JP2002313435A - 電池の検査方法 - Google Patents
電池の検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の内部短絡を精度よく検出する検査方法
を提供すること。 【解決手段】 完成後の電池を２段階の定電流すなわち
第１の放電電流Ｉaと第２の放電電流Ｉbとにより放電
し、その際の電圧変化すなわち第１の放電電圧と第２の
放電電圧との差を放電電流の差から内部抵抗成分として
求め、精度よく電池の内部短絡を検出する電池の検査方
法であり、第１段目の放電電流を第２段目の放電電流よ
りも大きくする。
を提供すること。 【解決手段】 完成後の電池を２段階の定電流すなわち
第１の放電電流Ｉaと第２の放電電流Ｉbとにより放電
し、その際の電圧変化すなわち第１の放電電圧と第２の
放電電圧との差を放電電流の差から内部抵抗成分として
求め、精度よく電池の内部短絡を検出する電池の検査方
法であり、第１段目の放電電流を第２段目の放電電流よ
りも大きくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池などの電
池の検査方法に関するものである。
池の検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、制御弁式鉛蓄電池は正極板と
負極板を、微細なガラスマット状セパレータを介して組
み合わせ、樹脂製のケースに収納し、電解液である希硫
酸を加えて電池を構成させていた。このガラスマット状
セパレータは電解液を保持する作用を有しているため、
電池容量を確保するという観点からセパレータの厚みは
２ｍｍ程度以上のものを用いることが一般的である。
負極板を、微細なガラスマット状セパレータを介して組
み合わせ、樹脂製のケースに収納し、電解液である希硫
酸を加えて電池を構成させていた。このガラスマット状
セパレータは電解液を保持する作用を有しているため、
電池容量を確保するという観点からセパレータの厚みは
２ｍｍ程度以上のものを用いることが一般的である。
【０００３】しかしながら、近年、バックアップ用の電
池や、ハイブリッド車両のアシスト用電池は容量特性よ
りも出力特性、すなわち高率放電特性が重視されつつあ
る。この高率放電特性を向上させるため、正負極の極板
厚みを薄くしてセルの構成極板枚数を増やしたり、電池
の内部抵抗を低減させるためにセパレータを薄くするな
どして、正負極の極板間隔を狭くしたりするなどの改良
を行う試みがなされてきており、セパレータの厚みに関
しては従来の２ｍｍ程度のものから、さらに薄いものが
用いられている。しかしながら、例えばセパレータの厚
みを１．０ｍｍ以下に薄くして電池の高率放電特性の改
良を行うと、電池の正負極板が接触し内部短絡を生じる
可能性がある。
池や、ハイブリッド車両のアシスト用電池は容量特性よ
りも出力特性、すなわち高率放電特性が重視されつつあ
る。この高率放電特性を向上させるため、正負極の極板
厚みを薄くしてセルの構成極板枚数を増やしたり、電池
の内部抵抗を低減させるためにセパレータを薄くするな
どして、正負極の極板間隔を狭くしたりするなどの改良
を行う試みがなされてきており、セパレータの厚みに関
しては従来の２ｍｍ程度のものから、さらに薄いものが
用いられている。しかしながら、例えばセパレータの厚
みを１．０ｍｍ以下に薄くして電池の高率放電特性の改
良を行うと、電池の正負極板が接触し内部短絡を生じる
可能性がある。
【０００４】したがって、セパレータ厚み（極板群が電
槽に収納された状態における正極板面と負極板面間の距
離に相当）が１．０ｍｍ以下の電池については電池の内
部短絡検査が必要となってくる。
槽に収納された状態における正極板面と負極板面間の距
離に相当）が１．０ｍｍ以下の電池については電池の内
部短絡検査が必要となってくる。
【０００５】この内部短絡検査の方法としては電池の組
立中に極板とセパレータのずれ等を目視することや高電
圧を正極と負極間に印加することによって正極と負極間
に流れる電流を測定し、その値によって判定する方法が
ある。
立中に極板とセパレータのずれ等を目視することや高電
圧を正極と負極間に印加することによって正極と負極間
に流れる電流を測定し、その値によって判定する方法が
ある。
【０００６】また、電池組立工程が終了し充電すること
によって完成した電池においても、一定期間の保存試験
（エージング）の前後に電池の開路電圧を測定し、開路
電圧の変化あるいは低下を検出することによって内部短
絡を検出したり、電池を大電流にて短時間放電し、その
際の電池電圧降下からＩＲドロップとして電池の内部抵
抗を推定し、内部短絡を検出するなどの方法がとられて
いた。さらには１ｋＨｚ程度の周波数の交流を電池に印
加し、内部抵抗を直接測定する試みなどもなされてい
た。
によって完成した電池においても、一定期間の保存試験
（エージング）の前後に電池の開路電圧を測定し、開路
電圧の変化あるいは低下を検出することによって内部短
絡を検出したり、電池を大電流にて短時間放電し、その
際の電池電圧降下からＩＲドロップとして電池の内部抵
抗を推定し、内部短絡を検出するなどの方法がとられて
いた。さらには１ｋＨｚ程度の周波数の交流を電池に印
加し、内部抵抗を直接測定する試みなどもなされてい
た。
【０００７】しかしながら、これらの検査方法によって
も正負極板の内部短絡を完全に検出することは難しく、
その検出精度を高めるためには例えばエージング期間を
より長期間確保することが必要であった。また、エージ
ング後の短絡検査で良品と判定された電池においても生
産工場出荷後の輸送期間を経て電池がユーザーの手元に
届いてから内部短絡が発見されるということも生じてい
た。
も正負極板の内部短絡を完全に検出することは難しく、
その検出精度を高めるためには例えばエージング期間を
より長期間確保することが必要であった。また、エージ
ング後の短絡検査で良品と判定された電池においても生
産工場出荷後の輸送期間を経て電池がユーザーの手元に
届いてから内部短絡が発見されるということも生じてい
た。
【０００８】また、従来からの内部抵抗を測定する方法
では、電池の直列接続数が多くなり、高電圧の電池ユニ
ットの状態では内部抵抗が測定できなくなるという測定
器自身の問題も生じていた。また、短時間大電流にて放
電し、その際の電圧降下を測定する方法では、測定系の
抵抗の方が大きく、セルの微少な内部短絡を精度よく検
出することは困難であった。
では、電池の直列接続数が多くなり、高電圧の電池ユニ
ットの状態では内部抵抗が測定できなくなるという測定
器自身の問題も生じていた。また、短時間大電流にて放
電し、その際の電圧降下を測定する方法では、測定系の
抵抗の方が大きく、セルの微少な内部短絡を精度よく検
出することは困難であった。
【０００９】例えば制御弁式鉛蓄電池が無停電電源装置
などの高率放電に用いられる場合には、これらの内部短
絡を効率よく検出することは不可欠で、機器の中で電池
が直列に接続されて、高電圧で用いられる場合には機器
の信頼性をも左右する重要な一要因となっていた。した
がって、工程内で精度よく電池の内部短絡を検出するこ
とが、電池や電池を用いる機器の信頼性を高めるために
は不可欠の要因となってきていた。
などの高率放電に用いられる場合には、これらの内部短
絡を効率よく検出することは不可欠で、機器の中で電池
が直列に接続されて、高電圧で用いられる場合には機器
の信頼性をも左右する重要な一要因となっていた。した
がって、工程内で精度よく電池の内部短絡を検出するこ
とが、電池や電池を用いる機器の信頼性を高めるために
は不可欠の要因となってきていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は電池の
内部短絡を短期間で精度よく判定する電池の検査方法を
提供することを目的とするものである。
内部短絡を短期間で精度よく判定する電池の検査方法を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するもので、効率よく、高精度に電池の内
部短絡を検出することを目的とし、信頼性に優れた電池
の検査方法を提供するものである。
の課題を解決するもので、効率よく、高精度に電池の内
部短絡を検出することを目的とし、信頼性に優れた電池
の検査方法を提供するものである。
【００１２】すなわち、本発明の請求項１に係る発明
は、電池を第１の放電電流Ｉaで第１段目の放電を行う
とともに、この第１段目の放電に引き続いて第１の放電
電流Ｉ aとは異なる第２の放電電流Ｉbで連続して第２段
目の放電をし、第１段目の放電における電池放電電圧Ｖ
aと第２段目の放電における電池放電電圧Ｖbを測定し、
電池放電電圧Ｖaと電池放電電圧Ｖbとの電圧差に基づい
て電池の良否判定を行うことを特徴とする電池の検査方
法を示すものである。
は、電池を第１の放電電流Ｉaで第１段目の放電を行う
とともに、この第１段目の放電に引き続いて第１の放電
電流Ｉ aとは異なる第２の放電電流Ｉbで連続して第２段
目の放電をし、第１段目の放電における電池放電電圧Ｖ
aと第２段目の放電における電池放電電圧Ｖbを測定し、
電池放電電圧Ｖaと電池放電電圧Ｖbとの電圧差に基づい
て電池の良否判定を行うことを特徴とする電池の検査方
法を示すものである。
【００１３】本発明の請求項２に係る発明は、請求項１
の電池の検査方法において電圧差の絶対値を第１の放電
電流Ｉaと第２の放電電流Ｉbとの電流差の絶対値で除し
た値により電池の良否判定を行うものである。
の電池の検査方法において電圧差の絶対値を第１の放電
電流Ｉaと第２の放電電流Ｉbとの電流差の絶対値で除し
た値により電池の良否判定を行うものである。
【００１４】さらに本発明の請求項３に係る発明は、請
求項１もしくは請求項２の電池の検査方法において適用
する電池は鉛蓄電池であるとともに、少なくとも１２セ
ル以上が直列接続された状態で通電を行うことを示すも
のである。
求項１もしくは請求項２の電池の検査方法において適用
する電池は鉛蓄電池であるとともに、少なくとも１２セ
ル以上が直列接続された状態で通電を行うことを示すも
のである。
【００１５】また本発明の請求項４に係る発明は、請求
項１ないし３のいずれかに記載の電池の検査方法におい
て第２の放電電流Ｉbよりも第１の放電電流Ｉaを大きく
したことを示すものである。
項１ないし３のいずれかに記載の電池の検査方法におい
て第２の放電電流Ｉbよりも第１の放電電流Ｉaを大きく
したことを示すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
して以下に説明する。
【００１７】図１（ａ）に示すように被検電池１に放電
装置２が接続されている。放電装置２は図１（ｂ）に示
すようなパターンで被検電池１を放電する。すなわち、
第１の放電電流Ｉaにてｔ1秒間放電し、ｔ1秒目の第１
の放電電圧Ｖaを測定する。その後ただちに放電電流を
第２の放電電流Ｉbに変化させ、引き続きｔ2秒間放電し
た後のｔ2秒目の第２の放電電圧Ｖbを測定する。
装置２が接続されている。放電装置２は図１（ｂ）に示
すようなパターンで被検電池１を放電する。すなわち、
第１の放電電流Ｉaにてｔ1秒間放電し、ｔ1秒目の第１
の放電電圧Ｖaを測定する。その後ただちに放電電流を
第２の放電電流Ｉbに変化させ、引き続きｔ2秒間放電し
た後のｔ2秒目の第２の放電電圧Ｖbを測定する。
【００１８】本発明の電池の検査方法においてはこの第
１の放電電圧Ｖa値と第２の放電電圧Ｖb値との差分であ
るＶa−Ｖbに基づいて電池内短絡の有無を判定する。ま
た、この差分の絶対値を第１の放電電流Ｉaと第２の放
電電流Ｉbとの差分の絶対値で除した値すなわち｜（Ｖa
−Ｖb）／（Ｉb−Ｉa）｜により電池の内部抵抗Ｒを求
め、この時の電池の内部抵抗Ｒから電池の内部短絡を検
出するものである。このような方法によれば電池への配
線を含む測定系の電気抵抗成分の影響を少なくすること
ができる。また、電池の放電開始直後には、電解液中の
硫酸の拡散層の形成に基づく拡散過電圧（電圧降下）が
発生する。本発明の方法によれば第１の放電電流によっ
てすでに拡散層の形成が完了している。したがって、第
１の放電電流よりも小さい第２の放電電流での放電では
これ以上の拡散層が形成されることはないので、第１の
放電電圧Ｖaと第２の放電電圧Ｖbとの差分は拡散に基づ
く電圧降下を含まないので電池内部の微少な短絡に起因
する抵抗成分に起因する電圧変化を精度よく検出するこ
とができる。それ故、第１の放電電流Ｉaは第２の放電
電流Ｉbよりも大きくすることが好ましい。
１の放電電圧Ｖa値と第２の放電電圧Ｖb値との差分であ
るＶa−Ｖbに基づいて電池内短絡の有無を判定する。ま
た、この差分の絶対値を第１の放電電流Ｉaと第２の放
電電流Ｉbとの差分の絶対値で除した値すなわち｜（Ｖa
−Ｖb）／（Ｉb−Ｉa）｜により電池の内部抵抗Ｒを求
め、この時の電池の内部抵抗Ｒから電池の内部短絡を検
出するものである。このような方法によれば電池への配
線を含む測定系の電気抵抗成分の影響を少なくすること
ができる。また、電池の放電開始直後には、電解液中の
硫酸の拡散層の形成に基づく拡散過電圧（電圧降下）が
発生する。本発明の方法によれば第１の放電電流によっ
てすでに拡散層の形成が完了している。したがって、第
１の放電電流よりも小さい第２の放電電流での放電では
これ以上の拡散層が形成されることはないので、第１の
放電電圧Ｖaと第２の放電電圧Ｖbとの差分は拡散に基づ
く電圧降下を含まないので電池内部の微少な短絡に起因
する抵抗成分に起因する電圧変化を精度よく検出するこ
とができる。それ故、第１の放電電流Ｉaは第２の放電
電流Ｉbよりも大きくすることが好ましい。
【００１９】また、この方法によれば電池を多数個直列
接続した際に、従来からの交流法による内部抵抗の測定
電圧の制限をも考慮することなく、高電圧の組電池の内
部抵抗測定が可能となる。
接続した際に、従来からの交流法による内部抵抗の測定
電圧の制限をも考慮することなく、高電圧の組電池の内
部抵抗測定が可能となる。
【００２０】上記の検査方法により、電池内部の正負極
板に起因する微少な内部短絡を精度よく検出することが
できる。また、この検査方法によれば、電池を多数個直
列接続した後であっても同様に精度よく検査することが
可能となる。特に従来の方法は少なくとも１２Ｖ単位
（鉛蓄電池セルが６直列）未満で検査を行うことが一般
的であり、これ以上多数セル、例えば１２セル直列や１
８セル直列といった多数個のセルを直列にすると、前記
したような配線系や電池セル内部の電解液拡散に基づく
電圧降下の値が絶対値として大きくなるので直列接続さ
れたセルの中で１セルの異常を判定することができな
い。ところが本発明の方法によれば特に電解液拡散に基
づく電圧降下を無視することができるのでこのような多
数個の組電池においても精度よく、電池の内部短絡を検
出することができる。
板に起因する微少な内部短絡を精度よく検出することが
できる。また、この検査方法によれば、電池を多数個直
列接続した後であっても同様に精度よく検査することが
可能となる。特に従来の方法は少なくとも１２Ｖ単位
（鉛蓄電池セルが６直列）未満で検査を行うことが一般
的であり、これ以上多数セル、例えば１２セル直列や１
８セル直列といった多数個のセルを直列にすると、前記
したような配線系や電池セル内部の電解液拡散に基づく
電圧降下の値が絶対値として大きくなるので直列接続さ
れたセルの中で１セルの異常を判定することができな
い。ところが本発明の方法によれば特に電解液拡散に基
づく電圧降下を無視することができるのでこのような多
数個の組電池においても精度よく、電池の内部短絡を検
出することができる。
【００２１】
【実施例】公称電圧１２Ｖ，２０時間率定格容量が７．
２Ａｈの制御弁式鉛蓄電池において、前記した本発明に
よる電池の検査方法と従来例による電池の検査方法を行
い、短絡の検出精度を比較して確認した。
２Ａｈの制御弁式鉛蓄電池において、前記した本発明に
よる電池の検査方法と従来例による電池の検査方法を行
い、短絡の検出精度を比較して確認した。
【００２２】本発明による電池の検査方法としては第１
の放電電流Ｉaを７２Ａ、第２の放電電流Ｉbを３６Ａと
して、第１の放電電流Ｉaによる第１段目の放電を５秒
間、第２の放電電流Ｉbによる第２段目の放電を２秒間
連続して行い、放電開始後の５秒目の電圧すなわち第１
段目の放電における放電末期電圧に相当するＶaと７秒
目の電圧すなわち第２段目の放電における放電末期電圧
に相当するＶbを測定した。
の放電電流Ｉaを７２Ａ、第２の放電電流Ｉbを３６Ａと
して、第１の放電電流Ｉaによる第１段目の放電を５秒
間、第２の放電電流Ｉbによる第２段目の放電を２秒間
連続して行い、放電開始後の５秒目の電圧すなわち第１
段目の放電における放電末期電圧に相当するＶaと７秒
目の電圧すなわち第２段目の放電における放電末期電圧
に相当するＶbを測定した。
【００２３】ここで電池の内部抵抗Ｒを（Ｖa−Ｖb）／
（７２−３６）として求めた。この内部抵抗値の値に基
づいて短絡の有無を判定した。
（７２−３６）として求めた。この内部抵抗値の値に基
づいて短絡の有無を判定した。
【００２４】従来例の電池の検査方法としては組立工程
中で電解液を注入する前に各セルに５００Ｖの電圧を印
加した時に流れる電流値で内部短絡の有無を判定する方
法（この方法を従来法１とする）、完成後の電池を２５
℃にて２週間保存後の電池の開路電圧変化を測定して、
その変化値により内部短絡の有無を判定する方法（この
方法を従来法２とする）および完成後の電池を７２Ａの
定電流にて５秒間放電した時の放電電圧値から内部短絡
の有無を判定する方法（この方法を従来法３とする）と
し、その結果を本発明の結果と比較して表１に示した。
中で電解液を注入する前に各セルに５００Ｖの電圧を印
加した時に流れる電流値で内部短絡の有無を判定する方
法（この方法を従来法１とする）、完成後の電池を２５
℃にて２週間保存後の電池の開路電圧変化を測定して、
その変化値により内部短絡の有無を判定する方法（この
方法を従来法２とする）および完成後の電池を７２Ａの
定電流にて５秒間放電した時の放電電圧値から内部短絡
の有無を判定する方法（この方法を従来法３とする）と
し、その結果を本発明の結果と比較して表１に示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示した結果から本発明の検査方法に
よれば電池Ｎｏ．１〜電池Ｎｏ．４については内部短絡
として検出することが可能であったが、従来法１，従来
法２，従来法３のいずれの従来方法によってもこれらの
電池の内部短絡は検出することはできなかった。ちなみ
に本発明の検査方法によるＲ値を電池Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４の内部短絡が発生した電池群とＮｏ．５〜Ｎｏ．１０
の内部短絡が発生していなかった電池群とで比較した場
合、前者が３５〜４０ｍΩ、後者が２５〜３０ｍΩであ
り、このＲ値により内部短絡の有無を判定できることが
わかる。一方、従来法３により求めた内部抵抗値を前記
した電池群で比較すると、内部短絡がある前者が９〜１
０ｍΩであり、内部短絡がない後者が８〜９ｍΩであっ
た。したがってこのような従来法３では内部短絡の有無
を精度よく判定することが非常に困難であることがわか
る。反面、本発明による電池の検査方法によれば従来法
１，従来法２，従来法３の各方法によっても検出されな
い微少な内部短絡であっても、精度よく検出することが
できる。
よれば電池Ｎｏ．１〜電池Ｎｏ．４については内部短絡
として検出することが可能であったが、従来法１，従来
法２，従来法３のいずれの従来方法によってもこれらの
電池の内部短絡は検出することはできなかった。ちなみ
に本発明の検査方法によるＲ値を電池Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
４の内部短絡が発生した電池群とＮｏ．５〜Ｎｏ．１０
の内部短絡が発生していなかった電池群とで比較した場
合、前者が３５〜４０ｍΩ、後者が２５〜３０ｍΩであ
り、このＲ値により内部短絡の有無を判定できることが
わかる。一方、従来法３により求めた内部抵抗値を前記
した電池群で比較すると、内部短絡がある前者が９〜１
０ｍΩであり、内部短絡がない後者が８〜９ｍΩであっ
た。したがってこのような従来法３では内部短絡の有無
を精度よく判定することが非常に困難であることがわか
る。反面、本発明による電池の検査方法によれば従来法
１，従来法２，従来法３の各方法によっても検出されな
い微少な内部短絡であっても、精度よく検出することが
できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば電池
の内部短絡の検出を従来の方法に比較して精度よく行え
ることができることから、工業上、極めて有用である。
の内部短絡の検出を従来の方法に比較して精度よく行え
ることができることから、工業上、極めて有用である。
【図１】本発明による電池検査方法を示す説明図
１ 被検電池 ２ 放電装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲たか▼松 傑 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H030 AA06 AA09 AS18 BB21 FF44
Claims (4)
- 【請求項１】 電池を第１の放電電流Ｉaで第１段目の
放電を行うとともに、この第１段目の放電に引き続いて
前記第１の放電電流Ｉaとは異なる第２の放電電流Ｉbで
連続して第２段目の放電をし、前記第１段目の放電にお
ける電池放電電圧Ｖaと前記第２段目の放電における電
池放電電圧Ｖbを測定し、前記電池放電電圧Ｖaと前記電
池放電電圧Ｖbとの電圧差に基づいて電池の良否判定を
行うことを特徴とする電池の検査方法。 - 【請求項２】 前記電圧差の絶対値を前記第１の放電電
流Ｉaと前記第２の放電電流Ｉbとの電流差の絶対値で除
した値により電池の良否判定を行うことを特徴とする請
求項１に記載の電池の検査方法。 - 【請求項３】 前記電池は鉛蓄電池であるとともに、少
なくとも１２セル以上が直列接続された状態で通電を行
うことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の電池の
検査方法。 - 【請求項４】 前記第２の放電電流Ｉbよりも前記第１
の放電電流Ｉaを大きくしたことを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の電池の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119276A JP2002313435A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 電池の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119276A JP2002313435A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 電池の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002313435A true JP2002313435A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18969527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001119276A Pending JP2002313435A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 電池の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002313435A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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