JP2014089819A - Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same - Google Patents

Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2014089819A
JP2014089819A JP2012237767A JP2012237767A JP2014089819A JP 2014089819 A JP2014089819 A JP 2014089819A JP 2012237767 A JP2012237767 A JP 2012237767A JP 2012237767 A JP2012237767 A JP 2012237767A JP 2014089819 A JP2014089819 A JP 2014089819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
battery
current
distribution
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012237767A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kuniomi Ogata
邦臣 緒方
Akihiko Kandori
明彦 神鳥
Takako Shiba
貴子 柴
Motoyuki Uehara
基志 上原
Katsunori Kojima
克典 児島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP2012237767A priority Critical patent/JP2014089819A/en
Publication of JP2014089819A publication Critical patent/JP2014089819A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology for spacially evaluating capacity deterioration of a lithium ion battery with high accuracy to contribute it to designing a highly reliable battery hard to deteriorate, and to apply it to the inspection process in battery manufacturing by enabling detection of capacity deterioration of the lithium ion battery in a short time.SOLUTION: A magnetic field measuring device includes: a magnetic field detection part for detecting a magnetic field generated from the battery; and an arithmetic processing part for calculating a magnetic field distribution in the battery based on the detected magnetic field. The magnetic field detection part detects first and second magnetic fields generated from the battery when charging and discharging the battery using a first applied current and a second applied current having a current amount different from that of the first applied current to the battery in a prescribed charged state, and the arithmetic processing part calculates first and second magnetic field distributions based on the first and second magnetic fields and evaluates the deterioration state of the battery based on a difference between the first and second magnetic fields or the ratio of the first magnetic field distribution to the second magnetic field distribution.

Description

本発明は、磁場計測装置およびそれを用いた電池劣化検査方法に係り、例えば、磁気センサを用いて充放電中のリチウムイオン電池から生じる磁場を計測し、リチウムイオン電池の劣化状態を評価する磁場計測装置を用いた電池劣化検査装置および方法に関する。   The present invention relates to a magnetic field measurement device and a battery deterioration inspection method using the same, and measures, for example, a magnetic field generated from a lithium ion battery being charged / discharged using a magnetic sensor and evaluates a deterioration state of the lithium ion battery. The present invention relates to a battery deterioration inspection apparatus and method using a measurement apparatus.

近年、二次電池を始めとした蓄電技術に社会的な関心が集まっている。例えば、COを発生しない太陽光発電・風力発電などの再生可能エネルギー向けの蓄電システムや、夜間電力を利用した家庭用蓄電システム、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車の中心的な技術となる蓄電システムの開発・普及に、国や企業が精力的に取り組んでいる。 In recent years, there has been a social interest in power storage technologies such as secondary batteries. For example, the core technologies of energy storage systems for renewable energy such as solar power generation and wind power generation that do not generate CO 2 , home energy storage systems that use nighttime power, electric vehicles, hybrid vehicles, and plug-in hybrid vehicles The government and companies are actively working on the development and popularization of energy storage systems.

このように、社会的に多くの関心を集めている蓄電システムの蓄電池として、リチウムイオン電池が広く利用され始めている(2010年に約12億個)。リチウムイオン電池は高い電圧(3.7V)を得ることができ、エネルギー密度も高い。そのため、リチウムイオン電池は、軽量かつ小型にも関わらず高電圧を実現できるため、携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器のバッテリーから、電気自動車やハイブリッド自動車向けの電池として搭載され、今後、さらなる重要の増加が予測されている。また、最近では、リチウムイオン電池にラミネート構造を採用することで薄型で大容量を実現することができ、電気自動車や、家庭用蓄電システムへの搭載が急速に拡大している。   As described above, lithium-ion batteries have begun to be widely used as storage batteries for power storage systems that are attracting a lot of social interest (about 1.2 billion in 2010). A lithium ion battery can obtain a high voltage (3.7 V) and has a high energy density. For this reason, lithium-ion batteries can achieve high voltage despite being lightweight and compact, so they will be used as batteries for mobile phones and laptop computers, and for electric and hybrid vehicles. Is expected to increase. In addition, recently, by adopting a laminate structure for a lithium ion battery, it is possible to realize a thin and large capacity, and its mounting on electric vehicles and household power storage systems is rapidly expanding.

リチウムイオン電池の需要増加が見込まれる中で、リチウムイオン電池の性能を評価し、その品質を確保することは重要な取り組みの一つである。リチウムイオン電池は、充放電を繰り返すことで、電池容量が低下する。この現象は容量劣化と呼ばれ、この容量劣化が生じると電池を使用する装置の動作時間が短くなったり、突然使えなくなったりする。   As demand for lithium-ion batteries is expected to increase, evaluating the performance of lithium-ion batteries and ensuring their quality is one of the important efforts. The battery capacity of a lithium ion battery is reduced by repeating charge and discharge. This phenomenon is called capacity deterioration. When this capacity deterioration occurs, the operation time of a device using a battery is shortened or suddenly becomes unusable.

このリチウムイオン電池の容量劣化を評価する方法として、電池設計における性能評価や電池製造(図11参照)の検査工程において、充放電を繰り返した際の電池電圧の測定や、交流インピーダンス(内部抵抗)の測定などが実施されている(非特許文献1)。   As a method for evaluating the capacity deterioration of the lithium ion battery, in the performance evaluation in the battery design and the inspection process of the battery manufacture (see FIG. 11), the battery voltage is measured when charging / discharging is repeated, or the AC impedance (internal resistance). The measurement etc. are implemented (nonpatent literature 1).

しかしながら、これらの測定は電池の端子間電圧を測定しており、電池全体の劣化評価は可能であるが、電池内の局所における電圧やインピーダンスの評価は困難であった。そのため、電池の容量劣化の原因を詳しく調べるためには、電池内部の局所部位を高い空間分解能で検査する方法が望まれていた。   However, these measurements measure the voltage between the terminals of the battery, and it is possible to evaluate the deterioration of the entire battery, but it is difficult to evaluate the local voltage and impedance in the battery. Therefore, in order to investigate in detail the cause of battery capacity degradation, a method for inspecting a local site inside the battery with high spatial resolution has been desired.

一方、燃料電池や太陽電池の性能を評価する装置として、電池から発生する磁場を計測し、測定した磁場信号から電池内の電流分布を可視化する装置が開発されている(特許文献1−3)。例えば、特許文献1では、電池の周囲に磁気センサを最適配置し、地磁気を除去し、記録した磁場信号から計算処理にて電池内の電流分布を可視化している。また、特許文献2では、3軸の磁気センサを太陽電池の受光面と裏面に平行に配置し、磁気センサと電池の少なくとも一方を移動させ、電池の受光面と裏面の磁場の分布状態を可視化している。特許文献3では、燃料電池セル積層体の厚さ方向の端部に磁気センサを設置し、集電部材に電気が流れるときに発生する磁場を磁気センサにより測定し、測定された磁界から燃料電池セル積層体の電流分布を測定することを特徴とし、電流分布のかたよりから燃料電池の発電状態を評価している。   On the other hand, as a device for evaluating the performance of a fuel cell or a solar cell, a device that measures a magnetic field generated from a battery and visualizes a current distribution in the battery from the measured magnetic field signal has been developed (Patent Documents 1-3). . For example, in Patent Document 1, a magnetic sensor is optimally arranged around the battery, the geomagnetism is removed, and the current distribution in the battery is visualized by calculation processing from the recorded magnetic field signal. In Patent Document 2, a triaxial magnetic sensor is arranged in parallel with the light receiving surface and the back surface of the solar cell, and at least one of the magnetic sensor and the battery is moved to visualize the distribution of magnetic fields on the light receiving surface and the back surface of the battery. doing. In Patent Document 3, a magnetic sensor is installed at the end of the fuel cell stack in the thickness direction, a magnetic field generated when electricity flows through the current collecting member is measured by the magnetic sensor, and the fuel cell is measured from the measured magnetic field. The current distribution of the cell stack is measured, and the power generation state of the fuel cell is evaluated based on the current distribution.

特表2004−500689号公報JP-T-2004-500689 特開2010−171065号公報JP 2010-171065 A 特開2005−183040号公報JP 2005-183040 A

竹野 和彦、代田 玲美、“移動端末用リチウムイオン電池の容量劣化特性”、NTT CDoCoMo テクニカル・ジャーナル、Vol.13、No.4、pp.62−65、2006Kazuhiko Takeno, Tomomi Soda, “Capacity degradation characteristics of lithium-ion batteries for mobile terminals”, NTT CDoCoMo Technical Journal, Vol. 13, no. 4, pp. 62-65, 2006 BJ Roth, NG Sepulveda, and JP Wikswo Jr, “Using a magnetometer to image a two-dimensional current distribution”, vol. 65, no. 1, pp. 361-372, 1989BJ Roth, NG Sepulveda, and JP Wikswo Jr, “Using a magnetometer to image a two-dimensional current distribution”, vol. 65, no. 1, pp. 361-372, 1989

上述したように、従来技術では電池から発生する磁場を計測し、計測により得られた磁場信号データから電流分布を算出し、その電流分布のかたよりから発電状態を評価していた(特許文献1〜3を参照)。   As described above, in the prior art, the magnetic field generated from the battery is measured, the current distribution is calculated from the magnetic field signal data obtained by the measurement, and the power generation state is evaluated from the way of the current distribution (Patent Documents 1 to 3). 3).

しかしながら、リチウムイオン電池では、同一条件で計測した充放電中の正常品と劣化品の電流分布は類似した電流パターンを示す傾向にあり、電流分布のかたよりからリチウムイオン電池の劣化を評価することは困難なことが多かった。   However, in lithium ion batteries, the current distribution of normal and deteriorated products measured under the same conditions tends to show similar current patterns, and it is not possible to evaluate the deterioration of lithium ion batteries from the current distribution. It was often difficult.

そこで、発明の目的は、リチウムイオン電池の容量劣化を空間的に高い精度で評価する技術を提供することである。また、その評価に基づいて、容量劣化し易い空間的な領域を把握することで劣化し難い高信頼性の電池設計に供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for evaluating the capacity deterioration of a lithium ion battery with high spatial accuracy. In addition, based on the evaluation, it is to provide a highly reliable battery design that is unlikely to deteriorate by grasping a spatial region where the capacity is likely to deteriorate.

更に、リチウムイオン電池の容量劣化を短時間で検出可能とし、電池製造の検査工程に適用することである。   Furthermore, the capacity deterioration of the lithium ion battery can be detected in a short time and applied to the inspection process of battery manufacture.

前記課題を解決するための本発明の主な実施形態は、以下の通りである。   The main embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows.

磁場計測装置において、電池から発生する磁場を検知する磁場検知部と、検知した磁場に基づいて該電池内の磁場分布を算出する演算処理部とを備え、磁場検知部により、所定の充電状態にある電池に第1の印加電流、および第1の印加電流と電流量が異なる第2の印加電流を用いて電池を充放電する際に該電池からそれぞれ発生する第1および第2の磁場を検知し、演算処理部により、第1および第2の磁場に基づく第1の磁場分布、および第2の磁場分布を算出すると共に、第1の磁場分布と第2の磁場分布との差分、または比に基づいて、電池の劣化状態を評価することを特徴とする。   The magnetic field measurement apparatus includes a magnetic field detection unit that detects a magnetic field generated from the battery, and an arithmetic processing unit that calculates a magnetic field distribution in the battery based on the detected magnetic field. When a battery is charged and discharged using a first applied current and a second applied current having a current amount different from that of the first applied current, a first magnetic field and a second magnetic field generated from the battery are detected. Then, the first magnetic field distribution based on the first and second magnetic fields and the second magnetic field distribution are calculated by the arithmetic processing unit, and the difference or ratio between the first magnetic field distribution and the second magnetic field distribution is calculated. Based on the above, the deterioration state of the battery is evaluated.

電池劣化検査方法において、電池から発生する磁場を検知する磁場検知部と、検知した磁場に基づいて該電池内の磁場分布を算出する演算処理部とを具備した磁場計測装置を用いて、磁場検知部により、所定の充電状態にある電池に第1の印加電流、および第1の印加電流と電流量が異なる第2の印加電流を用いて電池を充放電する際に該電池からそれぞれ発生する第1および第2の磁場を検知し、演算処理部により、第1および第2の磁場に基づく第1の磁場分布、および第2の磁場分布を算出すると共に、第1の磁場分布と第2の磁場分布との差分、または比に基づいて、電池の劣化状態を評価することを特徴とする。   In a battery deterioration inspection method, magnetic field detection is performed using a magnetic field measurement device including a magnetic field detection unit that detects a magnetic field generated from a battery and an arithmetic processing unit that calculates a magnetic field distribution in the battery based on the detected magnetic field. The first applied current to the battery in a predetermined charged state and a second applied current having a current amount different from that of the first applied current. The first and second magnetic fields are detected, and the arithmetic processing unit calculates the first magnetic field distribution and the second magnetic field distribution based on the first and second magnetic fields, and the first magnetic field distribution and the second magnetic field distribution. The deterioration state of the battery is evaluated based on the difference or ratio with the magnetic field distribution.

本発明によれば、リチウムイオン電池の容量劣化を空間的に高い精度で評価ができる。また、その評価に基づいて、容量劣化し易い空間的な領域を把握することで劣化し難い高信頼性の電池設計を可能とする。更に、リチウムイオン電池の容量劣化を短時間で検出可能とし、電池製造の検査工程に適用するが可能となる。   According to the present invention, capacity degradation of a lithium ion battery can be evaluated with high spatial accuracy. In addition, based on the evaluation, it is possible to design a highly reliable battery that is unlikely to deteriorate by grasping a spatial region where the capacity is likely to deteriorate. Furthermore, capacity deterioration of the lithium ion battery can be detected in a short time, and can be applied to a battery manufacturing inspection process.

本実施形態に係る電池の磁場計測装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the magnetic field measuring apparatus of the battery which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る高分解能磁場計測システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the high resolution magnetic field measurement system which concerns on this embodiment. 放電時の磁場計測手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic field measurement procedure at the time of discharge. 放電時の磁場計測の別の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another procedure of the magnetic field measurement at the time of discharge. 計測磁場分布を用いた解析手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analysis procedure using a measurement magnetic field distribution. 計測磁場分布から算出した電流分布を用いた解析手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the analysis procedure using the electric current distribution computed from the measurement magnetic field distribution. 1C放電時と2C放電時に計測した磁場分布から得られた差分磁場分布(正常品の場合)を示す図である。It is a figure which shows the difference magnetic field distribution (in the case of a normal product) obtained from the magnetic field distribution measured at the time of 1C discharge and 2C discharge. 図7で示す差分磁場分布から得られた差分電流分布(正常品の場合)を示す図である。It is a figure which shows the difference electric current distribution (in the case of a normal product) obtained from the difference magnetic field distribution shown in FIG. 1C放電時と2C放電時に計測した磁場分布から得られた差分磁場分布(劣化品の場合)を示す図である。It is a figure which shows the difference magnetic field distribution (in the case of a deteriorated product) obtained from the magnetic field distribution measured at the time of 1C discharge and 2C discharge. 図9で示す差分磁場分布から得られた差分電流分布(劣化品の場合)を示す図である。It is a figure which shows the difference electric current distribution (in the case of a degradation product) obtained from the difference magnetic field distribution shown in FIG. リチウムイオン電池製造工程フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a lithium ion battery manufacturing process flow.

以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

≪実施形態1≫
図1は、本実施形態の電池の磁場計測装置の構成例を示す概略図である。
Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a magnetic field measurement apparatus for a battery according to the present embodiment.

本装置では、磁気センサ2が図に示すようにマトリックス状に所定の間隔を保って平面的に配列されている。マトリックス状に配列された磁気センサ2は、リチウムイオン電池11の表面上に配置され、当該電池から発生する磁場を空間的に検出する。   In this apparatus, the magnetic sensors 2 are arranged in a plane in a matrix at predetermined intervals as shown in the figure. The magnetic sensors 2 arranged in a matrix are arranged on the surface of the lithium ion battery 11 and spatially detect a magnetic field generated from the battery.

先ず、本実施形態1では、磁場計測の際に生じる磁場雑音を低減し、精度良く磁場を計測する装置構成および方法を主として述べる。なお、本実施形態1で用いた磁場雑音のキャンセル手段は、後述する実施形態2においても適用する。   First, in the first embodiment, an apparatus configuration and method for measuring a magnetic field with high accuracy by reducing magnetic field noise generated during magnetic field measurement will be mainly described. The magnetic field noise canceling means used in the first embodiment is also applied to the second embodiment described later.

図1に示すように、リチウムイオン電池11がx−y軸で決定される平面に配置されている場合に、リチウムイオン電池の磁場計測装置1の構成要素は、次のようになる。すなわち、リチウムイオン電池11の電極表面に垂直方向(z方向)の磁場信号Bを計測する複数の磁気センサ2と、磁気センサを駆動する駆動回路3と、駆動回路3からの出力を増幅してフィルタをかけるアンプフィルタユニット4と、アンプフィルタユニット4からの出力をディジタル信号に変換するAD変換器5と、AD変換器5からの出力信号をデータ収集し、収集されたデータ(以下、「磁場データ」という)を解析処理するとともに、電池の磁場計測装置1の各部の制御を行なう制御演算装置6と、制御演算装置6により解析処理された解析結果を表示する表示装置7とが配置されている。磁気センサ2の周囲には、個々の磁気センサ2に計測されるz方向の磁場雑音を打ち消すための逆位相の磁場を発生させるキャンセルコイル8が配置されている。 As shown in FIG. 1, when the lithium ion battery 11 is arranged on a plane determined by the xy axis, the components of the magnetic field measuring apparatus 1 of the lithium ion battery are as follows. That is, a plurality of magnetic sensors 2 that measure a magnetic field signal B z in a direction perpendicular to the electrode surface of the lithium ion battery 11 (z direction), a drive circuit 3 that drives the magnetic sensor, and an output from the drive circuit 3 are amplified. The amplifier filter unit 4 that filters the signal, the AD converter 5 that converts the output from the amplifier filter unit 4 into a digital signal, and the output signal from the AD converter 5 are collected, and the collected data (hereinafter “ A control arithmetic unit 6 that controls each part of the magnetic field measuring device 1 of the battery, and a display device 7 that displays the analysis result analyzed by the control arithmetic unit 6. ing. Around the magnetic sensor 2, a cancel coil 8 is disposed that generates a magnetic field having an opposite phase for canceling magnetic field noise in the z direction measured by each magnetic sensor 2.

キャンセルコイル8に印加する電流の大きさは制御演算装置6によって決定される。その電流値を生成させるディジタル信号は演算装置6から出力され、DA変換器9でアナログ変換される。DA変換器9でアナログ変換された信号によってキャンセルコイル8に適切な電流が印加され、キャンセルコイル8で磁場が発生される。   The magnitude of the current applied to the cancel coil 8 is determined by the control arithmetic device 6. A digital signal for generating the current value is output from the arithmetic unit 6 and converted into an analog signal by the DA converter 9. An appropriate current is applied to the cancel coil 8 by the signal converted to analog by the DA converter 9, and a magnetic field is generated in the cancel coil 8.

なお、本実施形態の電池の磁場計測装置1には、リチウムイオン電池の電極表面に対して平行なx方向の磁場信号Bおよびx方向と直交するy方向の磁場信号Bを計測する磁気センサも適用することができる。その際、キャンセルコイル8は、x方向の磁場雑音、および、y方向の磁場雑音を打ち消すための磁場を発生させるように、それぞれ、配置される。 Incidentally, the magnetic field measurement apparatus 1 of the battery of the present embodiment, the magnetic measuring the magnetic field signal B y in the y direction perpendicular to the magnetic field signal B x and the x-direction parallel x-direction with respect to the electrode surface of the lithium-ion battery Sensors can also be applied. At this time, the cancel coil 8 is arranged so as to generate a magnetic field for canceling the magnetic field noise in the x direction and the magnetic field noise in the y direction.

また、本実施形態の電池の磁場計測装置1は、充放電時のリチウムイオン電池の磁場を計測する装置において、特に、キャンセルコイル8による磁場キャンセルと、充放電前に記録した磁場データ(補正用磁場データ)を用いた演算装置6による磁場キャンセルに特徴を有している。そのため、リチウムイオン電池の形状によらず、例えば、角形、円筒形、ラミネート形のリチウムイオン電池のいずれであっても、本発明の磁場計測装置1の構成および動作を適宜適用することができる。   The battery magnetic field measuring apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus for measuring the magnetic field of a lithium ion battery during charging / discharging. In particular, magnetic field cancellation by the cancel coil 8 and magnetic field data recorded before charging / discharging (for correction) It is characterized by magnetic field cancellation by the arithmetic unit 6 using magnetic field data). Therefore, regardless of the shape of the lithium ion battery, the configuration and operation of the magnetic field measuring apparatus 1 of the present invention can be applied as appropriate to any of, for example, a rectangular, cylindrical, or laminated lithium ion battery.

さらに、本実施形態の電池の磁場計測装置1の磁気センサ2として、例えば、ホール素子、Magnetic Impedance(MI)センサ、Magtic Resistance(MR)センサ、フラックスゲートなどの磁気センサのいずれであっても、本発明の磁場計測装置1の構成および動作を適宜適用することができる。   Further, as the magnetic sensor 2 of the battery magnetic field measurement device 1 of the present embodiment, for example, any of a magnetic sensor such as a Hall element, a Magnetic Impedance (MI) sensor, a Magnetic Resistance (MR) sensor, a flux gate, The configuration and operation of the magnetic field measurement apparatus 1 of the present invention can be applied as appropriate.

本実施形態1で述べた磁気センサは、保持台(図示せず)に固定されている。従って、リチウムイオン電池11から発生する磁場の検出は磁気センサ2の近傍領域のみになるために、磁場の検出精度、すなわち空間的な分解能は、磁気センサ2の間隔により決定される。検出精度を上げるために、磁気センサ2の間隔を詰め、さらに磁気センサ2自体の幅を製造面で可能な範囲で小さくし、間隔を狭めた配置を採ることが好ましい。   The magnetic sensor described in the first embodiment is fixed to a holding base (not shown). Therefore, since the magnetic field generated from the lithium ion battery 11 is detected only in the vicinity of the magnetic sensor 2, the magnetic field detection accuracy, that is, the spatial resolution is determined by the interval of the magnetic sensor 2. In order to increase the detection accuracy, it is preferable to reduce the distance between the magnetic sensors 2, further reduce the width of the magnetic sensor 2 as much as possible in terms of manufacturing, and reduce the distance.

本実施形態は、検出精度の点で磁気センサ間隔に制約を受けるものの、後述する実施形態2で示す精密型XYステージは用いていないので、装置構成としてシンプルで安価なものとできる特徴がある。   Although this embodiment is limited by the magnetic sensor interval in terms of detection accuracy, it does not use the precision XY stage shown in the second embodiment to be described later, and therefore has a feature that the apparatus configuration can be simple and inexpensive.

上記の磁場計測装置1を用いて、放電時又は充電時の電池からの磁場計測を行って、電池劣化状態を評価することができる。その磁場計測手順や解析手順に関しては、以下に述べる実施形態2と同様に処理することができるので、本実施形態1では省略する。   Using the magnetic field measurement device 1 described above, the state of battery deterioration can be evaluated by measuring the magnetic field from the battery during discharging or charging. The magnetic field measurement procedure and the analysis procedure can be processed in the same manner as in the second embodiment described below, and are therefore omitted in the first embodiment.

≪実施形態2≫
図2は、本実施形態に係るMR(Magnetic resistance)センサを用いた磁場計測システムを示す。実施形態1では、磁場を検知する磁気センサがマトリック状に固定配置されている構成を示したが、本磁場計測システムは、リチウムイオン電池から生じる磁場分布を高分解能に計測するための装置構成例である。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 2 shows a magnetic field measurement system using an MR (Magnetic Resistance) sensor according to this embodiment. In the first embodiment, the configuration in which the magnetic sensor for detecting the magnetic field is fixedly arranged in a matrix is shown. However, this magnetic field measurement system is an example of a device configuration for measuring the magnetic field distribution generated from the lithium ion battery with high resolution. It is.

図2は、リチウムイオン電池から生じる磁場分布を高分解能に計測するため、128チャンネル磁場計測システムと、精密型XYステージ35とを組み合わせて構成された高分解能磁場計測システムである。
まず、本高分解能磁場計測システムは、磁場計測システムセンサユニット34、磁場計測システム制御ユニット36および磁場計測システムPC37で構成される128チャンネル磁場計測システム、精密型XYステージ35、電池保持台32、磁場シールドボックス30で構成した。
リチウムイオン電池31は電池保持台32の上に載せ、その直下に、精密型XYステージ35と固定した磁場計測システムセンサユニット34を設置した。
FIG. 2 shows a high-resolution magnetic field measurement system configured by combining a 128-channel magnetic field measurement system and a precision XY stage 35 in order to measure a magnetic field distribution generated from a lithium ion battery with high resolution.
First, the high-resolution magnetic field measurement system includes a 128-channel magnetic field measurement system including a magnetic field measurement system sensor unit 34, a magnetic field measurement system control unit 36, and a magnetic field measurement system PC 37, a precision XY stage 35, a battery holder 32, a magnetic field. The shield box 30 is used.
The lithium ion battery 31 was placed on a battery holder 32, and a magnetic field measurement system sensor unit 34 fixed to the precision XY stage 35 was installed directly below the lithium ion battery 31.

磁場計測システムセンサユニット34の上面上には、所定の間隔を保って図1で示す磁気センサ2が配列されている。なお、本実施形態では、磁気センサはMRセンサ33を用いた場合を示す。
高分解能磁場計測システムは、環境磁場雑音を遮蔽できる磁場シールドボックス30内に設置した。
精密型XYステージ35は、X方向あるいはY方向に移動可能であり、その移動ステップは、上記のMRセンサ33が配列された所定の間隔より十分に小さい距離の移動が可能なように設定されている。
On the upper surface of the magnetic field measurement system sensor unit 34, the magnetic sensors 2 shown in FIG. 1 are arranged at a predetermined interval. In the present embodiment, the MR sensor 33 is used as the magnetic sensor.
The high-resolution magnetic field measurement system was installed in a magnetic field shield box 30 that can shield ambient magnetic field noise.
The precision XY stage 35 is movable in the X direction or the Y direction, and the movement step is set so that the movement can be performed at a distance sufficiently smaller than a predetermined interval in which the MR sensors 33 are arranged. Yes.

従って、この構成によりリチウムイオン電池31の任意の位置に磁場計測システムセンサユニット34を配置することができ、上記の所定の間隔より十分小さな間隔で磁場分布を計測できるので、高分解能な磁場分布を得ることができる。
なお、実施形態1の図1で述べたキャンセルコイル8などの配置に関しては、説明を省略しているが、図2にシステムにおいても当然に正確な磁場分布を得るために磁場雑音のキャンセル手段は適宜適用する。
Therefore, the magnetic field measurement system sensor unit 34 can be arranged at an arbitrary position of the lithium ion battery 31 with this configuration, and the magnetic field distribution can be measured at an interval sufficiently smaller than the predetermined interval. Can be obtained.
Note that the description of the arrangement of the cancel coil 8 and the like described in FIG. 1 of the first embodiment is omitted, but in order to obtain an accurate magnetic field distribution in the system of FIG. Apply as appropriate.

<放電時の磁場計測の手順−1>
図3は、上述した高分解能磁場計測システムを用いて、放電中のリチウムイオン電池からの磁場を高分解能に計測するための手順を示すフローチャートである。
<Procedure for magnetic field measurement during discharge-1>
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for measuring the magnetic field from the lithium ion battery during discharge with high resolution using the above-described high-resolution magnetic field measurement system.

まず始めに、高分解能磁場計測システムの電池保持台32に放電できる状態でリチウムイオン電池31をセットする(ステップ40)。   First, the lithium ion battery 31 is set in a state where it can be discharged to the battery holder 32 of the high resolution magnetic field measurement system (step 40).

リチウムイオン電池31を放電していない状態で、XYステージ35を用いて磁場計測システムセンサユニット34を1番目に指定した計測位置に移動させて磁場計測を行う。次の計測位置に磁場計測システムセンサユニット34を移動させ磁場計測を行う。同様のことを繰り返し、N箇所の計測位置に至るまでXYステージ35を移動させて磁場計測をX−Y平面上で繰り返し実施することで、得られた磁気データを基にしてオフセット磁場計測処理を行う(ステップ41)。   While the lithium ion battery 31 is not discharged, the magnetic field measurement is performed by moving the magnetic field measurement system sensor unit 34 to the first designated measurement position using the XY stage 35. The magnetic field measurement system sensor unit 34 is moved to the next measurement position to perform magnetic field measurement. The same thing is repeated, the XY stage 35 is moved to N measurement positions, and the magnetic field measurement is repeatedly performed on the XY plane, thereby performing the offset magnetic field measurement process based on the obtained magnetic data. Perform (step 41).

続いて、1C放電を開始し、リチウムイオン電池内を電流が流れている状態で、N箇所の計測位置で磁場を計測し、1C放電中の磁場計測処理を行う(ステップ42)。
ここで、1Cとは電池を1時間で充電、或いは、放電できる電流値を指すものとする。
Subsequently, 1C discharge is started, and a magnetic field is measured at N measurement positions in a state where current flows in the lithium ion battery, and magnetic field measurement processing during 1C discharge is performed (step 42).
Here, 1C indicates a current value that can charge or discharge the battery in one hour.

さらに、リチウムイオン電池の2C放電を開始し、リチウムイオン電池内を電流が流れている状態で、N箇所の計測位置で磁場を計測し、2C放電中の磁場計測処理を行う(ステップ43)。   Further, 2C discharge of the lithium ion battery is started, and a magnetic field is measured at N measurement positions in a state where current flows in the lithium ion battery, and magnetic field measurement processing during 2C discharge is performed (step 43).

ここで、2Cとは電池を0.5時間で充電、或いは、放電できる電流値を指すものとする。   Here, 2C indicates a current value at which the battery can be charged or discharged in 0.5 hours.

ステップ42、43における放電開始や磁場計測は、磁場計測システム制御ユニット36からの指令制御に基づいて実行される。   The discharge start and the magnetic field measurement in steps 42 and 43 are executed based on command control from the magnetic field measurement system control unit 36.

なお、1Cと2Cの放電時のリチウムイオン電池の磁場を計測する際、リチウムイオン電池は同じ充電状態とする必要がある。すなわち、本実施形態では、後述するように25%充電状態を採用している。   In addition, when measuring the magnetic field of the lithium ion battery at the time of discharge of 1C and 2C, it is necessary to make a lithium ion battery into the same charge state. That is, in this embodiment, a 25% charged state is adopted as will be described later.

<放電時の磁場計測の手順−2>
本実施形態2では、図2で示す高分解能磁場計測システムを用いたが、図1で示す磁気センサ2を高密度に配置した場合、すなわち、上述した所定の間隔程度あるいはそれ以下の間隔で磁気センサ2を配置できる場合には、磁場計測システムセンサユニット34をN箇所の計測位置に移動させる必要はなく、図1で示す装置構成で所望の精度を有する磁場計測処理をすることが可能である。
<Procedure 2 for magnetic field measurement during discharge>
In the second embodiment, the high-resolution magnetic field measurement system shown in FIG. 2 is used. However, when the magnetic sensors 2 shown in FIG. 1 are arranged at a high density, that is, the magnetism is obtained at the above-mentioned predetermined interval or less. When the sensor 2 can be arranged, it is not necessary to move the magnetic field measurement system sensor unit 34 to N measurement positions, and magnetic field measurement processing having desired accuracy can be performed with the apparatus configuration shown in FIG. .

その場合の計測手順を図4のフローチャートで示す。
まず始めに、図1に示す磁場計測装置1に放電できる状態でリチウムイオン電池11をセットする(ステップ50)。
The measurement procedure in that case is shown in the flowchart of FIG.
First, the lithium ion battery 11 is set in a state where it can be discharged to the magnetic field measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 (step 50).

リチウムイオン電池11を放電していない状態で、複数の磁気センサ2に対応する計測位置における磁場計測を実施することで、得られた磁気データを基にしてオフセット磁場計測処理を行う(ステップ51)。   By performing magnetic field measurement at measurement positions corresponding to the plurality of magnetic sensors 2 in a state where the lithium ion battery 11 is not discharged, offset magnetic field measurement processing is performed based on the obtained magnetic data (step 51). .

続いて、1C放電を開始し、リチウムイオン電池11内を電流が流れている状態で、複数の磁気センサ2に対応する計測位置で磁場を計測し、1C放電中の磁場計測処理を行う(ステップ52)。ここで、1Cの定義は、前述の<磁場計測の手順−1>と同様とする。   Subsequently, 1C discharge is started, and a magnetic field is measured at a measurement position corresponding to the plurality of magnetic sensors 2 in a state where current flows in the lithium ion battery 11, and magnetic field measurement processing during 1C discharge is performed (step). 52). Here, the definition of 1C is the same as the above-described <magnetic field measurement procedure-1>.

さらに、リチウムイオン電池11の2C放電を開始し、リチウムイオン電池11内を電流が流れている状態で、複数の磁気センサ2に対応する計測位置で磁場を計測し、2C放電中の磁場計測処理を行う(ステップ53)。ここで、2Cの定義は、前述の<磁場計測の手順−1>と同様とする。
ステップ51から53までの放電開始や磁場計測は、制御演算装置6からの指令に基づいて実行される。
Furthermore, 2C discharge of the lithium ion battery 11 is started, and a magnetic field is measured at a measurement position corresponding to the plurality of magnetic sensors 2 in a state where current flows in the lithium ion battery 11, and magnetic field measurement processing during 2C discharge is performed. (Step 53). Here, the definition of 2C is the same as the above-described <magnetic field measurement procedure-1>.
The discharge start and magnetic field measurement from steps 51 to 53 are executed based on a command from the control arithmetic device 6.

実施形態1および2では、上述したように、放電時の磁場計測に関して説明したが、充電時の磁場計測も同様な手順で行うことができる。   In the first and second embodiments, as described above, the magnetic field measurement at the time of discharging has been described, but the magnetic field measurement at the time of charging can also be performed by the same procedure.

<解析手順−1>
以下に、放電時の磁場計測結果に基づく解析手順を述べるが、充電時の解析手順も同様な手順を取ることができる。
<Analysis procedure-1>
The analysis procedure based on the magnetic field measurement result at the time of discharging will be described below, but the analysis procedure at the time of charging can take the same procedure.

図5に計測磁場分布を用いた解析手順を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing an analysis procedure using the measured magnetic field distribution.

先ず、前述の<磁場計測の手順−1>で示したオフセット磁場計測処理の結果で得られたオフセット磁場信号の加算平均処理を行い、オフセット加算平均磁場を求める(ステップ60)。   First, an addition average process of the offset magnetic field signal obtained as a result of the offset magnetic field measurement process shown in the above-described <magnetic field measurement procedure-1> is performed to obtain an offset addition average magnetic field (step 60).

このステップ60では、放電前に計測したオフセット磁場信号から雑音除去用の加算平均磁場を算出することを目的としている。   The purpose of this step 60 is to calculate an additive average magnetic field for noise removal from the offset magnetic field signal measured before discharging.

次に、放電電流が1Cか2Cか判定する(ステップ61)。   Next, it is determined whether the discharge current is 1C or 2C (step 61).

1Cの場合には、1C放電時の磁場信号の加算平均処理を行い加算平均磁場を求める(ステップ611)。引き続いて、1C放電時の加算平均磁場からオフセット加算平均磁場を除去する(ステップ612)。   In the case of 1C, the addition average process of the magnetic field signal at the time of 1C discharge is performed to obtain the addition average magnetic field (step 611). Subsequently, the offset addition average magnetic field is removed from the addition average magnetic field during 1C discharge (step 612).

ステップ61において、2Cに分岐した場合は、上記の1Cの場合と同様な手順を行う。すなわち、2Cの場合には、2C放電時の磁場信号の加算平均処理を行い加算平均磁場を求める(ステップ613)。引き続いて、2C放電時の加算平均磁場からオフセット加算平均磁場を除去する(ステップ614)。   In step 61, when branching to 2C, the same procedure as in the case of 1C is performed. That is, in the case of 2C, an addition average process of magnetic field signals at the time of 2C discharge is performed to obtain an addition average magnetic field (step 613). Subsequently, the offset addition average magnetic field is removed from the addition average magnetic field during 2C discharge (step 614).

次に、解析方法を差分にするか比率(増加率)を採るか判定する(ステップ62)。   Next, it is determined whether the analysis method is a difference or a ratio (increase rate) is adopted (step 62).

差分を選択した場合には、2C放電時の加算平均磁場から、2倍した1C放電時の加算平均磁場を除去して差分を計算する(ステップ621)。
ステップ621で求めた磁場分布の差分を、以下に「差分磁場分布」と称する。
When the difference is selected, the difference is calculated by removing the addition average magnetic field at 1C discharge doubled from the addition average magnetic field at 2C discharge (step 621).
The difference in the magnetic field distribution obtained in step 621 is hereinafter referred to as “difference magnetic field distribution”.

ステップ62で比率を選択した場合には、1C放電時の加算平均磁場を基準とした時の2C放電時の加算平均磁場の増加率を計算する(ステップ622)。
ステップ622で求めた磁場分布の比率を、以下に「比率磁場分布」と称する。ただし、特に、断らない限り、「差分磁場分布」と称する場合には、「比率磁場分布」を含めるものとする。
When the ratio is selected in step 62, the rate of increase of the additional average magnetic field during 2C discharge is calculated based on the additional average magnetic field during 1C discharge (step 622).
The ratio of the magnetic field distribution obtained in step 622 is hereinafter referred to as “ratio magnetic field distribution”. However, unless otherwise specified, the term “difference magnetic field distribution” includes “ratio magnetic field distribution”.

なお、前述の<磁場計測の手順−1>に基づき、解析手順1を説明したが、前述の<磁場計測の手順−2>に基づく場合も、解析手順1を同様に行える。   Although the analysis procedure 1 has been described based on the above-described <magnetic field measurement procedure-1>, the analysis procedure 1 can be performed in the same manner also in the case of the above-described <magnetic field measurement procedure-2>.

<解析手順−2>
図6は、計測磁場分布から算出した電流分布を用いた解析手順を示すフローチャートである。
<Analysis procedure-2>
FIG. 6 is a flowchart showing the analysis procedure using the current distribution calculated from the measured magnetic field distribution.

本解析手順2と解析手順1との違いは、差分磁場分布を用いて電池性能の劣化評価を行うか、差分電流分布を用いて行うかである。   The difference between the analysis procedure 2 and the analysis procedure 1 is whether the deterioration evaluation of the battery performance is performed using the differential magnetic field distribution or the differential current distribution is used.

先ず、前述の<磁場計測の手順−1>で示したオフセット磁場計測処理の結果で得られたオフセット磁場信号の加算平均処理を行い、オフセット加算平均磁場を求める(ステップ70)。   First, an addition average process of the offset magnetic field signal obtained as a result of the offset magnetic field measurement process shown in the above-described <magnetic field measurement procedure-1> is performed to obtain an offset addition average magnetic field (step 70).

このステップ70では、放電前に計測したオフセット磁場信号から雑音除去用の加算平均磁場を算出することを目的としている。   The purpose of this step 70 is to calculate an additive average magnetic field for noise removal from the offset magnetic field signal measured before discharging.

次に、放電電流が1Cか2Cか判定する(ステップ71)。   Next, it is determined whether the discharge current is 1C or 2C (step 71).

1Cの場合には、1C放電時の磁場信号の加算平均処理を行い加算平均磁場を求める(ステップ711)。引き続いて、1C放電時の加算平均磁場からオフセット加算平均磁場を除去する(ステップ712)。   In the case of 1C, the addition average process of the magnetic field signal at the time of 1C discharge is performed to obtain the addition average magnetic field (step 711). Subsequently, the offset addition average magnetic field is removed from the addition average magnetic field during 1C discharge (step 712).

次に、1C放電時の加算平均磁場から電流分布を算出する(ステップ713)。   Next, a current distribution is calculated from the addition average magnetic field during 1C discharge (step 713).

ステップ71において、2Cに分岐した場合は、上記の1Cの場合と同様な手順を行う。すなわち、2Cの場合には、2C放電時の磁場信号の加算平均処理を行い加算平均磁場を求める(ステップ714)。引き続いて、2C放電時の加算平均磁場からオフセット加算平均磁場を除去する(ステップ715)。   In step 71, when branching to 2C, the same procedure as in the case of 1C is performed. That is, in the case of 2C, the addition average process of the magnetic field signal at the time of 2C discharge is performed to obtain the addition average magnetic field (step 714). Subsequently, the offset addition average magnetic field is removed from the addition average magnetic field during 2C discharge (step 715).

引き続いて、2C放電時の加算平均磁場から電流分布を算出する(ステップ716)。   Subsequently, the current distribution is calculated from the addition average magnetic field during 2C discharge (step 716).

次に、解析方法を差分にするか比率を採るか判定する(ステップ72)。   Next, it is determined whether the analysis method is a difference or a ratio is taken (step 72).

差分を選択した場合には、2C放電時の電流分布と、2倍した1C放電時の電流分布との差分を計算する(ステップ721)。
ステップ721で求めた電流分布の差分を、以下に「差分電流分布」と称する。
If the difference is selected, the difference between the current distribution during 2C discharge and the current distribution during 1C discharge multiplied by 2 is calculated (step 721).
The difference in current distribution obtained in step 721 is hereinafter referred to as “differential current distribution”.

ステップ72で比率を選択した場合には、1C放電時の電流分布を基準とした時の2C放電時の電流分布の増加率を計算する(ステップ722)。
ステップ722で求めた電流分布の比率を、以下に「比率電流分布」と称する。ただし、特に、断らない限り、「差分電流分布」と称する場合には、「比率電流分布」を含めるものとする。
If the ratio is selected in step 72, the rate of increase in current distribution during 2C discharge is calculated based on the current distribution during 1C discharge (step 722).
The ratio of the current distribution obtained in step 722 is hereinafter referred to as “ratio current distribution”. However, unless otherwise specified, the term “difference current distribution” includes “ratio current distribution”.

ステップ713及び716において、リチウムイオン電池の放電時の加算平均磁場から電流分布を算出する方法に、2次元電流分布を求める公知の手法であるフーリエカーネル法(非特許文献2)を用いた。   In Steps 713 and 716, the Fourier kernel method (Non-patent Document 2), which is a known method for obtaining a two-dimensional current distribution, was used as a method for calculating a current distribution from an addition average magnetic field during discharge of a lithium ion battery.

なお、前述の<磁場計測の手順−1>に基づき、解析手順2を説明したが、前述の<磁場計測の手順−2>に基づく場合も、解析手順2を同様に行える。   Although the analysis procedure 2 has been described based on the above-described <magnetic field measurement procedure-1>, the analysis procedure 2 can be performed in the same manner also in the case of the above-described <magnetic field measurement procedure-2>.

<計測結果>
図7および図8は、正常品に対する計測結果を示すものである。
<Measurement results>
7 and 8 show measurement results for normal products.

先ず、図7は1C放電時と2C放電時に計測した磁場分布から得られた差分磁場分布(正常品の場合)を示す図である。   First, FIG. 7 is a diagram showing a differential magnetic field distribution (in the case of a normal product) obtained from the magnetic field distribution measured during 1C discharge and 2C discharge.

ここで計測対象とした電池は、25%充電状態の正常品であって、2C放電時の磁場分布と2倍した1C放電時の磁場分布との差分を取り求めた磁場分布、すなわち「差分磁場分布」を示している。   The battery to be measured here is a normal product with a 25% charge state, and the magnetic field distribution obtained by obtaining the difference between the magnetic field distribution at the time of 2C discharge and the magnetic field distribution at the time of 1C discharge doubled, that is, “difference magnetic field”. Distribution ".

図7(a)、(b)および(c)は、それぞれx成分、y成分およびz成分の差分磁場に対応している。図7の点線は電池の電極を表しており、電池の電極領域以外の差分磁場は零とした。ここで、図示する電極は負電極および正電極が重なって図示され、それぞれの電極からの引き出しは、正極タブおよび負極タブに接続されている。   FIGS. 7A, 7B, and 7C correspond to the differential magnetic fields of the x component, the y component, and the z component, respectively. The dotted line in FIG. 7 represents the battery electrode, and the differential magnetic field outside the electrode area of the battery was zero. Here, the illustrated electrode is illustrated by overlapping a negative electrode and a positive electrode, and the lead-out from each electrode is connected to the positive electrode tab and the negative electrode tab.

図7の右端には、磁場強度[μT]を示す階調スケールが図示されている。このスケールは、x成分、y成分、z成分のいずれにも適用するものとする。   At the right end of FIG. 7, a gradation scale showing the magnetic field strength [μT] is shown. This scale is applied to any of the x component, the y component, and the z component.

図7(a)および(b)から、x成分の差分磁場分布の負のピークは約−3.0μTであり、y成分の差分磁場分布の負のピークは約−1.8であった。従って、x−y成分における差分磁場分布の負のピークは、約−1.8〜−3.0μTの範囲にある。また、図7(c)から、z成分の差分磁場分布の負のピークは約−26μTであった。   7A and 7B, the negative peak of the differential magnetic field distribution of the x component was about −3.0 μT, and the negative peak of the differential magnetic field distribution of the y component was about −1.8. Therefore, the negative peak of the differential magnetic field distribution in the xy component is in the range of about −1.8 to −3.0 μT. Moreover, from FIG.7 (c), the negative peak of the difference magnetic field distribution of z component was about -26 microT.

次に、図8は、図7で示す差分磁場分布から得られた差分電流分布(正常品の場合)を示す図である。   Next, FIG. 8 is a diagram showing a differential current distribution (in the case of a normal product) obtained from the differential magnetic field distribution shown in FIG.

ここで計測対象とした電池は、25%充電状態の正常品であって、2C放電時の電流分布と2倍した1C放電時の電流分布との差分を取り求めた電流分布、すなわち「差分電流分布」を示している。   The battery to be measured here is a normal product in a 25% charged state, and the current distribution obtained by calculating the difference between the current distribution at the time of 2C discharge and the current distribution at the time of 1C discharge doubled, that is, “difference current”. Distribution ".

図8の平面図は、図7で示したものと同様であり、図示する電極は負電極および正電極が重なって図示され、それぞれの電極からの引き出しは、正極タブおよび負極タブに接続されている。図8の右端には、電流値[A/m2]を示す階調スケールが図示されている。 The plan view of FIG. 8 is the same as that shown in FIG. 7, and the illustrated electrodes are shown by overlapping the negative electrode and the positive electrode, and the lead-out from each electrode is connected to the positive electrode tab and the negative electrode tab. Yes. On the right end of FIG. 8, a gradation scale showing the current value [A / m 2 ] is shown.

図8に示すように、正極・負極タブ側から10〜20mmの範囲に差分電流の強い領域が認められた。差分電流分布のピーク(最大電流)は約1.6×10A/mであり、総和電流は1.1×10A/mであった。 As shown in FIG. 8, a region having a strong differential current was recognized in the range of 10 to 20 mm from the positive electrode / negative electrode tab side. The peak (maximum current) of the differential current distribution was about 1.6 × 10 3 A / m 2 , and the total current was 1.1 × 10 5 A / m 2 .

次に、図9および図10は、劣化品に対する計測結果を示すものである。   Next, FIG. 9 and FIG. 10 show the measurement results for the deteriorated product.

先ず、図9は1C放電時と2C放電時に計測した磁場分布から得られた差分磁場分布(劣化品の場合)を示す図である。   First, FIG. 9 is a diagram showing a differential magnetic field distribution (in the case of a deteriorated product) obtained from the magnetic field distribution measured during 1C discharge and 2C discharge.

ここで計測対象とした電池は、25%充電状態の劣化品であって、2C放電時の磁場分布と2倍した1C放電時の磁場分布との差分を取り求めた磁場分布、すなわち「差分磁場分布」を示している。   The battery to be measured here is a deteriorated product in a 25% charged state, and the magnetic field distribution obtained by obtaining the difference between the magnetic field distribution at the time of 2C discharge and the magnetic field distribution at the time of 1C discharge doubled, that is, “difference magnetic field”. Distribution ".

図9(a)、(b)および(c)は、それぞれx成分、y成分およびz成分の差分磁場に対応している。図9の右端に表示されている階調スケールは、図7の正常品と同じ階調スケールとした。図9の点線は電池の電極を表しており、電池の電極領域以外の差分磁場は零とした。ここで、図示する電極は負電極および正電極が重なって図示され、それぞれの電極からの引き出しは、正極タブおよび負極タブに接続されている。   9A, 9B, and 9C correspond to the differential magnetic fields of the x component, the y component, and the z component, respectively. The gradation scale displayed on the right end of FIG. 9 is the same gradation scale as the normal product of FIG. The dotted line in FIG. 9 represents the battery electrode, and the differential magnetic field outside the battery electrode region was zero. Here, the illustrated electrode is illustrated by overlapping a negative electrode and a positive electrode, and the lead-out from each electrode is connected to the positive electrode tab and the negative electrode tab.

図9(a)および(b)から、x成分の差分磁場分布の負のピークは約−9.8μTであり、y成分の差分磁場分布の負のピークは約−9.3であった。従って、x−y成分における差分磁場分布の負のピークは、約−9.3〜−9.8μTの範囲にあるので、正常品と比べて強い値を示した。   9A and 9B, the negative peak of the differential magnetic field distribution of the x component is about −9.8 μT, and the negative peak of the differential magnetic field distribution of the y component is about −9.3. Therefore, since the negative peak of the differential magnetic field distribution in the xy component is in the range of about −9.3 to −9.8 μT, the value is stronger than that of the normal product.

また、図9(c)から、z成分の差分磁場分布の負のピークは約−39.7μTであり、z成分の負のピークも、正常品と比べて強い値を示した。さらに、図9(a)〜(c)から、各成分の正のピークおよび負のピークはタブ付近に認められた。   Moreover, from FIG.9 (c), the negative peak of the difference magnetic field distribution of z component is about -39.7 microT, and the negative peak of z component also showed the strong value compared with the normal product. Further, from FIGS. 9A to 9C, the positive peak and the negative peak of each component were recognized in the vicinity of the tab.

次に、図10は、図9で示す差分磁場分布から得られた差分電流分布(劣化品の場合)を示す図である。   Next, FIG. 10 is a diagram showing a differential current distribution (in the case of a deteriorated product) obtained from the differential magnetic field distribution shown in FIG.

ここで計測対象とした電池は、25%充電状態の劣化品であって、2C放電時の電流分布と2倍した1C放電時の電流分布との差分を取り求めた電流分布、すなわち「差分電流分布」を示している。   The battery to be measured here is a deteriorated product of 25% charge state, and the current distribution obtained by obtaining the difference between the current distribution at the time of 2C discharge and the current distribution at the time of 1C discharge doubled, that is, “difference current”. Distribution ".

図10の平面図は、図8で示したものと同様であり、図示する電極は負電極および正電極が重なって図示され、それぞれの電極からの引き出しは、正極タブおよび負極タブに接続されている。図10の右端には、電流値[A/m2]を示す階調スケールが図示されている。 The plan view of FIG. 10 is the same as that shown in FIG. 8, and the illustrated electrodes are shown by overlapping the negative electrode and the positive electrode, and the lead-out from each electrode is connected to the positive electrode tab and the negative electrode tab. Yes. On the right end of FIG. 10, a gradation scale indicating the current value [A / m 2 ] is shown.

図10に示すように、正極・負極タブ側から50〜60mmの範囲に差分電流の強い領域が認められ、この領域は正常品に比べて広いことが分かる。また、差分電流分布のピーク(最大電流)は約6.7×10A/mであり、総和電流は約3.0×10A/mであり、正常品と比べて強い値を示した。 As shown in FIG. 10, a region having a strong differential current is recognized in the range of 50 to 60 mm from the positive electrode / negative electrode tab side, and it can be seen that this region is wider than a normal product. Moreover, the peak (maximum current) of the differential current distribution is about 6.7 × 10 3 A / m 2 , and the total current is about 3.0 × 10 5 A / m 2, which is a stronger value than that of a normal product. showed that.

図7〜10において、1C放電時と2C放電時に計測した磁場分布、あるいは電流分布を用いて説明したが、1C放電時と2C放電時に限定する必要はなく、1C放電時、2C放電時、・・・nC(n≧2)放電時であっても良い。このように、異なる電流値を用いる趣旨は、1Cよりも異なる電流であって、しかも電池に対して負荷が大きくなる、換言すれば、電池に対してストレスが大きくなる条件を与えることである。このように、より大きなストレスを与えることにより、正常品ならばそのストレスに対して劣化を示さないが、劣化を起こしやすい電池では、そのストレスに対して劣化状態を示すことになる。   7 to 10, the magnetic field distribution or the current distribution measured at the time of 1C discharge and 2C discharge has been described. However, it is not necessary to limit at the time of 1C discharge and 2C discharge, at the time of 1C discharge, at the time of 2C discharge, ..NC (n ≧ 2) may be discharged. As described above, the purpose of using different current values is to give a condition that the current is different from 1C and the load is increased on the battery, in other words, the stress is increased on the battery. In this way, by applying a larger stress, a normal product does not show any deterioration with respect to the stress, but a battery that easily deteriorates shows a deterioration state with respect to the stress.

また、上記説明では、放電時に計測した磁場分布を用いたが、充電時に計測した磁場分布を用いても良い。放電時のデータと充電時のデータとでは、数値の絶対値自体は異なるが、本発明になる電池の劣化状態を評価する目的に対しては、どちらのデータでも構わない。   In the above description, the magnetic field distribution measured at the time of discharging is used, but the magnetic field distribution measured at the time of charging may be used. Although the absolute value of the numerical value itself is different between the data at the time of discharging and the data at the time of charging, either data may be used for the purpose of evaluating the deterioration state of the battery according to the present invention.

<電池劣化状態の評価>
図7〜10に示した結果から、正常品と劣化品とでは1Cおよび2Cで放電させたときの差分磁場分布および差分電流分布が異なることが明らかとなった。
<Evaluation of battery deterioration state>
From the results shown in FIGS. 7 to 10, it is clear that the difference magnetic field distribution and the difference current distribution are different between the normal product and the deteriorated product when discharged at 1C and 2C.

ここで、正常品のデータは、事前に準備することが可能であるので、正常品と比べてどの程度にずれがあれば劣化と判定するかの基準となる判定値、あるいは閾値を設定しておくことで、正常品と劣化品との判定が可能となる。   Here, since the data of normal products can be prepared in advance, a determination value or a threshold value is set as a reference for determining how much the deviation is compared with that of a normal product. This makes it possible to determine whether the product is normal or deteriorated.

従って、正常品と劣化品では異なる電流で磁場変化量および電流変化量が異なることから、この磁場変化量および電流変化量に対して判定値を用いることでリチウムイオン電池の劣化状態を評価できることが示された。   Therefore, since the amount of magnetic field change and the amount of current change are different at different currents for normal products and deteriorated products, the deterioration state of the lithium ion battery can be evaluated by using the judgment values for the magnetic field change amount and the current change amount. Indicated.

また、劣化品において、電池の左端領域(正極・負極タブ付近)の磁場変化量および電流変化量が強くなっており、タブ周囲の劣化を反映している可能性が示された。劣化を発生しやすい場所を特定できることも示唆している。従って、劣化しやすい場所を改善するような開発・設計段階での適用が可能である。   In the deteriorated product, the magnetic field change amount and current change amount in the left end region (near the positive electrode / negative electrode tab) of the battery were strong, indicating the possibility of reflecting deterioration around the tab. It also suggests that it is possible to identify places where deterioration is likely to occur. Therefore, it can be applied at the development / design stage to improve a place that is likely to deteriorate.

また、電池の劣化状態を評価に要する時間は、数分から十数分程度であるので、短時間に電池の状態を検査することも可能である。   Further, since the time required for evaluating the deterioration state of the battery is about several minutes to several tens of minutes, the state of the battery can be inspected in a short time.

なお、放電時の計測結果に基づいて電池の劣化状態を評価できることを示したが、充電時の計測結果を用いても、上述した実施形態から同様に電池の劣化状態を評価できることは明らかである。   Although it has been shown that the deterioration state of the battery can be evaluated based on the measurement result at the time of discharging, it is obvious that the deterioration state of the battery can be similarly evaluated from the above-described embodiment even if the measurement result at the time of charging is used. .

≪実施形態3≫
上述したように、検査対象とする電池の放電時に計測した磁場分布から算出した差分磁場分布、または当該差分磁場分布に基づいて算出した差分電流分布に基づいて、電池の劣化状態が評価可能となる。本発明によれば、劣化を発生しやすい場所を特定できることから、電池の構造と劣化箇所の対応がとり易く劣化原因を解析しやすくなるので、劣化のし難い高性能な電池の設計に適用している。特に、差分電流分布を用いれば、実際の電池内部で生じている物理的現象を視覚的に把握しやすく、開発・設計段階で効果が発揮できる。
<< Embodiment 3 >>
As described above, the deterioration state of the battery can be evaluated based on the difference magnetic field distribution calculated from the magnetic field distribution measured when the battery to be inspected is discharged or the difference current distribution calculated based on the difference magnetic field distribution. . According to the present invention, since it is possible to specify a place where deterioration is likely to occur, it is easy to deal with the structure of the battery and the place of deterioration, and it is easy to analyze the cause of deterioration. ing. In particular, if the differential current distribution is used, it is easy to visually grasp the physical phenomenon occurring inside the actual battery, and the effect can be exhibited at the development / design stage.

さらに、本発明は、電池の製造工程へ適用して効果を発揮できる。   Furthermore, the present invention can be effectively applied to a battery manufacturing process.

図11には、リチウムイオン電池製造工程フローを示す。まず、正極/負極製造工程において、正極および負極を作製する(ステップ20)。次に、作製した正極と負極にセパレータや電解質を用いてセルを組み立てる(ステップ21)。検査工程において、完成した電池セルに対して性能や安全性を検査する(ステップ22)。   FIG. 11 shows a lithium ion battery manufacturing process flow. First, in the positive electrode / negative electrode manufacturing process, a positive electrode and a negative electrode are prepared (step 20). Next, a cell is assembled using a separator and an electrolyte for the produced positive electrode and negative electrode (step 21). In the inspection process, the completed battery cell is inspected for performance and safety (step 22).

この検査工程において、完成した電池の放電時における磁場分布から算出した差分磁場分布、または当該差分磁場分布に基づいて算出した差分電流分布に基づいて、電池の劣化状態を評価できる。その際に、予め設定した判定値(閾値)と比較して、正常品か劣化品かの判定が可能となる。本発明の評価方法にとれば、短時間(数分から十数分程度)で、しかも非破壊検査で電池の劣化状態を把握できるので、電池の製造工程における検査工程に適用することができる。   In this inspection step, the deterioration state of the battery can be evaluated based on the difference magnetic field distribution calculated from the magnetic field distribution at the time of discharging the completed battery or the difference current distribution calculated based on the difference magnetic field distribution. At that time, it is possible to determine whether the product is a normal product or a deteriorated product as compared with a preset determination value (threshold value). According to the evaluation method of the present invention, since the deterioration state of the battery can be grasped in a short time (several minutes to several tens of minutes) and by nondestructive inspection, it can be applied to the inspection process in the battery manufacturing process.

本検査工程では、前述した開発・設計段階での適用とは異なり、判定は数値データ処理で可能であり、必ずしも視覚的なデータの提供は必要ないので、差分磁場分布を用いるのが適当である。また、差分電流分布の算出に比べて算出処理に要する時間が短時間であるので、検査工程でより有効と言える。   In this inspection process, unlike the application at the development / design stage described above, determination can be made by numerical data processing, and visual data need not be provided, so it is appropriate to use the differential magnetic field distribution. . In addition, since the time required for the calculation process is shorter than the calculation of the differential current distribution, it can be said that the inspection process is more effective.

なお、上記説明は、放電時の差分磁場分布、又は差分電流分布に基づく場合を述べたが、充電時の差分磁場分布、又は差分電流分布に基づく場合にも適用できることは言うまでもない。   In addition, although the said description described the case based on the difference magnetic field distribution at the time of discharge, or a difference electric current distribution, it cannot be overemphasized that it is applicable also when based on the difference magnetic field distribution at the time of charge, or a difference electric current distribution.

1:磁場計測装置、
2:磁気センサ、
3:駆動回路、
4:アンプフィルタユニット、
5:AD変換器、
6:制御演算装置、
7:表示装置、
8:キャンセルコイル、
9:DA変換器、
10:MRセンサ、
11:リチウムイオン電池、
12:+端子、
13:−端子、
20:正極/負極製造工程、
21:セル組立工程、
22:検査工程(性能・安全性)、
30:磁場シールドボックス、
31:リチウムイオン電池、
32:電池保持台、
33:MRセンサ、
34:磁場計測システムセンサユニット、
35:XYステージ、
36:磁場計測システム制御ユニット、
37:磁場計測システムPC。
1: Magnetic field measuring device,
2: Magnetic sensor,
3: Drive circuit,
4: Amplifier filter unit,
5: AD converter,
6: Control arithmetic unit,
7: Display device,
8: Cancel coil,
9: DA converter,
10: MR sensor,
11: Lithium ion battery
12: + terminal,
13:-terminal,
20: positive electrode / negative electrode manufacturing process,
21: Cell assembly process,
22: Inspection process (performance / safety),
30: Magnetic field shield box,
31: Lithium ion battery
32: Battery holder
33: MR sensor,
34: Magnetic field measurement system sensor unit,
35: XY stage
36: Magnetic field measurement system control unit,
37: Magnetic field measurement system PC.

Claims (14)

電池の劣化状態を評価する磁場計測装置であって、
電流量の異なる少なくとも2種類の印加電流を所定の充電状態にある電池に流す際に、それぞれの印加電流に起因して該電池から発生する磁場に基づいて2種類の磁場分布を算出する手段と、
算出された前記2種類の磁場分布より、それぞれの印加電流に対応する2種類の電流分布を算出する手段と、
前記2種類の磁場分布、または前記2種類の電流分布に基づいて前記電池の劣化状態を評価する手段とを有することを特徴とする磁場計測装置。
A magnetic field measuring device for evaluating a deterioration state of a battery,
Means for calculating two types of magnetic field distributions based on the magnetic fields generated from the respective applied currents when at least two types of applied currents having different current amounts are passed through the battery in a predetermined charging state; ,
Means for calculating two types of current distribution corresponding to each applied current from the two types of calculated magnetic field distributions;
A magnetic field measuring apparatus comprising: means for evaluating a deterioration state of the battery based on the two kinds of magnetic field distributions or the two kinds of current distributions.
電池から発生する磁場を検知する磁場検知部と、
検知した磁場に基づいて該電池内の磁場分布を算出する演算処理部と、を備え、
前記磁場検知部により、所定の充電状態にある電池に第1の印加電流、および前記第1の印加電流と電流量が異なる第2の印加電流を用いて前記電池を充放電する際に該電池からそれぞれ発生する第1および第2の磁場を検知し、
前記演算処理部により、前記第1および第2の磁場に基づく第1の磁場分布、および第2の磁場分布を算出すると共に、前記第1の磁場分布と前記第2の磁場分布との差分、または比に基づいて、前記電池の劣化状態を評価することを特徴とする磁場計測装置。
A magnetic field detector for detecting the magnetic field generated from the battery;
An arithmetic processing unit that calculates a magnetic field distribution in the battery based on the detected magnetic field,
When the magnetic field detection unit charges and discharges the battery using a first applied current and a second applied current having a current amount different from that of the first applied current to the battery in a predetermined charged state. Detecting first and second magnetic fields respectively generated from
The arithmetic processing unit calculates a first magnetic field distribution based on the first and second magnetic fields, and a second magnetic field distribution, and a difference between the first magnetic field distribution and the second magnetic field distribution, Alternatively, a magnetic field measurement apparatus that evaluates a deterioration state of the battery based on a ratio.
前記所定の充電状態が、満充電状態に対して25%であることを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。   The magnetic field measurement apparatus according to claim 2, wherein the predetermined state of charge is 25% of a fully charged state. 前記第1の印加電流は、1時間で充放電できる電流値である1C充放電電流であり、
前記第2の印加電流は、0.5時間で充放電できる電流値である2C充放電電流であることを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。
The first applied current is a 1C charge / discharge current that is a current value that can be charged / discharged in one hour,
The magnetic field measurement apparatus according to claim 2, wherein the second applied current is a 2C charge / discharge current having a current value that can be charged / discharged in 0.5 hours.
前記差分、または比は、2C充放電電流より得られた第2の磁場分布の磁場と、1C充放電電流より得られた第1の磁場分布の磁場を2倍した値との減算、または除算により得られることを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。   The difference or ratio is the subtraction or division of the magnetic field of the second magnetic field distribution obtained from the 2C charge / discharge current and the value obtained by doubling the magnetic field of the first magnetic field distribution obtained from the 1C charge / discharge current. The magnetic field measurement apparatus according to claim 2, wherein the magnetic field measurement apparatus is obtained by: 前記電池の劣化状態の評価は、前記差分、または比が予め設定された判定値を基に劣化状態を判定することを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。   The magnetic field measurement apparatus according to claim 2, wherein the deterioration state of the battery is evaluated based on a determination value in which the difference or the ratio is set in advance. 前記磁場検知部は、平面方向に移動可能な保持台上に載置され、前記電池から発生する磁場分布の要求精度に応じて前記保持台の移動ピッチ間隔を調整することを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。   The magnetic field detection unit is mounted on a holding table movable in a plane direction, and adjusts a moving pitch interval of the holding table according to required accuracy of a magnetic field distribution generated from the battery. 2. The magnetic field measuring apparatus according to 2. 前記磁場検知部は、前記電池から発生する磁場を検知する磁気センサと、
前記磁気センサを囲むように配置され前記磁気センサに検知される磁場雑音をキャンセルするキャンセルコイルと、
前記電池の端子に電流あるいは電圧が印加されていない時に前記磁気センサに検出される磁場を、補正用磁場として記録する記録手段と、
前記電池の端子に電流および電圧を印加している時に前記電池から発生する磁場と、前記記録手段に記録された前記補正用磁場との補正用差分を算出する差分処理手段とを有し、
前記磁場検知部により検知された第1および第2の磁場から補正用差分を調整し磁場雑音を除去することを特徴とする請求項2に記載の磁場計測装置。
The magnetic field detection unit includes a magnetic sensor that detects a magnetic field generated from the battery,
A cancellation coil arranged to surround the magnetic sensor and canceling magnetic field noise detected by the magnetic sensor;
Recording means for recording a magnetic field detected by the magnetic sensor when no current or voltage is applied to the terminal of the battery as a correction magnetic field;
Differential processing means for calculating a correction difference between the magnetic field generated from the battery when a current and voltage are applied to the terminal of the battery and the correction magnetic field recorded in the recording means;
The magnetic field measurement apparatus according to claim 2, wherein a magnetic field noise is removed by adjusting a correction difference from the first and second magnetic fields detected by the magnetic field detection unit.
電池から発生する磁場を検知する磁場検知部と、検知した磁場に基づいて該電池内の磁場分布を算出する演算処理部とを具備した磁場計測装置を用いて、
前記磁場検知部により、所定の充電状態にある電池に第1の印加電流、および前記第1の印加電流と電流量が異なる第2の印加電流を用いて前記電池を充放電する際に該電池からそれぞれ発生する第1および第2の磁場を検知し、
前記演算処理部により、前記第1および第2の磁場に基づく第1の磁場分布、および第2の磁場分布を算出すると共に、前記第1の磁場分布と前記第2の磁場分布との差分、または比に基づいて、前記電池の劣化状態を評価することを特徴とする電池劣化検査方法。
Using a magnetic field measurement device including a magnetic field detection unit that detects a magnetic field generated from a battery, and an arithmetic processing unit that calculates a magnetic field distribution in the battery based on the detected magnetic field,
When the magnetic field detection unit charges and discharges the battery using a first applied current and a second applied current having a current amount different from that of the first applied current to the battery in a predetermined charged state. Detecting first and second magnetic fields respectively generated from
The arithmetic processing unit calculates a first magnetic field distribution based on the first and second magnetic fields, and a second magnetic field distribution, and a difference between the first magnetic field distribution and the second magnetic field distribution, Alternatively, a battery deterioration inspection method characterized by evaluating a deterioration state of the battery based on a ratio.
前記第1および第2の磁場分布より、それぞれ第1および第2の電流分布を算出し、前記第1および第2の電流分布の差分、または比から前記電池の劣化状態を評価することを特徴とする請求項9に記載の電池劣化検査方法。   The first and second current distributions are calculated from the first and second magnetic field distributions, respectively, and the deterioration state of the battery is evaluated from the difference or ratio between the first and second current distributions. The battery deterioration inspection method according to claim 9. 前記第1の印加電流は、1時間で充放電できる電流値である1C充放電電流であり、
前記第2の印加電流は、0.5時間で充放電できる電流値である2C充放電電流であることを特徴とする請求項9に記載の電池劣化検査方法。
The first applied current is a 1C charge / discharge current that is a current value that can be charged / discharged in one hour,
The battery deterioration inspection method according to claim 9, wherein the second applied current is a 2C charge / discharge current that is a current value that can be charged / discharged in 0.5 hours.
前記差分、または比は、2C充放電電流より得られた第2の磁場分布の磁場から1C充放電電流より得られた第1の磁場分布の磁場を2倍した値との減算、または除算により得られることを特徴とする請求項9に記載の電池劣化検査方法。   The difference or ratio is obtained by subtracting or dividing the magnetic field of the second magnetic field distribution obtained from the 2C charge / discharge current from the value obtained by doubling the magnetic field of the first magnetic field distribution obtained from the 1C charge / discharge current. The battery deterioration inspection method according to claim 9, wherein the battery deterioration inspection method is obtained. 前記電池の劣化状態の評価は、前記差分、または比が予め設定された判定値に基づき劣化状態を判定することを特徴とする請求項9に記載の電池劣化検査方法。   The battery deterioration inspection method according to claim 9, wherein the deterioration state of the battery is evaluated based on a determination value in which the difference or ratio is set in advance. 電池製造の検査工程において、請求項2に記載の磁場計測装置を用いて該電池の劣化状態を検査することを特徴とする電池劣化検査方法。   A battery deterioration inspection method, comprising: inspecting a deterioration state of the battery using the magnetic field measuring device according to claim 2 in an inspection step of battery manufacture.
JP2012237767A 2012-10-29 2012-10-29 Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same Pending JP2014089819A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012237767A JP2014089819A (en) 2012-10-29 2012-10-29 Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012237767A JP2014089819A (en) 2012-10-29 2012-10-29 Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014089819A true JP2014089819A (en) 2014-05-15

Family

ID=50791576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012237767A Pending JP2014089819A (en) 2012-10-29 2012-10-29 Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014089819A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004565A (en) * 2016-07-07 2018-01-11 公益財団法人電磁材料研究所 Magnetic sensor module
JP2019053017A (en) * 2017-09-19 2019-04-04 トヨタ自動車株式会社 Battery abnormality diagnosis method
JP2020187951A (en) * 2019-05-16 2020-11-19 トヨタ自動車株式会社 Battery inspection method, battery inspection device, and battery
CN113433474A (en) * 2021-06-24 2021-09-24 杭州电子科技大学 Non-contact monitoring device and method for charge state of lithium ion battery based on magnetic sensing
CN115856677A (en) * 2023-03-03 2023-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery self-discharge detection method and device, electronic equipment and storage medium
WO2023131144A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 国仪量子(合肥)技术有限公司 Method and device for detecting leakage/discharge performance of battery pack
WO2024009894A1 (en) * 2022-07-07 2024-01-11 株式会社 Integral Geometry Science Measurement device and measurement method
CN117647762A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 华中科技大学 Method for measuring electromagnetic field space bit type distribution
JP7504221B2 (en) 2020-04-21 2024-06-21 パラグラフ・リミテッド Methods and Apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004565A (en) * 2016-07-07 2018-01-11 公益財団法人電磁材料研究所 Magnetic sensor module
JP2019053017A (en) * 2017-09-19 2019-04-04 トヨタ自動車株式会社 Battery abnormality diagnosis method
JP2020187951A (en) * 2019-05-16 2020-11-19 トヨタ自動車株式会社 Battery inspection method, battery inspection device, and battery
JP7504221B2 (en) 2020-04-21 2024-06-21 パラグラフ・リミテッド Methods and Apparatus
CN113433474A (en) * 2021-06-24 2021-09-24 杭州电子科技大学 Non-contact monitoring device and method for charge state of lithium ion battery based on magnetic sensing
CN113433474B (en) * 2021-06-24 2022-08-26 杭州电子科技大学 Non-contact monitoring device and method for charge state of lithium ion battery based on magnetic sensing
WO2023131144A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 国仪量子(合肥)技术有限公司 Method and device for detecting leakage/discharge performance of battery pack
WO2024009894A1 (en) * 2022-07-07 2024-01-11 株式会社 Integral Geometry Science Measurement device and measurement method
CN115856677A (en) * 2023-03-03 2023-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 Battery self-discharge detection method and device, electronic equipment and storage medium
CN117647762A (en) * 2024-01-30 2024-03-05 华中科技大学 Method for measuring electromagnetic field space bit type distribution
CN117647762B (en) * 2024-01-30 2024-04-23 华中科技大学 Method for measuring electromagnetic field space bit type distribution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014089819A (en) Magnetic field measuring device, and battery deterioration inspecting method using the same
JP5841779B2 (en) Magnetic measuring device and magnetic measuring method
Wang et al. Model based insulation fault diagnosis for lithium-ion battery pack in electric vehicles
CN105277898B (en) A kind of detection method of battery charge state
TWI554770B (en) Evaluation device and evaluation method of flake battery
JP5291845B1 (en) Battery state estimation device
CN107516750A (en) A kind of method and device for determining lithium ion battery safe charging condition
KR20200005290A (en) Method of detecting electrode damage in pouch type secondary battery and apparatus for detecting electrode damage in pouch type secondary battery
JP2012251919A (en) Inspection equipment of lithium ion secondary battery, inspection method and secondary battery module
CN112394292B (en) Battery fault dynamic detection system
Wang et al. In Situ Detection of Lithium‐Ion Battery Pack Capacity Inconsistency Using Magnetic Field Scanning Imaging
Liao et al. Quantitative diagnosis of micro-short circuit for lithium-ion batteries considering aging based on incremental capacity curve
Wang et al. Evaluation of lithium-ion battery pack capacity consistency using one-dimensional magnetic field scanning
JP6167917B2 (en) Secondary battery inspection method and inspection device
Hendricks et al. Lithium-ion battery strain gauge monitoring and depth of discharge estimation
CN117665601A (en) Battery internal short circuit nondestructive testing method based on magnetic field gradient distribution
JP2017223580A (en) Charging/discharging device
US20220357402A1 (en) Battery characterisation and monitoring system
Gasper et al. Lithium loss, resistance growth, electrode expansion, gas evolution, and Li plating: Analyzing performance and failure of commercial large-format NMC-Gr lithium-ion pouch cells
Lee et al. Diagnosis of Current Flow Patterns Inside Fault‐Simulated Li‐Ion Batteries via Non‐Invasive, In Operando Magnetic Field Imaging
Wu et al. Comparison of the first order and the second order equivalent circuit model applied in state of charge estimation for battery used in electric vehicles
Xiong et al. Battery Test
Bharathraj et al. Isolation of relaxation times under open-circuit conditions: Toward prognosis of nascent short circuits in Li-ion batteries
US20230358821A1 (en) Non-Destructive Evaluation of Lithium-Ion Batteries
Kowal Lifetime Prediction and Simulation Models of Different Energy Storage Devices

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20140908