JP2003036887A - リチウム二次電池の検査方法 - Google Patents
リチウム二次電池の検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム二次電池の信頼性を確保すると共
に、検査所要時間を短縮することが可能なリチウム二次
電池の検査方法を提供する。 【解決手段】 マンガン酸リチウム粉末を用いた正極
と、負極とをセパレータを介して捲回し、密閉円筒形リ
チウムイオン二次電池を作製した。得られた電池１００
本に、第一の電圧として４．２Ｖの定電圧を２週間印加
し、第二の電圧として３．９Ｖの定電圧で１０時間充電
して放置し、電圧低下率が平均値より標準偏差の３倍以
上大きい電池を電圧低下不良電池と判別した。正極に混
入した金属粉の溶解を促進し、微小短絡による電圧低下
の感度を高くできた。
に、検査所要時間を短縮することが可能なリチウム二次
電池の検査方法を提供する。 【解決手段】 マンガン酸リチウム粉末を用いた正極
と、負極とをセパレータを介して捲回し、密閉円筒形リ
チウムイオン二次電池を作製した。得られた電池１００
本に、第一の電圧として４．２Ｖの定電圧を２週間印加
し、第二の電圧として３．９Ｖの定電圧で１０時間充電
して放置し、電圧低下率が平均値より標準偏差の３倍以
上大きい電池を電圧低下不良電池と判別した。正極に混
入した金属粉の溶解を促進し、微小短絡による電圧低下
の感度を高くできた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
の検査方法に関し、特に、正極にリチウムマンガン複酸
化物を用いたリチウム二次電池を充電して放置後の電圧
変化を検査するリチウム二次電池の検査方法に関する。
の検査方法に関し、特に、正極にリチウムマンガン複酸
化物を用いたリチウム二次電池を充電して放置後の電圧
変化を検査するリチウム二次電池の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、マンガン酸リチウム等のリチウム
と資源が豊富で安価なマンガンを含む複酸化物を正極と
するリチウム二次電池の研究、開発が盛んに行われてい
る。
と資源が豊富で安価なマンガンを含む複酸化物を正極と
するリチウム二次電池の研究、開発が盛んに行われてい
る。
【０００３】リチウム二次電池は、厚さ数十μｍのセパ
レータを使用して正極と負極が直接接触することを防止
しているが、大きさがμｍオーダの導電性異物（金属
粉）がリチウムマンガン複酸化物中に混入すると、混入
した金属粉が電解液に溶解し析出してセパレータを貫通
してしまい短絡を起こす恐れがある。また、混入した金
属粉が電解液に溶解し電池の使用中に析出して、極端な
短絡ではないが、僅かな電流がリークする微小短絡を起
こす可能性がある。このような電池を組み電池の中に混
用してしまうと、一つの電池のために組み電池全体が使
えなくなり、電池製造の歩留まりが著しく低下する。ま
た、このような電池を見逃して使用してしまうと、電源
としての実際の使用中に電圧低下を起こし電池の寿命が
縮まるため、信頼性が低下する。
レータを使用して正極と負極が直接接触することを防止
しているが、大きさがμｍオーダの導電性異物（金属
粉）がリチウムマンガン複酸化物中に混入すると、混入
した金属粉が電解液に溶解し析出してセパレータを貫通
してしまい短絡を起こす恐れがある。また、混入した金
属粉が電解液に溶解し電池の使用中に析出して、極端な
短絡ではないが、僅かな電流がリークする微小短絡を起
こす可能性がある。このような電池を組み電池の中に混
用してしまうと、一つの電池のために組み電池全体が使
えなくなり、電池製造の歩留まりが著しく低下する。ま
た、このような電池を見逃して使用してしまうと、電源
としての実際の使用中に電圧低下を起こし電池の寿命が
縮まるため、信頼性が低下する。
【０００４】これを避けるために、電池製造において
は、製造した電池を充電状態で放置して電圧低下の度合
いを測定し、通常より電圧低下の大きい電池を選別して
省く作業を実施している。
は、製造した電池を充電状態で放置して電圧低下の度合
いを測定し、通常より電圧低下の大きい電池を選別して
省く作業を実施している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような金属粉の溶解・析出は徐々に進行するので、微小
短絡により電圧低下を起こす電池を正確に選別するため
には、長期間放置して僅かな電圧変化を測定する必要が
あり、検査の時間がかかり過ぎて製造期間が長くなると
いう問題があった。また、このような製造の長期化がコ
スト高の一因ともなるので、リチウム二次電池の信頼性
を確保するためにも、確実な検査方法が必要である。
ような金属粉の溶解・析出は徐々に進行するので、微小
短絡により電圧低下を起こす電池を正確に選別するため
には、長期間放置して僅かな電圧変化を測定する必要が
あり、検査の時間がかかり過ぎて製造期間が長くなると
いう問題があった。また、このような製造の長期化がコ
スト高の一因ともなるので、リチウム二次電池の信頼性
を確保するためにも、確実な検査方法が必要である。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、リチウム二次電池の信頼性を確保すると共
に、検査所要時間を短縮することが可能なリチウム二次
電池の検査方法を提供することを課題とする。
のであって、リチウム二次電池の信頼性を確保すると共
に、検査所要時間を短縮することが可能なリチウム二次
電池の検査方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極にリチウムマンガン複酸化物を用い
たリチウム二次電池を充電して放置後の電圧変化を検査
するリチウム二次電池の検査方法であって、前記リチウ
ム二次電池に、前記正極中に混入した金属粉の電解液へ
の溶解を促進する第一の電圧を印加し、前記リチウム二
次電池の放置後に前記電圧変化が大きくなる第二の電圧
を印加するステップを含む。
に、本発明は、正極にリチウムマンガン複酸化物を用い
たリチウム二次電池を充電して放置後の電圧変化を検査
するリチウム二次電池の検査方法であって、前記リチウ
ム二次電池に、前記正極中に混入した金属粉の電解液へ
の溶解を促進する第一の電圧を印加し、前記リチウム二
次電池の放置後に前記電圧変化が大きくなる第二の電圧
を印加するステップを含む。
【０００８】本発明では、リチウム二次電池に第一の電
圧を印加して金属粉の溶解を促進することで、電解液に
溶解した金属粉の析出を促進し微小短絡を生じやすくす
る。次に、リチウム二次電池に第二の電圧を印加して充
電する。放置前の充電電圧により電圧変化の大きさが異
なるので、リチウム二次電池の放置後に電圧変化が大き
くなる第二の電圧を印加する。そして、放置後の電圧変
化を検査する。従って、本発明によれば、第一の電圧の
印加により金属粉の溶解、析出が促進されるので、検査
所要時間を短縮することができると共に、第二の電圧の
印加により電圧変化が大きくなるので、微小短絡の影響
が分かりやすくなるため、信頼性を確保することができ
る。
圧を印加して金属粉の溶解を促進することで、電解液に
溶解した金属粉の析出を促進し微小短絡を生じやすくす
る。次に、リチウム二次電池に第二の電圧を印加して充
電する。放置前の充電電圧により電圧変化の大きさが異
なるので、リチウム二次電池の放置後に電圧変化が大き
くなる第二の電圧を印加する。そして、放置後の電圧変
化を検査する。従って、本発明によれば、第一の電圧の
印加により金属粉の溶解、析出が促進されるので、検査
所要時間を短縮することができると共に、第二の電圧の
印加により電圧変化が大きくなるので、微小短絡の影響
が分かりやすくなるため、信頼性を確保することができ
る。
【０００９】この場合において、第一の電圧を第二の電
圧より高くすれば、混入した金属粉の溶解を更に促進し
て微小短絡を生じやすくすることができるので、検査所
要時間を更に短縮することができると共に、電圧変化が
より大きくなるので、検査を確実にすることができる。
このとき、第一の電圧は４．０Ｖを超え４．３Ｖ以下の
電位とし、第二の電圧は３．６Ｖ以上４．０Ｖ以下の電
位とすることが好ましい。
圧より高くすれば、混入した金属粉の溶解を更に促進し
て微小短絡を生じやすくすることができるので、検査所
要時間を更に短縮することができると共に、電圧変化が
より大きくなるので、検査を確実にすることができる。
このとき、第一の電圧は４．０Ｖを超え４．３Ｖ以下の
電位とし、第二の電圧は３．６Ｖ以上４．０Ｖ以下の電
位とすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
検査方法を密閉円筒形リチウムイオン二次電池（１８６
５０タイプ）に適用した実施の形態について説明する。
検査方法を密閉円筒形リチウムイオン二次電池（１８６
５０タイプ）に適用した実施の形態について説明する。
【００１１】＜電池の作製＞
（正極）リチウムマンガン複酸化物としてのマンガン酸
リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）粉末８６ｗｔ％と、導電剤
として炭素粉末９ｗｔ％と、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）をＮ−メチル−２−ピロリドン
（以下、ＮＭＰと略す。）で溶解した液を固形分濃度で
５ｗｔ％となるように混練してスラリを得た。得られた
スラリを、コンマロールを用いてアルミ箔（正極集電
体）に塗布し、乾燥して正極活物質合剤層とした。この
正極活物質合剤層を、８０°Ｃ〜１２０°Ｃに加熱した
ロールを有するロールプレス機にて、プレス圧０．２〜
０．７ｋｇ／ｃｍで合剤かさ密度２．８ｇ／ｍ３となる
まで圧縮して、５０ｍｍ×４５０ｍｍの帯状に裁断して
正極とした。
リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）粉末８６ｗｔ％と、導電剤
として炭素粉末９ｗｔ％と、結着剤としてポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）をＮ−メチル−２−ピロリドン
（以下、ＮＭＰと略す。）で溶解した液を固形分濃度で
５ｗｔ％となるように混練してスラリを得た。得られた
スラリを、コンマロールを用いてアルミ箔（正極集電
体）に塗布し、乾燥して正極活物質合剤層とした。この
正極活物質合剤層を、８０°Ｃ〜１２０°Ｃに加熱した
ロールを有するロールプレス機にて、プレス圧０．２〜
０．７ｋｇ／ｃｍで合剤かさ密度２．８ｇ／ｍ３となる
まで圧縮して、５０ｍｍ×４５０ｍｍの帯状に裁断して
正極とした。
【００１２】（負極）リチウムイオンを挿入、脱挿入で
きる炭素粉末を負極活物質に用い、この炭素粉末９０ｗ
ｔ％と、ＰＶＤＦとの混合物にＮＭＰを加え、混練して
スラリを得た。得られたスラリを銅箔（負極集電体）に
塗布、乾燥して負極活物質合剤層とした。この負極活物
質合剤層を、８０°Ｃ〜１２０°Ｃに加熱したロールを
有するロールプレス機にて、プレス圧０．２〜０．７ｋ
ｇ／ｃｍで合剤かさ密度１．０４ｇ／ｍ３となるまで圧
縮して、５０ｍｍ×４８０ｍｍの帯状に裁断して負極と
した。
きる炭素粉末を負極活物質に用い、この炭素粉末９０ｗ
ｔ％と、ＰＶＤＦとの混合物にＮＭＰを加え、混練して
スラリを得た。得られたスラリを銅箔（負極集電体）に
塗布、乾燥して負極活物質合剤層とした。この負極活物
質合剤層を、８０°Ｃ〜１２０°Ｃに加熱したロールを
有するロールプレス機にて、プレス圧０．２〜０．７ｋ
ｇ／ｃｍで合剤かさ密度１．０４ｇ／ｍ３となるまで圧
縮して、５０ｍｍ×４８０ｍｍの帯状に裁断して負極と
した。
【００１３】（電池組立）図１に示すように、上述のよ
うにして得た帯状の正極と負極を、これら両極板が直接
接触しないように帯状のセパレータを介して重ね、捲回
して捲回電極体１を作製した。このとき、正極リード片
と負極リード片とが、それぞれ捲回電極体１の互いに反
対側の両端面に位置するようにした。
うにして得た帯状の正極と負極を、これら両極板が直接
接触しないように帯状のセパレータを介して重ね、捲回
して捲回電極体１を作製した。このとき、正極リード片
と負極リード片とが、それぞれ捲回電極体１の互いに反
対側の両端面に位置するようにした。
【００１４】正極リード片を変形させ、その全てを、捲
回電極体１の軸芯のほぼ延長線上にある正極集電リング
４の周囲から一体に張り出している鍔部周面付近に集
合、接触させた後、正極リード片と鍔部周面とを超音波
溶接して正極リード片を鍔部周面に接続した。一方、負
極集電リング５と負極リード片との接続操作も、正極集
電リング４と正極リード片との接続操作と同様に実施し
た。
回電極体１の軸芯のほぼ延長線上にある正極集電リング
４の周囲から一体に張り出している鍔部周面付近に集
合、接触させた後、正極リード片と鍔部周面とを超音波
溶接して正極リード片を鍔部周面に接続した。一方、負
極集電リング５と負極リード片との接続操作も、正極集
電リング４と正極リード片との接続操作と同様に実施し
た。
【００１５】その後、正極集電リング４の鍔部周面全周
に絶縁被覆を施し、作製した捲回電極体１を円筒状の電
池缶２に挿入した。
に絶縁被覆を施し、作製した捲回電極体１を円筒状の電
池缶２に挿入した。
【００１６】負極集電リング５には予め電気的導通のた
めの負極リード板が溶接されており、電池缶２内に捲回
電極体１を挿入後、電池缶２の底部と負極リード板とを
溶接した。一方、正極集電リング４には、予め複数枚の
アルミニウム製のリボンを重ね合わせて構成した正極リ
ードを溶接しておき、正極リードの他端を、電池缶２を
封口するための電池蓋３の下面に溶接した。電池蓋３
は、蓋ケースと、気密を保つ弁押さえと、開裂弁とで構
成されており、これらが積層されて蓋ケースの周縁をカ
シメることによって組立てられている。
めの負極リード板が溶接されており、電池缶２内に捲回
電極体１を挿入後、電池缶２の底部と負極リード板とを
溶接した。一方、正極集電リング４には、予め複数枚の
アルミニウム製のリボンを重ね合わせて構成した正極リ
ードを溶接しておき、正極リードの他端を、電池缶２を
封口するための電池蓋３の下面に溶接した。電池蓋３
は、蓋ケースと、気密を保つ弁押さえと、開裂弁とで構
成されており、これらが積層されて蓋ケースの周縁をカ
シメることによって組立てられている。
【００１７】エチレンカーボネートとジメチルカーボネ
ートを体積比で１：１に混合した溶液に６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解し
た電解液５ｍｌを電池缶２に注入後、正極リードを折り
たたむようにして電池蓋３で電池缶２に蓋をし、封口し
て１８６５０タイプの密閉円筒形リチウムイオン二次電
池１０を完成した。
ートを体積比で１：１に混合した溶液に６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解し
た電解液５ｍｌを電池缶２に注入後、正極リードを折り
たたむようにして電池蓋３で電池缶２に蓋をし、封口し
て１８６５０タイプの密閉円筒形リチウムイオン二次電
池１０を完成した。
【００１８】＜検査＞
（第一の電圧）上述した電解液にＦｅ粉を添加し、３．
８Ｖ、３．９Ｖ、４．０Ｖ、４．１Ｖ、４．２Ｖ、４．
３Ｖ、４．４Ｖの各電圧を印加したときのＦｅ粉の溶解
速度を測定し、電圧３．８Ｖのときの溶解速度を１．０
として各電圧のときの溶解速度比を求めた。溶解速度
は、電解液中に溶解したＦｅ量を時系測定して求めた。
また、上述のように作製した密閉円筒形リチウムイオン
二次電池１０の初期容量を測定しておき、３．８Ｖ〜
４．４Ｖの各電圧を印加して３０日間放置した後の容量
を測定して初期容量に対する割合を容量維持率として求
めた。下表１に結果を示す。
８Ｖ、３．９Ｖ、４．０Ｖ、４．１Ｖ、４．２Ｖ、４．
３Ｖ、４．４Ｖの各電圧を印加したときのＦｅ粉の溶解
速度を測定し、電圧３．８Ｖのときの溶解速度を１．０
として各電圧のときの溶解速度比を求めた。溶解速度
は、電解液中に溶解したＦｅ量を時系測定して求めた。
また、上述のように作製した密閉円筒形リチウムイオン
二次電池１０の初期容量を測定しておき、３．８Ｖ〜
４．４Ｖの各電圧を印加して３０日間放置した後の容量
を測定して初期容量に対する割合を容量維持率として求
めた。下表１に結果を示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に示すように、電池電圧で４．０Ｖを
超えると溶解速度比は大きくなるが、４．３Ｖを超える
と容量維持率が低下する。従って、第一の電圧は、容量
維持率が低下せずに溶解速度比が大きい、４．０Ｖを超
え４．３Ｖ以下の範囲が適正である。
超えると溶解速度比は大きくなるが、４．３Ｖを超える
と容量維持率が低下する。従って、第一の電圧は、容量
維持率が低下せずに溶解速度比が大きい、４．０Ｖを超
え４．３Ｖ以下の範囲が適正である。
【００２１】（第二の電圧）上述のように作製した密閉
円筒形リチウムイオン二次電池１０について、３．５
Ｖ、３．６Ｖ、３．７Ｖ、３．８Ｖ、３．９Ｖ、４．０
Ｖ、４．１Ｖの各電池電圧における１Ａｈ放電当りの電
圧変化を測定し、また上述と同様にして電池の容量維持
率を求めた。結果を下表２に示す。
円筒形リチウムイオン二次電池１０について、３．５
Ｖ、３．６Ｖ、３．７Ｖ、３．８Ｖ、３．９Ｖ、４．０
Ｖ、４．１Ｖの各電池電圧における１Ａｈ放電当りの電
圧変化を測定し、また上述と同様にして電池の容量維持
率を求めた。結果を下表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２に示すように、電圧変化は４．０Ｖ以
下の電池電圧で大きくなることから、微小短絡を起こし
ている場合、つまり微小な電流で放電されたときには、
電池電圧を４．０Ｖ以下とすれば、微小短絡の影響がわ
かりやすくなる。しかし、３．５Ｖ以下では容量維持率
の低下が大きくなる。従って、第二の電圧は、容量維持
率が低下せずに電圧変化が大きい、３．６Ｖ以上４．０
Ｖ以下の範囲が適正である。
下の電池電圧で大きくなることから、微小短絡を起こし
ている場合、つまり微小な電流で放電されたときには、
電池電圧を４．０Ｖ以下とすれば、微小短絡の影響がわ
かりやすくなる。しかし、３．５Ｖ以下では容量維持率
の低下が大きくなる。従って、第二の電圧は、容量維持
率が低下せずに電圧変化が大きい、３．６Ｖ以上４．０
Ｖ以下の範囲が適正である。
【００２４】（電池検査）上述のように作製した密閉円
筒形リチウムイオン二次電池１０の１００本に、上記し
た第一の電圧を所定期間印加した後、上記した第二の電
圧を印加して放置し、電圧変化を測定する。電圧変化の
大きさにより電池を分別する。
筒形リチウムイオン二次電池１０の１００本に、上記し
た第一の電圧を所定期間印加した後、上記した第二の電
圧を印加して放置し、電圧変化を測定する。電圧変化の
大きさにより電池を分別する。
【００２５】
【実施例】次に、以上の実施形態に従って検査を行った
実施例について説明する。なお、比較のために行った比
較例についても併記する。
実施例について説明する。なお、比較のために行った比
較例についても併記する。
【００２６】（実施例）第一の電圧として、４．２Ｖの
定電圧を２週間印加し、第二の電圧として、３．９Ｖの
定電圧で１０時間充電した。
定電圧を２週間印加し、第二の電圧として、３．９Ｖの
定電圧で１０時間充電した。
【００２７】（比較例１及び比較例２）比較例１では、
４．２Ｖの定電圧で５時間充電した。比較例２では、
３．９Ｖの定電圧で５時間充電した。
４．２Ｖの定電圧で５時間充電した。比較例２では、
３．９Ｖの定電圧で５時間充電した。
【００２８】＜評価＞実施例及び比較例の電池につい
て、以下の測定を行い、検査方法の評価を行った。
て、以下の測定を行い、検査方法の評価を行った。
【００２９】（電圧低下不良発生率）電池を放置してか
ら１週間経過ごとに電池１００本の電圧を測定し、下記
式（１）により電圧低下率（Ｖ／ｄａｙ）を算出し、電
圧低下率の平均値と標準偏差（σ）を求めた。電圧低下
率が平均値より標準偏差の３倍以上（つまり、３σ以
上）大きい電池の本数の全１００本に対する割合を電圧
低下不良発生率とした。放置期間に対する電圧低下不良
発生率の変化を図２に示す。
ら１週間経過ごとに電池１００本の電圧を測定し、下記
式（１）により電圧低下率（Ｖ／ｄａｙ）を算出し、電
圧低下率の平均値と標準偏差（σ）を求めた。電圧低下
率が平均値より標準偏差の３倍以上（つまり、３σ以
上）大きい電池の本数の全１００本に対する割合を電圧
低下不良発生率とした。放置期間に対する電圧低下不良
発生率の変化を図２に示す。
【００３０】
【数１】
【００３１】図２から判るように、実施例の検査方法で
は、短い放置期間で電圧低下不良発生率が上昇し、６週
間後ではほぼ最大値に達しており、放置期間早期に電圧
低下不良の電池を判別することができた。これに対し
て、比較例の検査方法では、７週間経過後でも電圧低下
不良発生率は上昇する傾向を示しており、短期間で判別
することはできなかった。
は、短い放置期間で電圧低下不良発生率が上昇し、６週
間後ではほぼ最大値に達しており、放置期間早期に電圧
低下不良の電池を判別することができた。これに対し
て、比較例の検査方法では、７週間経過後でも電圧低下
不良発生率は上昇する傾向を示しており、短期間で判別
することはできなかった。
【００３２】また、４．２Ｖの充電のみの比較例１で
は、電圧低下率が小さいため電圧低下不良の電池の見分
けがつけにくく、放置日数がかかり、また、３．９Ｖ充
電のみの比較例２では、金属粉の溶解が遅いので、微小
短絡による電圧低下の発生に時間がかかると考えられ
る。
は、電圧低下率が小さいため電圧低下不良の電池の見分
けがつけにくく、放置日数がかかり、また、３．９Ｖ充
電のみの比較例２では、金属粉の溶解が遅いので、微小
短絡による電圧低下の発生に時間がかかると考えられ
る。
【００３３】上述の評価結果から、本実施形態の検査方
法によれば、第一の電圧を、活物質が崩壊したりストレ
スがあまりかからない範囲で高く設定し、第二の電圧
を、電圧変化の大きな範囲で設定したため、金属粉の溶
解を促進して、微小短絡による電圧低下が大きくなった
ので、電圧低下不良の電池を短期間で確実に判別するこ
とができた。従って、電池の信頼性を確保することがで
き、検査所要時間を短縮することができた。また、第一
の電圧を４．２Ｖとし、第二の電圧を３．９Ｖとして、
第一の電圧を第二の電圧より高くしたため、金属粉の溶
解をより促進し、微小短絡による電圧低下が更に大きく
なったので、検査所要時間をより短縮することができる
と共に、確実に検査を行うことができた。
法によれば、第一の電圧を、活物質が崩壊したりストレ
スがあまりかからない範囲で高く設定し、第二の電圧
を、電圧変化の大きな範囲で設定したため、金属粉の溶
解を促進して、微小短絡による電圧低下が大きくなった
ので、電圧低下不良の電池を短期間で確実に判別するこ
とができた。従って、電池の信頼性を確保することがで
き、検査所要時間を短縮することができた。また、第一
の電圧を４．２Ｖとし、第二の電圧を３．９Ｖとして、
第一の電圧を第二の電圧より高くしたため、金属粉の溶
解をより促進し、微小短絡による電圧低下が更に大きく
なったので、検査所要時間をより短縮することができる
と共に、確実に検査を行うことができた。
【００３４】なお、本実施形態では、１８６５０タイプ
の密閉円筒形リチウムイオン二次電池の検査について例
示したが、本発明は、電池の大きさ、電池容量には限定
されず、また、本発明の適用可能な電池の形状として
は、上述した有底筒状容器（缶）が電池上蓋で封口され
ている構造の電池以外であっても構わない。このような
構造の一例として正負外部端子が電池蓋を貫通し電池容
器内で軸芯を介して正負外部端子が押し合っている状態
の電池を挙げることができる。更に、本発明は、円筒形
電池に限らず、例えば、正負極を三角形、四角形、角形
又は多角形状に捲回して捲回電極体としたリチウム二次
電池の検査にも適用が可能である。更に本発明は、正極
及び負極を捲回式の構造とせず、積層式の構造としたリ
チウム二次電池にも適用可能である。
の密閉円筒形リチウムイオン二次電池の検査について例
示したが、本発明は、電池の大きさ、電池容量には限定
されず、また、本発明の適用可能な電池の形状として
は、上述した有底筒状容器（缶）が電池上蓋で封口され
ている構造の電池以外であっても構わない。このような
構造の一例として正負外部端子が電池蓋を貫通し電池容
器内で軸芯を介して正負外部端子が押し合っている状態
の電池を挙げることができる。更に、本発明は、円筒形
電池に限らず、例えば、正負極を三角形、四角形、角形
又は多角形状に捲回して捲回電極体としたリチウム二次
電池の検査にも適用が可能である。更に本発明は、正極
及び負極を捲回式の構造とせず、積層式の構造としたリ
チウム二次電池にも適用可能である。
【００３５】また、本実施形態では、第一の電圧の印加
及び第二の電圧の印加を定電圧で行う検査を例示した
が、印加するときの電圧が、第一の電圧及び第二の電圧
についてそれぞれ上述した範囲内で変動するようにして
もよい。
及び第二の電圧の印加を定電圧で行う検査を例示した
が、印加するときの電圧が、第一の電圧及び第二の電圧
についてそれぞれ上述した範囲内で変動するようにして
もよい。
【００３６】更に、本実施形態では、第一の電圧を印加
した後に放電して、第二の電圧を印加して充電するよう
にしてもよく、第一の電圧を印加した後に放電せずに、
例えば、４．２Ｖから３．９Ｖとなるように、第一の電
圧から第二の電圧に低下するようにしてもよい。
した後に放電して、第二の電圧を印加して充電するよう
にしてもよく、第一の電圧を印加した後に放電せずに、
例えば、４．２Ｖから３．９Ｖとなるように、第一の電
圧から第二の電圧に低下するようにしてもよい。
【００３７】また、本実施形態では、リチウムマンガン
複酸化物としてマンガン酸リチウムを用いたが、本発明
の正極に用いられるリチウムマンガン複酸化物は、結晶
中のマンガンサイトまたはリチウムサイトをＬｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｂ、Ｍｇか
ら選ばれる少なくとも一種類以上の金属で置換したもの
でもよい。
複酸化物としてマンガン酸リチウムを用いたが、本発明
の正極に用いられるリチウムマンガン複酸化物は、結晶
中のマンガンサイトまたはリチウムサイトをＬｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｎ、Ｂ、Ｍｇか
ら選ばれる少なくとも一種類以上の金属で置換したもの
でもよい。
【００３８】更に、本実施形態では、負極活物質に炭素
粉末を用いたが、本発明は負極活物質には制限されず、
ピッチコークス、石油コークス、黒鉛、炭素繊維、活性
炭、等の炭素材料又はこれらの混合物でもよい。
粉末を用いたが、本発明は負極活物質には制限されず、
ピッチコークス、石油コークス、黒鉛、炭素繊維、活性
炭、等の炭素材料又はこれらの混合物でもよい。
【００３９】また更に、本実施形態では、活物質の結着
剤としてＰＶＤＦを用いたが、結着剤は特に制限され
ず、例えば、イソブチルアクリレート、オクチルアクリ
レート、ノニルアクリレート、ブチルメタクリレートや
２−エチルヘキシルメタクリレート等のアクリル酸又は
メタクリル酸のＣ４〜Ｃ１２アルキルエステルと、メタ
クリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、アクリ
ルアミドやメタクリルアミド等のポリアクリル酸等のカ
ルボキシル基又はアミド基を有する不飽和単量体と、の
共重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド
ビスマレイミド、ポリブチレンテレフタレートやポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステルなどが挙げら
れ、これら単独のほか併用してもかまわない。
剤としてＰＶＤＦを用いたが、結着剤は特に制限され
ず、例えば、イソブチルアクリレート、オクチルアクリ
レート、ノニルアクリレート、ブチルメタクリレートや
２−エチルヘキシルメタクリレート等のアクリル酸又は
メタクリル酸のＣ４〜Ｃ１２アルキルエステルと、メタ
クリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、アクリ
ルアミドやメタクリルアミド等のポリアクリル酸等のカ
ルボキシル基又はアミド基を有する不飽和単量体と、の
共重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド
ビスマレイミド、ポリブチレンテレフタレートやポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステルなどが挙げら
れ、これら単独のほか併用してもかまわない。
【００４０】更にまた、本実施形態では、正極、負極の
作製において、プレス工程での加熱処理にロールを加熱
する方法を用いたが、加熱処理方法は特に制限されず、
活物質の結着剤を溶融固化することができる方法であれ
ばよい。
作製において、プレス工程での加熱処理にロールを加熱
する方法を用いたが、加熱処理方法は特に制限されず、
活物質の結着剤を溶融固化することができる方法であれ
ばよい。
【００４１】また、本発明は、本実施形態で用いた電解
液には限定されず、電解液の有機溶媒としては、例え
ば、プロピレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、ジエチルカーボネー
ト、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロフラン、ジエチ
ルエーテル、スルホラン、アセトニトリル等の単独もし
くはこれらの二種類以上を混合した混合溶媒が使用で
き、電解質としても、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、Ｌｉ
ＢＦ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｌｉ
ＡｓＦ６等が使用できる。
液には限定されず、電解液の有機溶媒としては、例え
ば、プロピレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、ジエチルカーボネー
ト、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロフラン、ジエチ
ルエーテル、スルホラン、アセトニトリル等の単独もし
くはこれらの二種類以上を混合した混合溶媒が使用で
き、電解質としても、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、Ｌｉ
ＢＦ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｌｉ
ＡｓＦ６等が使用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第一の電圧の印加により金属粉の溶解、析出が促進され
るので、検査所要時間を短縮することができると共に、
第二の電圧の印加により電圧変化が大きくなるので、微
小短絡の影響が分かりやすくなるため、信頼性を確保す
ることができる、という効果を得ることができる。
第一の電圧の印加により金属粉の溶解、析出が促進され
るので、検査所要時間を短縮することができると共に、
第二の電圧の印加により電圧変化が大きくなるので、微
小短絡の影響が分かりやすくなるため、信頼性を確保す
ることができる、という効果を得ることができる。
【図１】本発明が適用可能な実施形態の密閉円筒形リチ
ウムイオン二次電池の断面図である。
ウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】本発明が適用可能な実施形態の密閉円筒形リチ
ウムイオン二次電池の放置期間に対する電圧低下不良発
生率を示したグラフである。
ウムイオン二次電池の放置期間に対する電圧低下不良発
生率を示したグラフである。
１ 捲回電極体
２ 電池缶
３ 電池蓋
４ 正極集電リング
５ 負極集電リング
１０ 密閉円筒形リチウムイオン二次電池（リチウム二
次電池）
次電池）
フロントページの続き
(72)発明者 八木 陽心
東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号
新神戸電機株式会社内
Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB05 CB31 CC01
5H029 AJ14 AL03 AL06 AL07 AL08
AM03 AM04 AM05 AM07 CJ30
HJ18
Claims (3)
- 【請求項１】 正極にリチウムマンガン複酸化物を用い
たリチウム二次電池を充電して放置後の電圧変化を検査
するリチウム二次電池の検査方法であって、前記リチウ
ム二次電池に、 前記正極中に混入した金属粉の電解液への溶解を促進す
る第一の電圧を印加し、 前記リチウム二次電池の放置後に前記電圧変化が大きく
なる第二の電圧を印加する、ステップを含むことを特徴
とするリチウム二次電池の検査方法。 - 【請求項２】 前記第一の電圧は、前記第二の電圧より
高いことを特徴とする請求項１に記載のリチウム二次電
池の検査方法。 - 【請求項３】 前記第一の電圧は、４．０Ｖを超え４．
３Ｖ以下の範囲であり、前記第二の電圧は、３．６Ｖ以
上４．０Ｖ以下の範囲であることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載のリチウム二次電池の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222470A JP4724972B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | リチウム二次電池の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222470A JP4724972B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | リチウム二次電池の検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003036887A true JP2003036887A (ja) | 2003-02-07 |
| JP4724972B2 JP4724972B2 (ja) | 2011-07-13 |
Family
ID=19055944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001222470A Expired - Fee Related JP4724972B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | リチウム二次電池の検査方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4724972B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222470A patent/JP4724972B2/ja not_active Expired - Fee Related
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