JP2001236985A - 電池の短絡検査方法及び電池の製造方法 - Google Patents

電池の短絡検査方法及び電池の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電後の極板の膨潤に起因して短絡不良と
なる電池も確実に検査できる電池の短絡検査方法を提供
する。 【解決手段】 正極板２と負極板３をセパレータ４を介
して積層して構成した極板群１を電槽内に挿入して成る
電池の短絡検査方法において、極板群１を電槽に挿入す
る前に極板群１を加圧手段７にて加圧しながら短絡検査
装置１０にて短絡不良検査を行うことにより、充放電後
の極板２、３の膨潤によるセパレータ４の圧縮状態を疑
似的に作り出して短絡検査を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の短絡検査方法
及び電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、正極板と負極板をセパレータを介
して積層して構成した極板群を電槽内に挿入して成る電
池における短絡不良の検査方法として、図３に示すよう
に、正極板２２と負極板２３をセパレータ２４を介して
積層してなる極板群２１を電槽としての電池ケース２５
内に挿入した状態で、負極板２３が接触している電池ケ
ース２５と中央の正極板２２に接続された正極端子２６
との間の絶縁抵抗を絶縁抵抗測定器２７で測ることによ
って行う方法が知られている。
【０００３】また、特開平４−１３８６７４号公報に
は、極板群を電槽内に挿入するための２本の押し棒に検
査装置を接続して、挿入中又は挿入直後に押し棒間に電
圧をかけて短絡検査を行うことが開示されている。
【０００４】また、特開平１１−４０２１０号公報に
は、電池ケース内に極板群を挿入した状態で、電解液を
注入前に、正極と負極間に高電圧を印加し、短絡電流に
よる電圧降下によって短絡検査を行うことにより、軽短
絡を起こす恐れのある未短絡部分も判別するという検査
方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示し
たように電池ケース２５内に極板群２１を挿入した状態
で極板群２１の絶縁抵抗を測定する方法では次のような
問題があった。すなわち、電池を充放電した後には極板
に膨潤が発生する一方、極板群２１は電池ケース２５に
よって拘束されているため、極板２２、２３間に介装さ
れているセパレータ２４が圧縮された状態となり、その
結果充放電後に極板２２、２３とセパレータ２４の間に
潜在的に存在していた導電性の異物や極板２２、２３の
バリにより短絡が発生する恐れがあり、そのため電解液
の注入前の検査の結果は良品と判断されたものでも、充
放電後に短絡不良となる電池が少なくないという問題が
あった。
【０００６】そのため、電池を完成して充放電を行った
後、エージングを入れて、不良品の排出を試みていた
が、時間がかかるとともに完成した電池が不良品の場合
には全く無駄になり、コスト高の要因となっていた。
【０００７】また、絶縁抵抗を測定する方法では、雰囲
気湿度の影響を受け易く、誤判定する恐れがあり、特に
高出力設計の電池では判定が難しいという問題があっ
た。
【０００８】また、上記特開平４−１３８６７４号公報
に開示された検査方法は検査工程を挿入工程と同時に行
うことによって生産性は向上しても、上記極板の膨潤に
より発生する不良品を未然に検出することはできず、ま
た特開平１１−４０２１０号公報に開示された検査方法
でも、軽短絡を起こす恐れのある未短絡部分を判別でき
るとは言え、このような問題を高い信頼性をもって的確
に検査できるという保証はない。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、充放
電後の極板の膨潤に起因して短絡不良となる電池も確実
に検査できる電池の短絡検査方法及び製造方法を提供す
ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の電池の短絡検査
方法は、正極板と負極板をセパレータを介して積層して
構成した極板群を電槽内に挿入して成る電池の短絡検査
方法であって、極板群を電槽に挿入する前に極板群を加
圧しながら短絡不良を検査するものであり、極板群を加
圧することによって充放電後の極板の膨潤によるセパレ
ータの圧縮状態を疑似的に作り出して短絡検査を行うこ
とができ、極板群を電槽に挿入する前の検査で、充放電
後の極板の膨潤に起因して短絡不良となる電池を確実に
検査でき、極板の膨潤により発生する不良品を未然に検
出することができる。
【００１１】また、両極板及びセパレータを減圧乾燥し
た後、極板群を構成すると、雰囲気湿度の影響を受け
ず、検査の精度を向上させることができる。
【００１２】また、電池を所定回数サイクル使用した後
にセパレータが圧縮される寸法と同等の寸法にセパレー
タが圧縮されるまで極板群を加圧すると、セパレータは
所定回数サイクル使用するとその圧縮状態が安定するた
め、それに対応した圧縮状態にすることによって極板の
膨潤により発生する不良品がかなり後になって発生する
という恐れがなく、より信頼性の高い検査を行うことが
できる。
【００１３】また、短絡不良検査は、正負極間に所定の
電圧を印加し、通電する電流を測定して行うと、微細な
異物やバリによる潜在的な短絡要因も確実に検査でき、
信頼性の高い検査を行うことができる。
【００１４】また、所定電圧を、加圧により圧縮したセ
パレータの限界電圧の２／３より低い電圧に設定する
と、極板群にダメージを与えることなく、厳格な検査を
行うことができ、検査の信頼性を向上できる。
【００１５】また、本発明の電池の製造方法は、正極板
と負極板をセパレータを介して積層して極板群を構成
し、極板群を加圧しながら短絡不良を検査し、検査結果
が良品の極板群を電槽に挿入配置し、電槽内に電解液を
注入して開口部を密封するものであり、上記のように極
板群を電槽に挿入する前の検査で、充放電後の極板の膨
潤に起因して短絡不良となる不良品を未然に排除でき、
信頼性の高い電池を効率的に製造することができる。
【００１６】また、両極板及びセパレータを減圧乾燥し
た後、極板群を構成すると、雰囲気湿度の影響を受けな
い精度の高い検査を行った電池を製造することができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電池の短絡検査方
法及び電池の製造方法の一実施形態について、図１、図
２を参照して説明する。
【００１８】図１において、１はニッケル・水素二次電
池用の極板群であり、複数枚の正極板２と複数枚の負極
板３とを交互に配置するとともに、各正極板２に横方向
に開口部を有する袋状のセパレータ４を被せることによ
り、正極板２と負極板３の間にセパレータ４を介装した
状態で積層して構成されている。正極板２及び負極板３
は互いに反対側の側縁部が外側に突出されてリード部と
され、両リード部にそれぞれ垂直にニッケル板又はニッ
ケルメッキ鋼板製の正極と負極の集電板５、６が溶接接
合されている。
【００１９】正極板２はＮｉの発泡メタルから成るとと
もに、そのリード部は発泡メタルを加圧して圧縮しかつ
その一面にリード板を超音波溶接でシーム溶接して構成
されている。また、負極板３はＮｉのパンチングメタル
にリード部を除いて活物質を塗着して構成されている。
また、セパレータ４は０．２０ｍｍ厚さの不織布を袋状
に形成して構成されている。なお、これら正極板２、負
極板３及びセパレータ４は、極板群１を構成する前に減
圧乾燥して後続する短絡検査において雰囲気湿度の影響
を受けないようにし、高い検査精度が得られるようにし
ている。
【００２０】このように構成された極板群１を電槽に挿
入する前に加圧治具８とシリンダ装置などの押圧具９と
から成る加圧手段７にセットし、集電板５、６を短絡検
査装置１０のアウトプット端子１０ａ、１０ｂに接続し
て短絡検査が行われる。
【００２１】短絡検査装置１０は、電源１１に第１のス
イッチ１２を介してコンデンサ１３を接続し、コンデン
サ１３と両アウトプット端子１０ａ、１０ｂの間に電流
検出器１４とスイッチ１５を介装して構成されている。
【００２２】短絡検査に際しては、加圧手段７にて極板
群１に約４０００Ｎの荷重を負荷することによってセパ
レータ４の厚さをｔ１からｔ２まで圧縮して保持する。
この圧縮量は、電池の充放電を繰り返すと、図２に示す
ように、セパレータ４の厚さが当初のｔ１から漸次圧縮
されるとともに、所定回数サイクル使用した後にはセパ
レータ４の厚さがｔ２で安定することに基づいている。
通例では、充電放電回数Ｃが１００回程度で安定し、そ
の時には例えば当初の厚さｔ１＝０．２０ｍｍであった
ものが厚さｔ２＝０．１３ｍｍ程度となる。
【００２３】次に、短絡検査装置１０の第２のスイッチ
１５を開き、第１のスイッチ１２を閉じてコンデンサ１
３に充電し、充電が終わると印加電圧４００Ｖで第１の
スイッチ１２を開き、第２のスイッチ１５を閉じて極板
群１に通電し、その際の通電電流を電流検出器１４で測
定する。通常、良品の場合は短絡電流が流れないため、
良否の判定を確実に行うことができる。
【００２４】こうして極板群１の短絡検査を行った後、
良品の極板群１のみを上面開口の直方体状の電槽（図示
せず）内に電解液とともに収納し、電槽の上面開口を蓋
体（図示せず）にて一体的に閉鎖することによって電池
が製造される。
【００２５】本実施形態によれば、上記のように極板群
１を加圧することによって充放電後の極板２、３の膨潤
によるセパレータ４の圧縮状態を疑似的に作り出して短
絡検査を行っているので、極板群１を電槽に挿入する前
の検査によって、充放電後の極板２、３の膨潤に起因し
て短絡不良となる電池を確実に検査でき、使用後に発生
する不良品を未然に検出することができる。特に、短絡
検査時の極板群１の加圧力を、セパレータ４の厚さが電
池を所定回数サイクル使用した後に安定する厚さと同等
の厚さになるように設定しているので、極板２、３の膨
潤により発生する不良品がかなり後になって発生すると
いう恐れがなく、より信頼性の高い検査を行うことがで
きる。
【００２６】また、短絡不良検査は、正負極２、３間に
コンデンサ１３にて所定の電圧を印加し、その際の通電
電流を電流検出器１４にて測定して行っているので、微
細な異物やバリによる潜在的な短絡要因も確実に検査で
き、信頼性の高い検査を行うことができ、特に印加電圧
を、圧縮したセパレータ４の限界電圧の２／３より低く
かつそれに近い電圧、例えば４００Ｖ程度の高い電圧に
設定しているので、極板群１にダメージを与えることな
く、厳格な検査を行うことができ、検査の信頼性を向上
できる。
【００２７】また、このように予め短絡検査を行った極
板群１を用いて上記のように電池を製造することによっ
て、充放電後の極板２、３の膨潤に起因する短絡不良品
を未然に排除でき、信頼性の高い電池を効率的に製造す
ることができる。
【００２８】以上の実施形態の短絡検査方法と、極板群
を加圧せずに短絡検査する従来例によって検査した場合
について、その短絡検査不良率と１０００サイクル使用
後の故障率とを次の表１に示す。なお、数値は従来例を
１００とした指数である。
【００２９】
【表１】 表１より、本実施形態によって短絡検査時の不良率が高
くなるとともに、その分その後の故障率が低下してお
り、本実施形態によって短絡不良を未然に精度良く検出
できることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の電池の短絡検査方法によれば、
以上のように極板群を電槽に挿入する前に極板群を加圧
しながら短絡不良を検査するので、充放電後の極板の膨
潤によるセパレータの圧縮状態を疑似的に作り出して短
絡検査を行うことができ、極板群を電槽に挿入する前の
検査で、充放電後の極板の膨潤に起因して短絡不良とな
る電池を未然に確実に検査することができる。
【００３１】また、両極板及びセパレータを減圧乾燥し
た後、極板群を構成すると、雰囲気湿度の影響を受け
ず、検査の精度を向上させることができる。
【００３２】また、電池を所定回数サイクル使用した後
にセパレータが圧縮される寸法と同等の寸法にセパレー
タが圧縮されるまで極板群を加圧すると、所定回数サイ
クル使用してセパレータの圧縮状態が安定した状態に応
じた検査を行え、極板の膨潤により発生する不良品がか
なり後になって発生するという恐れがなく、より信頼性
の高い検査を行うことができる。
【００３３】また、短絡不良検査は、正負極間に所定の
電圧を印加し、通電する電流を測定して行うと、微細な
異物やバリによる潜在的な短絡要因も確実に検査でき、
信頼性の高い検査を行うことができる。
【００３４】また、所定電圧を、加圧により圧縮したセ
パレータの限界電圧の２／３より低い電圧に設定する
と、極板群にダメージを与えることなく、厳格な検査を
行うことができ、検査の信頼性を向上できる。
【００３５】また、本発明の電池の製造方法によれば、
正極板と負極板をセパレータを介して積層して極板群を
構成し、極板群を加圧しながら短絡不良を検査し、検査
結果が良品の極板群を電槽に挿入配置し、電槽内に電解
液を注入して開口部を密封するので、上記のように極板
群を電槽に挿入する前の検査で、充放電後の極板の膨潤
に起因して短絡不良となる不良品を未然に排除でき、信
頼性の高い電池を効率的に製造することができる。
【００３６】また、両極板及びセパレータを減圧乾燥し
た後、極板群を構成すると、雰囲気湿度の影響を受けな
い精度の高い検査を行った電池を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池の短絡検査方法の一実施形態の概
略構成図である。
【図２】電池の充放電回数によるセパレータ厚の変化を
示すグラフである。
【図３】従来例の電池の短絡検査方法の説明図である。
【符号の説明】
１ 極板群 ２ 正極板 ３ 負極板 ４ セパレータ ７ 加圧手段 １０ 短絡検査装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅香 英雄 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 富岡 克行 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 (72)発明者 藤岡 徳之 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック ＥＶエナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2G014 AA03 AB61 AC18 2G016 CA00 CB05 CC01 CC12 CD10 5H028 AA05 BB12 CC11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正極板と負極板をセパレータを介して積
    層して構成した極板群を電槽内に挿入して成る電池の短
    絡検査方法であって、極板群を電槽に挿入する前に極板
    群を加圧しながら短絡不良を検査することを特徴とする
    電池の短絡検査方法。
  2. 【請求項２】 両極板及びセパレータを減圧乾燥した
    後、極板群を構成することを特徴とする請求項１記載の
    電池の短絡検査方法。
  3. 【請求項３】 電池を所定回数サイクル使用した後にセ
    パレータが圧縮される寸法と同等の寸法にセパレータが
    圧縮されるまで極板群を加圧することを特徴とする請求
    項１又は２記載の電池の短絡検査方法。
  4. 【請求項４】 短絡不良検査は、正負極間に所定の電圧
    を印加し、通電する電流を測定して行うことを特徴とす
    る請求項１〜３の何れかに記載の電池の短絡検査方法。
  5. 【請求項５】 所定電圧は、加圧により圧縮したセパレ
    ータの限界電圧の２／３より低い電圧に設定することを
    特徴とする請求項４記載の電池の短絡検査方法。
  6. 【請求項６】 正極板と負極板をセパレータを介して積
    層して極板群を構成し、極板群を加圧しながら短絡不良
    を検査し、検査結果が良品の極板群を電槽に挿入配置
    し、電槽内に電解液を注入して開口部を密封することを
    特徴とする電池の製造方法。
  7. 【請求項７】 両極板及びセパレータを減圧乾燥した
    後、極板群を構成することを特徴とする請求項６記載の
    電池の製造方法。
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