CN103403941B - 二次电池的检查方法 - Google Patents
二次电池的检查方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103403941B CN103403941B CN201180068487.1A CN201180068487A CN103403941B CN 103403941 B CN103403941 B CN 103403941B CN 201180068487 A CN201180068487 A CN 201180068487A CN 103403941 B CN103403941 B CN 103403941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- secondary cell
- voltage
- pattern
- charging
- ion concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 12
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 83
- 230000008569 process Effects 0.000 description 43
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 30
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 23
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
本发明的目的在于缩短二次电池是否良好的判定的时间。二次电池的检查方法包括第1步骤～第4步骤。在第1步骤中，将制造后的二次电池充电至第1电压。在第2步骤中，在放置二次电池之前，将比第1电压低的第2电压作为目标电压，进行定电流定电压模式下的放电或充电。在第3步骤中，在放置二次电池前后，测定二次电池的开路电压。在第4步骤中，基于放置二次电池前后的开路电压的差，进行二次电池是否良好的判定。
Description
技术领域
本发明涉及对制造后的二次电池进行检查的方法。
背景技术
在制造出二次电池之后，对在二次电池中是否混入了异物进行检查。若混入了异物，则在二次电池的内部有可能产生短路。
作为检查方法，在充电到二次电池达到满充电之后，放置二次电池。对放置前后的二次电池的电压进行测定，基于它们的电压差（下降量），能够判定在二次电池中是否混入了异物。因异物而发生短路时的电压下降量比没有含有异物的二次电池的电压下降量大。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2003-036887号公报
专利文献2：日本特开2009-216681号公报
专利文献3：日本特开2009-210494号公报
专利文献4：国际公开第07/083405号小册子
专利文献5：日本特开2005-158643号公报
专利文献6：日本特开2005-243537号公报
发明内容
发明要解决的问题
在对二次电池进行了充电之后，在电极的表面，离子浓度产生不均，电极电位会发生变化，直到离子浓度的不均被缓和。也就是说，不管是否混入了异物，根据二次电池的特性，二次电池的电压都会降低。为了进行异物的判定，需要在等待到电极电位的变化收敛之后再确认是否发生了电压下降。在这种判定方法中，存在完成异物的判定会费时的情况。
用于解决问题的手段
作为本发明的二次电池的检查方法包括第1步骤～第4步骤。在第1步骤中，将制造后的二次电池充电至第1电压。在第2步骤中，在放置二次电池之前，将比第1电压低的第2电压作为目标电压，进行定电流定电压模式下的放电或充电。在第3步骤中，在放置二次电池前后，测定二次电池的开路电压。在第4步骤中，基于放置二次电池前后的开路电压的差，进行二次电池是否良好的判定。
在本申请第1发明中，在第1步骤中，在定电流模式下进行充电。
在本申请第2发明中，进行使用由热源产生的热来加热二次电池的加热步骤。通过加热二次电池，能够促进离子的扩散，能够使电极上的离子浓度的不均匀降低。加热步骤可以在放置二次电池之前进行。
在本申请第1以及第2发明中，在第2步骤中，针对充电后的二次电池，可以进行定电流定电压模式下的放电。另外，针对放电后的二次电池，可以进行定电流定电压模式下的充电。在第4步骤中，在开路电压的差比阈值大时，可以将二次电池判定为不良品。另外，在开路电压的差比阈值小时，可以将二次电池判定为良品。可以将二次电池的上限电压设为第1电压。在本申请第2发明中，在第1步骤中，可以在定电流定电压模式下进行充电。如果进行定电流定电压模式下的充电，能够在电极的一部分使离子浓度均匀化。
发明的效果
根据本发明，在将制造后的二次电池充电至第1电压之后，进行定电流定电压模式下的充电或放电，以达到比第1电压低的第2电压。由此，能够降低二次电池的电极上的离子浓度的不均，能够缩短伴随离子扩散的开路电压的变化时间。如果能够缩短伴随离子扩散的开路电压的变化时间，则在因异物发生了短路时，容易发现因短路导致的开路电压的变化。因此，能够以短时间高效地进行二次电池是否良好的判定。
附图说明
图1是二次电池的外观图。
图2是表示二次电池的内部构造的图。
图3是发电元件的展开图。
图4是表示实施例1中的二次电池的检查工序的流程图。
图5是进行二次电池的检查的装置的概略图。
图6是表示在实施例1的检查中二次电池的电压变化的图。
图7是表示在实施例1中进行了CC模式的充电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图8是表示在实施例1中进行了CC模式的放电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图9是表示在实施例1中进行了CCCV模式的充电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图10是说明在实施例1中放置了二次电池时的离子的扩散的图。
图11是表示实施例1的变形例的检查工序的流程图。
图12是表示在实施例1的变形例的检查中二次电池的电压变化的图。
图13是说明在实施例1的变形例中通过加热二次电池引起的离子浓度分布的变化的图。
图14是表示实施例2的检查工序的流程图。
图15是表示在实施例2的检查中二次电池的电压变化的图。
图16是表示在实施例2中进行了CCCV模式的充电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图17是表示在实施例2中进行了CC模式的放电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图18是表示在实施例2中进行了CCCV模式的充电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图19是说明在实施例2中放置了二次电池时的离子的扩散的图。
图20是表示实施例3的检查工序的流程图。
图21是表示在实施例3的检查中二次电池的电压变化的图。
图22是表示在实施例3中进行了CCCV模式的放电之后的负极活性物质层的离子浓度分布的图。
图23是说明在实施例3中放置了二次电池时的离子的扩散的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施例进行说明。
实施例1
对作为实施例1的二次电池的构造进行说明。图1是作为本实施例的二次电池的外观图，图2是表示二次电池的内部构造的图。在图1以及图2中，X轴、Y轴以及Z轴是相互垂直的轴。X轴、Y轴以及Z轴的关系在其他的附图中也是同样的。
作为二次电池1，例如有镍氢电池和锂离子电池。二次电池1能够作为使车辆行驶的动力源来使用。
具体而言，可以通过将多个二次电池1电串联连接来构成电池组，将电池组搭载在车辆上。如果将从电池组输出的电能通过电动发电机转换成动能，则能够使用动能使车辆行驶。如果将车辆制动时所产生的动能通过电动发电机转换成电能，则能够将电能蓄积于电池组中。
二次电池1具有电池壳体10和收纳在电池壳体10中的发电元件20。电池壳体10具有壳体本体11和盖12，壳体本体11和盖12可以由金属形成。壳体本体11具有用于放入发电元件20的开口部11a。盖12封住壳体本体11的开口部11a，电池壳体10的内部为密闭状态。盖12和壳体本体11例如可以通过焊接而固定。
正极端子21和负极端子22在相互绝缘的状态下固定于盖12。正极端子21贯穿盖12，并经由正极耳（tab）23与发电元件20电连接。正极耳23例如可以通过焊接与正极端子21以及发电元件20连接。负极端子22贯穿盖12，并经由负极耳24与发电元件20电连接。负极耳24例如可以通过焊接与负极端子22以及发电元件20连接。
盖12具有阀121，阀121用于使在电池壳体10的内部产生的气体排出到电池壳体10的外部。阀121是所谓的破坏型的阀。当随着气体的产生，电池壳体10的内压达到阀121的工作压时，阀121从关闭状态不可逆地变为开启状态。
在本实施例中，使用了破坏型的阀121，但也可以使用所谓的恢复型的阀。所谓恢复型的阀是指在关闭状态和开启状态之间进行可逆变化的阀。若电池壳体10的内压达到阀的工作压，则阀从关闭状态变为开启状态。另一方面，若电池壳体10的内压低于阀的工作压，则阀从开启状态变为关闭状态。
盖12具有帽122，帽122用于封住形成于盖12的注入部。注入部用于将电解液注入到电池壳体10的内部。在电池壳体10的内部注入了电解液之后，注入部被帽122封住。
接着，对发电元件20的结构进行说明。图3是发电元件20的一部分的展开图。
如图3所示，发电元件20具有正极板201、负极板202和隔离板（separator）203。隔离板203包含电解液。
正极板201具有集电板201a和在集电板201a的表面形成的正极活性物质层201b。正极活性物质层201b包含正极活性物质、导电材料、粘合剂（binder）等。正极活性物质层201b形成在集电板201a的一部分区域，集电板201a的剩余区域露出。
在二次电池1为锂离子二次电池时，作为正极活性物质，可以使用以锂钴系复合氧化物（例如LiCoO2）、锂镍系复合氧化物（例如LiNiO2）、锂锰系复合氧化物（LiMn2O4）为主成分的正极活性物质。可以使用包含2种以上过渡金属元素的复合氧化物。作为复合氧化物，例如可以使用LiNiCoMnO2。作为导电材料，可以使用碳黑这种碳粉末或镍粉末等导电性金属粉末。作为粘合剂，例如在使用非水系溶剂的情况下可以使用对有机溶剂显示可溶性的聚合物。
负极板202具有集电板202a和在集电板202a的表面形成的负极活性物质层202b。负极活性物质层202b包含负极活性物质和/或粘合剂等。负极活性物质层202b形成在集电板202a的一部分区域，集电板202a的剩余区域露出。
在二次电池1为锂离子二次电池时，作为负极活性物质，例如可以使用碳。作为粘合剂，例如在使用非水系溶媒的情况下可以使用对有机溶剂显示可溶性的聚合物。
按图3所示的顺序，层叠正极板201、负极板202以及隔离板203，通过将该层叠体卷绕而构成发电元件20。层叠体围着在图2的Y方向上延伸的轴而卷绕。在图2中，在Y方向上的发电元件20的一端部，仅卷绕有正极板201的集电板201a。在该集电板201a上连接有正极耳23。在Y方向上的发电元件20的另一端部，仅卷绕有负极板202的集电板202a，在该集电板202a是连接有负极耳24。
图2所示的区域R，是正极板201的正极活性物质层201b和负极板202的负极活性物质层202b相互重叠的区域，是在二次电池1的充放电中所使用的区域。在对作为二次电池1的锂离子二次电池进行充电时，正极活性物质层201b将锂离子排出到电解液中，负极活性物质层202b吸收电解液中的锂离子。另外，在使锂离子二次电池放电时，正极活性物质层201b吸收电解液中的锂离子，负极活性物质层202b将锂离子排出到电解液中。
在本实施例中，通过将正极板201、负极板202以及隔离板203的层叠体卷绕而构成发电元件20，但并不限于此。例如，作为发电元件20的结构，可以使用将正极板201、负极板202以及电解质层仅层叠的结构。另外，在本实施例中使用了电解液，但也可以使用固体电解质。
在本实施例中，电池壳体10形成为矩形，但并不限于此。例如，可以使用形成为圆筒状的电池壳体。另外，也可以使用通过将发电元件20由压膜覆盖而构成的二次电池。
接着，使用图4对二次电池1的检查工序进行说明。
在步骤S101中，组装二次电池1。具体而言，将正极端子21以及负极端子22固定于盖12。另外，预先制造发电元件20，将正极耳23固定于发电元件20以及正极端子21。同样，将负极耳24固定于发电元件20以及负极端子22。由此，能够相对于盖12固定正极端子21、负极端子22以及发电元件20。
接着，将发电元件20收纳在壳体本体11中，并且将壳体本体11的开口部11a由盖12封住。盖12和壳体本体11例如通过焊接而固定。从盖12的注入部向电池壳体10的内部注入电解液。通过注入电解液，能够使电解液渗入到发电元件20。具体而言，电解液渗入到隔离板203中，或渗入到隔离板203与正极板201之间和/或隔离板203与负极板202之间。
在注入了电解液之后，通过将注入部由帽122封住，能够使电池壳体10的内部成为密闭状态。由此，完成二次电池1的组装。在作为发电元件20的电解质而使用了固体电解质时，省略注入电解液的处理。
在步骤S102中，如图5所示，将充电器300连接于二次电池1，在定电流模式（CC模式）下对二次电池1充电。CC模式是以定电流进行二次电池1的充电或放电的模式。通过CC模式的充电，如图6所示，二次电池1的电压上升。图6是表示在二次电池1的检查工序中二次电池1的电压变化的图。图6的纵轴是二次电池1的电压（CCV；ClosedCircuitVoltage：闭路电压），图6的横轴是时间。
在二次电池1的电压达到上限电压Vmax时，停止CC模式的充电。如图5所示，若将电压传感器301连接于二次电池1，则能够基于电压传感器301的输出监视二次电池1的电压。上限电压Vmax是二次电池1的使用电压范围的上限值。此外在本实施例中，将二次电池1充电至上限电压Vmax，但也可以将二次电池1仅充电至比上限电压Vmax低的电压值。
图7是表示进行了CC模式的充电之后的负极板202的离子状态的概略图。在图7中，纵轴表示离子浓度，横轴表示负极活性物质层202b的厚度方向上的位置。横轴的一端是负极活性物质层202b与隔离板203（电解液）的界面（称为第1界面），横轴的另一端是负极活性物质层202b与集电板202a的界面（称为第2界面）。
在刚进行了二次电池1的充电之后，离子（例如，在锂离子二次电池中为锂离子）没有在负极活性物质层202b的内部充分扩散，产生了不均匀。因此，在第1界面，离子浓度最高，随着接近第2界面，离子浓度降低。第1界面的离子浓度与上限电压Vmax对应。
在步骤S103中，在定电流模式（CC模式）下使二次电池1放电。具体而言，在图5中，将放电器302连接于二次电池1，进行CC模式的放电。通过使二次电池1放电，如图6所示，二次电池1的电压降低。CC模式的放电仅进行预定时间。预定时间能够预先决定。
在进行CC模式的放电时，如图8所示，第1界面上的离子浓度开始降低。在使二次电池1放电时，在与第2界面相比更接近第1界面的区域，离子浓度容易降低。因此，在负极活性物质层202b的内部的离子浓度分布中，在第1界面和第2界面之间产生离子浓度最高的部分。
在步骤S104中，在定电流定电压模式（CCCV模式）下对二次电池1充电。在CCCV模式的充电中，首先以定电流进行充电，在二次电池1的电压达到目标电压Vt时，进行以定电压的充电。通过进行CCCV模式的充电，能够使二次电池1的电压达到目标电压Vt并维持为目标电压Vt。目标电压Vt是比上限电压Vmax低的值。如果决定了目标电压Vt，则能够决定步骤S103中的CC模式的放电时间
对决定目标电压Vt的方法（一例）进行说明。
当将二次电池1由使用了电容器和电阻的等效电路（CR等效电路）来表示时，能够由静电容量C的电容器和与电容器并联连接的绝缘电阻以及短路电阻来表示。所谓绝缘电阻是将伴随离子扩散的电压下降表示为电阻。所谓短路电阻是由因异物导致的短路所决定的值。静电容量C是将在二次电池1中流动的电流除以电压变化（dV/dt）得到的值。
在CR等效电路中，静电容量C越大，以定电阻进行放电时的电压变化越缓和。换言之，静电容量C越大，因短路电阻引起的电压变化量就越小。因此，如果在静电容量C小的条件下决定目标电压Vt，则容易检测因短路电阻引起的电压变化量，容易判定是否混入了异物。
在进行CCCV模式的充电时，如图9所示，第1界面上的离子浓度上升。第1界面上的离子浓度与目标电压Vt对应。因为进行以定电压的充电，所以在包含第1界面的一部分区域，离子浓度均匀化。
在步骤S105中，在CCCV模式的充电刚完成后，测定二次电池1的OCV（OpenCircuitVoltage：开路电压）。
在步骤S106中，将二次电池1放置在大气中，判别是否经过了预定时间t1。在步骤S106中，在对二次电池1不主动给予热的环境中，放置二次电池1。所谓预定时间t1是指在因异物使二次电池1短路时用于确定伴随短路的电压下降的时间，能够预先决定。
若经过预定时间t1，则在步骤S107中，测定二次电池1的OCV。在步骤S108中，算出步骤S105中测定的OCV与步骤S107中测定的OCV的差△Vocv。然后，判别电压差△Vocv是否比阈值小。阈值是用于判定因异物导致的短路的值，能够预先决定。
在电压差△Vocv比阈值小时，在步骤S109中，判断为没有发生因异物导致的短路（电压下降），能够判断为在二次电池1中没有混入异物。在该情况下，将二次电池1判断为良品。
另一方面，在电压差△Vocv比阈值大时，在步骤S110中，判定为发生了因异物导致的短路（电压下降），能够判断为在二次电池1中混入了异物。在该情况下，将二次电池1判断为不良品。
步骤S109、110的处理能够自动地进行。具体而言，将步骤S105、S107中得到的OCV的数据输出到控制装置，控制装置能够算出2个OCV的差，并且将电压差△Vocv与阈值进行比较。由此，控制装置能够区分良品和不良品。如果将良品和不良品的信息通过声音来输出或显示在显示器上，则作业人员能够确认二次电池1良品还是不良品。
根据本实施例，通过进行CC模式的充电、CC模式的放电以及CCCV模式的充电，能够使负极活性物质层202b内部的离子浓度均匀化。在进行了CCCV模式的充电之后，负极活性物质层202b的离子浓度分布成为图10所示的状态。在图10所示的状态下，仅通过区域Al、A2的离子扩散，就能够使离子浓度均匀。
在图10所示的状态下，与图7所示的状态相比，离子浓度的不均减少。因此，在图10所示的状态下，与图7所示的状态相比，能够减少所扩散的离子的量，能够缩短直到离子浓度均匀化之前的时间。如果缩短了直到离子浓度均匀化之前的时间，则能够缩短伴随离子扩散的电压下降的时间。如果使离子浓度提前均匀化，则在由于异物的混入导致二次电池1短路时容易检测伴随短路的电压下降。也就是说，能够缩短直到完成是否混入了异物的判定之前的时间。
对本实施例的变形例进行说明。图11是表示本变形例中的二次电池1的检查工序的流程图。对与本实施例中说明的处理相同的处理，标注相同的附图标记，省略详细的说明。
在本变形例中，在步骤S102中，在进行了CC模式的充电之后，在步骤S111中，将二次电池1放置在高温环境下。图12是表示在本变形例的检查工序中二次电池1的电压变化的图，是与图6对应的图。
在步骤S111中，使用热源来加热二次电池1。热源只要能产生热即可，可以适当选择。若加热二次电池1，则能够在负极活性物质层202b中提高离子的扩散速度。
图13示出了负极活性物质层202b内部的离子浓度分布。在图13中，虚线表示进行了步骤S102的处理（CC模式的充电）之后的离子浓度分布。实线表示加热二次电池1之后的离子浓度分布。如图13所示，通过加热二次电池1提高离子的扩散速度，能够减小离子浓度分布的梯度（勾配）。也就是说，能够降低离子浓度的不均。
加热二次电池1的温度，能够考虑离子的扩散速度来决定。另外，若对二次电池1过度提供热，则有可能使二次电池1劣化，因此能够考虑这一点来决定加热二次电池1的温度。
加热二次电池1的时间能够适当设定。在此，加热二次电池1的时间越长，则二次电池1的检查工序完成之前的时间就越长。另外，在离子浓度的不均已降低的状态下，不需要加热二次电池1。能够考虑这一点来决定加热二次电池1的时间。
在本变形例中，在步骤S102之后加热二次电池1，但并不限于此。如果加热二次电池1，则能够提高离子的扩散速度，降低离子浓度的不均，因此加热二次电池1的定时（时机，timing）能够适当设定。例如，可以在进行了步骤S103的处理（CC模式的放电）之后或进行了步骤S104的处理（CCCV模式的充电）之后，加热二次电池1。
另外，可以在进行了步骤S102、S103、S104的处理中的至少2个处理之后加热二次电池1。在该情况下，加热二次电池1的处理被进行多次。在本实施例中，在步骤S103中进行了CC模式的放电，但也可以取代CC模式的放电而进行CCCV模式的放电。
在本实施例中，也可以重复进行步骤S102、S103的处理。也就是说，可以在进行了步骤S103的处理之后，按步骤S102、S103的顺序进行处理。可以在重复了步骤S102、103的处理之后，进行步骤S104的处理。通过重复充放电，能够抑制第1界面侧的离子浓度的不均。此外，重复步骤S102、103的处理的次数，能够进行适当设定。
实施例2
对作为本发明的实施例2的二次电池1的检查工序进行说明。对实施例1中说明的处理和/或部件使用相同的附图标记，省略详细的说明。
图14是表示本实施例的检查工序的流程图。在实施例1中，在组装了二次电池1之后进行CC模式的充电，而在本实施例中，在组装了二次电池1之后，在步骤S112中，进行CCCV模式的充电。图15是表示进行本实施例的检查时的二次电池1的电压变化的图。
当进行CCCV模式的充电时，如图15所示，二次电池1的电压上升，达到上限电压Vmax。在二次电池1的电压达到上限电压Vmax后，二次电池1的电压维持为上限电压Vmax。
另一方面，当进行CCCV模式的充电时，负极活性物质层202b的离子浓度分布成为图16所示的状态。在图16中，在包含第1界面的一部分区域，离子浓度均匀。第1界面的离子浓度与上限电压Vmax对应。另外，离子浓度随着接近第2界面而降低。
在步骤S103中，当进行CC模式的放电时，如图17所示，从第1界面起离子浓度开始降低。由此，在负极活性物质层202b内部的离子浓度分布中，在第1界面和第2界面之间产生离子浓度最高的部分。
在步骤S104中，当进行CCCV模式的充电上，如图18所示，从第1界面起离子浓度开始上升。第1界面上的离子浓度与目标电压Vt对应。由于进行了以定电压的充电，所以在包含第1界面的一部分区域，离子浓度均匀化。
在本实施例中，通过进行步骤S112～步骤S104的处理，能够使负极活性物质层202b中的离子浓度分布成为图19所示的状态。也就是说，与图16所示的离子浓度分布相比，能够降低离子浓度的不均。如果降低离子浓度的不均，则能够通过短时间的离子扩散而使离子浓度均匀化。在此，在由于异物导致二次电池1短路时，容易检测伴随短路的电压下降。也就是说，能够缩短完成二次电池1的检查之前的时间。
作为本实施例的变形例，与实施例1同样，可以添加使用热源来加热二次电池1的处理。加热二次电池1的处理，可以在进行了步骤S112、S103、S104的处理中的至少1个处理之后进行。通过加热二次电池1，能够提高离子的扩散速度，在负极活性物质202b中，容易使离子浓度均匀化。
在本实施例中，在步骤S103中，进行了CC模式的放电，但也可以取代CC模式的放电而进行CCCV模式的放电。
另外，在本实施例中，也可以重复进行步骤S112、S103的处理。也就是说，可以在进行了步骤S103的处理之后，按步骤S112、S103的顺序进行处理。可以在重复了步骤S112、103的处理之后进行步骤S104的处理。通过重复充放电，能够抑制第1界面侧的离子浓度的不均。此外，重复步骤S112、103的处理的次数，能够进行适当设定。
实施例3
对作为本发明的实施例3的二次电池1的检查工序进行说明。对实施例1中说明的处理和/或部件使用相同的附图标记，省略详细的说明。
在本实施例中，在进行了步骤S102的处理（CC模式的充电）之后，在步骤S113中，进行CCCV模式的放电。图21表示进行了本实施例的检查时的二次电池1的电压变化。通过进行CCCV模式的放电，二次电池1的电压从上限电压Vmax降低而达到目标电压Vt。当二次电池1的电压达到目标电压Vt时，进行以定电压的放电，二次电池1的电压维持为目标电压Vt
当进行步骤S113的处理时，如图22所示，第1界面上的离子浓度降低。由于进行了以定电压的放电，所以在包含第1界面的一部分区域，离子浓度均匀化。当步骤S113的处理完成时，在步骤S105中，测定二次电池1的OCV。
在本实施例中，在放置二次电池1之前，能够使负极活性物质层202b的离子浓度分布成为图23所示的状态。也就是说，能够成为降低了离子浓度的不均的状态。由此，能够使离子容易扩散，能够缩短伴随离子扩散的电压变化的时间。如果使离子浓度提前均匀化，则在由于异物导致二次电池1短路时，容易检测因短路引起的电压变化。
作为本实施例的变形例，与实施例1同样，能够添加使用热源来加热二次电池1的处理。加热二次电池1的处理，可以在进行了步骤S102、S113的处理中的至少1个处理之后进行。通过加热二次电池1，能够提高离子的扩散速度，在负极活性物质202b中，容易使离子浓度均匀化。
在本实施例中，在步骤S102中，进行了CC模式的充电，但也可以取代CC模式的充电而进行CCCV模式的充电。在进行CCCV模式的充电时，在通过以定电流的充电使二次电池1的电压达到上限电压Vmax之后，通过以定电压的充电，将二次电池1的电压维持为上限电压Vmax。另一方面，在进行CCCV模式的充电时，也可以添加加热二次电池1的处理。
在本实施例中，可以重复进行步骤S102、S113的处理。也就是说，可以在进行了步骤S113的处理之后，按步骤S102、S113的顺序进行处理。可以在重复了步骤S102、113的处理之后，进行步骤S105的处理。通过重复充放电，能够抑制第1界面侧的离子浓度的不均。此外，重复步骤S102、113的处理的次数，能够进行适当设定。
Claims (8)
1.一种二次电池的检查方法，其特征在于，包括：
第1步骤，在定电流模式下将制造后的二次电池充电至第1电压；
第2步骤，在放置所述二次电池之前，将比所述第1电压低的第2电压作为目标电压，进行定电流定电压模式下的放电或充电；
第3步骤，在放置所述二次电池前后，测定所述二次电池的开路电压；和
第4步骤，基于放置所述二次电池前后的所述开路电压的差，进行所述二次电池是否良好的判定。
2.一种二次电池的检查方法，其特征在于，包括：
第1步骤，将制造后的二次电池充电至第1电压；
第2步骤，在放置所述二次电池之前，将比所述第1电压低的第2电压作为目标电压，进行定电流定电压模式下的放电或充电；
第3步骤，在放置所述二次电池前后，测定所述二次电池的开路电压；
第4步骤，基于放置所述二次电池前后的所述开路电压的差，进行所述二次电池是否良好的判定；和
将由热源产生的热供给到所述二次电池的加热步骤，
所述加热步骤在放置所述二次电池之前进行。
3.根据权利要求2所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
所述加热步骤在所述第1步骤之后进行。
4.根据权利要求1或2所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
针对充电后的所述二次电池，在所述第2步骤中，进行定电流定电压模式下的放电。
5.根据权利要求1或2所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
在所述第2步骤中，针对放电后的所述二次电池，进行定电流定电压模式下的充电。
6.根据权利要求1或2所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
在所述第4步骤中，在所述开路电压的差比阈值大时，将所述二次电池判定为不良品，在所述开路电压的差比所述阈值小时，将所述二次电池判定为良品。
7.根据权利要求1或2所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
所述第1电压为所述二次电池的上限电压。
8.根据权利要求2或3所述的二次电池的检查方法，其特征在于，
在所述第1步骤中，在定电流定电压模式下进行充电。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2011/001226 WO2012117448A1 (ja) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 二次電池の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103403941A CN103403941A (zh) | 2013-11-20 |
| CN103403941B true CN103403941B (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=46757423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180068487.1A Active CN103403941B (zh) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | 二次电池的检查方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9255972B2 (zh) |
| JP (1) | JP5585718B2 (zh) |
| CN (1) | CN103403941B (zh) |
| WO (1) | WO2012117448A1 (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9459325B2 (en) | 2013-02-22 | 2016-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Battery cell scanning systems and methods |
| JP6094817B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2017-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池の製造方法 |
| JP6210317B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2017-10-11 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の製造方法 |
| US10018681B2 (en) * | 2015-02-09 | 2018-07-10 | Tesla, Inc. | Cell manufacturing using liquid-based thermal system |
| JP2017054761A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 日本碍子株式会社 | 全固体リチウム電池の検査方法及び全固体リチウム電池の製造方法 |
| WO2017092005A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | System and method for determining operational status of battery |
| JP2018091631A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 株式会社日本マイクロニクス | スクリーニング方法、スクリーニング装置、及び二次電池の製造方法 |
| CN108513616B (zh) * | 2016-12-30 | 2020-03-10 | 华为技术有限公司 | 一种电池漏电流检测方法、装置和电路 |
| TWI621866B (zh) * | 2017-05-05 | 2018-04-21 | 致茂電子股份有限公司 | 電池芯半成品測試方法 |
| CN109932661B (zh) | 2017-12-13 | 2022-02-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电池状态监测方法及装置 |
| JP7000847B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2022-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電デバイスの検査方法および製造方法 |
| JP6908072B2 (ja) * | 2019-06-27 | 2021-07-21 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 二次電池システム並びにこれを備えた電源及び移動体 |
| CN113219354B (zh) * | 2021-04-08 | 2024-04-12 | 海口安博尔能源技术开发有限公司 | 一种快充固态聚合物锂离子电池的测试方法 |
| KR20220141548A (ko) * | 2021-04-13 | 2022-10-20 | 에스케이온 주식회사 | 이차전지의 제조방법 |
| EP4357798A1 (en) * | 2021-06-14 | 2024-04-24 | Hioki E.E. Corporation | Short circuit detection device and short circuit detection method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1174441A (zh) * | 1996-06-24 | 1998-02-25 | 索尼公司 | 电池测定方法和电池测定装置 |
| CN1820207A (zh) * | 2003-07-09 | 2006-08-16 | 古河电气工业株式会社 | 充电率推测方法、充电率推测装置和电池系统 |
| CN101652913A (zh) * | 2007-02-12 | 2010-02-17 | 艾科嘉公司 | 利用适于提供开路电池电压恒定变化速率的恒定电流为电池充电的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0997629A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 複数のリチウムイオン二次電池の充電方法 |
| JPH09168240A (ja) * | 1995-12-12 | 1997-06-24 | Toyota Motor Corp | バッテリ充電装置 |
| JP2002305038A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池の不良判定方法及び鉛蓄電池の充電方法 |
| JP4179528B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2008-11-12 | 株式会社デンソー | 二次電池の検査方法 |
| JP4724972B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2011-07-13 | 新神戸電機株式会社 | リチウム二次電池の検査方法 |
| JP2003100351A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の自己放電量測定方法及びリチウムイオン二次電池の製造方法 |
| JP2005158643A (ja) | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | リチウム二次電池の検査方法 |
| JP2005243537A (ja) | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池の製造法 |
| US7554295B2 (en) * | 2004-04-06 | 2009-06-30 | Cobasys, Llc | Determination of IR-free voltage in hybrid vehicle applications |
| KR100985346B1 (ko) | 2005-06-15 | 2010-10-04 | 파나소닉 주식회사 | 리튬 이차전지 |
| CN101091284B (zh) | 2006-01-17 | 2010-10-13 | 松下电器产业株式会社 | 锂二次电池 |
| JP2008204810A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池の充電方法および充電装置 |
| JP2009210494A (ja) | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Nec Saitama Ltd | 電池劣化判定装置、および電池劣化判定方法 |
| JP2009216681A (ja) | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 二次電池の劣化判定方法および携帯情報処理装置 |
-
2011
- 2011-03-02 WO PCT/JP2011/001226 patent/WO2012117448A1/ja active Application Filing
- 2011-03-02 JP JP2013502044A patent/JP5585718B2/ja active Active
- 2011-03-02 CN CN201180068487.1A patent/CN103403941B/zh active Active
- 2011-03-02 US US14/001,294 patent/US9255972B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1174441A (zh) * | 1996-06-24 | 1998-02-25 | 索尼公司 | 电池测定方法和电池测定装置 |
| CN1820207A (zh) * | 2003-07-09 | 2006-08-16 | 古河电气工业株式会社 | 充电率推测方法、充电率推测装置和电池系统 |
| CN101652913A (zh) * | 2007-02-12 | 2010-02-17 | 艾科嘉公司 | 利用适于提供开路电池电压恒定变化速率的恒定电流为电池充电的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5585718B2 (ja) | 2014-09-10 |
| US9255972B2 (en) | 2016-02-09 |
| CN103403941A (zh) | 2013-11-20 |
| US20130328566A1 (en) | 2013-12-12 |
| WO2012117448A1 (ja) | 2012-09-07 |
| JPWO2012117448A1 (ja) | 2014-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103403941B (zh) | 二次电池的检查方法 | |
| TWI814765B (zh) | 二次電池的異常檢測裝置、異常檢測方法、充電狀態推測方法、充電狀態推測裝置以及電腦可讀取媒體 | |
| Xiong | Battery management algorithm for electric vehicles | |
| Rahimi-Eichi et al. | Battery management system: An overview of its application in the smart grid and electric vehicles | |
| KR101923091B1 (ko) | 전지 | |
| Kang et al. | Comparison of comprehensive properties of Ni-MH (nickel-metal hydride) and Li-ion (lithium-ion) batteries in terms of energy efficiency | |
| Brand et al. | Electrical safety of commercial Li-ion cells based on NMC and NCA technology compared to LFP technology | |
| US9966638B2 (en) | Manufacturing method for non-aqueous secondary battery | |
| CN102576895B (zh) | 二次电池的制造方法 | |
| CN104977537B (zh) | 电池soc的确定方法及使用该方法的电池管理系统 | |
| Shah et al. | Battery health monitoring for commercialized electric vehicle batteries: Lithium-ion | |
| EP2894486A1 (en) | Apparatus and method for estimating output of secondary battery comprising blended positive electrode material | |
| EP3059600B1 (en) | Apparatus for estimating voltage of hybrid secondary battery and method therefor | |
| CN103675685B (zh) | 锂离子电池的测试方法及安全性的判断方法 | |
| Aizpuru et al. | Passive balancing design for Li-ion battery packs based on single cell experimental tests for a CCCV charging mode | |
| Banaei et al. | Real time condition monitoring in Li-Ion batteries via battery impulse response | |
| Al Sakka et al. | Batteries and supercapacitors for electric vehicles | |
| JP2013114986A (ja) | 二次電池の製造方法 | |
| KR102439598B1 (ko) | 이차 전지의 내부 가스 발생 가속 구간 판단 방법 | |
| KR20110105047A (ko) | 교류 임피던스 측정에 의한 리튬이차전지의 출력 측정 방법 | |
| Banaei et al. | Online detection of terminal voltage in Li-ion batteries via battery impulse response | |
| KR101544935B1 (ko) | 배터리 전압 측정 장치 및 방법 | |
| WO2014034151A1 (ja) | 充電装置、二次電池の充電方法、二次電池の製造方法 | |
| Sakamoto | Deterioration diagnosis of Li-ion battery with AC impedance measurement analysis | |
| JP2024053333A (ja) | 積層電池の充電方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |