JP2005019241A - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、極板群の不良を判別する新規な検査方法を用いた非水電解液二次電池の製造方法を提供する。
【解決手段】（ｉ）正極１３および負極１４と、正極１３と負極１４との間に配置されたセパレータ１５とを含む極板群１６を形成する工程と、（ｉｉ）正極１３と負極１４との間に、予め設定した電圧値の非直流電圧を一定期間印加する工程と、（ｉｉｉ）正極１３と負極１４との間の絶縁性を検査する工程とを含む。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液二次電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非水電解液二次電池を製造する際には、電極間がショートした、または将来ショートする可能性がある不良品を検出することが求められる。この検出は、外装缶への電解液の注液前に行われ、正極、負極およびこれら両極の間に介在するセパレータを含む極板群（電極体）について行われる。極板群の不良品の検出方法として、正負極間に電圧を印加した時の極板群の絶縁抵抗を測定する方法が開示されている（特許文献１参照）。また、良品であれば絶縁破壊を起こさないが将来的にショートする可能性のある極板群であれば絶縁破壊を起こす電圧、具体的には１００〜５００Ｖの電圧を正負極間に印加することによって良品と不良品とを判別する方法も開示されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−４５５３８号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−４０２１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に絶縁抵抗を測定する方法では、正極と負極とが、接触してはいないがセパレータの欠損等によってごく近傍にまで接近しており、将来ショートするおそれがある極板群を検出できないことがある。
【０００６】
ここで、将来ショートするおそれのある極板群について具体的に以下に説明する。打ち抜きや切断などの極板の加工工程において、加工面にバリが生じた極板を用いて極板群を組み立てると、そのバリはセパレータに食い込み、対向する極板に対して数μｍの距離まで接近した状態となる。このような極板群を組み込んだ電池は、実使用時に充放電を繰り返すと、極板群が膨張収縮し、それにともなってバリがセパレータを突き破って対極と接触する場合がある。
【０００７】
また、バリが存在する極板群を組み込んだ電池に対して充放電を繰り返すと、バリからデンドライトが成長することがあり、それにともなって、当該デンドライトの先端が対極と接触することがある。デンドライトが対極に接触すると、微小電流が流れ、電池は自己放電して容量低下を引き起こす。
【０００８】
以上のように、バリが存在する場所のように正負極間の絶縁領域が狭くなった部分では、組み立て時にショートしていなくても使用時にショートするおそれがある。しかしながら、このような電池は、組み立て時にはショートしていないため、組み立て時に絶縁抵抗測定をするだけでは不良品として検出することが困難である。また、バリ以外にも、電極間に混入する小さい異物などによっても極板群が将来的にショートする可能性が高くなり、バリと同様の不具合を引き起こす可能性がある。
【０００９】
特許文献２では、上記したような将来ショートするおそれのある極板群に対して、極板間に高電圧をかけることにより、将来ショートしうる場所に火花放電を起こさせ、回路に短絡電流を流すことにより、このような電極群の検出を可能にしている。
【００１０】
この検出法では、火花放電を利用しているが、火花放電を発生させる電圧は非常に大きいため、将来ショートするおそれのある極板群で火花放電が発生する以外にも、良品のセパレータを持つ極板群において部分放電（Ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生し、良品のセパにもダメージを与えてしまうおそれがある。また、部分放電が発生しない程度の比較的小さな電圧を印加した場合には、非常に大きなバリの存在、あるいは異物混入等によってセパレータに深い傷があるときだけ火花放電が発生し、セパレータに入った傷が小さい場合には火花放電が発生しないため、これを不良として検出することができないといった問題がある。
【００１１】
この部分放電とは、絶縁物に高電圧を印加したときに絶縁物の内部に存在するボイド（空隙）内で起きる放電現象である。この放電は電極間を短絡するような放電でなく、部分的な放電であり、絶縁性の低下に大きく影響するものである。また、部分放電が発生する電圧は、火花放電が発生する電圧に比べて小さい。一般的なセパレータにおいて、部分放電は、セパレータの厚さ１μｍあたり直流電圧３５Ｖ（正弦波交流電圧実効値では２５Ｖ）で発生する。これに対し、火花放電はセパレータの厚さ１μｍあたり直流電圧７５Ｖで発生する。このため例えば、厚さ２０μｍのセパレータにおいて深さ５μｍの傷が入った場合に火花放電を発生させるには、直流電圧１１２５Ｖ（１５［μｍ］×７５［Ｖ／μｍ］）以上の電圧が必要となるが、傷のないセパレータにおいて、部分放電は直流電圧７００Ｖ（２０［μｍ］×３５［Ｖ／μｍ］）以上で発生する。つまり、２０μｍのセパレータにおいて、５μｍの傷が入ったものを火花放電を利用して不良判定しようとすると、傷のないセパレータにおいても部分放電が発生し、セパレータが劣化する。また、部分放電の測定は、現在のところノイズの影響を受けやすく、ノイズが存在する製造現場で行うのは困難である。
【００１２】
このような状況に鑑み、本発明は、極板群の不良を判別する新規な検査方法を用いた非水電解液二次電池の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の製造方法は、非水電解液二次電池の製造方法であって、（ｉ）正極および負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを含む極板群を形成する工程と、（ｉｉ）前記正極と前記負極との間に、予め設定した電圧値の非直流電圧を一定期間印加する工程と、（ｉｉｉ）前記正極と前記負極との間の絶縁性を検査する工程とを含む。
【００１４】
上記製造方法では、前記（ｉｉ）の工程において、前記正極と前記負極との間の前記セパレータに構造上の欠陥がある場合に前記セパレータ内で部分放電が起きる電圧以上であって且つ前記セパレータに構造上の欠陥がない場合に前記セパレータ内で部分放電が起きる電圧未満の非直流電圧を印加することが好ましい。
【００１５】
上記製造方法では、前記非直流電圧が、パルス電圧および交流電圧から選ばれる少なくとも１つの電圧であってもよい。
【００１６】
上記製造方法では、前記非直流電圧が、周波数が５０Ｈｚ以上の交流電圧であってもよい。
【００１７】
上記製造方法では、前記非直流電圧が正弦波交流電圧であってもよい。この場合、前記セパレータの平均厚さをＤ（μｍ）としたときに、前記正弦波交流電圧の実効値を２５Ｄ（Ｖ）未満としてもよい。また、前記セパレータの平均厚さが１０μｍよりも大きく、前記正弦波交流電圧の実効値を２５０Ｖ以上としてもよい。
【００１８】
上記製造方法では、前記非直流電圧が矩形波交流電圧であってもよい。この場合、前記セパレータの平均厚さをＤとしたときに、前記矩形波交流電圧の最大値を３５Ｄ（Ｖ）未満としてもよい。また、前記セパレータの平均厚さが１０μｍよりも大きく、前記矩形波交流電圧の最大値を３５０Ｖ以上としてもよい。
【００１９】
上記製造方法では、前記（ｉｉ）の工程において、前記非直流電圧を１分間以上印加してもよい。
【００２０】
上記製造方法では、前記（ｉｉｉ）の工程において、前記正極と前記負極との間に直流電圧を印加することによって測定された絶縁抵抗値を用いて前記正極と前記負極との間の絶縁性を検査してもよい。
【００２１】
上記製造方法では、前記（ｉ）の工程において複数の前記極板群を形成し、前記（ｉｉ）の工程において、並列に接続した複数の前記極板群に対して同時に前記非直流電圧を印加してもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の製造方法は、正極および負極と、それらの間に配置されたセパレータとを含む極板群の不良を判別する工程を含む。以下に、その工程を説明する。
【００２３】
まず、正極および負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとを含む極板群を形成する（工程（ｉ））。正極、負極およびセパレータは、特に限定はないが、非水電解液二次電池に用いられている公知の部材を適用できる。たとえば、正極には、集電体（たとえばアルミニウム箔）と集電体に塗布された活物質（たとえばリチウム含有複合酸化物）とを含む正極板を用いることができる。負極には、たとえば、集電体（たとえば銅箔）と集電体に塗布された活物質（たとえば炭素質材料）とを含む負極板を用いることができる。セパレータには、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン製の微多孔膜を用いることができる。セパレータは厚さが均一であることが好ましく、その平均厚さは、通常、１５μｍ〜３０μｍ程度である。
【００２４】
極板群の形成方法に限定はない。通常は、セパレータを挟んで正極と負極とを交互に積層するか、セパレータを挟んで正極と負極とを巻回することによって極板群を形成する。
【００２５】
次に、極板群の正極と負極との間に、予め設定した電圧値の非直流電圧を一定期間印加する（工程（ｉｉ））。工程（ｉｉ）は、将来的にショートを起こす可能性が高い極板群に対し、そのセパレータを劣化させて絶縁性を低下させるために行われる。このとき、将来的にショートを起こす可能性が低い極板群、すなわち良品の極板群のセパレータの劣化を抑制する必要がある。したがって、印加される電圧は、正極と負極との間の絶縁性が不十分な場合にセパレータ内で部分放電が起きる電圧以上であって且つ正極と負極との間の絶縁性が十分な場合にセパレータ内で部分放電が起きる電圧未満の電圧である。なお、工程（ｉｉ）は、極板群を電池ケースに挿入した状態で行ってもよい。
【００２６】
工程（ｉｉ）で印加する非直流電圧は、セパレータ内で部分放電を起こすことができる電圧であればよく、パルス電圧または交流電圧（交番電圧）を適用できる。具体的には、パルス電圧として、０ボルトと所定の電圧との間で変調する電圧を用いることができる。また、交流電圧としては、正弦波交流電圧を用いるのが容易であるが、矩形波、三角波、鋸波などの他の波形を有する交流電圧を用いてもよい。
【００２７】
工程（ｉｉ）では、印加する非直流電圧の電圧値を、セパレータに構造上の欠陥がある場合（たとえばセパレータに深い傷が入っている場合）では極板群のセパレータ内で部分放電が発生し、セパレータに構造上の欠陥がない場合に極板群のセパレータ内で部分放電が発生しない値に設定する。これにより、電圧を印加しているあいだ、良品の極板群のセパレータは劣化しないが、不良品の極板群のセパレータには部分放電が発生しつづける。その結果、不良品の極板群では、セパレータの絶縁性が低下し、火花放電の発生しやすいセパレータとなる。
【００２８】
この処理をした後、例えば火花放電を利用するような短絡検査を行えば、良品の極板群のセパレータでは部分放電の発生しないような電圧でも、セパレータに小さな傷が入った極板群のセパレータは、非直流電圧の印加による部分放電で劣化しているため、火花放電が発生する。よって、これを不良として検出することができる。
【００２９】
リチウムイオン二次電池で使用されるような一般的なセパレータでは、セパレータの厚さ１μｍあたり実効値２５Ｖの正弦波交流電圧で部分放電が発生する。このため、セパレータの厚さをＤ（μｍ）としたときに、実効値２５Ｄ（Ｖ）以上（セパレータの厚さが２０μｍなら実効値５００Ｖ以上）で正弦波交流電圧を印加すると、良品においても部分放電が発生し、劣化するおそれがある。したがって、正弦波交流電圧を印加する場合には、その実効値を２５Ｄ（Ｖ）未満とする。ここで、正弦波交流電圧の実効値は、
実効値＝０．７０７×最大値
で表される。したがって、矩形波等の他の交流電圧やパルス電圧を用いる場合は、最大値で調節し、最大値を３５Ｄ（Ｖ）（２５Ｄ［Ｖ］／０．７０７）未満とする。
【００３０】
本発明の方法では、一定期間印加する正弦波交流電圧の値を調節することによって、不良品とするセパレータの傷の深さを設定することができる。具体的には、実効値が２５Ｄ（Ｖ）以上の正弦波交流電圧で部分放電が発生するような２０μｍのセパレータにおいて、セパレータの傷の深さが５μｍ以上の極板群を不良としたい場合は、実効値が３７５Ｖの正弦波交流電圧を印加すればよい。これにより、セパレータに深さ５μｍ以上の傷が存在する極板群では、セパレータの傷がある箇所において部分放電が発生する。また、セパレータの傷が５μｍ以下の極板群では、セパレータにおいて部分放電が発生しない。その結果、セパレータの傷の深さが５μｍ以上である極板群を、以後の工程において、不良として容易に検出することができる。
【００３１】
なお、極板群によって異なるが、一般的には、セパレータの傷によってセパレータの残り厚みが１０μｍ未満となると将来短絡する可能性が非常に高くなるため、セパレータの残り厚みが１０μｍ以上ものを良品とするのが好適である。そのため、たとえば厚さ１μｍあたり実効値が２５Ｖ以上の正弦波交流電圧で部分放電が発生するようなセパレータであれば、実効値が２５０Ｖ以上の正弦波交流電圧を印加することが望ましい。矩形波等の他の交流電圧を用いる場合は最大値３５０Ｖ（２５０［Ｖ］／０．７０７）以上の電圧を印加することが望ましい。
【００３２】
また、本発明において、非直流電圧の印加時間は３０秒以上が望ましく、印加時間が長いほど短絡検査の精度が高くなるため、１分以上がより望ましい。電圧の好ましい印加時間は、印加する電圧の周波数によって異なる。印加する電圧の周波数が６０Ｈｚの場合、通常、３０秒〜１０分の範囲で選択される。印加時間が３０秒未満の場合、不良品の極板群のセパレータが部分放電によって劣化する期間が短いため、絶縁抵抗の劣化が小さいものとなり、不良品の選別の精度が低下する場合がある。
【００３３】
工程（ｉｉ）において、印加する交流電圧の周波数は１０Ｈｚ以上が望ましい。周波数が大きいほど印加期間が短くて済むため、５０Ｈｚ以上がより望ましく、６０Ｈｚ以上がさらに望ましい。
【００３４】
また、工程（ｉｉ）において、複数個の極板群を並列に接続し、これに予め設定した電圧値の非直流電圧を一定期間印加してもよい。これにより、短時間に多くの極板群を検査できる。
【００３５】
以上の工程（ｉｉ）では、将来的にショートする可能性が高い箇所においてのみ部分放電が生じやすく、その箇所のセパレータが部分放電によって選択的に劣化し、絶縁性が低下する。
【００３６】
工程（ｉｉ）ののち、直流電圧を用いて正極と負極との絶縁性を検査する（工程（ｉｉｉ））。この工程では、正極と負極とがすでに短絡している極板群、または正極と負極との間の絶縁性が十分でない極板群を選別して排除する。具体的には、まず、不良品の極板群で火花放電が発生し、良品の極板群では火花放電が発生しないような電圧を印加する。また、このとき印加する電圧は、良品の極板群のセパレータで部分放電が発生しない電圧であることが好ましい。具体的には、セパレータの平均厚さをＤ（μｍ）とすると、たとえば１０Ｄ（Ｖ）〜３０Ｄ（Ｖ）程度（好ましくは、２０Ｄ（Ｖ）〜２５Ｄ（Ｖ）程度）の直流電圧を印加する。火花放電が発生した極板群は、絶縁破壊を起こして極板間の絶縁抵抗が大きく低下する。したがって、極板間の絶縁抵抗を測定することによって、不良品を排除できる。絶縁抵抗は、極板間に上記直流電圧を印加したのち、電圧を印加したままの状態で測定することができる。
【００３７】
将来的にショートする可能性が高い極板群は、工程（ｉｉ）によって正極と負極との間の絶縁性が大きく低下するため、工程（ｉｉｉ）における判別が比較的容易となる。このとき、工程（ｉｉ）でセパレータが劣化した部分では比較的低い電圧で火花放電が起こる。直流電圧のみで不良品を判定する方法では、高い電圧を印加しなければならないためにセパレータに傷がない部分も劣化する恐れがあったが、本発明によれば、セパレータに傷がない部分の劣化を抑制できる。
【００３８】
絶縁性の検査は、直流電圧または交流電圧を印加して正極と負極との間の絶縁抵抗を測定することによって行うことができる。絶縁抵抗が一定値以下（たとえば１０ＭΩ未満）の場合には、不良品の極板群と判定できる。また、直流電圧を印加したときに流れる電流波形を用いて、不良品を判別することも可能である。
【００３９】
工程（ｉｉｉ）において不良品の極板群を排除したのち、良品の極板群を用いて非水電解液二次電池を製造する。以下の工程については特に限定はないが、公知の部材を用いた公知の製造方法を適用できる。たとえば、極板群を非水電解液とともに電池ケースに収納し、電極端子を兼ねる封口板で封口すればよい。非水電解液には、たとえば、リチウムを含む電解質（たとえばＬｉＰＦ_６）を溶解させた非水溶媒（たとえばエチレンカーボネート）を用いることができる。なお、極板群を電池ケースに収納した状態で上記工程（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を行ってもよい。
【００４０】
このようにして、非水電解液二次電池を製造できる。本発明の製造方法で製造される非水電解液二次電池の一例を図１に示す。なお、図１において、正極１２および負極１３の集電体の図示を省略している。
【００４１】
図１の非水電解質二次電池１０は、負極端子として機能する電池ケース１１（ハッチングは省略する）と、電池ケース１１を封口する封口体１２と、電池ケース１１に収納された正極１３、負極１４、セパレータ１５および非水電解質（図示せず）とを備える。封口体１２は、正極蓋１２ａおよびガスケット１２ｂを含む。正極１３および負極１４は、それぞれ、可逆的にリチウムを吸蔵および放出する活物質を含む。正極１３と負極１４とは、セパレータ１５を挟んで渦巻き状に巻回され、極板群１６を構成している。極板群１６の上部と下部とには、短絡を防止するための絶縁板１７および１８が配置されている。正極１３はリード１９によって正極蓋１２ａに接続されており、負極１４はリード２０によって電池ケース１１に接続されている。
【００４２】
本発明の製造方法に用いることができる製造装置は、極板群を形成する極板群形成部と、正極と負極との間に非直流電圧を印加する電圧印加部と、正極と負極との間の絶縁性を検査する検査部とを含む。これらの各部分は別々であっても一体となっていてもよい。極板群形成部には、公知のものを適用できる。電圧印加部は、非直流電圧を出力する電源を備える。また、検査部は、直流電圧を出力する電源と、極板間の絶縁抵抗を測定する測定装置とを備える。
【００４３】
以下に、極板群の具体的な検査方法について例を挙げて説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００４４】
（実施形態１）
実施形態１における交流電圧の印加方法を図２に模式的に示す。
【００４５】
交流電源２４は、導線２２および保護抵抗２３を介して端子２５ａおよび２５ｂに接続されている。端子２５ａおよび２５ｂは、それぞれ、極板群１６の正極および負極に接続される。正極および負極がそれぞれどちらの端子に接続されるかは問わない。交流電源２４から出力される交流電圧は、極板群１６の正負極間に印加される。極板群１６に印加される交流電圧の電圧値は、交流電源２４の出力電圧と、保護抵抗２３の抵抗値とによって調節される。
【００４６】
この装置を用いて、極板群の電極間に、セパレータの厚さ１μｍあたり実効値で２５Ｖ未満の正弦波交流電圧を３０秒間以上印加する。矩形波交流電圧を用いる場合は、極板群の電極間に、セパレータの厚さ１μｍあたり最大値が３５Ｖ未満の交流電圧を３０秒間以上印加する。このときのセパレータ厚さ１μｍあたりの印加電圧、および電圧印加時間はセパレータの種類によって好ましい値が異なる。交流電圧の周波数は１０Ｈｚ以上に設定する。
【００４７】
交流電圧を印加したのち、極板群の電極間に４５０Ｖの直流電圧を印加し、その０．１秒後に絶縁抵抗を測定する。そして、絶縁破壊を起こしていないもの、つまり絶縁抵抗が所定値以上（たとえば１０ＭΩ以上）のものを良品とし、所定値未満のものを不良品とする。このような方法によって、不良品の判別を行うことができる。なお、この判別は、直流電圧を印加したときに流れる電流波形を用いて行ってもよい。
【００４８】
（実施形態２）
実施形態２における交流電圧の印加方法を図３に模式的に示す。交流電源３１は、導線３２および保護抵抗３３を介して、端子３４ａ−１〜ｎおよび端子３４ｂ−１〜ｎに接続されている。ｎ個（たとえば１００個）の端子３４ａ−１〜ｎおよび端子３４ｂ−１〜ｎは、並列に接続されており、それぞれの端子に、極板群１６−１〜ｎの正極および負極が接続される。正極および負極がそれぞれどちらの端子に接続されるかは問わない。また、並列につなぐ端子の数、つまり交流電圧を同時に印加する極板群の数は限定されない。極板群に印加される交流電圧の電圧値は、交流電源３１の出力電圧と、保護抵抗３３の抵抗値によって調節される。
【００４９】
実施形態２の方法では、複数の端子を並列に接続し、複数の極板群に対して同時に交流電圧を印加する以外は、実施形態１と同様の方法で極板群の不良を判別する。
【００５０】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００５１】
まず、二次電池の極板群を作製した。正極板は、コバルト酸リチウムおよびアセチレンブラックを主成分とするペーストを、アルミニウム箔に塗布することによって形成した。負極板は、黒鉛を主成分とするペーストを、銅箔に塗布することによって形成した。これら正極板および負極板を、厚さ２０μｍのポリエチレン製セパレータを介して積層し、さらに巻回して極板群を作製した。次に、正極板および負極板のうちペーストを塗布していない部分に、集電用のリードを超音波で溶接した。このようにして、良品の極板群（以下、極板群Ａという場合がある）を作製した。
【００５２】
一方、以下の方法で、不良品となる可能性のある４種類の極板群を作製した。第１の極板群（以下、極板群Ｂ１という場合がある）は、一部（長さ５ｍｍ）を切開したセパレータを用いて作製した。第２の極板群（以下、極板群Ｂ２という場合がある）は、正極板とセパレータとの間に、粒径４５μｍ以上７５μｍ未満のステンレス（ＳＵＳ）研磨粉を５粒混入して作製した。第３の極板群（以下、極板群Ｂ３という場合がある）は、負極板とセパレータとの間に、粒径４５μｍ以上７５μｍ未満のステンレス（ＳＵＳ）研磨粉を５粒混入して作製した。第４の極板群（以下、極板群Ｂ４という場合がある）は、切断されたエッジ部に約４５μｍのバリが存在する芯材を使用した正極板を用いて作製した。
【００５３】
上記極板群Ａおよび極板群Ｂ１〜Ｂ４について、不良品の発生率を調べるため、それぞれの極板群を用いて電池を作製し、充放電を５００サイクル繰り返すサイクル試験を行った。そして、５００サイクル後に、良品の極板群を用いた電池に対して容量が大きく低下している電池、または短絡を起こしている電池を不良品とした。その結果、不良品の電池が発生する確率は、極板群Ａを用いた電池で０％、極板群Ｂ１を用いた電池で１００％、極板群Ｂ２を用いた電池で８０〜９０％、極板群Ｂ３を用いた電池で４０〜５０％、極板群Ｂ４を用いた電池で９０〜９８％であった。一方、このサイクル試験で不良品とならなかった電池は、良品であると考えられる。
【００５４】
次に、上記５種類の極板群をそれぞれ１００個作製し、本発明および従来の方法を用いて不良品の判定を行った。そして、不良品の検出精度から、本発明および従来の方法を評価した。なお、不良品の判定は（露点−３０℃）の温度で行った。
【００５５】
［実施例１］
まず、図２と同様の回路を用い、周波数６０Ｈｚで実効値２５０Ｖの正弦波交流電圧を各極板群に１分間印加した。その後、各極板群に４５０Ｖの直流電圧を印加し、０．１秒後に絶縁破壊を起こしていないもの、つまり絶縁抵抗値が１０ＭΩ以上のものを良品とし、それ以外を不良品と判定した。
【００５６】
実施例１において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は８５個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は４０個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は９１個であった。実施例１の方法は、精度よく不良品を判定できた。
【００５７】
［比較例１］
各極板群に交流電圧を印加しないこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。具体的には、直流電圧の印加のみによる不良品判定を行った。
【００５８】
比較例１において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は４８個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は２１個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は５５個であった。比較例１の方法は、精度が不十分だった。
【００５９】
［実施例２］
各極板群に印加する正弦波交流電圧の実効値を３７５Ｖにしたこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００６０】
実施例２において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は９１個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は５１個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は９８個であった。実施例２の方法は、精度よく不良品を判定できた。
【００６１】
［実施例３］
各極板群に印加する正弦波交流電圧の印加時間を５分にしたこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００６２】
実施例３において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は８７個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は４２個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は９５個であった。実施例３の方法は、精度よく不良品を判定できた。
【００６３】
［実施例４］
実施例４では、図３と同様の回路を用い、並列につないだ１００個の各極板群に対して、同時に実効値２５０Ｖの正弦波交流電圧を１分間印加した。その後、各極板群に４５０Ｖの直流電圧を印加し、０．１秒後に絶縁破壊を起こしていないもの、つまり絶縁抵抗が１０ＭΩ以上のものを良品とし、それ以外を不良品と判定した。
【００６４】
実施例４において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は８１個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は４２個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は９３個であった。実施例４の方法は、精度よく不良品を判定できた。
【００６５】
［実施例５］
正弦波交流電圧の代わりに周波数６０Ｈｚ、最大値３５０Ｖの矩形波交流電圧を各極板群に印加したこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００６６】
実施例５において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は７９個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は４３個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は９０個であった。実施例５の方法は、精度よく不良品を判定できた。
【００６７】
［実施例６］
各極板群に印加する正弦波交流電圧の実効値を１００Ｖにしたこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００６８】
実施例６において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は６０個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は３１個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は７２個であった。
【００６９】
［実施例７］
各極板群に印加する正弦波交流電圧の実効値を７５０Ｖにしたこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００７０】
実施例７において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは２７個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は１００個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は１００個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は１００個であった。
【００７１】
［実施例８］
各極板群に印加する正弦波交流電圧の印加時間を１０秒にしたこと以外は実施例１と同様にして不良品の判定を行った。
【００７２】
実施例８において各極板群１００個のうち不良品と判定された数は、良品の極板群Ａは０個、極板群Ｂ１（セパレータ切開）は１００個、極板群Ｂ２（正極−セパレータ間に研磨粉）は５５個、極板群Ｂ３（負極−セパレータ間に研磨粉）は２５個、極板群Ｂ４（芯材バリ有り）は６３個であった。
【００７３】
実施例１〜８および比較例１の方法で不良品と判定された極板群の数を（表１）に示す。
【００７４】
【表１】

【００７５】
（表１）から明らかなように、実施例１〜５に示した本発明の方法は、極板群に交流電圧を印加しない比較例１の方法に比べて、明らかに精度が高かった。
【００７６】
また、各極板群に印加する交流電圧値が小さい実施例６の方法では、不良品判定の精度の向上は大きくなかった。これは、傷がついた部分のセパレータの厚さが４μｍ以上である極板群では部分放電が発生せず、劣化しないためである。
【００７７】
また、各極板群に印加する交流電圧値が大きい実施例７の方法では、セパレータに傷のない良品の極板群であっても、交流電圧印加時に部分放電が発生して劣化が起こるため、良品の極板群も不良と判定される場合があった。
【００７８】
また、各極板群に交流電圧を印加する時間が短い実施例８の方法では、部分放電が発生する期間が短いため、セパレータに傷がある不良品の極板群であっても劣化がほとんど起こらず、不良品判定の精度の向上は大きくなかった。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内部短絡が発生した極板群、および製品とした後に内部短絡が生じる可能性がある極板群を、良品の極板群を劣化させることなく高い精度でスクリーニングできる。また、本発明によれば、極板群に印加する交流電圧値を調節することにより、傷のないセパレータをもつ極板群のセパレータを劣化させることなく、任意の深さ以上の傷のあるセパレータをもつ極板群を判定することができる。その結果、本発明によれば、短絡する可能性が少ない非水電解液二次電池を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造される非水電解液二次電池の一例を示す一部分解断面図である。
【図２】本発明の製造方法の一例について一工程を示す模式図である。
【図３】本発明の製造方法の他の一例について一工程を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 非水電解液二次電池
１１ 電池ケース
１２ 封口体
１３ 正極
１４ 負極
１５ セパレータ
１６ 極板群
２２、３２ 導線
２３、３３ 保護抵抗
２４、３１ 交流電源
２５ａ、２５ｂ、３４ａ、３４ｂ 端子

Claims (13)

1. 非水電解液二次電池の製造方法であって、
   （ｉ）正極および負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータとを含む極板群を形成する工程と、
   （ｉｉ）前記正極と前記負極との間に、予め設定した電圧値の非直流電圧を一定期間印加する工程と、
   （ｉｉｉ）前記正極と前記負極との絶縁性を検査する工程とを含む非水電解液二次電池の製造方法。
2. 前記（ｉｉ）の工程において、前記正極と前記負極との間の前記セパレータに構造上の欠陥がある場合に前記セパレータ内で部分放電が起きる電圧以上であって且つ前記セパレータに構造上の欠陥がない場合に前記セパレータ内で部分放電が起きる電圧未満の非直流電圧を印加する請求項１に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
3. 前記非直流電圧が、パルス電圧および交流電圧から選ばれる少なくとも１つの電圧である請求項１または２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
4. 前記非直流電圧が、周波数が５０Ｈｚ以上の交流電圧である請求項１または２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
5. 前記非直流電圧が正弦波交流電圧である請求項１または２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
6. 前記セパレータの平均厚さをＤ（μｍ）としたときに、前記正弦波交流電圧の実効値を２５Ｄ（Ｖ）未満とする請求項５に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
7. 前記セパレータの平均厚さが１０μｍよりも大きく、前記正弦波交流電圧の実効値を２５０Ｖ以上とする請求項６に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
8. 前記非直流電圧が矩形波交流電圧である請求項１または２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
9. 前記セパレータの平均厚さをＤとしたときに、前記矩形波交流電圧の最大値を３５Ｄ（Ｖ）未満とする請求項８に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
10. 前記セパレータの平均厚さが１０μｍよりも大きく、前記矩形波交流電圧の最大値を３５０Ｖ以上とする請求項９に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
11. 前記（ｉｉ）の工程において、前記非直流電圧を１分間以上印加する請求項１〜１０のいずれかに記載の非水電解液二次電池の製造方法。
12. 前記（ｉｉｉ）の工程において、前記正極と前記負極との間に直流電圧を印加することによって測定された絶縁抵抗値を用いて前記正極と前記負極との間の絶縁性を検査する請求項１〜１１のいずれかに記載の非水電解液二次電池の製造方法。
13. 前記（ｉ）の工程において複数の前記極板群を形成し、前記（ｉｉ）の工程において、並列に接続した複数の前記極板群に対して同時に前記非直流電圧を印加する請求項１〜１２のいずれかに記載の非水電解液二次電池の製造方法。

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