JP2015118867A - 全固体電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】全ての組電池の間の電気特性を略同一に揃え、全固体電池の性能が低下することを抑制する全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る全固体電池１の製造方法は、正極層と、負極層と、該正極層と該負極層との間に配置された固体電解質層とを備える単電池７を作成し、複数の単電池を含む複数の組電池２を作成し、複数の組電池２を同一の拘束圧で拘束し、拘束された複数の組電池の電気特性を測定し、測定した複数の組電池の何れの電気特性が最も悪いかを判定し、電気特性が最も悪いと判定された組電池の電気特性に他の組電池の電気特性が等しくなるように、他の組電池の拘束圧を低くし、拘束圧を低くした他の組電池と、電気特性が最も悪いと判定された組電池とを電気的に並列に接続することを含む。【選択図】図５
Description
本発明は、全固体電池の製造方法に関する。
リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりも容量密度が高く、高電圧での動作が可能であるので、小型軽量化が可能な二次電池として情報関連機器及び通信機器等の電源として使用されている。また、低公害車としての電気自動車及びハイブリッド自動車用の電源として使用されるリチウムイオン二次電池の開発が進められている。
リチウムイオン二次電池又はリチウム二次電池は、正極層及び負極層と、これらの間に配置され、リチウム塩を含む電解質とを備える。リチウムイオン二次電池又はリチウム二次電池の電解質は、非水系の液体又は固体により形成される。電解質として非水系の液体電解質を使用する場合には、電解液が正極層の内部へと浸透するので、正極層を構成する正極活物質と電解質との界面が形成されやすく、出力及び内部抵抗等の電気性能を向上させやすい。リチウムイオン二次電池等で電解液として使用される液体は一般的に可燃性であるため、短絡等を防止する機器、及び電池の温度上昇を抑制する装置を搭載することにより、安全性が担保されている。一方、液体電解質の代わりに固体電解質を使用して、電池全体を固体化した全固体電池は、電池内部に可燃性素材が配置されないので、安全装置が簡素化され、製造コスト及び生産性に優れると考えられている。
複数の単電池を積層した積層体を含む全固体電池において、積層体の積層方向に加わる拘束圧を変化させることで全固体電池の電気特性を変化させることが知られている。例えば、積層体の積層方向に加わる拘束圧を変化させて、積層体の拘束圧又は積層体の電気特性何れか一方を検出し、検出した拘束圧又は電気特性に基づいて拘束圧を制御することが知られている。
しかしながら、複数の組電池を組み合わせて全固体電池を形成する場合、全固体電池を形成する組電池の間で電気特性が相違することにより、全固体電池の性能が低下するおそれがある。また、組電池毎に拘束圧を制御して出力を略同一にすることが考えられるが、略同一にする出力の基準が高すぎる場合、いくつかの組電池が拘束圧を変更しても基準に達しないことがある。
そこで、本発明は、全ての組電池の間の電気特性を略同一に揃え、全固体電池の性能が低下することを抑制する、全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る全固体電池の製造方法は、正極層と、負極層と、該正極層と該負極層との間に配置された固体電解質層とを備える単電池を作成し、複数の単電池を含む複数の組電池を作成し、複数の組電池を同一の拘束圧で拘束し、拘束された複数の組電池の電気特性を測定し、測定した複数の組電池の何れの電気特性が最も悪いかを判定し、電気特性が最も悪いと判定された組電池の電気特性に他の組電池の電気特性が等しくなるように、他の組電池の拘束圧を低くし、拘束圧を低くした他の組電池と、電気特性が最も悪いと判定された組電池とを電気的に並列に接続することを含むことを特徴とする。
本発明によれば、全ての組電池の間の電気特性を略同一に揃え、全固体電池の性能が低下することを抑制する全固体電池の製造方法を提供することが可能になった。
以下図面を参照して、本発明に係る全固体電池の製造方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。
実施形態に係る全固体電池の製造方法について説明する前に、実施形態に係る全固体電池について説明する。
図１（ａ）は実施形態に係る全固体電池の回路ブロック図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す全固体電池に含まれる組電池の一例の概略断面図である。
全固体電池１は、並列接続された複数の組電池２と、正電極３と、負電極４とを有する。複数の組電池２の正極集電体５は互いに接続されて正電極３に接続され、複数の組電池２の負極集電体６は互いに接続されて負電極４に接続される。
複数の組電池２は、正極集電体５と、負極集電体６と、正極集電体５と負極集電体６との間に積層されることにより直列接続された複数の単電池７と、拘束治具８とを有する。図１（ｂ）では、組電池２には、４つの単電池７が含まれているが、組電池２に含まれる単電池の数は適当な値に選択することができる。正極集電体５及び負極集電体６は、組電池２の外部に延びており、電池反応で生じた電気エネルギーを、電極端子を介して組電池２の外部へと取り出し可能としている。正極集電体５は、ＳＵＳ，Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎ等で形成される。また、負極集電体６は、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｎ等で形成される。
単電池７はそれぞれ、固体電解質層７０と、固体電解質層７０の一方の面に配置される正極活物質層７１と、固体電解質層７０の他方の面に配置される負極活物質層７２とを有する。
固体電解質層７０に含まれる固体電解質材料としては、全固体電池の固体電解質として利用可能な材料を用いることができる。例えば、Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5等の硫化物系非晶質固体電解質、酸化物系非晶質固体電解質、結晶質酸化物、結晶質酸窒化物、またはＬｉＩ、ＬｉＩ−Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ3Ｎ、若しくはＬｉ3Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ等を用いることができる。硫化物系非晶質固体電解質が、優れたリチウムイオン伝導性を有する点で好ましく用いられる。また、本発明の固体電解質として、リチウム塩を含むポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフッ化ビニリデン、またはポリアクリロニトリル等の半固体のポリマー電解質も使用することができる。
正極活物質層７１及び負極活物質層７２に含まれる活物質材料としては、全固体電池の電極活物質として利用可能な材料を用いることができる。活物質材料として、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、ＬｉＣｏ1/3Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2、Ｌｉ1+xＭｎ2-x-yＭyＯ4（Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、及びＺｎから選ばれる１種以上の金属元素）で表される組成の異種元素置換Ｌｉ−Ｍｎスピネル、硫化チタン（ＴｉＳ2）、グラファイト及びハードカーボン等の炭素材料、リチウム金属（Ｌｉ）、リチウム合金（ＬｉＭ、Ｍは、Ｓｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｂ、またはＰ）、リチウム貯蔵性金属間化合物（ＭｇxＭまたはＮｙＳｂ、ＭはＳｎ、Ｇｅ、またはＳｂ、ＮはＩｎ、Ｃｕ、またはＭｎ）等、並びにこれらの誘導体が挙げられる。
本実施形態において、正極活物質と負極活物質には明確な区別はなく、２種類の充放電電位を比較して、充放電電位が貴な電位を示すものを正極に、卑な電位を示すものを負極に用いて、任意の電圧の電池を構成することができる。
正極活物質層７１は、全固体電池に使用可能な公知の固体電解質を含むことができる。正極活物質層７１に含まれる固体電解質としては、固体電解質層に含有させることが可能な上記固体電解質を例示することができる。正極活物質層７１に固体電解質を含有させる場合、正極活物質と固体電解質との混合比率は、正極活物質：固体電解質の体積比率が好ましくは２０：８０〜９０：１０であり、より好ましくは４０：６０〜７０：３０である。
正極活物質層７１に硫化物固体電解質を含有させる場合、正極活物質と硫化物固体電解質との界面に高抵抗層が形成され難くすることにより、電池抵抗の増加を防止しやすい形態にする観点から、正極活物質は、イオン伝導性酸化物で被覆されていることが好ましい。正極活物質を被覆するリチウムイオン伝導性酸化物としては、例えば、一般式ＬｉｘＡＯｙ（Ａは、Ｂ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ又はＷであり、ｘ及びｙは正の数である。）で表される酸化物を挙げることができる。具体的には、Ｌｉ3ＰＯ4、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｌｉ2ＴｉＯ3、ＬｉＮｂＯ3等を例示することができる。また、リチウムイオン伝導性酸化物は、複合酸化物であってもよい。
また、正極活物質の表面をイオン伝導性酸化物で被覆する場合、イオン伝導性酸化物は、正極活物質の少なくとも一部を被覆してればよく、正極活物質の全面を被覆していても良い。また、正極活物質を被覆するイオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、イオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いて測定することができる。
固体電解質層７０、正極活物質層７１、及び負極活物質層７２はそれぞれ、バインダーを含んでもよい。バインダーの材料としては、ブチルゴム、水素添加ブチレンゴム、ポリスチレン、スチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等が望ましいが、特に制限されない。
正極活物質層７１及び負極活物質層７２はそれぞれ、導電助材粒子を含んでもよい。導電助材粒子としては、特に制限されるものではなく、黒鉛、カーボンブラック等を用いることができる。
拘束治具８は、一対の支持板８１と、一対の支持板８１に形成される貫通孔を貫通する連結棒８２と、支持板８１の位置を固定するボルト８３とを有している。ボルト８３を締め込むことにより、一対の支持板８１の間の距離が狭くなり単電池７それぞれの拘束圧が高くなる。また、ボルト８３を緩ませることにより、一対の支持板８１の間の距離が広くなり単電池７それぞれの拘束圧が低くなる。
図２は、拘束治具８の拘束圧と、全固体電池１の出力との関係を示す図である。図２において、横軸は拘束治具８の拘束圧を示し、縦軸は全固体電池１の出力を示す。
拘束治具８の拘束圧は、２０ＭＰａ以下であることが好ましく、さらに１５ＭＰａ以下であることが好ましい。なぜなら、拘束圧が１５ＭＰａより小さいとき、全固体電池１の出力は拘束治具８の拘束圧に比例して大きくなり、拘束治具８の拘束圧が２０ＭＰａより大きくなると、全固体電池１の出力はほぼ飽和するためである。拘束治具８の拘束圧を大きくし過ぎると種々の不具合が生じるおそれがある。まず、全固体電池１を形成する材料及び部材のクリープによる圧力抜けが生じて出力等の電気特性が悪化するおそれがある。また、単電池７の正極活物質層７１と固体電解質層７０とが短絡して全固体電池１が故障するおそれがある。また、大きな拘束圧を印加可能にするためには、拘束圧を大きくした場合でも単電池７の表面に亘って均一に拘束圧を印加可能にするように、厚さが厚く剛性が高い板材を拘束治具８の支持板８１として使用することになる。剛性が高い板材を支持板８１として使用すると、拘束治具８が大型化し且つ重量が増加するため、全固体電池１が搭載される車両の燃費が低下するおそれがある。このように、拘束治具８の拘束圧を大きくし過ぎると種々の不具合が生じるおそれがあるので、拘束治具８の拘束圧は、全固体電池１の出力が所望の大きさになるように設定することが好ましい。
また、拘束治具８の拘束圧を均一にした場合でも、製造条件などに起因して単電池７や組電池２の電気特性が相違するために、組電池２の出力が相違するおそれがある。出力がばらついた組電池２で全固体電池１を形成した場合、組電池２の何れかが過放電、及び過充電することにより性能が劣化し寿命が短くなるおそれがある。また、組電池毎に拘束圧を制御して出力を略同一にすることが考えられるが、略同一にする出力の基準が高すぎる場合、拘束圧を変更しても基準に達しない電池があることがある。そこで、実施形態に係る全固体電池の製造方法では、電気特性が均一な組電池の間で形成される全固体電池を製造することを目的とする。
図３（ａ）は第１実施形態に係る全固体電池製造装置の概略ブロック図であり、図３（ｂ）は第２実施形態に係る全固体電池製造装置の概略ブロック図である。また、図３（ｃ）は第３実施形態に係る全固体電池製造装置の概略ブロック図であり、図３（ｄ）は第４実施形態に係る全固体電池製造装置の概略ブロック図である。
まず、図３（ａ）に示す第１実施形態に係る全固体電池製造装置について説明する。
第１実施形態に係る全固体電池製造装置１０１は、拘束圧印加装置１０と、第１組電池出力測定装置１１と、第１拘束圧調整装置１２と、エージング装置１３とを有する。また、全固体電池製造装置１０１は、第２組電池出力測定装置１４と、第２拘束圧調整装置１５と、電池組立装置１６と、搬送装置９１とを更に有する。
図４（ａ）は第１組電池出力測定装置１１の機能ブロック図であり、図４（ｂ）は第１拘束圧調整装置１２の機能ブロック図である。また、図４（ｃ）は第２組電池出力測定装置１４の機能ブロック図であり、図４（ｄ）は第２拘束圧調整装置１５の機能ブロック図である。
拘束圧印加装置１０は、搬送装置９１が搬送してきた組電池２の拘束治具８のボルト８３を、所定の締め込み量で締め込むことにより、組電池２に一定の拘束圧を印加する。拘束圧印加装置１０が組電池２に印加する拘束圧は、拘束圧が印加された組電池２の出力が所望の値になると想定される拘束圧である。拘束圧印加装置１０に搬送される組電池２は充電されている。
第１組電池出力測定装置１１は、組電池識別部１１０と、第１組電池出力測定部１１１と、第１組電池出力記憶部１１２と、第１組電池出力通知部１１３とを有する。組電池識別部１１０は、搬送装置９１によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１組電池出力記憶部１１２に通知する。第１組電池出力測定部１１１は、組電池２の出力を測定し、測定した出力を第１組電池出力記憶部１１２に通知する。第１組電池出力記憶部１１２は、組電池識別部１１０が読み取った組電池２の識別番号と、第１組電池出力測定部１１１が測定した出力とを紐付けて記憶する。第１組電池出力通知部１１３は、第１組電池出力記憶部１１２において識別番号と紐付けられて記憶された出力を第１拘束圧調整装置１２に通知する。
第１拘束圧調整装置１２は、組電池識別部１２０と、第１組電池出力取得部１２１と、第１最低出力決定部１２２と、第１印加拘束圧決定部１２３と、第１拘束圧印加部１２４と、第１印加拘束圧記憶部１２５とを有する。
組電池識別部１２０は、第１組電池出力測定装置１１から搬送装置９１によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１最低出力決定部１２２に通知する。第１組電池出力取得部１２１は、第１組電池出力測定装置１１の第１組電池出力通知部１１３から通知された出力を取得し、取得した出力を第１最低出力決定部１２２及び第１印加拘束圧決定部１２３に通知する。第１最低出力決定部１２２は、組電池識別部１２０が読み取った組電池２の識別番号と、第１組電池出力取得部１２１が通知した出力とを紐付けて記憶する。第１最低出力決定部１２２は、全固体電池１を形成する全ての組電池２の出力を記憶すると、記憶した出力の中で出力が最も低い組電池２と、その出力を決定して、出力が最も低い組電池２とその出力とを第１印加拘束圧決定部１２３に通知する。第１印加拘束圧決定部１２３は、第１組電池出力取得部１２１から取得した出力と、第１最低出力決定部１２２から出力が最も低い組電池２とその出力とを取得する。第１印加拘束圧決定部１２３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。第１印加拘束圧決定部１２３は、出力のそれぞれと、出力が最も低い組電池２の出力との差から複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。一例では、第１印加拘束圧決定部１２３は、出力のそれぞれと、出力が最も低い組電池２の出力との差から組電池２に印加する拘束圧を決定するための変換テーブルを内部に記憶する。第１印加拘束圧決定部１２３は、決定した拘束圧を第１拘束圧印加部１２４及び第１印加拘束圧記憶部１２５に組電池２の識別番号と紐付けて通知する。第１拘束圧印加部１２４は、第１印加拘束圧決定部１２３から通知された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を緩める。
エージング装置１３は、組電池識別部１２０から搬送装置９１によって搬送された組電池２を所定温度において所定時間放置することにより、エージング処理を実行する。エージング装置１３は、エージング処理を実行することにより、組電池２が所望の電気特性を有しているか否かを試験すると共に、エージング処理によって組電池２の出力が変化した場合には、組電池２の拘束圧を再調整する。エージング装置１３は、エージング処理が終了した組電池２を搬送装置９１に搭載する。
第２組電池出力測定装置１４は、組電池識別部１４０と、第２組電池出力測定部１４１と、第２組電池出力記憶部１４２と、第２組電池出力通知部１４３とを有する。組電池識別部１４０及び第２組電池出力測定部１４１はそれぞれ、組電池識別部１１０及び第１組電池出力測定部１１１と同一の機能を有する。また、第２組電池出力記憶部１４２及び第２組電池出力通知部１４３はそれぞれ、第１組電池出力記憶部１１２及び第１組電池出力通知部１１３と同一の機能を有する。
第２組電池出力測定装置１４は、エージング装置１３から搬送装置９１によって搬送された組電池２の出力を測定し、測定した出力を第２拘束圧調整装置１５に通知する。
第２拘束圧調整装置１５は、組電池識別部１５０と、第２組電池出力取得部１５１と、第２最低出力決定部１５２と、第２印加拘束圧決定部１５３と、第２組電池拘束圧印加部１５４と、第２組電池印加拘束圧記憶部１５５とを有する。組電池識別部１５０、第２組電池出力取得部１５１及び第２最低出力決定部１５２はそれぞれ、組電池識別部１２０、第１組電池出力取得部１２１及び第１最低出力決定部１２２と同一の機能を有する。また、第２印加拘束圧決定部１５３と、第２組電池拘束圧印加部１５４及び第２組電池印加拘束圧記憶部１５５はそれぞれ、第１印加拘束圧決定部１２３と、第１拘束圧印加部１２４及び第１印加拘束圧記憶部１２５と同一の機能を有する。
第２拘束圧調整装置１５は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、第２組電池出力測定装置１４から搬送された組電池２のボルト８３を緩めて、拘束圧を再調整する。
電池組立装置１６は、第２拘束圧調整装置１５から搬送装置９１によって搬送された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立てる。
図５（ａ）は全固体電池製造装置１０１の処理フローを示すフローチャートであり、図５（ｂ）は第１拘束圧調整装置１２の処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、拘束圧印加装置１０は、搬送装置９１が搬送してきた組電池２の拘束治具８のボルト８３を、所定の締め込み量で締め込むことにより、組電池２に一定の拘束圧を印加する。
次いで、ステップＳ１０２において、第１組電池出力測定装置１１は、ステップＳ１０１で一定の拘束圧が印加された組電池２の出力を測定し、測定した出力を第１拘束圧調整装置１２に通知する。
次いで、ステップＳ１０３において、第１拘束圧調整装置１２は、ステップＳ１０２で測定された出力に応じて、組電池２のボルト８３を緩めて、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を調整する。
より詳細には、まず、ステップＳ１３１において、組電池識別部１２０は、第１組電池出力測定装置１１から搬送装置９１によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１最低出力決定部１２２に通知する。次いで、ステップＳ１３２において、第１組電池出力取得部１２１は、第１組電池出力測定装置１１が測定した出力を取得し、取得した出力を第１最低出力決定部１２２及び第１印加拘束圧決定部１２３に通知する。次いで、ステップＳ１３３において、第１最低出力決定部１２２は、全固体電池１を形成する全ての組電池２の出力を取得したか否かを判定する。第１最低出力決定部１２２が全ての組電池２の出力を取得していないと判定したとき、処理はステップＳ１３１に戻る。また、第１最低出力決定部１２２が全ての組電池２の出力を取得したと判定したとき、処理はステップＳ１３４に進む。処理がステップＳ１３４に進むと、第１最低出力決定部１２２は、出力が最も低い組電池２と、その出力を決定する。次いで、ステップＳ１３５において、第１印加拘束圧決定部１２３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。そして、ステップＳ１３６において、第１拘束圧印加部１２４は、ステップＳ１３５で決定された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を緩める。
次いで、ステップＳ１０４において、エージング装置１３は、ステップＳ１０３で拘束圧が調整された組電池２を所定温度において所定時間放置することにより、エージング処理を実行する。
次いで、ステップＳ１０５において、第２組電池出力測定装置１４は、エージング処理が終了した組電池２の出力を測定する。
次いで、ステップＳ１０６において、第２拘束圧調整装置１５は、ステップＳ１０５で測定された出力に応じて、組電池２のボルト８３を緩めて、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を再調整する。
そして、ステップＳ１０７において、電池組立装置１６は、ステップＳ１０６で拘束圧が調整された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立てる。
次に、図３（ｂ）に示す第２実施形態に係る全固体電池製造装置について説明する。
第２実施形態に係る全固体電池製造装置１０２は、単電池出力測定装置２０と、単電池分類装置２１と、組電池組立装置２２と、拘束圧印加装置２３と、第１組電池出力測定装置２４と、第１拘束圧調整装置２５と、エージング装置２６とを有する。また、全固体電池製造装置１０２は、第２組電池出力測定装置２７と、第２拘束圧調整装置２８と、電池組立装置２９と、搬送装置９２とを更に有する。
拘束圧印加装置２３、第１組電池出力測定装置２４、第１拘束圧調整装置２５及びエージング装置２６はそれぞれ、拘束圧印加装置１０、第１組電池出力測定装置１１、第１拘束圧調整装置１２及びエージング装置１３と同一の構成及び機能を有する。また、第２組電池出力測定装置２７、第２拘束圧調整装置２８、電池組立装置２９及び搬送装置９２はそれぞれ、第２組電池出力測定装置１４、第２拘束圧調整装置１５、電池組立装置１６及び搬送装置９１と同一の構成及び機能を有する。全固体電池製造装置１０２は、単電池出力測定装置２０、単電池分類装置２１及び組電池組立装置２２を有することが全固体電池製造装置１０１と相違する。
図６（ａ）は単電池出力測定装置２０の機能ブロック図であり、図６（ｂ）は単電池分類装置２１の機能ブロック図である。
単電池出力測定装置２０は、単電池識別部２００と、単電池出力測定部２０１と、単電池出力記憶部２０２と、単電池出力通知部２０３とを有する。単電池識別部２００は、搬送装置９２によって搬送された単電池７に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を単電池出力記憶部２０２に通知する。単電池出力測定部２０１は、単電池７の出力を測定し、測定した出力を単電池出力記憶部２０２に通知する。単電池出力記憶部２０２は、単電池識別部２００が読み取った単電池７の識別番号と、単電池出力測定部２０１が測定した出力とを紐付けて記憶する。単電池出力通知部２０３は、単電池出力記憶部２０２において識別番号と紐付けられて記憶された出力を単電池分類装置２１に通知する。
単電池分類装置２１は、単電池識別部２１０と、単電池出力取得部２１１と、単電池出力分類部２１２と、単電池保管部２１３と、単電池数計数部２１４と、単電池送出部２１５とを有する。
単電池識別部２１０は、搬送装置９２によって搬送された単電池７に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を単電池出力分類部２１２に通知する。単電池出力取得部２１１は、単電池出力測定装置２０の単電池出力通知部２０３から通知された出力を取得し、取得した出力を単電池出力分類部２１２に通知する。
単電池出力分類部２１２は、単電池識別部２１０が読み取った単電池７の識別番号と、単電池出力取得部２１１が通知した出力とを紐付けて記憶する。次いで、単電池出力分類部２１２は、記憶した出力に基づいて単電池７を複数の群に分類する。例えば、単電池出力分類部２１２は、出力が第１しきい値出力と、第１しきい値出力より大きい第２しきい値出力との間である単電池７を第１群に分類する。単電池出力分類部２１２は、出力が第２しきい値出力と、第２しきい値出力より大きい第３しきい値出力との間である単電池７を第２群に分類する。単電池出力分類部２１２は、出力が第Ｎしきい値出力と、第Ｎしきい値出力より大きい第Ｎ＋１しきい値出力との間である単電池７を第Ｎ群に分類する。単電池出力分類部２１２が出力が所定の範囲に含まれる単電池７を群ごとに分類することにより、出力が所定の範囲に含まれる単電池７を有する複数の群を形成することができる。
単電池保管部２１３は、単電池出力分類部２１２が分類した単電池７を群ごとに保管する。単電池数計数部２１４は、単電池保管部２１３が保管する単電池７を群ごとに計数し、計数した単電池７の数が所定の数まで達したとき、単電池７の数が所定の数まで達した群の名称と送出指示を単電池送出部２１５に通知する。単電池送出部２１５は、送出指示を取得したとき、単電池７の数が所定の数まで達した群に含まれる単電池７を単電池保管部２１３から搬送装置９２に送出する。
組電池組立装置２２は、単電池分類装置２１から搬送装置９２によって搬送された一群の単電池７を組電池２として組み立てる。
図７（ａ）は全固体電池製造装置１０２の処理フローを示すフローチャートであり、図７（ｂ）は単電池分類装置２１の処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１において、単電池出力測定装置２０は、搬送装置９２が搬送してきた単電池７の出力を測定し、測定した出力を単電池分類装置２１に通知する。
次いで、ステップＳ２０２において、単電池分類装置２１は、単電池出力測定装置２０が測定した出力に応じて、単電池７を分類する。
より詳細には、まず、ステップＳ２２１において、組電池識別部２２０は、単電池出力測定装置２０から搬送装置９２によって搬送された単電池７に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１最低出力決定部１２２に通知する。次いで、ステップＳ２２２において、単電池出力取得部２１１は、単電池出力測定装置２０が測定した出力を取得し、取得した出力を単電池出力分類部２１２に通知する。次いで、ステップＳ２２３において、単電池出力分類部２１２は、単電池出力測定装置２０が測定した出力に基づいて単電池７を複数の群に分類し、単電池保管部２１３は、単電池出力分類部２１２が分類した単電池７を群ごとに保管する。次いで、ステップＳ２２４において、単電池数計数部２１４は、単電池保管部２１３が保管する単電池７を群ごとに計数する。次いで、ステップＳ２２５において、単電池数計数部２１４は、計数した単電池７の数が所定の数まで達したか否かを判定する。単電池数計数部２１４が、計数した単電池７の数が所定の数まで達したと判定したとき、処理はステップＳ２２６に進む。単電池数計数部２１４が、計数した単電池７の数が所定の数まで達していないと判定したとき、処理はステップＳ２２１に戻る。処理がステップＳ２２６に進むと、単電池数計数部２１４は、単電池７の数が所定の数まで達した群の名称と送出指示を単電池送出部２１５に通知する。そして、単電池送出部２１５は、単電池７の数が所定の数まで達した群に含まれる単電池７を単電池保管部２１３から搬送装置９２に送出する。
次いで、ステップＳ２０３において、組電池組立装置２２は、単電池分類装置２１から搬送装置９２によって搬送された一群の単電池７を組電池２として組み立てる。
次いで、ステップＳ２０４において、拘束圧印加装置２３は、組電池組立装置２２が組み立てた組電池２の拘束治具８のボルト８３を、所定の締め込み量で締め込むことにより、組電池２に一定の拘束圧を印加する。次いで、ステップＳ２０５において、第１組電池出力測定装置２４は、ステップＳ２０４で一定の拘束圧が印加された組電池２の出力を測定し、測定した出力を第１拘束圧調整装置２５に通知する。次いで、ステップＳ２０６において、第１拘束圧調整装置２５は、ステップＳ２０５で測定された出力に応じて、組電池２のボルト８３を緩めて、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を調整する。次いで、ステップＳ２０７において、エージング装置２６は、ステップＳ２０６で拘束圧が調整された組電池２を所定温度において所定時間放置することにより、エージング処理を実行する。次いで、ステップＳ２０８において、第２組電池出力測定装置２７は、エージング処理が終了した組電池２の出力を測定する。次いで、ステップＳ２０９において、第２拘束圧調整装置２８は、ステップＳ２０８で測定された出力に応じて、組電池２のボルト８３を緩めて、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を再調整する。そして、ステップＳ２１０において、電池組立装置１６は、ステップＳ２０９で拘束圧が調整された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立てる。
次に、図３（ｃ）に示す第３実施形態に係る全固体電池製造装置について説明する。
第３実施形態に係る全固体電池製造装置１０３は、単電池出力測定装置３０と、単電池分類装置３１と、組電池組立装置３２と、拘束圧印加装置３３と、第１組電池出力測定装置３４と、第１拘束治具交換装置３５と、エージング装置３６とを有する。また、全固体電池製造装置１０３は、第２組電池出力測定装置３７と、第２拘束治具交換装置３８と、電池組立装置３９と、搬送装置９３とを更に有する。
単電池出力測定装置３０、単電池分類装置３１及び組電池組立装置３２はそれぞれ、単電池出力測定装置２０、単電池分類装置２１及び組電池組立装置２２と同一の構成及び機能を有する。拘束圧印加装置３３、第１組電池出力測定装置３４及びエージング装置３６はそれぞれ、拘束圧印加装置２３、第１組電池出力測定装置２４及びエージング装置２６と同一の構成及び機能を有する。また、第２組電池出力測定装置３７、電池組立装置３９及び搬送装置９３はそれぞれ、第２組電池出力測定装置２７、電池組立装置２９及び搬送装置９２と同一の構成及び機能を有する。全固体電池製造装置１０３は、第１拘束治具交換装置３５及び第２拘束治具交換装置３８を有することが全固体電池製造装置１０２と相違する。
図８（ａ）は第１拘束治具交換装置３５の機能ブロック図であり、図８（ｂ）は第２拘束治具交換装置３８の機能ブロック図である。
第１拘束治具交換装置３５は、組電池識別部３５０と、第１組電池出力取得部３５１と、第１最低出力決定部３５２と、第１印加拘束圧決定部３５３と、第１拘束治具決定部３５４と、第１拘束治具交換部３５５とを有する。また、第１拘束治具交換装置３５は、第１拘束圧印加部３５６と、第１印加拘束圧記憶部３５７とを更に有する。
組電池識別部３５０は、第１組電池出力測定装置３４から搬送装置９３によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１最低出力決定部３５２に通知する。第１組電池出力取得部３５１は、第１組電池出力測定装置３４から通知された出力を取得し、取得した出力を第１最低出力決定部３５２、第１印加拘束圧決定部３５３及び第１拘束治具決定部３５４に通知する。第１最低出力決定部３５２は、組電池識別部３５０が読み取った組電池２の識別番号と、第１組電池出力取得部３５１が通知した出力とを紐付けて記憶する。第１最低出力決定部３５２は、全固体電池１を形成する全ての組電池２の出力を記憶すると、記憶した出力の中で出力が最も低い組電池２と、その出力を決定して、出力が最も低い組電池２とその出力とを第１印加拘束圧決定部３５３に通知する。第１印加拘束圧決定部３５３は、第１組電池出力取得部３５１から取得した出力と、第１最低出力決定部３５２から出力が最も低い組電池２とその出力とを取得する。第１印加拘束圧決定部３５３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。第１印加拘束圧決定部３５３は、出力のそれぞれと、出力が最も低い組電池２の出力との差から複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。第１印加拘束圧決定部３５３は、決定した拘束圧を第１拘束治具決定部３５４、第１拘束圧印加部３５６及び第１印加拘束圧記憶部３５７に組電池２の識別番号と紐付けて通知する。
第１拘束治具決定部３５４は、第１印加拘束圧決定部３５３が決定した拘束圧がしきい値拘束圧よりも大きいか否かを判定する。第１拘束治具決定部３５４は、拘束圧がしきい値拘束圧よりも小さいと判定したとき、組電池２の拘束治具８を、第１拘束治具に交換することを決定する。第１拘束治具決定部３５４は、拘束圧がしきい値拘束圧よりも大きいと判定したとき、組電池２の拘束治具８を、第１拘束治具よりも印加する拘束圧が大きい拘束治具である第２拘束治具に交換することを決定する。次いで、第１拘束治具決定部３５４は、決定した拘束治具を第１拘束治具交換部３５５に通知する。第１拘束治具交換部３５５は、決定した拘束治具が第１拘束治具決定部３５４から通知されると、第１拘束治具交換部３５５が決定した拘束治具に組電池２の拘束治具８を交換する。第１拘束治具交換部３５５は、第１拘束治具決定部３５４から第１拘束治具が通知されると、組電池２の拘束治具８を第１拘束治具に交換する。また、第１拘束治具交換部３５５は、第１拘束治具決定部３５４から第２拘束治具が通知されると、組電池２の拘束治具８を第２拘束治具に交換する。第１拘束圧印加部３５６は、第１印加拘束圧決定部３５３から通知された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を緩める。
第２拘束治具交換装置３８は、組電池識別部３８０と、第２組電池出力取得部３８１と、第２最低出力決定部３８２と、第２印加拘束圧決定部３８３と、第２拘束治具決定部３８４と、第２拘束治具交換部３８５とを有する。また、第２拘束治具交換装置３８は、第２拘束圧印加部３８６と、第２印加拘束圧記憶部３８７とを更に有する。
組電池識別部３８０、第２組電池出力取得部３８１及び第２最低出力決定部３８２はそれぞれ、組電池識別部３５０、第１組電池出力取得部３５１及び第１最低出力決定部３５２と同一の機能を有する。また、第２印加拘束圧決定部３８３及び第２拘束治具決定部３８４はそれぞれ、第１印加拘束圧決定部３５３及び第１拘束治具決定部３５４と同一の機能を有する。また、第２拘束圧印加部３８６及び第２印加拘束圧記憶部３８７はそれぞれ、第１拘束圧印加部３５６及び第１印加拘束圧記憶部３５７と同一の機能を有する。第２拘束治具交換部３８５は、第１拘束治具が使用されているときに、第２拘束治具決定部３８４が交換する拘束治具として第２拘束治具を決定すると、第２拘束治具交換部３８５は、第１拘束治具から第２拘束治具に拘束治具を交換する。第２拘束治具交換部３８５は、第２拘束治具が使用されているときに、第２拘束治具決定部３８４が交換する拘束治具として第１拘束治具を決定すると、第２拘束治具交換部３８５は、第２拘束治具から第１拘束治具に拘束治具を交換する。
図９（ａ）は全固体電池製造装置１０３の処理フローを示すフローチャートであり、図９（ｂ）は第１拘束治具交換装置３５の処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３０１において、単電池出力測定装置３０は、搬送装置９３が搬送してきた単電池７の出力を測定し、測定した出力を単電池分類装置３１に通知する。次いで、ステップＳ３０２において、単電池分類装置３１は、単電池出力測定装置３０が測定した出力に応じて、単電池７を分類する。次いで、ステップＳ３０３において、組電池組立装置３２は、単電池分類装置３１から搬送装置９３によって搬送された一群の単電池７を組電池２として組み立てる。次いで、ステップＳ３０４において、拘束圧印加装置３３は、組電池組立装置３２が組み立てた組電池２の拘束治具８のボルト８３を、所定の締め込み量で締め込むことにより、組電池２に一定の拘束圧を印加する。次いで、ステップＳ３０５において、第１組電池出力測定装置３４は、ステップＳ３０４で一定の拘束圧が印加された組電池２の出力を測定し、測定した出力を第１拘束治具交換装置３５に通知する。次いで、ステップＳ３０６において、第１拘束圧調整装置２５は、ステップＳ３０５で測定された出力に応じて、組電池２の拘束治具８を交換する。次いで、第１拘束治具交換装置３５は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を調整する。
より詳細には、まず、ステップＳ３６１において、組電池識別部３５０は、第１組電池出力測定装置３４から搬送装置９３によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を第１最低出力決定部３５２に通知する。次いで、ステップＳ３６２において、第１組電池出力取得部３５１は、第１組電池出力測定装置３４が測定した出力を取得し、取得した出力を第１最低出力決定部３５２及び第１印加拘束圧決定部３５３に通知する。次いで、ステップＳ３６３において、第１最低出力決定部３５２は、全固体電池１を形成する全ての組電池２の出力を取得したか否かを判定する。第１最低出力決定部３５２が全ての組電池２の出力を取得していないと判定したとき、処理はステップＳ３６１に戻る。また、第１最低出力決定部３５２が全ての組電池２の出力を取得したと判定したとき、処理はステップＳ３６４に進む。処理がステップＳ３６４に進むと、第１最低出力決定部３５２は、出力が最も低い組電池２と、その出力を決定する。次いで、ステップＳ３６５において、第１印加拘束圧決定部３５３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。
次いで、ステップＳ３６６において、第１拘束治具決定部３５４は、第１印加拘束圧決定部３５３が決定した印加圧がしきい値拘束圧よりも大きいか否かを判定する。第１拘束治具決定部３５４が、第１印加拘束圧決定部３５３が決定した印加圧がしきい値拘束圧よりも小さいと判定したとき、処理はステップＳ３６７に進む。また、第１拘束治具決定部３５４が、第１印加拘束圧決定部３５３が決定した印加圧がしきい値拘束圧よりも大きいと判定したとき、処理はステップＳ３７０に進む。
処理がステップＳ３６７に進むと、第１拘束治具決定部３５４は、組電池２の拘束治具８を、第１拘束治具に交換することを決定する。次いで、ステップＳ３６８において、第１拘束治具交換部３５５は、組電池２の拘束治具８を、第１拘束治具に交換する。そして、ステップＳ３６９において、第１拘束圧印加部３５６は、ステップＳ３６５で決定された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を締め込む。
処理がステップＳ３６９に進むと、第１拘束治具決定部３５４は、組電池２の拘束治具８を、第１拘束治具よりも印加する拘束圧が大きい拘束治具である第２拘束治具に交換することを決定する。次いで、ステップＳ３７０において、第１拘束治具交換部３５５は、組電池２の拘束治具８を、第２拘束治具に交換する。そして、ステップＳ３７１において、第１拘束圧印加部３５６は、ステップＳ３６４で決定された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を締め込む。
次いで、ステップＳ３０７において、エージング装置３６は、ステップＳ２０６で出力が所定の電圧となるように拘束圧が調整された組電池２を所定温度において所定時間放置することにより、エージング処理を実行する。次いで、ステップＳ３０８において、第２組電池出力測定装置３７は、エージング処理が終了した組電池２の出力を測定する。次いで、ステップＳ３０９において、第２拘束治具交換装置３８は、ステップＳ３０８で測定された出力に応じて、組電池２の拘束治具８を交換する。次いで、第２拘束治具交換装置３８は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を再調整する。そして、ステップＳ３１０において、電池組立装置１６は、ステップＳ３０９で拘束圧が調整された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立てる。
次に、図３（ｄ）に示す第４実施形態に係る全固体電池製造装置について説明する。
第４実施形態に係る全固体電池製造装置１０４は、電池分解装置４０と、拘束圧印加装置４１と、組電池出力測定装置４２と、拘束圧調整装置４３と、電池組立装置４４と、搬送装置９４とを有する。全固体電池製造装置１０４は、不図示の車両に搭載された全固体電池１を保守点検するときに、全固体電池１を分解して、組電池２の拘束圧を調整した後に、全固体電池１を再度組み立てる装置である。
電池分解装置４０は、搬送装置９４が搬送してきた全固体電池１の内部配線を取り外して分解して、複数の組電池２を取り出す。次いで、電池分解装置４０は、取り出された複数の組電池２をそれぞれ充電する。
拘束圧印加装置４１は、充電された組電池２の拘束治具８のボルト８３を、所定の締め込み量で締め込むことにより、組電池２に一定の拘束圧を印加する。拘束圧印加装置１０が組電池２に印加する拘束圧は、拘束治具８に印加可能な最大拘束圧である。
組電池出力測定装置４２は、第１組電池出力測定装置１１と同一の機能を有する。組電池出力測定装置４２は、拘束圧印加装置４１から搬送装置９４によって搬送された組電池２の出力を測定し、測定した出力を拘束圧調整装置４３に通知する。
図１０は拘束圧調整装置４３の機能ブロック図である。
拘束圧調整装置４３は、組電池識別部４３０と、組電池出力取得部４３１と、最低出力決定部４３２と、印加拘束圧決定部４３３と、拘束圧印加部４３４と、印加拘束圧記憶部４３５とを有する。
組電池識別部４３０は、組電池出力測定装置４２から搬送装置９４によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を最低出力決定部４３２に通知する。組電池出力取得部４３１は、組電池出力測定装置４２から通知された出力を取得し、取得した出力を最低出力決定部４３２及び印加拘束圧決定部４３３に通知する。
最低出力決定部４３２は、組電池識別部４３０が読み取った組電池２の識別番号と、組電池出力取得部４３１が通知した出力とを紐付けて記憶する。最低出力決定部４３２は、全ての組電池２の出力を記憶すると、記憶した出力の中で出力が最も低い組電池２と、その出力を決定して、出力が最も低い組電池２とその出力とを印加拘束圧決定部４３３に通知する。
印加拘束圧決定部４３３は、組電池出力取得部４３１から取得した出力と、最低出力決定部４３２から出力が最も低い組電池２とその出力とを取得する。印加拘束圧決定部４３３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。印加拘束圧決定部４３３は、出力のそれぞれと、出力が最も低い組電池２の出力との差から複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。一例では、印加拘束圧決定部４３３は、出力のそれぞれと、出力が最も低い組電池２の出力との差から組電池２に印加する拘束圧を決定するための変換テーブルを内部に記憶する。印加拘束圧決定部４３３は、決定した印加圧を拘束圧印加部４３４及び印加拘束圧記憶部４３５に組電池２の識別番号と紐付けて通知する。拘束圧印加部４３４は、印加拘束圧決定部４３３から通知された拘束圧に応じた拘束圧になるように、組電池２のボルト８３を緩める。
電池組立装置４４は、拘束圧調整装置４３から搬送装置９４によって搬送された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立てる。
図１１（ａ）は全固体電池製造装置１０４の処理フローを示すフローチャートであり、図１１（ｂ）は拘束圧調整装置４３の処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ステップＳ４０１において、電池分解装置４０は、搬送装置９４が搬送してきた全固体電池１の内部配線を取り外して分解して、複数の組電池２を取り出して、取り出した複数の組電池２をそれぞれ充電する。次いで、ステップＳ４０２において、拘束圧印加装置４１は、充電された複数の組電池２の拘束治具８のボルト８３をそれぞれ、所定の締め込み量で締め込むことにより、複数の組電池２それぞれに印加可能な最大拘束圧を印加する。次いで、ステップＳ４０３において、組電池出力測定装置４２は、拘束圧印加装置４１から搬送装置９４によって搬送された組電池２の出力を測定し、測定した出力を拘束圧調整装置４３に通知する。次いで、ステップＳ４０４において、拘束圧調整装置４３は、ステップＳ４０３で測定された出力に応じて、組電池２のボルト８３を緩めて、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を調整する。
より詳細には、まず、ステップＳ４４１において、組電池識別部４３０は、組電池出力測定装置４２から搬送装置９４によって搬送された組電池２に付された識別番号を読み取り、読み取った識別番号を最低出力決定部４３２に通知する。次いで、ステップＳ４４２において、組電池出力取得部４３１は、組電池出力測定装置４２が測定した出力を取得し、取得した出力を最低出力決定部４３２及び印加拘束圧決定部４３３に通知する。次いで、ステップＳ４３３において、最低出力決定部４３２は、全固体電池１を形成する全ての組電池２の出力を取得したか否かを判定する。最低出力決定部４３２が、全ての組電池２の出力を取得していないと判定したとき、処理はステップＳ４４１に戻る。また、最低出力決定部４３２が、全ての組電池２の出力を取得したと判定したとき、処理はステップＳ４４４に進む。処理がステップＳ４４４に進むと、最低出力決定部４３２は、出力が最も低い組電池２と、その出力を決定する。次いで、ステップＳ４４５において、印加拘束圧決定部４３３は、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように、複数の組電池２それぞれに印加する拘束圧を決定する。そして、ステップＳ４４６において、拘束圧印加部４３４は、ステップＳ４４５で決定された拘束圧に応じた拘束圧になるように、複数の組電池２のボルト８３をそれぞれ緩める。
そして、ステップＳ４０５において、電池組立装置４４は、ステップＳ４０４で拘束圧が調整された組電池２を正電極３及び負電極４を介して電気的に並列に接続することにより、全固体電池１を組み立て直す。
第１実施形態に係る全固体電池製造装置１０１では、第１拘束圧調整装置１２及び第２拘束圧調整装置１５はそれぞれ、複数の組電池２の出力が等しくなるように、複数の組電池２を拘束する拘束圧を調整する。第１実施形態に係る全固体電池製造装置１０１では、出力が等しくなるように、複数の組電池２の拘束圧が調整されるので、複数の組電池２の出力のばらつきがなくなり、全固体電池１の過充電及び過放電による全固体電池１の劣化が抑制される。また、第１実施形態に係る全固体電池製造装置１０１では、電気特性が最も悪いと判定された組電池の電気特性に他の組電池の電気特性が等しくなるように、他の組電池の拘束圧を低くするように調整されるので、全ての組電池の出力を同一値にできる。
第２実施形態に係る全固体電池製造装置１０２では、単電池分類装置２１は、単電池出力測定装置２０が測定した出力に応じて、単電池７を分類し、組電池組立装置２２は、単電池分類装置２１が分類した一群の単電池７を組電池２として組み立てる。第２実施形態に係る全固体電池製造装置１０２では、出力が略等しい単電池７により組電池２として組み立てられるので、複数の組電池２の出力のばらつきが更に小さくなる。
第３実施形態に係る全固体電池製造装置１０３では、第１拘束治具交換装置３５及び第２拘束治具交換装置３８はそれぞれ、出力に応じて、組電池２の拘束治具８を交換することによって、拘束圧に応じた拘束治具を選択する。第３実施形態に係る全固体電池製造装置１０３では、拘束圧に応じた拘束治具が選択されるので、全固体電池１の大きさが最適化され、全固体電池１の体積及び重量を低減できる。
第４実施形態に係る全固体電池製造装置１０４では、拘束圧調整装置４３は、拘束治具８の最大拘束圧が拘束されたときに最も低い組電池２の出力に、全ての組電池２の出力が等しくなるように、複数の組電池２それぞれの拘束圧を調整する。第４実施形態に係る全固体電池製造装置１０４では、最大拘束圧が拘束されたときに最も低い出力に出力が等しくなるように組電池２の拘束圧が調整されるので、過剰な拘束圧を印加することなく組電池２の出力のばらつきが抑制される。
全固体電池製造装置１０１〜１０４では、組電池２の出力を測定して組電池２の拘束圧を調整しているが、内部抵抗など他の電気特性を測定して組電池２の拘束圧を調整してもよい。また、全固体電池製造装置１０１〜１０３では、エージング処理後に、全ての組電池２の出力が最も低い組電池２の出力に等しくなるように拘束圧を再調整されているが、所望の出力になるように拘束圧を再調整してもよい。
全固体電池製造装置１０２及び１０３では、単電池７の出力を測定して単電池７を分類しているが、内部抵抗など他の電気特性を測定して単電池７を分類してもよい。
全固体電池製造装置１０３では、第２拘束治具交換装置３８は、エージング処理後の出力に応じて、組電池２の拘束治具８を交換しているが、車両に搭載された全固体電池１を保守点検するときに、出力に応じて組電池２の拘束治具８を交換してもよい。また、全固体電池製造装置１０３では、拘束治具８と交換される拘束治具は、第１拘束治具及び第２拘束治具の２つの治具であるが、１つの拘束治具と交換する構成としてもよく、３つ以上の拘束治具と交換可能な構成としてもよい。
１ 全固体電池
２ 組電池
３ 正電極
４ 負電極
５ 正極集電体
６ 負極集電体
７ 単電池
８ 拘束治具
１０１〜１０４ 全固体電池製造装置
２ 組電池
３ 正電極
４ 負電極
５ 正極集電体
６ 負極集電体
７ 単電池
８ 拘束治具
１０１〜１０４ 全固体電池製造装置
Claims (6)
- 全固体電池の製造方法であって、
正極層と、負極層と、該正極層と該負極層との間に配置された固体電解質層とを備える単電池を作成し、
複数の前記単電池を含む複数の組電池を作成し、
複数の組電池を同一の拘束圧で拘束し、
拘束された前記複数の組電池の電気特性を測定し、
測定した前記複数の組電池の何れの電気特性が最も悪いかを判定し、
電気特性が最も悪いと判定された組電池の電気特性に他の組電池の電気特性が等しくなるように、前記他の組電池の拘束圧を低くし、
拘束圧を低くした前記他の組電池と、電気特性が最も悪いと判定された組電池とを電気的に並列に接続する、
ことを特徴とする全固体電池の製造方法。 - 複数の単電池の電気特性をそれぞれ測定し、
測定された電気特性の大きさに応じて前記複数の単電池を複数の群に分類し、
分類された複数の群ごとに組電池を形成する、
ことを更に含む請求項１に記載の全固体電池の製造方法。 - 前記他の組電池の拘束圧を低くすることは、低くした拘束圧に応じた拘束治具を選択する、ことを含む請求項１又は２に記載の全固体電池の製造方法。
- 拘束圧が低くされた複数の組電池をエージングし、
エージングされた前記複数の組電池の電気特性をそれぞれ測定し、
前記複数の組電池の電気特性が等しくなるように、前記複数の組電池を拘束する拘束圧を再調整する、ことを更に含み、
前記複数の組電池を拘束する拘束圧を再調整することは、再調整した後の拘束圧に応じて前記拘束治具を組み替えることを含む、請求項３に記載の全固体電池の製造方法。 - 前記複数の組電池を同一の拘束圧で拘束することは、前記複数の組電池を拘束する拘束治具の最大拘束圧で、前記複数の組電池を拘束することを含む、請求項１に記載の全固体電池の製造方法。
- 測定される電気特性は、出力である、請求項１〜５の何れか一項に記載の全固体電池の製造方法。
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