JP2018055878A - Manufacturing method of battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池に内部短絡が有るか否かを検知する短絡検知工程を備える電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a battery manufacturing method including a short-circuit detection step for detecting whether or not an internal short circuit is present in a battery.
リチウムイオン二次電池などの電池の製造過程において、電池に内部短絡が生じているか否かの短絡検査を行うことが知られている。具体的には、電池を初充電し、高温下で放置してエージングした後、電池を強制的に放電させて電池電圧を所定の値に調整する。その後、短絡検知工程を行う。具体的には、電池を端子開放した状態で放電させ(自己放電させ)、電圧低下量ΔVpを求める。そして、この電圧低下量ΔVpが基準低下量ΔVqよりも大きい場合に(ΔVp>ΔVq)、その電池に内部短絡が生じていると判定する。例えば特許文献1に、電池の製造過程で内部短絡の有無の検査を行うことが開示されている(特許文献1の図2等を参照)。
In the process of manufacturing a battery such as a lithium ion secondary battery, it is known to perform a short circuit inspection to determine whether an internal short circuit has occurred in the battery. Specifically, after the battery is initially charged and left at high temperature for aging, the battery is forcibly discharged to adjust the battery voltage to a predetermined value. Then, a short circuit detection process is performed. Specifically, the battery is discharged with its terminals open (self-discharged), and the voltage drop amount ΔVp is obtained. When this voltage drop amount ΔVp is larger than the reference drop amount ΔVq (ΔVp> ΔVq), it is determined that an internal short circuit has occurred in the battery. For example,
しかしながら、電池電圧を下げて電池電圧を調整した直後には、電池電圧が自然上昇するため、上記のように電圧低下量ΔVpに基づいて内部短絡の有無を検知する場合には、電池電圧の上昇が収まるまで待機しなければならず、電池電圧の上昇が収まった後の電池電圧の減少から電圧低下量ΔVpを求めている。このため、自己放電を行う時間が長く掛かり、短絡検知工程に掛かる時間が長かった。 However, immediately after adjusting the battery voltage by lowering the battery voltage, the battery voltage naturally rises. Therefore, when detecting the presence or absence of an internal short circuit based on the voltage drop amount ΔVp as described above, the battery voltage rises. The voltage drop amount ΔVp is obtained from the decrease in the battery voltage after the increase in the battery voltage has stopped. For this reason, it took a long time to perform self-discharge, and a long time was required for the short-circuit detection process.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池に内部短絡が有るか否かを検知する短絡検知工程に掛かる時間を短くできる電池の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the battery which can shorten the time concerning the short circuit detection process which detects whether the battery has an internal short circuit.
上記課題を解決するための本発明の一態様は、電池を初充電する充電工程と、上記充電工程の後、40〜85℃の温度下で上記電池を放置するエージング工程と、上記電池の電池電圧を、上記エージング工程直後の第1電池電圧V1よりも低い第2電池電圧V2に調整する電圧調整工程と、上記電圧調整工程の後、上記電池の内部短絡の有無を検知する短絡検知工程と、を備える電池の製造方法であって、上記電池は、上記電圧調整工程の後に端子開放した状態で放置したとき、電池電圧が、上記電圧調整工程の終了時から徐々に上昇して、上記終了時からピーク到達時間TP経過後にピークに達し、その後、徐々に低下する特性を有し、上記短絡検知工程は、上記電圧調整工程の後、端子開放した状態で上記電池を放置して、上記電圧調整工程の上記終了時から(TP/40〜TP/15)経過後の第3電池電圧V3を基準とした電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて、上記電池の内部短絡の有無を検知する工程である電池の製造方法である。 One aspect of the present invention for solving the above problems includes a charging step of initially charging a battery, an aging step of leaving the battery at a temperature of 40 to 85 ° C. after the charging step, and a battery of the battery A voltage adjustment step of adjusting the voltage to a second battery voltage V2 lower than the first battery voltage V1 immediately after the aging step; and a short-circuit detection step of detecting the presence or absence of an internal short circuit of the battery after the voltage adjustment step; When the battery is left in a terminal open state after the voltage adjustment step, the battery voltage gradually rises from the end of the voltage adjustment step, and the end. It has a characteristic that it reaches a peak after elapse of the peak arrival time TP from time and then gradually decreases, and the short-circuit detection step leaves the battery in a state where the terminal is opened after the voltage adjustment step. Adjustment It is a step of detecting the presence or absence of an internal short circuit of the battery based on the amount of voltage increase ΔV with respect to the third battery voltage V3 after the lapse of (TP / 40 to TP / 15) from the end of the above. It is a manufacturing method of a battery.
上述の電池の製造方法では、電池電圧を下げる電圧調整工程後に行う短絡検知工程において、電圧調整工程の終了時から(TP/40〜TP/15)経過後の第3電池電圧V3を基準とした電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて、電池に内部短絡が有るか否かを検知する。
本発明者が調査した結果、内部短絡が生じている電池では、上述の電圧上昇量ΔVが大きくなり、内部短絡の無い電池では、この電圧上昇量ΔVが小さくなることが判った。従って、電圧上昇量ΔVの多寡によって電池に内部短絡が有るか否かを検知できる。
しかも、従来は、電圧調整後の電池電圧の上昇が収まるのを待ってから電圧低下量ΔVpを測定していたのに対し、上述の電池の製造方法では、電圧調整後の電池電圧の上昇中に測定した電圧上昇量ΔVに基づいて内部短絡の有無を検知する。このため、短絡検知工程に掛かる時間を短くできる。
In the battery manufacturing method described above, the third battery voltage V3 after the lapse of (TP / 40 to TP / 15) from the end of the voltage adjustment process is used as a reference in the short-circuit detection process performed after the voltage adjustment process for reducing the battery voltage. Based on the amount of voltage increase ΔV, it is detected whether or not the battery has an internal short circuit.
As a result of investigation by the present inventor, it was found that the above-mentioned voltage increase ΔV is large in a battery in which an internal short circuit occurs, and the voltage increase ΔV is small in a battery without an internal short circuit. Therefore, it is possible to detect whether or not the battery has an internal short circuit based on the amount of voltage increase ΔV.
Moreover, conventionally, the voltage drop amount ΔVp is measured after waiting for the increase in the battery voltage after voltage adjustment to stop, whereas in the above-described battery manufacturing method, the battery voltage after voltage adjustment is increasing. The presence or absence of an internal short circuit is detected on the basis of the voltage increase amount ΔV measured. For this reason, the time required for the short circuit detection step can be shortened.
なお、「充電工程」では、例えばSOC60%に相当する電池電圧以上に電池を初充電するのが好ましい。この充電後の電池電圧の値が高いほど、その後のエージング工程で電池のエージングが進み易くなるからである。一方、充電後の電池電圧の値が高いほど、充電工程に掛かる時間が長くなる。従って、これらを考慮して充電工程における電池電圧の値を設定するのが好ましい。
In the “charging process”, for example, it is preferable to initially charge the battery at a voltage equal to or higher than the battery voltage corresponding to
「エージング工程」では、例えば8〜48hrにわたり電池を放置するエージングを行うのが好ましい。この放置時間は、充電工程における充電後の電池の電池電圧の値やエージング工程を行う温度などを考慮して設定するのが好ましい。また、エージング工程は、電池を端子開放した状態で行ってもよいし、電池に電源を接続し定電圧に維持した状態で行ってもよい。 In the “aging step”, for example, it is preferable to perform aging in which the battery is left for 8 to 48 hours. This standing time is preferably set in consideration of the value of the battery voltage of the battery after charging in the charging process, the temperature at which the aging process is performed, and the like. Moreover, the aging process may be performed in a state where the terminal of the battery is open, or may be performed in a state where a power source is connected to the battery and maintained at a constant voltage.
「電圧調整工程」では、放電のみを行って電池電圧を第1電池電圧V1から第2電池電圧V2まで調整する他、放電と充電を併用し最後に放電を行うことにより、電池電圧を第1電池電圧V1から第2電池電圧V2まで調整することもできる。例えば、第1電池電圧V1からこれより低い第5電池電圧V5まで強制放電させた後、第5電池電圧V5から、第2電池電圧V2より高い第6電池電圧V6まで充電する。その後、第6電池電圧V6から第2電池電圧V2まで強制放電させる手法が挙げられる。また、第2電池電圧V2は、例えばSOC10〜60%の範囲内のSOCに相当する電池電圧とするのが好ましい。 In the “voltage adjustment step”, only the discharge is performed to adjust the battery voltage from the first battery voltage V1 to the second battery voltage V2, and the battery voltage is changed to the first by discharging together with the discharge and finally discharging. It is also possible to adjust from the battery voltage V1 to the second battery voltage V2. For example, after forcibly discharging the first battery voltage V1 to the fifth battery voltage V5 lower than the first battery voltage V1, the battery is charged from the fifth battery voltage V5 to the sixth battery voltage V6 higher than the second battery voltage V2. Thereafter, a method of forcibly discharging from the sixth battery voltage V6 to the second battery voltage V2 can be mentioned. The second battery voltage V2 is preferably a battery voltage corresponding to an SOC within a range of 10 to 60% SOC, for example.
「短絡検知工程」において「電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて、電池の内部短絡の有無を検知する」具体的な手法としては、例えば、検査した電池の電圧上昇量ΔVが、予め定めた基準上昇量ΔVrよりも大きい場合に(ΔV>ΔVr)、その電池に内部短絡が生じていると判定する方法が挙げられる。また、検査した電池の電圧上昇量ΔVを、例えばこの電池と同一製造ロットの複数の電池から求めた電圧上昇量ΔVの平均値や中央値と比較して、その電池に内部短絡が生じているか否かを判定する方法も挙げられる。 As a specific method of “detecting the presence or absence of an internal short circuit of the battery based on the amount of the voltage increase ΔV” in the “short circuit detection step”, for example, the voltage increase ΔV of the inspected battery is a predetermined standard. A method of determining that an internal short circuit has occurred in the battery when the amount of increase ΔVr is larger (ΔV> ΔVr) is mentioned. Also, whether the voltage increase ΔV of the inspected battery is compared with, for example, the average value or the median value of the voltage increase ΔV obtained from a plurality of batteries of the same production lot as this battery, and whether or not an internal short circuit has occurred in the battery. There is also a method of determining whether or not.
上記の電池の製造方法であって、前記電圧上昇量ΔVは、前記電圧調整工程の前記終了時から(TP/5〜TP)経過した時点での電圧上昇量である電池の製造方法とするのが好ましい。 In the battery manufacturing method described above, the voltage increase amount ΔV is a battery manufacturing method that is a voltage increase amount when (TP / 5 to TP) has elapsed since the end of the voltage adjustment step. Is preferred.
電圧上昇量ΔVは、電圧調整工程の終了時から、ある程度期間をとって測定するのが好ましい。一方、電圧調整工程の終了時からの期間が長すぎると、内部短絡を有する電池では、電池電圧が上昇してピークに達した後、電池電圧が大きく低下していく。このため、内部短絡を有する電池の電圧上昇量ΔVと、内部短絡の無い電池の電圧上昇量ΔVとの電圧差が小さくなりがちで、電圧上昇量ΔVに基づいて内部短絡の有無を検知し難くなる。
これに対し、上述の電池の製造方法では、電圧上昇量ΔVを、電圧調整工程の終了時から(TP/5〜TP)経過した時点での電圧上昇量としているので、電圧上昇量ΔVに基づいて、より確実に内部短絡が生じている電池を検知できる。
The voltage increase amount ΔV is preferably measured after a certain period from the end of the voltage adjustment step. On the other hand, if the period from the end of the voltage adjustment process is too long, in a battery having an internal short circuit, the battery voltage rises and reaches a peak, and then the battery voltage greatly decreases. For this reason, the voltage difference between the voltage increase amount ΔV of the battery having the internal short circuit and the voltage increase amount ΔV of the battery without the internal short circuit tends to be small, and it is difficult to detect the presence or absence of the internal short circuit based on the voltage increase amount ΔV. Become.
On the other hand, in the above-described battery manufacturing method, the voltage increase amount ΔV is the voltage increase amount when (TP / 5 to TP) has elapsed since the end of the voltage adjustment step. Thus, a battery in which an internal short circuit has occurred can be detected more reliably.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1及び図2に、本実施形態に係る電池1の斜視図及び縦断面図を示す。なお、以下では、電池1の電池厚み方向BH、電池横方向CH及び電池縦方向DHを、図1及び図2に示す方向と定めて説明する。この電池1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池1は、電池ケース10と、この内部に収容された電極体20と、電池ケース10に支持された正極端子部材50及び負極端子部材60等から構成される。また、電池ケース10内には、非水電解液19が収容されており、その一部は電極体20内に含浸されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a perspective view and a longitudinal sectional view of a
このうち電池ケース10は、直方体箱状で金属(本実施形態ではアルミニウム)からなる。この電池ケース10は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材11と、このケース本体部材11の開口を閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材13とから構成される。ケース蓋部材13には、アルミニウムからなる正極端子部材50がケース蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この正極端子部材50は、電池ケース10内で電極体20のうち正極板21に接続し導通する一方、ケース蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。また、ケース蓋部材13には、銅からなる負極端子部材60がケース蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この負極端子部材60は、電池ケース10内で電極体20のうち負極板31に接続し導通する一方、ケース蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。
Among these, the
電極体20は、扁平状をなし、横倒しにした状態で電池ケース10内に収容されている。電極体20と電池ケース10との間には、絶縁フィルムからなる袋状の絶縁フィルム包囲体17が配置されている。電極体20は、帯状の正極板21と帯状の負極板31とを、帯状の一対のセパレータ41,41を介して互いに重ね、軸線周りに捲回して扁平状に圧縮したものである。正極板21は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔の両主面の所定位置に、正極活物質層を帯状に設けてなる。この正極活物質層は、正極活物質(本実施形態ではリチウム遷移金属複合酸化物)、導電材(本実施形態ではアセチレンブラック)及び結着剤(本実施形態ではポリフッ化ビニリデン)からなる。また、負極板31は、帯状の銅箔からなる負極集電箔の両主面の所定位置に、負極活物質層を設けてなる。この負極活物質層は、負極活物質(本実施形態では黒鉛)、結着剤(本実施形態ではスチレンブタジエンゴム)及び増粘剤(本実施形態ではカルボシキメチルセルロース)からなる。また、セパレータ41は、樹脂からなる多孔質膜であり、帯状でフィルム状をなす。
The
次いで、上記電池1の製造方法について説明する(図3参照)。まず、「組立工程S1」において、電池1を組み立てる。具体的には、正極板21及び負極板31を、一対のセパレータ41,41を介して互いに重ねて捲回し、扁平状に圧縮して電極体20を形成する。次に、ケース蓋部材13を用意し、これに正極端子部材50及び負極端子部材60を固設する(図1及び図2参照)。その後、正極端子部材50及び負極端子部材60を、電極体20の正極板21及び負極板31にそれぞれ溶接する。次に、電極体20に絶縁フィルム包囲体17を被せて、これらをケース本体部材11内に挿入すると共に、ケース本体部材11の開口をケース蓋部材13で塞ぐ。そして、ケース本体部材11とケース蓋部材13とを溶接して電池ケース10を形成する。その後、非水電解液19を、注液孔13hから電池ケース10内に注液して電極体20内に含浸させる。その後、封止部材15で注液孔13hを封止する。
Next, a method for manufacturing the
次に、「充電工程S2」を行うのに先立ち、電池1を拘束する。具体的には、電池ケース10の幅広な側面を一対の板状の押圧治具で電池厚み方向BHに挟んで、電池1を電池厚み方向BHに押圧した状態で拘束する。なお、本実施形態では、以下に説明する「充電工程S2」から「短絡検知工程S5」までを、このように電池1を拘束した状態で行う。
電池1を拘束した後、「充電工程S2」において、この電池1に初充電を行う。具体的には、電池1に充放電装置を接続して、室温(25±5℃)下において、定電流定電圧(CCCV)充電により、電池電圧Ve=4.1V(SOC100%)まで初充電する。本実施形態では、1Cの定電流で電池電圧Veが4.1Vになるまで充電した後、充電電流値が1.0Aになるまでこの電池電圧Ve=4.1Vを維持した。
Next, the
After the
次に、「エージング工程S3」において、電池1を高温下で放置してエージングする。具体的には、初充電後の電池1を40〜85℃の温度(本実施形態では63℃)下において、端子開放した状態で、20hrにわたって放置してエージングする。このエージング工程S3を行うと、電池電圧Veがごく僅か低下する(SOCが下がる)。本実施形態では、エージング工程S3直後の電池電圧Ve(第1電池電圧V1)は、約4.1V(SOCは約99%)である。
Next, in the “aging step S3”, the
次に、「電圧調整工程S4」において、電池1の電池電圧Veを、エージング工程S3直後の第1電池電圧V1(本実施形態では、約4.1V)よりも低い第2電池電圧V2(本実施形態では、2.8V)に調整する。具体的には、電池1に充放電装置を接続して、室温(25±5℃)下において、定電流定電圧(CCCV)放電により、第1電池電圧V1=約4.1Vから第2電池電圧V2=2.8Vまで強制的に放電させる。本実施形態では、1Cの定電流で電池電圧Veが2.8Vになるまで放電させた後、放電電流値が1.0Aになるまでこの電池電圧Ve=2.8Vを維持した。
Next, in the “voltage adjustment step S4”, the battery voltage Ve of the
続いて、「短絡検知工程S5」において、端子開放した状態で電池1を放置して(自己放電させて)、電圧上昇量ΔVを取得し、当該電池1の内部短絡の有無を検知する。
前述のように、電池電圧を下げる電圧調整工程S4の後に電池1を端子開放した状態で放置したとき、電池電圧Veは、電圧調整工程S4の終了時から徐々に上昇してピークに達した後、徐々に低下していく(図4参照)。なお、図4は、内部短絡が生じている電池1の一例、及び、内部短絡の無い平均的な電池1について、電圧調整工程S4の終了時からの経過時間Ta(hr)と電池電圧Ve(V)との関係を示している。電圧調整工程S4の終了時から電池電圧Veがピークに達するまでの時間(ピーク到達時間)TPは、内部短絡の無い良品の電池1では、平均してTP=93.3hrである。
Subsequently, in the “short circuit detection step S5”, the
As described above, when the
短絡検知工程S5では、電圧調整工程S4の後、端子開放した状態で電池1を放置して、電圧調整工程S4の終了時から(TP/40〜TP/15:本実施形態では、2.33〜6.22hr)経過後に第3電池電圧V3を、電圧調整工程S4の終了時から(TP/5〜TP:本実施形態では、18.7〜93.3hr)経過後に第4電池電圧V4をそれぞれ測定する(図5参照)。
In the short-circuit detection step S5, after the voltage adjustment step S4, the
具体的には、電池1を20℃の環境下で端子開放した状態で放置して、図5に示すように、電圧調整工程S4の終了時から3.25hr経過後に第3電池電圧V3を測定し、電圧調整工程S4の終了時から48.0hr経過後に第4電池電圧V4を測定した。そして、当該電池1の電圧上昇量ΔV=V4−V3を算出した。なお、図5は、図4で示した不良品及び良品の各電池について、電圧調整工程S4の終了時からの経過時間Ta(hr)と、電圧調整工程S4の終了時から3.25hr経過した時点を基準(=0mV)とした電圧変化量ΔVa(mV)との関係を示す。
Specifically, the
そして、取得した当該電池1の電圧上昇量ΔVを、予め定めた基準上昇量ΔVr(本実施形態では、ΔVr=25.4mV)と比較し、電圧上昇量ΔVが基準上昇量ΔVrよりも大きい場合(ΔV>ΔVr)に、当該電池1に内部短絡が生じている不良品と判定し、その電池1を除去する。例えば内部短絡が生じている電池1では、図5に示すように、電圧上昇量ΔV=26.6mVであり、ΔV>ΔVrであるため、不良品と判定される。
一方、当該電池1の電圧上昇量ΔVが基準上昇量ΔVrよりも小さい場合(ΔV≦ΔVr)には、当該電池1を内部短絡の無い良品と判定する。良品の平均的な電池1では、図5に示すように、電圧上昇量ΔV=24.3mVであり、ΔV≦ΔVrであるため、良品と判定される。
短絡検知工程S5を終えた後は、電池1を拘束している拘束治具を取り外し、電池1の拘束状体を解除する。かくして、電池1が完成する。
Then, the obtained voltage increase amount ΔV of the
On the other hand, when the voltage increase amount ΔV of the
After finishing short circuit detection process S5, the restraining jig | tool which restrains the
ここで、本実施形態では、前述のように、短絡検知工程S5において、電池電圧Veの上昇中に第3電池電圧V3及び第4電池電圧V4を測定して電圧上昇量ΔVを求め、この電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて電池1の内部短絡の有無を検知した。
これに対し、比較例として(図7参照)、短絡検知工程S5において、電池電圧Veが上昇してピークに達した後に徐々に低下する過程において、第7電池電圧V7及び第8電池電圧V8を測定して、電圧低下量ΔVp=V7−V8を求め、この電圧低下量ΔVpの多寡に基づいて電池1の内部短絡の有無を検知する場合を説明する。なお、図7は、図4で示した不良品及び良品の各電池について、電圧調整工程S4の終了時からの経過時間Ta(hr)と、電圧調整工程S4の終了時から3.0日(72.0hr)経過した時点を基準(=0mV)とした電圧変化量ΔVc(mV)との関係を示す。
Here, in the present embodiment, as described above, in the short circuit detection step S5, the third battery voltage V3 and the fourth battery voltage V4 are measured while the battery voltage Ve is increasing to obtain the voltage increase amount ΔV, and this voltage The presence or absence of an internal short circuit of the
On the other hand, as a comparative example (see FIG. 7), in the short-circuit detection step S5, in the process in which the battery voltage Ve rises and reaches a peak, the seventh battery voltage V7 and the eighth battery voltage V8 are gradually reduced. A case where the voltage drop amount ΔVp = V7−V8 is obtained by measurement and the presence or absence of an internal short circuit of the
この比較例では、電圧調整工程S4の終了時から3.0日(72hr)経過後に第7電池電圧V7を、電圧調整工程S4の終了時から10.0日(240hr)経過後に第8電池電圧V8を測定して、電圧低下量ΔVp=V7−V8を算出する。
そして、取得した当該電池1の電圧低下量ΔVpが、予め定めた基準低下量ΔVq(本比較例では、ΔVq=1.4mV)よりも大きい場合(ΔVp>ΔVq)に、当該電池1に内部短絡が生じている不良品と判定する。例えば内部短絡が生じている電池1では、電圧低下量ΔVp=2.2mV(図7においては、電圧変化量ΔVc=−2.2mV)であり、ΔVp>ΔVqであるため、不良品と判定される。
一方、当該電池1の電圧低下量ΔVpが基準低下量ΔVqよりも小さい場合(ΔVp≦ΔVq)には、当該電池1を内部短絡の無い良品と判定する。良品の平均的な電池1では、電圧低下量ΔVp=0.6mV(図7においては、電圧変化量ΔVc=−0.6mV)であり、ΔVp≦ΔVrであるため、良品と判定される。
In this comparative example, the seventh battery voltage V7 is passed after 3.0 days (72 hours) from the end of the voltage adjustment step S4, and the eighth battery voltage is passed after 10.0 days (240 hours) from the end of the voltage adjustment step S4. V8 is measured, and a voltage drop amount ΔVp = V7−V8 is calculated.
When the acquired voltage drop amount ΔVp of the
On the other hand, when the voltage drop amount ΔVp of the
このように、短絡検知工程S5で電圧低下量ΔVpを取得することによっても、電池1の内部短絡の有無を検知できる。但し、この比較例では、第7電池電圧V7及び第8電池電圧V8を測定して電圧低下量ΔVpを取得するために、電圧調整工程S4の終了時から10日(240hr)も必要であり、短絡検知工程S5が長くなる。
これに対し、上記実施形態では、第3電池電圧V3及び第4電池電圧V4を測定して電圧上昇量ΔVを取得するのに、電圧調整工程S4の終了時から2日(48.0hr)で足りる。従って、上記実施形態では、比較例に比べて、短絡検知工程S5に掛かる時間を大幅に短くできることが判る。
Thus, the presence or absence of the internal short circuit of the
On the other hand, in the above embodiment, the third battery voltage V3 and the fourth battery voltage V4 are measured and the voltage increase amount ΔV is acquired in two days (48.0 hr) from the end of the voltage adjustment step S4. It ’s enough. Therefore, in the said embodiment, it turns out that the time concerning short circuit detection process S5 can be shortened significantly compared with a comparative example.
加えて、この比較例では、内部短絡が生じている電池1で電圧低下量ΔVp=2.2mVであり、良品の平均的な電池1で電圧低下量ΔVp=0.6mVであるため、良品の電池1と不良品の電池1との電圧差が、2.2−0.6=1.6mVである(図7参照)。
これに対し、上記実施形態では、内部短絡が生じている電池1で電圧上昇量ΔV=26.6mVであり、良品の平均的な電池1で電圧上昇量ΔV=24.3mVであるため、良品の電池1と不良品の電池1との電圧差が、26.6−24.3=2.3mVもある(図5参照)。従って、上記実施形態では、比較例に比べて、より確実に内部短絡が生じている不良品の電池1を検知できることも判る。
In addition, in this comparative example, the voltage drop ΔVp = 2.2 mV in the
On the other hand, in the above embodiment, the voltage increase ΔV = 26.6 mV in the
なお、上記実施形態の短絡検知工程S5では、前述のように、電圧調整工程S4の終了時から3.25hr経過後に第3電池電圧V3を測定したが、第3電池電圧V3の測定タイミングは、電圧調整工程S4の終了時から(TP/40〜TP/15:本実施形態では、2.33〜6.22hr)の範囲内で適宜変更できる。また、第4電池電圧V4の測定タイミングは、電圧調整工程S4の終了時から(TP/5〜TP:本実施形態では、18.7〜93.3hr)の範囲内で適宜変更できる。 In the short circuit detection step S5 of the above embodiment, as described above, the third battery voltage V3 is measured after 3.25 hours from the end of the voltage adjustment step S4. However, the measurement timing of the third battery voltage V3 is: It can be appropriately changed within the range of (TP / 40 to TP / 15: 2.33 to 6.22 hr in this embodiment) from the end of the voltage adjustment step S4. Further, the measurement timing of the fourth battery voltage V4 can be appropriately changed within the range of (TP / 5 to TP: 18.7 to 93.3 hr in the present embodiment) from the end of the voltage adjustment step S4.
図6に、図4で示した不良品及び良品の各電池について、電圧調整工程S4の終了時からの経過時間Ta(hr)と、電圧調整工程S4の終了時から5.08hr経過した時点を基準(=0mV)とした電圧変化量ΔVb(mV)との関係を示す。第3電池電圧V3の測定タイミングを、電圧調整工程S4の終了時から5.08hr経過後とし、第4電池電圧V4の測定タイミングを、電圧調整工程S4の終了時から48.0hr経過後とした場合、基準上昇量ΔVrは、例えばΔVr=14.6mVに設定する。 FIG. 6 shows the elapsed time Ta (hr) from the end of the voltage adjustment step S4 and the time point when 5.08 hr has elapsed from the end of the voltage adjustment step S4 for each of the defective and non-defective batteries shown in FIG. A relationship with a voltage change amount ΔVb (mV) as a reference (= 0 mV) is shown. The measurement timing of the third battery voltage V3 is set after 5.08 hr from the end of the voltage adjustment step S4, and the measurement timing of the fourth battery voltage V4 is set after 48.0 hr after the end of the voltage adjustment step S4. In this case, the reference increase amount ΔVr is set to ΔVr = 14.6 mV, for example.
そして、取得した当該電池1の電圧上昇量ΔVがこの基準上昇量ΔVrよりも大きい場合(ΔV>ΔVr)に、当該電池1を内部短絡が生じている不良品と判定する。例えば内部短絡が生じている電池1では、図6に示すように、電圧上昇量ΔV=14.9mVであり、ΔV>ΔVrであるため、不良品と判定される。
一方、電圧上昇量ΔVがこの基準上昇量ΔVrよりも小さい場合(ΔV≦ΔVr)には、当該電池1を内部短絡の無い良品と判定する。良品の平均的な電池1では、図6に示すように、電圧上昇量ΔV=14.3mVであり、ΔV≦ΔVrであるため、良品と判定される。
When the acquired voltage increase amount ΔV of the
On the other hand, when the voltage increase amount ΔV is smaller than the reference increase amount ΔVr (ΔV ≦ ΔVr), the
以上で説明したように、電池1の製造方法では、電池電圧を下げる電圧調整工程S4後に行う短絡検知工程S5において、電圧調整工程S4の終了時から(TP/40〜TP/15)経過後の第3電池電圧V3を基準とした電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて、電池1に内部短絡が有るか否かを検知する。前述のように、内部短絡が生じている電池1では、前述のように電圧上昇量ΔVが大きくなり、内部短絡の無い電池1では、この電圧上昇量ΔVが小さくなる。従って、電圧上昇量ΔVの多寡によって電池1に内部短絡が有るか否かを検知できる。
しかも、従来は、電圧調整後の電池電圧Veの上昇が収まるのを待ってから電圧低下量ΔVpを測定していたのに対し、電池1の製造方法では、電圧調整後の電池電圧Veの上昇中に測定した電圧上昇量ΔVに基づいて内部短絡の有無を検知する。このため、短絡検知工程S5に掛かる時間を短くできる。
As described above, in the manufacturing method of the
Moreover, in the past, the voltage drop amount ΔVp was measured after waiting for the increase in the battery voltage Ve after voltage adjustment to stop, whereas in the manufacturing method of the
更に、電池1の製造方法では、電圧上昇量ΔVを、電圧調整工程S4の終了時から(TP/5〜TP)経過した時点での電圧上昇量としている。電圧上昇量ΔVは、電圧調整工程S4の終了時から、ある程度期間をとって測定するのが好ましい。一方、電圧調整工程S4の終了時からの期間が長すぎると、内部短絡を有する電池1では、電池電圧Veが上昇してピークに達した後、電池電圧Veが大きく低下していく。このため、内部短絡を有する電池1の電圧上昇量ΔVと、内部短絡の無い電池1の電圧上昇量ΔVとの電圧差が小さくなりがちで、電圧上昇量ΔVに基づいて内部短絡の有無を検知し難くなる。これに対し、電池1の製造方法では、電圧上昇量ΔVを、電圧調整工程S4の終了時から(TP/5〜TP)経過した時点での電圧上昇量としているので、電圧上昇量ΔVに基づいて、より確実に内部短絡が生じている電池1を検知できる。
Furthermore, in the manufacturing method of the
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、検査した電池1の電圧上昇量ΔVが、予め定めた基準上昇量ΔVrよりも大きい場合に(ΔV>ΔVr)、その電池1に内部短絡が生じていると判定したが、これに限られない。例えば、同じ製造ロットの電池群から電圧上昇量ΔVの平均値Δmを求め、更に、検査した電池1の電圧上昇量ΔVと平均値Δmとの電圧差であるΔV−Δmを求める。そして、この電圧差(ΔV−Δm)が、予め定めた基準電圧差ΔVsよりも大きい場合に(ΔV−Δm>ΔVs)、その電池1に内部短絡が生じていると判定することもできる。
また、実施形態では、充電工程S2から短絡検知工程S5までを、電池1を拘束した状態で行ったが、これらの工程S2〜S5を電池1を拘束することなく行うこともできる。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.
For example, in the embodiment, when the voltage increase amount ΔV of the inspected
Moreover, in embodiment, although charging process S2 to short circuit detection process S5 was performed in the state which restrained the
1 電池
S1 組立工程
S2 充電工程
S3 エージング工程
S4 電圧調整工程
S5 短絡検知工程
Ta 経過時間
TP ピーク到達時間
Ve 電池電圧
V1 第1電池電圧
V2 第2電池電圧
V3 第3電池電圧
V4 第4電池電圧
ΔV 電圧上昇量
ΔVr 基準上昇量
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記充電工程の後、40〜85℃の温度下で上記電池を放置するエージング工程と、
上記電池の電池電圧を、上記エージング工程直後の第1電池電圧V1よりも低い第2電池電圧V2に調整する電圧調整工程と、
上記電圧調整工程の後、上記電池の内部短絡の有無を検知する短絡検知工程と、を備える
電池の製造方法であって、
上記電池は、
上記電圧調整工程の後に端子開放した状態で放置したとき、電池電圧が、上記電圧調整工程の終了時から徐々に上昇して、上記終了時からピーク到達時間TP経過後にピークに達し、その後、徐々に低下する特性を有し、
上記短絡検知工程は、
上記電圧調整工程の後、端子開放した状態で上記電池を放置して、上記電圧調整工程の上記終了時から(TP/40〜TP/15)経過後の第3電池電圧V3を基準とした電圧上昇量ΔVの多寡に基づいて、上記電池の内部短絡の有無を検知する工程である
電池の製造方法。 A charging process for charging the battery for the first time;
After the charging step, an aging step of leaving the battery at a temperature of 40 to 85 ° C;
A voltage adjustment step of adjusting the battery voltage of the battery to a second battery voltage V2 lower than the first battery voltage V1 immediately after the aging step;
After the voltage adjustment step, a short circuit detection step for detecting the presence or absence of an internal short circuit of the battery, and a battery manufacturing method comprising:
The battery
When the battery is left open after the voltage adjustment step, the battery voltage gradually increases from the end of the voltage adjustment step, reaches a peak after the peak arrival time TP from the end, and then gradually. Has the property of deteriorating,
The short circuit detection step
After the voltage adjustment step, the battery is left with the terminals open, and a voltage based on the third battery voltage V3 after (TP / 40 to TP / 15) has elapsed since the end of the voltage adjustment step. A battery manufacturing method, which is a step of detecting the presence or absence of an internal short circuit of the battery based on the amount of increase ΔV.
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