【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解質電池の不良を発見する非水電解質電池の性能検査手段およびその性能検査方法に関する。さらには、非水電解質電池を製造する際に使用される非水電解液の注液装置ならびに非水電解質電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力貯蔵の蓄電池や移動体の電源として、リチウム二次電池などの非水電解質電池が注目されている。リチウム二次電池としては、例えば、特許文献１に示すような、角型のものが例示される。
図２に、特許文献１に記載されたリチウム二次電池を示す。このリチウム二次電池１は、複数の正極電極２，２・・・と、負極電極３，３・・・と、正極電極２，２・・・と負極電極３，３・・・との間にそれぞれ配置されたセパレータ４，４・・・と、非水電解液とを主体として構成されている。
正極電極２，２・・・、負極電極３，３・・・およびセパレータ４，４・・・ならびに非水電解液は、ステンレス等からなる電池ケース５に収納されている。そして電池ケース５の開口部には封口体６が取り付けられている。
電池ケース５内においては、正極電極２，２・・・、セパレータ４，４・・・、負極電極３，３・・・が交互に複数重ね合わされて収納されている。
正極電極２，２・・・の一端には正極タブ１２ａ，１２ａ・・・が形成され、正極タブ１２ａ，１２ａ・・・の上部には正極タブ１２ａ，１２ａ・・・を連結する正極リード１２ｂが取り付けられている。
そして、正極リード１２ｂの上部には、封口体６を貫通する正極端子７が取り付けられている。
また、負極電極３，３・・・の一端には負極タブ１３ａ，１３ａ・・・が形成され、負極タブ１３ａ，１３ａ・・・の上部には負極タブ１３ａ，１３ａ・・・を連結する負極リード１３ｂが取り付けられている。
そして、負極リード１３ｂの上部には、封口体６を貫通する負極端子８が取り付けられている。
また、封口体６のほぼ中央に注液口９が設けられている。
【０００３】
上述したリチウム二次電池において、非水電解液とは、非水電解液溶媒に電解質塩であるリチウム塩を溶解したものである。非水電解液溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、ベンゾニトリル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，３−ジオキソラン、４−メチルジオキソラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、スルホラン、３−メチルスルホラン、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジエチレングリコール、ジメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン等の非プロトン性溶媒、あるいはこれらの溶媒の二種以上を含む混合溶媒が使用される。
また、リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６ 、ＬｉＢＦ４ 、ＬｉＳｂＦ６ 、ＬｉＡｓＦ６ 、ＬｉＣｌＯ４ 、ＬｉＣＦ３ＳＯ３ 、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＳｂＦ６ 、ＬｉＡｌＯ４ 、ＬｉＡｌＣｌ４ 、ＬｉＮ（ＣｘＦ２ｘ＋１ＳＯ２）（ＣｙＦ２ｙ＋１ＳＯ２）（ただし、ｘ，ｙは自然数）、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ等のうちの１種または２種以上のものが使用される。
【０００４】
このようなリチウム二次電池を製造する際には、正極電極２と負極電極３とセパレータ４とを積層するとともに、これらを電池ケース５内に収納する。次いで、電池ケース５内に非水電解液を注液する。ここで、非水電解液は十分な量注液されないと、電池特性は十分に発揮されない。
【０００５】
ところが、リチウム二次電池１の正極電極２、負極電極３およびセパレータ４は多孔質構造を形成している上に、正極電極２または負極電極３とセパレータ４との間の空隙が少なかった。しかも、非水電解液の粘度が比較的高いことから、正極電極２または負極電極３とセパレータ４との間に非水電解液を充填し、電池ケース５内部の空気を非水電解液で置換するとともに、正極電極２、負極電極３およびセパレータ４に非水電解液を十分含浸させるのに時間を要していた。さらに、電池ケース５内部の状態（例えば、気泡の残存状態など）をモニタする手段がなく、従来の注液装置での注液は、経験則に基づいた制御がなされていたため、最適な注液条件を見出して注液時間を短くすることが困難であった。また、電極材料の性状が変化した場合には、電極材料と電解液との濡れ性の変化により注液速度が変化するため、最適な注液条件を再び見出さなければならず、多くの時間を要していた。したがって、リチウム二次電池１の生産性は十分に高くなかった。
また、高粘度である非水電解液は脱泡されにくいため、発泡した場合には、リチウム二次電池１内部の抵抗値が高くなって、電池性能に不良を生じることがあった。しかしながら、従来の注液装置は、この不良を発見する手段を有しておらず、電池内部に気泡が残存することで，本来の電池性能を発現することが出来ず，不良品として処理される電池が多かった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−０２５５４２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、非水電解質電池内部の非水電解液の状態をモニタし、電解液の充填不良を発見できる非水電解質電池の性能検査手段およびその性能検査方法を提供することを目的とする。さらには、非水電解液の注液の状態をモニタして、電池特性を低下させずに、非水電解液の注液時間を短縮できる非水電解液の注液装置および非水電解質電池の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の非水電解質電池の性能検査手段は、非水電解質電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段を具備することを特徴としている。インピーダンス測定手段によって、非水電解質電池のインピーダンスを測定することにより、非水電解質電池内の非水電解液の状態を把握できる。
【０００９】
本発明の非水電解液の注液装置は、上述した非水電解質電池の性能検査手段を具備することを特徴としている。非水電解液の注液装置がインピーダンス測定手段を具備していることにより、非水電解質電池内部の状態を把握しながら注液することができる。したがって、最適な注液条件を容易に見出すことができ、注液時間を短縮できる。
本発明の非水電解液の注液装置においては、非水電解質電池を加熱する加熱手段及び加熱手段の温度を調節する温度調節手段を具備することが好ましい。加熱手段及び温度調節手段を具備していれば、非水電解質電池内部に設けられた電極及びセパレータと非水電解液との濡れ性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の非水電解質電池の性能検査方法は、非水電解質電池のインピーダンスを測定し、インピーダンスの測定値が基準値以下のものを良品と判定することを特徴としている。したがって、良品のみを容易に選別することができるので、本来の性能を発揮する非水電解質電池のみを使用することができる。また、使用中に生じた不良を容易に発見することもできる。
【００１１】
本発明の非水電解質電池の製造方法は、非水電解質電池のインピーダンスを測定しながら、非水電解質電池の電池ケース内に非水電解液を注液する工程と、インピーダンスの測定値が基準値以下に達したときに注液を終了する工程を有することを特徴としている。非水電解質電池のインピーダンスが、非水電解液の注液終了の指標になっており、注液終了のタイミングを容易に見極めることができるので、注液時間を短縮できる。その結果、電池性能を低下させることなく、非水電解質電池の生産性を向上させることができる。
本発明の非水電解質電池の製造方法においては、非水電解質電池を所定温度まで加熱する工程を有することが好ましい。非水電解質電池を加熱すれば、非水電解質電池内部に設けられた電極及びセパレータと非水電解液との濡れ性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態例）
本発明に係る第１の実施形態例について図１を参照して説明する。本実施形態例は、電池モジュール１５を構成する非水電解質電池であるリチウム二次電池１，１・・・を検査するリチウム二次電池の性能検査装置１６（非水電解質電池の性能検査手段）の例である。なお、リチウム二次電池の性能検査装置１６で検査されるリチウム二次電池１は、図２に示すものであり、従来の技術の欄で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
このリチウム二次電池の性能検査装置１６は、インピーダンス測定手段である交流インピーダンス測定装置１７を具備しており、この交流インピーダンス測定装置１７には、リチウム二次電池の正極端子７および負極端子８が接続されている。
さらに、交流インピーダンス測定装置１７の測定周波数は、電気化学反応の反応抵抗の影響、イオンの拡散抵抗の影響等を排除できることから、１０ｋＨｚにされている。
【００１３】
このようなリチウム二次電池の性能検査装置１６によって、リチウム二次電池１のインピーダンスを測定し、その測定値を基準値と比較する。ここで、基準値とは、良品、不良品を判定するためのインピーダンスの値のことである。すなわち、インピーダンス測定値が基準値より低い場合には、非水電解液中の残留気泡量が少ないために、リチウム二次電池１内部の電気抵抗が小さくなっており、電池特性が良好になる。一方、インピーダンス測定値が基準値より高い場合には、非水電解液中の残留気泡量が多く、電気抵抗が大きくなっており、電池特性が良好にはならない。
【００１４】
上述したリチウム二次電池の性能検査装置１６では、リチウム二次電池１のインピーダンスを交流インピーダンス測定装置１７により測定することで、リチウム二次電池１の非水電解液の状態を把握している。したがって、使用前に、リチウム二次電池の性能検査装置１６によって不良と判定された場合では、不良品を良品と交換できるので、性能を十分に発揮するリチウム二次電池１のみを使用できる。
【００１５】
（第２の実施形態例）
次に、本発明に係る第２の実施形態例について図３および図４を参照して説明する。本実施形態例は、リチウム二次電池１の製造において、正極電極、負極電極、セパレータが収納された電池ケース５内に、非水電解液を注液する非水電解液の注液装置２０の例である。この非水電解液の注液装置２０は、リチウム二次電池１の注液口９に接続された注液ホッパ２１と、リチウム二次電池１のインピーダンスを測定する交流インピーダンス測定装置２２（インピーダンス測定手段）とを具備している。なお、本実施形態例においても、リチウム二次電池１は、図２に示したものが使用されている。
【００１６】
非水電解液の注液装置２０において、注液ホッパ２１には、非水電解液が貯められている供給槽２３が供給管２４を介して接続されているとともに、ポンプ２５が圧調整用配管２６を介して接続されている。さらに、供給管２４には、開閉弁である第１のバルブ２７が設けられており、圧調整用配管２６には、開閉弁である第２のバルブ２８が設けられている。
交流インピーダンス測定装置２２には、リチウム二次電池１の正極端子７および負極端子８が接続されている。この交流インピーダンス測定装置２２の測定周波数は１０ｋＨｚである。
電池ケース５には、電池ケースを加熱する加熱手段２９ａが取り付けられ、さらに加熱手段２９ａにはその温度を調節する温度調節手段２９ｂが接続されている。
【００１７】
このような非水電解液の注液装置２０では、インピーダンスを測定しながら、リチウム二次電池１の電池ケース５内に非水電解液を注液することができるので、電池ケース５内の非水電解液の状態（気泡の発生状況など）を把握できる。したがって、最適な注液条件を容易に見出すことができ、注液時間を短縮できる。
【００１８】
次に、上述した非水電解液の注液装置２０を用いたリチウム二次電池１の製造方法について説明する。この製造方法では、まず、非水電解液の注液の準備として、第１のバルブ２７を閉止するとともに、第２のバルブ２８を開放し、リチウム二次電池１の電池ケース５内をポンプ２５により真空減圧する。次いで、第１のバルブ２７を開放するとともに、第２のバルブ２８を閉止して、注液ホッパ２１内に非水電解液を供給槽２３から供給する。ここで、注液ホッパ２１内と電池ケース５内とは連通しており、電池ケース５内は真空にされているから、その圧力差によって注液ホッパ２１から電池ケース５内に非水電解液が供給される。その注液の際には、リチウム二次電池１の正極端子７および負極端子８と交流インピーダンス測定装置２２とを接続して、リチウム二次電池１のインピーダンスを測定する。また、温度調節手段２９ｂによって所定温度に調節された加熱手段２９ａによって電池ケース５を加熱する。
所定時間注液した後、第１のバルブ２７を閉止して、一旦注液を止める。このとき、図４に示すように、電池ケース内の非水電解液には注液の際に空気が巻き込まれて気泡３０，３０・・・が生成しているので、この気泡を脱泡させるために、第２のバルブ２８を開放し、ポンプ２５により電池ケース５内を、繰り返し加圧・減圧する。この加圧減圧と注液とを繰り返し、インピーダンス測定値が基準値に達したときに、注液を終了する。
なお、電池ケース５の内部は、図４に示すように、正極電極２とセパレータ４との間に、正極活物質３１と導電材３２と正極活物質３１，３１同士を結着する結着剤３３とが配置され、負極電極３とセパレータ４との間に、負極活物質３４と負極活物質３４，３４同士を結着する結着剤３５とが配置されている。
【００１９】
このようにインピーダンスを測定しながら、注液することにより、注液の状況をモニタできるので、注液を終了するタイミングを容易に見極めることができる。したがって、注液に要する時間を短くできると共に、基準値以下の電池性能を有する電池を生産する可能性が減少し、リチウム二次電池の生産性を向上させることができる。
また、加熱手段２９ａによりリチウム二次電池１を加熱すれば、多孔質構造を有している正極電極２、負極電極３、セパレータ４と、非水電解液との濡れ性を向上させることができ、結果的にインピーダンスを低くできる。
【００２０】
【実施例】
図３のリチウム二次電池の注液装置２０を用いて、リチウム二次電池の電池ケース５内に、リチウム塩を含む非水電解液を注液した。
図５に、非水電解液を注液したときのインピーダンスの変化をプロットしたグラフを示す。なお、グラフでは、電池ケース５内の真空引き開始時を０秒としてプロットした。
注液においては、はじめの４分半の間で電池ケース５内を真空にし、続いて、２５℃において非水電解液の注液を開始した。注液直後はインピーダンスが急激に低下した。所定時間達した後、ポンプ２５を用いた電池ケース５内の加圧・減圧による脱泡、非水電解液の注液を繰り返した。その際には、インピーダンスの低下が緩やかであった。そして、基準値である２０Ω・ｃｍ２（精度±０．２Ω・ｃｍ２）に達したときに注液を終了した。
このように、インピーダンスを測定しながら注液することで、注液の状況をモニタできたので、良好な電池特性を得る為の必要最低限の注液時間を判断することができた。その結果、基準値以上の電池性能を維持しながら、リチウム二次電池の生産性を向上させることができた。
また、４０℃において上記方法と同じ方法で非水電解液を注液したところ、２５℃よりインピーダンスが低くなった。これは、電極及びセパレータと非水電解液との濡れ性が向上したためである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の非水電解質電池の性能検査手段によれば、インピーダンス測定手段によって、非水電解質電池のインピーダンスを測定するので、非水電解質電池内の非水電解液の状態を把握できる。
また、本発明の非水電解液の注液装置によれば、非水電解質電池内部の状態を把握しながら注液することができる。したがって、最適な注液条件を見出すことができ、注液時間を短縮できる。
【００２２】
また、本発明の非水電解質電池の性能検査方法によれば、インピーダンスを測定することによって不良品を発見ができ、良品のみを容易に選別できる。したがって、本来の性能を発揮する非水電解質電池のみを使用することができる。また、使用中に生じた不良を容易に発見することもできる。
本発明の非水電解質電池の製造方法によれば、水電解質電池のインピーダンスが、非水電解液の注液終了の指標になっており、注液終了のタイミングを容易に見極めることができるので、注液時間を短縮できる。その結果、電池性能を低下させることなく（基準値以上の電池性能を維持しつつ）、非水電解質電池の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態例のリチウム二次電池の性能検査装置を示す斜視図である。
【図２】リチウム二次電池を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る第２の実施形態例のリチウム二次電池の注液装置を示す模式図である。
【図４】注液時のリチウム二次電池内部を示す断面図である。
【図５】実施例において、注液時間に対するインピーダンス測定値の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ リチウム二次電池（非水電解質電池）
１６ リチウム二次電池の性能検査装置（非水電解質電池の性能検査手段）
１７，２２ 交流インピーダンス測定装置（インピーダンス測定手段）
２０ 非水電解液の注液装置
２９ａ 加熱手段
２９ｂ 温度調節手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a nonaqueous electrolyte battery performance inspection means for finding a defect in a nonaqueous electrolyte battery and a performance inspection method thereof. Further, the present invention relates to a device for injecting a non-aqueous electrolyte used in manufacturing a non-aqueous electrolyte battery and a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte battery.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, nonaqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries have attracted attention as storage batteries for power storage and power sources for mobile objects. As the lithium secondary battery, for example, a prismatic type as shown in Patent Document 1 is exemplified.
FIG. 2 shows a lithium secondary battery described in Patent Document 1. The lithium secondary battery 1 has a plurality of positive electrodes 2, 2,..., Negative electrodes 3, 3,. , And a non-aqueous electrolyte.
The positive electrodes 2, 2,..., The negative electrodes 3, 3,..., The separators 4, 4,... And the nonaqueous electrolyte are housed in a battery case 5 made of stainless steel or the like. A sealing body 6 is attached to the opening of the battery case 5.
In the battery case 5, a plurality of positive electrodes 2, 2,..., Separators 4, 4,.
The positive electrode tabs 12a are formed at one end of the positive electrodes 2, 2,..., And the positive electrode leads 12b connecting the positive electrode tabs 12a, 12a. Is attached.
A positive electrode terminal 7 that penetrates the sealing body 6 is attached to the upper part of the positive electrode lead 12b.
Are formed at one end of the negative electrodes 3, 3,..., And the negative electrodes 13a, 13a,. The lead 13b is attached.
Further, a negative electrode terminal 8 penetrating the sealing body 6 is attached to an upper portion of the negative electrode lead 13b.
A liquid inlet 9 is provided substantially at the center of the sealing body 6.
[0003]
In the above-described lithium secondary battery, the non-aqueous electrolyte is obtained by dissolving a lithium salt as an electrolyte salt in a non-aqueous electrolyte solvent. Examples of the non-aqueous electrolyte solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, benzonitrile, acetonitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,3-dioxolane, -Methyldioxolan, N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dioxane, sulfolane, 3-methylsulfolane, dimethylcarbonate, methylethylcarbonate, diethylcarbonate, methylpropylcarbonate, methylisopropylcarbonate, ethylbutylcarbonate, dipropyl Carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, diethylene glycol, dimethyl ether, 1,2-dimethoxy An aprotic solvent such as tan or a mixed solvent containing two or more of these solvents is used.
As the lithium salt, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiSbF 6 , LiAlO 4 , LiAlCl 4, LiN (C x F 2x + 1 SO 2) (C y F 2y + 1 SO 2) ( however, x, y are natural numbers), LiCl, 1 kind or 2 or more kinds of those used of such LiI .
[0004]
When manufacturing such a lithium secondary battery, the positive electrode 2, the negative electrode 3, and the separator 4 are stacked, and these are housed in the battery case 5. Next, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery case 5. Here, if the nonaqueous electrolyte is not injected in a sufficient amount, the battery characteristics are not sufficiently exhibited.
[0005]
However, the positive electrode 2, the negative electrode 3, and the separator 4 of the lithium secondary battery 1 formed a porous structure, and the gap between the positive electrode 2 or the negative electrode 3 and the separator 4 was small. Moreover, since the viscosity of the non-aqueous electrolyte is relatively high, the non-aqueous electrolyte is filled between the positive electrode 2 or the negative electrode 3 and the separator 4, and the air inside the battery case 5 is replaced with the non-aqueous electrolyte. In addition, it takes time to sufficiently impregnate the positive electrode 2, the negative electrode 3, and the separator 4 with the nonaqueous electrolyte. Furthermore, there is no means for monitoring the state inside the battery case 5 (for example, the state of remaining air bubbles), and the liquid injection in the conventional liquid injection device is controlled based on empirical rules. It was difficult to find conditions and shorten the injection time. In addition, when the properties of the electrode material change, the injection rate changes due to the change in wettability between the electrode material and the electrolytic solution. I needed it. Therefore, the productivity of the lithium secondary battery 1 was not sufficiently high.
Further, since the non-aqueous electrolyte having a high viscosity is hard to be defoamed, when foamed, the resistance value inside the lithium secondary battery 1 becomes high, which sometimes causes a failure in battery performance. However, the conventional liquid injection device does not have a means for detecting this defect, and since the bubbles remain inside the battery, the original battery performance cannot be exhibited, and the device is treated as a defective product. There were many batteries.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-025542 (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and monitors the state of a non-aqueous electrolyte inside a non-aqueous electrolyte battery, and finds a non-aqueous electrolyte battery performance inspection means capable of finding a defective filling of the electrolyte and its performance It is intended to provide an inspection method. Furthermore, the state of the injection of the non-aqueous electrolyte is monitored, and a non-aqueous electrolyte injection device and a non-aqueous electrolyte battery that can reduce the injection time of the non-aqueous electrolyte without deteriorating the battery characteristics. It is intended to provide a manufacturing method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The means for testing the performance of a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention includes an impedance measuring means for measuring the impedance of the nonaqueous electrolyte battery. The state of the non-aqueous electrolyte in the non-aqueous electrolyte battery can be grasped by measuring the impedance of the non-aqueous electrolyte battery by the impedance measuring means.
[0009]
A nonaqueous electrolyte injection device according to the present invention includes the above-described nonaqueous electrolyte battery performance inspection means. Since the device for injecting a non-aqueous electrolyte is provided with the impedance measuring means, it can be injected while grasping the state inside the non-aqueous electrolyte battery. Therefore, optimal injection conditions can be easily found, and the injection time can be shortened.
It is preferable that the device for injecting a non-aqueous electrolyte of the present invention includes a heating means for heating the non-aqueous electrolyte battery and a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the heating means. If the heating means and the temperature adjusting means are provided, the wettability between the electrode and the separator provided inside the nonaqueous electrolyte battery and the nonaqueous electrolyte can be improved.
[0010]
The method of testing the performance of a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention is characterized in that the impedance of the nonaqueous electrolyte battery is measured, and those whose measured value of impedance is equal to or less than a reference value are determined to be non-defective. Therefore, only good products can be easily selected, and only non-aqueous electrolyte batteries exhibiting the original performance can be used. In addition, a defect generated during use can be easily found.
[0011]
The method for producing a non-aqueous electrolyte battery of the present invention comprises the steps of: injecting a non-aqueous electrolyte into a battery case of the non-aqueous electrolyte battery while measuring the impedance of the non-aqueous electrolyte battery; It is characterized by having a step of terminating the liquid injection when the following conditions are reached. The impedance of the nonaqueous electrolyte battery is an index of the end of the injection of the nonaqueous electrolyte, and the timing of the end of the injection can be easily determined, so that the injection time can be reduced. As a result, the productivity of the nonaqueous electrolyte battery can be improved without lowering the battery performance.
The method for producing a nonaqueous electrolyte battery of the present invention preferably includes a step of heating the nonaqueous electrolyte battery to a predetermined temperature. By heating the non-aqueous electrolyte battery, the wettability between the electrode and the separator provided inside the non-aqueous electrolyte battery and the non-aqueous electrolyte can be improved.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a lithium secondary battery performance inspection device 16 (non-aqueous electrolyte battery performance inspection means) for inspecting lithium secondary batteries 1, 1, which are nonaqueous electrolyte batteries constituting the battery module 15. This is an example. The lithium secondary battery 1 inspected by the lithium secondary battery performance inspection device 16 is shown in FIG. 2 and is the same as that described in the section of the prior art, so that the description will be omitted.
The lithium secondary battery performance testing device 16 includes an AC impedance measuring device 17 as impedance measuring means. The AC impedance measuring device 17 includes a positive terminal 7 and a negative terminal 8 of the lithium secondary battery. It is connected.
Further, the measurement frequency of the AC impedance measuring device 17 is set to 10 kHz because the influence of the reaction resistance of the electrochemical reaction, the influence of the diffusion resistance of ions, and the like can be eliminated.
[0013]
The impedance of the lithium secondary battery 1 is measured by such a lithium secondary battery performance inspection device 16, and the measured value is compared with a reference value. Here, the reference value is an impedance value for determining a good product or a defective product. That is, when the measured impedance value is lower than the reference value, the amount of residual bubbles in the non-aqueous electrolyte is small, so the electric resistance inside the lithium secondary battery 1 is small, and the battery characteristics are good. On the other hand, when the impedance measurement value is higher than the reference value, the amount of residual bubbles in the non-aqueous electrolyte is large, the electric resistance is large, and the battery characteristics are not good.
[0014]
In the performance inspection device 16 for the lithium secondary battery described above, the state of the nonaqueous electrolyte of the lithium secondary battery 1 is grasped by measuring the impedance of the lithium secondary battery 1 with the AC impedance measuring device 17. Therefore, if the lithium secondary battery performance testing device 16 determines that the battery is defective before use, the defective product can be replaced with a non-defective product, so that only the lithium secondary battery 1 that sufficiently exhibits performance can be used.
[0015]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment of the present invention, in the manufacture of the lithium secondary battery 1, a nonaqueous electrolyte injection device 20 for injecting a nonaqueous electrolyte into a battery case 5 containing a positive electrode, a negative electrode, and a separator is provided. It is an example. The nonaqueous electrolyte injection device 20 includes an injection hopper 21 connected to the injection port 9 of the lithium secondary battery 1 and an AC impedance measurement device 22 (impedance measurement device) that measures the impedance of the lithium secondary battery 1. Means). Note that, also in the present embodiment, the lithium secondary battery 1 shown in FIG. 2 is used.
[0016]
In the non-aqueous electrolyte injection device 20, a supply tank 23 storing the non-aqueous electrolyte is connected to an injection hopper 21 via a supply pipe 24, and a pump 25 is connected to a pressure adjusting pipe. 26. Further, the supply pipe 24 is provided with a first valve 27 which is an on-off valve, and the pressure adjusting pipe 26 is provided with a second valve 28 which is an on-off valve.
The positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 8 of the lithium secondary battery 1 are connected to the AC impedance measuring device 22. The measuring frequency of the AC impedance measuring device 22 is 10 kHz.
A heating means 29a for heating the battery case is attached to the battery case 5, and a temperature adjusting means 29b for adjusting the temperature is connected to the heating means 29a.
[0017]
In such a non-aqueous electrolyte injection device 20, the non-aqueous electrolyte can be injected into the battery case 5 of the lithium secondary battery 1 while measuring the impedance. It is possible to grasp the state of the water electrolyte (bubble generation state, etc.). Therefore, optimal injection conditions can be easily found, and the injection time can be shortened.
[0018]
Next, a method for manufacturing the lithium secondary battery 1 using the above-described nonaqueous electrolyte injection device 20 will be described. In this manufacturing method, first, in preparation for the injection of the non-aqueous electrolyte, the first valve 27 is closed, the second valve 28 is opened, and the inside of the battery case 5 of the lithium secondary battery 1 is pumped by the pump 25. To reduce the pressure in vacuum. Next, while opening the first valve 27 and closing the second valve 28, the nonaqueous electrolyte is supplied from the supply tank 23 into the injection hopper 21. Here, the inside of the liquid injection hopper 21 and the inside of the battery case 5 are in communication with each other, and the inside of the battery case 5 is evacuated. Is supplied. At the time of the injection, the positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 8 of the lithium secondary battery 1 are connected to the AC impedance measuring device 22 to measure the impedance of the lithium secondary battery 1. Further, the battery case 5 is heated by the heating means 29a adjusted to a predetermined temperature by the temperature adjusting means 29b.
After the injection for a predetermined time, the first valve 27 is closed, and the injection is temporarily stopped. At this time, as shown in FIG. 4, air is entrained in the non-aqueous electrolyte in the battery case at the time of injection, and bubbles 30, 30,... Are generated. For this purpose, the second valve 28 is opened, and the inside of the battery case 5 is repeatedly pressurized and depressurized by the pump 25. The pressurization and depressurization and the injection are repeated, and the injection is terminated when the measured impedance value reaches the reference value.
As shown in FIG. 4, inside the battery case 5, between the positive electrode 2 and the separator 4, a positive electrode active material 31, a conductive material 32, and a binder for bonding the positive electrode active materials 31 and 31 to each other. A negative electrode active material 34 and a binder 35 for binding the negative electrode active materials 34 and 34 are disposed between the negative electrode 3 and the separator 4.
[0019]
By injecting the liquid while measuring the impedance in this way, the state of the liquid injection can be monitored, so that the timing of terminating the liquid injection can be easily determined. Therefore, the time required for liquid injection can be shortened, the possibility of producing a battery having a battery performance equal to or lower than the reference value is reduced, and the productivity of the lithium secondary battery can be improved.
Further, if the lithium secondary battery 1 is heated by the heating means 29a, the wettability between the positive electrode 2, the negative electrode 3, and the separator 4 having a porous structure, and the nonaqueous electrolyte can be improved. As a result, the impedance can be reduced.
[0020]
【Example】
A non-aqueous electrolyte containing a lithium salt was injected into the battery case 5 of the lithium secondary battery using the lithium secondary battery injection device 20 of FIG.
FIG. 5 shows a graph in which a change in impedance when a non-aqueous electrolyte is injected is plotted. In the graph, the start of evacuation in the battery case 5 is plotted as 0 second.
In the injection, the inside of the battery case 5 was evacuated during the first four and a half minutes, and subsequently, injection of the non-aqueous electrolyte was started at 25 ° C. Immediately after the injection, the impedance dropped sharply. After reaching the predetermined time, defoaming by pressurization and decompression in the battery case 5 using the pump 25 and injection of the non-aqueous electrolyte were repeated. At that time, the impedance decreased slowly. Then to complete the injected when it reaches the 20 [Omega · cm 2 which is a reference value (accuracy ± 0.2Ω · cm 2).
In this way, by performing the injection while measuring the impedance, the state of the injection could be monitored, and the minimum necessary injection time for obtaining good battery characteristics could be determined. As a result, it was possible to improve the productivity of the lithium secondary battery while maintaining the battery performance at or above the reference value.
When the nonaqueous electrolyte was injected at 40 ° C. in the same manner as described above, the impedance became lower than 25 ° C. This is because the wettability between the electrode and the separator and the non-aqueous electrolyte is improved.
[0021]
【The invention's effect】
According to the nonaqueous electrolyte battery performance inspection means of the present invention, the impedance of the nonaqueous electrolyte battery is measured by the impedance measuring means, so that the state of the nonaqueous electrolyte in the nonaqueous electrolyte battery can be grasped.
In addition, according to the nonaqueous electrolyte solution injection device of the present invention, it is possible to perform the injection while grasping the state inside the nonaqueous electrolyte battery. Therefore, optimal injection conditions can be found, and the injection time can be shortened.
[0022]
Further, according to the nonaqueous electrolyte battery performance inspection method of the present invention, defective products can be found by measuring impedance, and only non-defective products can be easily selected. Therefore, only a non-aqueous electrolyte battery exhibiting the original performance can be used. In addition, a defect generated during use can be easily found.
According to the method for manufacturing a nonaqueous electrolyte battery of the present invention, the impedance of the water electrolyte battery is an index of the end of the injection of the nonaqueous electrolyte, and the timing of the end of the injection can be easily determined. Injection time can be reduced. As a result, the productivity of the nonaqueous electrolyte battery can be improved without lowering the battery performance (while maintaining the battery performance equal to or higher than the reference value).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a performance inspection apparatus for a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a lithium secondary battery.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a liquid injection device for a lithium secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing the inside of the lithium secondary battery at the time of liquid injection.
FIG. 5 is a graph showing a change in an impedance measurement value with respect to a liquid injection time in Examples.
[Explanation of symbols]
1 lithium secondary battery (non-aqueous electrolyte battery)
16 Lithium rechargeable battery performance inspection device (Non-aqueous electrolyte battery performance inspection means)
17,22 AC impedance measuring device (impedance measuring means)
20 Non-aqueous electrolyte injection device 29a Heating means 29b Temperature adjusting means
