JP6996470B2 - 電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池を初充電する初充電工程を備える電池の製造方法に関する。

電池は、電池の製造に用いた材料（正極活物質、負極活物質等）のロットの違いや、正極板及び負極板における正極活物質及び負極活物質の目付け量の違いなどにより、電池容量や内部抵抗にバラツキが生じる。このため、電池の製造過程で電池を初充電するにあたり、例えば定電流（ＣＣ）充電のみで各電池を充電する場合、初充電後の電池の端子開放電圧（ＯＣＶ）Ｖａが所定の端子開放電圧（以下、「初充電端子開放電圧Ｖａｇ」ともいう）になるように、充電装置を接続して充電中に計測される各電池の端子間電圧Ｖｂが、所定の端子間電圧（以下、「第１端子間電圧Ｖｂｇ」ともいう）になるまで各電池を充電しても、電池毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｇから大きくバラついてしまう。

これを防止するべく、従来は、定電流定電圧（ＣＣＣＶ）充電により初充電を行っていた。即ち、定電流Ｉａｇで端子間電圧Ｖｂが第１端子間電圧Ｖｂｇになるまで電池を充電（ＣＣ充電）した後、充電電流値Ｉａが所定の終止電流値（例えば、ＣＣ充電における定電流Ｉａｇの値の１／２０）に下がるまでこの第１端子間電圧Ｖｂｇを維持する（ＣＶ充電）。これにより、電池毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｇから大きくバラつくのを抑制していた。例えば特許文献１に、このようにＣＣＣＶ充電により電池を初充電することが記載されている（特許文献１の段落（００２０）を参照）。

特開２０１８－９２７９０号公報

しかしながら、ＣＣＣＶ充電を行うと、後半のＣＶ充電において、充電電流値Ｉａが終止電流値に下がるまで待たなければならないため、充電時間が長く掛かっていた。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧から大きくバラつくことを防止しながらも、初充電工程における充電時間を、ＣＣＣＶ充電を行う場合よりも短縮できる電池の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、電池の製造方法であって、電池の端子開放電圧（ＯＣＶ）Ｖａが所定の初充電端子開放電圧Ｖａｅになるように、上記電池を初充電する初充電工程を備え、上記初充電工程は、上記電池の端子間電圧Ｖｂが、上記初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１になるまで、一定の第１充電電流値Ｉａ１での定電流（ＣＣ）充電により上記電池を充電する第１ＣＣ充電工程と、上記第１ＣＣ充電工程で当該電池に充電した第１充電電気量Ｑ１を求めるＱ１取得工程と、上記第１充電電気量Ｑ１に基づいて、当該電池の上記端子開放電圧Ｖａを上記初充電端子開放電圧Ｖａｅとするのに更に必要な第２充電電気量Ｑ２を求めるＱ２取得工程と、一定の第２充電電流値Ｉａ２（但し、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ２≦Ｉａ１）での定電流（ＣＣ）充電を行って、または、第３充電電流値Ｉａ３（但し、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ３≦Ｉａ１）を順に小さい値に変更した複数回の定電流（ＣＣ）充電を行って、上記第２充電電気量Ｑ２を当該電池に充電する第２ＣＣ充電工程と、を有する電池の製造方法である。

上述の電池の製造方法では、まず初充電工程のうち第１ＣＣ充電工程で、ＣＣ充電により、端子間電圧Ｖｂが、初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１になるまで電池を充電した後、ＣＶ充電は行わずに、第２のＣＣ充電を行う。即ち、上述のＱ１取得工程及びＱ２取得工程を行って、当該電池に更に必要な第２充電電気量Ｑ２を求め、上述の第２ＣＣ充電工程で、第２のＣＣ充電により、この第２充電電気量Ｑ２を当該電池に充電する。

第２ＣＣ充電工程では、電池毎にそれぞれ求めた第２充電電気量Ｑ２を各電池に充電するので、電池毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できる。また、第２ＣＣ充電工程では、第２充電電流値Ｉａ２（０．５Ｉａ１≦Ｉａ２≦Ｉａ１）または第３充電電流値Ｉａ３（０．５Ｉａ１≦Ｉａ３≦Ｉａ１）というＣＶ充電における終止電流値（例えばＩａ１の１／２０）よりも十分大きな電流値でＣＣ充電する。このため、従来のＣＶ充電よりも第２ＣＣ充電工程における充電時間を短縮できる。これにより、初充電工程における全体の充電時間を、ＣＣＣＶ充電を行う場合よりも短縮できる。

実施形態１，２に係る電池の斜視図である。 実施形態１，２に係る電池の製造方法のフローチャートである。 実施形態１に係る第２ＣＣ充電工程サブルーチンのフローチャートである。 実施形態２に係る第２ＣＣ充電工程サブルーチンのフローチャートである。 比較例に係る電池の製造方法のフローチャートである。 参考形態に係る電池の製造方法のフローチャートである。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態１に係る電池１の斜視図を示す。なお、以下では、電池１の縦方向ＢＨ、横方向ＣＨ及び厚み方向ＤＨを、図１に示す方向と定めて説明する。この電池１は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池１は、角型の電池ケース１０と、この内部に収容された扁平状捲回型の電極体２０及び電解液１７と、電池ケース１０に支持された正極端子部材５０及び負極端子部材６０等から構成されている。

このうち電池ケース１０は、直方体箱状で金属（本実施形態１ではアルミニウム）からなる。この電池ケース１０は、上側のみが開口した有底角筒状のケース本体部材１１と、このケース本体部材１１の開口を閉塞する形態で溶接された矩形板状のケース蓋部材１３とから構成されている。ケース蓋部材１３には、アルミニウムからなる正極端子部材５０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この正極端子部材５０は、電池ケース１０内で電極体２０のうち、正極板２１に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。また、ケース蓋部材１３には、銅からなる負極端子部材６０がケース蓋部材１３と絶縁された状態で固設されている。この負極端子部材６０は、電池ケース１０内で電極体２０のうち、負極板２３に接続し導通する一方、ケース蓋部材１３を貫通して電池外部まで延びている。

電極体２０は、扁平状をなし、横倒しにした状態で電池ケース１０内に収容されている。この電極体２０は、帯状の正極板２１及び帯状の負極板２３を、一対の帯状で樹脂製の多孔質膜からなるセパレータ２５を介して重ねて、軸線周りに扁平状に捲回した扁平状捲回型の電極体である。
このうち正極板２１は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電箔（不図示）と、この正極集電箔の両主面上にそれぞれ形成された、正極活物質粒子、導電粒子及び結着剤からなる正極活物質層（不図示）とを有する。本実施形態１では、正極活物質粒子としてリチウム遷移金属複合酸化物粒子、具体的にはリチウムニッケルコバルトマンガン酸化物粒子を、導電粒子としてアセチレンブラック（ＡＢ）粒子を、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いている。
また、負極板２３は、帯状の銅箔からなる負極集電箔（不図示）と、この負極集電箔の両主面上にそれぞれ形成された、負極活物質粒子、結着剤及び増粘剤からなる負極活物質層（不図示）とを有する。本実施形態１では、負極活物質粒子として黒鉛粒子を、結着剤としてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いている。

次いで、上記電池１の製造方法について説明する（図２及び図３参照）。まず「組立工程Ｓ１」（図２参照）において、電池１を組み立てる。具体的には、正極板２１及び負極板２３を、一対のセパレータ２５を介して互いに重ねて軸線周りに捲回し、扁平状に圧縮して、扁平状捲回型の電極体２０（図１参照）を形成する。次に、ケース蓋部材１３に正極端子部材５０及び負極端子部材６０を固設する。その後、正極端子部材５０及び負極端子部材６０を、電極体２０の正極板２１及び負極板２３にそれぞれ溶接する。その後、この電極体２０をケース本体部材１１内に挿入すると共に、ケース本体部材１１の開口をケース蓋部材１３で塞ぐ。そして、ケース本体部材１１とケース蓋部材１３とを溶接して電池ケース１０を形成する。次に、ケース蓋部材１３に設けられた注液孔１３ｈを通じて電池ケース１０内に電解液１７を注液し、電解液１７を電極体２０内に含浸させる。その後、封止部材１５で注液孔１３ｈを封止する。かくして、電池１が組み立てられる。

次に、「初充電工程Ｓ２」を行うのに先立ち、この電池１を拘束する。具体的には、電池ケース１０のうち、最も面積が大きい２つの側面１０ｃを一対の板状の押圧治具（不図示）で厚み方向ＤＨに挟んで、電池１を厚み方向ＤＨに押圧した状態で拘束する。なお、本実施形態１では、以下に説明する「初充電工程Ｓ２」から「短絡検査工程Ｓ６」までを、このように電池１を拘束した状態で行う。

次に、「初充電工程Ｓ２」（図２及び図３参照）において、この電池１に初充電を行う。具体的には、電池１に充放電装置を接続して、室温（２５±５℃）下において、電池１の端子開放電圧（ＯＣＶ）Ｖａが所定の初充電端子開放電圧（ＯＣＶ）Ｖａｅ（本実施形態１ではＶａｅ＝３．９７Ｖ）になるように、電池１を初充電する。
まず初充電工程Ｓ２のうち「第１ＣＣ充電工程Ｓ２１」において、充電中の電池１の端子間電圧Ｖｂが、初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１（本実施形態１ではＶｂ１＝Ｖａｅ＝３．９７Ｖ）になるまで、一定の第１充電電流値Ｉａ１（本実施形態１ではＩａ１＝１０Ａ）での定電流（ＣＣ）充電により、電池１を充電する。この第１ＣＣ充電工程Ｓ２１における第１充電時間ｔ１（ｓ）は、電池１毎に異なる。例えば第１充電時間ｔ１＝１６６４ｓである（後述する表２の実施例１も参照）。

その後、「Ｑ１取得工程Ｓ２２」において、上述の第１ＣＣ充電工程Ｓ２１で当該電池１に充電した第１充電電気量Ｑ１（Ａｈ）を求める。この第１充電電気量Ｑ１は、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１でのＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１（本実施形態１ではＩａ１＝１０Ａ）に第１充電時間ｔ１（ｓ）を乗じて得る（Ｑ１＝Ｉａ１×ｔ１／３６００）。例えば第１充電時間ｔ１＝１６６４ｓであった場合は、第１充電電気量Ｑ１＝１０×１６６４／３６００＝４．６２２Ａｈと求まる（後述する表２の実施例１も参照）。

その後、「Ｑ２取得工程Ｓ２３」において、上述の第１充電電気量Ｑ１（Ａｈ）に基づいて、当該電池１の端子開放電圧Ｖａを初充電端子開放電圧Ｖａｅとするのに更に必要な第２充電電気量Ｑ２（Ａｈ）を求める。具体的には、まず、取得した第１充電電気量Ｑ１を用いて、端子開放電圧Ｖａが初充電端子開放電圧Ｖａｅになるまで当該電池１を初充電したときに、当該電池１に充電される全体充電電気量Ｑｅ（Ａｈ）を推定する。

ここで、全体充電電気量Ｑｅは、第１充電電気量Ｑ１と、第１充電電流値Ｉａ１の大きさに応じて異なる電流補正係数Ｋｉ（表１参照）とを用いて、全体充電電気量Ｑｅ＝第１充電電気量Ｑ１／電流補正係数Ｋｉによって算出できることが、予め行った調査から判ってきた。本実施形態１で用いた第１充電電流値Ｉａ１はＩａ１＝１０Ａであるため、電流補正係数ＫｉはＫｉ＝０．９８１である。従って、例えば第１充電電気量Ｑ１＝４．６２２Ａｈであった場合は、全体充電電気量Ｑｅ＝４．６２２／０．９８１＝４．７１２Ａｈと求まる（表２の実施例１も参照）。

なお、本実施形態１では、上述のように、電流補正係数Ｋｉのみを用いて、第１充電電気量Ｑ１から全体充電電気量Ｑｅを算出したが、全体充電電気量Ｑｅの算出方法はこれに限られない。例えば、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１終了時の電池温度をも考慮すると、全体充電電気量Ｑｅを更に精度良く推定できる。また、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１終了直後に、電池１を例えば１０秒放置してこの１０秒間における電圧低下量（Ｖ）を測定する。そして、この電圧低下量の大きさをも考慮して、全体充電電気量Ｑｅを算出すると、全体充電電気量Ｑｅを更に精度良く推定できる。

その後、全体充電電気量Ｑｅから第１充電電気量Ｑ１を差し引いて、第２充電電気量Ｑ２を得る（Ｑ２＝Ｑｅ－Ｑ１）。例えば第１充電電気量Ｑ１＝４．６２２Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７１２Ａｈであった場合には、第２充電電気量Ｑ２＝４．７１２－４．６２２＝０．０９０Ａｈと求まる（表２の実施例１も参照）。

次に、「第２ＣＣ充電工程Ｓ２４」（図２及び図３参照）において、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ２≦Ｉａ１の範囲から選択した一定の第２充電電流値Ｉａ２での定電流（ＣＣ）充電を行って、上述の第２充電電気量Ｑ２を当該電池１に充電する。本実施形態１では、第２充電電流値Ｉａ２を、第１充電電流値Ｉａ１と同じ大きさにした（Ｉａ２＝Ｉａ１＝１０Ａ）。この第２ＣＣ充電工程Ｓ２４におけるＣＣ充電の第２充電時間ｔ２（ｓ）は、第２充電時間ｔ２＝第２充電電気量Ｑ２／第２充電電流値Ｉａ２×３６００により算出できる。例えば第２充電電気量Ｑ２＝０．０９０Ａｈであった場合、第２充電時間ｔ２＝０．０９０／１０×３６００＝３２ｓと求まる（表２の実施例１も参照）。従って、この第２ＣＣ充電工程Ｓ２４では、一定の第２充電電流値Ｉａ２＝１０Ａで、第２充電時間ｔ２＝３２ｓにわたり、当該電池１にＣＣ充電を行う。

具体的には、図３に第２ＣＣ充電工程サブルーチンを示すように、まずステップＳ２５で、第２充電電流値Ｉａ２＝１０Ａでの第２ＣＣ充電を開始する。次に、ステップＳ２６で、上述の第２充電時間ｔ２＝３２ｓを経過したか否かを判断する。ここでＮＯ、即ち第２充電時間ｔ２＝３２ｓをまだ経過していない場合は、このステップＳ２６を繰り返す。一方、ＹＥＳ、即ち第２充電時間ｔ２＝３２ｓを経過した場合は、ステップＳ２７に進み、この第２ＣＣ充電を終了して、メインルーチンに戻る。

このように第２ＣＣ充電工程Ｓ２４を行うことにより、電池１毎にそれぞれ求めた第２充電電気量Ｑ２を各電池１に充電できるので、電池１毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅ＝３．９７Ｖから大きくバラつくことを防止できる。また、後述するように、この第２ＣＣ充電工程Ｓ２４におけるＣＣ充電の第２充電時間ｔ２は、この第２ＣＣ充電工程Ｓ２４をＣＶ充電により行う場合よりも充電時間が短い。

次に、「エージング工程Ｓ５」において、４０～８５℃（本実施形態１では６０℃）の環境温度下で、電池１を端子開放した状態で２０ｈｒにわたり放置してエージングする。

次に、「短絡検査工程Ｓ６」において、２０℃の環境温度下で、電池１を端子開放した状態で放置して放電させて（自己放電させて）、放置中の端子開放電圧Ｖａの電圧低下量ΔＶｈを測定し、当該電池１の内部短絡の有無を検知する。具体的には、エージング工程Ｓ５の終了時（短絡検知工程Ｓ６の開始時）から２．０日経過後に測定した端子開放電圧Ｖｈ１と、エージング工程Ｓ５の終了時（短絡検知工程Ｓ６の開始時）から７．０日経過後に測定した端子開放電圧Ｖｈ２とから、電圧低下量ΔＶｈ＝Ｖｈ１－Ｖｈ２を算出する。そして、取得した当該電池１の電圧低下量ΔＶｈを、予め定めた基準低下量ΔＶｒと比較し、電圧低下量ΔＶｈが基準低下量ΔＶｒよりも大きい場合（ΔＶｈ＞ΔＶｒ）に、当該電池１に内部短絡が生じている不良品と判定し、その電池１を除去する。一方、当該電池１の電圧低下量ΔＶｈが基準低下量ΔＶｒ以下の場合（ΔＶｈ≦ΔＶｒ）には、当該電池１を内部短絡の無い良品と判定する。かくして、電池１が完成する。

（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。実施形態１では、初充電工程Ｓ２のうち第２ＣＣ充電工程Ｓ２４において、一定の第２充電電流値Ｉａ２での第２ＣＣ充電を行って、第２充電電気量Ｑ２を電池１に充電した（図２及び図３参照）。これに対し、本実施形態２では、初充電工程Ｓ３のうち第２ＣＣ充電工程Ｓ３４において、第３充電電流値Ｉａ３（但し、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ３≦Ｉａ１）を順に小さい値に変更した複数回の第２ＣＣ充電を行って、第２充電電気量Ｑ２を電池１に充電する（図２及び図４参照）点が異なる。

本実施形態２の第２ＣＣ充電工程Ｓ３４では、まずステップＳ３５において、第３充電電流値Ｉａ３での第２ＣＣ充電を開始する。最初の第３充電電流値Ｉａ３は、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１における第１ＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１と同じ大きさにした（Ｉａ３＝Ｉａ１＝１０Ａ）。
その後、ステップＳ３６で、充電中の電池１の端子間電圧Ｖｂが、上限電圧Ｖｂｆ＞初充電端子開放電圧Ｖａｅ＝第１端子間電圧Ｖｂ１＝３．９７Ｖを満たす所定の上限電圧Ｖｂｆ（本実施形態２では、例えばＶｂｆ＝４．２０Ｖ）を越えているか否かを判断する。この上限電圧Ｖｂｆ＝４．２０Ｖは、電池１が過充電状態となって、正極活物質粒子が不可逆的に壊れたり、負極板２３上にＬｉ析出が生じるのを防止するために設定している。ステップＳ３６でＮＯ、即ち電池１の端子間電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｆを越えていない場合は、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、この第２ＣＣ充電工程Ｓ３４で当該電池１に第２充電電気量Ｑ２を充電したか否かを判断する。具体的には、この時点での充電電気量Ｑａ（Ａｈ）を、充電電気量Ｑａ＝第３充電電流値Ｉａ３×充電時間ｔａ／３６００により算出する。例えば、ステップＳ３５で第２ＣＣ充電を開始してから充電時間ｔａ＝１０ｓ経過した時点での充電電気量Ｑａは、Ｑａ＝１０×１０／３６００＝０．０２７Ａｈである。そして、この充電電気量Ｑａを第２充電電気量Ｑ２（例えば、Ｑ２＝０．０９０Ａｈ）と比較して、当該電池１に第２充電電気量Ｑ２を充電したか否かを判断する。ここでＮＯ、即ち第２ＣＣ充電工程Ｓ３４で当該電池１に第２充電電気量Ｑ２をまだ充電していない場合は、前述のステップＳ３６に戻る。

前述のステップＳ３６でＹＥＳ、即ち電池１の端子間電圧Ｖｂが上限電圧Ｖｂｆを越えている場合は、ステップＳ３８に進む。このステップＳ３８では、端子間電圧Ｖｂを下げるために、第３充電電流値Ｉａ３を現在よりも低い値に再設定する。本実施形態２では、第３充電電流値Ｉａ３をＩａ３＝１０ＡからＩａ３＝５Ａ（＝０．５×Ｉａ１）に小さくする。その後、前述のステップＳ３７に進む。

前述のステップＳ３７でＹＥＳ、即ち第２ＣＣ充電工程Ｓ３４で当該電池１に第２充電電気量Ｑ２を充電した場合は、ステップＳ３９に進み、この第２ＣＣ充電を終了して、メインルーチンに戻る。本実施形態２の第２ＣＣ充電工程Ｓ３４でも、電池１毎にそれぞれ求めた第２充電電気量Ｑ２を電池１に充電できるので、電池１毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できる。また、第２ＣＣ充電工程Ｓ３４におけるＣＣ充電の第２充電時間ｔ２は、この第２ＣＣ充電工程Ｓ３４をＣＶ充電により行う場合よりも充電時間が短い。第２ＣＣ充電工程Ｓ３４の後は、実施形態１と同様に、エージング工程Ｓ５及び短絡検査工程Ｓ６を行う。

（実施例１）
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。実施例１として、同じロットの材料（正極活物質粒子、負極活物質粒子等）を用いて、実施形態１と同様に、組立工程Ｓ１及び初充電工程Ｓ２を行って、３０個の電池１を得た。なお、後述する実施例２～５及び比較例１～４についても、それぞれ、実施例１と同じロットの材料を用いて３０個の電池１を得た。

実施例１では、前述のように、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１において、端子間電圧Ｖｂが、初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１＝Ｖａｅ＝３．９７Ｖになるまで、第１充電電流値Ｉａ１＝１０ＡでのＣＣ充電により各電池１を充電した。その後、電池１毎に求めた第２充電時間ｔ２にわたり、第２充電電流値Ｉａ２＝１０ＡでのＣＣ充電を行って、電池１毎に求めた第２充電電気量Ｑ２を各電池１に充電した（表２参照）。なお、表２に示す各充電電気量及び各充電時間は、３０個の電池１の平均値である。

実施例１の第１ＣＣ充電工程Ｓ２１における第１充電時間ｔ１（平均値）は、ｔ１＝１６６４ｓであり、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１で充電した第１充電電気量Ｑ１（平均値）は、Ｑ１＝４．６２２Ａｈであった。また、全体充電電気量Ｑｅ（平均値）はＱｅ＝４．７１２Ａｈ、第２ＣＣ充電工程Ｓ２４で充電すべき第２充電電気量Ｑ２（平均値）はＱ２＝０．０９０Ａｈであった。更に、第２ＣＣ充電工程Ｓ２４における第２充電時間ｔ２（平均値）は、ｔ２＝３２ｓであった。また、第１充電時間ｔ１と第２充電時間ｔ２を足し合わせた全体充電時間ｔｅ（平均値）は、ｔｅ＝１６９６ｓであった。また、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

（実施例２）
実施例２は、実施例１（実施形態１）に比して、第２充電電流値Ｉａ２をＩａ２＝５Ａに小さくした例である。この実施例２において、第１充電時間ｔ１（＝１６６４ｓ）、第１充電電気量Ｑ１（＝４．６２２Ａｈ）、第２充電電気量Ｑ２（＝０．０９０Ａｈ）、全体充電電気量Ｑｅ（＝４．７１２Ａｈ）は、それぞれ実施例１と同じである。一方、第２充電時間ｔ２はｔ２＝６５ｓ、全体充電時間ｔｅはｔｅ＝１７２９ｓであり、実施例１よりも第２充電電流値Ｉａ２を小さくしたため、実施例１よりもそれぞれ時間が長く掛かった。なお、この実施例２でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

（比較例１）
これら実施例１，２に対して比較例１では、実施例１（実施形態１）と同様に組立工程Ｓ１を行った後、ＣＣＣＶ充電により初充電工程Ｓ９を行った（図５参照）。即ち、まずＣＣ充電工程Ｓ９１において、実施例１（実施形態１）の第１ＣＣ充電工程Ｓ２１と同様に、各電池１の端子間電圧Ｖｂが、初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１＝Ｖａｅ＝３．９７Ｖになるまで、第１充電電流値Ｉａ１＝１０ＡでのＣＣ充電を各電池１に行った。続いて、ＣＶ充電工程Ｓ９２において、充電電流値Ｉａが第１充電電流値Ｉａ１の１／２０であるＩａ＝０．５Ａに下がるまでＣＶ充電を各電池１に行った。

この比較例１では、ＣＣ充電工程Ｓ９１における第１充電時間ｔ１がｔ１＝１６６２ｓ、ＣＶ充電工程Ｓ９２における第２充電時間ｔ２がｔ２＝１００ｓ、これらを足し合わせた全体充電時間ｔｅがｔｅ＝１７６２ｓであった。また、ＣＣ充電工程Ｓ９１で充電した第１充電電気量Ｑ１がＱ１＝４．６１７Ａｈ、ＣＶ充電工程Ｓ９２で充電した第２充電電気量Ｑ２がＱ２＝０．０９０Ａｈ、これらを足し合わせた全体充電電気量ＱｅがＱｅ＝４．７０７Ａｈであった。なお、比較例１でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

実施例１，２と比較例１とを比べると、第１充電時間ｔ１（平均値）は、実施例１，２と比較例１との間で殆ど差がないが、第２充電時間ｔ２（平均値）は、比較例１に比べて実施例１，２でそれぞれ短いため、全体充電時間ｔｅ（平均値）についても、比較例１に比べて実施例１，２でそれぞれ短くできた（実施例１では平均差Δｔ＝－６６ｓ、実施例２では平均差Δｔ＝－３３ｓ）ことが判る。全体の充電時間の削減率（平均値）は、比較例１の全体充電時間ｔｅ＝１７６２ｓを基準として、実施例１では３．７％、実施例２では１．９％であった。
なお、実施例１，２では、全体充電電気量Ｑｅを第１充電電気量Ｑ１から推定したにも拘わらず、比較例１で実測した全体充電電気量Ｑｅと殆ど差がなかったことから（平均差ΔＱ＝－０．００５Ａｈ）、実施例１，２における全体充電電気量Ｑｅの推定が妥当であることが判る。

（実施例３）
実施例３は、実施例１（実施形態１）に比して、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１をＩａ１＝１２Ａに大きくした例である。この実施例３では、第１充電時間ｔ１＝１３８１ｓ、第２充電時間ｔ２＝３９ｓ、全体充電時間ｔｅ＝１４２０ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．６０３Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１０８Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７１２Ａｈであった。また、実施例３でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

（比較例２）
実施例３に対して比較例２では、比較例１に比して、ＣＣ充電工程Ｓ９１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１を、実施例３と同様にＩａ１＝１２Ａに大きくしてＣＣＣＶ充電した例である。この比較例２では、第１充電時間ｔ１＝１３８３ｓ、第２充電時間ｔ２＝１１３ｓ、全体充電時間ｔｅ＝１４９６ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．６１０Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１０１Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７１０Ａｈであった。また、比較例２でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

実施例３と比較例２とを比べると、第１充電時間ｔ１（平均値）は、実施例３と比較例２との間で殆ど差がないが、第２充電時間ｔ２（平均値）は、比較例２に比べて実施例３の方が短いため、全体充電時間ｔｅ（平均値）についても、比較例２に比べて実施例３で短くできた（平均差Δｔ＝－７６ｓ）ことが判る。実施例３における充電時間の削減率（平均値）は、比較例２の全体充電時間ｔｅ＝１４９６ｓを基準として、５．１％であった。
なお、実施例３では、全体充電電気量Ｑｅを第１充電電気量Ｑ１から推定したにも拘わらず、比較例２で実測した全体充電電気量Ｑｅと殆ど差がなかったことから（平均差ΔＱ＝－０．００２Ａｈ）、実施例３における全体充電電気量Ｑｅの推定が妥当であることが判る。

（実施例４）
実施例４は、実施例１（実施形態１）に比して、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１をＩａ１＝１５Ａに大きくした例である。この実施例４では、第１充電時間ｔ１＝１０９９ｓ、第２充電時間ｔ２＝４８ｓ、全体充電時間ｔｅ＝１１４７ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．５７９Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１３２Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７１１Ａｈであった。また、実施例４でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

（比較例３）
実施例４に対して比較例３では、比較例１に比して、ＣＣ充電工程Ｓ９１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１を、実施例４と同様にＩａ１＝１５Ａに大きくしてＣＣＣＶ充電した例である。この比較例３では、第１充電時間ｔ１＝１０９９ｓ、第２充電時間ｔ２＝１２８ｓ、全体充電時間ｔｅ＝１２２７ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．５７９Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１３７Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７１６Ａｈであった。また、比較例３でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

実施例４と比較例３とを比べると、第１充電時間ｔ１（平均値）は、実施例４と比較例３との間で殆ど差がないが、第２充電時間ｔ２（平均値）は、比較例３に比べて実施例４の方が短いため、全体充電時間ｔｅ（平均値）についても、比較例３に比べて実施例４で短くできた（平均差Δｔ＝－８０ｓ）ことが判る。実施例４における充電時間の削減率（平均値）は、比較例３の全体充電時間ｔｅ＝１２２７ｓを基準として、６．５％であった。
なお、実施例４では、全体充電電気量Ｑｅを第１充電電気量Ｑ１から推定したにも拘わらず、比較例３で実測した全体充電電気量Ｑｅと殆ど差がなかったことから（平均差ΔＱ＝０．００５Ａｈ）、実施例４における全体充電電気量Ｑｅの推定が妥当であることが判る。

（実施例５）
実施例５は、実施例１（実施形態１）に比して、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１をＩａ１＝２０Ａに大きくした例である。この実施例５では、第１充電時間ｔ１＝８１９ｓ、第２充電時間ｔ２＝６１ｓ、全体充電時間ｔｅ＝８８０ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．５５０Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１７０Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７２０Ａｈであった。また、実施例５でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

（比較例４）
実施例５に対して比較例４では、比較例１に比して、ＣＣ充電工程Ｓ９１におけるＣＣ充電の第１充電電流値Ｉａ１を、実施例５と同様にＩａ１＝２０Ａに大きくしてＣＣＣＶ充電した例である。この比較例４では、第１充電時間ｔ１＝８１９ｓ、第２充電時間ｔ２＝１４３ｓ、全体充電時間ｔｅ＝９６２ｓ、第１充電電気量Ｑ１＝４．５５０Ａｈ、第２充電電気量Ｑ２＝０．１７４Ａｈ、全体充電電気量Ｑｅ＝４．７２４Ａｈであった。また、比較例４でも、初充電工程Ｓ２後の各電池１において、端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できた。

実施例５と比較例４とを比べると、第１充電時間ｔ１（平均値）は、実施例５と比較例４との間で殆ど差がないが、第２充電時間ｔ２（平均値）は、比較例４に比べて実施例５の方が短いため、全体充電時間ｔｅ（平均値）についても、比較例４に比べて実施例５で短くできた（平均差Δｔ＝－８２ｓ）ことが判る。実施例５における充電時間の削減率（平均値）は、比較例４の全体充電時間ｔｅ＝９６２ｓを基準として、８．５％であった。
なお、実施例５では、全体充電電気量Ｑｅを第１充電電気量Ｑ１から推定したにも拘わらず、比較例４で実測した全体充電電気量Ｑｅと殆ど差がなかったことから（平均差ΔＱ＝０．００４Ａｈ）、実施例５における全体充電電気量Ｑｅの推定が妥当であることが判る。

以上で説明したように、実施形態１，２に係る電池１の製造方法では、まず初充電工程Ｓ２，Ｓ３のうち第１ＣＣ充電工程Ｓ２１で、ＣＣ充電により、端子間電圧Ｖｂが、初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１になるまで電池１を充電した後、ＣＶ充電は行わずに、第２のＣＣ充電を行う。即ち、Ｑ１取得工程Ｓ２２及びＱ２取得工程Ｓ２３を行って、当該電池１に更に必要な第２充電電気量Ｑ２（Ａｈ）を求め、第２ＣＣ充電工程Ｓ２４，Ｓ３４で、第２のＣＣ充電により、この第２充電電気量Ｑ２を当該電池１に充電する。

第２ＣＣ充電工程Ｓ２４，Ｓ３４では、電池１毎にそれぞれ求めた第２充電電気量Ｑ２を各電池１に充電するので、電池１毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できる。
また、第２ＣＣ充電工程Ｓ２４，Ｓ３４では、第２充電電流値Ｉａ２（０．５Ｉａ１≦Ｉａ２≦Ｉａ１）または第３充電電流値Ｉａ３（０．５Ｉａ１≦Ｉａ３≦Ｉａ１）というＣＶ充電における終止電流値（例えばＩａ１の１／２０）よりも十分大きな電流値でＣＣ充電するので、従来のＣＶ充電よりも第２ＣＣ充電工程Ｓ２４，Ｓ３４における充電時間を短縮できる。これにより、初充電工程Ｓ２，Ｓ３における全体の充電時間を、ＣＣＣＶ充電を行う場合よりも短縮できる。

（参考形態）
次いで、参考形態について説明する（図６参照）。本参考形態では、実施形態１と同様の組立工程Ｓ１で電池１を組み立てた後、「初充電工程Ｓ８」を行うのに先立ち、「Ｑｅ推定工程Ｓ７」において、端子開放電圧Ｖａが初充電端子開放電圧Ｖａｅになるまで当該電池１を初充電したときに、当該電池１に充電される全体充電電気量Ｑｅ（Ａｈ）を電池１毎にそれぞれ推定する。

実施形態１では、当該電池１の全体充電電気量Ｑｅは、第１ＣＣ充電工程Ｓ２１で充電した第１充電電気量Ｑ１に基づいて電池１毎にそれぞれ算出した。これに対し、本参考形態では、当該電池１の製造に用いた正極活物質粒子のロットや、正極板２１における正極活物質粒子の目付け量、負極活物質粒子のロット、負極板２３における負極活物質粒子の目付け量など、当該電池１を組み立てるまでに得られた情報に基づいて、Ｑｅ推定工程Ｓ７で当該電池１の全体充電電気量Ｑｅを電池１毎にそれぞれ推定する。

次に、初充電工程（ＣＣ充電工程）Ｓ８において、一定の充電電流値Ｉｅ（本参考形態ではＩｅ＝１０Ａ）での定電流（ＣＣ）充電を行って、上述の電池１毎に求めた全体充電電気量Ｑｅ（Ａｈ）を当該電池１に充電する。なお、この初充電工程Ｓ８におけるＣＣ充電の全体充電時間ｔｅ（ｓ）は、全体充電時間ｔｅ＝全体充電電気量Ｑｅ／充電電流値Ｉｅ×３６００により算出できる。

本参考形態では、電池１毎にそれぞれ推定した全体充電電気量Ｑｅを各電池１に充電するので、電池１毎に初充電後の端子開放電圧Ｖａが狙いの初充電端子開放電圧Ｖａｅから大きくバラつくことを防止できる。また、初充電工程Ｓ８における全体充電時間ｔｅは、この初充電工程Ｓ８をＣＣＣＶ充電により行う場合よりも短くなる。

以上において、本発明を実施形態１，２及び実施例１～５に即して説明したが、本発明は実施形態１，２及び実施例１～５に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態１，２では、初充電工程Ｓ２から短絡検査工程Ｓ６までを、電池１を拘束した状態で行ったが、これらの工程Ｓ２～Ｓ６を電池１を拘束することなく行うこともできる。

１ 電池
Ｓ１ 組立工程
Ｓ２，Ｓ３ 初充電工程
Ｓ２１ 第１ＣＣ充電工程
Ｓ２２ Ｑ１取得工程
Ｓ２３ Ｑ２取得工程
Ｓ２４，Ｓ３４ 第２ＣＣ充電工程
Ｓ５ エージング工程
Ｓ６ 短絡検知工程
Ｖａ 端子開放電圧
Ｖａｅ 初充電端子開放電圧
Ｖｂ 端子間電圧
Ｖｂ１ 第１端子間電圧
Ｖｂｆ 上限電圧
Ｉａ 充電電流値
Ｉａ１ 第１充電電流値
Ｉａ２ 第２充電電流値
Ｉａ３ 第３充電電流値
Ｑ１ 第１充電電気量
Ｑ２ 第２充電電気量
Ｑｅ 全体充電電気量
ｔ１ 第１充電時間
ｔ２ 第２充電時間
ｔｅ 全体充電時間

Claims (1)

1. 電池の製造方法であって、
   電池の端子開放電圧（ＯＣＶ）Ｖａが所定の初充電端子開放電圧Ｖａｅになるように、上記電池を初充電する初充電工程を備え、
   上記初充電工程は、
   上記電池の端子間電圧Ｖｂが、上記初充電端子開放電圧Ｖａｅに等しい第１端子間電圧Ｖｂ１になるまで、一定の第１充電電流値Ｉａ１での定電流（ＣＣ）充電により上記電池を充電する第１ＣＣ充電工程と、
   上記第１ＣＣ充電工程で当該電池に充電した第１充電電気量Ｑ１を求めるＱ１取得工程と、
   上記第１充電電気量Ｑ１に基づいて、当該電池の上記端子開放電圧Ｖａを上記初充電端子開放電圧Ｖａｅとするのに更に必要な第２充電電気量Ｑ２を求めるＱ２取得工程と、
   一定の第２充電電流値Ｉａ２（但し、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ２≦Ｉａ１）での定電流（ＣＣ）充電を行って、または、
   第３充電電流値Ｉａ３（但し、０．５×Ｉａ１≦Ｉａ３≦Ｉａ１）を順に小さい値に変更した複数回の定電流（ＣＣ）充電を行って、
   上記第２充電電気量Ｑ２を当該電池に充電する第２ＣＣ充電工程と、を有する
   電池の製造方法。

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