(57)【要約】【課題】短時間で、かつ、電池の劣化を加速させることなく自己放電不良を検出することができる二次電池の自己放電不良検出装置および自己放電不良検出方法を提供する。【解決手段】  二次電池１の自己放電不良検出装置１０において、充電手段２は、検査対象である二次電池１を充電し、判定手段５は、電流が充電終了電流に到達するまでに要した投入容量を計算する。判定手段５は、計算された投入容量を予め定められた良品の基準投入容量と比較することにより、二次電池１の自己放電不良を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の自己放電不良検出装置において、
検査対象である二次電池を充電する充電手段と、
前記充電手段による充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて前記二次電池の自己放電不良を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする自己放電不良検出装置。
【請求項２】
前記充電手段は定電流での充電を行い、
前記判定手段は、前記規定充電電圧に到達するまでの時間と、予め定められた良品の二次電池が前記規定充電電圧に到達するまでの基準時間と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定することを特徴とする請求項１に記載の自己放電不良検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、既定の充電終了電流に到達するまでの投入容量を算出し、算出された投入容量と、予め定められた良品の基準投入容量と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の自己放電不良検出装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記二次電池の自己放電不良を判定するに際して、充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に対して前記二次電池の内部抵抗に応じた補正を施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自己放電不良検出装置。
【請求項５】
二次電池の自己放電不良検出方法において、
検査対象である二次電池を充電する充電工程と、
前記充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて前記二次電池の自己放電不良を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする自己放電不良検出方法。
【請求項６】
前記充電工程では定電流での充電を行い、
前記判定工程では、前記規定充電電圧に到達するまでの時間と、予め定められた良品の二次電池が前記規定充電電圧に到達するまでの基準時間と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定することを特徴とする請求項５に記載の自己放電不良検出方法。
【請求項７】
前記判定工程では、既定の充電終了電流に到達するまでの投入容量を算出し、算出された投入容量と、予め定められた良品の基準投入容量と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定することを特徴とする請求項５または６に記載の自己放電不良検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の自己放電不良を検出する検出装置および検出方法に関し、とくに、短時間で、かつ電池の劣化を加速させることなく良、不良を検出可能な自己放電不良検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次電池の自己放電不良電池を検出する手法として、例えば特許文献１には、完成した二次電池の自然放電を行うエージングの前後の端子電圧を測定し、予め決めた下限規格値よりも低い場合を不良と判定する手法が開示されている。実施例では、１週間程度の期間経過後の測定を行っている。特許文献２には、恒温槽と充放電装置の組み合わせで、二次電池の温度を高温から低温に変化させ、電池の内部抵抗を変化させ、その特性の違いから、内部短絡の有無を検出する手法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、初期の充放電電流値より、大きな電流値で充放電を行うことで、電池内部の短絡箇所や短絡に繋がる可能性がある部分を短絡させて、電池特性の低下を引き起こし自己放電不良を検出する手法が開示されている。特許文献４には、二次電池の耐電圧以上の電圧を印加し、電極内部に混入した金属異物の溶出、析出を促進し、異物混入を検出する手法が開示されている。
【０００４】
一方で、異物混入による自己放電不良の他に、水分混入に起因した自己放電不良も存在することが知られている（例えば、特許文献５、６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２８２２４号公報
【特許文献２】特開２００８−２４３４４０号公報
【特許文献３】特開２００２−３５２８６４号公報
【特許文献４】特開２００５−２５１５３８号公報
【特許文献５】特開２００２−３４３３６４号公報
【特許文献６】特開平１１−２６０４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の自然放電による自己放電不良検出方法は、電圧が低下するまで長時間を要するという問題点がある。また、温度を変えて電池の内部抵抗を変化させる場合にもそのための装置が必要となり、やはり時間を要する。また、規定以上の電圧や電流を印加する手法では、電池を加速劣化させる可能性がある。
また、自己放電不良の要因である水分混入を検出する手法としても、時間をかけて電圧降下を待つ必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、短時間で、かつ、電池の劣化を加速させることなく自己放電不良を検出することができる二次電池の自己放電不良検出装置および自己放電不良検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の自己放電不良検出装置は、二次電池の自己放電不良検出装置において、検査対象である二次電池を充電する充電手段と、前記充電手段による充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて前記二次電池の自己放電不良を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
この自己放電不良検出装置によれば、充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて二次電池の自己放電不良を判定するので、短時間で、かつ、電池の劣化を加速させることなく二次電池の自己放電不良を検出することができる。
【０００９】
前記充電手段は定電流での充電を行い、前記判定手段は、前記規定充電電圧に到達するまでの時間と、予め定められた良品の二次電池が前記規定充電電圧に到達するまでの基準時間と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定してもよい。
【００１０】
前記判定手段は、既定の充電終了電流に到達するまでの投入容量を算出し、算出された投入容量と、予め定められた良品の基準投入容量と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定してもよい。
【００１１】
前記判定手段は、前記二次電池の自己放電不良を判定するに際して、充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に対して前記二次電池の内部抵抗に応じた補正を施してもよい。
【００１２】
本発明の自己放電不良検出方法は、二次電池の自己放電不良検出方法において、検査対象である二次電池を充電する充電工程と、前記充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて前記二次電池の自己放電不良を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
この自己放電不良検出方法によれば、充電工程において要した投入容量または規定充電電圧に到達するに要した時間に基づいて二次電池の自己放電不良を判定するので、短時間で、かつ、電池の劣化を加速させることなく二次電池の自己放電不良を検出することができる。
【００１３】
前記充電工程では定電流での充電を行い、前記判定工程では、前記規定充電電圧に到達するまでの時間と、予め定められた良品の二次電池が前記規定充電電圧に到達するまでの基準時間と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定してもよい。
【００１４】
前記判定工程では、既定の充電終了電流に到達するまでの投入容量を算出し、算出された投入容量と、予め定められた良品の基準投入容量と、を比較することにより、前記二次電池の自己放電不良を判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二次電池の自己放電不良検出装置の構成を示すブロック図。
【図２】充電工程の充電特性を示す図。
【図３】自己放電不良検出装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による自己放電不良検出装置の一実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、二次電池の自己放電不良検出装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、自己放電不良検出装置１０は、検出対象の二次電池１に充電を施す充電手段２と、充電手段２による二次電池１への充電電流を計測する電流計測器３と、二次電池１の電圧（充電電圧）を計測する電圧計測器４と、電流計測器３で計測された電流特性と電圧計測器４で計測された電圧特性に基づき二次電池１が良品か不良品かを判断する判定手段５と、を備える。
【００１９】
図２は、充電工程の充電特性を示す図である。
【００２０】
図２中、二次電池１の充電工程において、時間を横軸に、電流計測器３によって計測された電流Ｉと、電圧計測器４によって計測された電圧Ｖとを、それぞれ縦軸に示す。また、検査対象である二次電池１Ａの電圧特性曲線１１と電流特性曲線１３を実線で示し、検査対象である二次電池１Ｂの電圧特性曲線１２と電流特性曲線１４を破線で示す。図２に示すように、充電工程では、定電流での充電を行い、充電電圧が規定充電電圧に到達すると、定電圧での充電に移行する。定電圧での充電に移行すると充電電流が減少し始め、充電電流が充電終了電流に到達した時点で充電を終了する。
【００２１】
以下、自己放電不良検出装置の動作を説明する。
【００２２】
図３は、自己放電不良検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００２３】
自己放電不良検出の工程では、まず、充電工程条件を決定する（ステップＳ１）。例えば、充電開始電圧、規定充電電圧、充電終了電流、充電電流等を決定する。
【００２４】
そして、良品の二次電池について、電圧が充電開始電圧から規定充電電圧に到達し、その後、電流が充電終了電流に到達するまでの投入容量を計算しこれを基準投入容量Ｑｓとして決定する（ステップＳ２）。
【００２５】
次に、充電手段２により検査対象である二次電池１に対する充電を開始し、電流計測器３および電圧計測器４による測定結果を逐次、蓄積する。また、判定手段５は、特積された測定結果に基づいて、検査対象である二次電池１について、電圧が充電開始電圧から規定充電電圧に到達し、その後、電流が充電終了電流に到達するまでの投入容量Ｑｍを計算する（ステップＳ３）。
【００２６】
次に、判定手段５は、ステップＳ３で計算された投入容量Ｑｍと基準投入容量Ｑｓとを比較し（ステップＳ４）、投入容量Ｑｍが基準投入容量Ｑｓ以下である場合（ステップＳ４：Ｎ）には、検査対象の二次電池１が良品であると判定して処理を終了する（ステップＳ５）。
【００２７】
一方、投入容量Ｑｍが基準投入容量Ｑｓより大きい場合（ステップＳ４：Ｙ）には、検査対象の二次電池１が不良品であると判定して処理を終了する（ステップＳ６）。
【００２８】
二次電池１に自己放電不良がある場合には、自己放電に起因して良品に比べて投入容量Ｑｍが増加する。特に水分混入に起因した自己放電不良の場合には、初期の副反応に投入容量が使用され投入容量が増加する。
【００２９】
二次電池１Ａの投入容量Ｑｍは、図２の電圧特性曲線１１と電流特性曲線１３が示すように、電圧が充電開始電圧から規定充電電圧に到達し、その後、電流が充電終了電流に到達するまでの時間ΔｔＡの間の投入容量である。投入容量は電流計測器３および電圧計測器４により測定された電流値と電圧値の積を時間積分したものに相当する。
【００３０】
ここで、二次電池１Ａの投入容量Ｑｍは、判定手段５により投入容量Ｑｍが基準投入容量Ｑｓ以下であると判定され、良品と判定された例に相当する。
【００３１】
一方、二次電池１Ｂの投入容量Ｑｍは、電圧特性曲線１２と電流特性曲線１４が示すように、電圧が充電開始電圧から規定充電電圧に到達し、その後、電流が充電終了電流に到達するまでの時間ΔｔＢの間の投入容量である。二次電池１Ｂは、判定手段５により投入容量Ｑｍが基準投入容量Ｑｓより大きいと判定され、不良品と判定された例に相当する。
【００３２】
このように、二次電池１の自己放電不良の検出において、充電工程において電流が充電終了電流に到達するまでの投入容量Ｑｍを計算し、計算された投入容量Ｑｍと、予め定められた良品の基準投入容量Ｑｓとを比較することにより、二次電池１の自己放電不良を判定することができる。
【００３３】
また、このような充電工程における投入容量Ｑｍを計算して、基準投入容量Ｑｓと比較することにより、二次電池１の良、不良の判別を自動的に実行し、これを提示部（不図示）にて表示し、あるいは記憶部（不図示）に保存する自動判定システムとすることもできる。
【００３４】
電流が充電終了電流に到達するまでの投入容量Ｑｍに代えて、充電電圧が規定充電電圧に到達するまでの時間に基づく判定を行ってもよい。充電電圧が規定充電電圧に到達するまでの間は定電流による充電が行われるため、当該時間は、実質的に規定充電電圧に到達するまでに要する投入容量に相当する。
【００３５】
図２の例では、二次電池１Ａの電圧が規定充電電圧に到達する時間ΔｔＣと、基準時間とを比較し、二次電池１Ｂの電圧が規定充電電圧に到達する時間ΔｔＤと、基準時間とを比較する。不良品である二次電池１Ｂの場合、充電工程中も自己放電に電流が費やされることから、規定充電電圧に達するまでの時間ΔｔＤが長くなる。
【００３６】
またこの場合、予め良品の二次電池を利用して、電圧が規定充電電圧に達するまでの時間を基準時間として決定しておくことができる。そして、判定手段５において、検査対象の二次電池１の電圧が規定充電電圧に到達するまでの時間が、基準時間より長い場合には不良品、基準時間以下である場合には良品として判定すればよい。
【００３７】
上記の投入容量Ｑｍまたは規定充電電圧に到達するまでの時間を、予め判明している二次電池の内部抵抗に基づいて補正してもよい。充電時の実質的な充電電圧は充電電流と内部抵抗との積の分だけ減少する。したがって、投入容量の一部は内部抵抗に消費されることになる。このため、内部抵抗に消費される投入容量を計算値から差し引くことで、自己放電の影響をより正確に把握することができる。補正後の投入容量に基づいて自己放電不良の有無を判定することで、内部抵抗を考慮した判定が可能となる。
【００３８】
また、二次電池１の内部抵抗が基準となる良品の二次電池と同一である場合には、電圧が規定充電電圧に到達するまでの時間で、良品、不良品の判定を行うこともできる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の自己放電不良検出装置１０によれば、充電手段２が検査対象である二次電池を充電し、判定手段５が充電手段２による充電工程において電流が充電終了電流に到達するまでの投入容量Ｑｍを計算し、計算された投入容量Ｑｍと予め定められた良品の基準投入容量Ｑｓと比較することにより、二次電池１の自己放電不良を判定する。およそ充電開始から充電終了電流に到達するまでの時間で判定できるため、比較的短い時間で、かつ、電池の劣化を加速させることなく既定の充電工程の中で自己放電不良を検出することができる。
【００４０】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、充電工程の中で自己放電不良を検出する自己放電不良検出装置等に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
２    充電手段
５    判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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