CN112213650A - 蓄电设备的检查方法及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种蓄电设备的检查方法及制造方法。该检查方法检查蓄电设备的内部短路，该检查方法包括：在将外部电源的测头连接于蓄电设备的外部端子的状态下，检测在外部电路产生的外部电阻Re的工序；施加使设备电流IB(t)的初始设备电流IB(0)成为0的初始输出电压VS(0)的工序；从外部电源对蓄电设备施加式(1)的输出电压VS(t)的工序；以及基于设备电流IB(t)随时间经过的变化或者稳定时设备电流IBs来判定蓄电设备的内部短路的工序(S8)。VS(t)＝VS(0)+(Re‑Ro1)·IB(t)···(1)，其中，第1假想外部电阻Ro1是0<Ro1<Re的常数。

Description

蓄电设备的检查方法及制造方法

技术领域

本发明涉及检查蓄电设备的内部短路的蓄电设备的检查方法及包括该检查方法的蓄电设备的制造方法。

背景技术

在制造锂离子二次电池等蓄电设备时，有时会在电极体等的内部混入铁、铜等金属异物，有时会因所混入的金属异物而在蓄电设备产生内部短路(以下，也简称为短路)。因此，在蓄电设备的制造过程等中，有时检查在蓄电设备是否产生了内部短路。

作为该内部短路的检查手段，例如，已知日本特开2010-153275(参照日本特开2010-153275的权利要求书等)。即，在对组装完的蓄电设备进行了初次充电后，将蓄电设备放置在高温下。之后，放置蓄电设备而使其进行自我放电(在端子的开路状态下进行放电)，根据在该自我放电前后分别测定到的设备电压来求出电压降低量ΔVa。并且，在该ΔVa比基准降低量ΔVb大的情况下(ΔVa>ΔVb)，判定为在该蓄电设备产生了内部短路。这样的检查方法也有时作为制造方法中的一个工序来进行。

另外，在日本特开2019-16558中公开了如下蓄电设备的短路检查方法，该蓄电设备的短路检查方法包括：电流检测工序，预先测定预先充电了的蓄电设备的检测前设备电压VB1，从外部电源对蓄电设备持续施加与检测前设备电压VB1相等的输出电压VS(VS＝VB1)，检测在蓄电设备流通的设备电流IB随时间经过的变化或者稳定时设备电流IBs；和判定工序，基于所检测出的设备电流IB随时间经过的变化或者稳定时设备电流IBs来判定蓄电设备的内部短路。

发明内容

在前述的日本特开2010-153275的检查方法中，存在内部短路的判定费时间这一问题。这是因为，若不使对蓄电设备进行了初次充电后的放置时间长，则不会得到能够说有意义的程度的电压降低量。其原因之一是电压测定时的接触电阻的存在。在进行电压测定时，通过在蓄电设备的外部端子间连接电压计等测定计量仪器来进行测定。此时，不可避免地会在蓄电设备的外部端子与测定计量仪器等的测头之间产生接触电阻，所以，所测定出的电压值会受到接触电阻的影响。并且，接触电阻的大小在每次向蓄电设备的外部端子连接测定计量仪器的测头时均不同。因此，若所产生的电压降低量本身没有大到某种程度，则难以忽略因接触电阻导致的每次电压测定时的电压值的偏差。另外，电压测定会受到测定时的通电路径中的电压下降的影响，所以电压测定的精度本身也无法提高。

另一方面，在日本特开2019-16558的检查方法中，不是基于电压降低量，而是基于电流IB随时间经过的变化或者稳定时设备电流IBs来判定蓄电设备的内部短路。电流测定能够获得比电压测定更高的精度，所以例如与日本特开2010-153275的检查方法相比，能够在更短的时间内进行合适的判定。

然而，不仅是日本特开2010-153275的检查方法，对于日本特开2019-16558的检查方法，也需要能够更迅速地进行检查的手段。本发明是为了解决该要求而做出的发明，其课题在于提供一种能够迅速地进行蓄电设备的内部短路的判定的蓄电设备的检查方法及制造方法。

在本发明的一个技术方案的蓄电设备的检查方法中，将外部电源的测头分别连接于作为检查对象的预先充电了的蓄电设备的一对外部端子，从而构成从上述外部电源到上述蓄电设备流通设备电流IB(t)的闭合电路，通过在上述闭合电路流通的上述设备电流IB(t)来检查上述蓄电设备的内部短路，所述蓄电设备的检查方法包括：外部电阻检测工序，分别将上述外部电源的上述测头连接于上述蓄电设备的上述一对外部端子，检测在上述闭合电路中的除上述蓄电设备以外的外部电路产生的外部电阻Re；初始电压施加工序，在维持着上述测头向上述一对外部端子的连接的状态下，施加使上述设备电流IB(t)的初始设备电流IB(0)成为0的初始输出电压VS(0)；电压施加工序，在维持着上述测头向上述一对外部端子的连接的状态下，继上述初始电压施加工序之后，从上述外部电源对上述蓄电设备施加下述式(1)的输出电压VS(t)；以及短路判定工序，基于上述设备电流IB(t)随时间经过的变化或稳定时设备电流IBs来判定上述蓄电设备的内部短路，

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro1)·IB(t)···(1)

其中，第1假想外部电阻Ro1是0<Ro1<Re的常数。

在该蓄电设备的检查方法中，维持分别将外部电源的测头连接于蓄电设备的一对外部端子的状态，并且检测在外部电路产生的外部电阻Re，施加初始输出电压VS(0)，进而对蓄电设备施加按照式(1)的输出电压VS(t)。在此，若设为电压增加量ΔVS(t)＝(Re-Ro1)·IB(t)，则式(1)为VS(t)＝VS(0)+ΔVS(t)，由此可判断出，输出电压VS(t)为对初始输出电压VS(0)加上电压增加量ΔVS(t)＝(Re-Ro1)·IB(t)的电压而得到的电压。该电压增加量ΔVS(t)为与设备电流IB(t)在外部电阻Re流通时产生的电压下降Re·IB(t)相比小Ro1·IB(t)的量的大小。因此，从蓄电设备来看，虽然在经由测头连接于该蓄电设备的外部电路实际上产生了外部电阻Re，但看起来仿佛仅产生了比外部电阻Re小的第1假想外部电阻Ro1。

外部电阻Re包括外部电源的测头与蓄电设备的外部端子的接触电阻。因此，即使将同一测头连接于同一外部端子，每次连接时其大小也不同。另外，按照每个蓄电设备而大小也不同。因此，即使与日本特开2019-16558的检查方法相同地，对蓄电设备持续施加相同的输出电压VS，也会受到外部电阻Re的不同的影响，会在设备电流IB(t)随时间经过的变化、收敛时期上产生偏差。因此，即使在能够合适地判定有无内部短路的时期也有产生偏差的不良状况。

与此相对，根据式(1)，即使外部电路的外部电阻Re不同，从蓄电设备来看，也如前述那样看起来仿佛在外部电路产生了相同的第1假想外部电阻Ro1。该第1假想外部电阻Ro1是比实际的外部电阻Re小的值，所以，也能够缩短到设备电流IB(t)收敛于稳定时设备电流IBs为止的时间，能够缩短基于设备电流IB(t)随时间经过的变化、稳定时设备电流IBs的到能够判定出蓄电设备的内部短路为止的时间。

上述技术方案的蓄电设备的检查方法设为如下蓄电设备的检查方法即可，其中，所述电压施加工序包括：第1电压施加工序，从所述外部电源对所述蓄电设备施加所述式(1)的输出电压VS(t)；切换条件判定工序，判定是否满足预先设定的切换条件；以及第2电压施加工序，在满足了上述切换条件的情况下，在维持着所述测头向所述一对外部端子的连接的状态下，继上述第1电压施加工序之后，从上述外部电源对上述蓄电设备施加下述式(2)的输出电压VS(t)，

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro2)·IB(t)···(2)

其中，第2假想外部电阻Ro2为0<Ro1<Ro2<Re的常数。

所设定的第1假想外部电阻Ro1越小，则在第1电压施加工序中设备电流IB(t)的上升越快，收敛越快。但是，第1假想外部电阻Ro1越小，则由外部干扰引起的设备电流IB(t)的变动越容易变大，有时难以判定设备电流IB(t)是否已收敛。此外，作为外部干扰的要因的例子，可举出外部电阻Re的变动、环境温度的变动等。外部电阻Re包括接触电阻等，所以多无法遍及检查期间内地设为严格意义上相同的值。例如，在以使用利用了气压的致动器将测头向外部端子按压的方式使测头与外部端子接触的情况下，根据向致动器供给的气压的变动而按压力产生变动，测头与外部端子的接触电阻产生变动。当像这样外部电阻Re产生变动时，输出电压VS(t)(电压增加量ΔVS(t))及设备电流IB(t)有时不稳定地大幅变动。

与此相对，在上述的技术方案中，在满足了预先设定的切换条件的情况下，替代使用第1假想外部电阻Ro1的式(1)，利用使用第2假想外部电阻Ro2的式(2)来进行第2电压施加工序。在此，第2假想外部电阻Ro2比第1假想外部电阻Ro1大(0<Ro1<Ro2<Re)，所以，通过该切换，虽然设备电流IB(t)的收敛变慢，但设备电流IB(t)的变动被抑制，所以，之后能够合适地进行基于设备电流IB(t)随时间经过的变化、稳定时设备电流IBs的蓄电设备的内部短路的判定。

此外，作为切换条件，例如可以将从电压施加工序的开始(t＝0)起经过了预先设定的时间的情况、设备电流IB(t)超过了预先设定的值的情况等设定为条件。另外，优选地，还设置第2切换条件判定工序及第3电压施加工序，所述第3电压施加工序利用使用了0<Ro1<Ro2<Ro3<Re的第3假想外部电阻Ro3的、与式(1)、(2)同样的式子。在该情况下，在第3电压施加工序中进一步抑制了设备电流IB(t)的变动，所以，能够更合适地进行之后进行的基于设备电流IB(t)随时间经过的变化、稳定时设备电流IBs的对蓄电设备的内部短路的判定。

另外，上述任一技术方案的蓄电设备的检查方法设为如下检查方法即可，其中，所述外部电阻检测工序包括测定所述蓄电设备的开路设备电压VBO的设备电压测定工序，所述初始电压施加工序包括临时初始电压输出工序和初始电压调整工序，所述临时初始电压输出工序是输出与所测定的上述开路设备电压VBO一致的输出电压VS的工序，所述初始电压调整工序是以使得所述设备电流IB(t)的所述初始设备电流IB(0)成为0的方式调整所输出的上述输出电压VS，从而设为所述初始输出电压VS(0)的工序。

在该检查方法中，预先测定开路设备电压VBO，输出与其一致的外部电源的初始输出电压VS(0)。但是，如前所述，电压的测定精度容易变低。因此，使用能够高精度地进行计测的设备电流IB(t)，以使得设备电流的初始设备电流IB(0)成为0的方式调整所输出的初始输出电压VS(0)。由此，能够精密且容易地调整使设备电流IB(t)的初始设备电流IB(0)成为0的初始输出电压VS(0)，并施加给蓄电设备。像这样，能够针对各蓄电设备在均一的条件下开始检查。

进而，将上述任一项所述的技术方案的蓄电设备的检查方法设为如下蓄电设备的检查方法即可，其中，所述蓄电设备具有扁平方形形状，所述蓄电设备的检查方法在所述蓄电设备被沿其厚度方向加压了的条件下进行。

通过在扁平方形形状的蓄电设备被沿其厚度方向加压了的状态下进行检查，能够进行进一步强化了夹入蓄电设备的电极板间的金属异物的有无的影响的检查。因此，能够更可靠地进行蓄电设备的内部短路的检查。

本发明的另一技术方案的蓄电设备的制造方法包括：初次充电工序，将组装完的未充电的蓄电设备初次充电到预先设定的充电状态，从而设为预先充电了的蓄电设备；和内部短路检查工序，通过上述任一项的技术方案的蓄电设备的检查方法来检查预先充电了的上述蓄电设备的内部短路。

在该蓄电设备的制造方法中，能够在作为制造工序的一个工序的检查工序中迅速地进行蓄电设备的内部短路的判定。另外，由此，能够缩短蓄电设备的制造时间。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是在实施方式1、2中制造，并检查内部短路的电池的立体图。

图2是示出涉及实施方式1、2的、具有扁平方形形状的多个电池与分隔板交替地层叠并通过约束部件进行约束而得到的约束体的构造的示意图。

图3是按照基本原理示出用于电池的内部短路的检查的基本电路的构成的电路图。

图4是针对合格品及不合格品的各电池，示意性地示出使用图3的基本电路的情况下的、电压施加时间t与输出电压VS(t)、电池电压VB(t)及电池电流IB(t)的关系的曲线图。

图5是涉及实施方式1的、电池的制造方法及电池的内部短路的检查方法的流程图。

图6是示出涉及实施方式1、2的、用于电池的内部短路检查的电路的构成的电路图。

图7是示出基于第1假想外部电阻Ro1的大小的、电池电流IB(t)随时间的变化的不同的曲线图。

图8是涉及实施方式2的、电池的制造方法及电池的内部短路的检查方法的流程图。

具体实施方式

(实施方式1)

参照附图对将本发明具体化了的实施方式详细地进行说明。首先，对成为检查对象的蓄电设备即电池1进行说明。图1所示的电池1是搭载于混合动力车、插电式混合动力车、电动汽车等车辆等的、扁平方形形状且密闭型的锂离子二次电池。本实施方式1的电池1的电池容量Cb为5.0Ah。电池1由电池壳体2、容纳于其内部的电极体3、以及被电池壳体2支承且分别连接于电极体3的正极外部端子5和负极外部端子6等构成。此外，在电池壳体2内容纳有电解液(未图示)，所述电解液的一部分含浸在电极体3内。

电极体3是扁平状的卷绕型电极体，在使轴线横倒的状态下容纳于电池壳体2内。电极体3是将带状的正极板与带状的负极板经由带状且由树脂制的多孔质膜构成的一对隔板(separator)交替地重叠，绕轴线卷绕而压缩成扁平状的电极体。

此外，作为后述的电池1的内部短路的原因之一，可举出在电极体3中，在正极板与负极板之间夹入有金属异物的情况。因此，关于该电池1，若在沿图1所示的厚度方向1TH对电池1进行了加压的条件下进行电池1的内部短路的检查，则能够进行进一步强化了所夹入的金属异物的有无的影响的检查。因此，能够更可靠地进行电池1的内部短路的检查。例如，如图2所示，在将分隔板160与多个电池1交替地层叠，并通过约束部件130沿厚度方向1TH对电池1进行了约束而设为了约束体100的状态的基础上，进行内部短路的检查即可。

接下来，在对本实施方式的电池1(蓄电设备)的内部短路的检查的手段进行说明之前，首先，对电池1的内部短路的检查方法的基本原理进行说明(也参照日本特开2019-16558)。

[基本原理]

电池1的内部短路的检查在图3所示的、将外部电源20连接于电池1而构成了闭合电路10的状态下进行。电池1具有图1所示的扁平方形形状。该内部短路的检查不限于图1所示的扁平方形形状的电池，也可以应用于圆筒型等其他形态的电池。此外，在本实施方式中，使用前述的约束部件130沿厚度方向1TH约束多个电池1，对各电池1分别进行内部短路的检查(参照图2)。

进一步对图3进行说明。在图3中，以等价电路的方式示出电池1，电池1由具有电池容量Cb且充电了的起电要素Eb、与该起电要素Eb并联连接的短路电阻Rp、以及与所述起电要素Eb和短路电阻Rp串联连接的内部电阻Rs构成。内部电阻Rs是电池的直流电阻。另外，短路电阻Rp是将因有时存在于电极体3内的微小的金属异物产生的导电路径、以及基于隔板等的绝缘电阻模型化而得到的电阻。另外，电池电流IB(t)是从下述的外部电源20到电池1流通的电流，电流ID是伴随起电要素Eb的自我放电而在电池1内(短路电阻Rp)流通的自我放电电流。

另一方面，外部电源20具有可变直流电源22、电流计25、以及电压计26。在外部电源20中，电池电流计测用的电流计25与可变直流电源22串联连接，计测从外部电源20到电池1流通的电池电流IB(t)。另一方面，输出电压计测用的电压计26与可变直流电源22并联配置，计测外部电源20的输出电压VS(t)。外部电源20是如下的精密直流电源，即构成为能够通过电压计26高精度地计测可变直流电源22所产生的输出电压VS(t)，并且能够可变且高精度地控制该输出电压VS(t)，此外，能够通过电流计25高精度地计测从可变直流电源22(外部电源20)向外部流出的电池电流IB(t)。

外部电源20与电池1的正极外部端子5和负极外部端子6经由连接配线11、13而连接。具体而言，使设置于连接配线11、13的前端(图3中的下端)的测头12、14分别与电池1的正极外部端子5和负极外部端子6以抵接的方式连接。由此，构成由外部电源20、连接配线11、13、以及电池1构成的闭合电路10。此外，将位于电池1的外侧的、由外部电源20和连接配线11、13构成的电路设为外部电路10G。另外，在测定电池1的正极外部端子5与负极外部端子6之间的电池电压VB(t)时，也可以使用电池电压计测用的电压计16。

如图3所示，在该外部电路10G存在外部电阻Re。在该外部电阻Re中，除了外部电源20内的各部分的导体电阻以外，还包括连接配线11、13的导体电阻、分别在测头12、14与外部端子5、6之间产生的接触电阻。此外，在图3中将外部电阻Re描绘成仿佛集中且数值恒定地存在于连接配线11内。但是，这只是使得便于进行电路说明的表现，实际上，外部电阻Re中的、测头12、14与外部端子5、6之间的接触电阻在该接触部位产生，导体电阻遍及外部电路10G的整体地存在。另外，在测头12与正极外部端子5之间产生的接触电阻、及在测头14与负极外部端子6之间产生的接触电阻在每次使测头12、14与外部端子5、6接触时均成为不同大小。因此，在下述的检查中，在一度使测头12、14与外部端子5、6接触之后，使接触持续到检查结束为止。

首先，作为电池1，准备了预先充电了的电池。具体而言，如图5所示，在组装工序S1中组装未充电的电池1x，在初次充电工序S2中进行初次充电，获得已充电的电池1。进而，在高温老化(aging)工序S3中，进行将初次充电后的电池1在高温环境下放置预定时间的高温老化，之后冷却到常温。对像这样使电池电压VB(t)稳定化了的电池1进行内部短路的检查。

接下来，在关于基本原理的内部短路的检查中，如图5中的虚线所示，在电池电压测定工序SA中，向一对外部端子5、6连接测头12、14，向电池1连接外部电源20，将可变直流电源22设为断开(OFF)，在电池电流IB＝0的条件下通过电压计26测定电池1的大致开路电池电压VBO。此外，也可以使用另行准备的电压计16，在连接外部电路10G之前测定预先充电了的电池1的检查前的开路电池电压VBO。

进而，作为初始电压施加工序S5，调节由外部电源20的可变直流电源22生成的初始输出电压VS(0)，精确地使该初始输出电压VS(0)与开路电池电压VBO一致(VS(0)＝VBO)，并将其向电池1施加。

具体而言，在临时初始电压输出工序S5a中，首先，将外部电源20的可变直流电源22所生成的输出电压VS调整为与所测定的开路电池电压VBO大致一致。该时间点下的调整是临时设定。这是因为所获得的开路电池电压VBO的测定精度不怎么高。然后，使测头12、14与外部端子5、6接触，将外部电路10G连接于电池1。因为此时的输出电压VS与电池1的开路电池电压VBO大致一致，所以，在该时间点下，输出电压VS与电池1的开路电池电压VBO几乎抵消，在闭合电路10没有电池电流IB流通(IB＝0)、或者仅有少量电池电流IB流通。

于是，在接下来的初始电压调整工序S5b中，通过电流计25来计测流通的电池电流IB，进行对可变直流电源22所生成的输出电压VS的微调整，精确地使该输出电压VS与开路电池电压VBO一致(VS＝VBO)。基于电流计25的电流测定不受接触电阻等的影响，能够以比电压测定更高的精度进行，所以能够通过该微调整高精度地调整输出电压VS。具体而言，为了使通过电流计25计测的电池电流IB成为零(IB＝0)，在电池电流IB为正的情况下向降低输出电压VS的方向进行微调整，在电池电流IB为负的情况下向提高输出电压VS的方向进行微调整。在电池电流IB为零的情况下，维持当前时间点下的输出电压VS。将像这样进行了微调整后的输出电压VS设定为初始输出电压VS(0)。然后，设为时间t＝0，开始电压施加时间t的计数，开始通过外部电源20(外部电路10G)进行的电池1的内部短路的检查。具体而言，在将外部电源20的输出电压VS(t)维持为初始电池电压VB(0)的状态下进行放置(VS(t)＝VS(0)＝VBO:恒定)。

在图4中示出之后的输出电压VS(t)、电池电压VB(t)及电池电流IB(t)随时间的变化。在图4中，将横轴设为电压施加时间t，将左侧的纵轴设为输出电压VS(t)及电池电压VB(t)，将右侧的纵轴设为电池电流IB(t)。关于虚线所表示的输出电压VS(t)，在图4的左端即开始时间t＝0下，施加初始输出电压VS(0)＝VBO的电压(初始电压施加工序S5)。并且，之后，外部电源20维持输出电压VS(0)(电压施加工序S6)。

于是，在电池1内，从起电要素Eb到短路电阻Rp流通自我放电电流ID，所以，起电要素Eb的电压，乃至电池1的电池电压VB(t)逐渐降低。此时，在产生大的内部短路且用粗实线表示的短路电阻Rp相对较小的“不合格品”的电池1中，与用细实线表示的短路电阻Rp相对较小的“合格品”的电池1相比，自我放电电流ID大，所以电池电压VB(t)也快速地大幅降低。

另一方面，在电池电压VB(t)变得比输出电压VS(t)低(VS(t)<VB(t))时，从外部电源20朝向电池1流通与电压差ΔV＝VS(t)-VB(t)的大小相应的电池电流IB(t)，对电池1的起电要素Eb进行充电。在电压差ΔV＝VS(t)-VB(t)小的阶段，电池电流IB(t)也小，所以与从外部电源20流入电池1的电池电流IB(t)相比，从起电要素Eb流出的自我放电电流ID较大，电池电压VB(t)逐渐降低。但是，在电池电压VB(t)进一步降低，电池电流IB(t)增加而变得与自我放电电流ID的大小相等(IB(t)＝ID)时，即，在图4中，在电压施加时间t成为稳定时间ts以后(t≥ts)时，起电要素Eb的自我放电停止。因此，电池电压VB的降低停止，电池电压VB维持为稳定时电池电压VBs。此外，“不合格品”的稳定时电池电压VBs比“合格品”的稳定时电池电压VBs低。另外，稳定时电池电压VBs也认为是通过外部电阻Re和电池1的电阻(Rs+Rp)对外部电源20的输出电压VS(t)(＝VS(0))进行分压而得到的、下述式子的大小。

VBs＝VS(0)·(Rs+Rp)/(Re+Rs+Rp)

另一方面，从外部电源20到电池1流通的电池电流IB(t)从最初开始(t＝0)时的IB(0)＝0(零)起随着电压施加时间t的经过而逐渐增加。但是，在稳定时间ts以后成为恒定的稳定时电池电流IBs。在稳定时间ts以后，在起电要素Eb没有自我放电电流ID流通，也可以认为，在内部电阻Rs及短路电阻Rp的串联电路流通有稳定时电池电流IBs。不像电池电压VB(t)那样，该电池电流IB(t)能够不受接触电阻等的影响地进行测定，能够通过外部电源20的电流计25直接进行计测，所以能够高精度地掌握其值。此外，在用粗的双点划线表示的“不合格品”的电池1中，与用细的双点划线表示的“合格品”的电池1相比，自我放电电流ID大，电池电压VB快速地大幅降低，所以，从外部电源20到电池1流通的电池电流IB(t)也快速地增大。因此，“不合格品”的稳定时电池电流IBs比“合格品”的稳定时电池电流IBs大。

因此，预先设定基准值IK，在短路判定工序S8中与所获得的稳定时电池电流IBs进行大小的比较，从而判定电池1的内部短路是否良好。即，在收敛后的稳定时电池电流IBs比基准值IK大的情况下，判定为该电池1为自我放电电流ID大的“不合格品”，在稳定时电池电流IBs比基准值IK小的情况下，判定为该电池1为自我放电电流ID小的“合格品”。

此外，在短路判定工序S8之前进行判定是否成为了判定内部短路的定时的定时判定工序S7。作为该定时判定工序S7中的定时的判定手段，举出了对电池电流IB(t)是否成为了稳定时电池电流IBs，即是否已收敛进行判定的手段。具体而言，以合适的频度对电池电流IB(t)进行采样，在电池电流IB(t)的变动变得比预先设定的基准小时，判定为电池电流IB(t)已收敛(已稳定)。此外，作为定时的判定手段，也可以采用判定是否从检查开始(t＝0)起经过了预测为电池电流IB(t)稳定的预定时间的手段。

能够使得这样的内部短路的检查方法中的、从电池电压测定工序SA到短路判定工序S8所花费的所需处理时间比背景技术一栏中所叙述的、像日本特开2010-153275那样根据基于自我放电的电压降低量来判定内部短路的大小的手段中的放置时间短。另外，并不是测定受到接触电阻等的影响的电压，而是测定能够高精度地进行测定的电池电流IB(t)，所以能够提高判定精度。以上是使用了外部电源20的电池1的内部短路的检查方法的基本原理。并且，在短路判定工序S8之后，将判定为不合格品的电池1废弃，另一方面，判定为合格品的电池1在进一步经过了预定的检查之后，作为电池1而完成。

[收敛时间的研究]

在图3所示的电路中，对于电池电流IB(t)的式子，给出以下的式(3)。此外，在式(3)中，与包括接触电阻等的外部电阻Re相比，电池1的内部电阻Rs足够低(Re>>Rs)，所以，记载为使内部电阻Rs被外部电阻Re吸收(Re＝Re+Rs)。

根据该式(3)，电池电流IB(t)的收敛的时间常数τ为τ＝Re·Rp·Cb/(Re+Rp)，根据指数函数e^t/τ的性质，经过时间常数τ的3～5倍左右的时间t时，电池电流IB(t)收敛。此外，电池1的短路电阻Rp与外部电阻Re相比足够高(Rp>>Re)，所以，上述的时间常数τ大致为τ≒Re·Cb。即，判断出：电池电流IB(t)收敛的时间的长度大致与外部电阻Re的大小成比例。因此，外部电阻Re越低，则越能使电池电流IB(t)快速收敛。另外，时间常数τ≒Re·Cb，不包括短路电阻Rp，所以，也能够理解为：电池电流IB(t)的收敛的速度不怎么受短路电阻Rp的大小，即不怎么受有无内部短路的影响。

然而，如前所述，外部电阻Re除了包括外部电源20内的各部分的导体电阻以外，还包括连接配线11、13的导体电阻、分别在测头12、14与外部端子5、6之间产生的接触电阻。为了降低其中的外部电源20内的各部分的导体电阻、连接配线11、13的导体电阻，可以采取变更为更低电阻的材质等手段，但不仅困难而且降低的程度有限。另外，关于在测头12、14与外部端子5、6之间产生的接触电阻，也难以降低其大小。因而，每次连接时，接触电阻的大小、乃至外部电阻Re的大小产生变动，所以，在电池电流IB(t)的收敛的时期上会产生偏差。像这样，对实际上存在的外部电阻Re的大小的降低、及对外部电阻的偏差的抑制，并不容易。

[本实施方式的内部短路的检查原理]

在上述的基本原理的检查手段中，如图3所示，将在外部电源20的可变直流电源22产生的输出电压VS(t)固定在了初始输出电压VS(0)。因此，关于电池电压VB(t)，例如，如下述式(A)所示那样，从电池1看外部电路10G的话，可以视为存在接触电阻等外部电阻Re。

VB(t)＝VS(0)-Re·IB(t)···(A)

与此相对，在本实施方式的检查手段中，进行根据电池电流IB(t)使在外部电源20的可变直流电源22产生的输出电压VS(t)变化的控制，由此，从电池1来看的话，在外部电路10G仿佛存在比实际存在的外部电阻Re低的第1假想外部电阻Ro1。

图6示出涉及实施方式1的、用于电池1的内部短路检查的闭合电路10的构成的电路图。该闭合电路10与在进行基本原理的说明时使用的图3的电路同样。但是，在前述的基本原理的说明中，可变直流电源22作为外部电源20的输出电压VS(t)而生成并持续输出与检查前的开路电池电压VBO相等的固定的VS(0)(VS(t)＝VS(0))。

与此相对，在本实施方式1中，如图6所示，将由可变直流电源22生成的输出电压VS(t)设为VS(t)＝VS(0)+ΔVS(t)。但是，在图6中，为了容易理解，将可变直流电源22设为了如下构成，即，除了与图3的电路相同地生成并持续输出与检查前的开路电池电压VBO相等的固定的VS(0)的可变直流电源23以外，还存在生成并输出电压增加量ΔVS(t)的可变直流电源24。此外，关于图6所记载的可变直流电源23、24，在本实施方式1中只不过是将生成输出电压VS(t)的可变直流电源22的功能分成固定的初始输出电压VS(0)的部分、和根据电池电流IB(t)而产生变化的部分来进行表示，并非表示实际上设置了两个可变直流电源23、24的情况。

具体而言，在可变直流电源24中，作为电压增加量ΔVS(t)，生成ΔVS(t)＝(Re-Ro1)IB(t)的电压。在此，Ro1是第1假想外部电阻。即，外部电源20的可变直流电源22(23、24)使用由电流计25检测出的电池电流IB(t)，以使得所输出的输出电压VS(t)成为下述式(1)的方式控制可变直流电源22(23、24)。

VS(t)＝VS(0)+ΔVS(t)

＝VS(0)+(Re-Ro1)IB(t)···(1)

其中，具有0<Ro1<Re的关系。因此，外部电阻Re与第1假想外部电阻Ro1之差为正值(Re-Ro1>0)，输出电压VS(t)被设为比初始输出电压VS(0)高了电压增加量ΔVS(t)的高电压。

另一方面，在电池电流IB(t)在外部电阻Re流通时，如图6中的箭头所示，产生电压下降Re·IB(t)，所以，若将对电池1施加的电池电压VB(t)代入上述式(1)，则成为以下那样。

VB(t)＝VS(t)-Re·IB(t)

＝{VS(0)+(Re-Ro1)IB(t)}-Re·IB(t)

＝VS(0)-Ro1·IB(t)···(B)

并且，如前所述，第1假想外部电阻Ro1比实际的外部电阻Re小(0<Ro1<Re)。如若对式(B)和式(A)进行比较，则如能够容易理解的那样，式(B)表示：在从电池1观察外部电路10G的情况下，看起来是经由比实际的外部电阻Re小的第1假想外部电阻Ro1而连接于持续产生输出电压VS(0)的外部电源20。

因此，若像这样控制外部电源20，则突破了实际的外部电阻Re的大小的限制，将电池电流IB(t)的收敛的时间常数τ大致设为τ≒Ro1·Cb，能够使电池电流IB(t)快速收敛为稳定时电池电流IBs。并且，根据所设定的第1假想外部电阻Ro1的大小，能够容易使时间常数τ变化。也就是说，也判断出：能够容易变更、调整到电池电流IB(t)收敛为稳定时电池电流IBs为止的时间的长度。

在此，在外部电源20中，为了进行上述的控制，需要在内部短路的检查之前预先获得外部电阻Re。但是，外部电阻Re包括分别在测头12、14与电池1的外部端子5、6之间产生的接触电阻，所以，例如，Re＝4.0Ω、6.5Ω、……等，每次连接时成为不同的值。因此，在本实施方式中，在从组装工序S1进行到高温老化工序S3之后，在前述的初始电压施加工序S5之前，进行实线所示的外部电阻检测工序S4来替代图5中的虚线所示的前述的电池电压测定工序SA。具体而言，如以下这样，检测包括上述的接触电阻的外部电阻Re的值。

如图6所示，在本实施方式的外部电源20内，彼此串联连接的继电器27及固定电阻Rc与电压计26并联连接。在外部电阻检测工序S4中，首先，作为电池电压测定工序S4a，在将外部电源20的可变直流电源22(23、24)设为断开(OFF)，将继电器27也设为了断开的状态下，通过电压计26计测开路电池电压VBO。此外，该开路电池电压VBO的计测与前述的电池电压测定工序SA的开路电池电压VBO的计测同样。在接下来的电阻电压测定工序S4b中，将继电器27设为接通(ON)，计测施加于与电压计26并联设置的固定电阻Rc的电压值。进而，在外部电阻计算工序S4c中，使用所获得的2个电压值来计算外部电阻Re。

在像这样在外部电阻检测工序S4中获得了外部电阻Re的值后，在维持着测头12、14向一对外部端子5、6的连接的状态下，如前述那样，以使得从外部电源20到电池1流通的电池电流IB(t)的初始设备电流IB(0)成为0的方式高精度地进行调整，施加初始输出电压VS(0)(初始电压施加工序S5)。

进而，在维持着测头12、14向一对外部端子5、6的连接的状态下，使用所取得的外部电阻Re，从外部电源20输出以成为所述式(1)所表示的VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro1)IB(t)的方式进行控制而得到的输出电压VS(t)，并向电池1施加(电压施加工序S6)。此外，在本实施方式1中，第1假想外部电阻Ro1例如为0.1Ω、1.0Ω、……等，在0<Ro1<Re的范围内选择预先设定的恒定值。另外，在上述的式(1)中使用的外部电阻Re的值在一次内部短路的检查的期间不进行变更，设为恒定值。

之后，如前述那样，进行判定是否成为了能够判定内部短路的定时的定时判定工序S7。此外，电池电流IB(t)收敛的时间常数τ与容易产生偏差的外部电阻Re成比例(τ≒Re·Cb)，与基于前述的基本原理的情况不同，在本实施方式中，电池电流IB(t)收敛的时间常数τ大致与所设定的第1假想外部电阻Ro1成比例(τ≒Ro1·Cb)。因此，即使对不同的电池1进行内部短路的检查，也难以在电池电流IB(t)收敛的定时(稳定时间ts的大小)上产生偏差。因此，在定时判定工序S7中，容易采用判定是否从检查开始(t＝0)起经过了预测为电池电流IB(t)大致稳定的预定时间(例如，时间常数τ的3倍的时间T＝3Ro1·Cb、时间常数τ的5倍的时间T＝5Ro1·Cb)的手段。并且，在采用了该手段的情况下，用于定时判定的处理变得容易。另外，继而，如前述那样，基于电池电流IB(t)已收敛的稳定时电池电流IBs(参照图4)来判定电池1的内部短路(短路判定工序S8)。

并且，在该短路判定工序S8之后，将判定为不合格品的电池1废弃，另一方面，判定为合格品的电池1在进一步经过了预定的检查之后，作为电池1而完成。即，内部短路的检查，在制造电池1时，在进行了将组装完的未充电的电池1x初次充电到预先设定的充电状态而设为完成了充电的电池1的初次充电工序S2之后，能够作为包括外部电阻检测工序S4到短路判定工序S8的、检查完成了充电的电池1的内部短路检查工序S10来进行。

如以上所说明的那样，在本实施方式1中，虽然在外部电路10G实际上产生了外部电阻Re，但看起来仿佛仅产生了第1假想外部电阻Ro1。该第1假想外部电阻Ro1比实际的外部电阻Re小，所以能够缩短到电池电流IB(t)收敛为稳定时电池电流IBs为止的时间(稳定时间ts)。由此，例如，对稳定时电池电流IBs与基准值IK进行比较来判定内部短路(参照图4)等，能够缩短基于稳定时电池电流IBs的、到能够判定电池1的内部短路为止的时间。另外，在作为蓄电设备的制造工序中的一个工序的检查工序中，能够迅速地进行蓄电设备的内部短路的判定。另外，由此，能够缩短蓄电设备的制造时间。

此外，在本实施方式1中，基于稳定时间ts以后的、电池电流IB(t)收敛而已稳定的稳定时电池电流IBs来判定了电池1的内部短路。但是，也可以基于从外部电源20到电池1流通的电池电流IB(t)随时间经过的变化来在稳定时间ts之前判定电池1的内部短路。例如，检测稳定时间ts之前的、预定的时间t1～t2期间中的电池电流IB(t)随时间经过的变化，求出在该期间所增加的电池电流IB(t)的电流增加量ΔIB(t1～t2)。并且，在该电流增加量ΔIB(t1～t2)比预先设定的基准增加量ΔIBk大(ΔIB(t1～t2)>ΔIBk)的情况下，将该电池1判定为不合格品。另一方面，也可以采用在电流增加量ΔIB(t1～t2)为基准增加量ΔIBk以下(ΔIB(t1～t2)≤ΔIBk)的情况下，将该电池1判定为合格品的判定手段。

(实施方式2)

在上述的实施方式1中，示出了使用包括第1假想外部电阻Ro1的式(1)进行了外部电源20的控制的例子。若将第1假想外部电阻Ro1设定为小的值，则时间常数τ变小，能够缩短到电池电流IB(t)收敛为稳定时电池电流IBs为止的稳定时间ts。但是，若使第1假想外部电阻Ro1小，则会变得容易受外部干扰的影响，例如，如图7的曲线图所示，与将第1假想外部电阻Ro1设定为大的值的情况相比，有时输出电压VS(t)(有时电压增加量ΔVS(t))及电池电流IB(t)会不稳定地大幅变动。此外，作为外部干扰的原因，可举出实际存在的外部电阻Re的变动、环境温度的变动等。作为外部电阻Re的变动的要因，可举出分别使测头12、14与外部端子5、6接触的按压力的变动。测头12、14通过未图示的气压的致动器而动作。这是因为：根据向致动器供给的气压的变动而按压力产生变动，从而测头与外部端子的接触电阻产生变动。

因此，在本实施方式2中，如图8的流程图所示，替代实施方式1中的电压施加工序S6，在电压施加工序S26中切换地使用第1假想外部电阻Ro1和第2假想外部电阻Ro2。即，继初始电压施加工序S5之后，作为第1电压施加工序S26a，使用与实施方式1相同的式(1)来控制外部电源20的输出电压VS(t)。

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro1)·IB(t)···(1)

此外，如前所述，在使用式(1)控制了外部电源20的情况下，电池电流IB(t)收敛的时间常数τ大致成为τ≒Ro1·Cb。

但是，与实施方式1不同，在本实施方式2中，在切换条件判定工序S26b中判定是否满足了预先设定的切换条件。在本实施方式2中，作为切换条件，采用了判定是否从检查开始(t＝0)起经过了预定时间(具体而言，与时间常数τ相同，时间T＝Ro1·Cb)的手段。若从检查开始(t＝0)起经过了时间T＝τ，则预测为电池电流IB(t)成为稳定时电池电流IBs的约63％的大小，所以，以后使得抑制电池电流IB(t)的由外部干扰引起的变动而能够可靠且容易地进行短路判定工序S8中的短路判定。

因此，在切换条件判定工序S26b中满足了切换条件之后，作为第2电压施加工序S26c，使用了第2假想外部电阻Ro2来替代第1假想外部电阻Ro1，根据下述的式(2)来控制外部电源20的输出电压VS(t)。

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro2)·IB(t)···(2)

其中，第2假想外部电阻Ro2是0<Ro1<Ro2<Re的常数。即，设为Ro1<Ro2。

因此，电池电流IB(t)收敛的时间常数τ大致成为τ≒Ro2·Cb>Ro1·Cb，与第1电压施加工序S26a相比，电池电流IB(t)的收敛变得缓慢，到收敛为止会花费时间，所以，定时判定工序S7中的是否成为了判定内部短路的定时的判定变迟。另一方面，如前所述，难以产生由外部干扰引起的电池电流IB(t)的变动，所以，能够合适地进行基于电池电流IB(t)随时间经过的变化、稳定时电池电流IBs的、电池1的内部短路的判定。即，在短路判定工序S8中，对基准值IK与所获得的稳定时电池电流IBs的大小进行比较，在判定电池1的内部短路是否良好时，能够更可靠地进行判定。

以上，按照实施方式1、2及变形方式1、2对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式1、2及变形方式1、2，自不必说，能够在不脱离其要旨的范围内合适地进行变更并应用。例如，本方式的检查方法不限于刚作为新品被制造出的二次电池，例如也可以为了已经使用完的电池组的再利用等，而以二手的二次电池为对象来进行。另外，设为判定对象的蓄电设备不限于锂离子二次电池等二次电池，也可以是双电层电容器(electricaldouble-layer capacitor)、锂离子电容器等电容器。

另外，例如，在实施方式1、2中，在短路判定工序S8中，基于稳定时电池电流IBs或者电流增加量ΔIB的大小来判定了所检查的电池1是合格品还是不合格品。但是，内部短路的判定手段不限于此。例如，在短路判定工序S8中，也可以基于稳定时电池电流IBs或者电流增加量ΔIB的大小来对所检查的电池1的内部短路的程度进行分级。具体而言，不仅是将电池1分成合格品和不合格品，也可以基于稳定时电池电流IBs或者电流增加量ΔIB的大小将合格品的电池进一步分成多个等级。

另外，在实施方式2中，在切换条件判定工序S26b中，作为切换条件，采用了判定是否从检查开始(t＝0)起经过了预定时间的手段。但是，作为切换条件，除此以外也可以将电池电流IB(t)超过了预先设定的值的情况(例如，电池电流IB(t)成为了针对合格品的电池1所预测的稳定时电池电流IBs的63％的大小的情况)等设定为条件。

另外，在实施方式2中从第1假想外部电阻Ro1切换成第2假想外部电阻Ro2，也可以进一步从第2假想外部电阻Ro2切换成第3假想外部电阻Ro3。即，也可以还设置第2切换条件判定工序、及利用使用了0<Ro1<Ro2<Ro3<Re的第3假想外部电阻Ro3的与式(1)、(2)同样的式子的第3电压施加工序。在该情况下，在第3电压施加工序中，能够进一步抑制电池电流IB(t)的变动，所以，能够更合适地进行之后进行的基于电池电流IB(t)随时间经过的变化、稳定时电池电流IBs的、对电池1的内部短路的判定。

Claims (5)

1.一种蓄电设备的检查方法，

将外部电源的测头分别连接于作为检查对象的预先充电了的蓄电设备的一对外部端子，从而构成从上述外部电源到上述蓄电设备流通设备电流IB(t)的闭合电路，通过在上述闭合电路流通的上述设备电流IB(t)来检查上述蓄电设备的内部短路，

所述蓄电设备的检查方法包括：

外部电阻检测工序，分别将上述外部电源的上述测头连接于上述蓄电设备的上述一对外部端子，检测在上述闭合电路中的除上述蓄电设备以外的外部电路产生的外部电阻Re；

初始电压施加工序，在维持着上述测头向上述一对外部端子的连接的状态下，施加使上述设备电流IB(t)的初始设备电流IB(0)成为0的初始输出电压VS(0)；

电压施加工序，在维持着上述测头向上述一对外部端子的连接的状态下，继上述初始电压施加工序之后，从上述外部电源对上述蓄电设备施加下述式(1)的输出电压VS(t)；以及

短路判定工序，基于上述设备电流IB(t)随时间经过的变化或稳定时设备电流IBs来判定上述蓄电设备的内部短路，

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro1)·IB(t)···(1)

第1假想外部电阻Ro1是0<Ro1<Re的常数。

2.根据权利要求1所述的蓄电设备的检查方法，

所述电压施加工序包括：

第1电压施加工序，从所述外部电源对所述蓄电设备施加所述式(1)的输出电压VS(t)；

切换条件判定工序，判定是否满足预先设定的切换条件；以及

第2电压施加工序，在满足了上述切换条件的情况下，在维持着所述测头向所述一对外部端子的连接的状态下，继上述第1电压施加工序之后，从上述外部电源对上述蓄电设备施加下述式(2)的输出电压VS(t)，

VS(t)＝VS(0)+(Re-Ro2)·IB(t)···(2)

第2假想外部电阻Ro2为0<Ro1<Ro2<Re的常数。

3.根据权利要求1或2所述的蓄电设备的检查方法，

所述外部电阻检测工序包括测定所述蓄电设备的开路设备电压VBO的设备电压测定工序，

所述初始电压施加工序包括临时初始电压输出工序和初始电压调整工序，

所述临时初始电压输出工序是输出与所测定的上述开路设备电压VBO一致的输出电压VS的工序，

所述初始电压调整工序是以使得所述设备电流IB(t)的所述初始设备电流IB(0)成为0的方式调整所输出的上述输出电压VS，从而设为所述初始输出电压VS(0)的工序。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电设备的检查方法，

所述蓄电设备具有扁平方形形状，

所述蓄电设备的检查方法在所述蓄电设备被沿其厚度方向加压了的条件下进行。

5.一种蓄电设备的制造方法，包括：

初次充电工序，将组装完的未充电的蓄电设备初次充电到预先设定的充电状态，从而设为预先充电了的蓄电设备；和

内部短路检查工序，通过权利要求1～4中任一项所述的蓄电设备的检查方法来检查预先充电了的上述蓄电设备的内部短路。

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