TW201833577A - 篩選方法、篩選裝置以及二次電池的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種篩選方法、篩選裝置以及二次電池的製造方法，本實施形態的篩選方法，係用於篩選片狀電池(21)，篩選方法具備：充放電波形取得步驟(S11)，係藉由對片狀電池(21)進行充放電而取得片狀電池(21)的充放電波形；步驟(S12)，係基於充放電波形，而評價片狀電池之放電中的放電電壓的時間變化量；步驟(S13)，係基於充放電波形，而評價片狀電池之充電中的充電電壓的時間變化量；步驟(S14)，係基於充放電波形，而評價片狀電池的充電效率；步驟(S15)，係基於充放電波形，而評價片狀電池的充電結束時的電流值；以及篩選步驟(S16)，係基於步驟(S12)至步驟(S15)的評價結果，而篩選片狀電池(21)。

Description

篩選方法、篩選裝置以及二次電池的製造方法
本發明係關於一種篩選單元電池的技術。
在專利文獻1至3中，已有揭示一種二次電池。專利文獻1至3所揭示的二次電池係具有在基板上積層有第一電極、n型金屬氧化物半導體層、充電層、p型金屬氧化物半導體層以及第二電極的構成。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：國際公開第2013/065093號。
專利文獻2：國際公開第2013/161926號。
專利文獻3：國際公開第2013/161927號。
另外，在專利文獻2、3中係記載有組合複數個電池來 使用的事項。例如，在專利文獻2、3中係藉由積層片(sheet)狀電池來製作所需的容量的電池。
在組合複數枚的片狀電池的狀況下，例如，為了縮小組合後的電池的容量的偏差，係對組合對象的片狀電池進行篩選(選出)，而將一定容量以上的電池予以積層。因此，期望有一種適當地對片狀電池進行篩選而製造二次電池的技術。
本實施形態係有鑒於上述的課題而開發完成，其目的在於提供一種篩選方法、篩選裝置以及二次電池的製造方法，可以適當地篩選片狀電池。
本實施形態的篩選方法，係用於篩選單元電池，前述篩選方法具備：充放電波形取得步驟，係藉由對前述單元電池進行充放電，而取得前述單元電池的充放電波形；第1步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之放電中的放電電壓的時間變化量；第2步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之充電中的充電電壓的時間變化量；第3步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電效率；第4步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電結束時的電流值；以及篩選步驟，係基於前述第1步驟、前述第2步驟、前述第 3步驟以及前述第4步驟的評價結果，而篩選前述單元電池。
如上述的篩選方法，亦可如下：前述充放電波形取得步驟中，係僅在預定時間對前述單元電池進行CC-CV(Constant Current-Constant Voltage；定電流-定電壓)充電後，以CC(Constant Current；定電流)放電取得前述充放電波形。
如上述的篩選方法，亦可如下：前述第1步驟中，係基於前述放電中的前述放電電壓的時間變化量是否已在預先設定的放電電壓臨限值以上，而評價前述放電電壓的時間變化量。
如上述的篩選方法，亦可如下：前述第2步驟中，係基於前述充電中的充電電壓的時間變化量是否已在預先設定的充電電壓臨限值以上，而評價前述充電電壓的時間變化量。
如上述的篩選方法，亦可如下：前述第4步驟中，係基於前述充電結束時的電流值是否已在預先設定的電流臨限值以上，而評價前述充電結束時的電流值。
如上述的篩選方法，亦可如下：對於前述第1步驟、前述第2步驟、前述第3步驟以及前述第4步驟的評價為良好的前述單元電池，再取得前述充放電波形；對於前述單元電池評價複數個前述充放電波形中放電時間的偏差；基於前述放電時間的偏差的評價結果，篩選前述單元電池。
本實施形態的二次電池的製造方法，係連接以上述之篩選方法所篩選出的複數個單元電池而製造二次電池。
本實施形態的篩選裝置，係用於篩選單元電池，前述篩選裝置具備：充放電器，係充放電前述單元電池；充放電波形取得部，係以前述充放電器充放電前述單元電池，而取得前述單元電池的充放電波形；放電電壓評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之放電中的放電電壓的時間變化量；充電電壓評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之充電中的充電電壓的時間變化量；充電效率評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電效率；以及電流值評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電結束時的電流值。
如上述的篩選裝置，亦可如下：前述充放電器僅在預定時間對前述單元電池進行CC-CV充電後，經由CC放電，前述充放電波形取得部取得前述充放電波形。
如上述的篩選裝置，亦可如下：前述放電電壓評價部，係基於前述放電中的前述放電電壓的時間變化量是否已在預先設定的放電電壓臨限值以上，而評價前述放電電壓的時間變化量。
如上述的篩選裝置，亦可如下：前述充電電壓評價部，係基於前述充電中的充電電壓的時間變化量是否已在預先設定的充電電壓臨限值以上，而評價前述充電電壓的時間變化量。
如上述的篩選裝置，亦可如下：前述電流值評價部，係基於前述充電結束時的電流值是否已在預先設定的電流臨限值以上，而評價前述充電結束時的電流值。
如上述的篩選裝置，亦可如下：對於前述單元電池於前述放電電壓評價部、前述充電電壓評價部、前述充電效率評價部以及電流值評價部的評價為良好，經由前述充放電器進行充放電，前述充放電波形取得部再取得前述充放電波形；對於前述單元電池評價複數個前述充放電波形中放電時間的偏差；基於前述放電時間的偏差的評價結果，篩選前述單元電池。
本發明之目的在於提供一種篩選方法、篩選裝置以及二次電池的製造方法，可以適當地篩選片狀電池。
11‧‧‧基材(第一電極)
13‧‧‧n型氧化物半導體層
14‧‧‧充電層
16‧‧‧p型氧化物半導體層
17‧‧‧第二電極
21‧‧‧片狀電池
30‧‧‧二次電池
32‧‧‧負極端子
33‧‧‧正極端子
50‧‧‧篩選裝置
51‧‧‧PC
52‧‧‧充放電波形取得部
53‧‧‧放電電壓評價部
54‧‧‧放電時間評價部
56‧‧‧充電電壓評價部
57‧‧‧充電效率評價部
58‧‧‧電流值評價部
59‧‧‧判定部
61‧‧‧充放電器
70‧‧‧設定視窗
71~74‧‧‧輸入欄
211、212‧‧‧單元電池
圖1係顯示本實施形態的片狀電池與其篩選裝置的示意圖。
圖2係顯示篩選裝置的個人電腦(personal computer)之控制構成的方塊圖。
圖3係顯示本實施形態的篩選方法的流程圖。
圖4係顯示用於說明放電電壓的評價的充放電波形的示意圖。
圖5係顯示用於說明充電電壓的評價的充放電波形的示意圖。
圖6係顯示用於說明充放電效率的評價的充放電波形的示意圖。
圖7係顯示用於說明充電電流的評價的充放電波形的示意圖。
圖8係顯示用於說明放電時間的偏差評價的充放電波形的示意圖。
圖9係顯示用於說明放電時間的偏差評價的充放電波形的示意圖。
圖10係顯示輸入評價用的臨限值的畫面的示意圖。
圖11係顯示組合片狀電池所製造出的二次電池的示意圖。
以下，參照圖式來說明本發明的實施形態。以下的說明，係顯示本發明的較佳實施形態，而本發明的技術範圍並非被限定於以下的實施形態。在以下的說明中，附記有同一符號的構件係顯示實質相同的內容。
使用圖1、圖2來說明本實施形態的二次電池與其篩選裝置。圖1係顯示片狀電池21與其篩選裝置50的構成的示意圖。圖2係顯示篩選裝置50的個人電腦51之控制構成的方塊圖。
篩選裝置50係藉由對作為單元電池的片狀電池21進行充放電試驗而進行篩選。具體而言，係對複數枚的片狀電池21進行同樣的充放電試驗，而判定相對於各個片狀電池21的充放電試驗的結果是否滿足預定的條件。而且，基於充放電試驗的結果，而進行片狀電池21的好壞判定。
例如，篩選裝置50係藉由對片狀電池21進行充放電試驗，而取得每個片狀電池21的充放電波形。篩選裝置50對於所取得的充放電波形滿足預定的條件的片狀電池判定為良品，未滿足條件的片狀電池21判定為不良品。而且，使用者只使用判定為良品的片狀電池21而製造二次電池。即，藉由將判定為良品的片狀電池21予以並連連接或 串聯連接而完成二次電池。判定為不良品的片狀電池21則成為廢棄或再試驗等的對象。
圖1中，片狀電池21具有積層結構，係於基材11上，將n型氧化物半導體層13、充電層14、p型氧化物半導體層16及第二電極17按照此順序積層而成。
基材11係藉由金屬等的導電性物質而形成，且作為第一電極而發揮功能。在本實施形態中，基材11係成為負極。作為基材11，例如能使用鋁片等的金屬箔片。
準備由絕緣材料所構成的基材11，也能於基材11上形成第一電極。即，基材11只要是含第一電極的結構即可。於基材11之上形成第一電極的狀況下，能使用鉻(Cr)或鈦(Ti)等的金屬材料作為第一電極的材料。亦可使用含鋁(Al)、銀(Ag)等合金膜作為第一電極的材料。於基材11上形成第一電極的狀況下，能同樣的形成後述的第二電極17。
基材11之上形成有n型氧化物半導體層13。n型氧化物半導體層13係構成為包含n型氧化物半導體材料(第二的n型氧化物半導體材料)。例如能夠使用二氧化鈦(TiO2)、氧化錫(SnO2)或氧化鋅(ZnO)等來作為n型氧化物半導體層13。例如n型氧化物半導體層13能藉由濺鍍 (sputtering)或蒸鍍，而於基材11上成膜。作為n型氧化物半導體層13的材料較佳是使用二氧化鈦(TiO2)。
在n型氧化物半導體層13的上方係形成有充電層14。充電層14係藉由以絕緣材料與n型氧化物半導體材料經混合的混合物所形成。例如，作為充電層14的n型氧化物半導體材料(第一的n型氧化物半導體材料)係能夠使用微粒子的n型氧化物半導體。n型氧化物半導體係隨著紫外線照射而起光激發結構變化，並成為具備有充電功能的層。作為充電層14的絕緣材料能使用矽氧樹脂。例如，作為絕緣材料，較佳是使用矽化合物(矽)，前述矽化合物(矽)為具有藉由矽氧化物等的矽氧烷鍵結而成的主要骨架。
例如，將第一的n型氧化物半導體材料設為二氧化鈦，藉由氧化矽與二氧化鈦而形成充電層14。其他，作為能夠在充電層14所使用的n型氧化物半導體材料，較佳是氧化錫(SnO2)或氧化鋅(ZnO)。能夠使用將二氧化鈦、氧化錫、氧化鋅其中二個或是全部組合在一起的材料。
說明充電層14之製造步驟。首先，準備於氧化鈦、氧化錫或氧化鋅的前驅體與矽油的混合物經混合溶劑而成的塗佈液。準備將脂肪酸鈦與矽油經混合溶劑而成的塗佈液。而且，藉由旋轉塗佈法、狹縫塗佈法等，使塗佈液塗佈於n型氧化物半導體層13上。藉由對塗佈膜進行乾燥及 燒製，而能在n型氧化物半導體層13上形成充電層14。另外，作為前驅體的一例，例如能使用作為氧化鈦的前驅體的鈦硬脂酸鹽(titaniumstearate)。氧化鈦、氧化錫、氧化鋅係從作為金屬氧化物的前驅體的脂肪族酸鹽分解所形成。亦可對乾燥及經燒製後的充電層14進行紫外線照射而使其UV硬化。
另外，有關氧化鈦、氧化錫、氧化鋅等，亦可以不使用前驅體，而是使用氧化物半導體的微細粒子。藉由將氧化鈦或氧化鋅的奈米粒子與矽油混合而生成混合液。更且，透過將溶劑混合於混合液而生成塗佈液。藉由旋轉塗佈法、狹縫塗佈法等，使塗佈液塗佈於n型氧化物半導體層13上。藉由對塗佈膜進行乾燥、燒製及UV照射，而能形成充電層14。
充電層14中所包含的第一的n型氧化物半導體材料，與n型氧化物半導體層13中所包含的第二的n型氧化物半導體材料既可以是相同的，也可以是相異的。例如，n型氧化物半導體層13中所包含的n型氧化物半導體材料為氧化錫的情況下，充電層14的n型氧化物半導體材料既可以是氧化錫，也可以是氧化錫以外的n型氧化物半導體材料。
充電層14之上係形成有p型氧化物半導體層16。p型氧化物半導體層16係構成為包含p型氧化物半導體材料。 作為p型氧化物半導體層16的材料係能夠使用氧化鎳(NiO)及銅鋁氧化物(CuAlO2)等。例如，p型氧化物半導體層16係成為厚度400nm的氧化鎳膜。p型氧化物半導體層16係藉由蒸鍍或濺鍍等的成膜方法，而成膜於充電層14之上。
第二電極17只要是由導電膜所形成即可。另外，能使用鉻(Cr)或銅(Cu)等的金屬材料作為第二電極17的材料。含鋁(Al)的銀(Ag)合金等作為其他的金屬材料。可以列舉濺鍍、離子鍍(ion plating)、電子束蒸鍍、真空蒸鍍、化學蒸鍍等的氣相成膜法作為其形成方法。另外，金屬電極係能藉由電鍍法、無電電鍍法等所形成。一般是能夠使用銅、銅合金、鎳、鋁、銀、金、鋅或錫等作為鍍覆所使用的金屬。例如第二電極17係成為厚度300nm的鋁膜。
片狀電池21亦可具有其他的層。片狀電池21為全固體型的電池。片狀電池21也稱為單元電池。即，藉由將複數個作為單元電池的片狀電池21組合在一起而製造出二次電池。
另外，在上述的說明中，雖然是設為在充電層14的下方配置有n型氧化物半導體層13，在充電層14的上方配置有p型氧化物半導體層16的構成，但是n型氧化物半導體層13和p型氧化物半導體層16亦可成為相反的構成。即，亦可在充電層14的上方配置有n型氧化物半導體層 13，在其下方配置有p型氧化物半導體層16的構成。在此情況下，基材11成為正極，第二電極17成為負極。即，充電層14只要是包夾於n型氧化物半導體層13與p型氧化物半導體層16的構成，充電層14之上既可配置n型氧化物半導體層13，亦可配置p型氧化物半導體層16。換言之，片狀電池21只要是以第一電極(基材11)、第一導電型氧化物半導體層(n型氧化物半導體層13或p型氧化物半導體層16)、充電層14、第二導電型半導體層(p型氧化物半導體層16或n型氧化物半導體層13)、第二電極17的順序所積層的構成即可。
更且，片狀電池21亦可以是包含除了第一電極(基材11)、第一導電型氧化物半導體層(n型氧化物半導體層13或p型氧化物半導體層16)、充電層14、第二導電型半導體層(p型氧化物半導體層16或n型氧化物半導體層13)、第二電極17以外的層的構成。
其次，再度參照圖1、圖2來說明與片狀電池21連接的篩選裝置50的構成。篩選裝置50具備充放電器61與個人電腦(以下稱PC)51。PC51具備充放電波形取得部52、放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57、電流值評價部58以及判定部59。
充放電波形取得部52、放電電壓評價部53、放電時間 評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57、電流值評價部58以及判定部59能藉由具有CPU(Central Processing Unit)、記憶體(memory)等的記憶媒體、鍵盤等的輸入裝置及螢幕(monitor)等的PC51來實現。PC51藉由執行儲存於記憶體中的電腦程式產品，而執行後面敘述的評價以及判定的處理，前述評價係由放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57以及電流值評價部58來執行，前述判定的處理係由判定部59執行。
充放電器61係充放電片狀電池21。具體而言，充放電器61將片狀電池21以預定時間進行CC-CV充電後，進行CC放電。CC-CV充電中，首先，進行定電流充電，於充電電壓到達預定電壓後，以一定的預定電壓對電壓進行定電壓充電。CC法中，以定電流進行放電。充放電器61則控制以及量測充放電時的電壓與電流。
充放電波形取得部52則取得由充放電器61所進行的充放電試驗的充放電波形。即，充放電波形取得部52對應充放電時所量測到的電壓或電流，而取得電壓波形及電流波形。充放電波形取得部52將時間與充放電電流及充放電電壓賦予對應關係而儲存至記憶體等中。另外，充放電器61也可對一枚片狀電池21進行複數次充放電波形。此狀況下，充放電波形取得部52對一枚片狀電池21取得複數 個充放電波形。
放電電壓評價部53係評價放電中的放電電壓。放電時間評價部54係評價充放電波形中放電時間的偏差。充電電壓評價部56係評價充電中的充電電壓。充電效率評價部57係基於充放電波形來評價充電效率。電流值評價部58係評價充電結束時的電流值。有關放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57、電流值評價部58中之評價如後所述。
判定部59係基於放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57及電流值評價部58中之評價而進行片狀電池21的好壞判定。即，對於放電電壓、放電時間、充電電壓、充電效率以及充電結束時的電流值的全部的評價皆能得到良好的評價的狀況下，判定部59判定片狀電池21為良品。另一方面，對於放電電壓、放電時間、充電電壓、充電效率以及充電結束時的電流值的一個以上無法得到良好的評價的狀況下，判定部59判定片狀電池21為不良品。以上，篩選裝置50基於以此方式所取得的充放電波形，來進行片狀電池21的篩選。
其次，使用圖3至圖9來說明由篩選裝置50所進行的篩選方法。圖3係顯示本實施形態的篩選方法的流程圖。 圖4至圖9係用於說明相對於片狀電池21的各個評價的充放電波形。圖4至圖7中係顯示充放電電壓及充放電電流的時間變化。圖8及圖9中係顯示充放電電壓的時間變化。
如上述般，充放電器61首先僅以預定時間對片狀電池21進行CC-CV充電後，進行CC放電。例如，充放電器61以CC-CV充電與CC放電為一組來進行充放電後，充放電波形取得部52取得一枚充放電波形(下述流程圖的S11)。
例如，充放電器61能將充電時的設定設為2.7V、50mA，將充電時間設為30秒，而對片狀電池21進行充電。此狀況下，充放電器61於片狀電池21的電壓到達2.7V為止以50mA的定電流進行充電，於片狀電池21的電壓到達2.7V後，以電流量限定於2.7V的定電壓進行充電。放電時，充放電器61則在片狀電池21的電池容量成為0%為止以定電流進行放電。
首先，準備片狀電池21(S10)。具體上在S10中，係準備複數枚具有如圖1所顯示的積層構造的片狀電池21。其次，充放電器61對片狀電池21進行充放電試驗，充放電波形取得部52則取得片狀電池21的充放電波形(S11)。具體而言，S11中，充放電器61係對一枚片狀電池21進行一次充放電。藉此，充放電波形取得部52係對一枚片狀電池21取得一個充放電波形。例如，充放電波形中，係設為 以1秒間隔來取得電壓值與電流值。
其次，放電電壓評價部53係評價放電中的放電電壓的時間變化(S12)。S12中，放電電壓評價部53係評價放電時是否有電壓上升。於圖4顯示有放電電壓上昇的充放電波形。在圖4中於C1有放電時的電壓上昇。
具體而言，S12中，放電電壓評價部53係比較放電中不同時間點的電壓值，並基於其比較結果來評價放電電壓是否有上昇。即，放電電壓評價部53係基於放電電壓的舉動來檢測有無異常。
放電電壓評價部53係基於放電電壓的時間變化量是否在預先設定好的放電電壓臨限值(以下簡稱為放電電壓臨限值Vth1)以上，來進行放電電壓的時間變化量的評價。具體而言，例如，放電中的任意的時間點的電壓值(以下稱電壓值V2)和其之前的時間點的電壓值(以下稱電壓值V1)的差分值(V2-V1)係對應於放電電壓的時間變化量。放電電壓的差分值(V2-V1)成為放電電壓臨限值Vth1以上的狀況下，放電電壓評價部53則判定為放電電壓已上昇。另一方面，二個電壓值V2、V1的差分值(V2-V1)在不足放電電壓臨限值Vth1的狀況下，放電電壓評價部53則判定為放電電壓未上昇。如此，放電電壓評價部53係基於連續二個時間點的放電電壓的差分值，而進行放電電壓的時間變化量 的評價。
放電電壓評價部53於放電中，只要差分值(V2-V1)有一個地方是成為在放電電壓臨限值Vth1以上，則評價為放電時有電壓上昇。在圖4中，例如，於C1有放電電壓的上昇。如此，放電電壓評價部53係基於差分值(V2-V1)與放電電壓臨限值Vth1之間的比較結果來檢測有無異常。另外，放電電壓臨限值Vth1為正的值，例如能設為0.02V。
其次，充電電壓評價部56係評價片狀電池21之充電中的充電電壓的時間變化(S13)。具體而言，充電電壓評價部56係判定充電時是否有電壓下降。圖5係顯示具有充電電壓的電壓下降的充放電波形。圖5中是在D1有充電時的電壓下降。充電電壓評價部56係比較充電中不同時間點的電壓值，且基於其比較結果來評價充電電壓是否有下降。即，充電電壓評價部56係基於充電電壓的舉動來檢測有無異常。
充電電壓評價部56係基於充電電壓的時間變化量是否在充電電壓臨限值Vth2以上，來進行充電電壓的時間變化量的評價。具體而言，例如，充電中的任意的時間點的電壓值(以下稱電壓值V3)和隨後的時間點的電壓值(以下稱電壓值V4)的差分值(V3-V4)係對應於充電電壓的時間變化量。充電電壓的差分值(V3-V4)呈現高於充電電壓臨限值 (以下稱充電電壓臨限值Vth2)以上的狀況下，充電電壓評價部56則判定為充電電壓已下降。另一方面，二個電壓值V3、V4的差分值(V3-V4)在不足充電電壓臨限值Vth2的狀況下，充電電壓評價部56則判定為充電電壓未下降。如此，充電電壓評價部56係基於連續二個時間點的充電電壓的差分值，而進行充電中的充電電壓的時間變化的評價。
充電電壓評價部56於充電中，只要差分值(V3-V4)有一個地方是成為在充電電壓臨限值Vth2以上，則評價為充電時有電壓下降。圖5中，例如在D1有充電電壓的下降。如此，充電電壓評價部56係基於差分值(V3-V4)與充電電壓臨限值Vth2之間的比較結果來檢測有無異常。另外，充電電壓臨限值Vth2為正的值，例如能設為0.1V。
其次，充電效率評價部57係基於充放電波形來評價充電效率(S14)。而且，充電效率評價部57係評價片狀電池21的充電效率是否高於或低於效率臨限值。其次，參照圖6來具體的說明算出充電效率的方法。
(充電所需要的電力)
各時間點的充電電壓與充電電流的乘積成為充電電力。另外，充電時(圖6的充電期間P1)中充電電力的時間積分成為充電所需要的電力。
(經由放電所得到的電力)
各時間點的放電電壓與放電電流的乘積成為放電電力。另外，放電時(圖6的充電期間P2)中放電電力的時間積分成為經由放電所得到的電力。
(充電效率)
充電效率係以(經由放電所得到的電力)除以(充電所需要的電力)來算出。
充電效率評價部57，如上述般，係基於充放電波形而求出充電所需要的電力與經由放電所得到的電力，進而算出充電效率E。而且，充電效率評價部57係將所算出的充電效率與效率臨限值Eth進行比較。如果充電效率E是在效率臨限值Eth以上，則充電效率評價部57判定為高充電效率。如果充電效率E未達效率臨限值Eth，則充電效率評價部57判定為低充電效率。效率臨限值Eth例如能設為80%。充電效率評價部57係基於充電效率來檢測有無異常。
其次，電流值評價部58係基於充放電波形來評價充電結束時的電流值(S15)。例如，充電時間在30秒的狀況下，電流值評價部58將從充電開始30秒後的充電電流值作為充電結束時的電流值I而取得(參照圖7)。即，所謂的充電結束時的電流值I，為以定電壓充電的最後的時間點所取得的電流值。而且，電流值評價部58將電流值I比較於電流臨限值Ith，於電流值I在電流臨限值Ith以下的狀況下，判定電流值I為正常，在大於電流臨限值Ith的狀況下，判 定電流值I為異常。如此，電流值評價部58係基於電流值I與電流臨限值Ith之間的比較結果，而檢測有無異常。
其次，判定部59係基於上述的評價結果而進行是否為良品的判定(S16)。具體而言，於放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57及電流值評價部58之評價中，只要有一個項目檢測出異常則將片狀電池判定為不良品(S16的否)。並且，篩選裝置50於PC的螢幕畫面上輸出異常的顯示(S17)。異常輸出後，結束處理。
判定部59，將通過放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57及電流值評價部58的全部的評價的片狀電池21判定為良品(S16的是)。
在S16判定為良品的狀況下，充放電波形取得部52再次取得充放電波形(S18)。在此，與S12一樣，充放電器61進行CC-CV充電與CC放電，充放電波形取得部52取得充放電波形。藉此，取得相對於片狀電池21的第二個充放電波形。藉由S11及S18的步驟，而取得相對於一枚的片狀電池21的複數個充放電波形。S18中，充放電波形取得部52亦可取得複數次充放電波形。
放電時間評價部54係進行充放電波形中的放電時間的評價(S19)。具體而言，放電時間評價部54係相對於在S11及S18所取得的複數個充放電波形，而算出放電時間。而且，放電時間評價部54係評價一枚片狀電池21中的放電時間的偏差。
使用圖8、圖9說明放電時間評價部54中的評價。圖8係顯示放電時間的偏差大的狀況下的電壓波形，圖9係顯示放電時間的偏差小的狀況下的電壓波形。圖8與圖9皆分別顯示有三個充放電波形。將取得圖8的充放電波形的片狀電池21設為樣品A，且將取得圖9的充放電波形的片狀電池21設為樣品B。樣品A與樣品B為相異的樣品(片狀電池21)。
在圖8中，將3個充放電波形中的放電時間顯示為A1至A3，在圖9中，將3個充放電波形中的放電時間顯示為B1至B3。另外，放電時間A1至A3，及放電時間B1至B3對應於結束放電的時間，即，對應於藉由放電而使電池容量成為0%的時間。即，將藉由CC放電而使電壓成為0V的時間設為放電結束時間。
由於放電時間A1至A3的差距大，放電時間評價部54將樣品A評價為放電時間的偏差大的單元電池。由於放電時間B1至B3的差距小，放電時間評價部54將樣品B評 價為放電時間的偏差小的單元電池。另外，放電時間的偏差的評價中，係使用最大放電時間與最小放電時間之間的差分，或亦可使用放電時間的標準偏差。放電時間評價部54係基於放電時間的偏差而檢測有無異常。
而且，判定部59係基於放電時間而進行是否為良品的判定(S20)。判定部59係將放電時間的偏差大的片狀電池21判定為不良品(S20的否)。篩選裝置50於PC的螢幕畫面上輸出異常的顯示(S17)。異常輸出後，結束處理。判定部59係將放電時間的偏差小的片狀電池21判定為良品(S20的是)。並且，篩選裝置50於PC的螢幕畫面上輸出正常的顯示(S21)。正常輸出後，結束處理。
如此，放電電壓評價部53、放電時間評價部54、充電電壓評價部56、充電效率評價部57及電流值評價部58係檢測充放電波形的異常。並且，判定部59係將得到異常充放電波形的片狀電池(單元電池)21判定為不良品。藉由如此的作法，能適當的進行好壞判定。即，能適當的排除具有充電效率、充電波形、放電波形等雜亂的片狀電池21。由於可基於4個項目來篩選片狀電池21，故成為適當的篩選。
另外，相對於在放電電壓評價部53、充電電壓評價部56、充電效率評價部57以及電流值評價部58中評價為良 好的片狀電池21係於S18再取得充放電波形。換言之，對於即使只有一個項目並未得到良好評價的片狀電池21，也不會進行充放電波形的再取得。因此，由於能不進行不需要的充放電試驗，因此能更加有效率的進行篩選。當然，亦可於S11中，將取得複數個充放電波形，以及將由放電時間評價部54所進行的評價的放電電壓評價部53、與藉由充電電壓評價部56、充電效率評價部57以及電流值評價部58所進行的評價予以合併進行。
另外，上述之放電電壓臨限值Vth1、充電電壓臨限值Vth2、效率臨限值Eth以及電流臨限值Ith亦可由使用者進行設定。例如，篩選裝置50於螢幕表示如圖10所示的設定視窗70。而且，使用者藉由鍵盤或滑鼠等的輸入裝置來輸入各臨限值。
例如，輸入欄71中係輸入有0.02V來作為放電電壓臨限值Vth1。輸入欄72係輸入有80%來作為效率臨限值Eth。輸入欄73中係輸入有30mA來作為電流臨限值Ith。輸入欄74中係輸入有0.1V來作為充電電壓臨限值。篩選裝置50則讀取使用者所輸入的值來設定臨限值。而且，基於臨限值來進行好壞判定。當然，上述的電流、電壓、效率等的值係為一例示，並非特定的限定。例如，能因應片狀電池21的大小或積層結構來設定適當的臨限值。
而且，使用者僅使用選定為良品的片狀電池21來製作二次電池。即，使用者排除掉判定為不良品的片狀電池21。將複數枚的良品的片狀電池21予以連接。圖11係示意性地顯示具有5枚的片狀電池(單元電池)的二次電池30的剖視圖。二次電池30成為積層有複數枚的片狀電池21的電池片。
圖11中，係將片狀電池21作為單元電池211或單元電池212而顯示。複數枚的片狀電池21之中，基材11位於下側，將第二電極17位於上側之物作為單元電池211而顯示。另外，複數枚的片狀電池21之中，基材11位於上側，將第二電極17位於下側之物作為單元電池212而顯示。
二次電池30係具備負極端子32與正極端子33。經由負極端子32與正極端子33，而使複數枚的片狀電池21並連連接。負極端子32分別連接於片狀電池21的基材(負極)11。正極端子33分別連接於片狀電池21的第二電極(正極)17。而且，單元電池211與單元電池212係交互地積層。單元電池211的第二電極17與單元電池212的第二電極17之間係配置有正極端子33。單元電池211的基材11與單元電池212的基材11之間係配置有負極端子32。
經積層的單元電池211、212之中，關於位在最外側(圖11中的最上側與最下側)的單元電池211、212，基材11位 於外側的狀況下基材1之上重疊有負極端子32，第二電極17位於外側的狀況下第二電極17之上重疊有正極端子33。正極端子33以及負極端子32於充電時連接於充電裝置，放電時(電池使用時)，則被連接於成為負載的電子機器。
圖11中，雖顯示有具有5枚的片狀電池21的二次電池30，但二次電池30中既可設置有6枚以上的片狀電池21，亦可設置有2枚以上或4枚以上的片狀電池21。即，二次電池30中，複數個片狀電池21為並連連接。如此，藉由連接複數枚的片狀電池21而能製造出大容量的二次電池30。當然，各端子並不限定於圖11所顯示的結構。
本實施形態的二次電池30的製造方法，係以上述的篩選方法將評價為良品的片狀電池予以積層來製造二次電池30。即，藉由只連接良品的片狀電池21而製造出二次電池30。構成二次電池30的片狀電池21成為在全部的評價皆無異常之物。即，只以充電電壓、放電電壓、充電效率、充電電流以及放電時間的評價皆無異常的片狀電池21來構成二次電池30。因此，能製造出不含具有性能偏差的單元電池(片狀電池21)的二次電池30。
藉由如此，能改善二次電池的良率。因此，能以高性能的二次電池30的高生產性來製造。可使得安定地二次電 池30的製作實現。另外，係將複數個判定條件予以組合來進行篩選。因此，能適當的設定用於判定的臨限值。
再者，亦可不藉由放電時間評價部54來實施評價。即，判定部59基於放電電壓評價部53、充電電壓評價部56、充電效率評價部57以及電流值評價部58等至少四個項目來進行好壞判定即可。於不藉由放電時間評價部54來實施評價的狀況下，也可對一枚的片狀電池(單元電池)21只進行一次的充放電試驗。此狀況下，能省略S18至S20的步驟。藉由放電電壓評價部53、充電電壓評價部56、充電效率評價部57以及電流值評價部58所進行的評價的順序並無特別的限定。例如亦可替換為圖3的步驟S12至S15的順序，也可同時進行兩個以上的步驟。
上述的說明中，篩選裝置50雖將一枚的片狀電池21作為單元電池而進行了篩選，但單元電池並不限定於片狀電池21。例如，作為單元電池，能將積層有複數枚的片狀電池21的電池片設為單元電池。
以上，雖然已說明本發明的實施形態，但是本發明係涵蓋無損其目的和優點的適當之變化，更不受上述的實施形態之限定。
本申請案係以2016年11月30日所提出申請的日本特 願2016-232479號案作為基礎而主張優先權，且將其揭示的全部內容編入於此。

Claims (13)

  1. 一種篩選方法，係用於篩選單元電池，前述篩選方法具備：充放電波形取得步驟，係藉由對前述單元電池進行充放電，而取得前述單元電池的充放電波形；第1步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之放電中的放電電壓的時間變化量；第2步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之充電中的充電電壓的時間變化量；第3步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電效率；第4步驟，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電結束時的電流值；以及篩選步驟，係基於前述第1步驟、前述第2步驟、前述第3步驟以及前述第4步驟的評價結果，而篩選前述單元電池。
  2. 如請求項1所記載之篩選方法，其中前述充放電波形取得步驟中，係僅在預定時間對前述單元電池進行定電流-定電壓充電後，以定電流放電取得前述充放電波形。
  3. 如請求項1或2所記載之篩選方法，其中前述第1步驟中，係基於前述放電中的前述放電電壓的時間變化 量是否已在預先設定的放電電壓臨限值以上，而評價前述放電電壓的時間變化量。
  4. 如請求項1或2所記載之篩選方法，其中前述第2步驟中，係基於前述充電中的充電電壓的時間變化量是否已在預先設定的充電電壓臨限值以上，而評價前述充電電壓的時間變化量。
  5. 如請求項1或2所記載之篩選方法，其中前述第4步驟中，係基於前述充電結束時的電流值是否已在預先設定的電流臨限值以上，而評價前述充電結束時的電流值。
  6. 如請求項1或2所記載之篩選方法，其中對於前述第1步驟、前述第2步驟、前述第3步驟、以及前述第4步驟的評價為良好的前述單元電池，再取得前述充放電波形；對於前述單元電池評價複數個前述充放電波形中放電時間的偏差；基於前述放電時間的偏差的評價結果，篩選前述單元電池。
  7. 一種二次電池的製造方法，係連接以請求項1或2所記載之篩選方法所篩選出的複數個單元電池而製造二次電池。
  8. 一種篩選裝置，係用於篩選單元電池，前述篩選裝置具備：充放電器，係充放電前述單元電池； 充放電波形取得部，係以前述充放電器充放電前述單元電池，而取得前述單元電池的充放電波形；放電電壓評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之放電中的放電電壓的時間變化量；充電電壓評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池之充電中的充電電壓的時間變化量；充電效率評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電效率；以及電流值評價部，係基於前述充放電波形，而評價前述單元電池的充電結束時的電流值。
  9. 如請求項8所記載之篩選裝置，其中前述充放電器僅在預定時間對前述單元電池進行定電流-定電壓充電後，經由定電流放電，前述充放電波形取得部取得前述充放電波形。
  10. 如請求項8或9所記載之篩選裝置，其中前述放電電壓評價部，係基於前述放電中的前述放電電壓的時間變化量是否已在預先設定的放電電壓臨限值以上，而評價前述放電電壓的時間變化量。
  11. 如請求項8或9所記載之篩選裝置，其中前述充電電壓評價部，係基於前述充電中的充電電壓的時間變化量是否已在預先設定的充電電壓臨限值以上，而評價前述充電電壓的時間變化量。
  12. 如請求項8或9所記載之篩選裝置，其中前述電流值評價部，係基於前述充電結束時的電流值是否已在預先設定的電流臨限值以上，而評價前述充電結束時的電流值。
  13. 如請求項8或9所記載之篩選裝置，其中對於前述放電電壓評價部、前述充電電壓評價部、前述充電效率評價部、以及電流值評價部的評價為良好的前述單元電池，經由前述充放電器進行充放電，前述充放電波形取得部再取得前述充放電波形；對於前述單元電池評價複數個前述充放電波形中放電時間的偏差；基於前述放電時間的偏差的評價結果，篩選前述單元電池。
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