JP5641017B2 - 非水電解質二次電池の製造方法および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、非水電解質二次電池の製造方法および検査方法の技術に関し、より詳しくは、非水電解質二次電池の内部に残留する水分量を精度よく測定するための技術に関する。

従来、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池について、電池セル内の水分量を測定するための技術としては、カール・フィッシャー法による水分量測定方法が知られている。
カール・フィッシャー法を用いた電池セル内の水分量測定方法としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示されている技術があり、公知となっている。

特許文献１に開示されている電池セル内の水分量を測定する技術は、カール・フィッシャー法によるものであり、セルを分解するとともに、セルの内容物である、正極、負極、セパレータを、所定の露点温度以下の環境下で細かく裁断して、測定用の試料を作成する。
そして、当該試料を、窒素ガスをパージしながら所定の温度で加熱して、水分を蒸発させるとともに、当該試料の加熱前後における重量変化を測定することによって、当該試料の水分量を測定するものである。

このようなカール・フィッシャー法による測定では、当該試料は、水分量の測定対象物の全量を試料とするのではなく、所定の量を抜き取って測定を行うものであり、測定対象物（ここではセル）全体での水分量を算出するためには、当該試料と測定対象物との面積比から全体の水分量を算出する構成としている。

特開２０１０−７３５８０号公報

近年、非水電解質二次電池の大容量化、高出力化、信頼性向上等、更なる性能向上を図ろうとするニーズが高まっている。
そして、非水電解質二次電池においては、セルの内部に水分が残留していると、例えそれが微量であったとしても、非水電解質二次電池の性能低下の原因になるため、セルの内部に残留する水分量をより精度よく管理するための技術に対するニーズが増大している。

しかしながら、特許文献１に開示されている技術等、カール・フィッシャー法を用いる測定方法では、水分量の測定精度が上記ニーズを満足するのに十分ではなかった。
また、カール・フィッシャー法を用いた測定では、セルを分解するとともに、セルの内容物である、正極、負極、セパレータを、所定の露点温度以下の環境下で細かく裁断して、測定用の試料を作成する必要があり、水分量の測定には手間がかかっていた。
さらに、カール・フィッシャー法を用いた測定では、セル全体での水分量を算出するためには、面積比から全体の水分量を算出する構成としているため、測定誤差が大きくなってしまうという問題もあった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、封口後においてセルの内部に残留する水分量を従来に比して精度よく算出することができる非水電解質二次電池の製造方法および検査方法を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、セルの内部の水分を除去するセル乾燥工程と、前記セル乾燥工程の後に、前記セルの内部に電解液を注液する注液工程と、前記注液工程の後に、前記セルを封口する封口工程と、を備える非水電解質二次電池の製造方法であって、前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を推定する水分量推定工程を備え、該水分量推定工程は、前記セル乾燥工程において内部の水分が除去され、かつ、前記注液工程において注液される前の状態である前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを前記セル乾燥工程における乾燥条件よりも高い温度で乾燥させる絶対乾燥工程と、抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記セルの重量の差から、該セルの内部の水分量を算出する水分量算出工程と、を備えるものである。

請求項２においては、前記絶対乾燥工程は、前記セル乾燥工程において内部の水分が除去された前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを分解して、該セルを構成するケースのみの状態とし、該ケースを抜き取った前記セルと同じ乾燥条件で絶対乾燥させて、前記水分量算出工程は、前記ケースの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記ケースの重量の差から前記ケースの内部以外に存在する水分量を算出するものである。

請求項３においては、前記水分量推定工程は、前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間に、前記セルの内部に吸着される水分量を算出する吸着水分量算出工程を備え、前記水分量算出工程において算出した前記セルの内部の水分量に、前記吸着水分量算出工程において算出した水分量を加算して、さらに、前記水分量算出工程で算出した前記ケースの内部以外に存在する水分量を減算して、前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を算出するものである。

請求項４においては、前記吸着水分量算出工程は、前記セルの内部に存在する正極、負極、セパレータおよび電解液が、前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間に曝露される環境における、該環境の露点温度および曝露時間と吸水量との関係を表す情報であるマスターグラフを予め知得しておくとともに、前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間における、前記セルが曝露される環境の露点温度と曝露時間の測定結果と、前記マスターグラフに基づいて、前記セルの内部に存在する正極、負極、セパレータおよび電解液に吸着される水分量を算出するものである。

請求項５においては、前記水分量推定工程は、前記絶対乾燥工程の前後において測定した抜き取った前記セルの重量の差を、抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定したときの抜き取った前記セルの前記絶対乾燥工程の前後における温度差に応じて補正する水分量補正工程を備えるものである。

請求項６においては、セルの内部の水分を除去するセル乾燥工程と、前記セル乾燥工程の後に、前記セルの内部に電解液を注液する注液工程と、前記注液工程の後に、前記セルを封口する封口工程と、を経て製造される非水電解質二次電池の検査方法であって、前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を推定する水分量推定工程を備え、該水分量推定工程は、前記セル乾燥工程において内部の水分が除去され、かつ、前記注液工程において注液される前の状態である前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを前記セル乾燥工程における乾燥条件よりも高い温度で乾燥させる絶対乾燥工程と、抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記セルの重量の差から、該セルの内部の水分量を算出する水分量算出工程と、を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、セルを解体することなく、セル内部の水分量を測定することができる。

請求項２においては、封口後にセル内部に残留する水分量を、正確に推定することができる。

請求項３および請求項４においては、セル乾燥後におけるセル内部への吸水量を推定し、封口後にセル内部に残留する水分量として考慮することで、より正確な水分量の推定が可能になる。

請求項５においては、封口後にセル内部に残留する水分量を、より正確に推定することができる。

請求項６においては、セルを解体することなく、セル内部の水分量を測定することができる。

本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法により製造するセルの全体構成を示す斜視模式図。 本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法におけるセル内部の水分量を推定する水分量推定工程の全体的な流れを示すフロー図。 浮力補正に使用する温度差と補正値の関係を示す図。 絶対乾燥時におけるセルの重量減少量を示す図、（ａ）４時間乾燥後の重量減少量と４６時間乾燥後の重量減少量との相関を示す図、（ｂ）乾燥時間と重量減少量との関係を示す図。 吸水量の算出に使用する曝露時間と重量増加量の関係を示すマスターグラフを示す図。 本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法におけるセル内部の水分量の変化を示す図、（ａ）セル乾燥の直後に絶対乾燥を行う場合、（ｂ）注液の直前に絶対乾燥を行う場合。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る二次電池の検査方法の適用対象となる二次電池の全体構成について、図１を用いて説明をする。

図１に示す如く、本実施形態に係る二次電池の検査方法の対象となる二次電池であるセル１は、一面（上面）が開口した有底角筒形状のケース本体２１と、平板状に形成されケース本体２１の開口部を閉塞する蓋体２２とで構成される電池ケース２に、電解液とともに電極体３を収容して構成されている。

電池ケース２は、一面（上面）が開口した直方体状の有底角筒形状に形成されるケース本体２１の開口部を、平板状の蓋体２２にて閉塞した角型ケースに構成されている。
蓋体２２の長手方向一端部(図１における左端部)には正極端子４ａが設けられ、蓋体２２の長手方向他端部(図１における右端部)には負極端子４ｂが設けられている。

電極体３は、正極３１、負極３２、およびセパレータ３３を、正極３１と負極３２との間にセパレータ３３が介在するように積層し、積層した正極３１、負極３２、およびセパレータ３３を巻回して扁平させることにより構成されている。

電池ケース２に電極体３および電解液を収容してセル１を構成する際には、まず電極体３の正極３１および負極３２に、それぞれ蓋体２２の正極端子４ａおよび負極端子４ｂを接続して、電極体３を蓋体２２に組み付けて、蓋体サブアッシーを形成する。
その後、電極体３および電解液をケース本体２１内に収容するとともに、ケース本体２１の開口部に蓋体２２を嵌合して、蓋体２２とケース本体２１とを溶接により密封する（即ち、封口する）ことにより、セル１を構成する。

次に、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法について、図２を用いて説明をする。
図２に示す如く、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法では、少なくとも、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）および封口工程（ＳＴＥＰ−４００）を備えており、そして、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）から封口工程（ＳＴＥＰ−４００）に至る工程の流れに沿って、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の検査方法である水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）を実施する構成としている。

セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）は、セル１の内部に水分が極力無い状態で電解液を注液するために行われる工程であり、セル１の組み付けを完了した後に、セル１を所定の温度に所定時間保持することによって、セル１の内部の水分を蒸発させる工程である。
尚、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）における「所定の温度」は、セル１の性能に影響を与えない範囲の温度に限定している。
即ち、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）は、セル１の内部の水分を低減させることを目的として実施するものであり、セル１の内部の水分を可能な限り完全に除去するために実施するものではない。

注液工程（ＳＴＥＰ−３００）は、セル１の内部に電解液を注液するための工程であり、該注液工程（ＳＴＥＰ−３００）で電解液を注液した後に、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）において、セル１を封口する。

即ち、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）において電解液を注液するまでは、セル１の内部に存在する正極３１、負極３２およびセパレータ３３の各部材は、環境の雰囲気に曝露されており、この曝露状態においては、環境下に存在する水分を、正極３１、負極３２およびセパレータ３３の各部材が吸水する状態となっている。
また、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）において電解液を注液した後、セル１を封口工程（ＳＴＥＰ−４００）において封口するまでの間において、セル１の内部に存在する電解液は、環境の雰囲気に曝露されており、この曝露状態においては、環境下に存在する水分を、電解液が吸水する状態となっている。

そして、このとき吸水した水分は、最終製品の状態となった（封口後の）セル１の内部に残留することとなるため、セル１の内部に残留する水分量を精度よく推定するためには、このような環境からの吸水量も考慮すべき要素となってくる。

本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の検査方法である水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）は、セル１の内部に存在する水分量を推定するための検査工程であり、推定した水分量に基づいて、最終的に製造したセル１の出荷の可否を判断するものである。

ここで、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）の流れについて、図２〜図５を用いて更に詳細に説明をする。
図２に示す如く、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）を経たセル１が、環境に曝露され始めた時点から曝露条件の測定（ＳＴＥＰ−２０１）を開始する。
また、その曝露条件の測定（ＳＴＥＰ−２０１）は、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）において、そのセル１が封口される時点まで継続して行われる。
尚、以後は、セル１が環境に曝露され始めた時刻から、セル１が封口された時刻までの期間を「曝露期間」と呼ぶものと規定し、「曝露期間」中の曝露環境における露点温度等の諸条件を総じて「曝露条件」と呼ぶものとする。

尚、本実施形態においてセル１が置かれている環境は、圧力を一定（例えば、大気圧）に保持するようにしており、セル１の内部における吸水量に気圧変動が与える影響を無視できるように構成している。また、セル１が置かれている環境において、圧力が変動する場合には、その圧力変動を含めて曝露条件とする。

水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、曝露条件の測定（ＳＴＥＰ−２０１）を開始するとともに、セル１の抜き取り（ＳＴＥＰ−２０２）を実施する。
具体的には、セル１の抜き取り（ＳＴＥＰ−２０２）では、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）を経た各セル１・１・・・から所定数量のセル１・１・・・を抜き取って、検査対象たる試料を構成する。
尚、セル１の抜き取り（ＳＴＥＰ−２０２）を実施するタイミングは、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の直後であっても、あるいは、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）の直前であってもよい。

水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、絶対乾燥を施す前のセル１の重量であるセル重量Ａ１を測定する（ＳＴＥＰ−２０３）。
またこのときには、同時に、セル１の構成部材たる電池ケース２のみの試料を別に準備しておき、電池ケース２のみの試料についても、絶対乾燥を施す前の電池ケース２の重量であるケース重量Ｂ１を測定しておく。
ここで電池ケース２のみの状態でケース重量Ｂ１を測定しておく理由は、電池ケース２の外側等に存在する、セル１の性能に影響を与えない水分による重量の減少分を考慮するためであり、これにより、セル１の内部に存在する水分の重量を精度よく把握しようとするものである。

そして、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、絶対乾燥工程を実施する（ＳＴＥＰ−２０４）。
このときには、セル１だけでなくセル１を構成する電池ケース２のみの試料についても絶対乾燥を実施する。
尚、ここで言う「絶対乾燥」とは、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）では除去できないセル１の内部の残留水分を可能な限り除去するための処理であり、各電極３１・３２、セパレータ３３等に吸着した水分（即ち、酸化・部材揮発・結晶水以外のもの）を除去するための処理を指すものである。

絶対乾燥の条件は、設定温度を７０〜１３０℃の温度範囲とするものであり、絶対乾燥における設定温度は、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）における乾燥温度より高い温度に設定する。
そして、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）では、設定温度±１℃の範囲で温度制御を行い、かつ、真空度を１ｋＰａ以下に保持した環境に、４時間以上保持するものとしている。
このような条件で絶対乾燥を行うと、非水電解質二次電池の性能に影響を及ぼすため、試料として抜き取ったセル１は、検査終了後には廃棄して、最終製品としては使用しないようにしている。

水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、絶対乾燥後のセル１の重量であるセル重量Ａ２を測定する（ＳＴＥＰ−２０５）。
またこのときには、同時に、電池ケース２についても絶対乾燥後の電池ケース２の重量であるケース重量Ｂ２を測定する。

水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、算出したセル重量Ａ２およびケース重量Ｂ２を浮力補正する（ＳＴＥＰ−２０６）。
セル１の内部には、空気が充満しているため、セル１の重量を測定するときには、セル１の内部に存在する空気の重量が加算されている。
このため、セル１の重量を測定するときの温度に差異があると、セル１の内部に存在する空気の重さ（比重）が異なってくるため、このことを考慮して、より精度よく水分量の変化を知得できるようにしている。
尚ここでは、算出したセル重量Ａ２およびケース重量Ｂ２に浮力補正のみを行う場合を例示しているが、例えば、気圧による補正や、ガス吸着量による補正等を、さらに考慮してより詳細な補正を行うことも可能である。

また、浮力補正（ＳＴＥＰ−２０６）の具体的な内容は、セル重量Ａ１およびケース重量Ｂ１を測定したときの温度Ｔ１と、セル重量Ａ２およびケース重量Ｂ２を測定したときの温度Ｔ２と、を測定しておき、各温度の温度差（Ｔ１−Ｔ２）から、図３に示すグラフに基づいて、浮力補正を行うようにしている。

即ち、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法において、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）は、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）の前後（（ＳＴＥＰ−２０３）および（ＳＴＥＰ−２０５））において測定したセル１の重量の差を、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）の前後（（ＳＴＥＰ−２０３）および（ＳＴＥＰ−２０５））においてセル１の重量を測定したときのセル１の絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）の前後（（ＳＴＥＰ−２０３）および（ＳＴＥＰ−２０５））における温度差（Ｔ１−Ｔ２）に応じて補正する水分量補正工程（即ち、浮力補正（ＳＴＥＰ−２０６））を備えるものである。
このような構成により、封口後にセル１の内部に残留する水分量を、より正確に推定することができる。

図２に示す如く、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、４時間乾燥後のセル１の重量であるセル重量Ａ３から４６時間乾燥後のセル１の重量であるセル重量Ａ４を推定する（ＳＴＥＰ−２０７）。
またこのときには、同時に、電池ケース２についても４時間乾燥後の電池ケース２の重量であるケース重量Ｂ３から４６時間乾燥後の電池ケース２の重量であるケース重量Ｂ４を推定する。

絶対乾燥（ＳＴＥＰ−２０４）を行ったときの、乾燥時間と重量減少量との関係は、図４（ｂ）のように表され、乾燥時間が長くなるのに従って、重量減少量が増大していき、また、一定以上の乾燥時間が経過すると、セル１が絶対乾燥された状態に至り、重量減少量がほとんど変化しなくなる。
通常、絶対乾燥する（即ち、絶対乾燥による重量減少量を収束させる）には、２４時間以上の乾燥時間が必要になるが、水分量の検査の度に２４時間以上掛けて絶対乾燥させていたのでは、検査時間が長くなり過ぎてしまう。
そこで、本実施形態では、４時間乾燥後のセル重量Ａ２の測定結果を浮力補正したセル重量Ａ３から４時間乾燥後のセル重量の減少量を算出し、そのセル重量減少量から４６時間乾燥後の重量減少量を推定して、絶対乾燥後のセル重量Ａ４を推定する構成としている。

具体的には、図４（ａ）に示す如く、４時間乾燥後の重量減少量と、４６時間乾燥後の重量減少量の間には相関が認められるため、予め実験等を行い、この相関を算出しておくことによって、４時間乾燥後の重量減少量の測定データから、４６時間乾燥後に重量減少量を推定することが可能になる。

例えば、測定により４時間乾燥後の重量減少量が約９．５ｍｇと判れば、図４（ａ）に示すグラフから、４６時間乾燥後の重量減少量が約１５ｍｇになると推定することができる。

即ち、本実施形態では、絶対乾燥（ＳＴＥＰ−２０４）における乾燥時間を４時間とし、４時間乾燥後のセル重量Ａ２を測定するとともに、セル重量Ａ２を浮力補正して補正後のセル重量Ａ３を算出し、その補正後のセル重量Ａ３から、図４（ａ）に示すグラフに基づいて、４６時間乾燥後（即ち、絶対乾燥後）のセル重量Ａ４を推定する構成としている。
また、ここでは同時に、４時間乾燥後のケース重量Ｂ２を測定するとともに、ケース重量Ｂ２を浮力補正して補正後のケース重量Ｂ３を算出し、その補正後のケース重量Ｂ３から、図４（ａ）に示すグラフと同様のケース向けのグラフ（図示せず）に基づいて、４６時間乾燥後（即ち、絶対乾燥後）のケース重量Ｂ４を推定する構成としている。

水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、絶対乾燥前のセル重量Ａ１から絶対乾燥後のセル重量Ａ４を差し引いて、セル１の抜き取り時（ＳＴＥＰ−２０２）において、セル１の内部に存在していた水分量Ａを算出する（ＳＴＥＰ−２０８）。
また、これと同時に、絶対乾燥前のケース重量Ｂ１から絶対乾燥後のケース重量Ｂ４を差し引いて、抜き取り時（ＳＴＥＰ−２０２）において、電池ケース２の表面等（即ち、電池ケース２の内部以外の部位）に存在していた水分量Ｂを算出する。

そして、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）において、セル１の封口が完了した時点で、曝露条件の測定（ＳＴＥＰ−２０１）を完了する。

図２に示す如く、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、次に、セル１の曝露が開始された時点からセル１が封口されるまでの期間（即ち、「曝露期間」）において、セル１の内部に吸水された水分量である吸水量Ｃを算出する（ＳＴＥＰ−２０９）。

ここでの吸水量Ｃの算出には、曝露条件の測定（ＳＴＥＰ−２０１）における測定結果（より詳しくは、曝露時間と露点温度）と、図５に示すようなグラフと、を用いて、暴露期間中にセル１の内部の電極（正極３１および負極３２）、セパレータ３３および電解液に吸水された水分量を算出する。
ここでは、ある環境における気圧と露点温度が一定である場合における曝露時間と吸水量との関係を表したグラフであるマスターグラフを用いる。

そして本実施形態で示すマスターグラフ（図５）は、大気圧の状態で露点温度が−４０℃である環境下にセル１が曝露された場合の、正極３１における曝露時間と吸水量との関係を表したグラフであり、予め実験等を行って、このようなマスターグラフを取得しておく。
また同様に、大気圧の状態で露点温度が−４０℃である環境下にセルが曝露された場合の、負極３２、セパレータ３３および電解液における曝露時間と吸水量との関係を表したマスターグラフ（図示せず）も、予め取得しておく。

さらに、このようなマスターグラフは、セル１が配置される環境の気圧や露点温度が変化した場合に備えて、所定の気圧および露点温度ごとに、条件を変化させた場合のマスターグラフを予め取得しておき、曝露期間における曝露条件の測定結果に応じて、そのときの曝露条件に合ったマスターグラフを選択して使用するようにしている。

即ち、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法において、吸着水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０９）は、セル１の内部に存在する正極３１、負極３２、セパレータ３３および電解液が、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）においてセル１の内部の水分の除去が終了した時点から、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）においてセル１を封口する時点までの間（即ち、曝露期間）に曝露される環境における、該環境の露点温度（即ち、本実施形態では−４０℃の場合）および曝露時間と吸水量との関係を表す情報であるマスターグラフを予め知得しておくとともに、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）においてセル１の内部の水分の除去が終了した時点から、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）においてセル１を封口する時点までの間（即ち、曝露期間）における、セル１が曝露される環境の露点温度と曝露時間の測定結果（ＳＴＥＰ−２０１）と、マスターグラフに基づいて、セル１の内部に存在する正極３１、負極３２、セパレータ３３および電解液に吸着される吸水量Ｃを算出するものである。
このような構成により、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の後におけるセル１の内部への吸水量を推定し、封口後にセル１の内部に残留する水分量として考慮することで、より正確な水分量の推定が可能になる。

そして、図２に示す如く、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）では、セル１の水分量Ａの測定結果と、電池ケース２の水分量Ｂの測定結果と、暴露期間におけるセル１の吸水量Ｃから、最終的に製品（封口後のセル１）中に残存する水分量Ｄを算出する（ＳＴＥＰ−２１０）。
ここで、最終的に製品中に残存する水分量Ｄは、水分量Ａに吸水量Ｃを加算したものから電池ケース２のみ状態で測定した水分量Ｂを控除（減算）して（即ち、Ｄ＝Ａ＋Ｃ−Ｂ）算出する。

このように、暴露期間中の吸水量Ｃを考慮して、水分量Ｄを算出する構成としているため、最終的にセル１の内部に残留する水分量をより精度よく、算出することができる。

即ち、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法および非水電解質二次電池の検査方法は、セル１の内部の水分を除去するセル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）と、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の後に、セル１の内部に電解液を注液する注液工程（ＳＴＥＰ−３００）と、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）の後に、セル１を封口する封口工程（ＳＴＥＰ−４００）と、を備える非水電解質二次電池たるセル１の製造方法であって、セル１の封口後に該セル１の内部に残留する水分量を推定する水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）を備え、該水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）は、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）において内部の水分が除去され、かつ、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）において注液される前の状態であるセル１を抜き取って（ＳＴＥＰ−２０２）、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）における乾燥条件よりも高い温度で乾燥させる絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）と、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）の前後（（ＳＴＥＰ−２０３）および（ＳＴＥＰ−２０５））においてセル１の重量を測定し、セル１の重量の差から、該セルの内部の水分量Ａを算出する水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０８）と、を備えるものである。
このような構成により、セル１を解体することなく、セル１の内部の水分量を測定することができる。

また、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法において、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）は、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）において内部の水分が除去されたセル１を分解して、該セル１を構成する電池ケース２のみの状態とし、該電池ケース２をセル１と同じ乾燥条件で絶対乾燥（ＳＴＥＰ−２０４）させて、水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０８）は、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）の前後（（ＳＴＥＰ−２０３）および（ＳＴＥＰ−２０５））において電池ケース２の重量を測定し、電池ケース２の重量の差から電池ケース２の内部以外に存在する水分量Ｂを算出するものである。
このような構成により、封口後にセル１の内部に残留する水分量を、正確に推定することができる。

さらに、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法において、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）は、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）においてセル１の内部の水分の除去が終了した時点から、封口工程（ＳＴＥＰ−４００）においてセル１を封口する時点までの間（即ち、曝露期間）に、セル１の内部に吸着される水分量である吸水量Ｃを算出する吸着水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０９）を備え、水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０８）において算出したセル１の内部の水分量Ａに、吸着水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０９）において算出した吸水量Ｃを加算して、さらに、水分量算出工程（ＳＴＥＰ−２０８）で算出した電池ケース２の内部以外に存在する水分量Ｂを減算して、封口後にセル１の内部に残留する水分量Ｄを算出する（即ち、Ｄ＝Ａ＋Ｃ−Ｂ）ものである（ＳＴＥＰ−２１０）。
このような構成により、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の後におけるセル１の内部への吸水量を推定し、封口後にセル１の内部に残留する水分量として考慮することで、より正確な水分量の推定が可能になる。

本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法における、セル１の内部水分量の変化について、図６を用いて説明をする。
図６（ａ）では、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の直後に絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）を実施する場合を示しており、また、図６（ｂ）では、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）の直前に絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）を実施する場合を示している。

例えば、図６（ａ）に示すように、セル乾燥工程（ＳＴＥＰ−１００）の直後にセル１を抜き取って（ＳＴＥＰ−２０２）、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）を実施した場合、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）における早期の段階で、セル１を絶対乾燥（ＳＴＥＰ−２０４）させることになるため、水分量が規格外であるか否かを早期に検出することができ、ロットエラーとなるセル１が大量に製造されることが防止できるという利点がある。

一方、図６（ｂ）に示すように、注液工程（ＳＴＥＰ−３００）の直前にセル１を抜き取って（ＳＴＥＰ−２０２）、絶対乾燥工程（ＳＴＥＰ−２０４）を実施した場合、水分量推定工程（ＳＴＥＰ−２００）における比較的遅い時期に、セル１を絶対乾燥させるため、曝露期間中に実際に吸着される水分量をより現実に近い状態で算出することができ、セル１の内部に含まれる水分量を、より精度よく推定することができるという利点がある。

１ セル
２ 電池ケース
３１ 正極
３２ 負極
３３ セパレータ

Claims (6)

1. セルの内部の水分を除去するセル乾燥工程と、
   前記セル乾燥工程の後に、前記セルの内部に電解液を注液する注液工程と、
   前記注液工程の後に、前記セルを封口する封口工程と、
   を備える非水電解質二次電池の製造方法であって、
   前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を推定する水分量推定工程を備え、
   該水分量推定工程は、
   前記セル乾燥工程において内部の水分が除去され、かつ、前記注液工程において注液される前の状態である前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを前記セル乾燥工程における乾燥条件よりも高い温度で乾燥させる絶対乾燥工程と、
   抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記セルの重量の差から、該セルの内部の水分量を算出する水分量算出工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
2. 前記絶対乾燥工程は、
   前記セル乾燥工程において内部の水分が除去された前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを分解して、該セルを構成するケースのみの状態とし、該ケースを抜き取った前記セルと同じ乾燥条件で絶対乾燥させて、
   前記水分量算出工程は、
   前記ケースの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記ケースの重量の差から前記ケースの内部以外に存在する水分量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
3. 前記水分量推定工程は、
   前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間に、前記セルの内部に吸着される水分量を算出する吸着水分量算出工程を備え、
   前記水分量算出工程において算出した前記セルの内部の水分量に、前記吸着水分量算出工程において算出した水分量を加算して、さらに、前記水分量算出工程で算出した前記ケースの内部以外に存在する水分量を減算して、
   前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を算出する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
4. 前記吸着水分量算出工程は、
   前記セルの内部に存在する正極、負極、セパレータおよび電解液が、
   前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間に曝露される環境における、該環境の露点温度および曝露時間と吸水量との関係を表す情報であるマスターグラフを予め知得しておくとともに、
   前記セル乾燥工程において前記セルの内部の水分の除去が終了した時点から、前記封口工程において前記セルを封口する時点までの間における、前記セルが曝露される環境の露点温度と曝露時間の測定結果と、前記マスターグラフに基づいて、
   前記セルの内部に存在する正極、負極、セパレータおよび電解液に吸着される水分量を算出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
5. 前記水分量推定工程は、
   前記絶対乾燥工程の前後において測定した抜き取った前記セルの重量の差を、
   抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定したときの抜き取った前記セルの前記絶対乾燥工程の前後における温度差に応じて補正する水分量補正工程を備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
6. セルの内部の水分を除去するセル乾燥工程と、
   前記セル乾燥工程の後に、前記セルの内部に電解液を注液する注液工程と、
   前記注液工程の後に、前記セルを封口する封口工程と、
   を経て製造される非水電解質二次電池の検査方法であって、
   前記セルの封口後に該セルの内部に残留する水分量を推定する水分量推定工程を備え、
   該水分量推定工程は、
   前記セル乾燥工程において内部の水分が除去され、かつ、前記注液工程において注液される前の状態である前記セルの一部を抜き取るとともに、抜き取った前記セルを前記セル乾燥工程における乾燥条件よりも高い温度で乾燥させる絶対乾燥工程と、
   抜き取った前記セルの重量を前記絶対乾燥工程の前後において測定し、前記セルの重量の差から、該セルの内部の水分量を算出する水分量算出工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする非水電解質二次電池の検査方法。

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