ｒmaxの関係を示す図である。
【図７】データ区間の分割数Ｔと乖離度Ｋ（Ｔ）の関係を示す図である。
【図８】電池品質管理法のブロック図である。
【図９】基準設定処理のブロック図である。
【図１０】粒径分布決定処理を示すフローチャートである。
【図１１】電池試作・計測処理を示すブロック図である。
【図１２】分布パラメータξと特性Ｐの相関図である。
【図１３】分布パラメータｒmaxと特性Ｐの相関図である。
【図１４】ロット検査処理を示すブロック図である。
【図１５】ロット品質判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述したように、従来の鋼の損傷評価などに用いられている極値統計の手法では、原料粉体の管理指標は提供できないため、極値統計の分野で近年注目されているＧＰ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｐａｒｅｔｏ）モデル法を適用することを考えた。ＧＰモデル法は、サンプル中の最大値のみを用いる鋼の損傷評価などに用いられている方法（以下、区分最大値法と称する）とは異なり、定められた手法により求められたしきい値以上の粒径の分布を用いるものである。このＧＰモデル法も区分最大値法と同じく数学的には評価指標を導出する手順は確立しているものの、実際に適用するのは容易ではなかった。つまり、先に述べたように粒の数が無数にあるためにサンプルの原料粉体一粒毎の粒径データを、そのまま統計処理することは、いかに計算機の能力が高くとも、できなかった。また、顕微鏡などを用いて一粒ごとに粒径を測定したのでは、サンプル数があまりにも小さいという問題がある。
【００１７】
一方、粉体の粒径分布を測定する装置として、粉体粒径分布測定装置が市販され実用化している。これらの装置では、粉体の粒径を定められた区間ごとの出現度数の比率を測定し、ヒストグラムの形で測定することができる。当初、このヒストグラムのデータではＧＰモデル法を測定しても誤差が大きく実用に適さないと考えていた。しかし、検討の結果、粉体粒径分布測定装置のヒストグラムのデータであっても、適切な処理を行えばＧＰモデル法により粒径分布のデータが良い精度で求められることが判明した。以下、本発明にかかる電池材料の品質管理方法の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず、ＧＰモデル法によって、サンプルの粒径分布と母集団のサイズなどから分布のばらつきの指標や母集団の最大粒径を求める手順を説明する。この手法は、例えば、非特許文献（http：／／www.ism.ac.jp／~shimura／R.Takahasi／koukaikouza08（Rinya）．pdf）等に述べられているものを適宜、記号などを代えて説明したものである。また、ここで用いる粒径分布は、粒径分布測定装置によって出力されたヒストグラムではなく、仮想的に粒一つごとに粒径を測定・記録した分布である。
【００１９】
集合Ｘは原材料粉体の粒径の測定値の集合である。集合Ｓは集合Ｘの部分集合であって、サンプルとして評価した測定値の集合である。つまり、Ｘ＝{x1,x2,・・・ｘn}、Ｓ＝{s1, s2,ｓm }としたとき、Ｘ⊇Ｓ（n≧ｍ）である。また、x1≦x2≦・・・≦ｘn，s1≦s2・・・≦smとする。この集合Ｓを対象にまず、超過平均Ave_Over（t）を求める。
【００２０】
超過平均Ave_Over（ｔ）は、しきい値ｔを越える粒径に対して平均を求めたものである。
sk-1≦ｔ＜skとなるｋの数m-k+1をｐとすると
2012220217.tif 000003
を求める。
【００２１】
Ave_Over（ｔ）は、ｔの一次関数になることが期待されるが、実際のデータ処理では図２に示すように、横軸２０１にしきい値ｔをとり、縦軸２０２にAve_Over（ｔ）を取ってグラフを作成し、その値の推移を確認すると、データの始めと終わりで直線から大きく外れる特異点が存在することが多い。その場合、しきい値t0を、図２で示すように直線性を示し始める左端の点に定める。このように定められたしきい値t0以上の粒径分布が測定の対象範囲となる。
【００２２】
次に、しきい値t0以上の粒径分布に一般化パレート（ＧＰ）分布を仮定する。一般化パレート分布の確率密度関数ｇ（ｒ）は、パラメータσ、ξを用いて以下の式で表される。
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ここで、ｒは粒径、σは尺度を決める尺度パラメータ、ξは分布の形状を決める形状パラメータと呼ばれる。σ、ξの決定は最尤法を用いる。しきい値t0以上の粒径データを対象に、尤度関数Lが最大になるσ、ξを求めることで、集合Sのしきい値t0以上の分布に適合するｇ（ｒ）が決定できる。尤度関数Lの最大値を求める際は、尤度関数Lの自然対数をとり対数尤度Ln（L）の形で扱うことが多い。
2012220217.tif 000006
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このように、個々の粒子の粒径ｒが判明しており、それらが取り扱い可能な数であれば、（１）から（５）の式を用いて、一般化パレート分布のパラメータξ、σを決定することができる。このξ、σと母集団（ロット全体）の粒の数Ｎ、サンプルSの粒の数Ｍ、しきい値t0を越えた粒の数ｐを用いて、母集団（ロット全体）での最大粒径ｒmaxは次式で求められる。
2012220217.tif 000008
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以上が数学的なＧＰモデル法に基づいた、サンプルＳによるロット全体Ｘの最大粒径をもとめる方式である。
【００２３】
しかし、これらの処理を行うのに必要な粒径データ{sｉ}、粒子数Ｎ、Ｍなどの数値は得ることができない。したがって実際の材料管理に活用するには、適切な近似を行わなければならない。
【００２４】
粉体材料の管理には、粉体粒径分布測定装置が実用的に用いられる。これは、図３に示すごとく、横軸３０１を粒径、縦軸３０２を度数として、粉体粒子の粒径の大きさの出現頻度を所定の範囲ごとに、その相対度数を出力するものである。データ区間ｊの相対度数をdjとする。データ区間の総数をＴとすると、相対度数はしばしば、
2012220217.tif 000010
として、規格化される。
【００２５】
ここで、この相対度数を用いて上記一般化パレート分布のパラメータσ、ξを近似的に求め、最大粒径を推定することを考えた。近似を行うための式の変更は、まず、超過平均Ave_Over（t）に対して行う。データが相対度数の形で与えられるので、Ave_Over（ｔ）は以下の形に書き換えられる。
2012220217.tif 000011
ここでｕはru-1≦ｔ＜ruを満たす整数であり、ｑはt＜rjとなるデータ区間の相対度数の総和である。
【００２６】
次の近似は対数尤度Ln（L）に対して行う。データ区間ｊに対して区間中央の粒径rjを定義する。これを用いて対数尤度Ln（L）に対して近似対数尤度Ln（La）を以下の形で定義する。近似方法としてはいわゆる台形公式の考え方を用いた。
2012220217.tif 000012
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この近似式Ln（La）によって求められるξ、σと数学的に定義されたLn（L）によって求められるξ、σの理論値との一致の度合いを確かめた。以後、区別しやすいように近似式Ln（La）によって求められるξ、σを特にξ（Ｔ）、σ（Ｔ）と記す。
【００２７】
次にこの近似式Ln（La）によって決定される分布パラメータξ（Ｔ）、σ（Ｔ）の評価を行った。確認の方法としては、予め分布が分かっている評価用データY＝｛ｙｉ｝を用いて、度数分布Ｄ（Ｔ）を求めた。Ｔはデータ区間の総数である。そしてＴを何通りか変えて、ξ（Ｔ）とσ（Ｔ）から推定される最大粒径ｒmax（Ｔ）と数学的に定義されたLn（L）によって求められたξ、σの理論値から推定される最大粒径ｒmaxとの乖離度Ｋ（Ｔ）＝（ｒmax-ｒmax（Ｔ））／ｒmaxにより評価した。評価用データとしては、Ｙ（r）を粒径ｒの確率密度関数として、
2012220217.tif 000014
2012220217.tif 000015
を一例に選んだ。この場合、理論的にはξ=0、σ=0.5となる。10万件の乱数を発生させ、（１１）式、（１２）式を満たす粒径分布を作成し、（１）式から（５）式の計算手順によりξ0、σ0を求めた。このξ0、σ0から最大粒径ｒmax_0を求めた。
【００２８】
そして、これの粒径分布に対し、Ｔを20、40、60、80、100、140、180と変えて、式（９）、式（１０）、式（１１）を用いて、それぞれのＴに対するξ（Ｔ）、σ（Ｔ）を求め、さらに式（６）、式（７）を用いて最大粒径ｒmax（Ｔ）求めた。1回の乱数発生による粒径分布に対し上記操作を行うことを１試行として、今回は計４回の試行を行った。
【００２９】
図４に、σ0とσ（Ｔ）を求めた結果を、図５にξ0とξ（Ｔ）を求めた結果を、図６にｒｍａｘ_0とｒｍａｘ（Ｔ）を求めた結果を示した。図４は横軸４０１を分割数Ｔ、縦軸４０２をσとした。右端Ｍの位置４０３にσ0の値をプロットした。図５は横軸５０１を分割数Ｔ、縦軸５０２をξとした。右端Ｍの位置５０３にξ0の値をプロットした。図６は横軸６０１を分割数Ｔ、縦軸６０２をｒｍａｘとした。右端Ｍの位置６０３に各試行のｒｍａｘ_0をプロットした。ｒｍａｘ（Ｔ），ｒｍａｘ_0算出の際には、サンプルはロット全体の0.0１％と仮定した。さらに各試行のrmax_0とT=20、40、60、80、100、140、180におけるrmax（T）との乖離度Ｋ（Ｔ）を求め、その結果を図７に示した。横軸７０１を分割数Ｔ、縦軸７０２を乖離度Ｋ（Ｔ）とした。
【００３０】
図４より、σ（Ｔ）はＴを大きくするとσ0に収束する傾向があるが、Ｔ≧１００では、収束の速度は遅いことが分かる。図５より、ξ（Ｔ）はＴを大きくするとξ0に収束する傾向があることが分かる。図６より、ｒｍａｘ（Ｔ）はＴを大きくするとｒｍａｘ_0に収束する傾向があることが分かる。また、図７により、分割数80以上ならば、４回の乖離度の平均が10%以下であることが判明した。またT=60では、試行１のように大きく外れることがあることが分かった。したがってデータ区間の分割数に関しては、乖離度の平均が10%以下を確保できるがＴ＝80以上であることが望ましいことが判明した。以下、本近似方法を区間近似ＧＰモデル法と呼ぶ。
【００３１】
前述したように、電極材量の粒径分布、特に大きな粒径の粒の存在は完成した電池の特性に影響を及ぼす。そこで大きな粒の存在の度合いを管理するのに好適な区間近似ＧＰモデル法を用いた電池品質管理方法を以下に説明する。この方法は図８に示すように、大きく分けて、基準設定処理８０１とロット検査処理８０２からなる。
【００３２】
図９に、図８に示した基準設定処理８０１の処理手順を示す。図９に示すように、基準設定処理８０１は、区間近似ＧＰモデル法を用いる粒径分布決定処理９０１と電池試作・計測処理９０２、およびデータ解析処理９０３からなる。
【００３３】
粒径分布決定処理９０１を、図１０を用いて詳しく説明する。まず、複数の材料ロットＬｏｔ_iからそれぞれサンプルＳ_iをとる。この際、材料ロットの重量ＷＬ_iとサンプルの重量ＷＳ_iとを計測する（ステップ１００１）。次に、粉体粒径分布測定装置を用いて、サンプルＳ_iの粒径分布を測定する（ステップ１００２）。この際、粉体粒径分布測定装置から出力されるヒストグラムのデータ区間が粒径の分布区間が80分割以上あるかどうか判定を行い（ステップ１００３）、80分割以上あると判定した場合（ステップ１００３；Ｙｅｓ）には測定を終了し、前記分割数を満たしていないと判定した場合（ステップ１００３；Ｎｏ）には測定レンジを調整し（ステップ１００４）、ステップ１００２に戻って、再測定あるいはデータ出力のやり直しを行う。
【００３４】
次に、粉体粒径分布測定装置は、サンプルＳ_iに対して得られた粒径分布データに対し、（８）式〜（１１）式に示した区間近似ＧＰモデル法を適用し、分布パラメータξ_i、σ_iを決定するとともに、超過平均に区間近似ＧＰモデル法を適用した場合におけるしきい値ｒu_iを決定する（ステップ１００５）。このしきい値ｒu_iは、超過平均におけるしきい値t0と同様に、相対度数における特異点を除くような値に定める。また、粉体粒径分布測定装置は、出力された粒径分布データに関して平均値Ａｖｅ_iを求める（ステップ１００６）。この平均Ａｖｅ_iは従来から粉体管理に用いられている平均粒径である。そして、粉体粒径分布測定装置は、これら分布パラメータξ_i、σ_iおよび、しきい値ｒu_i、材料ロットの重量ＷＬ_iとサンプルの重量ＷＳ_iから（６）式または（７）式を用いて材料ロット中の最大粒径ｒmax_iを求める。（６）式および（７）式に関してロット全体の粒の数Ｎとサンプルの粒の数Ｍの比Ｎ／Ｍを求めなければならないが、このＮ／Ｍは、ＷＬ_i／ＷＳ_iで代用する（ステップ１００７）。
【００３５】
電池試作・計測処理９０２を、図１１を用いて説明する。電池試作・計測処理９０２は、前述した電池製造方法によるものであり、材料の混練から単電池として組み上がるまでの単電池組立工程１１０１と、単電池完成後の単電池特性計測工程１１０２と、単電池を組み上げるモジュール組立工程１１０３と、モジュール組立工程完成後の電池モジュール特性計測工程１１０４とからなる。単電池組立工程１１０１は、図１の１０１から１０６までの工程が対応する。モジュール組立工程１１０３は図１の１０７の工程が対応するため、ここではその説明を省略している。
【００３６】
単電池特性計測工程１１０２と電池モジュール特性計測工程１１０４とは、手順の概略は同じである。ここでは、各原料ロットＬ_ｉ毎に、作成した電池または電池モジュールの特性Ｐ_iを測定する。特性Ｐ_iとしては、充電特性、放電特性、内部抵抗、電圧低下率、繰り返し使用後の充電特性、放電特性などがある。また前述の特性の温度依存性を求めても良い。続いて、図９に戻り、データ解析処理９０３について説明する。
【００３７】
データ解析処理９０３は、粉体粒径分布測定装置において行われ、図１２に示すように、横軸１２０１に分布パラメータξをとり、縦軸１２０２に特性Ｐを取って、図１０に示したステップ１００５で得られたＬｏｔ_iに対する分布パラメータξ_iと、図１１に示した単電池特性計測工程１１０２または電池モジュール特性計測工程１１０４で測定された特性Ｐ_iとをプロットし、プロットした値の相関関係を参照し、あらかじめ定められた特性Ｐに要求される基準Ｐ_cを満たすように分布パラメータξの管理基準を決めるものである。図１２に示す例では、特性としてＰ_ｃ以上を求められるため、この条件を満たすには、分布パラメータξの管理値はξ_cとして定められ、材料ロットの分布パラメータξ_iはξ_ｃ以下（図１２に示すＲ１の範囲）でなければならないと結論できる。
【００３８】
また、データ解析処理９０３は、図１３に示すように、横軸１３０１に最大粒径ｒmaxをとり、縦軸１３０２に特性Ｐを取って、図１０に示したステップ１００７で得られたＬｏｔ_iに対する最大粒径ｒmax_iと、図１１に示した単電池特性計測工程１１０２または電池モジュール特性計測工程１１０４で測定された特性Ｐ_iとをプロットし、プロットした値の相関関係を参照し、特性Ｐに要求される基準Ｐ_cを満たすように最大粒径ｒmaxの管理基準を決めるものである。図１３に示す例では、特性としてＰ_ｃ以上を求められるため、この条件を満たすには、最大粒径ｒmaxの管理値はｒmax _cとして定められ、材料ロットの最大粒径rmax_iはｒmax _c以下（図１３に示すＲ２の範囲）でなければならないと結論できる。
【００３９】
一般に工業的に管理された原材料粉体であれば、分布パラメータσ_iのばらつきが最大粒径rmax_iに与える寄与は小さく、特に分布パラメータσ_iに厳しい管理を行う必要はない。一方で、分布パラメータξ_iは粒径分布の裾部分のプロファイルを記述しており、特にξ_i＞１では粒径分布の裾部分が厚くなるため、粒径が大きな材料の粒が多くなり、好ましくない。それに対しξ_i＜０では、（６）式においてＮ／Ｍが大きくなっても、つまり材料ロットのサイズがサンプルサイズに比して大きくなっても、ｒmaxはt0−σ／ξ_iに収束し、極端に大きな粒径の粒が出現しないことが期待できる。したがって、可能であればξ_i＜0となる材料ロットを用いることが望ましい。
【００４０】
こうして定めた基準ξ_c、ｒmax_ｃを用いて、図８に示したロット検査処理８０２により、量産における材料ロットの管理を行う。ロット検査処理８０２を、図１４を用いて説明する。ロット検査処理８０２は、粒径分布決定処理１４０１、ロット品質判定処理１４０２からなる。粒径分布決定処理１４０１は、先に述べた図８に示した基準設定処理８０１中の粒径分布決定処理９０１（図９）と同様であるため、ここではその説明を省略している。なお、ロット検査処理８０２で図９に示した粒径分布決定処理９０１と同様の処理を行う理由は、基準設定段階（図８に示したステップ８０１）で設定した各種のパラメータが正しく設定されているか等の確認を行うためである。
【００４１】
続いて、ロット品質判定処理１４０２を、図１５を用いて説明する。まず、ロット品質判定処理１４０２では、粉体粒径分布測定装置は、分布パラメータξ_i，最大粒径rmax_iを取得し（ステップ１５０１）、図９に示したデータ解析処理（ステップ９０３）で定められた基準値ξ_c、rmax_cと比較し、ξ_i＜ξ_cまたはrmax_i＜rmax_cである場合に量産に用いる材料ロットとして合格と判定する（ステップ１５０２）。そして、不合格と判定された場合（ステップ１５０２；Ｎｏ）、その材料ロットは破棄し（ステップ１５０３）、合格したと判定された場合（ステップ１５０２；Ｙｅｓ）、その材料ロットは生産に投入する（ステップ１５０４）。以上の基準設定処理、ロット検査処理は、正極、負極それぞれの材料に実施することが望ましい。
【００４２】
なお、本実施例では、ステップ（ステップ１５０２）において、分布パラメータξ_i，最大粒径rmax_iが、ξ_i＜ξ_cまたはrmax_i＜rmax_cである場合に合格と判定しているが、分布パラメータξ_i，最大粒径rmax_iが、ξ_i＜ξ_cかつrmax_i＜rmax_cである場合に合格と判定させてもよい。
【００４３】
また、本実施例では、円筒形の電池を例に示した。他にも積層形の電池などが知られているが、組立方法こそ異なるものの、本発明の解決すべき課題つまり電極材量粉の粒径分布の適切な管理方法とそれを実現する区間近似ＧＰモデル法の有効性は変わらず、本発明により有効な効果が得られる。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  正極混練工程
１０２  負極混練工程
１０３  正極塗工工程
１０４  負極塗工工程
１０５  捲回工程
１０６  組立・注液工程
１０７  モジュール組立工程
２０１  超過平均グラフの横軸
２０２  超過平均グラフの縦軸
３０１  粒径分布グラフの横軸
３０２  粒径分布グラフの縦軸
４０１  データ区関数Ｔを示す横軸
４０２  分布パラメータσ（Ｔ）を示す縦軸
４０３  各試行のσ0を示す軸
５０１  データ区関数Ｔを示す横軸
５０２  分布パラメータξ（Ｔ）を示す縦軸
５０３  各試行のξ0を示す軸
６０１  データ区関数Ｔを示す横軸
６０２  最大粒径rmax（Ｔ）を示す縦軸
６０３  各試行の最大粒径rmaxを示す軸
７０１  データ区関数Ｔと乖離度Ｋ（Ｔ）を示すグラフの横軸
７０２  データ区関数Ｔと乖離度Ｋ（Ｔ）を示すグラフの縦軸
８０１  基準設定処理
８０２  ロット検査処理
９０１  粒径分布決定処理
９０２  電池試作・計測処理
９０３  データ解析処理
１２０１  分布パラメータξと特性Ｐの相関図の横軸
１２０２  分布パラメータξと特性Ｐの相関図の縦軸
１３０１  最大粒径ｒmaxと特性Ｐの相関図の横軸
１３０２  最大粒径ｒmaxと特性Ｐの相関図の縦軸
１４０１  ロット検査処理８０２中の粒径分布決定処理
１４０２  ロット検査処理８０２中のロット品質判定処理。
【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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