JP2023141511A - Non-aqueous secondary battery manufacturing method, non-aqueous secondary battery testing device, and non-aqueous secondary battery testing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非水二次電池の製造方法、非水二次電池の検査装置、及び、非水二次電池の検査方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a non-aqueous secondary battery, an inspection device for a non-aqueous secondary battery, and a method for inspecting a non-aqueous secondary battery.
電気自動車やハイブリッド自動車では、その電源として非水二次電池の一例であるリチウムイオン二次電池が用いられる。リチウムイオン二次電池は、正極板及び負極板を有した電極体を備える。リチウムイオン二次電池の負極板は、銅板のような金属板である負極基材と、負極基材上に形成される負極合剤層とを備える。負極合剤層は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な材料である負極活物質を含む。負極活物質は、例えば、黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素などの炭素材料が用いられる。 In electric vehicles and hybrid vehicles, a lithium ion secondary battery, which is an example of a non-aqueous secondary battery, is used as a power source. A lithium ion secondary battery includes an electrode body having a positive electrode plate and a negative electrode plate. A negative electrode plate of a lithium ion secondary battery includes a negative electrode base material that is a metal plate such as a copper plate, and a negative electrode mixture layer formed on the negative electrode base material. The negative electrode mixture layer includes a negative electrode active material that is a material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. As the negative electrode active material, carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, and easily graphitizable carbon are used, for example.
負極板における負極活物質の実効的な比表面積(単位重量あたりの表面積)は、リチウムイオン二次電池の寿命特性や放電特性などの種々の性能に影響を及ぼす。例えば、特許文献1には、負極板における負極活物質の実効的な比表面積を所定の範囲に規定することで、良好な放電特性を実現する技術が開示されている。 The effective specific surface area (surface area per unit weight) of the negative electrode active material in the negative electrode plate affects various performances such as life characteristics and discharge characteristics of the lithium ion secondary battery. For example, Patent Document 1 discloses a technique for achieving good discharge characteristics by defining the effective specific surface area of a negative electrode active material in a negative electrode plate within a predetermined range.
しかしながら、このような技術では、例えば極板製造工程において、負極板における負極活物質の実効的な比表面積を所定の範囲に規定した場合でも、充電工程における負極合剤層の還元反応によっては、負極合剤層で想定外のSEI被膜が形成されることがあった。そのため、製造現場において、負極合剤層の還元反応に応じて、製造されたリチウムイオン二次電池が正常であるか否かを判定する手段が望まれている。 However, in such technology, even if the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate is defined within a predetermined range in the electrode plate manufacturing process, depending on the reduction reaction of the negative electrode mixture layer in the charging process, An unexpected SEI film was sometimes formed on the negative electrode mixture layer. Therefore, there is a need for a means for determining whether a manufactured lithium ion secondary battery is normal or not according to the reduction reaction of the negative electrode mixture layer at the manufacturing site.
上記課題を解決するための非水二次電池の製造方法は、負極活物質を含む負極合剤層を有する負極板と、正極板とを製造する極板製造工程と、前記負極板と前記正極板と電解液とを用いて非水二次電池を組み立てる組立工程と、前記非水二次電池を充電する充電工程と、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する判定工程と、を含み、前記判定工程は、前記極板製造工程において製造された前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、前記充電工程において前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得し、前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出し、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する。 A method for manufacturing a non-aqueous secondary battery to solve the above problems includes an electrode plate manufacturing process of manufacturing a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, and a positive electrode plate, and a step of manufacturing the negative electrode plate and the positive electrode. An assembly process for assembling a non-aqueous secondary battery using a plate and an electrolyte, a charging process for charging the non-aqueous secondary battery, and a determining process for determining whether the non-aqueous secondary battery is normal. The determination step includes obtaining a measured specific surface area of the negative electrode active material based on the measurement result from the negative electrode plate manufactured in the electrode plate manufacturing step, and obtaining the measured specific surface area of the negative electrode active material in the charging step. The amount of charge Q and voltage V of the non-aqueous secondary battery are acquired at predetermined intervals while the rechargeable battery is being charged, and the slope of the Q-V curve showing the voltage V against the amount of charge Q is determined. A specific value of the amount of charged electricity Q at which the amount of decrease is maximum is calculated, and based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the amount of charged electricity Q, it is determined that the non-aqueous secondary battery is normal. Determine whether or not.
上記製造方法によれば、充電工程における充電初期の第1期間では、充電電気量Qの増加量に対して電圧Vの増加量が大きく、Q-V曲線は急峻な立ち上がりを示す。充電工程が進み充電電気量Qが特定値に達した第2期間では、充電電気量Qの増加量に対する電圧Vの増加量が緩やかになってQ-V曲線の傾きが大きく減少する。したがって、判定工程では、第1期間と第2期間との境界における充電電気量Qの値が特定値として算出される。また、充電工程において、充電電気量Qの一部は、負極合剤層上でのSEI被膜の形成に消費される。負極合剤層上に形成されるSEI被膜の量は、負極板における負極活物質の実効的な比表面積との間に正の相関を有する。なお、ここでいう、負極板における負極活物質の実効的な比表面積は、原材料の状態の負極活物質の実効的な比表面積ではなく、負極板として製造された状態の負極活物質の実効的な比表面積を示す。そのため、充電に際して負極合剤層上でSEI被膜が形成されることで、負極板における負極活物質の実効的な比表面積に応じて、第1期間におけるQ-V曲線の立ち上がり、及び特定値が変わる。また、これに加えて、充電工程において、負極合剤層の還元反応によっては、負極合剤層で想定外のSEI被膜が形成されることに起因して、負極合剤層上に形成されるSEI被膜の量が想定外に増加することもある。そのため、負極合剤層上で想定外のSEI被膜が形成されることでも、第1期間におけるQ-V曲線の立ち上がり、及び特定値が変わる。したがって、極板製造工程において製造された負極板から負極活物質の測定比表面積を取得することと、充電工程における特定値を算出することとで、充電工程における負極合剤層の還元反応に応じて、非水二次電池が正常であるか否かを判定できる。また、充電工程におけるQ-V曲線から非水二次電池が正常であるか否かの判定を行うことで、非水二次電池の製造工程において全数の非水二次電池に対する判定が可能となる。 According to the above manufacturing method, in the first period at the beginning of charging in the charging process, the amount of increase in voltage V is larger than the amount of increase in amount of charged electricity Q, and the QV curve shows a steep rise. In the second period when the charging process progresses and the charged electricity amount Q reaches a specific value, the amount of increase in the voltage V with respect to the increase in the charged electricity amount Q becomes gradual, and the slope of the QV curve decreases significantly. Therefore, in the determination step, the value of the amount of charged electricity Q at the boundary between the first period and the second period is calculated as the specific value. Further, in the charging process, a part of the charging electricity amount Q is consumed for forming the SEI film on the negative electrode mixture layer. The amount of the SEI film formed on the negative electrode mixture layer has a positive correlation with the effective specific surface area of the negative electrode active material on the negative electrode plate. Note that the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate referred to here is not the effective specific surface area of the negative electrode active material in the raw material state, but the effective specific surface area of the negative electrode active material in the state of being manufactured as a negative electrode plate. It shows the specific surface area. Therefore, due to the formation of an SEI film on the negative electrode mixture layer during charging, the rise of the QV curve in the first period and the specific value vary depending on the effective specific surface area of the negative electrode active material on the negative electrode plate. change. In addition, in the charging process, an unexpected SEI film is formed on the negative electrode mixture layer due to the reduction reaction of the negative electrode mixture layer. The amount of SEI coating may increase unexpectedly. Therefore, even if an unexpected SEI film is formed on the negative electrode mixture layer, the rise of the QV curve and the specific value in the first period change. Therefore, by obtaining the measured specific surface area of the negative electrode active material from the negative electrode plate manufactured in the electrode plate manufacturing process and calculating the specific value in the charging process, it is possible to respond to the reduction reaction of the negative electrode mixture layer in the charging process. It can be determined whether the non-aqueous secondary battery is normal or not. In addition, by determining whether a non-aqueous secondary battery is normal from the Q-V curve in the charging process, it is possible to make a determination for all non-aqueous secondary batteries in the manufacturing process of non-aqueous secondary batteries. Become.
上記製造方法において、前記判定工程は、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記充電工程において前記負極合剤層で想定外のSEI被膜が形成されたか否かを判定することによって、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定することが好ましい。 In the above manufacturing method, the determining step is based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged electricity amount Q, and determines whether an unexpected SEI film is formed in the negative electrode mixture layer in the charging step. It is preferable to determine whether or not the non-aqueous secondary battery is normal by determining whether or not the non-aqueous secondary battery is normal.
上記製造方法において、前記判定工程は、前記負極活物質の測定比表面積に基づいて、前記充電電気量Qの特定値の適正範囲を算出し、前記充電電気量Qの特定値が前記適正範囲内である場合に、前記非水二次電池が正常であると判定し、前記充電電気量Qの特定値が前記適正範囲外である場合に、前記非水二次電池が正常ではないと判定することが好ましい。 In the above manufacturing method, the determining step calculates an appropriate range of a specific value of the charged quantity of electricity Q based on the measured specific surface area of the negative electrode active material, and the specific value of the charged quantity of electricity Q is within the appropriate range. If so, it is determined that the non-aqueous secondary battery is normal, and if the specific value of the charged electricity amount Q is outside the appropriate range, it is determined that the non-aqueous secondary battery is not normal. It is preferable.
上記製造方法において、前記判定工程は、前記負極活物質の測定比表面積に基づいて、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積の適正範囲を算出し、前記充電電気量Qの特定値に基づいて、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積を推定し、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積が前記適正範囲内である場合に、前記非水二次電池が正常であると判定し、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積が前記適正範囲外である場合に、前記非水二次電池が正常ではない判定することが好ましい。 In the above manufacturing method, the determining step calculates an appropriate range of the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate based on the measured specific surface area of the negative electrode active material, and determines the charged electricity amount Q. Based on the value, the effective specific surface area of the negative electrode active material on the negative electrode plate is estimated, and when the effective specific surface area of the negative electrode active material on the negative electrode plate is within the appropriate range, the non-aqueous It is preferable to determine that the nonaqueous secondary battery is not normal when the secondary battery is determined to be normal and the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate is outside the appropriate range. .
上記製造方法において、前記判定工程は、前記極板製造工程において同じロットで製造された複数の前記負極板のうち一部の前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、前記極板製造工程において同じロットで製造された複数の前記負極板を対象として、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定することが好ましい。上記製造方法によれば、同じロットで製造された複数の負極板のうち一部の負極板から測定した結果に基づいて、負極活物質の測定比表面積を取得する。これによって、同じロットで製造された複数の負極板を対象として、充電工程における負極合剤層の還元反応に応じて、非水二次電池が正常であるか否かを判定できる。 In the above manufacturing method, the determining step is based on the measurement results of some of the negative electrode plates among the plurality of negative electrode plates manufactured in the same lot in the electrode plate manufacturing step, based on the measurement ratio of the negative electrode active material. The surface area is obtained, and based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged electricity amount Q, the non-conventional surface area is determined for a plurality of negative electrode plates manufactured in the same lot in the electrode plate manufacturing process. It is preferable to determine whether the water secondary battery is normal. According to the above manufacturing method, the measured specific surface area of the negative electrode active material is obtained based on the results measured from some of the negative electrode plates manufactured in the same lot. Thereby, it can be determined whether a non-aqueous secondary battery is normal or not based on the reduction reaction of the negative electrode mixture layer in the charging process for a plurality of negative electrode plates manufactured in the same lot.
上記製造方法において、前記充電電気量Qの特定値は、前記充電電気量Qに対して前記Q-V曲線を二階微分したd2V/dQ2の値を示すQ-d2V/dQ2曲線において、前記Q-d2V/dQ2曲線にピークが表れる前記充電電気量Qの値として算出されることが好ましい。上記製造方法によれば、特定値の算出において、Q-d2V/dQ2曲線を用いることで、充電工程における負極合剤層の還元反応に応じて、非水二次電池が正常であるか否かを容易に判定できる。 In the above manufacturing method, the specific value of the amount of charged electricity Q is Q-d 2 V/dQ 2 indicating a value of d 2 V/dQ 2 obtained by second-order differentiation of the QV curve with respect to the amount of charged electricity Q. In the curve, it is preferable to calculate the value of the charged electricity amount Q at which a peak appears on the Qd 2 V/dQ 2 curve. According to the above manufacturing method, by using the Q-d 2 V/dQ 2 curve in calculating the specific value, it is possible to determine whether the non-aqueous secondary battery is normal according to the reduction reaction of the negative electrode mixture layer in the charging process. It can be easily determined whether or not.
上記課題を解決するための非水二次電池の検査装置は、負極活物質を含む負極合剤層を有する負極板と、正極板と、電解液とを備える非水二次電池の検査装置であって、前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得する第1取得部と、前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得する第2取得部と、前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出する第1処理と、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する第2処理とを実行する制御部と、を備える。 A non-aqueous secondary battery inspection device for solving the above problems is a non-aqueous secondary battery inspection device that includes a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a positive electrode plate, and an electrolyte. a first acquisition unit that acquires a measured specific surface area of the negative electrode active material based on the measurement result from the negative electrode plate; and a first acquisition unit that acquires a measured specific surface area of the negative electrode active material, and a second acquisition unit that acquires the charged quantity of electricity Q and the voltage V at predetermined time intervals, and the charged quantity of electricity whose slope decreases at a maximum in a QV curve showing the voltage V with respect to the charged quantity of electricity Q; A first process of calculating a specific value of Q, and determining whether or not the non-aqueous secondary battery is normal based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged electricity amount Q. and a control unit that executes the second process.
上記課題を解決するための非水二次電池の検査方法は、負極活物質を含む負極合剤層を有する負極板と、正極板と、電解液とを備える非水二次電池の検査方法であって、前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得し、前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出し、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する。 A method for testing a non-aqueous secondary battery to solve the above problem is a method for testing a non-aqueous secondary battery that includes a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a positive electrode plate, and an electrolyte. Then, the measured specific surface area of the negative electrode active material is obtained based on the measurement result from the negative electrode plate, and the charged electricity amount Q of the non-aqueous secondary battery is determined while the non-aqueous secondary battery is being charged. and the voltage V at predetermined time intervals, calculate a specific value of the charged quantity of electricity Q that maximizes the amount of decrease in slope in the QV curve showing the voltage V with respect to the charged quantity of electricity Q, and Based on the measured specific surface area of the active material and the specific value of the amount of charged electricity Q, it is determined whether the non-aqueous secondary battery is normal.
本発明によれば、充電工程における負極合剤層の還元反応に応じて、非水二次電池が正常であるか否かを判定できる。 According to the present invention, it can be determined whether the non-aqueous secondary battery is normal or not depending on the reduction reaction of the negative electrode mixture layer in the charging process.
[第1実施形態]
以下、本発明の一実施形態について図1~図9を参照して説明する。
[非水二次電池検査システム]
図1に示すように、非水二次電池検査システム1は、非水二次電池の製造工程において、非水二次電池に充電を行うとともに、非水二次電池が正常であるか否かの判定を行う。非水二次電池検査システム1は、リチウムイオン二次電池10と、充電装置30と、検査装置40とを備える。
[First embodiment]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9.
[Non-aqueous secondary battery inspection system]
As shown in FIG. 1, a non-aqueous secondary battery inspection system 1 charges a non-aqueous secondary battery and checks whether the non-aqueous secondary battery is normal in the manufacturing process of the non-aqueous secondary battery. Make a judgment. The non-aqueous secondary battery testing system 1 includes a lithium ion
リチウムイオン二次電池10は、非水二次電池の一例である。充電装置30は、リチウムイオン二次電池10に接続される。リチウムイオン二次電池10は、充電装置30からの電力供給を受けて充電される。検査装置40は、リチウムイオン二次電池10における充電時の充電電気量Q及び電圧Vの挙動に基づいて、リチウムイオン二次電池10の良否判定を行う。
The lithium ion
[リチウムイオン二次電池]
リチウムイオン二次電池10は、複数のリチウムイオン二次電池10と組み合わされた状態で、樹脂製または金属製のケースに封入されて電池パックを構成するセル電池である。電池パックは、ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる。
[Lithium ion secondary battery]
The lithium ion
リチウムイオン二次電池10は、電池ケース11と、蓋体12とを備える。電池ケース11は、上側に開口部を有した直方体形状を有する。蓋体12は、電池ケース11の開口部を封止する。電池ケース11及び蓋体12は、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金等の金属で構成される。リチウムイオン二次電池10は、電池ケース11に蓋体12を取り付けることで密閉された電槽が構成される。
The lithium ion
蓋体12には、2つの外部端子13A,13Bが設けられる。外部端子13A,13Bは、電力の充放電に用いられる。非水二次電池検査システム1において、外部端子13A,13Bは、充電装置30及び検査装置40と電気的に接続される。
The
リチウムイオン二次電池10は、電極体20を備える。電極体20は、電池ケース11の内部に収容される。電極体20は、正極側集電部20Aと、負極側集電部20Bとを備える。正極側集電部20Aは、電極体20における正極側の端部である。負極側集電部20Bは、電極体20における負極側の端部である。正極側集電部20Aは、正極側集電部材14Aを介して正極の外部端子13Aに電気的に接続される。負極側集電部20Bは、負極側集電部材14Bを介して負極の外部端子13Bに電気的に接続される。
The lithium ion
リチウムイオン二次電池10は、非水電解液15を備える。非水電解液15は、図示しない注液孔から電池ケース11内に注入される。
[電極体]
図2に示すように、電極体20は、長尺の正極板21と負極板24とがセパレータ27を介して積層した積層体を捲回した偏平な捲回体である。したがって、リチウムイオン二次電池10は、負極板24と、正極板21と、セパレータ27とを備える。正極板21、負極板24、及びセパレータ27は、それぞれの長手方向が互いに一致するように積層される。捲回前の積層体は、正極板21、セパレータ27、負極板24、セパレータ27の順に、厚さ方向に積層される。
The lithium ion
[Electrode body]
As shown in FIG. 2, the
[正極板]
図3に示すように、正極板21は、正極基材22と、正極合剤層23とを備える。正極基材22は、長尺状に形成された箔状の電極基材である。正極合剤層23は、正極基材22の相対する2つの面の各々に設けられる。正極基材22は、幅方向の一端に、正極合剤層23が形成されずに正極基材22が露出した正極側露出部22Aを備える。
[Positive plate]
As shown in FIG. 3, the
正極基材22は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金から構成される金属箔が用いられる。正極基材22は、正極における集電体として機能する。正極基材22が備える正極側露出部22Aは、捲回体の状態において、向かい合う面が互いに圧接されて正極側集電部20Aを構成する。
As the positive
正極合剤層23は、液状体の正極合剤ペーストの硬化体である。正極合剤ペーストは、正極活物質、正極溶媒、正極導電材、及び正極結着材を含む。正極合剤層23は、正極合剤ペーストが乾燥されて正極溶媒が気化することで形成される。したがって、正極合剤層23は、正極活物質、正極導電材、及び正極結着材を含む。
The positive
正極活物質は、リチウムイオン二次電池10における電荷担体であるリチウムイオンを吸蔵及び放出可能なリチウム含有複合金属酸化物が用いられる。リチウム含有複合酸化物は、リチウムと、リチウム以外の他の金属元素とを含む酸化物である。リチウム以外の他の金属元素は、例えば、ニッケル、コバルト、マンガン、バナジウム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、チタン、タングステン、アルミニウム、リチウム含有複合酸化物にリン酸鉄として含有される鉄からなる群から選択される少なくとも一種である。
As the positive electrode active material, a lithium-containing composite metal oxide that can insert and release lithium ions, which are charge carriers in the lithium ion
例えば、リチウム含有複合酸化物は、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)である。例えば、リチウム含有複合酸化物は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含有する三元系リチウム含有複合酸化物であり、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(LiNiCoMnO2)である。例えば、リチウム含有複合酸化物は、リン酸鉄リチウム(LiFePO4)である。 For example, lithium-containing composite oxides include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), and lithium manganate (LiMn 2 O 4 ). For example, the lithium-containing composite oxide is a ternary lithium-containing composite oxide containing nickel, cobalt, and manganese, and is nickel cobalt lithium manganate (LiNiCoMnO 2 ). For example, the lithium-containing composite oxide is lithium iron phosphate (LiFePO 4 ).
正極溶媒は、有機溶媒の一例であるNMP(N-メチル-2-ピロリドン)溶液が用いられる。正極導電材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバ等の炭素繊維、黒鉛が用いられる。正極結着材は、正極合剤ペーストに含まれる樹脂成分の一例である。正極結着材は、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニルアルコール(PVA)、スチレンブタジエンラバー(SBR)等が用いられる。 As the positive electrode solvent, an NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solution, which is an example of an organic solvent, is used. As the positive electrode conductive material, for example, carbon black such as acetylene black and Ketjen black, carbon fibers such as carbon nanotubes and carbon nanofibers, and graphite are used. The positive electrode binder is an example of a resin component contained in the positive electrode mixture paste. As the positive electrode binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol (PVA), styrene butadiene rubber (SBR), etc. are used.
なお、正極板21は、正極側露出部22Aと正極合剤層23との境界に、絶縁層を備えてもよい。絶縁層は、絶縁性を有した無機成分と、結着材として機能する樹脂成分とを含む。無機成分は、粉末状のベーマイト、チタニア、及びアルミナからなる群から選択される少なくとも1つである。樹脂成分は、PVDF、PVA、アクリルからなる群から選択される少なくとも1つである。
Note that the
[負極板]
負極板24は、負極基材25と、負極合剤層26とを備える。負極基材25は、長尺状に形成された箔状の電極基材である。負極合剤層26は、負極基材25の相対する2つの面の各々に設けられる。負極基材25は、幅方向の一端であって、正極側露出部22Aと反対に位置する端部において、負極合剤層26が形成されずに負極基材25が露出した負極側露出部25Aを備える。
[Negative electrode plate]
The
負極基材25は、銅または銅を主成分とする合金から構成される金属箔が用いられる。負極基材25は、負極における集電体として機能する。負極側露出部25Aは、捲回体の状態において、向かい合う面が互いに圧接されて負極側集電部20Bを構成する。
As the negative
負極合剤層26は、液状体の負極合剤ペーストの硬化体である。負極合剤ペーストは、負極活物質、負極溶媒、負極分散材、及び負極結着材を含む。負極合剤層26は、負極合剤ペーストが乾燥されて負極溶媒が気化することで形成される。したがって、負極合剤層26は、負極活物質、負極分散材、及び負極結着材を含む。なお、負極合剤層26は、導電材のような添加剤をさらに含んでもよい。
The negative
負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な材料である。負極活物質は、例えば、黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、カーボンナノチューブ等の炭素材料等が用いられる。負極溶媒は、一例として、水である。負極分散材は、一例として、カルボキシメチルセルロース(CMC)を用いることができる。負極結着材は、正極結着材と同様のものを用いることができる。負極結着材は、一例としてSBRである。 The negative electrode active material is a material that can insert and release lithium ions. As the negative electrode active material, carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, easily graphitizable carbon, carbon nanotubes, etc. are used, for example. An example of the negative electrode solvent is water. For example, carboxymethyl cellulose (CMC) can be used as the negative electrode dispersion material. As the negative electrode binder, the same material as the positive electrode binder can be used. An example of the negative electrode binder is SBR.
[セパレータ]
セパレータ27は、正極板21と負極板24との接触を防ぐとともに、正極板21及び負極板24の間で非水電解液15を保持する。非水電解液15に電極体20を浸漬させると、セパレータ27の端部から中央部に向けて非水電解液15が浸透する。
[Separator]
The
セパレータ27は、ポリプロピレン製等の不織布である。セパレータ27としては、例えば、多孔性ポリエチレン膜、多孔性ポリオレフィン膜、多孔性ポリ塩化ビニル膜等の多孔性ポリマー膜、及びイオン導電性ポリマー電解質膜等を用いることができる。
The
[非水電解液]
非水電解液15は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等からなる群から選択された一種または二種以上の材料を用いることができる。また、支持塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、LiI等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物(リチウム塩)を用いることができる。
[Nonaqueous electrolyte]
The
本実施形態では、非水溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合溶媒を採用している。非水電解液15には、添加剤としてのリチウム塩としてのリチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)が添加される。例えば、非水電解液15におけるLiBOBの濃度が0.001以上0.1以下[mol/L]となるように、非水電解液15にLiBOBを添加する。
In this embodiment, a mixed solvent of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate is used as the nonaqueous solvent. Lithium bisoxalate borate (LiBOB) as a lithium salt as an additive is added to the
[検査装置]
図4に示すように、検査装置40は、制御部41と、記憶部42と、比表面積取得部43と、充電電気量取得部44と、電圧取得部45とを備える。制御部41は、一例として、検査装置40における全体の動作を制御するCPUである。記憶部42は、一例として、データを一時的に記憶するRAMと、HDDやフラッシュメモリのような不揮発性メモリとを備える。
[Inspection equipment]
As shown in FIG. 4, the
比表面積取得部43は、負極板24から測定した結果に基づいて、負極板24における負極活物質の実効的な比表面積を負極活物質の測定比表面積として取得する。なお、ここでいう、負極板24における負極活物質の実効的な比表面積は、原材料の状態の負極活物質の実効的な比表面積ではなく、負極板24として製造された状態の負極活物質の実効的な比表面積を示す。以降、負極板24における負極活物質の実効的な比表面積を単に「負極活物質の比表面積」と示す。また、負極板24から測定した結果に基づく負極活物質の実効的な比表面積を「負極活物質の測定比表面積」と示す。負極活物質の測定比表面積は、単位重量あたりの表面積である。負極活物質の測定比表面積は、同じロットにて製造された複数の負極板24のうち抽出された負極板24から測定された負極活物質の比表面積である。
The specific surface
充電電気量取得部44は、充電装置30によって充電されている状態のリチウムイオン二次電池10に供給される充電電気量Qを取得する。電圧取得部45は、充電装置30によって充電されている状態のリチウムイオン二次電池10の電圧Vを取得する。
The charging amount of
制御部41は、比表面積取得部43に負極活物質の測定比表面積を取得させる。比表面積取得部43は、負極活物質の測定比表面積を取得する第1取得部の一例である。制御部41は、所定時間ごとに、充電電気量取得部44に充電電気量Qを取得させるとともに、電圧取得部45に電圧Vを取得させる。充電電気量取得部44及び電圧取得部45は、リチウムイオン二次電池10を充電している状態でリチウムイオン二次電池10の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得する第2取得部の一例である。制御部41は、充電電気量取得部44が取得した充電電気量Qと、電圧取得部45が取得した電圧Vとを対応付けて記憶部42に記憶させる。
The control unit 41 causes the specific surface
制御部41は、第1演算部41Aと、第2演算部41Bと、判定部41Cとを備える。第1演算部41Aは、負極活物質の測定比表面積に基づいて、適正範囲を算出する。適正範囲は、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定するための特定値Q1の範囲である。
The control unit 41 includes a first calculation unit 41A, a second calculation unit 41B, and a
第2演算部41Bは、リチウムイオン二次電池10の充電時における充電電気量Qに対する電圧Vを示すQ-V曲線を取得する。第2演算部41Bは、Q-V曲線における傾きの減少量が最大となる充電電気量Qの値である特定値Q1を算出する。
The second calculation unit 41B obtains a QV curve indicating the voltage V with respect to the amount of charged electricity Q when the lithium ion
判定部41Cは、第1演算部41Aが算出した特定値Q1の適正範囲と、第2演算部41Bが算出した特定値Q1とに基づいて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する。これにより、判定部41Cは、リチウムイオン二次電池10の良否判定を行う。判定部41Cは、特定値Q1が適正範囲内である場合にリチウムイオン二次電池10が正常であると判定する。判定部41Cは、特定値Q1が適正範囲外である場合にリチウムイオン二次電池10が正常ではないと判定する。
The
記憶部42は、メモリ部42Aと、データ記憶部42Bと、プログラム記憶部42Cとを備える。メモリ部42Aは、検査装置40のデータやプログラムなどを一時的に記憶する。データ記憶部42Bは、制御部41における各種処理を実行するためのデータを記憶する。プログラム記憶部42Cは、制御部41における各種処理を実行するためのプログラムを記憶する。
The
[負極活物質の比表面積と特定値との関係]
ここで、図5及び図6を参照して、負極活物質の比表面積と特定値Q1との関係について説明する。
[Relationship between specific surface area of negative electrode active material and specific value]
Here, the relationship between the specific surface area of the negative electrode active material and the specific value Q1 will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
図5に示すように、グラフ100における曲線101は、Q-V曲線の一例である。また、グラフ100における曲線102は、充電電気量Qに対するd2V/dQ2の値を示すQ-d2V/dQ2曲線の一例である。
As shown in FIG. 5, a
詳しく後述するが、充電工程における充電初期の第1期間101Aにおいて、充電電気量Qの増加量に対して電圧Vの増加量が大きいため、曲線101は急峻な立ち上がりを示す。充電工程が進み充電電気量Qが特定値Q1に達した第2期間101Bでは、充電電気量Qの増加量に対する電圧Vの増加量が緩やかになってQ-V曲線の傾きが大きく減少する。特定値Q1は、曲線101の傾きの減少量が最大となる充電電気量Qの値である。このような場合、曲線102は、特定値Q1において、ピーク102Pを有する。
As will be described in detail later, in the
充電工程において、充電電気量Qの一部は、負極合剤層26上でのSEI(Solid Electrolyte Interphase)被膜の形成に消費される。負極合剤層26上に形成されるSEI被膜の量は、負極活物質の比表面積との間に正の相関を有する。そのため、充電に際して負極合剤層26上でSEI被膜が形成されることで、負極活物質の比表面積に応じて、第1期間101Aにおける曲線101の立ち上がり、及び特定値Q1が変わる。
In the charging process, a part of the charging electricity amount Q is consumed to form a SEI (Solid Electrolyte Interphase) film on the negative
また、これに加えて、負極合剤層26の還元反応によっては、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されることがある。具体的な一例としては、負極合剤層26の還元反応として、負極合剤層26において、水分含有量が多く、水分由来の想定外のSEI被膜が形成されることがある。この場合、負極合剤層26上に形成されるSEI被膜の量は、増加する。このように、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成された場合においても、第1期間101Aにおける曲線101の立ち上がり、及び特定値Q1が変わる。したがって、負極活物質の測定比表面積を取得することと、充電工程における特定値Q1を算出することとで、負極合剤層26の還元反応に応じて、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されたか否かを判定できる。これにより、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定できる。
Additionally, depending on the reduction reaction of the negative
図6に示すように、グラフ200における曲線201は、充電工程における充電電気量Qに対する正極側の開回路電位(OCP)を示す。グラフ200における曲線202は、充電工程における充電電気量Qに対する負極側の開回路電位を示す。グラフ200における曲線203は、充電工程における充電電気量Qに対するリチウムイオン二次電池10の電圧Vを示すQ-V曲線の一例である。電圧Vは、正極側の開回路電位から負極側の開回路電位を引いた値と一致する。すなわち、曲線203は、曲線201と曲線202との差分である。
As shown in FIG. 6, a
グラフ200において、破線で示す曲線202Aは、曲線202の状態よりも負極活物質の比表面積が小さい場合において、充電電気量Qに対する負極側の開回路電位を示す。グラフ200において、破線で示す曲線203Aは、曲線203の状態よりも負極活物質の比表面積が小さい場合のQ-V曲線の一例である。
In the
負極活物質の比表面積が相対的に小さくなると、負極合剤層26においてSEI被膜が形成される量が減少する。すると、SEI被膜の形成に消費される充電電気量Qが減少することで、曲線201との対応関係において、曲線202Aの全体が曲線202よりも右側にシフトする。この場合、曲線203Aにおける特定値Q1Aもまた、曲線203における特定値Q1よりも右側にシフトする。
When the specific surface area of the negative electrode active material becomes relatively small, the amount of SEI coating formed in the negative
グラフ200において、破線で示す曲線202Bは、曲線202の状態よりも負極活物質の比表面積が大きい場合において、充電電気量Qに対する負極側の開回路電位を示す。グラフ200において、破線で示す曲線203Bは、曲線203の状態よりも負極活物質の比表面積が大きい場合のQ-V曲線の一例である。
In the
負極活物質の比表面積が相対的に大きくなると、負極合剤層26においてSEI被膜が形成される量が増加する。すると、SEI被膜の形成に消費される充電電気量Qが増加することで、曲線201との対応関係において、曲線202Bの全体が曲線202よりも左側にシフトする。この場合、曲線203Bにおける特定値Q1Bもまた、曲線203における特定値Q1よりも左側にシフトする。
When the specific surface area of the negative electrode active material becomes relatively large, the amount of SEI coating formed in the negative
また、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成された場合には、負極合剤層26においてSEI被膜が形成される量が増加する。このような場合、曲線202Bの全体が曲線202よりも左側にシフトし、特定値Q1Bが特定値Q1よりも左側にシフトする。
Furthermore, when an unexpected SEI coating is formed on the negative
以上のように、Q-V曲線における特定値Q1は、負極活物質の比表面積の大きさによってその値を変える。また、これに加えて、Q-V曲線における特定値Q1は、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されることによってその値を変える。したがって、Q-V曲線における特定値Q1が、負極活物質の測定比表面積に対応する適正範囲内か否かを判定することで、負極合剤層26の還元反応に応じて、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されているか否かを評価することができる。これにより、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定できる。
As described above, the specific value Q1 in the QV curve changes depending on the specific surface area of the negative electrode active material. In addition to this, the specific value Q1 in the QV curve changes due to the formation of an unexpected SEI film in the negative
[リチウムイオン二次電池の製造方法]
図7に示すように、リチウムイオン二次電池10の製造方法は、ステップS1-1~S1-5の工程を含む。ステップS1-1は、正極板21及び負極板24のそれぞれを製造する源泉工程である。特に、源泉工程は、混練工程と、極板製造工程とを含む。混練工程は、正極合剤ペーストを混練する工程と、負極合剤ペーストを混練する工程とを含む。極板製造工程は、正極板21と負極板24とを製造する工程であり、正極板21の製造工程と、負極板24の製造工程とを含む。
[Method for manufacturing lithium ion secondary battery]
As shown in FIG. 7, the method for manufacturing the lithium ion
正極板21の製造工程は、正極基材22の両面において、幅方向の両端に正極側露出部22Aを構成するように正極合剤ペーストを塗工する。その後、正極合剤ペーストを乾燥させて正極合剤層23を形成する。次いで、正極基材22の両面に形成された正極合剤層23を押圧することで、正極合剤層23の厚みを調整する。その後、正極基材22を幅方向の中央で切断する。以上の工程によって、一度に2条の正極板21が製造される。
In the manufacturing process of the
負極板24の製造工程は、負極基材25の両面において、幅方向の両端に負極側露出部25Aを構成するように負極合剤ペーストを塗工する。その後、負極合剤ペーストを乾燥させて負極合剤層26を形成する。次いで、負極基材25の両面に形成された負極合剤層26を押圧することで、負極合剤層26の厚みを調整する。その後、負極基材25を幅方向の中央で切断する。以上の工程によって、一度に2条の負極板24が製造される。
In the manufacturing process of the
ステップS1-2は、負極板24と正極板21と非水電解液15とを用いてリチウムイオン二次電池10を組み立てる組立工程である。組立工程では、初めに電極体20を製造する。具体的に、まず、正極板21と負極板24とをセパレータ27を介して積層した後、捲回し、さらに、偏平に押圧する。その後、正極側露出部22Aを圧接して正極側集電部20Aを形成するとともに、負極側露出部25Aを圧接して負極側集電部20Bを形成する。以上の手順により、電極体20が製造される。
Step S1-2 is an assembly process for assembling the lithium ion
次いで、電極体20を電池ケース11内に収容する。このとき、正極側集電部20Aは、正極側集電部材14Aを介して正極の外部端子13Aと電気的に接続される。負極側集電部20Bは、負極側集電部材14Bを介して負極の外部端子13Bと電気的に接続される。電池ケース11の上部は、蓋体12によって塞がれる。そして、加熱処理によって電極体20の水分を除去した後、電池ケース11内に非水電解液15が注入される。以上の手順により、リチウムイオン二次電池10が組み立てられる。
Next, the
ステップS1-3は、組立工程によって組み立てられたリチウムイオン二次電池10を、充電装置30によって充電する充電工程である。充電工程で行われる充電は、一例として、組立工程において組み立てられたリチウムイオン二次電池10に対する初回の充電である。充電工程では、リチウムイオン二次電池10の外部端子13A,13Bが充電装置30及び検査装置40と接続される。
Step S1-3 is a charging process in which the lithium ion
ステップS1-4は、検査装置40によって、充電工程における充電電気量Q及び電圧Vの挙動に基づいて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する判定工程である。特に、負極合剤層26では、極板製造工程の終了後、充電工程における還元反応によっては、想定外のSEI被膜が形成されることがある。このように、充電工程における充電電気量Q及び電圧Vの挙動に基づいて、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されたか否かによって、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定することができる。リチウムイオン二次電池10の製造工程では、判定工程において正常であると判定されたリチウムイオン二次電池10のみが、後工程であるステップS1-5に進む。
Step S1-4 is a determination step in which the
ステップS1-5は、充電工程、及び判定工程を経たリチウムイオン二次電池10を高温下で一定期間静置するエージング工程である。エージング工程によって、リチウムイオン二次電池10のなかの金属異物を溶解させるとともにSEI被膜を安定化させる。
Step S1-5 is an aging process in which the lithium ion
[判定工程]
以下、図8及び図9を参照して、判定工程(ステップS1-4)について詳述する。
図8に示すように、判定工程において、検査装置40は、リチウムイオン二次電池10の検査方法の一例であるステップS2-1~S2-8の処理を実行する。ステップS2-1において、検査装置40は、負極活物質の測定比表面積を取得する。まず、検査装置40の制御部41は、比表面積取得部43に、負極活物質の測定比表面積を取得させる。負極活物質の測定比表面積は、極板製造工程において製造された負極板24から測定された実際の負極活物質の比表面積である。極板製造工程において同じロットとして製造された複数の負極板24のうち一部の負極板24が抜き取りで測定対象となる。このように、比表面積取得部43は、極板製造工程において製造された負極板24から測定した結果に基づいて、負極活物質の測定比表面積を取得する。特に、比表面積取得部43は、極板製造工程において同じロットで製造された複数の負極板24のうち一部の負極板24から測定した結果に基づいて、負極活物質の測定比表面積を取得する。
[Judgment process]
The determination step (step S1-4) will be described in detail below with reference to FIGS. 8 and 9.
As shown in FIG. 8, in the determination step, the
ステップS2-2において、制御部41は、負極活物質の測定比表面積に基づいて、特定値Q1の適正範囲を算出する。制御部41は、算出した特定値Q1の適正範囲をデータ記憶部42Bに記憶する。これにより、制御部41は、算出した特定値Q1の適正範囲を設定する。
In step S2-2, the control unit 41 calculates an appropriate range for the specific value Q1 based on the measured specific surface area of the negative electrode active material. The control unit 41 stores the calculated appropriate range of the specific value Q1 in the
[特定値の適正範囲の設定]
ここで、図9を参照して、特定値Q1の適正範囲を設定する手順について説明する。
まず、リチウムイオン二次電池10の製造工程の前に、原材料の状態での負極活物質の比表面積が異なる複数の水準の負極活物質を用いることで、負極活物質の比表面積が異なる複数の負極板24を作製する。次いで、各水準の負極板24において、BET法などの測定方法を用いて負極合剤層26に含まれる負極活物質の比表面積を測定する。そして、負極活物質の比表面積が異なる複数の負極板24の各々を用いて複数の水準のリチウムイオン二次電池10を組み立てた後、充電を行うとともにステップS1-4と同様に特定値Q1を算出する。なお、例えば、負極板24の製造条件を変えることで、負極活物質の比表面積が異なる複数の水準の負極板24を作製してもよい。
[Setting the appropriate range of specific values]
Here, with reference to FIG. 9, a procedure for setting the appropriate range of the specific value Q1 will be described.
First, before the manufacturing process of the lithium ion
図9に示すように、グラフ300中にプロットされた複数の点Pの各々は、負極活物質の比表面積が異なる複数のリチウムイオン二次電池10の各々における負極活物質の比表面積と特定値Q1との対応関係を示す。グラフ300中の近似線301は、複数の点Pから導出される近似線であって、特定値Q1の適正範囲を設定するための検量線である。近似線301は、負極活物質の比表面積が大きくなるほど特定値Q1が小さくなる負の傾きを有する。
As shown in FIG. 9, each of the plurality of points P plotted in the
また、グラフ300中の適正上限近似線302は、近似線301から導出される近似線である。適正上限近似線302は、特定値Q1の適正範囲の上限を設定するための検量線である。グラフ300中の適正下限近似線303は、近似線301から導出される近似線である。適正下限近似線303は、特定値Q1の適正範囲の下限を設定するための検量線である。
Further, an appropriate upper
例えば、適正上限近似線302及び適正下限近似線303は、近似線301を基準として、特定値Q1の測定誤差を考慮した範囲である。具体的な一例としては、負極活物質の比表面積ARに対しては、適正上限近似線302から、特定値Q1の適正範囲の上限として上限QRHが設定されており、適正下限近似線303から、特定値Q1の適正範囲の下限として下限QRLが設定されている。このように、負極活物質の比表面積ARに対して、特定値Q1の適正範囲が設定される。特定値Q1の適正範囲は、データ記憶部42Bに記憶される。
For example, the appropriate upper
次に、図8の判定工程では、ステップS2-2において、制御部41は、負極活物質の測定比表面積に基づいて、負極活物質の測定比表面積の許容範囲を決定する。負極活物質の測定比表面積の許容範囲は、負極活物質の測定比表面積を基準として、負極活物質の測定比表面積の測定誤差及び負極板24の製造誤差を考慮した範囲である。負極活物質の測定比表面積の許容範囲は、許容下限比表面積から許容上限比表面積までの範囲である。許容下限比表面積は、負極活物質の測定比表面積に公差面積を減算した面積であってもよい。許容上限比表面積は、負極活物質の測定比表面積に公差面積を加算した面積であってもよい。
Next, in the determination step of FIG. 8, in step S2-2, the control unit 41 determines an allowable range of the measured specific surface area of the negative electrode active material based on the measured specific surface area of the negative electrode active material. The permissible range of the measured specific surface area of the negative electrode active material is a range that takes into account the measurement error of the measured specific surface area of the negative electrode active material and the manufacturing error of the
制御部41は、適正上限近似線302から、許容下限比表面積に対応する特定値Q1の適正範囲の上限を算出する。制御部41は、算出結果を特定値Q1の適正範囲の上限として設定する。制御部41は、適正下限近似線303から、許容上限比表面積に対応する特定値Q1の適正範囲の下限を算出する。制御部41は、算出結果を特定値Q1の適正範囲の下限として設定する。これにより、制御部41は、負極活物質の測定比表面積の許容範囲に対応するように特定値Q1の適正範囲を設定する。
The control unit 41 calculates the upper limit of the appropriate range of the specific value Q1 corresponding to the allowable lower limit specific surface area from the appropriate upper
このように、制御部41は、近似線301から、負極活物質の測定比表面積に対応する特定値Q1を推定することができる。また、制御部41は、適正上限近似線302及び適正下限近似線303から、負極活物質の測定比表面積の許容範囲に対応する特定値Q1の適正範囲を推定することができる。つまり、制御部41は、極板製造工程において同じロットで製造された複数の負極板24のうち一部の負極板24から実際に測定した負極活物質の測定比表面積を基準として、特定値Q1の適正範囲を設定することができる。
In this way, the control unit 41 can estimate the specific value Q1 corresponding to the measured specific surface area of the negative electrode active material from the
具体的な一例としては、負極活物質の比表面積ARに対しては、負極活物質の測定比表面積の許容範囲は、許容下限比表面積ALから許容上限比表面積AHまでの範囲である。許容下限比表面積ALに対応する特定値Q1の適正範囲の上限QHが特定値Q1の適正範囲の上限として算出される。許容上限比表面積AHに対応する特定値Q1の適正範囲の下限QLが特定値Q1の適正範囲の下限として算出される。これにより、負極活物質の比表面積ARに対しては、下限QLから上限QHまでの特定値Q1の適正範囲が算出される。 As a specific example, with respect to the specific surface area AR of the negative electrode active material, the allowable range of the measured specific surface area of the negative electrode active material is from the allowable lower limit specific surface area AL to the allowable upper limit specific surface area AH. The upper limit QH of the appropriate range of the specific value Q1 corresponding to the allowable lower limit specific surface area AL is calculated as the upper limit of the appropriate range of the specific value Q1. The lower limit QL of the appropriate range of the specific value Q1 corresponding to the allowable upper limit specific surface area AH is calculated as the lower limit of the appropriate range of the specific value Q1. Thereby, an appropriate range of the specific value Q1 from the lower limit QL to the upper limit QH is calculated for the specific surface area AR of the negative electrode active material.
ステップS2-3において、検査装置40は、極板製造工程において同じロットとして製造された複数の負極板24を対象として、充電工程における充電電気量Qに対する電圧Vの値を示すQ-V曲線を取得する。まず、制御部41は、充電工程において、リチウムイオン二次電池10を充電している状態で、充電電気量取得部44に充電電気量Qを所定時間ごとに取得させる処理を実行する。同時に、制御部41は、充電工程において、リチウムイオン二次電池10を充電している状態で、電圧取得部45に電圧Vを所定時間ごとに取得させる処理を実行する。充電電気量取得部44が充電電気量Qを取得するタイミングと、電圧取得部45が電圧Vを取得するタイミングとは同じである。制御部41は、取得した充電電気量Q及び電圧Vを対応付けてデータ記憶部42Bに記憶する。第2演算部41Bは、充電電気量取得部44が取得した充電電気量Qと、電圧取得部45が取得した電圧Vとに基づいてQ-V曲線を導出する。
In step S2-3, the
ステップS2-4において、第2演算部41Bは、Q-V曲線を二階微分したd2V/dQ2の値を算出する。具体的な一例をあげると、第2演算部41Bは、図5に示す曲線101から曲線102を算出する。
In step S2-4, the second calculation unit 41B calculates the value of d 2 V/dQ 2 obtained by second-order differentiation of the QV curve. To give a specific example, the second calculation unit 41B calculates a
ステップS2-5において、第2演算部41Bは、算出したd2V/dQ2の値が最大値となる充電電気量Qの値を特定値Q1として算出する。具体的な一例をあげると、第2演算部41Bは、図5に示す曲線102のピーク102Pにおける充電電気量Qの値を、第1期間101Aと第2期間101Bとの境界における充電電気量Qの値である特定値Q1として算出する。つまり、第2演算部41Bは、充電電気量Qに対する電圧Vの値を示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる充電電気量Qの特定値Q1を算出する。また、特定値Q1は、充電電気量Qに対してQ-V曲線を二階微分したd2V/dQ2の値を示すd2V/dQ2曲線において、d2V/dQ2曲線にピークが表れる充電電気量Qの値として算出されるといえる。ステップS2-5において特定値Q1を算出する処理は、検査装置40において実行される第1処理の一例である。
In step S2-5, the second calculation unit 41B calculates, as the specific value Q1, the value of the amount of charged electricity Q at which the calculated value of d 2 V/dQ 2 becomes the maximum value. To give a specific example, the second calculation unit 41B converts the value of the charging amount Q at the
ステップS2-6において、判定部41Cは、ステップS2-5において算出された特定値Q1が適正範囲内か否かを判定する。ステップS2-6において用いられる適正範囲は、ステップS2-2において算出された適用範囲であり、記憶部42が備えるデータ記憶部42Bに保存されている。つまり、判定部41Cは、ステップS2-1において取得した負極活物質の測定比表面積と、ステップS2-5において算出した充電電気量Qの特定値Q1とに基づいて、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されているか否かを判定する。これにより、判定部41Cは、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定することができる。ステップS2-6においてリチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する処理は、検査装置40において実行される第2処理の一例である。
In step S2-6, the
判定部41Cは、特定値Q1が適正範囲内である場合に、リチウムイオン二次電池10が正常であると判定し、ステップS2-7に進む。ステップS2-7に進んだリチウムイオン二次電池10は、正常であると判定されて後工程であるエージング工程に進む。
If the specific value Q1 is within the appropriate range, the
判定部41Cは、特定値Q1が適正範囲外である場合に、リチウムイオン二次電池10が正常ではないと判定し、ステップS2-8に進む。ステップS2-8に進んだリチウムイオン二次電池10は、正常ではないと判定されて製造ラインから除外される。
If the specific value Q1 is outside the appropriate range, the
判定工程において、ステップS2-1,S2-2は、極板製造工程において同じロットとして製造された複数の負極板24のうち一部の負極板24を対象としている。一方、ステップS2-3~S2-8は、極板製造工程において同じロットとして製造された複数の負極板24を対象としている。つまり、判定部41Cは、極板製造工程において同じロットで製造された複数の負極板24を対象として、負極活物質の測定比表面積と充電電気量Qの特定値Q1とに基づいて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する。
In the determination process, steps S2-1 and S2-2 target some of the
また、以上の処理は、プログラム記憶部42Cにインストールされて記憶された検査プログラムによって実行される。検査プログラムは、ステップS2-1において、比表面積取得部43に負極活物質の測定比表面積を取得させる。検査プログラムは、ステップS2-2において、第1演算部41Aに適正範囲を算出する処理を実行させる。検査プログラムは、ステップS2-3において、充電電気量取得部44に充電電気量Qを所定時間ごとに取得させるとともに、ステップS2-4において、電圧取得部45に電圧Vを所定時間ごとに取得させる。検査プログラムは、ステップS2-5において、第2演算部41Bに特定値Q1を算出する処理を実行させる。検査プログラムは、ステップS2-6において、判定部41Cにリチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する処理を実行させる。
Further, the above processing is executed by an inspection program installed and stored in the
[第1実施形態の作用]
第1実施形態の作用について説明する。
源泉工程において、同じロットで、複数の負極板24と、複数の正極板21とが製造される。特に、極板製造工程において、同じロットで、複数の負極板24と、複数の正極板21とが製造される。極板製造工程において同じロットで製造された複数の負極板24から一部の負極板24が測定対象として抜き取られる。測定対象として抜き取られた負極板24から、負極活物質の測定比表面積が測定される。このように、測定対象として抜き取られた負極板24から測定した結果に基づいて、負極活物質の測定比表面積が取得可能となる。源泉工程が終了した後、組立工程が行われる。組立工程が終了した後に充電工程が行われる。
[Operation of the first embodiment]
The operation of the first embodiment will be explained.
In the source process, a plurality of
充電工程においてリチウムイオン二次電池10を充電している状態で、リチウムイオン二次電池10の充電電気量Q及び電圧Vが所定時間ごとに取得される。これにより、充電電気量Qに対する電圧Vの値を示すQ-V曲線が取得される。Q-V曲線に基づいて、Q-V曲線を二階微分したd2V/dQ2の値が算出される。d2V/dQ2の値が最大値となる充電電気量Qの値が特定値Q1として算出される。このように、算出された結果、特定値Q1が取得可能となる。
While the lithium ion
充電工程が終了した後、判定工程が行われる。判定工程において、負極活物質の測定比表面積が取得される。取得された負極活物質の測定比表面積に基づいて、特定値Q1の適正範囲が算出される。判定工程において、充電工程において算出された特定値Q1が取得される。取得した特定値Q1が、算出された特定値Q1の適正範囲内であれば、リチウムイオン二次電池10が正常であると判定される。取得した特定値Q1が、算出された特定値Q1の適正範囲外であれば、リチウムイオン二次電池10が正常ではないと判定される。
After the charging process is completed, a determination process is performed. In the determination step, a measured specific surface area of the negative electrode active material is obtained. An appropriate range for the specific value Q1 is calculated based on the obtained measured specific surface area of the negative electrode active material. In the determination step, the specific value Q1 calculated in the charging step is acquired. If the acquired specific value Q1 is within the appropriate range of the calculated specific value Q1, it is determined that the lithium ion
[第1実施形態の効果]
第1実施形態の効果について説明する。
(1)極板製造工程において製造された負極板24からの負極活物質の測定比表面積を取得することと、充電工程における特定値Q1を算出することとで、負極合剤層26の還元反応に応じて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定できる。また、充電工程におけるQ-V曲線から負極活物質の比表面積の大きさの判定を行うことで、リチウムイオン二次電池10の製造工程において全数のリチウムイオン二次電池10に対する判定が可能となる。
[Effects of the first embodiment]
The effects of the first embodiment will be explained.
(1) By obtaining the measured specific surface area of the negative electrode active material from the
(2)同じロットで製造された一部の負極板24から測定した結果に基づいて、負極活物質の測定比表面積を取得することができる。これによって、同じロットで製造された複数の負極板24を対象として、負極合剤層26の還元反応に応じて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定できる。
(2) The measured specific surface area of the negative electrode active material can be obtained based on the results measured from some of the
(3)特定値Q1の算出において、Q-d2V/dQ2曲線を用いることで、負極合剤層26の還元反応に応じて、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを容易に判定できる。
(3) In calculating the specific value Q1, by using the Q-d 2 V/dQ 2 curve, it can be determined whether the lithium ion
(4)組立後のリチウムイオン二次電池10に対する初回の充電時に判定工程を行うことで、充放電を繰り返すことに伴うリチウムイオン二次電池10の変化を含めずに、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かの判定を行うことができる。したがって、判定の精度を高めることができる。
(4) By performing the determination process during the first charge of the lithium ion
(5)適正範囲の設定において、負極活物質の比表面積が異なる複数のリチウムイオン二次電池10から算出された特定値Q1から導出される検量線を用いることで、実際の負極合剤層26の組成や製造工程の影響を加味した適正範囲を設定することができる。したがって、判定の精度を高めることができる。
(5) In setting the appropriate range, by using a calibration curve derived from the specific value Q1 calculated from a plurality of lithium ion
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明では、既に説明した実施形態と同じ構成及び同じ制御内容について同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the following description, the same configurations and the same control contents as those of the already described embodiments will be denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted or simplified.
第1実施形態では、制御部41は、算出された特定値Q1が特定値Q1の適正範囲内であるか否かによって、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定した。第2実施形態では、制御部41は、算出された特定値Q1に基づいて、負極活物質の比表面積を推定する。そして、制御部41は、推定した負極活物質の比表面積が負極活物質の比表面積の適正範囲内であるか否かによって、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する。
In the first embodiment, the control unit 41 determines whether the lithium ion
図10に示すように、第2実施形態では、ステップS2-1が終了した後に、ステップS2-9において、制御部41は、負極活物質の測定比表面積に基づいて、負極活物質の比表面積の適正範囲を算出する。制御部41は、第1実施形態における負極活物質の測定比表面積の許容範囲を負極活物質の比表面積の適正範囲として算出してもよい。制御部41は、算出した負極活物質の比表面積の適正範囲をデータ記憶部42Bに記憶する。これにより、制御部41は、算出した負極活物質の比表面積の適正範囲を設定する。
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, after step S2-1 is completed, in step S2-9, the control unit 41 determines the specific surface area of the negative electrode active material based on the measured specific surface area of the negative electrode active material. Calculate the appropriate range of. The control unit 41 may calculate the allowable range of the measured specific surface area of the negative electrode active material in the first embodiment as the appropriate range of the specific surface area of the negative electrode active material. The control unit 41 stores the calculated appropriate range of the specific surface area of the negative electrode active material in the
ステップS2-5が終了した後に、ステップS2-10において、制御部41は、算出した特定値Q1に基づいて、負極活物質の比表面積を推定する。詳しくは、制御部41は、グラフ300中の近似線301を参照し、算出した特定値Q1に対応する負極活物質の比表面積を算出する。
After step S2-5 is completed, in step S2-10, the control unit 41 estimates the specific surface area of the negative electrode active material based on the calculated specific value Q1. Specifically, the control unit 41 refers to the
ステップS2-11において、判定部41Cは、ステップS2-6において推定された負極活物質の比表面積が適正範囲内か否かを判定する。ステップS2-11において用いられる適正範囲は、ステップS2-2において算出された適用範囲であり、記憶部42が備えるデータ記憶部42Bに保存されている。つまり、判定部41Cは、ステップS2-1において取得した負極活物質の測定比表面積と、ステップS2-5において算出した充電電気量Qの特定値Q1とに基づいて、負極合剤層26で想定外のSEI被膜が形成されているか否かを判定する。これにより、判定部41Cは、リチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定することができる。ステップS2-11においてリチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する処理は、検査装置40において実行される第2処理の一例である。
In step S2-11, the
判定部41Cは、推定された負極活物質の比表面積が適正範囲内である場合に、リチウムイオン二次電池10が正常であると判定し、ステップS2-7に進む。判定部41Cは、推定された負極活物質の比表面積が適正範囲外である場合に、リチウムイオン二次電池10が正常ではないと判定し、ステップS2-8に進む。
If the estimated specific surface area of the negative electrode active material is within the appropriate range, the
また、以上の処理は、プログラム記憶部42Cにインストールされて記憶された検査プログラムによって実行される。検査プログラムは、ステップS2-9において、第1演算部41Aに適正範囲を算出する処理を実行させる。検査プログラムは、ステップS2-10において、特定値Q1に基づいて、負極活物質の比表面積が推定される。検査プログラムは、ステップS2-11において、判定部41Cにリチウムイオン二次電池10が正常であるか否かを判定する処理を実行させる。
Further, the above processing is executed by an inspection program installed and stored in the
[変更例]
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・判定部41Cは、例えば、負極活物質の測定比表面積自体が適正範囲であるか否かを判定してもよい。判定部41Cは、負極活物質の測定比表面積自体が適正範囲であると判定した場合に、図8のステップS2-6及び図10のステップS2-11において、特定値Q1に基づく判定を行ってもよい。判定部41Cは、負極活物質の測定比表面積自体が適正範囲ではないと判定した場合に、その時点で、リチウムイオン二次電池10が正常ではないと判定してもよい。
[Example of change]
Note that the above embodiment can be modified and implemented as follows.
- For example, the
負極合剤層26において、負極活物質が負極結着材に覆われることで、充放電反応に寄与する負極活物質の比表面積が減少する。また、負極合剤層26が押圧される工程において、負極活物質の粒子が割れることで、負極活物質の比表面積が増加する。したがって、負極活物質の比表面積は、原材料の状態の負極活物質の比表面積だけでなく、負極合剤層26の組成や負極合剤層26の製造工程にも依存する。
In the negative
例えば、負極活物質の比表面積が過剰に大きくなると、リチウムイオン二次電池10の寿命特性が悪化する。一方、負極活物質の比表面積が過剰に小さくなると、電極体20上にリチウムが析出し易くなる。そのため、負極活物質の測定比表面積自体の適正範囲としては、電極体20上にリチウムが過剰に析出しない程度の上限と、リチウムイオン二次電池10の寿命特性が過剰に悪化しない程度の下限とが定められてもよい。
For example, if the specific surface area of the negative electrode active material becomes excessively large, the life characteristics of the lithium ion
・制御部41は、例えば、負極活物質の測定比表面積の許容範囲を算出せずに、適正上限近似線302及び適正下限近似線303から、負極活物質の測定比表面積に対応する特定値Q1の適正範囲を推定してもよい。また、この場合、制御部41は、例えば、推定した特定値Q1の適正範囲に公差を演算した範囲を、特定値Q1の適正範囲として確定させてもよい。
- For example, the control unit 41 calculates the specific value Q1 corresponding to the measured specific surface area of the negative electrode active material from the appropriate upper
・制御部41は、例えば、適正上限近似線302及び適正下限近似線303を参照せずに、近似線301から、負極活物質の測定比表面積に対応する特定値Q1を推定してもよい。また、この場合、制御部41は、例えば、推定した特定値Q1に公差を演算した範囲を、特定値Q1の適正範囲として推定してもよい。
- For example, the control unit 41 may estimate the specific value Q1 corresponding to the measured specific surface area of the negative electrode active material from the
・負極活物質の測定比表面積は、例えば、極板製造工程の後であれば、任意のタイミングで測定されてもよい。負極活物質の測定比表面積は、例えば、極板製造工程の後であれば、任意のタイミングで取得されてもよい。特定値Q1の適正範囲及び負極活物質の比表面積の適正範囲は、例えば、極板製造工程の後であれば、任意のタイミングで算出されてもよい。 - The measurement specific surface area of the negative electrode active material may be measured at any timing, for example, after the electrode plate manufacturing process. The measured specific surface area of the negative electrode active material may be obtained at any timing, for example, after the electrode plate manufacturing process. The appropriate range of the specific value Q1 and the appropriate range of the specific surface area of the negative electrode active material may be calculated at any timing, for example, after the electrode plate manufacturing process.
・負極活物質の比表面積が異なる複数のリチウムイオン二次電池10の特定値Q1から導出される検量線を用いて特定値Q1の適正範囲を設定する場合を例示した。これに代えて、負極活物質の比表面積が異なる複数のリチウムイオン二次電池10を実際に作製するのではなく、有限要素解析のようなモデルシミュレーションや数値計算によって特定値Q1の適正範囲を設定してもよい。
- The case where the appropriate range of the specific value Q1 is set using a calibration curve derived from the specific values Q1 of a plurality of lithium ion
・初回の充電時ではなく2回目以降の充電時に判定工程を行ってもよい。この場合、特定値Q1の適正範囲の設定のために、同様の充放電サイクルを経た負極活物質の比表面積が異なる複数のリチウムイオン二次電池10を用いてもよい。2回目以降の充電時に判定工程を行う場合、充放電サイクルを経たリチウムイオン二次電池10に対しても、負極活物質の比表面積の大きさの判定を行うことができる。
- The determination step may be performed not during the first charging but during the second and subsequent charging. In this case, in order to set the appropriate range of the specific value Q1, a plurality of lithium ion
・特定値Q1の算出は、Q-d2V/dQ2曲線を用いた方法に限定されない。例えば、dV/dQの値が、所定の閾値以下となる充電電気量Qの値を、特定値Q1として算出してもよい。この場合の閾値は、第1期間101AにおけるdV/dQの値よりも小さく、かつ、第2期間101BにおけるdV/dQの値よりも大きい。このような方法であっても、負極活物質の比表面積が適正な大きさであるか否かを判定できる。
- Calculation of the specific value Q1 is not limited to the method using the Q-d 2 V/dQ 2 curve. For example, a value of the amount of charged electricity Q at which the value of dV/dQ is equal to or less than a predetermined threshold value may be calculated as the specific value Q1. The threshold value in this case is smaller than the value of dV/dQ in the
・非水二次電池検査システム1において、非水二次電池は、リチウムイオン二次電池10に限定されず、正極板21と負極板24と非水電解液15とを備える構成であればよい。
- In the non-aqueous secondary battery inspection system 1, the non-aqueous secondary battery is not limited to the lithium ion
・電極体20は、例えば、複数の正極板21及び複数の負極板24を、セパレータ27を介して交互に積層した積層体であってもよい。
・リチウムイオン二次電池10は、自動搬送機や荷役用の特殊自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車等の他、コンピュータ、その他の電子機器に搭載されるものであってもよく、これ以外のシステムを構成するものであってもよい。例えば、船舶、航空機等の移動体に設けられるものであってもよく、発電所から変電所等を介して二次電池が設置されたビルや家庭等に電力を供給する電力供給システムであってもよい。
- The
- The lithium ion
・本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。また、「少なくとも1種」という表現も、「少なくとも1つ」という表現と同様である。 - The expression "at least one" as used herein means "one or more" of the desired options. As an example, the expression "at least one" as used herein means "only one option" or "both of the two options" if the number of options is two. As another example, the expression "at least one" as used herein means "only one option" or "any combination of two or more options" if there are three or more options. means. Moreover, the expression "at least one type" is also the same as the expression "at least one."
1…非水二次電池検査システム
10…リチウムイオン二次電池
15…非水電解液
20…電極体
21…正極板
22…正極基材
23…正極合剤層
24…負極板
25…負極基材
26…負極合剤層
27…セパレータ
30…充電装置
40…検査装置
41…制御部
41A…第1演算部
41B…第2演算部
41C…判定部
42…記憶部
42A…メモリ部
42B…データ記憶部
42C…プログラム記憶部
43…比表面積取得部
44…充電電気量取得部
45…電圧取得部
1... Non-aqueous secondary
Claims (8)
前記負極板と前記正極板と電解液とを用いて非水二次電池を組み立てる組立工程と、
前記非水二次電池を充電する充電工程と、
前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する判定工程と、を含み、
前記判定工程は、
前記極板製造工程において製造された前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、
前記充電工程において前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得し、
前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出し、
前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する
非水二次電池の製造方法。 An electrode plate manufacturing process of manufacturing a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material and a positive electrode plate;
an assembly step of assembling a nonaqueous secondary battery using the negative electrode plate, the positive electrode plate, and an electrolyte;
a charging step of charging the non-aqueous secondary battery;
a determination step of determining whether the non-aqueous secondary battery is normal;
The determination step includes:
Obtaining the measured specific surface area of the negative electrode active material based on the results measured from the negative electrode plate manufactured in the electrode plate manufacturing process,
In the charging step, while the non-aqueous secondary battery is being charged, the amount of electricity Q and the voltage V of the non-aqueous secondary battery are acquired at predetermined intervals;
In a QV curve showing the voltage V with respect to the charged quantity of electricity Q, calculate a specific value of the charged quantity of electricity Q at which the amount of decrease in slope is maximum,
A method for manufacturing a non-aqueous secondary battery, wherein it is determined whether the non-aqueous secondary battery is normal based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged electricity amount Q.
請求項1に記載の非水二次電池の製造方法。 The determination step determines whether an unexpected SEI film is formed in the negative electrode mixture layer in the charging step, based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged electricity amount Q. The method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein it is determined whether or not the non-aqueous secondary battery is normal.
前記負極活物質の測定比表面積に基づいて、前記充電電気量Qの特定値の適正範囲を算出し、
前記充電電気量Qの特定値が前記適正範囲内である場合に、前記非水二次電池が正常であると判定し、前記充電電気量Qの特定値が前記適正範囲外である場合に、前記非水二次電池が正常ではないと判定する
請求項1又は請求項2に記載の非水二次電池の製造方法。 The determination step includes:
Based on the measured specific surface area of the negative electrode active material, calculate an appropriate range of the specific value of the charged electricity amount Q,
It is determined that the non-aqueous secondary battery is normal when the specific value of the charged electricity amount Q is within the appropriate range, and when the specific value of the charged electricity amount Q is outside the appropriate range, The method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the non-aqueous secondary battery is determined to be not normal.
前記負極活物質の測定比表面積に基づいて、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積の適正範囲を算出し、
前記充電電気量Qの特定値に基づいて、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積を推定し、
前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積が前記適正範囲内である場合に、前記非水二次電池が正常であると判定し、前記負極板における前記負極活物質の実効的な比表面積が前記適正範囲外である場合に、前記非水二次電池が正常ではない判定する
請求項1又は請求項2に記載の非水二次電池の製造方法。 The determination step includes:
Based on the measured specific surface area of the negative electrode active material, calculate an appropriate range of the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate,
Estimating the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate based on the specific value of the charging electricity amount Q,
When the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate is within the appropriate range, it is determined that the non-aqueous secondary battery is normal, and the effective specific surface area of the negative electrode active material in the negative electrode plate is determined to be normal. The method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the non-aqueous secondary battery is not normal when the specific surface area is outside the appropriate range.
前記極板製造工程において同じロットで製造された複数の前記負極板のうち一部の前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、
前記極板製造工程において同じロットで製造された複数の前記負極板を対象として、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する
請求項1~請求項4のうち何れか一項に記載の非水二次電池の製造方法。 The determination step includes:
Obtaining the measured specific surface area of the negative electrode active material based on the results measured from some of the negative electrode plates among the plurality of negative electrode plates manufactured in the same lot in the electrode plate manufacturing process,
Based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charging electricity amount Q, the non-aqueous secondary battery is The method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein it is determined whether or not it is normal.
請求項1~請求項5のうち何れか一項に記載の非水二次電池の製造方法。 The specific value of the charged quantity of electricity Q is the value of the Q-d 2 V/dQ 2 curve, which indicates the value of d 2 V/dQ 2 obtained by second-order differentiation of the Q-V curve with respect to the charged quantity of electricity Q. The method for manufacturing a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the value is calculated as the value of the amount of charged electricity Q at which a peak appears on the -d 2 V/dQ 2 curve.
前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得する第1取得部と、
前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得する第2取得部と、
前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出する第1処理と、前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する第2処理とを実行する制御部と、を備える
非水二次電池の検査装置。 A non-aqueous secondary battery inspection device comprising a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a positive electrode plate, and an electrolyte,
a first acquisition unit that acquires a measured specific surface area of the negative electrode active material based on the results measured from the negative electrode plate;
a second acquisition unit that acquires the amount of electricity Q and the voltage V of the non-aqueous secondary battery at predetermined time intervals while the non-aqueous secondary battery is being charged;
A first process of calculating a specific value of the amount of charged electricity Q that maximizes the amount of decrease in slope in a QV curve showing the voltage V with respect to the amount of charged electricity Q; and a measured specific surface area of the negative electrode active material. a control unit that executes a second process of determining whether or not the non-aqueous secondary battery is normal based on the specific value of the charged electricity amount Q. .
前記負極板から測定した結果に基づいて、前記負極活物質の測定比表面積を取得し、
前記非水二次電池を充電している状態で前記非水二次電池の充電電気量Q及び電圧Vを所定時間ごとに取得し、
前記充電電気量Qに対する前記電圧Vを示すQ-V曲線において、傾きの減少量が最大となる前記充電電気量Qの特定値を算出し、
前記負極活物質の測定比表面積と前記充電電気量Qの特定値とに基づいて、前記非水二次電池が正常であるか否かを判定する
非水二次電池の検査方法。 A method for testing a non-aqueous secondary battery comprising a negative electrode plate having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a positive electrode plate, and an electrolyte, the method comprising:
Obtaining a measured specific surface area of the negative electrode active material based on the results measured from the negative electrode plate,
Obtaining the amount of charge Q and voltage V of the non-aqueous secondary battery at predetermined intervals while the non-aqueous secondary battery is being charged;
In a QV curve showing the voltage V with respect to the charged quantity of electricity Q, calculate a specific value of the charged quantity of electricity Q at which the amount of decrease in slope is maximum,
A method for testing a non-aqueous secondary battery, comprising: determining whether the non-aqueous secondary battery is normal based on the measured specific surface area of the negative electrode active material and the specific value of the charged quantity of electricity Q.
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