JP2024056309A - 検査装置、及び二次電池検査方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2024056309000001
【課題】製品の良否判定を高い精度で実行できる検査装置、及び二次電池検査方法を提供する。
【解決手段】自己放電検査工程では、高温エージング工程後の二次電池の第1電圧V1と、第1電圧V1を計測してから規定時間経過した後の第2電圧V2と、を測定する。第1電圧V1を測定したとき、高温エージング工程後の規定タイミングから第1電圧V1が測定されるまでの時間(測定時間T)を測定する。自己放電判定工程で使用される閾値Vkは、この測定時間Tに基づき設定される。自己放電判定工程では、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差と、測定時間Tによって設定された閾値と、を比較することにより、二次電池の製品の良否を判定する。
【選択図】図8

Description

本発明は、検査装置、及び二次電池検査方法に関する。
従来、特許文献1に開示されるように、二次電池の良否を判定する検査方法が周知である。特許文献1の場合、高温の第1エージング工程後と、第1エージング工程よりも低い温度で実行される第2エージング工程後とにおいて、二次電池の電圧を測定する。そして、これら電圧の差が閾値よりも大きい場合、二次電池に短絡が生じている可能性があるため、不良な二次電池であると判定される。
特開2016-29616号公報
ところで、二次電池の電圧は、エージング工程が終了してからの経過時間によって、測定値が変わる。また、エージング工程が終了してからの経過時間や、検査の周囲環境は、二次電池の温度に影響を与える。二次電池の温度変化は、測定する二次電池の電圧にも影響を及ぼす。よって、時間や温度によって二次電池の電圧がばらつくため、検査精度が高いとは言えない現状があった。
本発明の目的は、製品の良否判定を高い精度で実行できる検査装置、及び二次電池検査方法を提供することにある。
前記課題を解決する検査装置は、二次電池の高温エージング工程後に前記二次電池の電圧を測定して前記二次電池を検査する構成であって、前記高温エージング工程後の前記二次電池の第1電圧と、前記第1電圧を計測してから規定時間経過した後の第2電圧と、を測定する電圧測定部と、前記高温エージング工程後の規定タイミングから前記第1電圧が測定されるまでの時間を測定する時間測定部と、前記時間測定部の測定時間に基づき、前記二次電池の検査に使用する閾値を設定する設定部と、前記第1電圧と前記第2電圧との電圧差と、前記設定部によって設定された前記閾値と、を比較することにより、前記二次電池の製品の良否を判定する判定部と、を備えた。
前記課題を解決する二次電池検査方法は、二次電池の高温エージング工程後に前記二次電池の電圧を測定して前記二次電池を検査する検査装置に使用される方法であって、前記高温エージング工程後の前記二次電池の第1電圧を測定することと、前記高温エージング工程後の規定タイミングから前記第1電圧が測定されるまでの時間を測定することと、測定時間に基づき、前記二次電池の検査に使用する閾値を設定することと、前記第1電圧を計測してから規定時間経過した後の第2電圧を測定することと、前記第1電圧と前記第2電圧との電圧差と前記閾値と、を比較することにより、前記二次電池の製品の良否を判定することとを、前記検査装置に実行させる。
本発明は、二次電池の検査において、製品の良否判定を高い精度で実行できる。
一実施形態の二次電池斜視図である。 製造プロセスの工程図である。 検査装置の構成図である。 時間影響による電圧推移イメージを示す波形図である。 温度影響による電圧推移イメージを示す波形図である。 単位時間当たりの電圧差と二次電池の温度との関係を示す波形図である。 時間及び温度の組み合わせに応じた電圧降下曲線の例をまとめた表である。 検査工程の手順図である。 製造ラインの概略図である。 測定温度と第1閾値補正量との関係を示す散布図である。 測定時間と第2閾値補正量との関係を示す散布図である。
以下、本開示の一実施形態を説明する。
(二次電池1)
図1に示すように、二次電池1のセル2は、開口3が蓋4によって閉じられる直方体形状の電池ケース5を備える。電池ケース5は、例えば、アルミニウム合金等の金属によって形成される。電池ケース5の内部は、密閉された電槽を構成する。電池ケース5は、正負電極が積層された電極体6が内蔵されている。電池ケース5の内部には、非水電解液7が充填されている。セル2の蓋4は、電極体6に電気接続された正極外部端子8及び負極外部端子9を有する。二次電池1は、例えば、正負極間を移動するイオンにリチウムイオンを使用するリチウムイオン型である。
電極体6は、例えば、正極板、負極板、及びセパレータ(図示略)を、電極体6の厚み方向(図1のX軸方向)に積層した構成を有する。具体的には、電極体6は、正極板及び負極板が交互に配置されるとともに、これら層群において正極板及び負極板の間にセパレータが配置されている。電極体6は、電極体6の長さ方向(図1のZ軸方向)に捲回されている。電極体6は、長さ方向に対して直交する方向(図1のY軸方向)から見た場合に、扁平形状に形成されている。
(二次電池1の製造プロセス)
図2に示すように、二次電池1の製造プロセスは、ステップ101の源泉工程と、ステップ102の組立工程と、ステップ103の活性化工程と、ステップ104の検査工程と、を含む。源泉工程は、例えば、電池材料から電極板(正極板、負極板)を製造するまでの工程を言う。なお、正極板及び負極板の製造工程は、ほぼ同一である。よって、本例の場合、正極板及び負極板の製造工程をまとめて説明する。
ステップ101の源泉工程は、例えば、調合工程、混練工程、塗工工程、乾燥工程、プレス工程、裁断工程を含む。各工程の処理内容は、以下の通りである。
・調合工程…電極合材の原材料である活物質及び添加物を調合することにより、電極合材ペーストを生成する工程
・混練工程…電極合材ペーストを混練する工程
・塗工工程…電極合材ペーストを電極集電体に塗布する工程
・乾燥工程…電極集電体に塗布した電極合材ペーストを乾燥する工程
・プレス工程…乾燥後の電極板をプレスする工程
・裁断工程…プレス後の電極板を裁断する工程
正極の添加物は、例えば、溶媒、結着材、導電材を含む。負極の添加物は、例えば、溶媒、結着材、増粘材を含む。塗工工程においては、例えば、電極集電体の両面に電極合材ペーストが塗布される。プレス工程においては、電極集電体の両面に形成された電極合材をプレス機によって押圧することにより、電極集電体に対する電極合材の密着強度を高めつつ、電極合材の厚みが調整される。裁断工程においては、例えば、電極板を幅方向の中央で裁断することにより、一度に2条の電極板が得られる。
ステップ102の組立工程は、源泉工程後に、二次電池1の組み立てを行う工程である。組立工程においては、まず、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した後、捲回し、さらに、偏平に押圧する。続いて、この電極体6を電池ケース5内に収容する。ケース収容後、電池ケース5の開口3が蓋4によって塞がれる。そして、電池ケース5内に非水電解液7が注入される。電池ケース5内への非水電解液7の注入が完了したら、電池ケース5を密封する。以上の手順により、二次電池1が組み立てられる。
ステップ103の活性化工程は、組立後の二次電池1を活性化させる工程である。活性化工程では、まず、ステップ103Aにおいて、二次電池1に初めて充電を行う初充電工程を実行する。初充電工程は、例えば、SEI(Solid Electrolyte Interphase)被膜の形成などを目的として実施される。初充電工程は、例えば、二次電池1が拘束された拘束状態で実行される。このとき、電極体6も拘束状態となる。「拘束」とは、電極体6を直接又は間接に厚み方向(例えば、図2のX軸方向)から加圧することを言う。
初充電工程の後、ステップ103Bにおいて、初充電後の二次電池1を高温下で保管する高温エージング工程を実行する。高温エージング工程では、二次電池1を化学的に安定化及び活性化をする。その目的の1つとしては、電極内に存在する微細な金属により生じる微細な電極間の短絡を検出する。高温エージング工程は、例えば60°C程度の高温に保温して行ってもよいが、20°C程度の外気温で行ってもよい。高温エージング工程は、二次電池1を拘束状態とした条件下で実行される。
活性化工程が終了すると、二次電池1を拘束状態から非拘束状態に戻す。このように、二次電池1が非拘束状態となると、二次電池1に収容された電極体6が非拘束状態となる。以上により、二次電池1は、セル電池としての製造が完了する。そして、二次電池1は、検査工程へ移される。
なお、本実施形態では、活性化工程のステップ103A、103Bともに拘束状態としているが、特に限定されず、例えば、ステップ103Aのみ拘束状態とし、ステップ103Bは非拘束状態にしてもよい。
(検査工程)
図2に示す通り、ステップ104の検査工程は、活性化後の二次電池1を検査する工程である。検査工程では、まず、ステップ104Aにおいて、高温エージングによって高温化した二次電池1を冷やす冷却工程を実行する。冷却工程では、例えば、器具を用いて二次電池1を強制的に冷ます強制冷却が実行されることが好ましい。
冷却工程の後、ステップ104Bにおいて、冷却後の二次電池1を自己放電させる自己放電検査工程を実行する。自己放電検査工程は、二次電池1に蓄えられている電圧を自然放電させる工程である。自己放電検査工程では、例えば、二次電池1の電圧を複数回測定することが実行される。
自己放電検査の後、ステップ104Cにおいて、自己放電検査工程で取得した複数の電圧値を用いて二次電池1の製品の良否を判定する自己放電判定工程を実行する。自己放電判定工程では、例えば、自己放電検査工程で測定した電圧の差(電圧差ΔV)を求め、この電圧差ΔVに基づき、二次電池1の製品の良否を判定する。電圧差ΔVは、例えば、二次電池1に発生する短絡の多少によって変化する。よって、製品良否の判定基準を閾値Vkとした場合、電圧差ΔVが閾値Vk以下であれば、二次電池1の製品が「良」と判定される。一方、電圧差ΔVが閾値Vkを超える場合には、二次電池1の製品が「不良」と判定される。
検査工程後、二次電池1は、セル電池としての製造が完了する。そして、二次電池1は、スタックへの組付け待ちとなる。
(検査装置12)
図3に示すように、二次電池1の検査工程は、検査装置12によって実行する。検査装置12は、二次電池1の高温エージング工程後に二次電池1の電圧を測定して二次電池1を検査する。検査装置12は、例えば、検査工程を実行するためのプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ、検査専用のツール、などが挙げられる。検査装置12は、検査装置12の動作を制御する制御部13を備える。制御部13は、例えば、MPU、CPUなどが挙げられる。
検査装置12は、二次電池1の電圧を測定する電圧測定部14を備える。電圧測定部14は、例えば、正極外部端子8及び負極外部端子9の間の電圧を測定する。電圧測定部14は、二次電池1の電圧を計測する電圧計15の計測信号から、二次電池1の電圧を取得する。
自己放電検査工程は、例えば、高温エージング工程後に二次電池1を所定時間放電させて二次電池1の電圧を測定する自己放電検査工程(第1自己放電検査)と、第1自己放電検査後に二次電池1を更に自己放電させて二次電池1の電圧を測定する自己放電検査工程(第2自己放電検査)と、を含む。よって、電圧測定部14は、第1自己放電検査及び第2自己放電検査のとき、二次電池1の電圧を各々測定する。本例の場合、第1自己放電検査のときに測定された電圧を「第1電圧V1」とし、第2自己放電検査のときに測定された電圧を「第2電圧V2」とする。このように、電圧測定部14は、検査工程時、高温エージング工程後の二次電池1の第1電圧V1と、第1電圧V1を計測してから規定時間経過した後の第2電圧V2と、を測定する。
検査装置12は、高温エージング工程後の規定タイミングから第1電圧V1が測定されるまでの時間(測定時間T)を測定する時間測定部16を備える。規定タイミングは、例えば、高温エージング工程後に実行される二次電池1の冷却工程(例えば、強制冷却)が完了したタイミングであることが好ましい。時間測定部16は、例えば、第1自己放電検査工程の一処理として、時間測定を実行する。
検査装置12は、第1電圧V1が測定されたときの二次電池1の温度(測定温度K)を測定する温度測定部17を備える。温度測定部17は、二次電池1の温度を計測する温度センサ18の計測信号から、二次電池1の測定温度Kを取得する。温度センサ18は、例えば、二次電池1の蓋4の温度を計測する。温度センサ18は、例えば、熱電対やサーミスタが使用される。温度測定部17は、例えば、第1自己放電検査工程の一処理として、温度測定を実行する。
検査装置12は、二次電池1の検査に使用する閾値Vkを設定する設定部20を備える。設定部20は、例えば、時間測定部16の測定時間Tに基づき、閾値Vkを設定することが好ましい。或いは、設定部20は、時間測定部16の測定時間Tと、温度測定部17の測定温度Kと、に基づき、閾値Vkを設定することが好ましい。
検査装置12は、二次電池1の製品の良否を判定する判定部21を備える。高温エージング工程において二次電池1の短絡が少なければ、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差ΔVは小さく済む。一方、高温エージング工程において二次電池1に短絡が多く発生すれば、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差ΔVは大きくなってしまう。本例の判定部21は、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差ΔVと、設定部20によって設定された閾値Vkと、を比較することにより、二次電池1の製品の良否を判定する。
次に、本実施形態の検査装置12(二次電池検査方法)の作用について説明する。
(時間影響による二次電池1の電圧推移)
図4に示すように、自己放電検査時の二次電池1の電圧の変化は、例えば最初に電圧降下量が大きく、時間経過とともに電圧降下量が徐々に小さくなっていくような曲線(以下、電圧降下曲線Sdと記す)をとる。このため、第1電圧V1の検査タイミングが遅い場合には、第1電圧V1から第2電圧V2に至るときの電圧降下量が小さくなり、結果、自己放電量が小さくなる。
ここで、図4に示す通り、例えば、冷却完了から直ぐに測定した第1電圧V1を「V1a」とし、この「V1a」から規定時間経過後の第2電圧V2を「V2a」とする。また、冷却完了から長い時間経過した後に測定した第1電圧V1を「V1b」とし、この「V1b」から規定時間経過後の第2電圧V2を「V2b」とする。「V1a」から「V2a」までの時間と、「V1b」から「V2b」までの時間とを、仮に同じとしても、電圧降下量は同じとならない。すなわち、第1電圧V1の測定タイミングが遅いと、電圧差ΔVが小さくなることが分かる。
(温度影響による二次電池1の電圧推移)
図5に示すように、電圧降下曲線Sdは、二次電池1の温度に応じた変化をとる。具体的には、二次電池1の温度が十分に下がっていない場合、電圧降下曲線Sdは、電圧降下量が大きい波形(図5に示す「Sd1」)をとる。逆に、二次電池1の温度が十分に下がった場合、電圧降下曲線Sdは、電圧降下量が小さい波形(図5に示す「Sd2」)をとる。よって、二次電池1の温度が十分に下がらないまま第1電圧V1を測定すると、大きい電圧差ΔVが検出されてしまい、逆に、二次電池1の温度が過剰に下がったときに第1電圧V1を測定すると、小さい電圧差ΔVが検出されてしまう。
図6に、二次電池1の温度と単位時間当たりの電圧差ΔVとの関係を図示する。なお、図6においては、基準温度を20℃としたときの単位時間当たりの電圧差ΔVの値を示している。二次電池1の温度が高くなるほど、単位時間当たりの電圧差ΔVの値は大きくなり、逆に、二次電池1の温度が低くなるほど、単位時間当たりの電圧差ΔVの値は小さくなる。このことからも、二次電池1の電圧降下量は、二次電池1の温度に依存することが分かる。
(自己放電検査の電圧降下量)
図7に示すように、電圧降下量は、冷却完了(自己放電開始)からの時間と二次電池1の温度とによって挙動が変わる。例えば、冷却完了からの時間が通常で二次電池1の温度が通常よりも高い場合(図7に示すパターン(i))、電圧降下曲線Sdは、通常曲線Sd’よりも電圧降下量が大きい波形をとる。このときは、電圧差ΔVが大きめの値で出るため、閾値Vkを緩くする(下げる)必要がある。また、冷却完了からの時間が通常で二次電池1の温度が通常よりも低い場合(図7に示すパターン(ii))、電圧降下曲線Sdは、通常曲線Sd’よりも電圧降下量が小さい波形をとる。このときは、電圧差ΔVが小さめの値で出るため、閾値Vkを厳しくする(上げる)必要がある。
冷却完了からの時間が長く、二次電池1の温度が高い場合(図7に示すパターン(iii))、電圧降下曲線Sdは、通常曲線Sd’に対し、電圧降下量が少量大きくなった波形をとる。このため、閾値Vkを緩くする(下げる)必要がある。なお、図示はしないが、パターン(iii)の場合、温度と時間との大小関係によっては、電圧降下曲線Sdが通常曲線Sd’よりも電圧降下量が少量小さくなった波形をとることもある。このときは、閾値Vkを厳しくする(上げる)必要がある。
冷却完了からの時間が長く、二次電池1の温度が通常の場合(図7に示すパターン(iv))、電圧降下曲線Sdは、通常曲線Sd’よりも電圧降下量が小さくなった波形をとる。このため、閾値Vkを厳しくする(上げる)必要がある。冷却完了からの時間が長く、二次電池1の温度が低い場合(図7に示すパターン(v))、電圧降下曲線Sdは、通常曲線Sd’よりも電圧降下量が非常に小さくなった波形をとる。このため、閾値Vkを厳しくする(上げる)必要がある。
以上のように、冷却完了からの時間と二次電池1の温度との組み合わせに応じて、電圧降下曲線Sdは、様々な波形をとることが分かる。よって、検査工程の検査精度を確保するためには、冷却完了からの時間と二次電池1の温度との組み合わせに応じた最適な閾値Vkを適宜設定する必要がある。
(検査工程の具体的な手順)
図8に示すように、ステップ201において、二次電池1は、冷却工程(図2に示すステップ104A)として、前述の強制冷却を実行する。強制冷却は、例えば、二次電池1に風を当てて強制的に冷やす方法が挙げられる。強制冷却は、例えば、風を二次電池1に数十分程度当てて二次電池1を冷やす処理などが挙げられる。
図9に示すように、強制冷却後の二次電池1は、例えばベルトコンベア24によって、保管庫25に向けて搬送される。保管庫25は、例えば、複数の二次電池1を保管する。保管庫25は、例えば、二次電池1を所定温度で数日間に亘って保管する。
図8に示す通り、ステップ202において、検査装置12は、ベルトコンベア24の搬送途中において、自己放電検査工程(図2に示すステップ104B)の一処理として、第1自己放電検査を実行する。第1自己放電検査では、検査装置12の電圧測定部14によって第1電圧V1が測定される。
ところで、ベルトコンベア24による二次電池1の搬送時、例えば、ライン上で所定作業を行う必要が生じると、搬送に滞留が発生してしまう。このため、第1自己放電検査、すなわち、第1電圧V1の測定を、全ての二次電池1において同じタイミングで実行できる訳ではなく、前述した搬送状況によって、第1電圧V1の測定タイミングに、ずれが発生してしまうことがある。この場合、冷却完了から第1電圧V1の測定までの時間が適宜異なるため、ずれた時間に応じた閾値Vkを設定する必要がある。
また、検査工程を実施する設備の室温や検査を行う時期によっては、測定環境の温度も異なる。このため、ライン上を流れる二次電池1の冷え方も様々である。よって、閾値Vkは、二次電池1の温度に応じた値に設定する必要もある。
ステップ203において、第1電圧V1の測定後、時間測定部16は、例えば、冷却完了から第1電圧V1を測定するまでの時間(測定時間T)を取得する。すなわち、時間測定部16は、例えば、冷却完了時の時刻を取得し、この時刻から、第1電圧V1を測定するまでに要した時間をカウントすることにより、測定時間Tを取得する。
ステップ204において、測定時間Tの取得後、温度測定部17は、第1電圧V1を測定したときの二次電池1の温度(測定温度K)を取得する。なお、時間測定(ステップ203)と温度測定(ステップ204)とは、同じタイミングで実行されることが好ましい。
ステップ205において、時間測定及び温度測定の後、設定部20は、測定時間T及び測定温度Kを用いて閾値Vkを設定する。すなわち、設定部20は、測定時間T及び測定温度Kの組み合わせに応じた閾値Vkを設定する。
ここで、図10に、横軸を測定温度Kとし、各測定温度Kに対して必要な閾値補正量(第1閾値補正量Y1)を縦軸とした散布図を図示する。第1閾値補正量Y1は、温度影響を考慮に入れた温度依存補正量である。この散布図においては、実験によって測定温度Kごとに求めた第1閾値補正量Y1がグラフ上にプロットされている。本例の場合、このグラフのプロット点から求まる第1閾値補正量Y1の相関式(第1相関式)は、例えば、以下の式(1)となる。
Y1=0.0149×K-0.2978 … (1)
このように、式(1)は、測定温度Kが増加すると第1閾値補正量Y1の増加する一次関数の式となる。なお、式(1)の相関係数は、例えば「0.9856」であり、十分な相関性があると言える。
また、図11に、横軸を測定時間Tとし、各測定時間Tに対して必要な閾値補正量(第2閾値補正量Y2)を縦軸とした散布図を図示する。第2閾値補正量Y2は、時間影響を考慮に入れた時間依存補正量である。この散布図においては、実験によって測定時間Tごとに求めた第2閾値補正量Y2がグラフ上にプロットされている。本例の場合、このグラフのプロット点から求まる第2閾値補正量Y2の相関式(第2相関式)は、例えば、以下の式(2)となる。
Y2=0.0813×T0.7016 … (2)
このように、式(2)は、測定時間Tが増加すると第2閾値補正量Y2も増加する対数関数の式となる。なお、式(2)の相関係数は、例えば「0.9895」であり、十分な相関性があると言える。
設定部20は、前述の第1閾値補正量Y1及び第2閾値補正量Y2を用いて、測定時間T及び測定温度Kの組み合わせに応じた閾値Vkを算出する。本例の場合、設定部20は、例えば、以下の式(3)を用いて、検査に使用する閾値Vkを算出する。なお、式(3)に記載の通常閾値Y0は、例えば、測定時間T及び測定温度Kがともに通常であるとき、すなわち、電圧降下曲線Sdが通常曲線Sd’をとるときの閾値Vkの値に設定されている。
Vk=Y0+Y1+Y2 … (3)
図9に示す通り、第1自己放電検査が実施された二次電池1は、ベルトコンベア24によって保管庫25に送られ、そして、保管庫25内で数日(例えば、約3日)保管される。二次電池1は、保管庫25内で自己放電が継続される。
図8に示す通り、数日の保管後、ステップ206において、検査装置12は、自己放電検査工程(図2に示すステップ104B)の一処理として、第2自己放電検査を実行する。第2自己放電検査では、検査装置12の電圧測定部14によって第2電圧V2が測定される。
ステップ207において、第2自己放電検査後、検査装置12は、自己放電判定工程(図2に示すステップ104C)として、二次電池1の製品の良否を判定部21で判定する。本例の場合、判定部21は、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差ΔVと、式(3)によって算出された閾値Vkと、を比較することにより、二次電池1の製品の良否を判定する。電圧差ΔVが閾値Vk以下であれば、製品が「良」と判定されて、製造ラインの次の工程に送られる。一方、電圧差ΔVが閾値Vkを超えるのであれば、製品が「不良」と判定されて、製造ラインから取り除かれる。
ステップ208において、製品良否の判定後、二次電池1は、二次電池1において規定の容量が取り出せるか否かを検査する容量検査が実行される。容量検査は、例えば、二次電池1を更に所定量放電し、そのとき、二次電池1が規定の容量を維持できているか否かを確認する検査である。
ステップ209において、容量検査後、二次電池1は、二次電池1の抵抗値を検査する抵抗検査が実行される。抵抗検査は、例えば、二次電池1を放電したときの電圧降下量から抵抗を求め、そして、この抵抗値が所定範囲内に収まっているか否かを確認する検査である。
ステップ210において、抵抗検査後、二次電池1は、二次電池1のSOC(State Of Charge)を調整する出荷SOC調整が実行される。出荷SOC調整は、例えば、二次電池1の充電状態(充電量)を、ある一定の値に調整する作業である。そして、出荷SOC調整後、二次電池1が出荷される。
(実施形態の効果)
上記実施形態の検査装置12(二次電池検査方法)によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)検査装置12は、二次電池1の高温エージング工程後に二次電池1の電圧を測定して二次電池1を検査する。検査装置12は、電圧測定部14、時間測定部16、設定部20、及び判定部21を備える。電圧測定部14は、高温エージング工程後の二次電池1の第1電圧V1と、第1電圧V1を計測してから規定時間経過した後の第2電圧V2と、を測定する。時間測定部16は、高温エージング工程後の規定タイミングから第1電圧V1が測定されるまでの時間を測定する。設定部20は、時間測定部16の測定時間Tに基づき、二次電池1の検査に使用する閾値Vkを設定する。判定部21は、第1電圧V1と第2電圧V2との電圧差ΔVと、設定部20によって設定された閾値Vkと、を比較することにより、二次電池1の製品の良否を判定する。
本構成によれば、高温エージング工程後の規定タイミングから第1電圧V1が測定されるまでの時間(測定時間T)を用いて、二次電池1の製品の良否判定で使用する閾値Vkを最適化する。このため、検査工程において第1電圧V1の測定タイミングが変動しても、その変動に応じた閾値Vkが適宜設定される。よって、二次電池1の検査において、製品の良否判定を高い精度で実行できる。
(2)検査装置12は、第1電圧V1が測定されたときの二次電池1の温度を測定する温度測定部17を備える。設定部20は、測定時間Tと、温度測定部17の測定温度Kと、に基づき、閾値Vkを設定する。この構成によれば、時間測定部16により得た測定時間Tのみならず、温度測定部17によって得た測定温度Kも用いて、閾値Vkを設定する。このため、閾値Vkの最適化に一層寄与する。よって、検査精度の向上に一層寄与する。
(3)設定部20は、測定温度Kに対して閾値Vkをどれだけ補正すればよいのかを表す第1相関式から、測定温度Kに応じた第1閾値補正量Y1を求める。また、設定部20は、測定時間Tに対して閾値Vkをどれだけ補正すればよいのかを表す第2相関式から、測定時間Tに応じた第2閾値補正量Y2を求める。そして、設定部20は、第1閾値補正量Y1及び第2閾値補正量Y2を用いて、閾値Vkを設定する。この構成によれば、指数を相関式に代入して計算する簡易な方法によって、第1閾値補正量Y1や第2閾値補正量Y2を求めることができる。
(4)規定タイミングは、高温エージング工程後に実行される二次電池1の冷却工程が完了したタイミングである。この構成によれば、冷却完了という一律のタイミングを時間測定の開始点とするので、測定時間Tを精度よく求めることが可能となる。よって、検査精度の向上に一層寄与する。
(他の実施形態)
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・時間測定の開始点となる規定タイミングは、冷却完了のタイミングに限定されない。例えば、高温エージングの完了や、ベルトコンベア24による搬送の開始などとしてもよい。
・温度測定は、二次電池1の蓋4を測定することに限定されず、二次電池1の他の部位で実行されてもよい。
・保管庫25における二次電池1の保管条件は、例えば常温で数日保管に限定されず、他の条件に変えてもよい。
・相関式(第1相関式、第2相関式)は、一次関数や対数関数に限定されず、散布図のプロット点に応じた種々の波形に変更してもよい。
・第1閾値補正量Y1及び第2閾値補正量Y2は、相関式を用いた計算によって求められることに限定されない。例えば、指数と閾値補正量との関係が表にまとめられたマップから導き出してもよい。
・閾値Vkは、測定時間Tのみ用いて補正されてもよい。
・正極及び負極ともに、活物質、導電材、溶媒、及び結着材は、任意の種類を使用できる。
・二次電池1は、リチウムイオン型に限定されず、他の種類に変更してもよい。
・二次電池1は、薄板状に限定されず、例えば、円柱形などの他の形状に変更してもよい。
・二次電池1は、車載用に限定されず、例えば、船舶用、航空機用、定置用など、他の用途に用いてもよい。
・電圧測定部14、時間測定部16、温度測定部17、設定部20、及び判定部21は、[1]コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサによって構成されてもよいし、[2]そのようなプロセッサと、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路との組み合わせによって構成されてもよい。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード、又は指令を格納している。メモリ(コンピュータ可読媒体)は、汎用、又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。或いは、上記プロセッサを含むコンピュータに代えて、各種処理の全てを実行する1つ以上の専用のハードウェア回路によって構成された処理回路が用いられてもよい。
・電圧測定部14、時間測定部16、温度測定部17、設定部20、及び判定部21は、独立したプロセッサから構成されてもよいし、機能の一部分が共用のプロセッサから構築されてもよい。このように、電圧測定部14、時間測定部16、温度測定部17、設定部20、及び判定部21は、独立した機能ブロックに限らず、1つの機能ブロックから構成されてもよいし、一部分が共用された機能ブロックから構成されてもよい。
・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
1…二次電池
2…セル
3…開口
4…蓋
5…電池ケース
6…電極体
7…非水電解液
8…正極外部端子
9…負極外部端子
12…検査装置
13…制御部
14…電圧測定部
15…電圧計
16…時間測定部
17…温度測定部
18…温度センサ
20…設定部
21…判定部
24…ベルトコンベア
25…保管庫
K…測定温度
T…測定時間
ΔV…電圧差
Sd…電圧降下曲線
V1…第1電圧
V2…第2電圧
Vk…閾値
Y0…通常閾値
Y1…第1閾値補正量
Y2…第2閾値補正量

Claims (5)

  1. 二次電池の高温エージング工程後に前記二次電池の電圧を測定して前記二次電池を検査する検査装置であって、
    前記高温エージング工程後の前記二次電池の第1電圧と、前記第1電圧を計測してから規定時間経過した後の第2電圧と、を測定する電圧測定部と、
    前記高温エージング工程後の規定タイミングから前記第1電圧が測定されるまでの時間を測定する時間測定部と、
    前記時間測定部の測定時間に基づき、前記二次電池の検査に使用する閾値を設定する設定部と、
    前記第1電圧と前記第2電圧との電圧差と、前記設定部によって設定された前記閾値と、を比較することにより、前記二次電池の製品の良否を判定する判定部と、を備えた検査装置。
  2. 前記第1電圧が測定されたときの前記二次電池の温度を測定する温度測定部を備え、
    前記設定部は、前記測定時間と、前記温度測定部の測定温度と、に基づき、前記閾値を設定する、請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記設定部は、前記測定温度に対して前記閾値をどれだけ補正すればよいのかを表す第1相関式から、前記測定温度に応じた第1閾値補正量を求め、前記測定時間に対して前記閾値をどれだけ補正すればよいのかを表す第2相関式から、前記測定時間に応じた第2閾値補正量を求め、前記第1閾値補正量及び前記第2閾値補正量を用いて、前記閾値を設定する、請求項2に記載の検査装置。
  4. 前記規定タイミングは、前記高温エージング工程後に実行される前記二次電池の冷却工程が完了したタイミングである、請求項1に記載の検査装置。
  5. 二次電池の高温エージング工程後に前記二次電池の電圧を測定して前記二次電池を検査する検査装置に使用される二次電池検査方法であって、
    前記高温エージング工程後の前記二次電池の第1電圧を測定することと、
    前記高温エージング工程後の規定タイミングから前記第1電圧が測定されるまでの時間を測定することと、
    測定時間に基づき、前記二次電池の検査に使用する閾値を設定することと、
    前記第1電圧を計測してから規定時間経過した後の第2電圧を測定することと、
    前記第1電圧と前記第2電圧との電圧差と前記閾値と、を比較することにより、前記二次電池の製品の良否を判定することとを、前記検査装置に実行させる二次電池検査方法。
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