JP2010108898A - 絶縁性低下部位特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体からなる電気化学セルの絶縁性低下部位を容易に特定するとともに、絶縁性低下の原因を詳細に解明することができる方法を提供する。
【解決手段】外装体１７０における絶縁性低下の原因が存在すると予想される部位近傍において、第１強酸を用いて基材層１７１を溶かして除去する基材層除去工程と、基材層除去工程の後、第２強酸を用いて金属箔層１７２を溶かして除去する金属箔層除去工程と、を含む絶縁性低下部位特定方法。
【選択図】図６

Description

本発明は、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体からなる電気化学セルの絶縁性低下部位を容易に検出するとともに、絶縁性低下の原因を詳細に解明することができる方法に関するものである。

リチウムイオン電池とは、リチウム二次電池ともいわれ、液状、ゲル状又は高分子ポリマー状の電解質を持ち、正極・負極活物質が高分子ポリマーからなるものを含むものである。このリチウムイオン電池は、充電時には正極活物質であるリチウム遷移金属酸化物中のリチウム原子（Ｌｉ）がリチウムイオン（Ｌｉ⁺）となって負極の炭素層間に入り込み（インターカレーション）、放電時にはリチウムイオン（Ｌｉ⁺）が炭素層間から離脱（デインターカレーション）して正極に移動し、元のリチウム化合物となることにより充放電反応が進行する電池であり、ニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池より出力電圧が高く、高エネルギー密度である上、浅い放電と再充電を繰り返すことにより見掛け上の放電容量が低下する、いわゆるメモリー効果がないという優れた特長を有している。

また、リチウムイオン電池の構成は、正極集電材／正極活性物質層／電解質層／負極活性物質層／負極集電材及び、これらを包装する外装体からなり、外装体を形成する包装材料として近年、金属製缶に替わって多層フィルムからなる積層体で構成される包装材料が外装体として用いられる傾向にある。

具体的には、少なくとも基材層、金属箔層、熱接着性樹脂層で構成された包装材料を袋状に加工し、内部に電池本体を収納するパウチタイプの電池用外装体、または、包装材料をプレス加工して凹部を形成し、凹部内部に電池本体を収納するエンボスタイプの電池用外装体を作製することができる。

図９はエンボスタイプの電池用外装体２７０を用いたリチウムイオン電池２５１の斜視図であり、図１０は図９に示したリチウムイオン電池２５１を分解して示す分解斜視図である、図１１は図９に示すリチウムイオン電池２５１のＢ−Ｂ’における断面図である。図９〜図１１に示すように、少なくとも基材層２７１、金属箔層２７２、熱接着性樹脂層２７５で構成される電池用外装体２７０（図１１参照）を用いたリチウムイオン電池２５１はエンボス部が形成されたトレイ２７０ｔの内部にリチウムイオン電池本体２５２を収納し、トレイ２７０ｔとシート２７０ｓの熱接着性樹脂層２７５同士を重ね合わせヒートシール部２７０ａをヒートシールすることにより、電池用外装体２７０内部にリチウムイオン電池本体２５２を密封収納して構成することができる（図１０参照）。

なお、リチウムイオン電池本体２５２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と（いずれも図示せず）を含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結されるとともに先端が電池用外装体２７０の外部に突出する金属端子２５４から構成されている。

このとき、図１１に示すように、外装体２７０内部において、リチウムイオン電池２５１の長期間の使用又は急速な充電により、リチウムイオン電池本体２５２が発熱し、外装体２７０の最内層に配された熱接着性樹脂層２７５の一部が溶融することがある。このとき、外装体２７０内部に充填された電解質が溶融した熱接着性樹脂２７５の一部から金属箔層２７２に浸透し、リチウムイオン電池２５１が短絡するおそれがあった。

また、リチウムイオン電池本体２５２を外装体２７０内部に密封収納する際、リチウムイオン電池本体２５２を構成する電極活物質がヒートシール部２７０ａにおいて、トレイ２７０ｔとシート２７０ｓの間にかみ込んでいる場合、ヒートシール部２７０ａにおいて、電極活物質が外装体２７０の最内層に配された熱接着性樹脂層２７５の一部を破断させることがある。このとき、外装体２７０内部に充填された電解質が破断した熱接着性樹脂２７５の一部から金属箔層２７２に浸透し、リチウムイオン電池２５１が短絡するおそれがあった。

また、外装体２７０のヒートシール部２７０ａを折り曲げて、リチウムイオン電池２５１の容積当たりの出力を向上させることができるが、このとき熱接着性樹脂層２７５の折り曲げ部にクラックやピンホールが発生した場合、その部位から電解質が金属箔層２７２に浸透し、リチウムイオン電池２５１が短絡するおそれがあった。

また、図９に示すように、最内層に配された熱接着性樹脂層２７５は金属端子フィルム２５４を挟持した状態で、金属端子２５４周辺がヒートシールされるが、金属端子２５４周辺で熱接着性樹脂層２７５がヒートシール時の熱と圧により薄肉化し、金属端子２５４と金属箔層２７２が接触した場合、リチウムイオン電池２５１は短絡するおそれがあった。

同様に、リチウムイオン電池２５１の過充電等が原因で外装２７０内部の温度が上昇したとき、金属端子２５４が発熱し、金属端子２５４の挟持部分において、外装体２７０の最内層に配された熱接着性樹脂層２７５が溶融して、金属端子２５４と外装体２７０を構成する金属箔層２７２が接触した場合、リチウムイオン電池２５１は短絡するおそれがあった。

また、リチウムイオン電池２５１の過充電等が原因で外装２７０内部の温度が上昇したとき、金属端子２５４が発熱し、金属端子２５４の挟持部分において、外装体２７０の最内層に配された熱接着性樹脂層２７５が溶融して、金属端子２５４と外装体２７０を構成する金属箔層２７２が接触した場合、リチウムイオン電池２５１は短絡するおそれがあった。

このように、リチウムイオン電池２５１の使用時又は作製時において、熱接着性樹脂層２７５の溶融、破断、クラック又はピンホールの発生により短絡が発生し、リチウムイオン電池２５１の絶縁性が低下することが問題となっていた。

このような問題に対して、リチウムイオン電池２５１の絶縁性低下の原因を究明するためにはまず、絶縁性低下部位を特定する必要がある。しかし、外装体２７０を構成する金属箔層２７２は非透過性であり、熱接着性樹脂層２７５を外装体２７０外部から目視等により観察して絶縁性低下部位を特定することはできない。そこで、従来、クラックやピンホール等の短絡の原因が発生し易い部位に的を絞って、熱接着性樹脂層２７５を金属箔層２７２から剥離させた後、熱接着性樹脂層２７５を顕微鏡等で観察し絶縁性低下部位を探していた。また、特許文献１では、めっき法により外装体を構成する金属箔層に金属を析出させ、この金属析出物の形成の有無を目視等で確認して絶縁性低下部位を特定する方法が記載されていた。

特開２００７−２５７９７４号公報

しかし、クラックやピンホール等の短絡の原因が発生し易い部位に的を絞って顕微鏡等で絶縁性低下部位を探す作業は手間隙のかかる作業であるうえに、絶縁性低下部位を見逃すおそれもあった。また、特許文献１に記載の絶縁性低下部位の検出方法では短絡の原因となる部位に金属が析出するため、短絡発生の部位を特定することはできるが、短絡の原因が熱接着性樹脂層のクラックに因るのかピンホールに因るのか又は溶融に因るのか具体的にその原因を解明することができなかった。また、上記いずれの絶縁性低下部位の検出方法においても、リチウムイオン電池を分解した後、熱接着性樹脂層と金属箔層を剥離させて熱接着性樹脂層を観察する必要があり、非常に手間がかかる作業であった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体からなる電気化学セルの絶縁性低下部位を容易に特定するとともに、絶縁性低下の原因を詳細に解明することができる方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成による絶縁性低下部位特定方法は、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体内部に、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含む電気化学セル本体を、正極および負極の各々に連結される金属端子の先端が外部に突出するように密封収納して構成される電気化学セルの絶縁性低下部位特定方法であって、外装体における絶縁性低下の原因が存在すると予想される部位近傍において、第１強酸を用いて基材層を溶かして除去する基材層除去工程と、基材層除去工程の後、第２強酸を用いて金属箔層を溶して除去する金属箔層除去工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の第２の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層除去工程の前に、外装体を構成する金属箔層と金属端子間の電気抵抗値を測定する第１工程を有すること特徴とする。

また、本発明の第３の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、第１工程において短絡発生が確認された後であって、基材層除去工程の前に、金属箔層を２つの領域に絶縁する絶縁帯を形成する第２工程を有し、第２工程の後に、絶縁された金属箔層の２つの領域と金属端子間で電気抵抗値をそれぞれ測定する第３工程を有し、絶縁帯は第１強酸を用いて外装体を構成する基材層を溶かして除去した後、第２強酸を用いて外装体を構成する金属箔層を溶かして除去することにより形成されることを特徴とする。

また、本発明の第４の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層除去工程の後に、金属箔層を除去していない領域において、外装体を構成する金属箔層と金属端子間の電気抵抗値を測定する第４工程を有することを特徴とする。

また、本発明の第５の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層除去工程の後に、金属箔層を除去した部位において、めっき法を用いて金属析出物を形成する第５工程を有することを特徴とする。

また、本発明の第６の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層が外装体の外層側に配される第１基材層と外装体の内層側に配される第２基材層を有し、第１基材層がポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムであり、第２基材層が２軸延伸ナイロンフィルムである場合、第１基材層を貫通する切れ込みを基材層に形成する切れ込み形成工程を基材層除去工程の前に有することを特徴とする。

また、本発明の第７の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、第１強酸がフッ化水素酸であることを特徴とする。

また、本発明の第８の構成は、上記絶縁性低下部位特定方法において、第２強酸が塩酸溶液であることを特徴とする。

本発明の第１の構成によると、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体内部に、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含む電気化学セル本体を、正極および負極の各々に連結される金属端子の先端が外部に突出するように密封収納して構成される電気化学セルにおいて、外装体における絶縁性低下の原因が存在すると予想される部位近傍で、第１強酸を用いて基材層を溶かして除去する基材層除去工程により、その部位近傍の金属箔層を露出させることができる。

次に、第２強酸を用いて金属箔層を溶して除去する金属箔層除去工程により、その金属箔層を除去した部位は熱接着性樹脂層が外装体外部に露出する。これにより、外装体外部から熱接着性樹脂層に発生した絶縁性低下部位を探して特定することができるとともに、絶縁性低下原因を目視観察により解明することができる。また、外装体における絶縁性低下部位が存在すると予想される部位近傍において絶縁性低下部位が見つからなかった場合、その他の領域において、上記基材層除去工程と上記金属箔層除去工程とをこの順で繰り返しおこなうことにより、絶縁性低下部位を探し出すことが可能となる。

本発明の第２の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層除去工程の前に、外装体を構成する金属箔層と金属端子間の電気抵抗値を測定することにより、電気化学セルにおける短絡発生の有無を検知することができる。そして、短絡発生が無いと検知された場合、余計な基材層除去工程及び金属箔層除去工程を行なうことを避けることができる。

本発明の第３の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層を２つの領域に絶縁する絶縁帯を形成する第２工程と、その絶縁された金属箔層の２つの領域と金属端子間で電気抵抗値をそれぞれ測定する第３工程により、絶縁された金属箔層の２つの領域のどちらか一方の領域において金属端子との間で通電を示す抵抗値が示された場合、通電を示した金属箔層の領域に絶縁性低下部位が存在すると予想することができる。これにより、絶縁性低下部位を容易に特定することができる。

また、上記通電を示す抵抗値が示された金属箔層の領域において、再び、第２工程と第３工程を繰り返すことにより、絶縁性低下部位が存在すると予想される領域を限定して絞ることができる。したがって、絶縁性低下部位を更に容易に特定することが可能となる。

本発明の第４の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層除去工程の後に、金属箔層を除去していない領域における金属箔層と金属端子間の電気抵抗値を測定したとき、通電を示す抵抗値が示された場合、通電を示した領域に絶縁性低下部位が存在すると予想することができる。これにより、絶縁性低下部位を容易に特定することができる。また、金属箔層を除去した領域において、絶縁性低下部位を探す必要がなくなる。

一方、金属箔層を除去していない領域において、外装体を構成する金属箔層と金属端子間で通電を示す抵抗値が示されなかった場合、金属箔層を除去した領域に絶縁性低下部位が存在すると予想することができる。

本発明の第５の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層除去工程により熱接着性樹脂層が外装体外部に露出した後、金属箔層を除去した部位において、めっき法を用いて金属析出物を形成する第５工程を有する。これにより、この金属箔層を除去した部位において、熱接着性樹脂層上に外装体内部から外装体外部に通ずるクラック又はピンホール等の絶縁性低下部位が発生している場合、めっき法を用いてこのクラック又はピンホール等の絶縁性低下部位内部に金属析出物を形成して、絶縁性低下部位を特定することができる。また、金属箔層を除去した部位において、めっき法によっても金属析出物が形成されない場合、当該部位において、熱接着性樹脂層上に外装体内部から外装体外部に通ずるクラック又はピンホール等の絶縁性低下部位が発生していないと予測することができる。具体的なめっき法としては、外装体の金属箔層を除去した電気化学セルをめっき溶液中に浸漬し、陰極端子を電気化学セルの負極の金属端子に接続し、陽極板をめっき溶液中に浸漬し、陰極端子と陽極板間に直流電流を流しておこなう。このとき、陰極端子と接続した電気化学セルの金属端子は外装体内部に充填されている電解質と電気的に導通しており、電解質は陰極板として機能する。これにより、熱接着性樹脂層上に外装体内部から外装体外部に通ずるクラック又はピンホール等の絶縁性低下部位が発生している場合、めっき溶液中において、外装体外部からめっき溶液が絶縁性低下部位を介して外装体内部に充填された電解質まで浸透する。そして、陰極端子と陽極板間に直流電流を流したとき、電解質表面まで浸透しためっき溶液から金属が析出し、クラック又はピンホール等の絶縁性低下部位内部に金属析出物が形成される。したがって、熱接着性樹脂層を透過性の樹脂で構成すれば、形成された金属析出物の形状を外装体外部から目視観察することにより、クラック又はピンホール等の絶縁性低下原因を容易に解明することができる。なお、上記方法はめっき法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。

本発明の第６の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層が外装体の外層側に配される第１基材層と外装体の内層側に配される第２基材層を有し、第１基材層がポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムであり、第２基材層が２軸延伸ナイロンフィルムである場合、第１基材層を貫通する切れ込みを基材層に形成する切れ込み形成工程を基材層除去工程の前に行なうことにより、基材層除去工程において、切れ込みを形成した部位から第１強酸が浸透し、第２基材層を構成する２軸延伸ナイロンフィルム又はポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムと金属箔層を接着する接着剤層を溶かして取り除くことができる。これにより、ポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムを溶かすことなく外装体からポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムを容易に取り除くことができる。

本発明の第７の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、第１強酸がフッ化水素酸であることにより、基材層がポリアミド系樹脂等の耐薬品性に強い樹脂で構成されている場合でも溶かして取り除くことができる。

本発明の第８の構成によると、上記絶縁性低下部位特定方法において、第２強酸が塩酸溶液であることにより、金属箔層がアルミニウムで構成されている場合でも溶かして取り除くことができる。

本発明の絶縁性低下部位特定方法に用いるリチウムイオン電池の斜視図 図１に示したリチウムイオン電池の断面図 本発明の絶縁性低下部位特定方法に用いるリチウムイオン電池の平面図 本発明の絶縁性低下部位特定方法に用いるリチウムイオン電池の平面図 本発明の絶縁性低下部位特定方法に用いるリチウムイオン電池の平面図 図３に示したリチウムイオン電池の断面図 図３に示したリチウムイオン電池の断面図 図３に示したリチウムイオン電池の断面図 本発明の絶縁性低下部位特定方法に用いる装置を模式的に示す断面図 図７に示したリチウムイオン電池の断面図 リチウムイオン電池の斜視図 図９で示したリチウムイオン電池を分解して示す斜視図 図９で示したリチウムイオン電池の断面図

本発明は、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体からなる電気化学セルの絶縁性低下部位を容易に特定するとともに、絶縁性低下の原因を詳細に解明することができる方法である。本発明の絶縁性低下部位特定方法の一実施形態について図等を利用してさらに詳細に説明する。なお、従来例の図９〜図１１と共通する部分は説明を省略する。

まず、本実施形態の絶縁性低下部位特定方法を用いるリチウムイオン電池について説明する。なお、本実施形態の絶縁性低下部位特定方法を用いるリチウムイオン電池は本発明の「電気化学セル」に含まれる一実施形態であり、リチウムイオン電池以外にも外装体にキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学セル本体を収納した電気化学セルに対して本実施形態の絶縁性低下部位特定方法を用いることができる。

図１はリチウムイオン電池１５１の斜視図であり、図２は図１に示したリチウムイオン電池１５１のＡ−Ａ’における断面図である。図１、図２に示すように、リチウムイオン電池１５１は外装体１７０の内部にリチウムイオン電池本体１５２を密封収納して構成される。このとき、外装体１７０は少なくとも基材層１７１、金属箔層１７２と、熱接着性樹脂層１７５とを順次積層して構成されている。そして外装体１７０はエンボス部が形成されたトレイ１７０ｔの内部にリチウムイオン電池本体１５２を収納し、トレイ１７０ｔとシート１７０ｓの熱接着性樹脂層１７５同士を重ね合わせ、外装体１７０の周縁部（ヒートシール部１７０ａ）をヒートシールすることにより、リチウムイオン電池本体１５２を外装体１７０内部に密封収納している。

なお、リチウムイオン電池本体１５２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と（いずれも図示せず）を含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結される金属端子１５４とから構成され、外装体１７０内部にリチウムイオン電池本体１５２を密封収納する際、金属端子１５４は外装体１７０により挟持され、その挟持部分を含む金属端子１５４周辺がヒートシールされている。

次に、本実施形態の絶縁性低下部位特定方法を具体的に説明する。本実施形態の絶縁性低下部位特定方法は、外装体１７０を構成する金属箔層１７２と金属端子１５４間の電気抵抗値を測定する第１工程、外装体１７０を構成する金属箔層１７２を２つの領域に絶縁する絶縁帯を形成する第２工程、絶縁された金属箔層１７２の２つの領域と金属端子１５４間で電気抵抗値をそれぞれ測定する第３工程、第１強酸を用いて基材層１７１を溶かして除去する基材層除去工程、第２強酸を用いて金属箔層１７２を溶かして除去する金属箔層除去工程、金属箔層１７２を除去していない部位において、外装体１７０を構成する金属箔層１７２と金属端子１５４間の電気抵抗値を測定する第４工程とを、少なくともこの順で行なうことにより行なわれる。なお、上記各工程において、金属端子１５４と外装体１７０を構成する金属箔層１７２間の電気抵抗値を測定する場合、テスターの接続部に先端が鋭利なクリップ材を用いる。これにより、外装体１７０に先端が鋭利なクリップ材の先端が突き刺さり金属箔層１７２にテスターの接続部を容易に接続することが可能になる。

次に上記各工程について詳細に説明する。図３（ａ）〜図３（ｃ）は上記各工程を説明するためのリチウムイオン電池１５１を模式的に示す平面図であり、図４は図３（ａ）内のリチムイオン電池１５１において絶縁性低下部位ｘを通るＡ−Ａ’における断面図である。絶縁性低下部位ｘを検知する方法を以下説明する。図３（ａ）は第１工程を説明する平面図である。図３（ａ）に示す位置に絶縁性低下部位ｘが発生し、その部位において、短絡が発生している場合、第１工程において、外装体１７０を構成する金属箔層１７２と金属端子１５４間の電気抵抗値を測定することにより、リチウムイオン電池１５１における短絡発生の有無を検知することができる。これは、図４に示すように、絶縁性低下部位ｘにおいて外装体１７０を構成する熱接着性樹脂層１７５にクラック等が発生し、外装体１７０内部の電解質が金属箔層１７２に浸透した場合、リチウムイオン電池本体１５２に接続される金属端子１５４と金属箔層１７２とが電解質を介して通電することによる。

図３（ｂ）は第２工程及び第３工程を説明する平面図である。図３（ｂ）に示すように、第１工程において、リチウムイオン電池１５１に短絡発生を有ることが検知された場合、第２工程においてまず、金属箔層１７２を２つの領域に絶縁する絶縁帯１８１を形成し、互いに絶縁された第１領域１８２と第２領域１８３を形成する。次に第３工程において、絶縁された第１領域１８２における金属箔層１７２と金属端子１５４間で電気抵抗値を測定するとともに、第２領域１８３における金属箔層１７２と金属端子１５４間で電気抵抗値を測定する。このとき、図３（ｂ）では、第２領域１８３に絶縁性低下部位ｘが存在するため、第２領域１８３における金属箔層１７２と金属端子１５４間で通電を示す抵抗値が測定され、第１領域１８２における金属箔層１７２と金属端子１５４間では絶縁性を示す抵抗値が測定される。

これは、第１領域１８２と第２領域１８３とを絶縁帯１８１により絶縁させた場合でも、絶縁性低下部位ｘにおいて、電解質を介して金属端子１５４と金属箔層１７２が通電するためで、このことから、第２領域１８３に絶縁性低下部位ｘが存在すると予想することができる。

図３（ｃ）は基材層除去工程及び金属箔層除去工程を説明する平面図であり、図５、図６は図３（ｃ）内のリチムイオン電池１５１において絶縁性低下部位ｘを通るＡ−Ａ’における断面図である。図３（ｃ）に示すように、第２領域１８３内の第２Ａ領域１８３ａに絶縁性低下部位ｘが存在すると予想される場合、図５に示すように、まず、基材層除去工程により、第１強酸を用いて第２Ａ領域１８３ａにおける基材層１７１を溶かして除去する。これにより金属箔層１７２を外装体１７０外部に露出させることができる。さらに、図６に示すように、金属箔層除去工程により、第２強酸を用いて第２Ａ領域１８３ａにおける金属箔層１７２を溶かして除去する。これにより、第２Ａ領域１８３ａにおける熱接着性樹脂層１７５を外装体１７０外部に露出させることができる。したがって、外装体１７０外部から第２Ａ領域１８３ａ内で絶縁性低下部位ｘを特定することができるとともに、絶縁性低下原因を目視観察により解明することができる。

また、図３（ｃ）において、第２領域１８３で、絶縁性低下部位ｘが第２Ｂ領域１８３ｂに存在すると予想して、基材層除去工程及び金属箔層除去工程により、第２Ｂ領域１８３ｂの基材層１７１及び金属箔層１７２を除去した場合、第２Ｂ領域１８３ｂに絶縁性低下部位ｘが存在しないため、絶縁性低下部位ｘを特定することはできない。しかし、金属箔層１７２を除去していない第２Ａ領域１８３ａにおいて、再び上記基材層除去工程と上記金属箔層除去工程をおこなうことにより、絶縁性低下部位ｘを探し出して特定することは可能である。

また、図３（ｃ）において、金属箔層除去工程により第２Ａ領域１８３ａにおける金属箔層１７２を除去した後、第２Ｂ領域１８３ｂにおいて、外装体１７０を構成する金属箔層１７２と金属端子１５４間で電気抵抗値を測定しても通電を示す抵抗値は測定されない。したがって、通電が示されなかった第２Ｂ領域１８３ｂには絶縁性低下部位ｘが存在しないことを確認することができる。これにより、絶縁性低下部位ｘが第２Ａ領域１８３ａのいずれかに存在することを予想することができる。

また、図３（ｃ）において、絶縁性低下部位ｘが第２Ｂ領域１８３ｂに存在すると予想して、基材層除去工程及び金属箔層除去工程により、第２Ｂ領域１８３ｂの基材層１７１及び金属箔層１７２を除去した場合、第２Ａ領域１８３ａにおいて、外装体１７０を構成する金属箔層１７２と金属端子１５４間で電気抵抗値を測定すると通電を示す抵抗値が測定される。このため、第２Ｂ領域１８３ｂには絶縁性低下部位ｘが存在せず、第２Ａ領域１８３ａに絶縁性低下部位ｘが存在すると予想することができる。したがって、金属箔層１７２を除去した第２Ｂ領域１８３ｂにおいて、絶縁性低下部位ｘを探す手間を省くことができる。

なお、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層１７１が外装体１７０の外層側に配される第１基材層と外装体１７０の内層側に配される第２基材層を有し、第１基材層がポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムであり、第２基材層が２軸延伸ナイロンフィルムである場合、第１基材層を貫通する切れ込みを基材層１７１に形成する切れ込み形成工程を基材層除去工程の前に行なうことにより、基材層除去工程において、切れ込みを形成した部位から第１強酸が浸透し、第２基材層を構成する２軸延伸ナイロンフィルム又はポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムと金属箔層を接着する接着剤層を溶かして取り除くことができる。これにより、基材層除去工程において、ポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムを溶かすことなく外装体１７０からポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムを容易に取り除くことができる。

また、上記絶縁性低下部位特定方法において、基材層１７１を溶かして取り除く第１強酸にフッ化水素酸を用いることにより、基材層１７１がポリアミド系樹脂等の耐薬品性に強い樹脂で構成されている場合でも溶かして取り除くことができる。

また、上記絶縁性低下部位特定方法において、金属箔層１７２を溶かして取り除く第２強酸に塩酸溶液を用いることにより、金属箔層１７２がアルミニウムで構成されている場合でも溶かして取り除くことができる。また、このとき、塩酸溶液は熱接着性樹脂層１７５を溶かさないため、好適に用いることができる。

以上より、上記工程を行なうことにより、リチウムイオン電池１５１に存在する絶縁性低下部位ｘを容易に特定するとともに、絶縁性低下の原因を詳細に解明することができる。なお、本実施形態の絶縁性低下部位は上記各工程を複数回行ったり、各工程を組み合わせることにより、さらに絶縁性低下部位の特定を容易にすることもできる。

また、上記方法以外にもめっき法を用いて絶縁性低下部位ｘを特定することが可能である。図７はめっき法により絶縁性低下部位を特定する装置を模式的に示す断面図であり、図８は図７に示したリチウムイオン電池１５１のＡ−Ａ’における断面図である。めっき法を用いて絶縁性低下部位を特定する方法は本発明に記載の「第５工程」に相当し、図８に示すように、まず、リチウムイオン電池１５１の外装体１７０を構成する金属箔層１７２及び基材層１７１を基材層除去工程及び金属箔層除去工程により除去して、外装体１７０を熱接着性樹脂層１７５のみの構成にする。このとき、電解質を含むリチウムイオン電池本体１５２は熱接着性樹脂層１７５のみで密封収納されるが、クラック又はピンホール等の絶縁性低下部位ｘを介して外装体１７０内部と外装体１７０外部とが通じていると想定する。

次に、図７に示すように、外装体１７０外部に突出する金属端子１５４がめっき溶液１１１に浸漬しないようにリチウムイオン電池１５１をめっき溶液１１１中に浸し、陰極端子１１２をリチウムイオン電池１５１の負極の金属端子１５４に接続し、陽極板１１３をめっき溶液１１１中に浸漬して、陰極端子１１２と陽極板１１３間に直流電流を流す。

このとき、陰極端子１１２と接続した金属端子１５４は外装体１７０内部に充填されている電解質と電気的に導通しており、電解質は陰極板として機能する。これにより、めっき溶液中において、外装体１７０外部からめっき溶液１１１が絶縁性低下部位ｘを介して外装体１７０内部に充填された電解質まで浸透する（図８参照）。そして、陰極端子１１２と陽極板１１３間に直流電流を流したとき、電解質表面まで浸透しためっき溶液から金属が析出し、絶縁性低下部位内部ｘに金属析出物が形成される。したがって、熱接着性樹脂層１７５を透過性の樹脂で構成すれば、形成された金属析出物の形状を外装体１７０外部から目視観察することにより、クラック又はピンホール等の絶縁性低下原因を容易に解明することができる。なお、金属箔層１７２を除去した領域において上記めっき法によって金属析出物が形成されない場合、当該領域に外装体内部から金属箔層まで通ずるクラックまたはピンホール等の絶縁性低下部位ｘが存在していないと予測することができる。

また、めっき溶液１１１中に浸漬するリチウムイオン電池１５１は外装体１７０を構成する金属箔層１７２及び基材層１７１を全領域に亘って除去したものに限定する必要はなく、図３〜図６で説明した第１工程〜第４工程により、絶縁性低下部位ｘが存在すると予想される領域においてのみ金属箔層１７２及び基材層１７１を除去し、上記めっき法により絶縁性低下部位ｘ内部に金属析出物を形成させて絶縁性低下部位を特定することもできる。

なお、上記方法はめっき法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。たとえば、上記めっき溶液１１１として、金属塩を含有するめっき溶液を用い、析出させる金属析出物に応じて、陰極端子１１２の代わりに陽極端子を用い陽極板１１３の代わりに陰極板を用いることもできる。このとき、陽極端子をリチウムイオン電池１５１の正極の金属端子１５４に接続してもよい。また、使用される金属塩は、電気めっき法により金属析出物を形成可能な金属塩であればよく、特に制限されない。具体的な金属塩としては、各種金属のハロゲン化物、酸塩、シアン化物等を挙げることができ、中でも、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、次亜リン酸ニッケル、硫酸コバルト、塩化コバルト、硫酸銅、シアン化金カリウム等が適当であるが、目視での確認の容易さを考慮すると、金属析出物がアルミニウムの銀白色と異なる有色を呈するものが好ましく、特に金属析出物が赤色となる硫酸銅がより好ましい。なお、電気めっき法における溶液の組成、温度およびｐＨ（水素イオン濃度）、処理時間等は特に制限されず、用いる方法、金属塩等に応じて適宜調節される。

また、上記電気めっき法の代わりに無電解めっき法を採用することも可能であり、めっき浴中にリチウムイオン電池１５１を浸漬する方法や、めっき溶液の代わりにスプレー法等によって熱接着性樹脂層１７５の外面側に供給する方法等を好適に用いることもできる。

１１１ めっき溶液
１１２ 陰極端子
１１３ 陽極板
１５１、２５１ リチウムイオン電池
１５２、２５２ リチウムイオン電池本体
１５４、２５４ 金属端子
１７０、２７０ 外装体
１７０ａ、２７０ａ ヒートシール部（外装体周縁部）
１７１、２７１ 基材層
１７２、２７２ 金属箔層
１７５、２７５ 熱接着性樹脂層
１８１ 絶縁帯
１８２ 第１領域
１８３ 第２領域
１８３ａ 第２Ａ領域
１８３ｂ 第２Ｂ領域

Claims (8)

1. 基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される外装体内部に、
   正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、前記正極及び前記負極間に充填される電解質とを含む電気化学セル本体を、
   前記正極および前記負極の各々に連結される金属端子の先端が外部に突出するように密封収納して構成される電気化学セルの絶縁性低下部位特定方法であって、
   前記外装体における絶縁性低下の原因が存在すると予想される部位近傍において、
   第１強酸を用いて前記基材層を溶かして除去する基材層除去工程と、
   前記基材層除去工程の後、第２強酸を用いて前記金属箔層を溶かして除去する金属箔層除去工程と、を含むことを特徴とする絶縁性低下部位特定方法。
2. 前記基材層除去工程の前に、前記外装体を構成する前記金属箔層と前記金属端子間の電気抵抗値を測定する第１工程を有すること特徴とする請求項１に記載の絶縁性低下部位特定方法。
3. 前記第１工程において短絡発生が確認された後であって、前記基材層除去工程の前に、
   前記金属箔層を２つの領域に絶縁する絶縁帯を形成する第２工程を有し、
   前記第２工程の後に、絶縁された前記金属箔層の２つの領域と前記金属端子間で電気抵抗値をそれぞれ測定する第３工程を有し、
   前記絶縁帯は前記第１強酸を用いて前記外装体を構成する基材層を溶かして除去した後、前記第２強酸を用いて前記外装体を構成する金属箔層を溶かして除去することにより形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁性低下部位特定方法。
4. 前記金属箔層除去工程の後に、前記金属箔層を除去していない部位において、前記外装体を構成する前記金属箔層と前記金属端子間の電気抵抗値を測定する第４工程を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１に記載の絶縁性低下部位特定方法。
5. 前記金属箔層除去工程の後に、前記金属箔層を除去した部位において、
   めっき法を用いて金属析出物を形成する第５工程を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１に記載の絶縁性低下部位特定方法。
6. 前記基材層が前記外装体の外層側に配される第１基材層と前記外装体の内層側に配される第２基材層を有し、
   前記第１基材層がポレエチレンテレフタレートフィルム又はポレエチレンナフタレートフィルムであり、前記第２基材層が２軸延伸ナイロンフィルムである場合、
   前記第１基材層を貫通する切れ込みを前記基材層に形成する切れ込み形成工程を前記基材層除去工程の前に有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１に記載の絶縁性低下部位特定方法。
7. 前記第１強酸がフッ化水素酸であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１に記載の絶縁性低下部位特定方法。
8. 前記第２強酸が塩酸溶液であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１に記載の絶縁性低下部位特定方法。

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