JP5927623B1

JP5927623B1 - 蓄電装置の製造方法、構造体の検査装置

Info

Publication number: JP5927623B1
Application number: JP2015019178A
Authority: JP
Inventors: 橋本　茂樹; 茂樹橋本
Original assignee: Jet Co Ltd
Current assignee: Jet Co Ltd
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: TWI688143B; KR101966573B1; CN107210477B; WO2016125679A1; TW201703342A; US20180011144A1; KR20170109648A; JP2016143580A; EP3255715A1; CN107210477A; US10444294B2; EP3255715A4

Abstract

【課題】予め設定した参照値を用いずに、集電体の良否を判定することができる蓄電装置の製造方法、及び集電体の検査装置を提供する。【解決手段】一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む集電体１０を検査する検査装置２０であって、前記一対の電極の間に印加する一定の検査用電圧を発生する直流定電圧発生器３２、および前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電気特性を検出する検出回路３４を含む測定部３０と、検出された前記電気特性に基づき、前記集電体１０の良否を判定する処理部５０とを備え、前記処理部５０は、前記検査用電圧を印加した直後から前記電気特性が一定になるまでに、時間変化量（Δｔ）に対する特性値変化量（ΔＸ）の比（ΔＸ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、前記集電体１０を不良品と判定することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電装置の製造方法および構造体の検査装置に関する。

電池等の蓄電装置は、セパレータ―を介して配置された正極および負極を含む構造体を備えている。構造体の不良は蓄電装置の不良につながることから、蓄電装置の製造においては、正極と負極間に短絡や開放などの異常事象が内部に発生した構造体を検出することが求められる。

一般的には、構造体の内部に生じた異常事象の検出は、メガオームテスターなどを用いて絶縁抵抗を測定することにより行われている。メガオームテスターを用いた場合には、検査用電圧印加後の電流値が収束する直前の限られた時間帯における抵抗値に基づいて、合否判定が行われる。具体的には、構造体に直流電圧を印加して、一定時間後の印加電圧値と流れる電流値とを測定し、測定された印加電圧値と電流値とから抵抗値が算出される。合否判定に用いられるのは、こうして算出された一定時間後の抵抗値であるため、メガオームテスターを用いた場合には、構造体の検査途中に発生した異常事象を完全に検出することは困難である。

構造体のような二次電池前駆体に検査用電圧を印加しながら、検査用電圧の印加に伴って流れる電流を所定時間ごとに測定して、正極と負極間の異常事象を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。これにおいては、測定された結果を、予め設定された参照値に基づく許容範囲と比較して、この許容範囲を超える値となった場合に、当該前駆体を不良品と判定している。

特許第４３１３６２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、上述したような許容範囲との比較を行うために、良品について得られた参照値が予め必要とされる。しかも、特許文献１に記載の方法では、直流電圧発生器や電流、電圧検出器は、各々、別個の機器を準備して行う必要がある。

そこで、本発明は、予め設定した参照値を用いずに、構造体の良否を判定することができる蓄電装置の製造方法、及び構造体の検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄電装置の製造方法は、一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む構造体を検査する工程を含む蓄電装置の製造方法であって、前記構造体を検査する工程では、前記一対の電極の間に一定の検査用電圧を印加しつつ、前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電気特性を所定の間隔で測定し、前記検査用電圧を印加した直後から前記電気特性が一定になるまでに、時間変化量（Δｔ）に対する特性値変化量（ΔＸ）の比（ΔＸ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、前記構造体を不良品と判定することを特徴とする。

本発明に係る検査装置は、一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む構造体を検査する検査装置であって、前記一対の電極の間に印加する一定の検査用電圧を発生する直流定電圧発生器、および前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電気特性を検出する検出回路を含む測定部と、検出された前記電気特性に基づき、前記構造体の良否を判定する処理部とを備え、前記処理部は、前記検査用電圧を印加した直後から前記電気特性が一定になるまでに、時間変化量（Δｔ）に対する特性値変化量（ΔＸ）の比（ΔＸ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、前記構造体を不良品と判定することを特徴とする。

本発明によれば、一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む構造体を検査する工程において、一対の電極の間に一定の検査用電圧を印加しつつ前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電気特性を所定の間隔で測定する。時間変化量（Δｔ）に対する特性値変化量（ΔＸ）の比（ΔＸ／Δｔ）に着目して、検査用電圧を印加した直後から前記電気特性が一定になるまでに、この比（ΔＸ／Δｔ）０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、構造体は不良品であると判定している。このため、不良品を判定するための良品に基づく参照値は不要であり、構造体の内部の短絡や開放を簡便に検出して、信頼性の高い蓄電装置を製造することができる。

本実施形態に係る検査装置で検査される構造体の一例を模式的に示す図である。巻回型構造の構造体を作製するための積層体を示す断面図である。本実施形態に係る構造体の検査装置の制御構成を示すブロックダイアグラムである。良品の構造体の電流波形の一例を示す図である。良品の構造体の電圧波形の一例を示す図である。不良品の構造体の電流波形の一例を示す図である。不良品の構造体の電圧波形の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について詳細に説明する。

１．全体構成
（構造体）
まず、本実施形態に係る検査装置に適用される構造体について説明する。構造体としては、例えば、図１に示すような巻回型構造の構造体１０を用いることができる。構造体１０は、図２に示すように、帯状のセパレータ１６を介して帯状の正極１２と負極１４とを積層して積層体１０ａを形成し、この積層体１０ａを巻き取り心を中心にして多数回巻回した後、巻き取り心を除去して作製される。構造体１０には、正極リード１１ａおよび負極リード１１ｂが設けられている。正極リードの１１ａ一端は正極１２に接続され、負極リード１１ｂの一端は負極１４に接続されている。

（検査装置）
本実施形態の構造体１０の検査装置について説明する。図３において、２０は全体として検査装置を示し、測定部３０と処理部５０とを含む。測定部３０は、処理部５０から送出された測定指示信号に基づき、正極１２および負極１４間の電気特性を測定し、測定信号を処理部５０へ出力する。処理部５０は、測定部３０から出力された測定信号に基づき、構造体１０の良否を判定する。

測定部３０は、直流定電圧発生器３２、電流検出回路３４、２つの端子３６ａ，３６ｂ、ガード電極３３およびＧＮＤ電極３５を備えている。２つの端子３６ａ，３６ｂには、構造体１０の正極リード１１ａ、負極リード１１ｂが接続される。直流定電圧発生器３２は、５０〜１０００Ｖの電圧を印加することができる。

一方の端子３６ｂは、抵抗４６，４５を介して直流定電圧発生器３２に接続されている。直流定電圧発生器３２は、電圧発生スイッチ３８の一端に接続されている。他方の端子３６ａは、オペアンプ４１の反転入力端子および電圧発生スイッチ３８の他端に接続されている。このオペアンプ４１の非反転入力端子は一方の端子３６に接続されている。オペアンプ４１は、出力端子がフィルター４８ｂを介してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４９に接続されている。端子３６ａ，３６ｂ間には、放電用スイッチ３９と抵抗４７が直列に接続されている。

ガード電極３３は、抵抗４３を介してオペアンプ４０の反転入力端子に接続されている。このオペアンプ４０の非反転入力端子はＧＮＤ電極３５に接続されている。オペアンプ４０は、出力端子がフィルター４８ａを介してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４９に接続されている。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４９は、オペアンプ４０，４１から出力されたアナログの出力信号を所定の時間間隔（以下、測定間隔という）でサンプリングしてデジタルの測定信号に変換して処理部５０へ出力する。

測定部３０は、構造体１０に検査用電圧を印加し、検査用電圧の印加に伴う正極１２および負極１４間の電気特性、本実施形態の場合、正極１２および負極１４間に流れる電流値を、所定の検査時間が終了するまで測定する。そして測定部３０は、測定された電流値を測定信号として処理部５０に出力する。

処理部５０は、制御部５２とタッチパネル５８とを備えている。制御部５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、検査装置２０全体を統括的に制御する。タッチパネル５８は、検査パラメータの設定、状態表示、測定結果および検査結果の表示などの機能を備えている。

タッチパネル５８において設定される検査パラメータとしては、例えば、構造体１０に印加される検査用電圧、電流値の測定間隔、および検査時間が挙げられる。検査用電圧は、構造体１０のタイプに応じて適宜設定することができるが、一般的には５０〜７５０Ｖ程度である。電流値の測定間隔は、１μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ程度の間で適宜設定することができる。より精度の高い測定結果を得るためには、１ｍｓｅｃ以下で電流値を測定することが好ましい。検査時間は、構造体１０のタイプによって異なるが、通常、数ｍｓｅｃ〜１０ｓｅｃ程度である。

上記のように構成された制御部５２は、測定部３０から出力された測定信号を受け取ると、良否判定処理を行う。まず制御部５２は、測定信号に基づき、測定開始から検査時間の終了まで所定の測定間隔における、特性値変化量としての電流値変化量（ΔＩ＝Ｉ_n+1−Ｉ_n）を求める（ｎは整数）。次いで制御部５２は、電流値が測定された測定間隔を時間変化量（Δｔ）として、時間変化量（Δｔ）に対する電流変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）を順次求める。そして制御部５２は、時間変化量（Δｔ）に対する電流変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化した回数を計測する。測定開始から測定時間が終了するまでの間に、比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化した回数が２回以上であった場合、制御部５２は、検査対象である構造体１０が不良品であると判定する。制御部５２は、判定結果に基づき、判定信号を生成し、タッチパネル５８に出力する。タッチパネル５８は、判定信号に基づき、判定結果を表示し得る。

またタッチパネル５８は、測定部３０において測定された時間ｔの経過における電流値Ｉの変化を表す電流波形を表示することができる。構造体１０が不良品であると判定された場合には、電流波形は、異常事象を反映した一時的な変動を含む異常波形として表示することができる。設定によっては、タッチパネル５８は、検査した構造体１０を良品と判定した場合、その電流波形を表示することもできる。タッチパネル５８は、異常波形における一時的な変動を拡大して表示する機能を備えることができる。

測定部３０から出力される測定信号、および制御部５２から出力される判定信号は、インターフェース５４，５６を介して外部機器（図示しない）へ出力することができる。外部機器へ出力された測定信号は、メモリーカード等の媒体に複写することができる。この場合には、一定間隔で測定された電流値を、検査装置２０とは別のコンピュータで確認することができる。

２．動作および効果
上記のように構成された検査装置２０の動作および効果について説明する。一対の端子３６ａ，３６ｂに構造体１０の正極１２および負極１４を、正極リード１１ａおよび負極リード１１ｂを介して接続し、検査を開始する。まず測定部３０は、処理部５０から送出された測定指示信号に基づき、所定の検査用電圧を正極１２および負極１４間に印加する。検査用電圧が印加されると、正極１２と負極１４に電荷が溜り、電流が流れる。当該電流は、検査用電圧の印加直後から大きくなり、正極１２と負極１４に十分電荷が溜まると、徐々に小さくなり、一定になる。例えば、正極１２と負極１４との間に短絡や開放といった異常事象のない良品の構造体１０の場合には、図４に示すように、電圧印加後、時間ｔ＝ｔ_peakにおいてピーク電流値Ｉ_peakが観測される。ピーク電流値Ｉ_peakに達した後、電流値は減少し続け、微小な電流値が流れ続けたあと、やがてゼロになる。

測定部３０は、検査用電圧を印加すると同時に、検査用電圧を印加したことに伴う正極１２および負極１４間に流れる電流値を測定し、測定信号として処理部５０へ出力する。

処理部５０は測定信号に基づき時間変化量（Δｔ）に対する電流変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）を順次求める。図４に示した電流波形においては、電圧印加後、ｔ＜ｔ_peakの時間では、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は０以上の値である。一方、それ以降のｔ_peak＜ｔ＜ｔ_eの時間では、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は負の値である。図４に示した電流波形においては、比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点は１点のみである。

こうした電流波形を示す良品の構造体１０の場合、測定される電圧は、図５に示すように、検査用電圧の印加開始から徐々に増加し、所定の時間で最大電圧値Ｖ_maxに到達する。最大電圧値Ｖ_maxは、印加された検査用電圧値とほぼ等しい値である。電圧値は、図示するように検査用電圧の印加が終了するまでは変化せずに一定値（Ｖ_max）を示す。

一方、同様の構成の構造体１０であっても、正極１２と負極１４間に短絡または開放といった異常事象が検査中に生じた場合、同様にして得られる電流波形には、例えば、図６に示すような一時的な変動が生じる。図示する電流波形には、ｔ＝ｔ_a1に第１の極大点ａ１が表れ、ｔ＝ｔ_b1に第１の極小点ｂ１が表れている。また、ｔ＝ｔ_b2に第２の極小点ｂ２が表れ、ｔ＝ｔ_a2に第２の極大点ａ２が表れている。

極大点や極小点のような変動は、図４に示した良品の構造体１０の電流波形には存在しない。図６に示す電流波形に発生した極大点ａ１，ａ２は、構造体１０の正極１２と負極１４間に短絡が生じたことを反映している。一方、極小点ｂ１，ｂ２は、構造体１０の正極１２と負極１４間に開放が生じたことを反映している。なお、構造体１０の正極１２と負極１４間の開放状態が続いた場合には、電流値がゼロとなる。電流値がゼロの状態が所定時間以上経過した場合、構造体１０の開放状態を確認することもできる。

このように、電流波形に発生した変動から、構造体１０内部に短絡または開放といった異常事象が生じたことを確認することができる。具体的には、電流波形における極大点から、構造体１０内の正極１２と負極１４間に短絡が生じたことを確認することができ、極小点からは、構造体１０内の正極１２と負極１４間に開放が生じたことを確認することができる。

図６に示した電流波形において、第１の極大点ａ１が生じたｔ＝ｔ_a1の前後に着目すると、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は、ｔ＜ｔ_a1では０以上の値であり、ｔ＞ｔ_a1では負の値となる。時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は、ｔ＝ｔ_a1において０以上の値から負の値に変化している。第２の極大点ａ２が生じたｔ＝ｔ_a2においても同様に、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は、０以上の値から負の値に変化している。

図４を参照して説明したように、良品の構造体１０の場合には、電流波形において比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点は、ピーク電流値Ｉ_peakにおける１点のみである。図６に示す電流波形においては、この１点に加えて、さらに２点で、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が、０以上の値から負の値に変化していることがわかる。

このように、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、当該構造体１０は不良品であると判定される。

なお、図６に示した電流波形において、第１の極小点ｂ１が生じたｔ＝ｔ_b1の前後に着目すると、ｔ_b1はピーク電流値Ｉ_peakが生じる前であるので、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は、ｔ＜ｔ_b1への過程において０以上から負の値に変化している。また第２の極小点ｂ２が生じたｔ＝ｔ_ｂ2は、ピーク電流値Ｉ_peakが生じた後であるので、第２の極小点ｂ２から復帰する過程において、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）は、０以上の値から負の値に変化している。このように極小点が生じた場合でも、極大点が生じた場合と同様に、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、当該構造体１０は不良品であると判定することができる。

以上において、民生用リチウムイオン二次電池等の小型電池に含まれる構造体１０について説明したが、車載用リチウムイオン二次電池等の大型電池に含まれる構造体１０の場合も同様である。

本実施形態に係る検査装置は、電流波形を観測して、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点によって、構造体１０の良否を判定することとしたので、予め設定された参照値を用いることなく、当該構造体１０を検査することができる。

さらに、本実施形態の検査装置２０においては、制御部５２は、電流波形における所定のパラメータの値を、予め設定された閾値と比較するという付属機能を備えてもよい。例えば、良品の構造体１０の電流波形においては、図４に示すようにピーク電流値Ｉ_peakがピーク電流発生時間ｔ_peakに表れる。この場合、検査用電圧印加から検査終了時点t_eまでの電流面積Ｓ_Iは、図中の斜線で示す領域の面積となる。

付属機能を用いる場合には、良品の構造体１０の電流波形におけるピーク電流値Ｉ_peak、ピーク電流発生時間ｔ_peak、および電流面積Ｓ_Iといった各パラメータを基準値とし、各パラメータについて、許容される上限値および下限値を閾値として予め設定する。良品の構造体１０とは、例えば、初期の電池特性および充放電サイクルを５０サイクル以上行っても特性に問題が無かった構造体１０である。また、各パラメータの基準値とは、複数個の良品の構造体１０を測定することによって得られた複数個の充電電流波形を、平均化して得られた値とすることができる。

ピーク電流値Ｉ_peakについては、上限値Ｉ_upperと下限値Ｉ_lowerとを設定し、ピーク電流発生時間ｔ_peakについては、上限値ｔ_upperと下限値ｔ_lowerとを設定する。さらに、電流面積Ｓ_Iについては、上限値Ｓ_upperと下限値Ｓ_lowerとを設定する。各パラメータにおいて許容される上限値および下限値は、構造体１０のタイプ等に応じて適宜設定することができる。上限値および下限値からなる閾値は、処理部５０のタッチパネル５８において検査パラメータとして設定することができる。設定された閾値は、制御部５２の記憶部に記憶される。

制御部５２の記憶部は、ピーク電流値Ｉ_peakおよびその閾値（上限値Ｉ_upper、下限値Ｉ_lower）、ピーク電流発生時間ｔ_peakおよびその閾値（上限値ｔ_upper、下限値ｔ_lower）、電流面積Ｓ_Iおよびその閾値（上限値Ｓ_upperおよび下限値Ｓ_lower）を、予め保持していてもよい。この場合には、測定部３０において複数個の良品について測定した際、得られた複数個の結果が測定信号として処理部５０に出力され、制御部５０における制御部５２の記憶部に記憶される。制御部５２は、複数個の測定結果を平均して各基準値（ピーク電流値Ｉ_peak、ピーク電流発生時間ｔ_peak、電流面積Ｓ_I）を求め、複数個の測定結果に基づいて閾値を設定して記憶部に記憶する。

制御部５２は、測定結果から得られたピーク電流値、ピーク電流発生時間、あるいは電流面積の値を各閾値と比較して、閾値から外れた場合にも当該構造体１０が不良品であると判定する。

以上のようにして検査された構造体１０は、蓄電装置としてリチウムイオン電池に適用することができる。例えば、検査で良品と判定された構造体１０を、非水電解液とともに外装缶内に配置する。そして、外装缶を密閉する。このようにしてリチウムイオン電池が製造される。なお、構造体１０の検査は、構造体１０を外装缶に収納した後、電解液を外装缶内に注入する前に行ってもよい。

本実施形態の製造方法によれば、内部に短絡や開放事象の生じた不良品の構造体１０を検出し、良品の構造体１０を用いて蓄電装置を生産するので、蓄電装置の信頼性および生産性を向上することができる。

３．変形例
本実施形態の検査装置２０で検査される構造体１０として、巻回型構造の例を挙げて説明したが、これに限定されない。セパレータ１６を挟んで複数の正極１２と複数の負極１４とを交互に積層して構成された積層型構造の構造体を用いることもできる。

なお、本実施形態で説明した電池は本発明の方法で製造される蓄電装置の一例であり、本発明はこれに限定されない。蓄電装置としては、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、コンデンサ、およびニッケル電池等が挙げられる。

本実施形態の製造方法における構造体１０を検査する工程においては、時間変化量（Δｔ）に対する電流変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）を調べ、比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、当該構造体１０を不良品と判定することとしている。電流波形において、ピーク電流値Ｉ_peakとは別に一時的な変動が観測された場合、当該構造体１０は不良品である。

電流波形における一時的な変動は、例えば、ｎ番目（ｎは正数）に測定された電流値Ｉ_nを、ｎ−１番目に測定された電流値Ｉ_n-1、およびｎ＋１番目に測定された電流値Ｉ_n+1と比較することによって確認することとしてもよい。具体的には、電流値I_n-1と電流値Ｉ_nとの変化量をΔＩ_nとして、電流値Ｉ_nと電流値I_n+1との変化量をΔＩ_n+1とする。変化量ΔＩ_nに対して変化量ΔＩ_n+1が２００％以上増減した場合には、電流波形に一時的な変動が生じたと判断することができる。あるいは、ｎ番目に測定された電流値Ｉ_nを、ｎ−２番目に測定された電流値Ｉ_n-2、およびｎ＋２番目に測定された電流値Ｉ_n+2を上述と同様の要領で比較して、その結果に基づいて同様に判断してもよい。

さらに、例えば指数平滑移動平均を採用して電流波形の移動平均値を算出し、それに基づいて一時的な変動を確認することとしてもよい。具体的には、ｎ＋３番目に測定された電流値Ｉ_n+3と、ｎ＋２番目に測定された電流値Ｉ_n＋2と、ｎ＋１番目に測定された電流値Ｉ_n+1と、ｎ番目に測定された電流値Ｉ_nとの平均を求めて、平均電流値I_av1とする。また、ｎ＋４番目に測定された電流値Ｉ_n+4と、ｎ＋３番目に測定された電流値Ｉ_n+3と、ｎ＋２番目に測定された電流値Ｉ_n+2と、ｎ＋１番目に測定された電流値Ｉ_n+1との平均を求めて、平均電流値I_av2とする。さらに、ｎ＋５番目に測定された電流値Ｉ_n+5と、ｎ＋４番目に測定された電流値Ｉ_n+4と、ｎ＋３番目に測定された電流値Ｉ_n+3と、ｎ＋２番目に測定された電流値Ｉ_n+2との平均を求めて、平均電流値I_av3とする。

平均電流値I_av1と平均電流値I_av2との変化量ΔＩ_av1とし、平均電流値I_av2と平均電流値I_av3との変化量ΔＩ_av2とする。ΔＩ_av1に対してΔＩ_av2が２００％以上増減した場合には、電流波形に一時的な変動が生じたと判断することができる。なお、平均値を求める電流値の数は、４つに限定されず、適宜設定すればよい。

平均値としては、ｎ番目に測定された電流値Ｉ_nと、ｎ−ｊ番目（ｊは正数）に測定された電流値Ｉ_n-jと、ｎ＋ｊ番目（ｊは正数）に測定された電流値Ｉ_n＋jとの平均値を用いてもよい。この場合、ｊの値は任意に設定することができる。

あるいは、ｎ＋３番目に測定された電流値Ｉ_n+3を、ｎ＋２番目に測定された電流値Ｉ_n+2と、ｎ＋１番目に測定された電流値Ｉ_n+1と、ｎ番目に測定された電流値Ｉ_nとの平均電流値Ｉ_av3と比較してもよい。上述の場合と同様、平均電流値Ｉ_av3に対して電流値Ｉ_n+3が２００％以上増減した場合には、電流波形に一時的な変動が生じたと判断することができる。このように、電流波形における一時的な変動は、任意の手法によって調べることが可能である。電流波形に一時的な変動が生じたと判断する変化量の増減（％）は、２００％に固定されるものではない。不良と判断する範囲に応じて、適宜設定することができる。また、変化量の増減（％）ではなく、変化量の絶対値で比較して、電流波形における一時的な変動を判断してもよい。

上述したような手法で電流波形の一時的な変動を調べるには、例えば、検査装置２０の処理部５０におけるタッチパネル５８において、電流値の比較に用いられる所定のパラメータが、検査パラメータとして設定される。

図３に示した検査装置２０の測定部３０では、電気特性として電流値を用いる場合について説明したが、電圧値を用いることもできる。この場合には、検査装置２０の処理部５０におけるタッチパネル５８には、電圧波形を表示することができる。例えば、図６に示した電流波形を示す構造体１０の場合には、構造体１０の正極１２と負極１４間の短絡は、図７に示すように電圧波形の時間ｔ_a1，ｔ_a2における極小点ｃ１，ｃ２として表れる。

図７では、極小点を除く電圧波形において時間変化量（Δｔ）に対する電圧変化量（ΔＶ）の比（ΔＶ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点は１点である。そして各極小点に至る過程において、比（ΔＶ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化している。したがって電圧値を用いた場合、上記実施形態と同様に、比（ΔＶ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上の場合、構造体１０を不良と判定することができるので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

電流波形を表示する場合と同様、タッチパネル５８は、検査した構造体１０を良品と判断した場合、その電圧波形を表示することもできる。また、測定信号としての電圧値は、電流値の場合と同様、外部機器へ出力することができる。さらには、所定の媒体に複写して、一定期間で測定された電圧を、検査装置２０とは別のコンピュータで確認することができる。

なお、構造体１０の正極１２と負極１４間の短絡状態が続いた場合には、電圧値がゼロとなる。電圧値がゼロの状態が所定時間以上経過した場合、構造体１０の短絡状態を確認することもできる。

構造体１０の正極１２と負極１４間の短絡状態または開放状態が復帰しない場合には、構造体１０の内部抵抗値を測定することによって、検出することもできる。電流波形および電圧波形の場合と同様、良品に基づく参照値は必要とされない。抵抗波形の異常な変化を捉えることによって、構造体１０の不良を判定することも可能である。

本実施形態の蓄電装置の製造方法においては、構造体１０を検査装置２０で検査する前に、プレス機等で一定の力で圧力をかけて、正極１２と負極１４との間の極間距離を一定にすることができる。構造体１０において、正極１２とセパレータ１６との間、あるいはセパレータ１６と負極１４と間に異物が混入した場合には、正極１２と負極１４との間の極間距離が正常の範囲から逸脱することがある。電極バリが発生した際にも、極間距離に異常が生じる。極間距離が異常に長い場合、または異常に短い場合には、構造体１０の静電容量に差異が生じてしまう。

構造体１０をプレスすることによって、正極１２と負極１４との間の極間距離を一定にして、正確な静電容量を得ることができる。プレスの際の圧力は、構造体１０のタイプに応じて適宜設定することができるが、一般的には、１〜３，０００Ｐａ程度とすることができる。

１０構造体
１１ａ正極リード
１１ｂ負極リード
１２正極
１４負極
１６セパレータ
２０検査装置
３０測定部
５０処理部

Claims

一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む構造体を検査する工程を含む蓄電装置の製造方法であって、
前記構造体を検査する工程では、
前記一対の電極の間に一定の検査用電圧を印加しつつ、前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電流値を所定の間隔で測定し、
前記検査用電圧を印加した直後から前記電流値が一定になるまでに、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、前記構造体を不良品と判定する工程と、
時間ｔの経過における電流値Ｉの変化を表す電流波形において、ピーク電流値Ｉ _peak 、ピーク電流発生時間ｔ _peak 、および電流面積Ｓ _I を求め、前記ピーク電流値Ｉ_peak、前記ピーク電流発生時間ｔ_peak、および前記電流面積Ｓ_Iのいずれか１つが、上限値と下限値とを有する予め設定された閾値から外れた場合に、前記構造体を不良品と判定する付属工程と
を有することを特徴とする蓄電装置の製造方法。
一対の電極と前記一対の電極の間に配置されたセパレータとを含む構造体を検査する検査装置であって、
前記一対の電極の間に印加する一定の検査用電圧を発生する直流定電圧発生器、および前記検査用電圧の印加に伴う前記一対の電極の間の電流値を検出する検出回路を含む測定部と、
検出された前記電流値に基づき、前記構造体の良否を判定する処理部とを備え、
前記処理部は、
前記検査用電圧を印加した直後から前記電流値が一定になるまでに、時間変化量（Δｔ）に対する電流値変化量（ΔＩ）の比（ΔＩ／Δｔ）が０以上の値から負の値に変化する点が２点以上観測された場合に、前記構造体を不良品と判定する機能と、
時間ｔの経過における電流値Ｉの変化を表す電流波形において、ピーク電流値Ｉ _peak 、ピーク電流発生時間ｔ _peak 、および電流面積Ｓ _I を求め、前記ピーク電流値Ｉ_peak、前記ピーク電流発生時間ｔ_peak、および前記電流面積Ｓ_Iのいずれか１つが、上限値と下限値とを有する予め設定された閾値から外れた場合に、前記構造体を不良品と判定する付属機能と
を有することを特徴とする検査装置。