JPH11250930A - 金属リチウム二次電池の製造システムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い充放電容量、良好な充放電サイクル特性を
持ち、しかも高エネルギ密度を有する金属リチウム二次
電池を製造する。 【解決手段】電池本体に対して低温エージング処理（Ｓ
１）、第１の常温エージング処理（Ｓ２）を行い、さら
に、電池本体に対して部分充電処理（Ｓ３）、第１の高
温エージング処理（Ｓ４）を行う。その後、電池本体に
対して活性化処理（Ｓ５）を行った後、第１のバッファ
処理（Ｓ６）により所定時間放置する。その後、電池本
体に対して第２の常温エージング処理（Ｓ７）を行った
後、充電および放電時の電流容量を検査する（Ｓ８）。
その後、第２のバッファ処理（Ｓ９）により電池本体を
所定時間放置した後、電池本体に対し、例えば印字処理
等を行って製品とした後に、ランク単位に選別・出荷す
る（Ｓ１０）。これらの各処理を、断熱構造のそれぞれ
独立した室で、各処理に適した温度で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属リチウム二次
電池の製造システムおよびその製造方法に関し、特に、
組立工程から投入された二次電池本体に対して所定の前
処理、所定の活性化処理および所定の後処理を行う金属
リチウム二次電池の製造システムおよびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】非水二次電池においては、その負極材料
として、リチウム金属やリチウム合金が一般的に使用さ
れているが、これらリチウム金属やリチウム合金を用い
ると、充放電中にリチウム金属が樹枝状に成長した、い
わゆるデントライトが発生し、内部ショート等の原因に
なるおそれがある。

【０００３】これに対して、リチウムを可逆的に挿入・
放出可能な焼成炭素質材料を用いた二次電池の実用化が
促進されている。この炭素質材料は密度が比較的に小さ
いため、体積当たりの容量が低いという欠点を有する。

【０００４】そのため、従来技術では、例えば特開平５
−１５１９９５号公報に記載されているように、炭素質
材料にリチウム箔を圧着もしくは積層して用いている
が、前記の問題を本質的に解決するものではなかった。

【０００５】また、負極材料にＳｎ、Ｖ、Ｓｉ、Ｂ、Ｚ
ｒなどの酸化物またはそれらの複合酸化物を用いる方法
が提案されている（例えば特開平５−１７４８１８号公
報、特開平６−６０８６７号公報、特開平６−２７５２
６７号公報、特開平６−３２５７６５号公報、特開平６
−３３８３２４号公報、ＥＰ−６１５２９６号公報参
照）。

【０００６】これらの酸化物または複合酸化物を、ある
種のリチウムを含む遷移金属化合物の正極と組み合わせ
ることにより、３〜３．６Ｖ級で充電容量の大きな非水
二次電池を得ることができ、このリチウム二次電池で
は、実用領域においてデントライトの発生がほとんどな
く、極めて安全性が高いとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な非水二次電池の特性の向上については、従来から様々
な方法が提案されており、例えばＷＯ９６／４１３９４
号公報には、電極表面の不働態層の活性を増すために、
充電したリチウム電池を約２０℃〜７５℃の範囲で１時
間〜２ヶ月間保存して、十分な不働態層を形成すること
により、電解液の電極表面での分解反応を防止する方法
が開示されている。

【０００８】また、特開平６−２９０８１１号公報に
は、炭素質材料を負極とする電池を組み立てた直後に初
期充電を行い、更にエージング、本充電を行う非水電解
質電池の製造方法が開示されている。この製造方法で
は、電池組立直後の負極が高電圧であることによる電池
缶等の腐食を防止すると共に、電解液の浸透を均一化さ
せ、電池反応を均一化させることができるとされてい
る。従って、電池組立後、約１ヶ月間程度のエージング
処理を行うことは既に周知とされている。

【０００９】さらに、米国特許明細書第５０２８５００
号には、炭素質材料の負極にリチウムを挿入する場合
に、５０℃以上の高温で行うことが開示されている。

【００１０】しかしながら、これらの材料を用いた非水
二次電池では、充放電サイクルが十分でなく、特に初期
サイクルの充放電効率が低いという大きな問題がある。
即ち、初期の数サイクルにおいて、充電過程で負極に吸
蔵されたリチウムの一部が複数の不可逆的な副反応を引
き起こすため、放電過程において正極にリチウムが移動
せず、結果として、正極のリチウムが無為に消費され
て、容量損失を招いてしまうおそれがある。

【００１１】これらの容量損失分を補償するために、上
述した例えば特開平６−２９０８１１号公報に示すよう
に、初期充電を行って予め損失分に相当するリチウムを
負極材料に挿入することが考えられているが、まだ十分
な効果を得るには至っていない。

【００１２】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、高い充電容量を持ち、サイクル特性に優
れた金属リチウム二次電池を製造することができる金属
リチウム二次電池の製造システムおよびその製造方法を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明においては、前工
程にて組み立てられた金属リチウム二次電池本体に対し
て前処理、活性化処理および後処理を行う。

【００１４】前記前処理では、前記電池本体における金
属材料のリチウムを溶解させるための処理と電極内のリ
チウムの分布を均一化するための処理が行われる。例え
ば、リチウムの溶解制御、リチウムの分布を均一化する
ための温度制御、揺動および／または回転処理、充電処
理の任意の組み合わせが行われ、具体的には、前記電池
本体を常温よりも低い温度に保持された雰囲気に所定時
間曝す低温エージング処理と、前記電池本体を常温に保
持された雰囲気に所定時間曝す第１の常温エージング処
理と、前記電池本体を常温よりも高い温度に保持された
雰囲気に所定時間曝す第１の高温エージング処理と、前
記電池本体を揺動および／または回転させる揺動回転処
理と、常温に戻すための第１のバッファ処理と、前記電
池本体に対して部分充電を行う部分充電処理のうち、少
なくとも１つ以上の任意の組み合わせが行われる。

【００１５】活性化処理では、前記電池本体の負極に対
してリチウムを挿入させるための処理が行われる。この
場合、リチウムの挿入量は、実使用充電時のリチウム挿
入量に対して５０〜１２０％であることが好ましい。

【００１６】後処理では、前記活性化処理を十分にさせ
るための処理が行われる。例えば電池反応を均一化させ
るための保存処理と、目的が達成されたかどうかを判定
するための処理の任意の組み合わせが行われ、具体的に
は、前記電池本体を常温に保持された雰囲気に所定時間
曝す第２の常温エージング処理と、前記電池本体を常温
よりも高い温度に保持された雰囲気に所定時間曝す第２
の高温エージング処理と、常温に戻すための第２のバッ
ファ処理と、前記電池本体に対して充放電を行う充放電
処理と、前記電池本体の容量、電圧および電流を検査す
る確認処理のうち、少なくとも１つ以上の任意の組み合
わせが行われる。

【００１７】本発明においては、少なくとも前記各エー
ジング処理と、前記活性化処理のための充電処理と、前
記電池本体の容量、電圧および電流を検査する確認処理
とがそれぞれ独立して設けられた室で処理される。

【００１８】これにより、金属リチウム二次電池を製造
するための各々の処理を、それぞれ独立して設けられた
室で各々の処理に適した室温で効率的に行うことができ
ることから、高い充電容量を持ち、サイクル特性に優れ
た金属リチウム二次電池を製造することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属リチウム
二次電池の製造システムおよびその製造方法を、例えば
円筒型二次電池（以下、単に電池と記す）の製造システ
ムに適用した実施の形態例（以下、単に実施の形態に係
る製造システムと記す）を図１〜図５を参照しながら説
明する。

【００２０】本実施の形態に係る製造システムは、前工
程である組立工程にて製造された電池本体に対してエー
ジング処理および充放電検査等を行い、良品として認定
された電池本体に対して印字、チュービング（ビニール
製のチューブで被覆する処理）および選別処理を行って
出荷させるものである。

【００２１】ここで、図１を参照しながら本実施の形態
に係る製造システムに投入される電池本体１０の構成を
簡単に説明する。

【００２２】この電池本体１０は、有底円筒形状を有す
る電池缶１２と、この電池缶１２内にリチウム塩を含む
非水電解液１４と共に封入される巻回群１６および封口
体１８とを備える。

【００２３】巻回群１６は、リチウム含有金属酸化物を
主体とした層を有する正極シート２０と負極材料を主体
とした合剤層とその合剤層上にリチウムを主体とした金
属材料が重ね合わされた負極シート２２がセパレータ２
４を介して巻回されて構成されており、この正極シート
２０の端部に正極リード２６が設けられ、負極シート２
２の端部に負極リード２８が設けられている。

【００２４】正極リード２６は、巻回群１６の巻回中心
部側から電池缶１２の開口１２ａ側に延在すると共に、
封口体１８に溶接されている。この封口体１８は、ガス
ケット３０を介して電池缶１２の開口１２ａ側の端部に
固定されている。負極リード２８は、巻回群１６の外周
側から電池缶１２の内底部１２ｂ側に延在して、該内底
部１２ｂに溶接されている。

【００２５】電池缶１２には、開口１２ａの近傍に位置
して環状溝部３２が形成されている。この電池缶１２内
には、巻回群１６に対して下部絶縁板３４と上部絶縁板
３６とが配設されている。

【００２６】本実施の形態に係る製造システムは、基本
的には、図２に示すように、前記電池本体１０における
金属材料のリチウムを溶解させるための処理と、電極内
のリチウムの分布を均一化するための処理を行う前処理
設備１００と、電池本体１０の負極に対してリチウムを
挿入させるための処理を行う活性化処理設備１０２と、
前記活性化処理を十分にさせるための処理を行う後処理
設備１０４を有して構成される。

【００２７】前処理設備１００は、リチウムの溶解制
御、リチウムの分布を均一化するための温度制御、揺動
および／または回転処理、充電処理の任意の組み合わせ
を行い、後処理設備１０４は、電池反応を均一化させる
ための保存処理と、目的が達成されたかどうかを判定す
るための処理の任意の組み合わせを行う。

【００２８】活性化処理設備１０２にて行われる活性化
処理は、電池本体１０を使用する際の充放電時に、リチ
ウムの負極への挿入放出を容易にすると共に、副作用に
よるリチウムの失活を防止し、挿入、放出の効率を高め
ることを目的として行われる。

【００２９】以下、前処理設備１００、活性化処理設備
１０２および後処理設備１０４について、図２を参照し
ながら具体的に説明する。

【００３０】前処理設備１００は、以下に示す各種設備
のうち、１以上の任意の組み合わせで構成される。即
ち、電池本体１０に対して低温のエージング処理を行う
低温エージング処理設備１１０と、電池本体１０に対し
て常温（２５±２℃）でエージング処理を行う第１の常
温エージング処理設備１１２と、電池本体１０に対して
高温（５０±５℃）でエージング処理を行う第１の高温
エージング処理設備１１４と、電池本体１０を揺動およ
び／または回転させる揺動回転処理設備１１６と、常温
に戻すための第１のバッファ処理設備１１８と、電池本
体１０に対して部分充電を行う充放電処理設備１２０の
うち、１以上の任意の組み合わせで構成される。ここ
で、部分充電とは、負極材料へのリチウムの挿入量が、
実使用充電時のリチウムの挿入量に対して〜４０％であ
る充電をいう。

【００３１】活性化処理設備１０２は、少なくとも前記
負極材料にリチウムを挿入するための充（放）電処理設
備１２２を有する。この活性化処理設備１０２でのリチ
ウムの挿入量は、実使用充電時のリチウムの挿入量に対
して５０〜１２０％である。このときの温度は２５±５
℃である。

【００３２】後処理設備１０４は、以下に示す各種設備
のうち、１以上の任意の組み合わせで構成される。即
ち、電池本体１０を、２５±２℃の温度に保持された雰
囲気に所定時間曝す第２の常温エージング処理設備１２
４と、電池本体１０を、常温エージング処理温度よりも
高い５０±５℃の温度に保持された雰囲気に所定時間曝
す第２の高温エージング処理設備１２６と、常温に戻す
ための第２のバッファ処理設備１２８と、電池本体１０
に対して充放電を行う充放電処理設備である容量検査設
備１３０と、電池本体１０の容量、電圧および電流を検
査する確認処理設備１３２のうち、１つ以上の任意の組
み合わせによって構成されている。

【００３３】なお、後処理設備１０４における確認処理
設備１３２には、後述するＩＲ／ＯＣＶ測定装置や容量
測定装置等が対応する。

【００３４】ここで、前処理設備１００の充放電処理設
備１２０は活性化処理設備１０２で兼用され、第２の常
温エージング処理設備１２４は第１の常温エージング処
理設備１１２で兼用され、第２の高温エージング処理設
備１２６は第１の高温エージング処理設備１１４で兼用
され、第２のバッファ処理設備１２８は第１のバッファ
処理設備１１８で兼用されている。

【００３５】次に、前処理設備１００、活性化処理設備
１０２および後処理設備１０４における各処理のパター
ン例を説明する。

【００３６】まず、前処理設備１００での処理（前処
理）としては、以下に示すようなパターンがある。

【００３７】(1) 低温エージング処理（８℃で約５時
間、あるいは１５℃で約５時間）→第１の常温エージン
グ処理（２５℃で約２４時間）→部分充電処理（条件は
下記に示す通りである。）→第１の高温エージング処理
（５０±５℃で６日あるいは１２日） (2) 低温エージング処理→第１の常温エージング処理→
第１の高温エージング処理→部分充電処理 (3) 低温エージング処理→第１の常温エージング処理→
部分充電→電池本体を揺動させながら第１の高温エージ
ング処理 (4) 低温エージング処理→第１の常温エージング処理→
部分充電→電池本体を回転させながら第１の高温エージ
ング処理 ここで、前記前処理設備１００の充放電処理設備１２０
にて行われる部分充電は、例えば、以下に示す３つの条
件のうちの１つが選ばれる。

【００３８】(1) 温度２５℃、０．２Ａ、３０分間の定
電流充電 (2) 温度２５℃、０．２Ａ、２．５時間の定電流充電 (3) 温度２５℃、０．４Ａ、２．５時間の定電流充電 また、活性化処理設備１０２の充（放）電処理設備１２
２にて行われる活性化処理は、例えば、以下に示す５つ
の条件のうちの１つが選ばれる。

【００３９】(1) 温度２５℃で４．１Ｖ、０．６Ａ、
４．５時間の定電流定電圧充電 (2) 温度２５℃で４．０Ｖ、０．６Ａ、４．５時間の定
電流定電圧充電 (3) 温度２５℃で３．９Ｖ、０．６Ａ、４．５時間の定
電流定電圧充電 (4) 温度２５℃で４．２Ｖ、０．６Ａ、４．５時間の定
電流定電圧充電 (5) 温度２５℃で４．１Ｖ、０．２Ａ、１２時間の定電
流定電圧充電 一方、後処理設備１０４での処理（後処理）としては、
以下に示すようなパターンがある。

【００４０】(1) 第２の常温エージング処理（２５℃で
約１４日もしくは約２８日）→第２の高温エージング処
理（５０℃で約２４時間もしくは約７２時間）→室温ま
での徐冷→充放電処理（条件は下記に示す通りであ
る。） (2) 第２の高温エージング処理（５０℃で約２４時間も
しくは約７２時間）→室温までの徐冷→第２の常温エー
ジング処理（２５℃で約１４日もしくは約２８日）→充
放電処理（条件は下記に示す通りである。） 前記充放電処理のパターンは、例えば以下のようなパタ
ーンを採用することができる。

【００４１】２５℃で電圧２．６Ｖまで０．６Ａの定電
流充電→２５℃で４．１Ｖ、１．２Ａ、２．５時間の定
電流定電圧充電→２５℃で２．６Ｖ、１．２Ａの定電流
放電による電池容量検査→２５℃、１．２Ａ、４５分間
の部分定電流充電 低温エージング処理設備１１０は、この製造システムの
前工程である組立工程にて製造された電池本体１０に対
して前記条件にて低温エージング処理を行うものであ
り、この処理は、電池本体１０の発熱を抑えながらリチ
ウムを溶解させる目的で行われる。

【００４２】第１の常温エージング処理設備１１２は、
電池本体１０のリチウムを溶解させる目的で、前記低温
エージング処理を終えた電池本体１０に対して前記条件
にて常温エージング処理を行う。

【００４３】第１の高温エージング処理設備１１４は、
活性化処理設備１０２の充（放）電処理設備１２２での
部分充電処理を終えた電池本体１０に対して前記条件に
て高温エージング処理を行うものであり、この処理は、
電池本体１０における部分充電後の電位むらをなくすこ
とと、該電池本体１０のリチウムを溶解させる目的で行
われる。

【００４４】活性化処理設備１０２は２通りの処理を行
う。１つは、前記第１の常温エージング処理を終えた電
池本体１０のリチウムを溶解させることと、該電池本体
１０の電位むらをなくす目的で、部分充電処理を行うも
のであり、他の１つは、電池本体１０を電気化学的に活
性化させる目的で、活性化処理を行うものである。その
後、必要に応じて高温エージング処理と満充電処理を繰
り返し行うようにしてもよい。

【００４５】第２の常温エージング処理設備１２４は、
活性化処理設備１０２での活性化処理を終えた電池本体
１０の微小短絡を検出することを目的として、該電池本
体１０に対して前記条件にて常温エージング処理を行う
ものである。

【００４６】容量検査設備１３０は、電池本体１０の容
量上のランク付けを行うことを目的として充電および放
電時の容量を検査するものであり、容量検査後は、電池
本体１０を部分充電状態にしておくことが望ましい。

【００４７】前記各設備のうち、活性化処理設備１０
２、容量検査設備１３０およびバッファ処理設備１１
８、１２８には、電池本体１０の内部抵抗（ＩＲ）およ
び開路電圧（ＯＣＶ）を測定するＩＲ／ＯＣＶ測定ユニ
ットが設置されている。なお、前記バッファ処理設備１
１８、１２８は、電池本体１０に対する前記各種ＩＲ／
ＯＣＶ測定を高精度に行うためのものである。

【００４８】活性化処理設備１０２内のＩＲ／ＯＣＶ測
定ユニットでの測定は、部分充電処理の前段階におい
て、電池本体１０の巻回群１６、封口体１８等が内部短
絡していないかどうか、および溶接の外れ等がないかど
うかを検査する目的で行われ、更に、活性化処理の前段
階において、電池本体１０に微小短絡がないかどうか、
および溶接の外れ等がないかどうかを検査する目的で行
われる。

【００４９】前記容量検査設備１３０内のＩＲ／ＯＣＶ
測定ユニットでのＩＲ／ＯＣＶ測定は、電池本体１０に
微小短絡がないかどうか、および溶接の外れ等がないか
どうかを検査する目的で行われる。

【００５０】前記バッファ処理設備１１８、１２８内の
ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットでのＩＲ／ＯＣＶ測定は、活
性化処理後と、容量検査後の計２回行われる。活性化処
理後の１回目の測定は、活性化時の異常を検査するこ
と、容量検査前の測定と比較するためのデータ取り、お
よび溶接の外れ等がないかどうかを検査する目的で行わ
れ、容量検査後の２回目の測定は、電位が所定レベルで
あるかどうか、後述する選別処理時の測定と比較するた
めのデータ取り、および溶接の外れ等がないかどうかを
検査する目的で行われる。

【００５１】なお、前記各ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットで
のＩＲ／ＯＣＶ測定、あるいは充放電処理において、一
旦、エラーを受けた電池本体１０に対しては、それ以降
の充放電処理は行われない。

【００５２】次に、具体的な各設備の構成について説明
する。

【００５３】各設備への電池本体１０の搬送は、コンテ
ナ内に多数の電池本体１０を収容し、更にコンテナを５
段積みとした状態で行われ、この５段積みのコンテナ群
の各設備間への搬送は自走式の搬送車にて行われる。

【００５４】低温エージング処理設備１１０は、前工程
である組立工程から搬送されてくる多数の電池本体１０
を洗浄する洗浄処理装置を有する。また、第２の常温エ
ージング処理設備１２４は、コンテナの受入れ口に搬送
された例えば５段積みのコンテナ群を内部に搬送する搬
送装置を有し、かつ５段積みのコンテナ群を一単位とし
て縦方向および横方向にマトリクス状に配置できる収容
ユニットと、内部空間の温度を一定に維持するための空
調制御装置と、前記コンテナ群を収容ユニットの所定の
棚に入れる、あるいは該所定の棚からコンテナ群を取り
出すためのアーム付き搬送機構と、該アーム付き搬送機
構を制御する搬送機構制御装置とを有して構成されてい
る。低温エージング室は、空調制御装置により温度が例
えば８℃あるいは１５℃に保たれている。

【００５５】第１の常温エージング処理設備１１２（第
２の常温エージング処理設備１２４を兼ねる。）の常温
エージング室は、前記低温エージング室と同様に、例え
ば５つのコンテナ４０が段積み状態で収容できる空間を
有し、該空間の温度は、空調制御装置により２５±５℃
の温度に保たれている。

【００５６】第１の高温エージング処理設備１１４（第
２の高温エージング処理設備１２６を兼ねる。）の高温
エージング室も、前記低温エージング室と同様に、例え
ば５つのコンテナ４０が段積み状態で収容できる空間を
有し、該空間の温度は、空調制御装置により５０±５℃
の温度に保たれている。

【００５７】活性化処理設備１０２は、コンテナの受入
れ口に搬送された５段積みのコンテナ群を１段毎に分割
する、または５つに分割されたコンテナを段積みして５
段積みのコンテナ群とするコンテナ処理装置と、１つの
コンテナ単位毎に活性化処理設備１０２内に搬送する搬
送装置を有する。

【００５８】また、この活性化処理設備１０２は、その
内部空間に、搬送装置を通じて搬送された１つのコンテ
ナをＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットにおける１つのＩＲ／Ｏ
ＣＶ測定装置に搬送する、あるいは前記ＩＲ／ＯＣＶ測
定を終えた１つのコンテナを充放電処理ユニットにおけ
る１つの充放電処理装置に搬送する、あるいは前記充放
電処理を終えた１つのコンテナを前記搬送装置に搬送す
るアーム付き搬送機構と、該アーム付き搬送機構を制御
する搬送機構制御装置と、１つのコンテナ内に収容され
ている多数の電池本体１０に対して充放電処理を行う充
放電処理装置が多数配列された前記充放電処理ユニット
と、該充放電処理ユニットにおける各充放電処理装置を
それぞれ所定のアルゴリズムに従って制御する充放電制
御装置と、１つのコンテナ内に収容された多数の電池本
体１０に対して内部抵抗（ＩＲ）と開路電圧（ＯＣＶ）
を測定する前記ＩＲ／ＯＣＶ測定装置が多数配列された
ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットとを有して構成されている。

【００５９】容量検査設備１３０は、コンテナの受入れ
口に搬送された５段積みのコンテナ群を１段毎に分割す
る、または５つに分割されたコンテナを段積みして５段
積みのコンテナ群とするコンテナ処理装置と、１つのコ
ンテナ単位毎に容量検査設備１３０内に搬送する搬送装
置とを有する。

【００６０】また、この容量検査設備１３０は、その内
部空間に、搬送装置を通じて搬送された１つのコンテナ
をＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットにおける１つのＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定装置に搬送する、あるいは前記ＩＲ／ＯＣＶ測定
を終えた１つのコンテナを容量測定ユニットにおける１
つの容量測定装置に搬送する、あるいは前記容量測定を
終えた１つのコンテナを前記搬送装置に搬送するアーム
付き搬送機構と、該アーム付き搬送機構を制御する搬送
機構制御装置と、１つのコンテナ内に収容されている多
数の電池本体１０に対して充放電処理を行って各電池本
体１０の電流容量を測定する容量測定装置が多数配列さ
れた容量測定ユニットと、該容量測定ユニットにおける
各容量測定装置をそれぞれ所定のアルゴリズムに従って
制御する容量測定制御装置と、１つのコンテナ内に収容
された多数の電池本体１０に対して内部抵抗（ＩＲ）と
開路電圧（ＯＣＶ）を測定する前記ＩＲ／ＯＣＶ測定装
置が多数配列されたＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットと、該Ｉ
Ｒ／ＯＣＶ測定ユニットにおける各ＩＲ／ＯＣＶ測定装
置をそれぞれ所定のアルゴリズムに従って制御するＩＲ
／ＯＣＶ制御装置と、容量測定処理での測定結果やＩＲ
／ＯＣＶ測定の測定結果に基づいて個々の電池本体１０
をランク判定するランク判定装置とを有して構成されて
いる。

【００６１】前記第１のバッファ処理設備１１８（第２
のバッファ処理設備１２８を兼ねる。）は、コンテナの
受入れ口に搬送された５段積みのコンテナ群を１段毎に
分割する、または５つに分割されたコンテナを段積みし
て５段積みのコンテナ群とするコンテナ処理装置と、１
つのコンテナ単位毎にバッファ処理設備内に搬送する搬
送装置と、コンテナ内に収容されている多数の電池本体
１０のうち、エラーと判定された電池本体１０とサンプ
ル評価対象の電池本体１０を抜き取ってそれぞれ別のコ
ンテナに入れるワーク抜取り装置と、該ワーク抜取り装
置を所定のアルゴリズムに従って制御するワーク抜取り
制御装置とを有する。

【００６２】また、このバッファ処理設備１１８（１２
８）は、その内部空間に多数の棚を有し、かつ１つのコ
ンテナを一単位として縦方向および横方向にマトリクス
状に配置できる収容ユニットと、１つのコンテナを収容
ユニットの所定の棚に入れる、あるいは該所定の棚から
１つのコンテナを取り出してＩＲ／ＯＣＶ測定ユニット
における１つのＩＲ／ＯＣＶ測定装置に搬送する、ある
いはＩＲ／ＯＣＶ測定を終えた１つのコンテナを前記ワ
ーク抜取り装置に搬送する、あるいは前記ワーク抜取り
装置での処理を終えた１つのコンテナを前記搬送装置に
搬送するアーム付き搬送機構と、該アーム付き搬送機構
を制御する搬送機構制御装置と、１つのコンテナ内に収
容された多数の電池本体１０に対して内部抵抗（ＩＲ）
と開路電圧（ＯＣＶ）を測定する前記ＩＲ／ＯＣＶ測定
装置が多数配列されたＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットと、該
ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニットにおける各ＩＲ／ＯＣＶ測定
装置をそれぞれ所定のアルゴリズムに従って制御するＩ
Ｒ／ＯＣＶ制御装置とを有して構成されている。

【００６３】なお、選別・出荷設備は、５段積みのコン
テナ群を１段毎に分割し、あるいはその逆の処理を行う
ためのコンテナ処理装置（図示せず）と、コンテナから
電池本体１０を取り出して処理する電池投入装置とを有
する。この選別・出荷設備は、さらに、印字装置、印字
を終えた電池本体１０に対して開路電圧（ＯＣＶ）の測
定を行うＯＣＶ測定装置、絶縁リングを電池本体１０に
セットしビニールチューブを被せるチュービング装置、
電池本体１０のランクに基づいて振り分ける電池振分け
装置を有して構成される。

【００６４】本実施の形態に係る製造システムは、基本
的には以上のように構成されるものであり、次に、該製
造システムにおける各設備の配置形態について図３およ
び図４を参照しながら説明する。

【００６５】図３に示すように、製造システムの各設備
は、１つの建屋内にそれぞれ独立して設けられた複数の
室に個別に配置されている。

【００６６】すなわち、図３中、建屋内の四方の仕切壁
２００ａ〜２００ｄによって囲われた部屋が、さらに、
複数の仕切壁２００ｅによって仕切られて、左側から順
に、第１室２０２に低温エージング処理設備１１０、第
２室２０４に第１の常温エージング処理設備１１２（第
２の常温エージング処理設備１２４を兼ねる。）、第３
室２０６に後処理設備１０４の充放電処理設備である容
量検査設備１３０、第４室２０８に活性化処理設備１０
２の充（放）電処理設備１２２（前処理設備１００の充
放電処理設備１２０を兼ねる。）、第５室２１０に第１
のバッファ処理設備１１８（第２のバッファ処理設備１
２８を兼ねる。）、第６室２１２に第１の高温エージン
グ処理設備１１４（第２の高温エージング処理設備１２
６を兼ねる。）がそれぞれ配置されている。なお、前処
理設備１００の振動回転処理設備１１６および低温エー
ジング処理設備１１０の洗浄設備と、後処理設備１０４
の確認処理設備１３２と、選別・出荷設備とは、図示し
ない所定の箇所に配置されている。

【００６７】第１室２０２、第２室２０４、第５室２１
０および第６室２１２内には、コンテナ群を収納するた
めの多数の棚２１４が２列乃至複数列設けられるととも
に、その間には、コンテナ群を各棚２１４に搬送するた
めのアーム付き搬送機構２１６が設けられており、さら
に、その他の所要の装置が設けられている。第３室２０
６および第４室２０８内には、ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニッ
ト２１８が２列にわたって複数基設けられ、その間に
は、５段積みのコンテナを各ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニット
２１８に搬送するためのアーム付き搬送機構２１６が設
けられており、さらに、その他の所要の装置が設けられ
ている。

【００６８】図３中、前記した室の上部の横長形状の室
には、５段積みのコンテナ群を各設備間へ搬送するため
の自走する搬送車２２０および該搬送車２２０が走行す
るための走行レール２２２が設けられている。

【００６９】各室２０２、２０４、２０６、２０８、２
１０、２１２の上方の仕切壁２００ａの外側には、搬送
車２２０により搬送されてきたコンテナ若しくはコンテ
ナ群をアーム付き搬送機構２１６に受け渡しするための
搬送装置が設けられている（図示せず）。コンテナ若し
くはコンテナ群を受け渡す際には、各室２０２、２０
４、２０６、２０８、２１０、２１２の上方の仕切壁２
００ａにそれぞれ設けられた自動シャッター２２４が開
かれ、コンテナ若しくはコンテナ群を受け渡しした後閉
じられる。したがって、この自動シャッター２２４は、
コンテナ若しくはコンテナ群を受け渡す際の短時間のみ
開かれ、常時は閉じられている。図３中、各室２０２、
２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の各仕切壁２
００ａ〜２００ｅには、メンテナンス用の扉２２６が設
けられており、常時は閉じられている。

【００７０】各室２０２、２０４、２０６、２０８、２
１０、２１２間の仕切壁２００ｅは、図４に示すよう
に、厚さが約１２ｍｍの２枚の化粧石膏ボード２２８と
その間に厚さが約１００ｍｍのグラスウールが充填され
たグラスウール層２３０とから構成されている。建屋内
に独立して設けられた他の仕切壁２００ａも同様であ
る。なお、建屋の外壁を構成する箇所に位置する仕切壁
２００ｄは、化粧石膏ボード２２８の２層のうちの１層
が省略され、化粧石膏ボード２２８およびグラスウール
層２３０の外側にコンクリート壁２３２が設けられ、塗
装鋼板２３４に被覆されて、建屋の外壁を構成する。仕
切壁２００ｂ、２００ｃも同様である。なお、床面は、
下地材の上に厚さが約３００ｍｍのコンクリート床２３
６が設けられている。

【００７１】したがって、各室２０２、２０４、２０
６、２０８、２１０、２１２は、完全に独立した高い断
熱構造とされているため、各設備は、図示しない個別の
空調設備により、それぞれの処理に好適な温度条件下に
制御される。

【００７２】次に本実施の形態に係る製造システムを用
いて電池を製造する方法を、図５を参照しながら説明す
る。

【００７３】まず、低温エージング処理工程Ｓ１におい
て、電池本体１０に対し、低温エージング処理設備１１
０により上述の条件にて低温エージング処理が行われ
る。具体的には、前工程である組立工程から搬送されて
くる多数個の電池本体１０が洗浄処理装置に投入され、
該洗浄処理装置において前記多数の電池本体１０に対す
る洗浄処理が行われる。洗浄処理装置から排出された多
数の電池本体１０は、第１の搬送装置によって縦一列に
それぞれ直立状態で後段の処理工程に搬送される。

【００７４】前記第１の搬送装置を介して搬送された多
数の電池本体１０は、その搬送過程において、チャッキ
ング機構を通じて、所定個数（例えば１６個）単位毎に
上方に持ち上げられてコンテナの上方まで移送された
後、コンテナの電池収容空間内に横一列に収容される。
そして、コンテナに所定個数（例えば２５０個）の電池
本体１０が収容された段階で、該２５０個の電池本体１
０は、コンテナと共に第２の搬送装置を通じて、低温エ
ージング室に搬送される。

【００７５】このとき、コンテナは、５段積みの状態
（コンテナ群８０）で低温エージング室内に搬送され
る。低温エージング室は、その室内温度が、空調制御装
置により、例えば８℃あるいは１５℃に保たれており、
該低温エージング室内に搬入されたコンテナ群内の多数
の電池本体１０は、各電池本体１０自身の発熱が抑えら
れながらリチウムの溶解がゆっくりと行われることにな
る。

【００７６】低温エージング処理を終えた多数の電池本
体１０は、次の第１の常温エージング処理工程Ｓ２に投
入される。この第１の常温エージング処理工程Ｓ２は、
第１の常温エージング処理設備１１２を用いて、電池本
体１０に対し、上述した条件で常温エージング処理を行
う。

【００７７】具体的には、前記低温エージング処理を終
えたコンテナ群は、低温エージング室から常温エージン
グ室に投入される。常温エージング室は、その室内温度
が、図示しない空調制御装置により２５±５℃に保たれ
ており、該常温エージング室に搬入されたコンテナ群内
の多数の電池本体１０は、この第１の常温エージング処
理によって、内部のリチウム溶解が更に促進されること
になる。

【００７８】第１の常温エージング処理を終えた１つの
コンテナ群は、次の部分充電工程Ｓ３に投入される。こ
の部分充電工程Ｓ３は、活性化処理設備１０２を用い
て、前記常温エージング処理を終えた電池本体１０に対
し、上述した条件で部分充電処理を行う。

【００７９】具体的には、まず、前記第１の常温エージ
ング処理設備１１２から取り出されたコンテナ群は、自
走式の搬送車によって活性化処理設備１０２のコンテナ
受入れ口に搬送される。コンテナ受入れ口にコンテナ群
が投入されると、コンテナ群は、コンテナ処理装置によ
り１段毎に分割される。

【００８０】一方、搬送装置は、１つのコンテナを活性
化処理設備１０２内に搬送し、１つのコンテナをアーム
付き搬送機構２１６に受け渡す。

【００８１】搬送機構制御装置は、例えば、ＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定ユニット２１８に配列されている多数のＩＲ／Ｏ
ＣＶ測定装置のうち、空いているＩＲ／ＯＣＶ測定装置
にアームを移動して、１つのコンテナを当該ＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定装置に投入する。ＩＲ／ＯＣＶ制御装置は、前記
ＩＲ／ＯＣＶ測定装置内にコンテナが投入された時点
で、当該ＩＲ／ＯＣＶ測定装置を起動する。これによっ
て、前記コンテナ内に収容されている多数の電池本体１
０に対する内部抵抗（ＩＲ）と開路電圧（ＯＣＶ）の測
定が行われる。

【００８２】この測定結果において、エラーと判定され
た電池本体１０には、それ以降の充放電処理および容量
測定処理は行われない。エラー判定を受けた電池本体１
０は、後述する第１のバッファ処理工程Ｓ６でのワーク
抜取り処理によって抜き取られるまで、コンテナ内に収
容された状態で他の電池本体１０と共に各工程に搬送さ
れる。

【００８３】前記ＩＲ／ＯＣＶ測定を終えた１つのコン
テナは、前記アーム付き搬送機構２１６により充放電処
理ユニット側に搬送される。即ち、アーム付き搬送機構
２１６は、充放電処理ユニットに配列されている多数の
充放電処理装置のうち、空いている充放電処理装置にア
ームを移動して、前記コンテナを当該充放電処理装置に
投入する。充放電制御装置は、この充放電処理装置内に
コンテナが投入された時点で、当該充放電処理装置を起
動する。充放電処理装置は、該充放電処理装置に搬送さ
れたコンテナに収容されている多数の電池本体１０に対
して上述した条件で部分充電を行う。この部分充電処理
は、充放電制御装置の制御によって行われる。前記部分
充電処理を終えた多数の電池本体１０が収容されたコン
テナは、搬送装置によってコンテナ受入れ台まで搬送さ
れる。そして、５つのコンテナがコンテナ受入れ台に揃
った段階で、５段積みのコンテナ群にまとめられた後、
自走式の搬送車に受け渡される。この時点で、１つのコ
ンテナ群に対する部分充電処理が終了する。この部分充
電処理によって、電池本体１０でのリチウム溶解が効率
よく促進し、併せて電池本体１０の電位むらが抑圧され
る。

【００８４】部分充電処理を終えた１つのコンテナ群
は、次の第１の高温エージング処理工程Ｓ４に投入され
る。この第１の高温エージング処理工程Ｓ４は、第１の
高温エージング処理設備１１４を用いて、電池本体１０
に対し、上述した条件で高温エージング処理を行う。

【００８５】具体的には、まず、活性化処理設備１０２
から取り出されたコンテナ群は、自走式の搬送車によっ
て第１の高温エージング処理設備１１４のコンテナ受入
れ口に搬送される。コンテナ受入れ口にコンテナ群が投
入されると、搬送装置により、コンテナ群を第１の高温
エージング処理設備１１４内に搬送し、コンテナ群をア
ーム付き搬送機構２１６に受け渡す。次に、搬送機構制
御装置によりコンテナ群が所定の棚２１４に収納され
る。

【００８６】所定時間経過後、搬送機構制御装置は、ア
ーム付き搬送機構２１６を駆動し、コンテナ群を取り出
して搬送装置まで搬送する。搬送装置は搬送されたコン
テナ群をコンテナ受入れ台まで搬送し、自走式の搬送車
にコンテナ群を受け渡す。この時点で、１つのコンテナ
群に対する高温エージング処理が終了する。

【００８７】第１の高温エージング処理を終えた１つの
コンテナ群は、次の活性化処理工程Ｓ５に投入される。
この活性化処理工程Ｓ５は、活性化処理設備１０２を用
いて、前記第１の高温エージング処理を終えた電池本体
１０に対し、上述した条件で活性化処理を行う。

【００８８】具体的には、まず、第１の高温エージング
処理設備１１４から取り出されたコンテナ群は、自走式
の搬送車によって活性化処理設備１０２のコンテナ受入
れ口に搬送される。コンテナ受入れ口にコンテナ群が投
入されると、コンテナ群は、コンテナ処理装置を通じて
１段毎に分割され、搬送装置により、１つのコンテナを
活性化処理設備１０２内に搬送し、１つのコンテナをア
ーム付き搬送機構２１６に受け渡す。

【００８９】次に、搬送機構制御装置は、例えば、ＩＲ
／ＯＣＶ測定ユニット２１８に配列されている多数のＩ
Ｒ／ＯＣＶ測定装置のうち、空いているＩＲ／ＯＣＶ測
定装置にアームを移動して、１つのコンテナを当該ＩＲ
／ＯＣＶ測定装置に投入する。ＩＲ／ＯＣＶ制御装置
は、前記ＩＲ／ＯＣＶ測定装置内にコンテナが投入され
た時点で、当該ＩＲ／ＯＣＶ測定装置を起動する。これ
によって、前記コンテナ内に収容されている多数の電池
本体１０に対する内部抵抗（ＩＲ）と開路電圧（ＯＣ
Ｖ）の測定が行われる。

【００９０】この測定結果において、エラーと判定され
た電池本体１０には、それ以降の充放電処理および容量
測定処理は行われない。エラー判定を受けた電池本体１
０は、第１のバッファ処理工程Ｓ６でのワーク抜取り処
理によって抜き取られるまで、コンテナ４０内に収容さ
れた状態で他の電池本体１０と共に各工程に搬送され
る。

【００９１】前記ＩＲ／ＯＣＶ測定を終えた１つのコン
テナは、前記アーム付き搬送機構２１６により充放電処
理ユニット側に搬送される。即ち、アーム付き搬送機構
２１６は、充放電処理ユニットに配列されている多数の
充放電処理装置のうち、空いている充放電処理装置にア
ームを移動して、前記コンテナを当該充放電処理装置に
投入する。充放電制御装置は、前記充放電処理装置内に
コンテナが投入された時点で、当該充放電処理装置を起
動する。充放電処理装置は、該充放電処理装置に搬送さ
れたコンテナに収容されている多数の電池本体１０に対
し、上述した条件で活性化処理を行う。この充放電処理
装置による活性化処理の制御は充放電制御装置を通じて
行われる。

【００９２】活性化処理を終えた多数の電池本体１０が
収容されたコンテナは、搬送装置によってコンテナ受入
れ台まで搬送される。そして、５つのコンテナがコンテ
ナ受入れ台に揃った段階で、５段積みのコンテナ群にま
とめられた後、自走式の搬送車に受け渡される。この時
点で、１つのコンテナ群に対する活性化処理が終了す
る。この活性化処理によって、電池本体１０でのリチウ
ム溶解が効率よく促進し、併せて電池本体１０の電位む
らが抑圧される。

【００９３】活性化処理を終えた１つのコンテナ群は、
次の第１のバッファ処理工程Ｓ６に投入される。この第
１のバッファ処理工程Ｓ６は、第１のバッファ処理設備
１１８を用いて、電池本体１０に対し、例えば常温で３
時間〜６時間の放置処理を行う。

【００９４】具体的には、まず、活性化処理設備１０２
から取り出されたコンテナ群は、自走式の搬送車によっ
て第１のバッファ処理設備１１８のコンテナ受入れ口に
搬送される。

【００９５】一方、搬送装置は、１つのコンテナを第１
のバッファ処理設備１１８内に搬送し、１つのコンテナ
をアーム付き搬送機構に受け渡す。

【００９６】搬送機構制御装置は、所定の棚２１４の位
置にアームを移動することによって、該棚２１４内に１
つのコンテナを収納する。

【００９７】搬送機構制御装置は、アーム付き搬送機構
２１６を駆動して、棚２１４から１つのコンテナを取り
出し、ＩＲ／ＯＣＶ測定ユニット２１８に配列されてい
る多数のＩＲ／ＯＣＶ測定装置のうち、空いているＩＲ
／ＯＣＶ測定装置にアームを移動して、１つのコンテナ
を当該ＩＲ／ＯＣＶ測定装置に投入する。ＩＲ／ＯＣＶ
制御装置は、前記ＩＲ／ＯＣＶ測定装置内にコンテナが
投入された時点で、当該ＩＲ／ＯＣＶ測定装置を起動す
る。これによって、前記コンテナ内に収容されている多
数の電池本体１０に対する内部抵抗（ＩＲ）と開路電圧
（ＯＣＶ）の測定が行われる。

【００９８】この測定結果において、新たにエラーと判
定された電池本体１０には、それ以降の容量測定処理は
行われない。エラー判定を受けた電池本体１０は、次の
ワーク抜取り処理によって抜き取られる。

【００９９】前記ＩＲ／ＯＣＶ測定を終えた１つのコン
テナは、前記アーム付き搬送機構２１６によりワーク抜
取り装置側に搬送される。このとき、前記コンテナは、
ワ−ク抜取り装置の固定台に搬送されて、固定台上に載
置、固定される。ワーク抜取り制御装置は、まず、ロボ
ット駆動制御機構を通じて、電池本体１０の位置に多関
節アームを移動させる。次に、前記位置にある電池本体
１０をチャッキング機構により保持して上方に持ち上げ
る。

【０１００】その後、ロボット駆動制御機構を介して多
関節アームを移動させ、チャッキング機構による電池本
体１０の保持を解放して、サンプル用コンテナの位置に
電池本体１０（サンプル評価対象の電池本体１０）を収
容する。前記一連の動作を必要なサンプル数分行う。エ
ラーと判定された電池本体１０の抜き取り処理について
も同様に行われる。

【０１０１】ワーク抜取り装置によるコンテナからのサ
ンプル評価対象の電池本体１０とエラーと判定された電
池本体１０の抜き取り処理が終了した時点で、ワーク抜
取り制御装置は、アーム付き搬送機構２１６を駆動する
ことによって、ワーク抜取り装置から前記コンテナを取
り出して搬送装置側に搬送する。

【０１０２】コンテナは搬送装置によってコンテナ受入
れ台まで搬送され、５つのコンテナがコンテナ受入れ台
に揃った段階で、５段積みのコンテナ群にまとめられた
後、自走式の搬送車に受け渡される。この時点で、１つ
のコンテナ群に対する第１のバッファ処理が終了する。

【０１０３】この第１のバッファ処理工程Ｓ６におい
て、前記活性化処理後の電池本体１０を所定時間放置す
ることにより、ＩＲ／ＯＣＶ測定を高精度に行うと共
に、信頼性の向上を図ることができる。

【０１０４】第１のバッファ処理を終えた１つのコンテ
ナ群は、次の第２の常温エージング処理工程Ｓ７に投入
される。この第２の常温エージング処理工程Ｓ７は、第
２の常温エージング処理設備１２４を用いて、電池本体
１０に対し、上述した条件で常温エージング処理を行
う。

【０１０５】具体的には、まず、第１のバッファ処理設
備１１８から取り出されたコンテナ群は、自走式の搬送
車によって第２の常温エージング処理設備１２４のコン
テナ受入れ口に搬送される。コンテナ受入れ口にコンテ
ナ群が投入されると、搬送機構制御装置はコンテナ群を
第２の常温エージング処理設備１２４内に搬送し、コン
テナ群をアーム付き搬送機構２１６に受け渡す。

【０１０６】搬送機構制御装置は、所定の棚２１４内に
コンテナ群を収納する。所定時間経過後、搬送機構制御
装置は、アーム付き搬送機構２１６を駆動し、前記棚２
１４からコンテナ群を取り出して搬送装置まで搬送す
る。搬送装置は搬送されたコンテナ群をコンテナ受入れ
台まで搬送し、自走式の搬送車にコンテナ群を受け渡
す。この時点で、１つのコンテナ群に対する第２の常温
エージング処理が終了する。

【０１０７】この第２の常温エージング処理によって、
電池本体１０の微小短絡を検出することが可能となり、
信頼性の高い二次電池を得ることができる。

【０１０８】第２の常温エージング処理を終えた１つの
コンテナ群は、次の容量検査工程Ｓ８に投入される。こ
の容量検査工程Ｓ８は、容量検査設備１３０を用いて、
充電および放電時の電流容量を検査する。

【０１０９】具体的には、まず、第２の常温エージング
処理設備１２４から取り出されたコンテナ群は、自走式
の搬送車によって容量検査設備１３０のコンテナ受入れ
口に搬送される。コンテナ受入れ口にコンテナ群が投入
されると、コンテナ群はコンテナ処理装置を通じて１段
毎に分割され、搬送装置により、１つのコンテナを容量
検査設備１３０内に搬送し、１つのコンテナをアーム付
き搬送機構２１６に受け渡す。

【０１１０】搬送機構制御装置は、例えば、ＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定ユニット２１８に配列されている多数のＩＲ／Ｏ
ＣＶ測定装置のうち、空いているＩＲ／ＯＣＶ測定装置
にアームを移動して、１つのコンテナを当該ＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定装置に投入する。ＩＲ／ＯＣＶ制御装置は、前記
ＩＲ／ＯＣＶ測定装置内にコンテナが投入された時点
で、当該ＩＲ／ＯＣＶ測定装置を起動する。これによっ
て、前記コンテナ内に収容されている多数の電池本体１
０に対する内部抵抗（ＩＲ）と開路電圧（ＯＣＶ）の測
定が行われる。

【０１１１】この測定結果において、新たにエラーと判
定された電池本体１０には、それ以降の容量測定処理は
行われない。この場合、エラー判定を受けた電池本体１
０は、選別・出荷工程Ｓ１０での電池振分け処理によっ
て選別されるまで、コンテナ内に収容された状態で他の
電池本体１０と共に各工程に搬送される。

【０１１２】前記ＩＲ／ＯＣＶ測定を終えた１つのコン
テナは、前記アーム付き搬送機構２１６により容量測定
ユニット側に搬送される。即ち、アーム付き搬送機構２
１６は、容量測定ユニットに配列されている多数の容量
測定装置のうち、空いている容量測定装置にアームを移
動して、前記コンテナを当該容量測定装置に投入する。
容量測定制御装置は、前記容量測定装置内にコンテナが
投入された時点で、当該容量測定装置を起動する。容量
測定装置は、該容量測定装置に搬送されたコンテナ内に
収容されている多数の電池本体１０に対して上述した条
件で容量測定を行う。この容量測定装置による容量測定
の制御は容量測定制御装置を介して行われる。

【０１１３】この電流容量の測定では、充電期間の最初
の所定時間において、電池本体１０に一定電流を流して
充電を行う、いわゆる定電流充電（ＣＣ充電）が行わ
れ、残りの期間において、電池本体１０の両端に一定電
圧を印加して充電を行う、いわゆる定電圧充電（ＣＶ充
電）が行われる。最初の所定時間における定電流充電で
は、一定電流が電池に流れることから、電池本体１０の
両端電圧が時間の経過と共に徐々に上昇し、その後の定
電圧充電では、一定電圧が電池本体１０の両端に印加さ
れることから、電池本体１０に流れる電流が時間の経過
と共に徐々に減少することとなる。

【０１１４】この測定結果において、新たにエラーと判
定された電池本体１０は、選別・出荷工程Ｓ１０での電
池振分け処理によって選別されるまで、コンテナ内に収
容された状態で他の電池本体１０と共に各工程に搬送さ
れる。

【０１１５】次いで、ランク判定装置において、前記Ｉ
Ｒ／ＯＣＶ測定および充放電処理の各測定結果に基づい
てランク判定を行う。

【０１１６】容量測定処理を終えた多数の電池本体１０
が収容されたコンテナは、搬送装置によってコンテナ受
入れ台まで搬送される。そして、５つのコンテナがコン
テナ受入れ台に揃った段階で、５段積みのコンテナ群に
まとめられた後、自走式の搬送車に受け渡される。各こ
の時点で、１つのコンテナ群に対する容量測定処理が終
了する。

【０１１７】容量検査を終えた１つのコンテナ群は、次
の第２のバッファ処理工程Ｓ９に投入される。この第２
のバッファ処理工程Ｓ９は、第２のバッファ処理設備１
２８を用いて、電池本体１０に対し、所定時間の放置処
理と必要なＩＲ／ＯＣＶ測定処理を行う。この第２のバ
ッファ処理工程Ｓ９は、ワーク抜取り処理以外は、前記
第１のバッファ処理工程Ｓ６とほぼ同じ工程を踏むた
め、その重複説明を省略する。

【０１１８】第２のバッファ処理を終えた１つのコンテ
ナ群は、次の選別・出荷工程Ｓ１０に投入される。この
選別・出荷工程Ｓ１０は、選別・出荷設備を用いて、電
池本体１０に対し、例えば印字、チュービング処理を行
って製品（二次電池）とした後に、ランク分けを行っ
て、ランク単位に出荷するという処理を行う。

【０１１９】このように、前記具体例に係る製造システ
ムにおいては、独立して設けられた断熱性に優れる室ご
とに各装置が配置され、各処理に好適な温度条件で処理
されることから、電池本体１０における負極シート２２
に重ね合わされたリチウム金属を効率よく電解液中に溶
解させることができることから、高い充放電容量、良好
な充放電サイクル特性を持ち、かつ高エネルギ密度を有
する金属リチウム二次電池を得ることができる。

【０１２０】この実施の形態では、円筒型の電池本体１
０に適用した例を示したが、その他、ボタン型の金属リ
チウム二次電池や各種形状の金属リチウム二次電池にも
適用させることができる。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る金属
リチウム二次電池の製造システムおよびその製造方法に
よれば、高い充電容量を持ち、サイクル特性に優れた金
属リチウム二次電池を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る製造システムに投入される
電池本体の構成を示す断面図である。

【図２】本実施の形態に係る製造システムの基本的構成
例を示す構成図である。

【図３】本実施の形態に係る製造システムの各装置が配
置された建屋の概略平面図である。

【図４】図３の建屋のＩＶ−ＩＶ線断面の一部を示す図
である。

【図５】本実施の形態の具体的構成例に係る製造システ
ムによる電池の製造過程を示す工程ブロック図である。

【符号の説明】

１０…電池本体 １２…電池缶 １４…非水電解液 １６…巻回群 １８…封口体 ２０…正極シート ２２…負極シート １００…前処理設備 １０２…活性化処理設備 １０４…後処理設備 １１０…低温エージング処理設備 １１２、１２４…常温エージング処理設備 １１４、１２６…高温エージング処理設備 １１６…揺動回転処理設備 １１８、１２８…バ
ッファ処理設備 １２０…充放電処理設備 １２２…充（放）電
処理設備 １３０…容量検査設備 １３２…確認処理設
備 ２００ａ〜２００ｅ…仕切壁 ２０２…第１の室 ２０４…第２の室 ２０６…第３の室 ２０８…第４の室 ２１０…第５の室 ２１２…第６の室 ２１４…棚 ２１６…アーム付き搬送機構 ２１８…ＩＲ／ＯＣ
Ｖ測定ユニット ２２０…搬送車 ２２２…走行レール ２２４…自動シャッター ２２６…扉 ２２８…化粧石膏ボード ２３０…グラスウー
ル層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属リチウム二次電池の製造システムであ
   って、 電池本体における金属材料のリチウムを溶解させるため
   の処理と電極内のリチウムの分布を均一化するための処
   理とを行う前処理手段と、前記電池本体の負極に対して
   リチウムを挿入させるための処理を行う活性化処理手段
   と、前記活性化処理を十分にさせるための処理を行う後
   処理手段とを有し、 前記前処理手段は、 前記電池本体を、常温よりも低い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す低温エージング処理手段と、 前記電池本体を、常温に保持された雰囲気に所定時間曝
   す第１の常温エージング処理手段と、 前記電池本体を、常温よりも高い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す第１の高温エージング処理手段と、 前記電池本体を揺動および／または回転させる揺動回転
   手段と、 常温に戻すための第１のバッファ手段と、 前記電池本体に対して部分充電を行う部分充電処理手段
   のうち、少なくとも１つ以上の任意の組み合わせで構成
   され、 前記活性化処理手段は、少なくとも前記負極材料にリチ
   ウムを挿入するための充電処理手段で構成され、 前記後処理手段は、 前記電池本体を、常温に保持された雰囲気に所定時間曝
   す第２の常温エージング処理手段と、 前記電池本体を、常温よりも高い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す第２の高温エージング処理手段と、 常温に戻すための第２のバッファ手段と、 前記電池本体に対して充放電を行う充放電処理手段と、 前記電池本体の容量、電圧および電流を検査する確認手
   段のうち、少なくとも１つ以上の任意の組み合わせで構
   成され、 少なくとも前記各エージング処理手段と、前記活性化処
   理手段を構成する充電処理手段と、前記電池本体の容
   量、電圧および電流を検査する確認手段とがそれぞれ独
   立した室に設けられていることを特徴とする金属リチウ
   ム二次電池の製造システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の製造システムにおいて、前
   記それぞれ独立した室は、断熱構造を有することを特徴
   とする金属リチウム二次電池の製造システム。
3. 【請求項３】金属リチウム二次電池の製造方法であっ
   て、 電池本体における金属材料のリチウムを溶解させるため
   の処理と電極内のリチウムの分布を均一化するための処
   理とを行う前処理工程と、前記電池本体の負極に対して
   リチウムを挿入させるための処理を行う活性化処理工程
   と、前記活性化処理を十分にさせるための処理を行う後
   処理工程とを有し、 前記前処理工程は、 前記電池本体を、常温よりも低い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す低温エージング処理工程と、 前記電池本体を、常温に保持された雰囲気に所定時間曝
   す第１の常温エージング処理工程と、 前記電池本体を、常温よりも高い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す第１の高温エージング処理工程と、 前記電池本体を揺動および／または回転させる揺動回転
   工程と、 常温に戻すための第１のバッファ工程と、 前記電池本体に対して部分充電を行う部分充電処理工程
   のうち、少なくとも１つ以上の任意の組み合わせで構成
   され、 前記活性化処理工程は、少なくとも前記負極材料にリチ
   ウムを挿入するための充電処理工程で構成され、 前記後処理工程は、 前記電池本体を、常温に保持された雰囲気に所定時間曝
   す第２の常温エージング処理工程と、 前記電池本体を、常温よりも高い温度に保持された雰囲
   気に所定時間曝す第２の高温エージング処理工程と、 常温に戻すための第２のバッファ工程と、 前記電池本体に対して充放電を行う充放電処理工程と、 前記電池本体の容量、電圧および電流を検査する確認工
   程のうち、少なくとも１つ以上の任意の組み合わせで構
   成され、 少なくとも前記各エージング処理工程と、前記活性化処
   理工程を構成する充電処理工程と、前記電池本体の容
   量、電圧および電流を検査する確認工程とがそれぞれ独
   立して設けられた室で処理されることを特徴とする金属
   リチウム二次電池の製造方法。
4. 【請求項４】請求項３記載の製造方法において、前記そ
   れぞれ独立して設けられた室は、断熱構造を有すること
   を特徴とする金属リチウム二次電池の製造方法。