JP6888535B2 - 電池の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は，電池の検査方法に関する。さらに詳細には，電池の電池容量に基づいて検査を行う電池の検査方法に関する。

リチウムイオン二次電池などの二次電池は，特性や品質を調べて評価するため，出荷前に検査が行われている。また，二次電池の検査は，電池容量（充電容量）に基づいて行われることがある。

例えば，特許文献１には，二次電池の電池容量の良否を判定することを含む二次電池の検査方法が開示されている。また，特許文献１には，予め定めた検査区間における放電の電流積算量によって検査区間の区間容量を算出し，算出した区間容量に基づいて，区間容量と相関のある電池容量の良否を判定する技術が記載されている。

特開２０１４−８５３２３号公報

しかしながら，区間容量と電池容量との相関は，定めた検査区間によっては，それほど高くないことがある。つまり，正確な電池容量に基づいて二次電池の評価を行うことができないおそれがあった。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，二次電池の電池容量に基づく検査を正確に行うことができる二次電池の検査方法を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の検査方法は，二次電池の電池容量に基づいて検査を行う二次電池の検査方法であって，二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）と電圧との関係であるＳＯＣ電圧関係を取得して，ＳＯＣ電圧関係における変曲点を定める変曲点設定工程と，ＳＯＣを変曲点に基づいて分割した分割ＳＯＣ区間における部分電池容量を取得する部分電池容量取得工程と，部分電池容量を用いて二次電池の電池容量を求め，求めた電池容量に基づいて二次電池の評価を行う評価工程とを有し，変曲点設定工程では，ＳＯＣ電圧関係を予め定めた複数の変曲候補点を基準に分割した複数の変曲分割区間を定め，第１の変曲分割区間における傾きと，第１の変曲分割区間の隣の第２の変曲分割区間における傾きとの比である傾斜比を求め，傾斜比が，０．８以下，または，１．２以上を示す第１の変曲分割区間と第２の変曲分割区間との分割基準である変曲候補点を変曲点に定め，部分電池容量取得工程では，充電または放電の一方を，その開始時のＳＯＣの値である開始ＳＯＣ値から，分割ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値よりも低く，最低値よりも高い値までの範囲内に予め定めた基準ＳＯＣ区間について行うとともに，基準ＳＯＣ区間における前記一方に係る電流値の積算により基準電池容量を求め，さらに，部分電池容量Ｗを次の式，
Ｗ＝Ｗｂ・（ΔＳｄ／ΔＳｂ）
Ｗｂ：基準電池容量
ΔＳｄ：分割ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値と最低値との差
ΔＳｂ：基準ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値と最低値との差
により求めることを特徴とする二次電池の検査方法である。

本発明に係る二次電池の検査方法では，ＳＯＣ電圧関係の傾斜の程度を基準に分割ＳＯＣ区間を定めている。また，分割ＳＯＣ区間の少なくとも一部を含む基準ＳＯＣ区間の基準電池容量を取得し，その基準電池容量に，分割ＳＯＣ区間の基準ＳＯＣ区間に対する比を乗じることで，部分電池容量を算出している。これにより，部分電池容量を正確に推定することができる。このため，その部分電池容量を用いて求めた二次電池の電池容量は正確なものである。よって，二次電池の正確な電池容量に基づいて二次電池の評価を正確に行うことができる。すなわち，二次電池の電池容量に基づく検査を正確に行うことができる。

本発明によれば，二次電池の電池容量に基づく検査を正確に行うことができる二次電池の検査方法が提供されている。

実施形態に係る二次電池の検査方法の手順を示す図である。 実施形態に係る二次電池のＳＯＣとＯＣＶとの関係を示す図である。 実施例に係るリチウムイオン二次電池のＳＯＣと正極，負極の電位との関係を示す図である。 実施例に係るリチウムイオン二次電池のＯＣＶの推移を示す図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

本形態に係る検査方法の検査対象は，充電および放電を行うことが可能な二次電池である。本形態に係る検査方法は，組立工程によって二次電池を構成した後の検査に適用できるものである。組立工程では，各材料により二次電池を組み立てる。例えば，正負の電極板とセパレータとを捲回または平積みにより積層し，電極体を製造する。また，電極体等を電池ケース内に収容することで二次電池とする。すなわち，組立工程により，二次電池が構築される。また，本形態では，組立工程後の二次電池について，初期充電工程等，その他に必要な工程も行う。

本形態では，二次電池の検査を，図１に示す手順で行う。すなわち，本形態の検査では，図１に示すように，変曲点設定工程（Ｓ１），部分電池容量取得工程（Ｓ２），評価工程（Ｓ３）をこの順で行う。以下，変曲点設定工程（Ｓ１）より説明する。

変曲点設定工程（Ｓ１）は，その後の部分電池容量取得工程（Ｓ２）で使用する変曲点を定める工程である。また，変曲点設定工程（Ｓ１）は，良品の二次電池を用い，二次電池の変曲点を正確に設定する工程である。

本工程は，本形態においては，満充電まで充電された状態の二次電池，すなわちＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が１００％の二次電池を放電させつつ行う。また，本工程では，ＳＯＣが１００％の二次電池を，予め定めた変曲点の候補となる複数のＳＯＣの値（変曲候補点）ごとに，その開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）を測定しつつ行う。予め定めておく変曲候補点は，例えば，１０％ごとや２％ごとなど，任意の値に設定することができる。なお，ここでは，変曲候補点を１０％ごとに定めた場合について説明する。

図２は，良品の二次電池を放電させつつ取得した，ＳＯＣとＯＣＶとの関係（ＳＯＣ−ＯＣＶカーブ）を例示した図である。また図２には，変曲候補点Ｉｃを示している。具体的には，変曲候補点Ｉｃとして，変曲候補点Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，Ｉｃ４，Ｉｃ５，Ｉｃ６，Ｉｃ７，Ｉｃ８，Ｉｃ９を示している。前述したように，変曲候補点Ｉｃは１０％ごとに定めた値であるため，変曲候補点Ｉｃ１，Ｉｃ２，Ｉｃ３，Ｉｃ４，Ｉｃ５，Ｉｃ６，Ｉｃ７，Ｉｃ８，Ｉｃ９はそれぞれ，ＳＯＣの値が，１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％である。

次に，本工程では，変曲候補点Ｉｃを境界としたときのＳＯＣ−ＯＣＶカーブの傾きの比である傾斜比を算出する。具体的には，まず，変曲候補点Ｉｃを基準として区切られたＳＯＣの区間である複数の変曲分割区間Ｓｉごとに，ＳＯＣ−ＯＣＶカーブの傾きＭを求める。具体的には，図２に示すように，変曲分割区間Ｓｉ１〜Ｓｉ１０のそれぞれの傾きＭ１〜Ｍ１０を求める。

続いて，隣り合う２つの変曲分割区間Ｓｉについて，傾斜比Ｍｒを求める。本形態では，傾斜比Ｍｒを，隣り合う２つの変曲分割区間Ｓｉのうち，ＳＯＣの値が低い側の変曲分割区間Ｓｉの傾きＭの，ＳＯＣの値が高い側の変曲分割区間Ｓｉの傾きＭに対する比により算出する。つまり，例えば，隣り合う変曲分割区間Ｓｉ１と変曲分割区間Ｓｉ２とに係る傾斜比Ｍｒは，Ｍ１／Ｍ２により算出する。なお，隣り合う２つの変曲分割区間Ｓｉのうち，ＳＯＣの値が高い側の変曲分割区間Ｓｉの傾きＭの，ＳＯＣの値が低い側の変曲分割区間Ｓｉの傾きＭに対する比により，傾斜比Ｍｒを算出してもよい。

そして，ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにおける傾きＭが大きく変わった箇所を，変曲点ＩＰとして定める。本形態では，傾斜比Ｍｒが，０．８以下，または，１．２以上を示したとき，その傾斜比Ｍｒに係る２つの変曲分割区間Ｓｉの分割基準である変曲候補点Ｉｃを，変曲点ＩＰに定めることとしている。

図２においては，変曲分割区間Ｓｉ１〜Ｓｉ４の傾きＭ１〜Ｍ４については，ほとんど同じであり，傾斜比Ｍｒが，０．８超過，かつ，１．２未満の範囲内である。また，変曲分割区間Ｓｉ５〜Ｓｉ１０の傾きＭ５〜Ｍ１０については，ほとんど同じであり，傾斜比Ｍｒが，０．８超過，かつ，１．２未満の範囲内である。一方，変曲分割区間Ｓｉ４の傾きＭ４と変曲分割区間Ｓｉ５の傾きＭ５とは大きく異なっており，傾斜比Ｍｒ（Ｍ４／Ｍ５）が，０．８以下，または，１．２以上となっている。

よって，本工程では，図２のＳＯＣ−ＯＣＶカーブを示す二次電池について，変曲分割区間Ｓｉ４と変曲分割区間Ｓｉ５との分割基準である変曲候補点Ｉｃ４を，変曲点ＩＰに定める。図２において，変曲点ＩＰは，具体的には，ＳＯＣの値が４０％である。

次に，部分電池容量取得工程（Ｓ２）について説明する。本工程は，変曲点設定工程（Ｓ１）で設定した変曲点ＩＰに基づいて分割ＳＯＣ区間を定め，分割ＳＯＣ区間の部分電池容量を取得する工程である。本工程では，組み立て後の検査対象の二次電池について，それぞれの部分電池容量を取得する工程である。また，本工程で部分電池容量を取得する検査対象の二次電池は，必ずしも良品とは限らない。

本工程では，まず，図２に示すように，変曲点ＩＰを基準に分割ＳＯＣ区間Ｓｄを定める。すなわち，ＳＯＣの値が０％から４０％までの範囲を第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１に，ＳＯＣの値が４０％から１００％までの範囲を第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２に定める。第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１および第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２はそれぞれに，ＳＯＣ−ＯＣＶカーブにおける傾きＭが同程度の区間である。傾斜比Ｍｒが，０．８超過，かつ，１．２未満の範囲内の変曲分割区間Ｓｉをまとめた区間だからである。

続いて，分割ＳＯＣ区間Ｓｄについて，基準ＳＯＣ区間Ｓｂを定める。分割ＳＯＣ区間Ｓｄについて定める基準ＳＯＣ区間Ｓｂは，ＳＯＣの範囲が，分割ＳＯＣ区間Ｓｄよりも狭い範囲である。図２においては，第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１について第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１を定め，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２について第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２を定めている。なお，図２に示すように，第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１は，ＳＯＣの値が３０％から４０％までの範囲に定めている。第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２は，ＳＯＣの値が９０％から１００％までの範囲に定めている。

続いて，本工程では，二次電池を，基準ＳＯＣ区間Ｓｂの範囲内にて放電させつつ，基準ＳＯＣ区間Ｓｂにおける基準電池容量を求める。基準電池容量は，二次電池を基準ＳＯＣ区間Ｓｂにて電流値を検出しつつ放電させ，その放電に係る電流値を積算することで求めることができる。

具体的に，本形態では，予めＳＯＣの値を１００％に調整した二次電池を，電流値を検出しつつ，ＳＯＣの値が３０％となるまで放電させる。このとき，少なくとも，第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１および第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２における放電の電流値を検出すればよい。つまり，ＳＯＣの値が１００％から９０％までの範囲と，ＳＯＣの値が４０％から３０％までの範囲とについて，放電の電流値を検出すればよい。そして，検出した電流値を積算することで，第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１および第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２のそれぞれの基準電池容量を求める。

そして，求めた第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１および第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２のそれぞれの基準電池容量を基に，第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１および第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２のそれぞれの部分電池容量を算出する。本形態では，部分電池容量Ｗを，基準電池容量Ｗｂ，分割ＳＯＣ区間Ｓｄの最高値と最低値との差ΔＳｄ，基準ＳＯＣ区間Ｓｂの最高値と最低値との差ΔＳｂを用いて，次の式（１）により算出する。
Ｗ＝Ｗｂ・（ΔＳｄ／ΔＳｂ） ・・・（１）

よって，本工程では，上記の式（１）により，第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１の第１部分電池容量Ｗ１と，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の第２部分電池容量Ｗ２をそれぞれ算出することで取得する。

次に，評価工程（Ｓ３）について説明する。本工程は，部分電池容量取得工程（Ｓ２）で取得した部分電池容量Ｗに基づいて，その二次電池の評価を行う。本工程は，部分電池容量取得工程（Ｓ２）を行った検査対象の二次電池についてそれぞれ評価する工程である。

本工程では，まず，部分電池容量Ｗを用いて二次電池の電池容量Ｗａ（全容量）を求める。具体的には，二次電池の電池容量Ｗａは，部分電池容量Ｗをすべて積算，つまり，第１部分電池容量Ｗ１と第２部分電池容量Ｗ２とを積算することで算出する。

また，本工程では，二次電池の評価として，算出した電池容量Ｗａが，予め定めた範囲内に収まっているか否かにより，二次電池の良否判定を行う。すなわち，例えば，電池容量Ｗａが予め定めた良品範囲内である二次電池については，良品と判定して，次工程に送る。一方，例えば，電池容量Ｗａが予め定めた良品範囲の下限値よりも低い二次電池については，不良品と判定して，廃棄処分とする。なお，不良品については，リサイクルすることとしてもよい。

なお，本工程では，その他の評価を行うこととしてもよい。例えば，二次電池の評価として，算出した電池容量Ｗａに基づいて複数のグループへと振り分けるグループ判定を行ってもよい。すなわち，例えば，良否判定に係る良品範囲をさらに分割した複数の良品グループの範囲を予め定めておき，二次電池をそれぞれ，電池容量Ｗａの値によって，複数の良品グループのうちのひとつの良品グループへと振り分ける。これにより，良品の二次電池をそれぞれ，電池特性のひとつである電池容量Ｗａに基づいて振り分けることができる。また，本工程では，二次電池の電池容量Ｗａに基づいて，複数の評価を合わせて行うこととしてもよい。

ここで，本形態の検査方法では，前述したように，分割ＳＯＣ区間Ｓｄを，傾斜比Ｍｒが０．８超過，かつ，１．２未満の，傾きＭが同じとみなせる変曲分割区間Ｓｉをまとめることで設定し，その分割ＳＯＣ区間Ｓｄについて部分電池容量Ｗを求めている。また，部分電池容量Ｗを，本形態では，分割ＳＯＣ区間Ｓｄの範囲内に定めた基準ＳＯＣ区間Ｓｂについて実際に測定した基準電池容量Ｗｂに，分割ＳＯＣ区間Ｓｄの範囲の基準ＳＯＣ区間Ｓｂの範囲に対する比を乗じて算出している。

これにより，本形態の検査方法は，部分電池容量Ｗをいずれも，算出によって正確に推定することができる。このため，その部分電池容量Ｗを用いて求まる二次電池の電池容量Ｗａについても，正確に推定することができる。従って，本形態の検査方法は，二次電池の正確な電池容量Ｗａに基づいて，二次電池を正確に評価することができる検査方法である。

また，例えば，二次電池の正確な電池容量は，ＳＯＣの値が１００％から０％となるまで放電させ，その放電中の電流値の積算によって取得することは可能である。しかし，この方法によれば，二次電池の正確な電池容量を取得できるものの，二次電池の放電時間が長く，二次電池の検査に要する時間が長時間になってしまう。

これに対し，本形態の検査方法では，前述したように，部分電池容量取得工程（Ｓ２）では，二次電池を，ＳＯＣの値が１００％から３０％となるまで放電させれば，評価工程（Ｓ３）で必要な部分電池容量Ｗを取得することができている。よって，二次電池を，ＳＯＣの値が１００％から３０％となるまで放電させれば，二次電池の電池容量Ｗａを正確に取得することができる。これにより，本形態の検査方法は，二次電池の正確な評価を，短い放電時間で，短時間に行うことができる検査方法である。これは，最もＳＯＣの範囲が低い分割ＳＯＣ区間Ｓｄである第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１についての第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１を，第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１の最低値（ＳＯＣ：０％）よりも高い範囲（ＳＯＣ：３０％〜４０％）に定めていることによるものである。

なお，上記では，部分電池容量取得工程（Ｓ２）において，二次電池の放電に係る電流値を積算することで基準ＳＯＣ区間Ｓｂにおける基準電池容量Ｗｂを取得している。しかし，部分電池容量取得工程（Ｓ２）では，二次電池を充電し，その充電に係る電流値を積算することで，基準ＳＯＣ区間Ｓｂにおける基準電池容量Ｗｂを取得してもよい。

部分電池容量取得工程（Ｓ２）を充電により行う場合，図２の例においては，例えば，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２に係る第２基準ＳＯＣ区間を，ＳＯＣの値が１００％を含まないように定めればよい。具体的には，例えば，図２に示す第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２′のように，ＳＯＣの値が４０％から５０％までの範囲に定めることができる。この場合，部分電池容量取得工程（Ｓ２）では，二次電池の充電を，第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１と第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２′とについて行えばよく，ＳＯＣの値が３０％から５０％になるまで行えばよい。そして，この場合にも，当然，第１基準ＳＯＣ区間Ｓｂ１と第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２′との基準電池容量Ｗｂに基づいてそれぞれ，上記の式（１）によって部分電池容量Ｗを正確に求めることができる。

すなわち，部分電池容量取得工程（Ｓ２）における基準ＳＯＣ区間Ｓｂは，充電または放電の開始時のＳＯＣの値から，分割ＳＯＣ区間ＳｄにおけるＳＯＣの最高値よりも低く，最低値よりも高い値の範囲で定めればよい。これにより，ＳＯＣの値が０％から１００％までの全範囲について二次電池を充電または放電する場合よりも短時間で，すべての基準ＳＯＣ区間Ｓｂの基準電池容量Ｗｂを取得することができるからである。そして，その基準電池容量Ｗｂを用いて式（１）により，二次電池の電池容量Ｗａを取得することができる。

また，上記では，基準ＳＯＣ区間Ｓｂを，対応する分割ＳＯＣ区間Ｓｄの範囲内に定めている。しかし，基準ＳＯＣ区間Ｓｂは，必ずしも対応する分割ＳＯＣ区間Ｓｄの範囲内でなくともよい。つまり，基準ＳＯＣ区間Ｓｂは，上記の式（１）から求まる分割ＳＯＣ区間Ｓｄの部分電池容量Ｗと，分割ＳＯＣ区間ＳｄのＳＯＣの全範囲についての充放電の電流値の積算による実際の部分電池容量との相関が高ければ，分割ＳＯＣ区間Ｓｄ外の範囲を含んでいてもよい。具体的には，例えば，基準電池容量Ｗｂの取得を放電により行う場合に，基準ＳＯＣ区間Ｓｂの最高値は，分割ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値よりも高くてもよい。

すなわち，基準ＳＯＣ区間Ｓｂは，良品の二次電池について，上記の式（１）から求まる分割ＳＯＣ区間Ｓｄの部分電池容量Ｗと，分割ＳＯＣ区間ＳｄのＳＯＣの範囲についての充放電の電流値の積算による実際の部分電池容量との関係が，決定係数Ｒ２乗値が０．９を超えるように定めればよい。基準ＳＯＣ区間Ｓｂの基準電池容量Ｗｂを取得し，上記の式（１）から，部分電池容量Ｗを短時間で正確に求めることができるからである。

また上記では，すべての分割ＳＯＣ区間Ｓｄのいずれについても，上記の式（１）を用いてそれぞれ部分電池容量Ｗを取得している。つまり，二次電池のＳＯＣの全範囲（０％〜１００％）について，上記の式（１）を用いて部分電池容量Ｗを算出している。しかし，ＳＯＣの一部範囲についてのみ，上記の式（１）を用いて部分電池容量Ｗを取得することとしてもよい。例えば，一部の分割ＳＯＣ区間Ｓｄについて上記の式（１）によらずに部分電池容量Ｗを取得する場合，その分割ＳＯＣ区間Ｓｄについては，実際に充電中または放電中の電流値を検出して積算することで，部分電池容量Ｗを算出してもよい。また例えば，一部の分割ＳＯＣ区間Ｓｄの部分電池容量Ｗについては，固定値を用いることとしてもよい。

また，変曲点設定工程（Ｓ１）は，複数の二次電池を構築する組立工程を行う前に実施してもよい。すなわち，複数，製造する二次電池と同種の良品の二次電池を予め作製し，その良品の二次電池について変曲点設定工程（Ｓ１）を行うことで，その種の二次電池の変曲点ＩＰを取得しておく。そして，その後，組立工程により構築した同種の複数の二次電池について，部分電池容量取得工程（Ｓ２）および評価工程（Ｓ３）を実施してもよい。また，部分電池容量取得工程（Ｓ２）および評価工程（Ｓ３）は，構築したすべての二次電池について実施する全数検査で行ってもよいし，一部の二次電池についてのみ実施する抜き取り検査で行ってもよい。

＜実施例＞
次に，実施例について説明する。本実施例では，リチウムイオン二次電池について，変曲点設定工程（Ｓ１），部分電池容量取得工程（Ｓ２），評価工程（Ｓ３）をこの順で行う。

実施例に係る変曲点設定工程（Ｓ１）は，ＳＯＣを１００％に調整したリチウムイオン二次電池を放電させつつ行った。実施例においては，変曲候補点Ｉｃを２％ごとに定めた。また，変曲候補点Ｉｃを基準として分割した変曲分割区間Ｓｉごとに，ＳＯＣ−ＯＣＶカーブの傾きＭを求め，求めた傾きＭより傾斜比Ｍｒを算出した。

ここで，図３に，実施例のリチウムイオン二次電池を放電しつつ取得したＳＯＣと正極電位，負極電位との関係を示す。実施例のリチウムイオン二次電池では，傾斜比Ｍｒについて，０．８以下，または，１．２以上を基準として判定した結果，図３に示すＳＯＣ３６％が変曲点ＩＰとして取得された。

また，図３に示すように，実施例に係るリチウムイオン二次電池では，ＳＯＣの値が１０％以下の範囲において，ＳＯＣの変化に伴う負極電位の変化量が大きく，ＳＯＣとＯＣＶとの関係の傾きが急になってしまうことから，変曲点ＩＰが多く存在していた。また，負極におけるＳＯＣの値が１０％以下の範囲では，リチウムイオン二次電池の内部抵抗が高く，ＳＯＣ−電位カーブの推移が安定せず，電池ごとにバラつきが大きい傾向にある。つまり，ＳＯＣとＯＣＶとの関係においても，ＳＯＣの値が１０％以下の範囲では，電池ごとにバラつきが大きくなりがちである。

そこで，実施例では，変曲点ＩＰが連続して表れ，内部抵抗値が予め定めた値よりも高い，ＳＯＣの値が０から１０％までの範囲については，１つの分割ＳＯＣ区間Ｓｄ（第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１）とみなし，その第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１については，予め放電に係る電流値を積算することで取得しておいた固定値を部分電池容量Ｗ（第１部分電池容量Ｗ１）として用いることとした。

次に，実施例に係る部分電池容量取得工程（Ｓ２）では，ＳＯＣの値が０％から１０％までの範囲を第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１に，１０％から３６％までの範囲を第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２に，３６％から１００％までの範囲を第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３に定めた。

また，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２，第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３のそれぞれについて，基準ＳＯＣ区間Ｓｂを定めた。具体的には，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２を，ＳＯＣの値が３０％から４０％までの範囲に定めた。また，第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３の第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３を，ＳＯＣの値が８０％から９０％までの範囲に定めた。

第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２を３０％から４０％までの範囲に定めたのは，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２を，できるだけ高いＳＯＣの範囲に定めるためである。第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２は，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３よりも低いＳＯＣの範囲であるため，放電により基準電池容量Ｗｂを測定する際には，その放電の終期に該当するＳＯＣの範囲である。つまり，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２は，その最低値をできるだけ高くしておいた方が，基準電池容量Ｗｂを測定する際の放電を早く終了することができる。

また，放電の開始電圧に近いほど，リチウムイオン二次電池の発熱は小さい傾向にある。このため，基準ＳＯＣ区間Ｓｂが放電開始時のＳＯＣの値に近いほど，電流値の測定誤差が小さく，基準電池容量Ｗｂを正確に取得できる傾向にある。つまり，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２をできるだけ高いＳＯＣの範囲に定めておくことで，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２の第２基準電池容量Ｗｂ２を正確に測定することができる。

なお，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２の最高値である４０％は，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の最高値である３６％よりも高い。つまり，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２は，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の範囲外までをも含んでいる。しかし，実施例に係る良品のリチウムイオン二次電池では，ＳＯＣの値が１０％から３６％までの範囲において，ＳＯＣの値が３０％から４０％までの範囲を基準ＳＯＣ区間Ｓｂとして式（１）により求めた部分電池容量Ｗと，放電に係る電流値の積算による実際の部分電池容量との関係が，決定係数Ｒ２乗値が０．９を超えるものであった。このため，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２の範囲を，ＳＯＣの値が３０％から４０％までの範囲に定めたとしても，本実施例では，式（１）により，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の部分電池容量Ｗを正確に取得することができるようになっている。

また，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３を８０％から９０％までの範囲に定めたのは，放電の開始電圧を含まないようにしつつ，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３を，できるだけ高いＳＯＣの範囲に定めるためである。すなわち，例えば，ＳＯＣの値が１００％からリチウムイオン二次電池を放電させ，その放電の開始電圧（ＳＯＣの値が１００％のときの電圧）を含む範囲に第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３を設定した場合には，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３の第３基準電池容量Ｗｂ３を安定して測定できないおそれがある。また，前述したように，放電の際には，その開始時のＳＯＣの値に近い方が，リチウムイオン二次電池の発熱が小さく，電流値の測定誤差が小さくなる傾向にある。このため，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３についても，できるだけ高いＳＯＣの範囲に定めておくことで，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３の第３基準電池容量Ｗｂ３を誤差なく測定することができる。

そして，上記のように定めた第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２および第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３の範囲内にて電流値を検出しつつリチウムイオン二次電池を放電させ，その放電に係る電流値を積算することで，第２基準電池容量Ｗｂ２および第３基準電池容量Ｗｂ３を求める。すなわち，実施例では，リチウムイオン二次電池を，ＳＯＣの値が１００％から３０％となるまで放電させる。また，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３であるＳＯＣが９０％から８０％までの範囲で測定された電流値を積算することで，第３基準電池容量Ｗｂ３を取得する。さらに，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２であるＳＯＣが４０％から３０％までの範囲で測定された電流値を積算することで，第２基準電池容量Ｗｂ２を取得する。

また，取得した第２基準電池容量Ｗｂ２，第３基準電池容量Ｗｂ３を用いて，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２の第２部分電池容量Ｗ２，第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３の第３部分電池容量Ｗ３を求める。

第２部分電池容量Ｗ２は，第２基準電池容量Ｗｂ２，第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２におけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｄ２，第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２におけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｂ２を用い，上記の式（１）に基づいて求める。第２分割ＳＯＣ区間Ｓｄ２は，ＳＯＣの値が１０％から３６％までの範囲であるため，差ΔＳｄ２の値は，２６である。第２基準ＳＯＣ区間Ｓｂ２は，ＳＯＣの値が３０％から４０％までの範囲であるため，差ΔＳｂ２の値は，１０である。つまり，（ΔＳｄ２／ΔＳｂ２）の値は，２．６である。このため，第２部分電池容量Ｗ２は，上記の式（１）に基づいて，第２基準電池容量Ｗｂ２に２．６を乗ずることで算出することができる。

第３部分電池容量Ｗ３は，第３基準電池容量Ｗｂ３，第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３におけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｄ３，第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３におけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｂ３を用い，上記の式（１）に基づいて求める。第３分割ＳＯＣ区間Ｓｄ３は，ＳＯＣの値が３６％から１００％までの範囲であるため，差ΔＳｄ３の値は，６４である。第３基準ＳＯＣ区間Ｓｂ３は，ＳＯＣの値が８０％から９０％までの範囲であるため，差ΔＳｂ３の値は，１０である。つまり，（ΔＳｄ３／ΔＳｂ３）の値は，６．４である。このため，第３部分電池容量Ｗ３は，上記の式（１）に基づいて，第３基準電池容量Ｗｂ３に６．４を乗ずることで算出することができる。

次に，実施例に係る評価工程（Ｓ３）では，まず，リチウムイオン二次電池の電池容量Ｗａを求める。すなわち，第１部分電池容量Ｗ１，第２部分電池容量Ｗ２，第３部分電池容量Ｗ３をすべて積算することで，電池容量Ｗａを算出する。第１分割ＳＯＣ区間Ｓｄ１の第１部分電池容量Ｗ１としては，前述したように，本実施例に係るどのリチウムイオン二次電池についても，予め定めておいた固定値を用いる。第２部分電池容量Ｗ２，第３部分電池容量Ｗ３については，実施例に係るリチウムイオン二次電池ごとに，上記の通り，式（１）を用いて取得した値を用いる。

そして，いずれも同種の複数の良品のリチウムイオン二次電池についてそれぞれ，実施例により算出した電池容量Ｗａを，ＳＯＣの値が１００％から０％までリチウムイオン二次電池を放電させ，その放電時の電流値を積算することで取得した実際の電池容量と比較した。この比較により，実施例に係る電池容量Ｗａと，実際のリチウムイオン二次電池の電池容量との関係は，決定係数Ｒ２乗値が０．９を超えるものであることが確認された。すなわち，実施例に係る方法により，実際の電池容量を高い精度で安定して推定できていることが確認された。よって，本実施例は，正確な電池容量Ｗａに基づいて，リチウムイオン二次電池を正確に評価することができる検査方法であることが確認できた。

また，図４には，実線により，実施例に係る検査を行ったときのリチウムイオン二次電池の開放電圧の推移を示している。図４の縦軸には，部分容量取得工程（Ｓ２）における放電の開始電圧Ｖ_０および終了電圧Ｖｐに加え，出荷電圧Ｖｓを示している。リチウムイオン二次電池は，部分容量取得工程（Ｓ２）後，充電によって開放電圧が出荷電圧Ｖｓに調整されて出荷される。

また，図４には，破線により，実施例と比較するための比較例に係る検査を行ったときのリチウムイオン二次電池の開放電圧の推移を示している。比較例で使用したリチウムイオン二次電池についても，実施例で使用したものと同種のものである。比較例では，リチウムイオン二次電池を，ＳＯＣの値が１００％から０％となるまで電流値を測定しつつ放電させ，その放電時における電流値の積算によって実際の電池容量を取得した。そして，図４の縦軸には，比較例に係る電池容量の取得時における放電の終了電圧Ｖｃを示して射る。比較例においても，電池容量の取得に係る放電後，実施例と同じ出荷電圧Ｖｓに調整する充電を行っている。

図４に示すように，実施例に係る検査方法を用いた場合には，比較例よりも早くに，放電および充電を完了させ，出荷電圧Ｖｓまで調整できていることがわかる。これは，実施例における放電の終了電圧Ｖｐが，比較例における放電の終了電圧Ｖｃよりも高く設定できていることによる。すなわち，比較例との比較により，本形態に係る実施例では，検査を短時間で行い，リチウムイオン二次電池を出荷可能な状態にすることができていることが分かる。

以上詳細に説明したように，本実施の形態に係る二次電池の検査方法では，変曲点設定工程（Ｓ１），部分電池容量取得工程（Ｓ２），評価工程（Ｓ３）をこの順で行う。変曲点設定工程（Ｓ１）では，二次電池のＳＯＣと電圧（開放電圧）との関係であるＳＯＣ電圧関係を取得して，変曲点ＩＰを定める。具体的には，まず，ＳＯＣ電圧関係を予め定めた複数の変曲候補点Ｉｃを基準に分割した複数の変曲分割区間Ｓｉを定め，隣り合う変曲分割区間Ｓｉの傾きＭの傾斜比Ｍｒを求める。さらに，傾斜比Ｍｒが０．８以下，または，１．２以上を示す変曲分割区間Ｓｉの分割基準である変曲候補点Ｉｃを変曲点ＩＰに定める。部分電池容量取得工程（Ｓ２）では，ＳＯＣを変曲点ＩＰに基づいて分割した分割ＳＯＣ区間Ｓｄにおける部分電池容量Ｗを取得する。具体的には，まず，放電を，その開始時のＳＯＣの値である開始ＳＯＣから，分割ＳＯＣ区間ＳｄにおけるＳＯＣの最高値よりも低く，最低値よりも高い値の範囲内に定めた基準ＳＯＣ区間Ｓｂについて行う。そして，放電に係る電流値の積算により，基準ＳＯＣ区間Ｓｂにおける基準電池容量Ｗｂを求める。さらに，部分電池容量Ｗを，基準電池容量Ｗｂ，分割ＳＯＣ区間ＳｄにおけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｄ，基準ＳＯＣ区間ＳｂにおけるＳＯＣの最高値と最低値との差ΔＳｂを用いて，式（１）に基づいて算出する。これにより，部分電池容量Ｗを正確に短時間で求めることができる。そして，評価工程（Ｓ３）では，部分電池容量Ｗを用いて二次電池の電池容量Ｗａを求め，その電池容量Ｗａに基づいて二次電池を評価する。電池容量Ｗａは，正確に推定された部分電池容量Ｗを用いているため，正確に推定することができている。これにより，二次電池の電池容量に基づく検査を正確に行うことができる二次電池の検査方法が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施例にて用いたリチウムイオン二次電池に限らず，その他の二次電池にも適用することができる。

Ｉｃ 変曲候補点
ＩＰ 変曲点
Ｍ 傾き
Ｓ１ 変曲点設定工程
Ｓ２ 部分電池容量取得工程
Ｓ３ 評価工程
Ｓｂ 基準ＳＯＣ区間
Ｓｄ 分割ＳＯＣ区間
Ｓｉ 変曲分割区間

Claims (1)

1. 二次電池の電池容量に基づいて検査を行う二次電池の検査方法であって，
   二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）と電圧との関係であるＳＯＣ電圧関係を取得して，前記ＳＯＣ電圧関係における変曲点を定める変曲点設定工程と，
   ＳＯＣを前記変曲点に基づいて分割した分割ＳＯＣ区間における部分電池容量を取得する部分電池容量取得工程と，
   前記部分電池容量を用いて二次電池の電池容量を求め，求めた電池容量に基づいて二次電池の評価を行う評価工程とを有し，
   前記変曲点設定工程では，
   前記ＳＯＣ電圧関係を予め定めた複数の変曲候補点を基準に分割した複数の変曲分割区間を定め，第１の変曲分割区間における傾きと，前記第１の変曲分割区間の隣の第２の変曲分割区間における傾きとの比である傾斜比を求め，
   前記傾斜比が，０．８以下，または，１．２以上を示す前記第１の変曲分割区間と前記第２の変曲分割区間との分割基準である前記変曲候補点を前記変曲点に定め，
   前記部分電池容量取得工程では，
   充電または放電の一方を，その開始時のＳＯＣの値である開始ＳＯＣ値から，前記分割ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値よりも低く，最低値よりも高い値までの範囲内に予め定めた基準ＳＯＣ区間について行うとともに，前記基準ＳＯＣ区間における前記一方に係る電流値の積算により基準電池容量を求め，さらに，
   前記部分電池容量Ｗを次の式，
   Ｗ＝Ｗｂ・（ΔＳｄ／ΔＳｂ）
   Ｗｂ：前記基準電池容量
   ΔＳｄ：前記分割ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値と最低値との差
   ΔＳｂ：前記基準ＳＯＣ区間におけるＳＯＣの最高値と最低値との差
   により求めることを特徴とする二次電池の検査方法。

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