JP2021068495A - 二次電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<二次電池の構成>
以下で説明する実施の形態1において、本開示に係る製造方法によって製造される二次電池は、正極と負極との間の電荷の移動を固体電解質が担う全固体電池である。しかし、本開示に係る製造方法によって製造可能な二次電池は全固体電池に限定されず、いわゆる液系の二次電池であってもよい。また、液系の二次電池の種類も特に限定されるものではなく、たとえばリチウムイオン二次電池であってもよい。
図2は、短絡検査工程において使用される検査システムの全体構成を概略的に示す図である。図2を参照して、検査システム9は、検査治具91と、電流発生器92と、電圧測定装置93と、制御装置94とを備える。
図3は、実施の形態1に係る二次電池10の製造方法を示すフロチャートである。以下、フロチャート内の各ステップを「S」と略す場合がある。
図4は、電極体1における電圧の測定箇所を説明するための図である。図4を参照して、本実施の形態では、正極集電箔41および負極集電箔42のうちの一方に5つの測定点が設けられる。以下では、各測定点は正極集電箔41上に設けられるものとするが、正極集電箔41を負極集電箔42と適宜読み替えてもよい。
V1=φ1−φ0 ・・・(1)
V2=φ2−φ0 ・・・(2)
V3=φ3−φ0 ・・・(3)
V4=φ4−φ0 ・・・(4)
発明者らは、セパレータ層3を貫通する異物を組み込んだ二次電池10のサンプルを複数準備し、各サンプルの短絡箇所を特定できるかどうかを検証した。具体的には、異物の位置が異なる10種類のサンプルを準備し、サンプル毎に数回の測定を繰り返した。
実施の形態1では、4点の電圧降下を測定する比較的簡易な構成を例に説明した。実施の形態2においては、測定ピンがより多く設けられており、より多くの箇所の電圧を測定する構成について説明する。なお、実施の形態2における検査システムの全体構成は、実施の形態1における検査システム9の全体構成(図2参照)と基本的には同様である。
図8は、実施の形態2における検査治具の構成を示す分解斜視図である。図8を参照して、検査治具91Aは、絶縁プレート911と、絶縁台912と、固定ネジ913と、複数の測定ピン914とを含む。絶縁プレート911と絶縁台912とは、その間に電極体1を挟み込んだ状態で、固定ネジ913により固定される。これにより、電極体1を外部から電気的に絶縁できるとともに電極体1に必要な圧力を加圧できる。
VXij=φi(j+1)−φij ・・・(5)
VYij=φ(i+1)j−φij ・・・(6)
図13は、電極体1における電流経路を説明するための分解斜視図である。図14は、電極体1における電流経路を説明するための断面図である。図13および図14では、正極端子51から負極端子52へと流れる電流の流通方向が矢印により模式的に示されている。
図18は、実施の形態2に係る二次電池10の製造方法を示すフロチャートである。図18を参照して、S21の電極組立工程は、実施の形態1におけるS11の電極組立工程(図3参照)と同様である。
Claims (8)
- 正極集電体、正極活物質層、セパレータ層、負極活物質層および負極集電体が積層された電極体を組み立てるステップと、
前記正極集電体と前記負極集電体との間に電流を流した状態で、前記正極集電体および前記負極集電体のうちの一方の表面に位置する複数の測定点の間の電圧を測定するステップとを備え、
前記複数の測定点は、
第1〜第3の測定点と、
前記第1〜第3の測定点により規定される円形領域の内部に位置する基準点とを含み、
前記測定するステップは、
前記第1の測定点と前記基準点との間の第1の電圧を測定するステップと、
前記第2の測定点と前記基準点との間の第2の電圧を測定するステップと、
前記第3の測定点と前記基準点との間の第3の電圧を測定するステップとを含み、
前記第1〜第3の電圧に関する所定条件が成立する場合に、前記電極体における短絡箇所が前記円形領域の内部であると特定するステップをさらに備える、二次電池の製造方法。 - 前記基準点は、前記第1〜第3の測定点の各々から等距離に位置する、請求項1に記載の二次電池の製造方法。
- 前記第1〜第3の電圧の各々の符号には、前記電極体の非短絡時における基準符号が対応するように定められ、
前記所定条件は、前記第1〜第3の電圧のうちの少なくとも1つの電圧の符号が対応する基準符号と異なる場合に成立する、請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。 - 前記第1〜第3の電圧の各々の大きさには、前記電極体の非短絡時における基準量が対応するように定められ、
前記所定条件は、前記第1〜第3の電圧のうちの少なくとも1つの電圧の大きさが対応する基準量よりも大きい場合に成立する、請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。 - 前記第1〜第3の電圧の各々の符号には、前記電極体の非短絡時における基準符号が対応するように定められ、
前記第1〜第3の電圧の各々の大きさには、前記電極体の非短絡時における基準量が対応するように定められ、
前記所定条件は、前記第1〜第3の電圧のうちの少なくとも1つの電圧の符号が対応する基準符号と異なり、かつ、前記第1〜第3の電圧のうちの少なくとも1つの電圧の大きさが対応する基準量よりも大きい場合に成立する、請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。 - 前記複数の測定点は、前記円形領域を規定する第4の測定点をさらに含み、
前記測定するステップは、前記第4の測定点と前記基準点との間の第4の電圧を測定するステップをさらに含み、
前記第1〜第4の測定点のうちの2点を結ぶ直線と残りの2点を結ぶ直線とは、互いに交差する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。 - 前記特定するステップにおいて特定された前記短絡箇所を除去し、前記電極体のうちの残りの部分を外装材に収納するステップをさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記複数の測定点は、予め位置決めされており、
前記測定するステップは、前記複数の測定点のうちの任意の2点間の電圧を測定するステップであり、
前記複数の測定点の中から前記所定条件が成立するような測定点を前記第1〜第3の測定点および前記基準点として選択するステップをさらに備え、
前記特定するステップは、選択された前記第1〜第3の測定点により規定される前記円形領域を前記短絡箇所として特定するステップである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二次電池の製造方法。
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