JPH11345632A - 二次電池の検査方法 - Google Patents
二次電池の検査方法Info
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- JPH11345632A JPH11345632A JP10260789A JP26078998A JPH11345632A JP H11345632 A JPH11345632 A JP H11345632A JP 10260789 A JP10260789 A JP 10260789A JP 26078998 A JP26078998 A JP 26078998A JP H11345632 A JPH11345632 A JP H11345632A
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- electrodes
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電サイクル時の二次電池の寿命ばらつき
や短絡を正確に判定することが可能な二次電池の検査方
法を提供する。 【解決手段】 正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池において、前記電極
群の静電容量を測定して良否の判定を行うことを特徴と
する。
や短絡を正確に判定することが可能な二次電池の検査方
法を提供する。 【解決手段】 正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池において、前記電極
群の静電容量を測定して良否の判定を行うことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極および負極の
間にセパレータを配置した構造の電極群を備えた二次電
池の検査方法に関する。
間にセパレータを配置した構造の電極群を備えた二次電
池の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は、一般に正極および負極の間
にセパレータを配置して作られた電極群を電解液（また
は電解質）と共に容器内に収納した構造を有する。この
二次電池は、一次電池と異なり、充放電を繰り返して使
用できる特徴を有する。このため、高容量化が進んでい
る二次電池ではサイクルの進行に伴って内部に微妙な変
化が生じてサイクル途中での短絡、電極間でのサイクル
寿命のばらつきを招く傾向を有する。
にセパレータを配置して作られた電極群を電解液（また
は電解質）と共に容器内に収納した構造を有する。この
二次電池は、一次電池と異なり、充放電を繰り返して使
用できる特徴を有する。このため、高容量化が進んでい
る二次電池ではサイクルの進行に伴って内部に微妙な変
化が生じてサイクル途中での短絡、電極間でのサイクル
寿命のばらつきを招く傾向を有する。
【０００３】また、二次電池は組電池として用いる場合
が多いが、電池間でのサイクル寿命のばらつきに起因し
てより一層の充電深度のばらつきを加速する恐れがあ
る。
が多いが、電池間でのサイクル寿命のばらつきに起因し
てより一層の充電深度のばらつきを加速する恐れがあ
る。
【０００４】このようなことから従来より製造後の二次
電池について通電試験を行うことにより初期二次電池の
良否を判定している。
電池について通電試験を行うことにより初期二次電池の
良否を判定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通電試
験では充放電サイクル時の二次電池の寿命ばらつきや短
絡を正確に検査することが困難であった。
験では充放電サイクル時の二次電池の寿命ばらつきや短
絡を正確に検査することが困難であった。
【０００６】本発明は、充放電サイクル時の二次電池の
寿命ばらつきや短絡を正確に判定することが可能な二次
電池の検査方法を提供しようとするものである。
寿命ばらつきや短絡を正確に判定することが可能な二次
電池の検査方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる二次電池
の検査方法は、正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池の検査方法におい
て、前記電極群の静電容量を測定して良否の判定を行う
ことを特徴とするものである。
の検査方法は、正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池の検査方法におい
て、前記電極群の静電容量を測定して良否の判定を行う
ことを特徴とするものである。
【０００８】本発明に係わる二次電池の検査方法におい
て、前記電極群の静電容量の測定に先立って通電試験を
行うことが好ましい。
て、前記電極群の静電容量の測定に先立って通電試験を
行うことが好ましい。
【０００９】本発明に係わる二次電池の検査方法におい
て、前記セパレータがシート状のものを使用する際、前
記電極群の正負極のうちの面積の小さい方の電極を基準
とし、その対極と対向している面積およびこの対極と電
気的に接している部材と対向している面積の合計面積を
Ｓ［ｍ2 ］、真空または空気の誘電率をε0 ［Ｆ／
ｍ］、電池組み立て後の圧縮されたセパレータの厚さで
ある電極間距離をｄ［ｍ］、セパレータの密度をρs 、
セパレータ材料の誘電率をεs ［Ｆ／ｍ］、セパレータ
の目付けをＡＤ［ｇ／ｍ2 ］とした場合、電極間のセパ
レータ相当厚さｄs ［ｍ］をｄs ＝ＡＤ／ρs から求
め、さらに電極間の真の空隙ｄ0 ［ｍ］をｄ0 ＝ｄ−ｄ
s から求めた時、直列の合成静電容量［Ｃ］をＣ＝（ε
0 εs Ｓ）／（ｄs ＋εs ｄ0 ）の式から求め、この値
の±５％の範囲を良否判定の基準とすることが好まし
い。
て、前記セパレータがシート状のものを使用する際、前
記電極群の正負極のうちの面積の小さい方の電極を基準
とし、その対極と対向している面積およびこの対極と電
気的に接している部材と対向している面積の合計面積を
Ｓ［ｍ2 ］、真空または空気の誘電率をε0 ［Ｆ／
ｍ］、電池組み立て後の圧縮されたセパレータの厚さで
ある電極間距離をｄ［ｍ］、セパレータの密度をρs 、
セパレータ材料の誘電率をεs ［Ｆ／ｍ］、セパレータ
の目付けをＡＤ［ｇ／ｍ2 ］とした場合、電極間のセパ
レータ相当厚さｄs ［ｍ］をｄs ＝ＡＤ／ρs から求
め、さらに電極間の真の空隙ｄ0 ［ｍ］をｄ0 ＝ｄ−ｄ
s から求めた時、直列の合成静電容量［Ｃ］をＣ＝（ε
0 εs Ｓ）／（ｄs ＋εs ｄ0 ）の式から求め、この値
の±５％の範囲を良否判定の基準とすることが好まし
い。
【００１０】本発明に係わる二次電池では、セパレータ
として不織布もしくはポーラス状等の空隙を有するのも
のを使用することが多い。このようなセパレータを備え
た二次電池の検査方法において、前記電極群の正負極の
うちの面積の小さい方の電極を基準とし、その対極と対
向している面積およびこの対極と電気的に接している部
材と対向している面積の合計面積をＳ［ｍ2 ］、真空ま
たは空気の誘電率をε0 ［Ｆ／ｍ］、電池組み立て後の
圧縮されたセパレータの厚さである電極間距離をｄ
［ｍ］、電極間体積をＶ［ｍ3 ］、セパレータの密度を
ρs 、セパレータ材料の誘電率をεs ［Ｆ／ｍ］、セパ
レータの目付けをＡＤ［ｇ／ｍ2 ］とした場合、電極間
のセパレータ相当体積Ｖs ［ｍ3 ］をＶs ＝（ＡＤ／ρ
s ）×（Ｖ／ｄ）から求め、さらに電極間の真の空隙Ｖ
0 ［ｍ］をＶ0 ＝Ｖ−Ｖs から求めた時、直列の合成静
電容量［Ｃ］をＣ＝［ε0 Ｓ（Ｖ0 ＋εs Ｖs ）］／Ｖ
ｄの式から求め、この値の±５％の範囲を良否判定の基
準とすることが好ましい。
として不織布もしくはポーラス状等の空隙を有するのも
のを使用することが多い。このようなセパレータを備え
た二次電池の検査方法において、前記電極群の正負極の
うちの面積の小さい方の電極を基準とし、その対極と対
向している面積およびこの対極と電気的に接している部
材と対向している面積の合計面積をＳ［ｍ2 ］、真空ま
たは空気の誘電率をε0 ［Ｆ／ｍ］、電池組み立て後の
圧縮されたセパレータの厚さである電極間距離をｄ
［ｍ］、電極間体積をＶ［ｍ3 ］、セパレータの密度を
ρs 、セパレータ材料の誘電率をεs ［Ｆ／ｍ］、セパ
レータの目付けをＡＤ［ｇ／ｍ2 ］とした場合、電極間
のセパレータ相当体積Ｖs ［ｍ3 ］をＶs ＝（ＡＤ／ρ
s ）×（Ｖ／ｄ）から求め、さらに電極間の真の空隙Ｖ
0 ［ｍ］をＶ0 ＝Ｖ−Ｖs から求めた時、直列の合成静
電容量［Ｃ］をＣ＝［ε0 Ｓ（Ｖ0 ＋εs Ｖs ）］／Ｖ
ｄの式から求め、この値の±５％の範囲を良否判定の基
準とすることが好ましい。
【００１１】本発明に係わる二次電池の検査方法におい
て、前記二次電池はニッケル水素二次電池である。
て、前記二次電池はニッケル水素二次電池である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる二次電池の
検査方法を詳細に説明する。
検査方法を詳細に説明する。
【００１３】図１は、二次電池、例えばニッケル水素二
次電池を示す分解斜視図である。有底円筒状の容器１内
には、正極２とセパレータ３と負極４とを積層して渦巻
き状に捲回することにより作製された電極群５が収納さ
れている。前記負極４は、前記電極群５の最外周に配置
されて前記容器１と電気的に接触している。アルカリ電
解液は、前記容器１内に収容されている。
次電池を示す分解斜視図である。有底円筒状の容器１内
には、正極２とセパレータ３と負極４とを積層して渦巻
き状に捲回することにより作製された電極群５が収納さ
れている。前記負極４は、前記電極群５の最外周に配置
されて前記容器１と電気的に接触している。アルカリ電
解液は、前記容器１内に収容されている。
【００１４】中央に穴６を有する円形の封口板７は、前
記容器１の上部開口部に配置されている。リング状の絶
縁性ガスケット８は、前記封口板７の周縁と前記容器１
の上部開口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内
側に縮径するカシメ加工により前記容器１に前記封口板
７を前記ガスケット８を介して気密に固定されている。
正極リード９は、一端が前記正極２に接続、他端が前記
封口板７の下面に接続されている。帽子形状をなす正極
端子１０は、前記封口板７上に前記孔６を覆うように取
り付けられている。
記容器１の上部開口部に配置されている。リング状の絶
縁性ガスケット８は、前記封口板７の周縁と前記容器１
の上部開口部内面の間に配置され、前記上部開口部を内
側に縮径するカシメ加工により前記容器１に前記封口板
７を前記ガスケット８を介して気密に固定されている。
正極リード９は、一端が前記正極２に接続、他端が前記
封口板７の下面に接続されている。帽子形状をなす正極
端子１０は、前記封口板７上に前記孔６を覆うように取
り付けられている。
【００１５】ゴム製の安全弁１１は、前記封口板７と前
記正極端子１０で囲まれた空間内に前記孔６を塞ぐよう
に配置されている。中央に穴を有する絶縁材料からなる
円形の押え板１２は、前記正極端子１０上に前記正極端
子１０の突起部がその押え板１２の前記穴から突出され
るように配置されている。外装チューブ１３は、前記押
え板１２の周縁、前記容器１の側面及び前記容器１の底
部周縁を被覆している。
記正極端子１０で囲まれた空間内に前記孔６を塞ぐよう
に配置されている。中央に穴を有する絶縁材料からなる
円形の押え板１２は、前記正極端子１０上に前記正極端
子１０の突起部がその押え板１２の前記穴から突出され
るように配置されている。外装チューブ１３は、前記押
え板１２の周縁、前記容器１の側面及び前記容器１の底
部周縁を被覆している。
【００１６】次に、前記正極２、負極４、セパレータ３
および電解液について説明する。
および電解液について説明する。
【００１７】１）正極２ この正極２は、活物質である水酸化ニッケル粉末を含む
ペーストを金属多孔体に充填した構造を有する。
ペーストを金属多孔体に充填した構造を有する。
【００１８】前記水酸化ニッケルは、粉末Ｘ線回折法に
よる（１０１）面のピーク半価幅が０．８°／２θ以上
であることが好ましい。
よる（１０１）面のピーク半価幅が０．８°／２θ以上
であることが好ましい。
【００１９】前記水酸化ニッケルにおいて、Ｃｏ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉのよう
な金属を共沈することを許容する。
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉのよう
な金属を共沈することを許容する。
【００２０】前記金属多孔体としては、例えばスポンジ
状、繊維状、もしくはフェルト状のものを挙げることが
できる。
状、繊維状、もしくはフェルト状のものを挙げることが
できる。
【００２１】前記正極は、例えば前記水酸化ニッケル粉
末に導電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペ
ーストを調製し、このペーストを前記金属多孔体に充填
し、乾燥した後、成形することにより作製される。
末に導電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペ
ーストを調製し、このペーストを前記金属多孔体に充填
し、乾燥した後、成形することにより作製される。
【００２２】前記導電材としては、例えば金属コバル
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
ト、コバルト酸化物、コバルト水酸化物等を挙げること
ができる。
【００２３】前記結着剤としては、例えばカルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げること
ができる。
チルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウム、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げること
ができる。
【００２４】２）負極４ この負極４は、水素吸蔵合金粉末を含むペーストを導電
性基板に充填した構造を有する。
性基板に充填した構造を有する。
【００２５】前記水素吸蔵合金としては、格別制限され
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ5 （Ｍｍ；ミッシュメタ
ル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ランタン富化したミッシュメ
タル）、またはこれらのＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはＴｉＮｉ系、ＴｉＦ
ｅ系のものを挙げることができる。中でも、一般式Ｌｍ
Ｎｉx Ｍｎy Ａz （ただし、ＡはＡｌ，Ｃｏから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚはその合計
値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表されるも
のを用いることが好ましい。
るものではなく、電解液中で電気化学的に発生させた水
素を吸蔵でき、かつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出
できるものであればよい。この水素吸蔵合金としては、
例えばＬａＮｉ5 、ＭｍＮｉ5 （Ｍｍ；ミッシュメタ
ル）、ＬｍＮｉ5 （Ｌｍ；ランタン富化したミッシュメ
タル）、またはこれらのＮｉの一部をＡｌ、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｂのような元素で
置換した多元素系のもの、もしくはＴｉＮｉ系、ＴｉＦ
ｅ系のものを挙げることができる。中でも、一般式Ｌｍ
Ｎｉx Ｍｎy Ａz （ただし、ＡはＡｌ，Ｃｏから選ばれ
る少なくとも一種の金属、原子比ｘ，ｙ，ｚはその合計
値が４．８≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦５．４を示す）で表されるも
のを用いることが好ましい。
【００２６】前記導電性基板としては、パンチドメタ
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケルネッ
トなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポ
ンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができ
る。
ル、エキスパンデッドメタル、穿孔剛板、ニッケルネッ
トなどの二次元基板や、フェルト状金属多孔体や、スポ
ンジ状金属基板などの三次元基板を挙げることができ
る。
【００２７】前記負極は、例えば前記水素吸蔵合金に導
電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペースト
を調製し、このペーストを前記導電性基板に充填し、乾
燥した後、成形することにより作製される。
電材を添加し、結着剤および水と共に混練してペースト
を調製し、このペーストを前記導電性基板に充填し、乾
燥した後、成形することにより作製される。
【００２８】前記導電材としては、例えばカーボンブラ
ック等を用いることができる。
ック等を用いることができる。
【００２９】前記結着剤としては、前記正極で用いたの
と同様なものを挙げることができる。
と同様なものを挙げることができる。
【００３０】３）セパレータ３ このセパレータ３は、例えばポリオレフィン繊維やナイ
ロン繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もしくは
これら不織布および織布で複合化された複合シートから
作られる。特に、前記セパレータはポリオレフィン系合
成樹脂繊維を含むシート状物から形成され、かつ前記シ
ート状物がカルボキシル基を有するビニルモノマーでグ
ラフト共重合された物から形成されることが好ましい。
ロン繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もしくは
これら不織布および織布で複合化された複合シートから
作られる。特に、前記セパレータはポリオレフィン系合
成樹脂繊維を含むシート状物から形成され、かつ前記シ
ート状物がカルボキシル基を有するビニルモノマーでグ
ラフト共重合された物から形成されることが好ましい。
【００３１】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維として
は、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン繊維から
なる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異なるポリ
オレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊維、互い
に異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合された分
割構造の複合繊維等を挙げることができる。前記ポリオ
レフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどを挙げることができる。
は、ポリオレフィン単一繊維、ポリオレフィン繊維から
なる芯材表面に前記ポリオレフィン繊維とは異なるポリ
オレフィン繊維が被覆された芯鞘構造の複合繊維、互い
に異なるポリオレフィン繊維同士が円形に接合された分
割構造の複合繊維等を挙げることができる。前記ポリオ
レフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどを挙げることができる。
【００３２】前記ポリオレフィン系合成樹脂繊維を含む
シート状物としては、例えば前述したポリオレフィン系
合成樹脂繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もし
くはこれら不織布および織布で複合化された複合シート
を挙げることができる。前記不織布は、例えば乾式法、
湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作
製される。
シート状物としては、例えば前述したポリオレフィン系
合成樹脂繊維からなる不織布、同繊維からなる織布もし
くはこれら不織布および織布で複合化された複合シート
を挙げることができる。前記不織布は、例えば乾式法、
湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等によって作
製される。
【００３３】前記カルボキシル基を有するビニルモノマ
ーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、前記ア
クリル酸や前記メタクリル酸のエステル類を挙げること
ができる。前記ビニルモノマーの中でも、アクリル酸が
好適である。
ーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、前記ア
クリル酸や前記メタクリル酸のエステル類を挙げること
ができる。前記ビニルモノマーの中でも、アクリル酸が
好適である。
【００３４】４）アルカリ電解液 このアルカリ電解液としては、例えば水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｅＯＨ）および
水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）から選ばれる少なくとも
１の水酸化物を含む組成のものが用いられる。この中
で、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの
混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液が好まし
い。特に、ＮａＯＨを含む電解液が望ましい。
（ＮａＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化カ
リウム（ＫＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｅＯＨ）および
水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）から選ばれる少なくとも
１の水酸化物を含む組成のものが用いられる。この中
で、ＮａＯＨとＬｉＯＨの混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨの
混合液、ＫＯＨとＬｉＯＨとＮａＯＨの混合液が好まし
い。特に、ＮａＯＨを含む電解液が望ましい。
【００３５】前述した正極２、セパレータ３および負極
４を捲回することにより作製した電極群５を容器１内に
収納した後、電解液を注入して封口する前の二次電池の
直列の合成静電容量を測定することにより、その良否判
定を行って検査する。
４を捲回することにより作製した電極群５を容器１内に
収納した後、電解液を注入して封口する前の二次電池の
直列の合成静電容量を測定することにより、その良否判
定を行って検査する。
【００３６】前記検査において、基準とする静電容量の
範囲は製造する電池の目標品質に対して任意に決定され
るが、例えばセパレータが不織布により作られる場合、
次式から求めた直列の合成静電容量［Ｃ］の値の±５％
の範囲、より好ましくは±３％の範囲を良否判定の基準
とすることが望ましい。
範囲は製造する電池の目標品質に対して任意に決定され
るが、例えばセパレータが不織布により作られる場合、
次式から求めた直列の合成静電容量［Ｃ］の値の±５％
の範囲、より好ましくは±３％の範囲を良否判定の基準
とすることが望ましい。
【００３７】Ｃ＝［ε0 Ｓ（Ｖ0 ＋εs Ｖs ）］／Ｖｄ ここで、ε0 は、真空または空気の誘電率；８．８５５
×１０-12 ［Ｆ／ｍ］、 Ｓは、前記電極群の正
負極のうちの面積の小さい方の電極を基準とし、その対
極と対向している面積およびこの対極と電気的に接続し
ている部材と対向している面積の合計面積［ｍ2 ］ ｄは、電池組み立て後の圧縮されたセパレータの厚さ
［ｍ］ Ｖ0 は、Ｖ0 ＝Ｖ−Ｖs により求められる電極間の真の
空隙｛ただしＶ；電極間体積、Ｖs ；Ｖs ＝（ＡＤ／ρ
s ）×（Ｖ／ｄ）から求められる電極間のセパレータ相
当体積で、ＡＤ；セパレータの目付け［ｇ／ｍ2 ］、ε
s ；セパレータ材料の誘電率［Ｆ／ｍ］｝を示す。
×１０-12 ［Ｆ／ｍ］、 Ｓは、前記電極群の正
負極のうちの面積の小さい方の電極を基準とし、その対
極と対向している面積およびこの対極と電気的に接続し
ている部材と対向している面積の合計面積［ｍ2 ］ ｄは、電池組み立て後の圧縮されたセパレータの厚さ
［ｍ］ Ｖ0 は、Ｖ0 ＝Ｖ−Ｖs により求められる電極間の真の
空隙｛ただしＶ；電極間体積、Ｖs ；Ｖs ＝（ＡＤ／ρ
s ）×（Ｖ／ｄ）から求められる電極間のセパレータ相
当体積で、ＡＤ；セパレータの目付け［ｇ／ｍ2 ］、ε
s ；セパレータ材料の誘電率［Ｆ／ｍ］｝を示す。
【００３８】なお、前記Ｓの規定において前記電極群の
うちの面積が小さい方の電極が例えば正極で、対極を負
極とし、この負極の端子部が金属製の容器（対極と電気
的に接続する部材）である場合、前記Ｓは前記負極と対
向する正極の面積と、前記容器と対向する正極の面積の
合算値となる。ただし、前記容器が絶縁材料からなる場
合には前記容器と対向する正極の面積は前記Ｓとして算
出されない。
うちの面積が小さい方の電極が例えば正極で、対極を負
極とし、この負極の端子部が金属製の容器（対極と電気
的に接続する部材）である場合、前記Ｓは前記負極と対
向する正極の面積と、前記容器と対向する正極の面積の
合算値となる。ただし、前記容器が絶縁材料からなる場
合には前記容器と対向する正極の面積は前記Ｓとして算
出されない。
【００３９】前記二次電池の静電容量の測定に先立って
通電試験を行うことが好ましい。
通電試験を行うことが好ましい。
【００４０】本発明に係わる検査対象である電極群は、
前述した円筒形のものの他に、正負極をセパレータを挟
んで積層した角形電極群、負極がカドミウム極かららな
る円筒形、角形の電極群、または高分子電解質二次電池
の電極群等を挙げることができる。
前述した円筒形のものの他に、正負極をセパレータを挟
んで積層した角形電極群、負極がカドミウム極かららな
る円筒形、角形の電極群、または高分子電解質二次電池
の電極群等を挙げることができる。
【００４１】以上説明した本発明に係わる二次電池の検
査方法よれば、正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池において、前記電極
群の静電容量を測定することにより、充放電サイクル時
の二次電池の寿命ばらつきや短絡を正確に判定すること
ができる。
査方法よれば、正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池において、前記電極
群の静電容量を測定することにより、充放電サイクル時
の二次電池の寿命ばらつきや短絡を正確に判定すること
ができる。
【００４２】すなわち、電池反応において、電極群を構
成する正負極間の距離、正負極とセパレータとの接触状
態は内部インピーダンスに直接影響を与えるため、特に
二次電池では充放電サイクル特性に大きく影響を与え
る。
成する正負極間の距離、正負極とセパレータとの接触状
態は内部インピーダンスに直接影響を与えるため、特に
二次電池では充放電サイクル特性に大きく影響を与え
る。
【００４３】このようなことから本発明は電極群の静電
容量を測定することにより電極の接近状態や電極とセパ
レータの接触状態を含めた情報を得ることができ、例え
ば前記式で求められる直列の合成静電容量（Ｃ）の値の
±５％の範囲、より好ましくは±３％の範囲を基準と
し、この判定基準から外れる、つまり前記内部インピー
ダンスに影響を与える要因を持つ電極群を取り除き、前
記判定基準を満たす電極群を用いることによって、充放
電サイクル特性が安定した高品質の二次電池を得ること
ができる。
容量を測定することにより電極の接近状態や電極とセパ
レータの接触状態を含めた情報を得ることができ、例え
ば前記式で求められる直列の合成静電容量（Ｃ）の値の
±５％の範囲、より好ましくは±３％の範囲を基準と
し、この判定基準から外れる、つまり前記内部インピー
ダンスに影響を与える要因を持つ電極群を取り除き、前
記判定基準を満たす電極群を用いることによって、充放
電サイクル特性が安定した高品質の二次電池を得ること
ができる。
【００４４】また、前記電極群の静電容量の測定に先立
って通電試験を行うことによって、良否判定をより精度
よく行うことが可能になり、充放電サイクル特性を含む
諸特性が安定した一層高品質の二次電池を得ることがで
きる。
って通電試験を行うことによって、良否判定をより精度
よく行うことが可能になり、充放電サイクル特性を含む
諸特性が安定した一層高品質の二次電池を得ることがで
きる。
【００４５】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を前述した図
１を参照して詳細に説明する。
１を参照して詳細に説明する。
【００４６】（実施例１，比較例１） ＜ペースト式正極の作製＞まず、Ｘ線回折法による（１
０１）面のピークの半価幅が０．９５／２θである水酸
化ニッケル粉末９７重量部および一酸化コバルト粉末６
重量部からなる混合粉末に、カルボキシメチルセルロー
ス０．３重量％およびポリテトラフルオロエチレン０．
５重量％を添加し、これら混合物に純水３０重量％を加
え、混練することによりペーストを調製した。つづい
て、このペーストをスポンジ状ニッケル多孔体に充填、
乾燥後、加圧成形し、さらに裁断することによって６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つペースト式正極を
作製した。
０１）面のピークの半価幅が０．９５／２θである水酸
化ニッケル粉末９７重量部および一酸化コバルト粉末６
重量部からなる混合粉末に、カルボキシメチルセルロー
ス０．３重量％およびポリテトラフルオロエチレン０．
５重量％を添加し、これら混合物に純水３０重量％を加
え、混練することによりペーストを調製した。つづい
て、このペーストをスポンジ状ニッケル多孔体に充填、
乾燥後、加圧成形し、さらに裁断することによって６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つペースト式正極を
作製した。
【００４７】＜ペースト式負極の作製＞ＬａおよびＮ
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを用いて高周波炉によって、Ｌａ
Ｎｉ4.0Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素
吸蔵合金を作製した。前記水素吸蔵合金を機械粉砕する
ことによりら得られた水素吸蔵合金粉末９５重量部、カ
ルボキシメチルセルロース１重量部、ポリテトラフルオ
ロエチレン３重量部および導電材としてカーボン粉末１
重量部を水５０重量部と共に混合することによって、ペ
ーストを調製した。このペーストをニッケル製網体に塗
布、乾燥した後、加圧成形することによってペースト式
負極を作製した。
ｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌを用いて高周波炉によって、Ｌａ
Ｎｉ4.0Ｃｏ0.4 Ｍｎ0.3 Ａｌ0.3 の組成からなる水素
吸蔵合金を作製した。前記水素吸蔵合金を機械粉砕する
ことによりら得られた水素吸蔵合金粉末９５重量部、カ
ルボキシメチルセルロース１重量部、ポリテトラフルオ
ロエチレン３重量部および導電材としてカーボン粉末１
重量部を水５０重量部と共に混合することによって、ペ
ーストを調製した。このペーストをニッケル製網体に塗
布、乾燥した後、加圧成形することによってペースト式
負極を作製した。
【００４８】次いで、前記各正極と前記負極の間にポリ
プロピレン製不織布からなるセパレータを介装させた
後、渦巻状に捲回して電極群を作製した。
プロピレン製不織布からなるセパレータを介装させた
後、渦巻状に捲回して電極群を作製した。
【００４９】ここで、一般にニッケル水素二次電池はそ
の構造上、正極規制になっているため、正極が負極に比
べて小さい面積を有する。正極は、前述したように６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つため、前記負極と
の対向面積は表裏、つまりその２倍の０．０１５６２１
ｍ2 になる。また、セパレータは厚さが０．１６ｍｍの
ものを用い、設計上、有底円筒状容器との緊縛度の関係
で前記容器内に挿入後は０．１４５ｍｍまで圧縮され
る。
の構造上、正極規制になっているため、正極が負極に比
べて小さい面積を有する。正極は、前述したように６．
１５ｃｍ×１２．７ｃｍの面積を持つため、前記負極と
の対向面積は表裏、つまりその２倍の０．０１５６２１
ｍ2 になる。また、セパレータは厚さが０．１６ｍｍの
ものを用い、設計上、有底円筒状容器との緊縛度の関係
で前記容器内に挿入後は０．１４５ｍｍまで圧縮され
る。
【００５０】前述した電極群を１００，０００個作製
し、各電極群について２５０Ｖで通電チェックを行っ
た。この通電チェックでリークを生じた電極群を除く、
残りの電極群９８，６３７個についてそれぞれ静電容量
を測定した。この結果に基づいて、図２の静電容量と頻
度の関係を示す散布図を作成した。
し、各電極群について２５０Ｖで通電チェックを行っ
た。この通電チェックでリークを生じた電極群を除く、
残りの電極群９８，６３７個についてそれぞれ静電容量
を測定した。この結果に基づいて、図２の静電容量と頻
度の関係を示す散布図を作成した。
【００５１】前記良否判定の基準になる式Ｃ＝［ε0 Ｓ
（Ｖ0 ＋εs Ｖs ）］／Ｖｄにε0（８．８５５×１０
-12 ［Ｆ／ｍ］）、Ｓ（０．０１５６２１ｍ2 ）、ｄ
（０．１４５ｍｍ＝０．１４５×１０-3ｍ）、ε
s （２．３５６）、Ｖ（２．２６５×１０-6ｍ3 ）、Ｖ
s （０．７３５×１０-6ｍ3 ）およびＶ0 （１．５３０
×１０-6ｍ3 ）を代入して静電容量を計算すると、１．
３７４ｎＦの値が得られ、図２の散布図の頻度が最大の
静電容量にほぼ一致した。
（Ｖ0 ＋εs Ｖs ）］／Ｖｄにε0（８．８５５×１０
-12 ［Ｆ／ｍ］）、Ｓ（０．０１５６２１ｍ2 ）、ｄ
（０．１４５ｍｍ＝０．１４５×１０-3ｍ）、ε
s （２．３５６）、Ｖ（２．２６５×１０-6ｍ3 ）、Ｖ
s （０．７３５×１０-6ｍ3 ）およびＶ0 （１．５３０
×１０-6ｍ3 ）を代入して静電容量を計算すると、１．
３７４ｎＦの値が得られ、図２の散布図の頻度が最大の
静電容量にほぼ一致した。
【００５２】このような前記式で求めた静電容量（１．
３７４ｎＦ）の値の±３％の範囲を良否判定基準とし、
前記判定基準に合致する図２の分布領域Ａと前記判定基
準から外れる図２の分布領域Ｂ1 ，Ｂ2 とからそれぞれ
１０個の電極群を取り出し、実施例１および比較例１と
した。
３７４ｎＦ）の値の±３％の範囲を良否判定基準とし、
前記判定基準に合致する図２の分布領域Ａと前記判定基
準から外れる図２の分布領域Ｂ1 ，Ｂ2 とからそれぞれ
１０個の電極群を取り出し、実施例１および比較例１と
した。
【００５３】次いで、前記各電極群を有底円筒状容器に
収納した後、７Ｎ−ＫＯＨおよび１Ｎ−ＬｉＯＨの混合
アルカリ水溶液からなる電解液を前記容器内に注入し、
封口等を行うことにより前述した図１に示す構造を有す
る４／３Ａサイズの２０個の円筒形ニッケル水素二次電
池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
収納した後、７Ｎ−ＫＯＨおよび１Ｎ−ＬｉＯＨの混合
アルカリ水溶液からなる電解液を前記容器内に注入し、
封口等を行うことにより前述した図１に示す構造を有す
る４／３Ａサイズの２０個の円筒形ニッケル水素二次電
池（理論容量：４０００ｍＡｈ）を組み立てた。
【００５４】得られた実施例１および比較例１の二次電
池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶカッ
トオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖカットオフ
電圧で放電する充放電を５００サイクル行い、サイクル
数と放電容量、サイクル数とインピーダンスの関係を求
めた。その結果を図３および図４にそれぞれ示す。
池について、２５℃、１Ｃ、−ΔＶ制御（１０ｍＶカッ
トオフ電圧）で充電し、２５℃、１Ｃ、１Ｖカットオフ
電圧で放電する充放電を５００サイクル行い、サイクル
数と放電容量、サイクル数とインピーダンスの関係を求
めた。その結果を図３および図４にそれぞれ示す。
【００５５】図３および図４から明らかなように前記良
否判定基準内にある電極群を備えた実施例１の二次電池
は比較例１の二次電池に比べて充放電サイクル寿命が長
く、かつ充放電サイクルの進行に伴うインピーダンスの
上昇が抑制されることがわかる。
否判定基準内にある電極群を備えた実施例１の二次電池
は比較例１の二次電池に比べて充放電サイクル寿命が長
く、かつ充放電サイクルの進行に伴うインピーダンスの
上昇が抑制されることがわかる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる二次
電池の検査方法によれば、充放電サイクル時の二次電池
の寿命ばらつきや短絡を正確に判定することができ、ひ
いては安定した高品質の二次電池を得ることができる等
顕著な効果を奏する。
電池の検査方法によれば、充放電サイクル時の二次電池
の寿命ばらつきや短絡を正確に判定することができ、ひ
いては安定した高品質の二次電池を得ることができる等
顕著な効果を奏する。
【図１】本発明に係わる二次電池の一例であるニッケル
水素二次電池を示す分解斜視図。
水素二次電池を示す分解斜視図。
【図２】電極群の実測された静電容量と頻度の関係を示
す散布図。
す散布図。
【図３】本発明の実施例１および比較例１の二次電池に
おけるサイクル数と放電容量との関係を示す特性図。
おけるサイクル数と放電容量との関係を示す特性図。
【図４】本発明の実施例１および比較例１の二次電池に
おけるサイクル数とインピーダンスとの関係を示す特性
図。
おけるサイクル数とインピーダンスとの関係を示す特性
図。
１…容器、 ２…正極、 ３…セパレータ、 ３…セパレータ、 ４…負極、 ５…電極群、 ７…封口板。
Claims (5)
- 【請求項１】 正極および負極の間にセパレータを配置
した構造の電極群を備えた二次電池の検査方法におい
て、 前記電極群の静電容量を測定して良否の判定を行うこと
を特徴とする二次電池の検査方法。 - 【請求項２】 前記電極群の静電容量の測定に先立って
通電試験を行うことを特徴とする請求項１記載の二次電
池の検査方法。 - 【請求項３】 前記電極群の正負極のうちの面積の小さ
い方の電極を基準とし、その対極と対向している面積お
よびこの対極と電気的に接している部材と対向している
面積の合計面積をＳ［ｍ2 ］、真空または空気の誘電率
をε0 ［Ｆ／ｍ］、電池組み立て後の圧縮されたセパレ
ータの厚さである電極間距離をｄ［ｍ］、セパレータの
密度をρs 、セパレータ材料の誘電率をεs ［Ｆ／
ｍ］、セパレータの目付けをＡＤ［ｇ／ｍ2 ］とした場
合、 電極間のセパレータ相当厚さｄs ［ｍ］をｄs ＝ＡＤ／
ρs から求め、 さらに電極間の真の空隙ｄ0 ［ｍ］をｄ0 ＝ｄ−ｄs か
ら求めた時、 直列の合成静電容量［Ｃ］をＣ＝（ε0 εs Ｓ）／（ｄ
s ＋εs ｄ0 ）の式から求め、この値の±５％の範囲を
良否判定の基準とすることを特徴とする請求項１または
２記載の二次電池の検査方法。 - 【請求項４】 前記電極群の正負極のうちの面積の小さ
い方の電極を基準とし、その対極と対向している面積お
よびこの対極と電気的に接している部材と対向している
面積の合計面積をＳ［ｍ2 ］、真空または空気の誘電率
をε0 ［Ｆ／ｍ］、電池組み立て後の圧縮されたセパレ
ータの厚さである電極間距離をｄ［ｍ］、電極間体積を
Ｖ［ｍ3 ］、セパレータの密度をρs 、セパレータ材料
の誘電率をεs ［Ｆ／ｍ］、セパレータの目付けをＡＤ
［ｇ／ｍ2 ］とした場合、 電極間のセパレータ相当体積Ｖs ［ｍ3 ］をＶs ＝（Ａ
Ｄ／ρs ）×（Ｖ／ｄ）から求め、 さらに電極間の真の空隙Ｖ0 ［ｍ］をＶ0 ＝Ｖ−Ｖs か
ら求めた時、 直列の合成静電容量［Ｃ］をＣ＝［ε0 Ｓ（Ｖ0 ＋εs
Ｖs ）］／Ｖｄの式から求め、この値の±５％の範囲を
良否判定の基準とすることを特徴とする請求項１または
２記載の二次電池の検査方法。 - 【請求項５】 前記二次電池は、ニッケル水素二次電池
であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載
の二次電池の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10260789A JPH11345632A (ja) | 1998-04-02 | 1998-09-16 | 二次電池の検査方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8986998 | 1998-04-02 | ||
| JP10-89869 | 1998-04-02 | ||
| JP10260789A JPH11345632A (ja) | 1998-04-02 | 1998-09-16 | 二次電池の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345632A true JPH11345632A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=26431268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10260789A Pending JPH11345632A (ja) | 1998-04-02 | 1998-09-16 | 二次電池の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11345632A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045500A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池の検査方法および検査装置 |
| JP2005222773A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池用負極 |
| KR100591441B1 (ko) | 2005-04-29 | 2006-06-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지의 테스트 장치 및 방법 |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP10260789A patent/JPH11345632A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045500A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池の検査方法および検査装置 |
| JP2005222773A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池用負極 |
| KR100591441B1 (ko) | 2005-04-29 | 2006-06-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지의 테스트 장치 및 방법 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A711 | Notification of change in applicant |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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