JP5861189B2 - 二次電池の検査方法 - Google Patents
二次電池の検査方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5861189B2 JP5861189B2 JP2012121138A JP2012121138A JP5861189B2 JP 5861189 B2 JP5861189 B2 JP 5861189B2 JP 2012121138 A JP2012121138 A JP 2012121138A JP 2012121138 A JP2012121138 A JP 2012121138A JP 5861189 B2 JP5861189 B2 JP 5861189B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- voltage drop
- soc
- drop amount
- aging process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
前記電極体の正極側に金属不純物等が混入した場合には、電解液に接触した前記金属不純物等が溶解されて負極に達し、負極表面に析出して正負極間に微小短絡(マイクロショート)が生じることがある。
具体的には、特許文献1に記載の検出方法は、第1のSOC(state of charge)まで二次電池を充電する充電工程と、前記充電工程の後に、前記二次電池を所定時間放置する放置工程と、前記放置工程の後に前記第1のSOCよりも低い第2のSOCまで放電する放電工程と、前記放電工程の後に、前記二次電池を所定の温度よりも低い電池温度にして、前記二次電池の微小短絡を検出する検出工程を備えるものである。
前記検出工程では、前記低い電池温度の下、二次電池を所定時間放置してエイジング処理を行い、前記エイジング処理中の所定時間に対する電圧の変化量である電圧降下度を検出する。さらに、検出した電圧降下度と基準電圧降下度とを比較して、前記電圧降下度が前記基準電圧降下度よりも高い場合に、微小短絡が発生したと判断する。
即ち、請求項1記載の如く、正極、負極、およびセパレータを、正極と負極との間にセパレータが介在するように積層して構成した電極体を備える二次電池の検査方法であって、前記二次電池を第1のSOCまで充電または放電した後、第1のエージング処理を行い、前記第1のエージング処理時における前記二次電池の第1の電圧降下量を測定する、第1のエージング工程と、前記二次電池を前記第1のSOCよりも高い値の第2のSOCまで充電または放電した後、第2のエージング処理を行い、前記第2のエージング処理時における前記二次電池の第2の電圧降下量を測定する、第2のエージング工程と、前記第1の電圧降下量、第2の電圧降下量、および前記二次電池における電圧降下量のSOCによる変化を補正する補正係数を用いて、前記二次電池における微小短絡の有無を判定する判定工程とを備える。
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。
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ことにより、二次電池1を構成する。
同様に、負極32は、負極活物質や増粘剤や結着材等の電極材料を混練して得られた負極合材ペーストを、箔状に形成される集電体の表面(片面又は両面)に塗布するとともに乾燥・加圧して構成されている。
セパレータ33は、例えば多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されるシート状部材であり、正極31と負極32との間に配置される。
従って、低SOC時における正極31と負極32との間の距離である極間距離d1よりも、高SOC時における正極31と負極32との間の距離である極間距離d2が小さくなる。
前記微小短絡が発生した二次電池1においては、当該微小短絡箇所における正極31と負極32との間のセパレータ33に、正極31と負極32とを導通する微小な導通ブリッジ33aが存在しており、導通ブリッジ33aを通じて正極31と負極32との間に短絡電流が流れることとなる。
従って、高SOC時の正負極間に流れる短絡電流は、低SOC時に対して増加することとなる。
つまり、低SOC時におけるエージング処理前後の電圧降下量と、高SOC時におけるエージング処理前後の電圧降下量とは、そのSOCの値に応じて異なった値を示すこととなる。
一方、微小短絡が発生している二次電池1では、エージング処理時における電圧降下量の低SOC時と高SOC時との間での変化は、そのSOCの値に応じた変化に、短絡電流の増減による変化が加わることとなる。
すなわち、SOCの違いによる二次電池1の電圧降下量の変化度合は、二次電池1における微小短絡の有無によって異なる。
本実施形態における二次電池1の検査方法は、初期充電済みの二次電池1を第1のSOC(例えばSOC0%)まで放電した後、第1のエージング処理を行い、前記第1のエージング処理時における二次電池1の第1の電圧降下量ΔVAを測定する、第1のエージング工程S1と、二次電池1を前記第1のSOCよりも高い値の第2のSOC(例えばSOC100%)まで充電した後、第2のエージング処理を行い、前記第2のエージング処理時における二次電池1の第2の電圧降下量ΔVBを測定する、第2のエージング工程S2と、第1の電圧降下量ΔVA、第2の電圧降下量ΔVB、および二次電池1における電圧降下量のSOCによる変化を補正する補正係数Kを用いて、二次電池1における微小短絡の有無を判定する判定工程S3とを備える。
測定工程S12では、第1のエージング処理前の二次電池1の電圧V1、および第1のエージング処理後の二次電池1の電圧V2を測定し、電圧V1から電圧V2を減じて第1の電圧降下量ΔVAを算出することにより、電圧降下量ΔVAの測定を行う。
また、第1のエージング処理は、所定温度の環境下にて、所定時間だけ二次電池1を放置することにより行う。
第2のエージング工程S2は、二次電池1を前記第1のSOCよりも高い値の第2のSOC(例えばSOC100%)まで充電する充電工程S21と、第2のSOCの状態にある二次電池1に対して第2のエージング処理を行い、前記第2のエージング処理時における二次電池1の第2の電圧降下量ΔVBを測定する測定工程S22とを備えている。
測定工程S22では、第2のエージング処理前の二次電池1の電圧V3、および第2のエージング処理後の二次電池1の電圧V4を測定し、電圧V3から電圧V4を減じて第2の電圧降下量ΔVBを算出することにより、電圧降下量ΔVBの測定を行う。
また、第2のエージング処理は、所定温度の環境下にて、所定時間だけ二次電池1を放置することにより行う。
判定工程S3は、下記の数式1を用いて、第2の電圧降下量ΔVBが第1の電圧降下量ΔVAに補正係数Kを乗じたものより大きいか否かの判定を行う工程S31と、前記工程S31にて、第2の電圧降下量ΔVBが、第1の電圧降下量ΔVAに補正係数Kを乗じたものより大きいと判定された場合に、微小短絡が有ると判定する工程S32と、第2の電圧降下量ΔVBが、第1の電圧降下量ΔVAに補正係数Kを乗じたものより大きくないと判定された場合に、微小短絡がないと判定する工程S33とを備えている。
補正係数Kを算出するにあたっては、微小短絡が存在しないことが既知である二次電池を「モデル二次電池」として用い、初期充電済みの前記モデル二次電池を前記第1のSOCとなるまで充電または放電した後、前記モデル二次電池に対して前記第1のエージング処理を行い、前記第1のエージング処理前の測定電圧から、前記第1のエージング処理後の測定電圧を減じることにより、前記第1のエージング処理時における前記モデル二次電池の第1のモデル電圧降下量Vxを算出する。
また、前記モデル二次電池を、前記第1のSOCよりも高い値となる前記第2のSOCとなるまで充電または放電した後、前記モデル二次電池に対して前記第2のエージング処理を行い、前記第2のエージング処理前の測定電圧から、前記第2のエージング処理後の測定電圧を減じることにより、前記第2のエージング処理時における前記モデル二次電池の第2のモデル電圧降下量Vyを算出する。
つまり、補正係数Kは、第1のモデル電圧降下量Vxおよび第2のモデル電圧降下量Vyを用いて、下記の数式2により算出される。
まず、第1の電圧降下量ΔVAに補正係数Kを乗じることにより、当該二次電池1が微小短絡を有しない良品であった場合の、第2のエージング処理時における第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)が算出される。
次に、二次電池1が良品であった場合の第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)と、二次電池1の第2の電圧降下量の実測値であるΔVBとを比較する。(工程S31)
例えば、二次電池1を第2のSOC(例えばSOC100%)まで充電して、第2のエージング処理、および第2の電圧降下量ΔVBの測定を行い(第2のエージング工程S2)、その後に二次電池1を第1のSOC(例えばSOC0%)まで放電して、第1のエージング処理、および第1の電圧降下量ΔVAの測定を行う(第1のエージング工程S1)ことも可能である。
さらに、二次電池1を第2のSOC(例えばSOC50%)まで放電して、第2のエージング処理、および第2の電圧降下量ΔVBの測定を行い(第2のエージング工程S2)、その後に二次電池1を第1のSOC(例えばSOC0%)まで放電して、第1のエージング処理、および第1の電圧降下量ΔVAの測定を行う(第1のエージング工程S1)ことも可能である。
次に、二次電池1の検査方法の実施例について説明する。
本実施例においては、微小短絡を有しない二次電池1の良品サンプルを11個作成するとともに、微小短絡を有する二次電池1の微小短絡サンプルを10個作成し、これらの各サンプルについて、本願発明にかかる二次電池1の検査方法により微小短絡の有無の検出を行った。
また、負極板として、負極活物質としての天然黒鉛系活物質を98wt%、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)を1wt%、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)を1wt%含んだ負極合材ペーストを、集電体としての10μm厚の銅箔に塗布して構成されたものを用いた。
また、電解液として、EC(エチレンカーボネート)、DMC(ジメチルカーボネート)、およびEMC(エチルメチルカーボネート)を、3:3:4(重量比)の割合にて混合した溶媒に、LiPF6を1.0Mの濃度で溶解させたものを用いた。
また、容量が20Ahの二次電池に構成した。
まず、各良品サンプルおよび微小短絡サンプルを400kgfにて拘束する。この拘束状態で、SOC0%(第1のSOC)となるまで放電する(S11)。
次に、各良品サンプルおよび微小短絡サンプルを25℃の環境下で5日間放置することにより第1のエージング処理を行い、第1のエージング処理前の電圧V1、および第1のエージング処理後の電圧V2をそれぞれ測定し、電圧V1から電圧V2を減じることで、第1の電圧降下量ΔVAを算出する(S12)。
次に、各良品サンプルおよび微小短絡サンプルを25℃の環境下で5日間放置することにより第2のエージング処理を行い、第2のエージング処理前の電圧V3、および第2のエージング処理後の電圧V4をそれぞれ測定し、電圧V3から電圧V4を減じることで、第2の電圧降下量ΔVBを算出する(S22)。
この第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)と、SOC100%(第2のSOC)の状態で測定した第2の電圧降下量ΔVBとを比較した(S31)。
前記比較の結果、第2の電圧降下量ΔVBが第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)よりも大きかったサンプルを微小短絡が有る二次電池1であると判定し(S32)、第2の電圧降下量ΔVBが第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)以下であったサンプルを、微小短絡が無い二次電池1であると判定した(S33)。
図4には、各良品サンプルおよび微小短絡サンプルについての、第1の電圧降下量ΔVA、第2の電圧降下量ΔVB、および第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)を示している。
図4におけるグラフの横軸はサンプルNo.を示しており、各サンプルNo.のうち、No.1〜11が良品サンプルを示しており、No.12〜21が微小短絡サンプルを示している。また、図4におけるグラフの縦軸は、電圧降下量を示している。
また、微小短絡サンプル(No.12〜21)については、全てのサンプルにおける第2の電圧降下量ΔVBの値が、第2の電圧降下量の予想値(ΔVA×K)よりも大きくなっており、全ての微小短絡サンプル(No.12〜21)を、微小短絡が有る二次電池1であると判定可能なことがわかる。
このように、本検査方法によれば、二次電池1における微小短絡の有無を高精度に検出することが可能となっている。
2 電池ケース2
3 電極体3
31 正極
32 負極
33 セパレータ
K 補正係数
ΔVA 第1の電圧降下量
ΔVB 第2の電圧降下量
Vx 第1のモデル電圧降下量
Vy 第2のモデル電圧降下量
Claims (3)
- 正極、負極、およびセパレータを、正極と負極との間にセパレータが介在するように積層して構成した電極体を備える二次電池の検査方法であって、
前記二次電池を第1のSOCまで充電または放電した後、第1のエージング処理を行い、前記第1のエージング処理時における前記二次電池の第1の電圧降下量を測定する、第1のエージング工程と、
前記二次電池を前記第1のSOCよりも高い値の第2のSOCまで充電または放電した後、第2のエージング処理を行い、前記第2のエージング処理時における前記二次電池の第2の電圧降下量を測定する、第2のエージング工程と、
前記第1の電圧降下量、第2の電圧降下量、および前記二次電池における電圧降下量のSOCによる変化を補正する補正係数を用いて、前記二次電池における微小短絡の有無を判定する判定工程とを備える、
ことを特徴とする二次電池の検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012121138A JP5861189B2 (ja) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 二次電池の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012121138A JP5861189B2 (ja) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 二次電池の検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013246095A JP2013246095A (ja) | 2013-12-09 |
JP5861189B2 true JP5861189B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=49845980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012121138A Active JP5861189B2 (ja) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 二次電池の検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5861189B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104614632B (zh) * | 2015-01-19 | 2017-11-28 | 清华大学 | 一种电池微短路的识别方法 |
JP6779808B2 (ja) * | 2017-02-17 | 2020-11-04 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池の劣化判定方法及び二次電池の劣化判定装置 |
CN110888073A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-17 | 东莞市甬维科技有限公司 | 一种电池的微短测试方法 |
JP7244456B2 (ja) * | 2020-04-28 | 2023-03-22 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池の状態判定方法及び二次電池の状態判定装置 |
CN112834938B (zh) * | 2021-03-10 | 2022-08-12 | 东莞新能德科技有限公司 | 电池内短路检测方法、电子装置以及存储介质 |
-
2012
- 2012-05-28 JP JP2012121138A patent/JP5861189B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013246095A (ja) | 2013-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5768769B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
KR101951067B1 (ko) | 이차 전지의 제어 장치 및 soc 검출 방법 | |
JP2014002009A (ja) | 二次電池の検査方法 | |
KR101611116B1 (ko) | 2차 전지의 제어 장치, 충전 제어 방법 및 soc 검출 방법 | |
JP5861189B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
US20160161564A1 (en) | Test method for secondary battery | |
JP2009145137A (ja) | 二次電池の検査方法 | |
JP6165620B2 (ja) | 二次電池モジュールおよび二次電池監視装置 | |
JP7403075B2 (ja) | 非水電解質二次電池の充電方法、及び非水電解質二次電池の充電システム | |
JP2018041615A (ja) | 二次電池の回復処理方法および再利用処理方法 | |
JP6128366B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
JP2013254653A (ja) | 二次電池の検査方法 | |
KR102259454B1 (ko) | 전기화학 시스템에 통합된 비교 전극의 인 시츄 재교정 방법 | |
KR20170061450A (ko) | 내구성이 향상된 기준 전극 및 이를 구비한 이차 전지 | |
JP6688483B2 (ja) | 蓄電素子の出力の回復方法 | |
JP2013054939A (ja) | 電池システム | |
JP5716979B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
CN108963354B (zh) | 锂离子电池的状态推定装置和状态推定方法 | |
JP7011782B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
JP2018067498A (ja) | 電池の製造方法 | |
JP5625282B2 (ja) | 電池劣化判定装置及び電池劣化判定方法 | |
JP5413029B2 (ja) | 電池劣化判定装置及び電池劣化判定方法 | |
US20210396810A1 (en) | Method for measuring cell performance | |
JP6413752B2 (ja) | 蓄電装置 | |
JP2018055878A (ja) | 電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151117 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20151203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151130 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5861189 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |