WO2008072456A1

WO2008072456A1 - 電池の内部短絡評価方法および電池内部短絡評価装置並びに電池および電池パックおよびそれらの製造方法

Info

Publication number: WO2008072456A1
Application number: PCT/JP2007/072553
Authority: WO
Inventors: Masato Fujikawa; Shinji Kasamatsu; Hajime Nishino; Mikinari Shimada
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-06-19
Also published as: EP2337138B1; ATE545168T1; KR20110070907A; CN102148399B; US20090286148A1; KR101151593B1; KR101152082B1; JP5209936B2; JP2008218390A; CN102142586A; KR101151545B1; CN101553950A; EP2337138A1; EP2337139A1; CN102148398B; KR101151492B1; KR20110070908A; US8168314B2; EP2093823A1; KR20090071664A

Abstract

　電池の内部短絡安全性に関する評価方法を改良し、評価結果のばらつきをなくし、電池の内部短絡安全性を正確に評価する。　内部短絡発生時に得られる電池情報が、電池の構造によってほとんど変化しない内部短絡発生方法を用いて、電池に内部短絡を発生させ、その時の電池情報を検知することにより、電池の内部短絡安全性を正確に評価し、安全性レベルを特定する。

Description

明細書

電池の内部短絡評価方法および電池内部短絡評価装置並びに電池および電池パックおよびそれらの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電池の内部短絡評価方法および電池内部短絡評価装置並びに電池および電池パックおよびそれらの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、主に、電池の内部短絡の評価方法の改良に関する。

背景技術

[0002] リチウム二次電池は、軽量で、高エネルギー密度を有することから、主にポータブル機器用の電源として実用化されている。また、現在は、大型で高出力な電源 (たとえば車載用の電源）としても、リチウム二次電池が注目されており、開発が盛んに行われている。

[0003] リチウム二次電池では、正極と負極との間に、絶縁層が設けられている。絶縁層は、正極および負極の極板を電気的に絶縁し、さらに電解液を保持する機能を有する。樹脂製の絶縁層が汎用されている。リチウム二次電池を極度な高温環境に長時間保持した場合、上述した樹脂製の絶縁層は収縮しやすいために、正極と負極とが物理的にすなわち直接接触して内部短絡が発生する傾向がある。特に近年、リチウム二次電池の高容量化に伴う絶縁層の薄型化の傾向と相まって、内部短絡の防止はより一層重大な技術的課題になりつつある。一旦内部短絡が発生すると、短絡電流に伴うジュール熱によって短絡部はさらに拡大し、電池が過熱に至る場合もある。

[0004] また、電池に内部短絡が生じた場合においても、その安全性を確保することは非常に重要である。このため、電池の内部短絡時の安全性を高める技術について、盛んに開発が進められている。たとえば、正極または負極の集電端子露出部に絶縁性テープを貼付し、集電端子間の内部短絡を防ぐ技術が提案されている (たとえば、特許文献 1参照）。また、極板上にイオン透過性の、セラミック粒子とバインダーとからなる絶縁層を印刷する技術が提案されて!/、る (たとえば、特許文献 2参照）。

[0005] さらに、内部短絡が生じた際の安全性を確保するためには、内部短絡が発生した際の電池の安全性を正しく評価することも非常に重要である。リチウムイオン二次電池などの電池の安全性項目として、内部短絡時の発熱挙動を評価する電池評価試験が、たとえば、リチウム電池のための UL規格（UL1642)、電池工業会からの指針 (SBA G1101— 1997リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン）などで制定されている。これらの試験方法は、たとえば、特許文献においても電池の安全性評価に採用されてレ、る（たとえば、特許文献 3参照）。

[0006] 従来の評価試験には、たとえば、釘刺し試験、圧壊試験などがある。釘刺し試験は、電池側面より釘を貫通させる力、または釘を突き刺して行う内部短絡試験である。釘を突き刺すことにより電池内部の正極、負極、釘間で短絡部が発生し、短絡部に短絡電流が流れ、ジュール発熱が発生する。これらの現象に基づく電池温度、電池電圧などの変化を観察することにより、安全性が評価される。また圧壊試験は、丸棒、角棒、平板などにより電池を物理的に変形させる内部短絡試験である。これにより正極、負極間での内部短絡を発生させ、電池温度、電池電圧などの変化を観察し、安全性を評価するものである。し力、しながら、従来の電池評価方法は、いずれも、内部短絡に対する安全性を正確に評価することはできない。

[0007] また、電池の使用用途を考慮する上で、内部短絡が発生したときに「全く発熱しない」、「多少の発熱が存在する」など、どのレベルの安全性能を有しているか知る必要力 ^sある

。しかしながら、従来の評価方法は内部短絡の安全性が正確に評価できないために、安全性のレベルも特定することも非常に困難である。

特許文献 1 :特開 2004— 247064号公報

特許文献 2 :特開平 10— 106530号公報

特許文献 3：特開平 11 102729号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を行った。その結果、電池に内部短絡が発生した際の安全性は、電池内の短絡箇所 (電池表面からの距離、集電端子の露出部、電極活物質層など）、電池の形状などによって大きく変化することを見出した。

たとえば、電池表面近くで発生した短絡は、内部で発生した短絡よりも放熱の影響で見かけ上安全性は高くなる。また、電極の集電端子などの抵抗の低い部材の対向した箇所と、電極活物質層などの抵抗がある程度高い部材の対向した箇所で同時に短絡が起こると、短絡に伴う短絡電流の多くは抵抗の低い集電端子対向箇所に流れる。したがって、ジュール熱も、熱的な安定性の高くない活物質層対向部ではなぐ集電端子対向部でその多くが発生するため、見かけ上内部短絡の安全性が高くなる

[0009] すなわち、短絡の発生する箇所によっては、より危険な状態になる可能性のある電池にお!/、ても、評価方法が適切でな!/、と安全な電池であると間違った評価を下してしまう可能性がある。電池の内部短絡安全性を正しく評価するためには、電池の形状や内部構造などの構成に鑑み、見かけ上安全と評価されてしまう箇所を避けた、任意の場所で内部短絡を発生させることが非常に重要であることを、本発明者らは見し/

[0010] 釘刺し試験においては、短絡箇所が電池の外周部、特に最外周部に限られているため、その評価結果は電池の外周部の構成に大きく左右される。たとえば、釘刺し試験において、短絡部における発熱量 W (単位：ワット）は、下記式で表される。

W=V" X R1/ (R1 +R2) ²

〔式中、 Vは電池の電圧（単位：ボルト）を示す。 R1は短絡部の抵抗（単位：オーム）を示す。 R2は電池の内部抵抗（単位:オーム）を示す。〕

[0011] この式から、短絡部での発熱量 Wと、短絡部の抵抗 R1とは正比例の関係にはなく、短絡部の抵抗 R1の増加に伴って発熱量 Wが増加し、発熱量 Wが極大になった後は、短絡部の抵抗 R1がさらに増加しても、発熱量 Wは小さくなることが明らかである。ところで、釘刺し試験においては、短絡の発生する最外周部に抵抗の小さな箇所、具体的には活物質層の存在しない集電端子の露出部などで安全性を評価することにより、評価結果が安全になる。し力、しながら、仮に電池内に異物が混入した場合には、その大きさ、形状、硬さなどによっては、釘刺し試験が通常行われる部分とは異なる部分で内部短絡が発生する可能性がある。したがって、釘刺し試験法においては、巿場にお!/、て起こりうる内部短絡に対する安全性を正確には評価できて!/、な!/、。

[0012] また、本発明者らは、圧壊試験法においても、圧壊試験時の短絡挙動の解析から、一度に複数の点が短絡していることまたは短絡の発生箇所が試験によってばらつきがあることを見出した。したがって、圧壊試験法でも内部短絡に対する安全性を正確には評価できてレ、な!/、と考えられる。

[0013] 本発明の目的は、電池内部の任意の場所で短絡試験を行い、電池の内部短絡安全性を総合的に評価し、安全性レベルを特定するための電池の内部短絡評価方法および電池の内部短絡評価装置を提供することである。

本発明の別の目的は、電池の内部短絡評価方法または電池の内部短絡評価装置により安全性が特定された電池の製造方法および電池パックの製造方法、ならびにこれらの製造方法により製造される電池および電池パックを提供することである。課題を解決するための手段

[0014] すなわち本発明は、

正極と、負極と、正負極を電気的に絶縁する絶縁層とを捲回または積層した電極群、電解質、これらを内包し、外部端子を備えた外装体および電極群と外部端子とを電気的に接続する集電端子を含む電池の内部短絡時の安全性を評価する方法であつて、

(a)内部に異物を揷入した電池を加圧する内部短絡発生方法、

(b)内部に形状記憶合金またはバイメタルを揷入した電池を加熱または冷却する内部短絡発生方法、

(c)一部が除去された絶縁層を含む電池に対して絶縁層の除去部分を加圧する内部短絡発生方法、

(d)最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に対して、超音波の印加下に、鋭利な突起を有する加圧子を集電端子露出部に達するまで刺し込み、ついで超音波の非印加下に、前記加圧子をさらに刺し込む内部短絡発生方法、

(e)最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に対して、正極の最外周部の集電端子露出部を切除し、その切除部に鋭利な突起を有する加圧子を差し込む内部短絡発生方法、 ω鋭利な突起を有する加圧子を電池の底部に差し込む内部短絡発生方法、

(g)電池が積層型電極群を含む電池であり、鋭利な突起を有する加圧子を電池の側部に差し込む内部短絡発生方法、ならびに

(h)電池の外周部を絶縁層の融点以上に加熱し、電池の絶縁層を溶融させる内部短絡発生方法よりなる群から選ばれる方法により電池に内部短絡を発生させ、該電池から得られる電池情報を検知する力、または目視により内部短絡の発生を検出することを特徴とする電池の内部短絡評価方法を提供する。

[0015] 電池情報は電池の電圧であり、かつ電池の電圧低下を検知して、内部短絡の発生を検出することが好ましい。

電池情報は電池の温度であり、かつ電池の温度変化を検知して、内部短絡の発生を検出することが好ましい。

電池情報は電池から発生する音であり、かつ内部短絡に伴って電池から発生する音を検知して、内部短絡の発生を検出することが好ましレ、。

電池情報は電池から発生する光であり、かつ内部短絡に伴って電池から発生する光を検知して、内部短絡の発生を検出することが好ましレ、。

[0016] (a)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を揷入し、異物を揷入した部分を加圧し、正負極間に介在する絶縁層を局所的に破壊することによって行われる。

別形態では、（a)の内部短絡発生方法は、好ましくは、組み立てられた電池を分解して外装体から取り出した電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を揷入し、再度組み立てた後に、加圧することによって行われる。

別形態では、 ωの内部短絡発生方法は、好ましくは、組み立てられた電池を分解して外装体から取り出した電極群内部の正極と負極が対向する箇所に、絶縁シートおよび異物を重ねて揷入し、再度組み立てた後に絶縁シートを引き抜き、さらに加圧することによってネ亍われる。

絶縁シートは耐熱性を有することがさらに好ましい。

[0017] 内部短絡の発生を検出して、加圧を停止することがさらに好ましい。

加圧の圧力をモニターし、圧力の低下を検出して加圧を停止することがさらに好ましい。

加圧を一定速度で行うことがさらに好ましい。

加圧の圧力は一定であることがさらに好ましい。

加圧の圧力は 50kg/cm²以下であることがさらに好ましい。

[0018] 異物は導電性異物であることがさらに好ましい。

異物は異方性を有することがさらに好ましい。

異物は略馬蹄形、円錐、角錐、円柱 (長さ/径≥1. 5)および直方体 (最長辺/他の二辺の長さ≥1. 5)よりなる群から選ばれる少なくとも 1つの形状を有することがさらに好ましい。

電池作製時の電解液注入前に、異物を揷入することがさらに好ましい。

[0019] 電池はリチウム二次電池であり、異物は Ni Cu、ステンレス鋼または Feを含み、力、つ正極と負極が対向する箇所の、負極と絶縁層との間に異物を揷入することがさらに好ましい。

電池はリチウム二次電池であり、異物が A1またはステンレス鋼を含み、かつ正極と負極が対向する箇所の、正極と絶縁層との間に異物を揷入することがさらに好ましい電池はリチウム二次電池であり、 a + b≤d (式中、 aは正極の活物質層の厚みを示す。 bは絶縁層の厚みを示す。 dは電極面に対して垂直な方向の異物の長さを示す。 )を満たす異物を電極群内部の電極上に揷入することさらにが好ましい。

2b + c + e≥d (式中、 bは絶縁層の厚みを示す。 cは正極の厚みを示す。 dは電極面に対して垂直な方向の異物長さを示す。 eは負極板の厚みを示す。）を満たす異物を電極群内部の電極上に揷入することがさらに好ましい。

[0020] (b)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に形状記憶合金またはバイメタルを揷入し、加熱または冷却して形状記憶合金またはバイメタルを変形させ、絶縁層を局所的に破壊することによって行われる

[0021] (c)の内部短絡発生方法は、好ましくは、絶縁層のうち、正極と負極とが対向する箇所を一定面積切除し、前記切除部を加圧することによって行われる。絶縁層の切除は、電極群を組み立てる前に行われることがさらに好ましい。

絶縁層の切除は、組み立てられた電池を分解して外装体から電極群を取り出し、電極群に含まれる絶縁層に対して行い、かつ絶縁層の切除後に再び電池が組み立てられることがさらに好ましい。

絶縁層の切除部の少なくとも一方に絶縁シートを載置した状態で電極群を組み立て、得られた電極群から絶縁シートを引き抜いた後に、前記切除部を加圧することがさらに好ましい。

[0022] (d)の内部短絡発生方法は、好ましくは、最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池がリチウム二次電池であり、超音波の印加下に、鋭利な突起を有する加圧子を集電端子露出部に達するまで電池に刺し込み、ついで超音波の非印加下に、前記加圧子を電池にさらに刺し込むことによって行われる。

(e)の内部短絡発生方法は、好ましくは、最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池がリチウム二次電池であり、かつ継続した短絡を起こすことなく正極の最外周部の集電端子露出部を切除し、その切除部に鋭利な突起を有する加圧子を刺し込むことによって行われる。

電池最外周部の集電端子露出部の切除が、超音波カッターを用いて行われること力 Sさらに好ましい。

[0023] (f)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池が捲回型電極群を含む電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を電池の底部に差し込むことによって行われる。別形態では、 ωの内部短絡発生方法は、好ましくは、電池が捲回型電極群を含む電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を、電池の底部のほぼ中心部から、電極群の捲回軸に対して斜めに差し込むことによって行われる。

[0024] (g)の内部短絡発生方法は、電池が積層型電極群を含む電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を電池の側部に差し込むことによって行われる。

[0025] (h)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池の外周部を局所的に絶縁層の融点以上に加熱し、電池の絶縁層を局所的に溶融させることにより行われる。

加熱は、絶縁層の融点以上の温度を有する発熱体を電池に接近させて行われることがさらに好ましい。発熱体ははんだごてであることがさらに好ましい。

絶縁層の融点以上に加熱する電池の外周部は、外装体と集電端子との接続箇所であることがさらに好ましい。

組み立てられた電池の外装体から取り出された電極群を局所的に加熱することがさらに好ましい。

電池は最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池であり、かつ組み立てられたリチウム二次電池の外装体から取り出され、さらに正極の集電端子露出部が切除された電極群を局所的に加熱することがさらに好ましい。

[0026] また本発明は、前記のいずれ力、 1つの電池の内部短絡評価方法により安全性が特定された電池の製造方法を提供する。

また本発明は、前記のいずれ力、 1つの電池の内部短絡評価方法により安全性が特定された電池パックの製造方法を提供する。

また本発明は、前記電池の製造方法により製造された電池を提供する。また本発明は、前記電池パックの製造方法により製造された電池パックを提供する

[0027] また本発明は、

電池の少なくとも一部分に圧力を加える加圧手段と、

加圧手段による加圧の圧力を調整する加圧制御手段と、

電池情報を測定する電池情報測定手段と、

電池情報測定手段による測定結果と内部短絡の基準値とを比較して内部短絡が発生して!/、るか否かを判定し、判定結果に応じて内部短絡が発生して!/、るとの検知信号を発する少なくとも 1つの短絡検知手段と、

短絡検知手段からの検知信号に応じて制御信号を発する制御回路と、制御回路からの制御信号を検知する制御器とを備える少なくとも 1つの制御手段とを含む電池内部短絡評価装置を提供する。

本発明の電池内部短絡評価装置は、電池の少なくとも一部に超音波を印加する超音波発生手段と、超音波発生手段を制御する超音波制御手段とをさらに含むことが好ましい。 [0028] また本発明は、前記の電池内部短絡評価装置により安全性が特定された電池の製造方法を提供する。

また本発明は、前記の電池内部短絡評価装置により安全性が特定された電池パックの製造方法を提供する。

また本発明は、前記の電池の製造方法により製造された電池を提供する。また本発明は、前記の電池パックの製造方法により製造された電池パックを提供す発明の効果

[0029] 本発明によれば、電池内の任意の部分を短絡させて電池の内部短絡を評価する方法を用いることによって、従来の釘刺し試験法のように評価結果が電池の構成、形状などに左右されることがなぐまた、圧壊試験のように試験結果にばらつきが出ることなぐ内部短絡時の電池の安全性を正確に評価することができる。さらに、その安全性を特定することで、使用者が電池の安全性のレベルを認知することができる。図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明の実施の別形態である電池の内部短絡評価装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]本発明の実施の別形態である電池の内部短絡評価装置の構成を示すブロック図である。

[図 3]実施例 1における電池の内部短絡評価方法を説明するための斜視図である。

[図 4]実施例 8における電池の内部短絡評価方法を説明するための斜視図である。発明を実施する為の最良の形態

[0031] 本発明の電池の内部短絡時の安全性評価方法（以下「評価方法」とする）は、電池内の任意の点を短絡させることが可能である内部短絡発生方法を利用する。このような内部短絡評価法を用いることによって、電池の局所的な構成または構造にとらわれることなく、内部短絡に対する安全性を正しく評価できる。

これに対し、従来の内部短絡試験法である釘刺し試験は、短絡箇所が電池の最外周部に限られているため、その評価結果は最外周部の構成に大きく左右される。たとえば、電池の内周部において内部短絡が発生した場合においては、発熱量の大きい電池であっても、電池最外周部の構成を工夫することによって、釘刺し試験において発生する発熱量の低減が可能であり、市場、特に流通時、使用時などに起こりうる内部短絡に対する安全性が正確に評価できない場合がある。

[0032] さらに、本発明では、前記評価方法において得られた電池の安全性レベルを特定することにより、最適な使用用途や、アプリ設計を行うことが出来るようになる。安全性レベルの特定方法としては、商品カタログに明示する方法、電池または電池パックに表記する方法などが挙げられる。

[0033] 本発明の評価方法は、電池内部の任意の箇所で短絡を発生させ、該電池から得られる電池情報を検知する力、または目視により、内部短絡の発生を検出し、該電池の安全性を評価することを特徴とする。

本発明の評価方法により評価される電池は、正極と、負極と、正極および負極を電気的に絶縁する絶縁層とを捲回または積層した電極群、電解質、これらを内包しかつ外部端子を備えた外装体、ならびに、電極群と外部端子とを電気的に接続する集電端子を含むものである。

[0034] 本発明の評価方法において、内部短絡発生方法としては、たとえば、下記（a)〜（h

)の方法が挙げられる。

(a)内部に異物を揷入した電池を加圧する内部短絡発生方法。

(b)内部に形状記憶合金またはバイメタルを揷入した電池を加熱または冷却する内部短絡発生方法。

(c)一部が除去された絶縁層を含む電池に対して絶縁層の除去部分を加圧する内部短絡発生方法。

(d)最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に対して、超音波の印加下に、鋭利な突起を有する加圧子を集電端子露出部に達するまで刺し込み、ついで超音波の非印加下に、前記加圧子をさらに刺し込む内部短絡発生方法。

[0035] (e)最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に対して、正極の最外周部の集電端子露出部を切除し、その切除部に鋭利な突起を有する加圧子を差し込む内部短絡発生方法。

(f)鋭利な突起を有する加圧子を電池の底部に差し込む内部短絡発生方法。 (g)電池が積層型電極群を含む電池であり、鋭利な突起を有する加圧子を電池の側部に差し込む内部短絡発生方法。

(h)電池の外周部を絶縁層の融点以上に加熱し、電池の絶縁層を溶融させる内部短絡発生方法。

[0036] 電池情報としては、たとえば、電池電圧、電池温度、電池から発生する音、電池から発生する光、電池内部圧力などが挙げられる。特に電池電圧は、内部短絡時に敏感に変化するため、内部短絡を検出するための電池情報として好ましい。電池電圧は、たとえば、電圧測定器により検知できる。より具体的には、電池の種類、構造、寸法などに応じて、電池の各部分で内部短絡が発生した時の電圧値の変化状態を測定し、データとして記録しておく。本発明の測定方法では、内部短絡が発生する箇所を特定できるので、前記記録データと照合することにより、内部短絡の発生の有無を的確に判断し、内部短絡の発生を検出できる。電池温度は、たとえば、熱電対により検知できる。電池から発生する音および光は、たとえば、音感知センサおよび光感知センサなどにより検知できる。温度、音および光の場合も、電圧と同様に、予めデータ取りをしておくことにより、内部短絡の発生を検出できる。

[0037] また、目視による内部短絡の検出は、たとえば、内部短絡が発生した電池を予め写真、ビデオなどに撮影しておき、本発明の評価方法に含まれる内部短絡発生方法より内部短絡の発生操作を行った電池と目視比較することにより行われる。内部短絡が発生し、たとえば、熱暴走状態、発煙状態などになった電池は特徴的な外観を示すので、目視により内部短絡の発生を容易に検出できる。

[0038] 安全性の評価は、たとえば、電池に内部短絡を発生させることにより得られる電池情報に基づいて行われる。たとえば、内部短絡発生方法ごとに内部短絡時の電池情報を取得し、かつ、電池の内部短絡箇所ごとに電池情報を取得する。そして、電池電圧、電池温度などの変動幅を求める。これらの変動幅は、そのまま、安全性の評価基準として禾 IJ用できる。変動幅に応じて安全性のランクを決定してもよい。

また、電池電圧の変動幅と電池の内部抵抗より内部短絡に伴う発熱量を算出し、これにより安全性のランクを決定してもよレ、。

また、同一の製造方法で作成された複数の電池について内部短絡を発生させ、得られる電池情報から標準偏差を求め、得られる標準偏差値に基づレ、て安全性のランクを決定することにより、評価を行ってもよい。

[0039] また、電池の経時劣化後の電池におレ、て同様の評価を行!/、、その結果から推奨使用期間を決定してもよい。

また、内部短絡による電池温度の上昇幅がある一定値以下に抑えられる環境温度を、安全性上の使用推奨温度としてもよい。

上記のような安全性ランクを、たとえば、電池または電池パックの製品表面に表示してもよい。このとき、安全性ランクに関する説明は、たとえば、商品説明書、インターネット上のホームページなどに記載すればよ!/、。電池情報が電池温度に関する情報である場合は、一般消費者には判り易いので好まし!/、。

[0040] 次に、（a)〜（h)の内部短絡発生方法について、より具体的に説明する。

(a)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池の電極群内部の正負極が対向する箇所に異物を揷入し、異物を揷入した部分を加圧することによって絶縁層を局所的に破壊し、短絡を発生させることにより行われる。異物は電池内の任意の箇所に揷入できるため、内部短絡に係わる正負極の部位を任意に選択することが可能となる。具体的には正極の活物質部（活物質層）と負極の活物質部（活物質層）、また正極集電端子と負極活物質部 (負極活物質層）などが挙げられる。また、異物の形状や硬さ、大きさ、異物揷入部分に付加する圧力などを変えることにより、発生する内部短絡を制御すること力 Sできるので、異物を用いるのが好ましい。異物を電池内部の任意の部分に揷入することによって、その部分に異物が混入した状態を再現できる。

[0041] 別形態の（a)の内部短絡発生方法としては、たとえば、組み立てられた電池を分解し、外装体から電極群を取り出し、電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を揷入し、再度組み立てた後に、加圧する方法が好ましい。電池作製後に異物を揷入することによって、電池作製の工程中に内部短絡が発生することを避けることが可能である。また、異物を揷入する際に、絶縁シートおよび異物を重ねて設置し、電極群を再度組み立てた後に絶縁シートを引き抜き、さらに加圧して短絡を発生させることがより好ましい。これによつて、異物揷入後の再組み立て時に短絡が発生するのを防止できる。絶縁シートは、耐熱性を有する材質であることが好ましい。 [0042] 異物の電池内部への揷入は、電池作製時 (組み立て時）および再組み立て時の電解液注入前に行うことが好ましい。電解液注入前に異物を揷入することにより、作製した電池そのままの状態で評価することができ、簡便であるため好ましい。この際に電極群内に揷入する異物としては、電池の作動電圧範囲において電気化学的に、かつ化学的に安定であることが好ましい。たとえば、電池がリチウム二次電池であるとき、負極と絶縁層との間に異物を揷入する場合は、異物が Ni、 Cu、ステンレス鋼または Feを含むことが好ましぐ正極と絶縁層との間に異物を揷入する場合は、異物が A ほたはステンレス鋼を含むことが好ましレ、。

[0043] さらに、評価の際に、内部短絡の発生を検出して加圧を停止することが好ましい。これによって、内部短絡の発生箇所を局所に限定することが可能となる。短絡面積が変化すると発生する発熱量にばらつきが生じ、内部短絡に対する安全性の評価精度が低下する。短絡の検出方法としては、短絡に伴う電池の電圧低下、温度変化（主に温度上昇）、短絡に伴って発生する音、光などが挙げられる。

[0044] 加圧の際には、一定速度または一定圧力で加圧することが好ましい。これによつて、試験結果のばらつきを少なくし、精度よく評価を行うことができる。一定速度で加圧する場合は、絶縁層が破壊されるまでの圧力力短絡の発生によって開放され、圧力が低下する。この圧力の低下によって短絡の発生を検出してもよい。より具体的には、たとえば、加圧時の圧力をモニターし、圧力の低下を検出して短絡の発生とし、加圧を停止してもよ!/、。加圧時の圧力は約 49 X 10⁵Pa (50kg/cm²)以下が好ましい。約 49 X 10⁵Paを超えると、電極群自体が変形を起こす可能性があり、短絡発生面積がばらつくことが考えられる。さらには、異物を揷入した部分以外での短絡が起こる可能性があり、好ましくない。

[0045] 電池内に揷入する異物としては、導電性のものが好ましい。導電性の異物の場合、異物が絶縁層を破壊すると直ちに短絡が発生するため、短絡の発生状態を安定させること力 Sでさる。

また、電極群内に揷入する異物は、異方性を有する形状のものが好ましい。異方性を有することにより、加圧時に過剰な圧力をかけることなぐ絶縁層をすみやかに局部的に破壊し、短絡を発生させること力 Sできる。球状など、異方性が存在しない場合は、過剰な加圧によって、電極の破壊を伴い、短絡の状態を制御することが困難となる。異物が異方性を有する場合、異物は、略馬蹄形、円錐、角錐、円柱 (長さ/径≥1 . 5)および直方体 (最長辺/他の二辺の長さ≥1. 5)よりなる群から選ばれる形状を有することがさらに好ましい。これらの形状を有する異物を用いることによって、短絡の状態を非常に精度よく制御することが可能になる。

[0046] 電極群内に揷入する異物の大きさは、電池がリチウム二次電池である場合、 a + b ≤d (式中、 aは正極の活物質層の厚みを示す。 bは絶縁層の厚みを示す。 dは電極面に対して垂直な方向の異物の長さを示す。）を満たすことが好ましい。 a + b〉dの場合、正負極の活物質層に異物を揷入した場合は、異物は正極板の集電端子には到達せず、正極合剤と負極合剤を介した短絡となる。しかし、異物が大きぐ正極集電端子と負極合剤間で短絡が発生した場合は、リチウム二次電池の正極集電端子の抵抗が正極活物質層の抵抗よりも低いために、より多くのジュール熱が発生する。すなわち、 a + b〉dの場合は内部短絡時の安全性を過大評価する可能性があるため、 d≥ a + bを満たすことが好ましい。

[0047] また、電極群内に揷入する異物は、 2b + c + e≥d (式中、 dは電極上に置いた際の電極面に垂直な方向の長さを示す。 bは絶縁層の厚みを示す。 cは正極の厚みを示す。 eは負極の厚みを示す。）を満たすものであることが好ましい。異物の長さ dが 2b + c + eを超えると、電極板に対して垂直方向に、 2層分の短絡が同時に発生する可能性があり、局所的に発生する発熱量にばらつきが生じ、内部短絡に対する安全性の評価精度が低下するおそれがある。

[0048] (b)の内部短絡発生方法は、たとえば、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に形状記憶合金またはバイメタルを揷入し、これを加熱または冷却して形状記憶合金またはバイメタルを変形させ、絶縁層を局所的に破壊することによって行われる。（b)の方法も、（a)の方法と同様に、電池内の任意の点を短絡させることができる

[0049] 形状記憶合金を用いる場合は、たとえば、曲線状または折れ線状の形状を記憶させた形状記憶合金を直線状に変形させ、これを電極間に揷入すればよい。この状態で、記憶させた形状に戻る温度まで温度を変化させると、曲線状または折れ線状に変形し、その際に絶縁層が破壊されて短絡が発生する。一方、バイメタルを用いる場合は、たとえば、直線状のバイメタルを電極間に揷入すればよい。この状態で、膨張率の違いによりバイメタルが変形する温度まで温度を変化させると、ノメタルの変形により絶縁層が破壊されて短絡が発生する。形状記憶合金およびバイメタルとしては

、電池の特性に影響を及ぼさない、 80°C以下で形状変化するものが好ましい。

[0050] (c)の短絡発生方法は、たとえば、電池の絶縁層のうち、正極と負極が対向する箇所を一定面積切除し、この切除部を加圧することによって行われる。（c)の内部短絡発生方法によっても、電池内の任意の点を短絡させることができる。（c)の内部短絡発生方法では、絶縁層の切除箇所および短絡面積を任意に決めることができ、さらにその面積が常に一定であることから、短絡の状態を非常に精度よく制御でき、内部短絡に対する安全性を正確に評価できる。

[0051] 絶縁層の切除は、電極群構成前（電極群組み立て前）に行ってもよいし、組み立てられて完成した電池を分解し、外装体から電極群を取り出し、電極群内の絶縁層を切除して再度組み立ててもよい。さらに、絶縁層切断後に、絶縁層を切除した箇所の厚み方向の少なくとも一方に絶縁シートを置き、この状態で再度電池または電極群の組み立てを行い、電池または電極群から絶縁シートを引き抜いた後に切除部を加圧することが好ましい。これにより、切除後の組み立て時に内部短絡が発生するのを防ぐこと力 Sできる。

[0052] (d)の内部短絡発生方法は、たとえば、電池が最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池であること、鋭利な突起を有する加圧子を電池に突き刺すこと、および加圧子を電池に突き刺す際に途中までは超音波の印加下に行い、その後は超音波を非印加下に行われる。最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に、従来の釘刺し試験のように外部から加圧子を刺し込んで行くと、始めに正極の集電端子と負極とが短絡する。上述のように、正極の集電端子（通常は A1 が用いられる）は正極の活物質よりも抵抗が非常に小さいため、短絡電流のほとんどが正極の集電端子と負極との間に流れ、短絡によるジュール熱は熱安定性の低い正極活物質部ではなく集電端子露出部で発生する。このため、内部短絡の安全性を正しく評価できない。 [0053] これに対し、（d)の内部短絡発生方法では、超音波を印加した状態で加圧子を電極群に突き刺すので、短絡は継続して起こらない。したがって、超音波を印加した状態での突き刺しと、超音波を印加しない状態での突き刺しを行うことによって、電池の任意の箇所で短絡を発生させることができる。たとえば、超音波の印加下に電極群内の任意の箇所まで加圧子を突き刺した後、さらに超音波の非印加下で加圧子を一定量突き刺すことによって、内部短絡が発生する場所を適宜選択することができる。このときの超音波の周波数 fは 20kHz≤f≤100kHzが好ましい。

[0054] (d)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池が最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池であり、かつ、超音波を印加した状態で鋭利な突起を有する加圧子が集電端子露出部に達するまで加圧子を電池に刺し込み、その後超音波の印加を止めた状態でさらに加圧子を電池に刺し込むことによって行われる。このとき、たとえば、加圧子の電池に対する突き刺し深さを適宜選択することにより、電池の任意の部分で内部短絡を発生させることができる。

[0055] (e)の内部短絡発生方法の好ましい形態は、電池が最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池であること、継続した短絡を起こすことなく正極の集電端子露出部を切除すること、および切除した部分 (切除部）に鋭利な突起を有する加圧子を刺し込むことを特徴とする。これによつて、正極集電端子の影響を受けることなぐ電池の任意の箇所に短絡を発生させることができる。正極の集電端子露出部の切除方法としては、超音波カッターなどの、超音波の印加下に切除を行い得る器具を用いる方法が好ましい。これによつて、継続的な短絡を起こすことなぐ正極集電端子の露出部を切除できる。

[0056] (f)の内部短絡発生方法は、たとえば、電池が捲回型の電極群を含む捲回型電池であり、かつ該電池の底部に鋭利な突起を有する加圧子を刺し込むことにより行われる。これによつても、電池内の任意の箇所を短絡させることができる。従来の釘刺し試験では、上述したように、最外周部の電池構成によって、試験結果が大きく変化する。しかし、捲回型電池の底部を短絡させることによって、最外周の構成に影響を受けずに電池の内部短絡安全性を評価することができる。この方法でも、加圧子を電極面に平行な方向に刺し込むことになる。またこの方法は、電池に特別な加工を施すことなぐ非常に簡便に評価することができる。

[0057] (f)の内部短絡発生方法は、好ましくは、電池が捲回型電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を、電池の底部のほぼ中心部から、電極群の捲回軸に対して斜めに刺し込んで内部短絡を発生させることにより行われる。この方法では、電池内部の任意の箇所、特に電極の最内周部において短絡を発生させることができ、放熱の影響を受けにくい状態で、電池の内部短絡安全性を評価できる。

[0058] (g)の内部短絡発生方法は、たとえば、電池が積層型電極群を含む積層型電池であり、かつ電池側部すなわち電極面に平行な方向に鋭利な突起を有する加圧子を刺し込むことにより行われる。積層型電池において電極面と直交方向に釘を刺した場合は、内部短絡の発生は、最外周部の構成に大きく影響を受ける。したがって、電池側部、すなわち電極面と平行な方向に加圧子を刺し込むことにより、電池内部の任意の箇所を短絡させることができ、かつ電池の構成または構造の影響を受けずに電池の内部短絡安全性を評価できる。

[0059] (h)の内部短絡発生方法は、電池の外周部の少なくとも一部分を局所的に絶縁層の融点以上に加熱し、絶縁層を局所的に溶融させることにより行われる。これによつて、電池内部の任意の箇所を短絡させることができる。この場合、加熱する箇所によつて、短絡が発生する箇所を規定できる。

[0060] 電池を加熱する方法としては、たとえば、電池にレーザを照射する方法、絶縁層の融点以上の温度を有する発熱体を電池に接近させる方法などが挙げられる。この中でも、発熱体を電池に接近させる方法が好ましい。発熱体としては、はんだごてが好ましい。はんだごての発熱温度は 350°C付近であり、絶縁層に一般的に用いられるポリオレフインの融点よりも高ぐかつ温度が安定しており、先端が細い形状をしており、短絡箇所を精度良く規定できる。

[0061] 絶縁層の融点以上に加熱する電池の外周部としては、外装体と集電端子との接続箇所が好ましい。この部分を加熱すると、集電端子を介して熱が効率よく伝わるため、外装体表面での放熱の影響を低減し、より確実に短絡を発生させることができる。また、組み立てられた電池の外装体から電極群を取り出し、この電極群について加熱を行ってもよい。これによつても、所望の箇所で短絡を発生させることができる。さらに、電池が最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池である場合は、組み立てられた電池の外装体から電極群を取り出し、さらに集電端子露出部を切除した後に、加熱を行ってもよい。これによつて、正極集電端子と負極との短絡による影響を排除しつつ、一層正確に安全性を評価できるので、好ましい。

[0062] また、本発明の評価方法によって、内部短絡に関する安全レベルが特定された製造方法に於いて電池を製造することが好ましい。すなわち、本発明の評価方法で電池の安全レベルを確認し、所望の安全レベルを有する電池を選定し、該電池を製造した方法に従って電池を製造するのが好ましい。同じ製造方法で電池を製造することにより、内部短絡安全性レベルを同様に保証することができる。また、本発明の評価方法によって内部短絡に関する安全レベルが特定された製造方法によって製造された電池は、ほぼ同水準の内部短絡安全性レベルを有しているので、好ましい。

[0063] さらに、本発明の評価方法によって、内部短絡に関する安全レベルが特定された製造方法に於いて電池パックを製造することが好ましい。すなわち、本発明の評価方法で電池の安全レベルを確認し、所望の安全レベルを有する電池パックを選定し、該電池パックを製造した方法に従って電池パックを製造するのが好ましい。同じ製造方法で電池パックを製造することにより、内部短絡安全性レベルを同様に保証すること力 Sできる。また、本発明の評価方法によって内部短絡に関する安全レベルが特定された製造方法によって製造された電池パックは、ほぼ同水準の内部短絡安全性レべルを有しているので、好ましい。

[0064] [電池内部短絡評価装置]

次に、本発明の電池内部短絡評価装置 (以下「評価装置」とする）は、上記したように、電池の任意の箇所において短絡を発生させることが可能であり、かつ、電池の内部短絡に対する安全性を評価できる装置である。

図 1は、本発明の実施の別形態である評価装置 1の構成を示すブロック図である。なお、以下に示す実施形態は本発明の評価装置を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明の評価装置 1は、加圧手段 2、加圧制御手段 3、電池情報測定手段 4、短絡検出手段 5および加圧高さ位置検出手段 6を含む。加圧手段 2、加圧制御手段 3、電池情報測定手段 4、短絡検出手段 5および加圧高さ位置検出手段 6は、たとえば、図 1に示すようにして、電気的に接続されている。

[0065] 加圧手段 2は電池を強制的に短絡させるために設けられたものである。加圧手段 2 には、たとえば、加圧装置が用いられる。加圧装置としては、電池に加圧動作を実行できるものであれば特に制限されないが、たとえば、サーボモータを用いたスクリュー式、ポストガイドスクリュー式、フリコ式、テコ式、クランク式、メカニカルプレス式、油圧プレス式、エアープレス式などの加圧装置を使用できる。加圧装置の先端部には、たとえば、丸棒、角棒、平板、釘などの部材を装着し、この部材を異物の揷入、絶縁層切除などの処理を施した試験電池 100に向かって駆動させて加圧する。たとえば、加圧装置の先端部に釘を装着した場合には、試験電池 100の所定の位置に釘の先端を突き刺すことにより、内部短絡試験を実施できる。また、加圧装置の先端部に丸棒、角棒、平板などを装着した場合には、試験電池 100を圧壊して電池内部で正極、負極間で短絡が発生し内部短絡試験を実施できる。加圧手段 2近傍の、加圧手段 2による加圧が可能な位置に図示しない電池設置台が設けられ、試験電池 100が載置される。

[0066] 加圧制御手段 3は、加圧手段 2による加圧の圧力の調整および加圧の開始 '停止を行うとともに、加圧高さ位置検出手段 6による加圧手段 2の位置の検出結果を受信する。加圧制御手段 3は、主に、後述する短絡検出手段 5から発信される制御信号によって制御される。たとえば、短絡検出手段 5から短絡が発生したので加圧を停止せよとの制御信号を受信した場合には、加圧手段 2による加圧を停止する。そのとき、短絡検出手段 5からの制御信号を受信した場合に、加圧高さ位置検出手段 6の検出結果に応じて、一定深度に達するまで加圧を続けた後、加圧手段 2による加圧を停止させてもよい。さらに、加圧高さ位置検出手段 6による検出結果を短絡検出手段 5 に転送する機能を有していてもよい。その場合、短絡検出手段 5において、短絡発生の検知および検知後一定深度に達するまでの加圧の制御を行うように構成してもよい。加圧制御手段 3には、たとえば、中央処理装置（CPU)を備えるマイクロコンピュータ、メモリなどを含む処理回路を使用できる。

[0067] 電池情報測定手段 4は、たとえば、加圧手段 2による加圧下にある試験電池 100の電池情報を測定し、測定結果を短絡検出手段 4に送る。電池情報には、たとえば、電池電圧、電池温度、電池内部圧力などがある。特に電池電圧は、内部短絡時に敏感に変化するため、内部短絡を検出するための電池情報として好ましい。電池情報測定手段 4には、たとえば、電圧計、温度計、圧力計、熱電対、サーモビユア一、熱量計などを使用できる。

[0068] 短絡検出手段 5は、短絡検知部と制御手段とを含む回路である。回路は、たとえば、中央処理装置（CPU)を備えるマイクロコンピュータ、メモリなどを含む処理回路であってもよい。

短絡検知部では、たとえば、電池情報測定手段 4から送られて来る測定結果と各電池情報の基準値とを比較判定し、内部短絡発生の有無を検知する。基準値とは、短絡発生の有無を判定するための値であり、電池情報が基準値とは異なる値になると、内部短絡が発生したと判定される。基準値は、たとえば、電池情報毎に予めメモリに記憶されており、比較判定の際にメモリから取り出される。メモリには公知のメモリ装置を使用でき、たとえば、リードオンリイメモリ（ROM)、ランダムアクセスメモリ（RAM)、ハードディスクドライブ (HDD)などが挙げられる。短絡検知部は、内部短絡が発生したことを検知した場合には、検知信号を制御手段に送る。なお、短絡検知部は、 1つでもよくまたは複数設けられていてもよい。たとえば、電池情報毎に短絡検知部を設けてもよく、 1つの短絡検知部で電池情報の優先順位を決めて内部短絡発生の有無を比較判定してもよい。

[0069] 制御手段は、短絡検知部からの検知信号に応じて制御信号を発する制御回路と制御回路からの制御信号を検知する制御器と含む。或いは、制御手段は制御回路のみを含んでいてもよい。制御手段は、たとえば、短絡検知部からの内部短絡が発生したとの検知信号を受信すると、加圧制御手段 3に制御信号を送る。加圧制御手段 3 はその信号を受けて加圧を停止し、評価が終了する。なお、制御信号は内部短絡の発生を検知した時点に対して任意に発信されるものである。短絡検知部からの検知信号を受信した直後に制御信号を発信してもよい。また、タイマーを用いて任意の時間を遅らせて制御信号を発信してもよい。制御手段は、後述する加圧高さ位置検出手段 6から加圧制御手段 3を介して加圧手段 2の位置情報の検出結果を受信した場合には、短絡検知後、一定深度に達するまで加圧を続けた後に加圧手段 2を停止させるような制御信号を加圧制御手段 3に送信してもよい。

[0070] 加圧高さ位置検出手段 6は、加圧手段 2の位置情報を検出し、その検出結果をカロ圧制御手段 3に送信する。また、検出結果を直接短絡検出手段 5に送信するように構成してもよい。加圧高さ位置検出手段 6には、たとえば、各種センサを使用できる。本発明の評価装置 1においては、たとえば、試験電池 100を所定位置に設置し、短絡検出手段 5の制御手段が加圧制御手段 3に制御信号を送って加圧手段 2を作動させ、試験電池 100を加圧する。加圧時の電池情報は電池情報測定手段 4によって測定され、その測定結果は短絡検出手段 5に送信される。短絡検出手段 5は、電池情報測定手段 4による測定結果と基準値とを比較し、内部短絡発生の有無を検知する。内部短絡発生との検知結果が得られた場合には、加圧制御手段 3に制御信号を送り、加圧手段 2による加圧を停止させる。これによつて、短絡の発生を認知し、電池の安全性を正確に評価できる。

この一連の短絡評価法を用いたときの電池の安全性の評価基準としては、熱電対、サーモビユア一などを用いて電池の温度上昇量で評価してもよいし、熱量計等で発生する熱量そのものを測定してもよい。これらが電池情報測定手段 4に含まれていてもよい。

[0071] 図 2は、別形態の本発明の評価装置 laの構成を示すブロック図である。評価装置 1 aは評価装置 1に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。評価装置 laは、超音波発生手段 7および超音波制御手段 8を含むことを特徴とし、それ以外の構成は評価装置 1と同じである。

超音波発生手段 7は、超音波を発生し、加圧手段 2に超音波を印加するものである。評価開始時にまず、超音波制御手段 8が超音波発生手段 7を作動させ、加圧手段 2に超音波を印加する。つぎに加圧制御手段 3が、加圧高さ位置検出手段 6の信号を受けながら所定の深度まで加圧手段 2を降下させ、継続した短絡を発生させることなく加圧手段 2を電池内に挿入させる。加圧手段 2が電池内の所定の位置に揷入されたことを、たとえば、センサなどによって確認すると、超音波制御手段 8は、超音波を停止させる。その後に、上述のように加圧手段 2をさらに降下させて、電池に内部短絡を発生させる。

[0072] 超音波発生手段 7には、一般的な超音波発生装置を使用できる。また、超音波制御手段 8は、評価装置 1における制御手段と同様の構成を有し、超音波発生手段 7 による超音波の発生を制御するものである力評価装置 laにおける制御手段に超音波制御手段 8の機能を付加してもよ!/、。

以上から、本発明の評価装置 1 , laを用いることで電池の内部短絡に対する安全性を正確に評価することができるものである。

[0073] 上記内部短絡評価装置によって、内部短絡に関する安全性レベルが特定された製造方法により、電池を製造することが好ましい。すなわち、電池の製造方法は種々知られている力 S、各製造方法により得られる電池について本発明の内部短絡評価装置により安全レベルがどの程度であるかを評価できる。また、 1つの製造方法により得られる電池は、同程度の安全レベルを有している。したがって、安全レベルが特定された同じ製造方法により電池を製造することにより、内部短絡に関して同程度の安全性レベルを有していると保証することができる。また、電池の用途に応じて定められた安全性レベルがあるので、各製造方法の安全性レベルが正確に評価されて!/、れば、用途に応じて製造方法を選択し、所望の安全性レベルを有する電池を製造できる。本明細書において、内部短絡に関する安全性レベルを特定するということは、本発明の内部短絡評価方法または内部短絡評価装置により、電池の内部短絡に関する安全性レベルを評価することを意味する。

[0074] さらに、内部短絡評価装置によって、内部短絡に関する安全レベルが特定された製造方法により電池パックを製造することが好ましい。電池の場合と同様に、種々知られている製造方法により得られる電池パックについて、本発明の内部短絡評価装置により安全レベルがどの程度であるかを予め評価しておく。また、 1つの製造方法により得られる電池パックは、同程度の安全レベルを有している。したがって、安全レベルが特定された同じ製造方法により電池パックを製造することにより、内部短絡に関して同程度の安全性レベルを有していると保証することができる。また、電池パックの用途に応じて定められた安全性レベルがあるので、各製造方法の安全性レベルが正確に評価されていれば、用途に応じて製造方法を選択し、所望の安全性レベルを有する電池パックを製造できる。

[0075] 内部短絡評価装置により、製造される電池の内部短絡に関する安全性レベルが特定された製造方法によって製造された電池であることが好ましレ、。これにより電池の内部短絡安全性レベルを同様に保証することができる。

これは電池パックについても同様である。すなわち、内部短絡評価装置により、製造される電池パックの内部短絡に関する安全性レベルが特定された製造方法によつて製造された電池パックであることが好ましい。これにより電池パックの内部短絡安全性レベルを同様に保証することができる。

なお、上述した本発明の電池評価装置は特定の電池種に限定されるものではなく、たとえばマンガン乾電池、アルカリ乾電池、リチウム一次電池のような一次電池、また鉛蓄電池やニッケル 'カドミウム蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム二次電池などの二次電池への適用が可能である。

[0076] 本発明の電池の内部短絡評価方法および電池内部短絡評価装置を用いることで、内部短絡に対する安全性を精度よく評価することが可能であるため、信頼性の高い電池を供給できるようになり、市場的に有用である。

実施例

[0077] 以下に、本発明の電池の内部短絡評価方法を実施例に基づいて具体的に説明す

(実施例 1)

<電池の作製〉

内部短絡に対する安全性を評価する電池として、以下に示すような円筒型リチウム二次電池を作製した。

(1)正極の作製

正極活物質であるニッケルマンガンコバルトリチウム酸化物（LiNi Mn Co

1/3 1/3 1/3

O )粉末 (メディアン径 15 πι) 3kgと、結着剤であるポリフッ化ビニリデン (以下「PV

2

DF」とする）を 12重量％含む N—メチル— 2—ピロリドン（以下「NMP」とする）溶液（商品名： # 1320、呉羽化学工業株式会社製） 1kgと、導電剤であるアセチレンブラック 90gと、分散媒である適量の NMPとを、双腕式練合機で攪拌し、正極合剤ペーストを調製した。正極合剤ペーストを、厚み 20 mのアルミニウム箔からなる帯状の正極集電端子の両面に塗布した。塗布された正極合剤ペーストを乾燥させ、圧延ロールで活物質形成部の厚さが 180 mになるように圧延し、正極活物質層を形成した。得られた電極を、円筒型の外装体（直径 18mm、高さ 65mm、内径 17. 85mm)に揷入可能な幅（56mm)に裁断して、正極を得た。

なお、電極群の最内周部にあたる部分に集電端子露出部を設け、アルミニウムからなる接続端子を溶接した。

[0078] (2)負極 Aの作製

負極活物質である人造黒鉛粉末 (メディアン径 20 ,i m) 3kgと、結着剤である変性スチレンブタジエンゴム粒子を 40重量％含む水分散液（商品名： BM— 400B、日本ゼオン株式会社製） 75gと、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース（CMC) 30gと、分散媒である適量の水とを、双腕式練合機で攪拌し、負極合剤ペーストを調製した。負極合剤ペーストを、厚み 20 πιの銅箔からなる帯状の負極集電端子の両面に塗布した。塗布された負極合剤ペーストを乾燥させ、圧延ロールで活物質形成部の厚さが 180 111になるように圧延し、負極活物質層を形成した。得られた極板を、外装体に揷入可能な幅（57. 5mm)に裁断して、負極を得た。なお、電極群の最外周部にあたる部分に約 1周分の長さの集電端子露出部を設け、その端部にニッケルからなる接続端子を溶接し負極板 Aとした。

[0079] (3)負極 Bの作製

メディアン径 0. 3 mのァノレミナ（絶縁性フイラ一） 970gと、変性ポリアクリロニトリルゴム（結着剤）を 8重量％含む NMP溶液（商品名： BM— 720H、日本ゼオン株式会社製） 375gと、適量の NMPとを、双腕式練合機で攪拌し、多孔質耐熱層用ペーストを調製した。このペーストを負極 Aの負極活物質層の表面全体に塗布し、 120°C真空減圧下で 10時間乾燥し、厚さ 0. 5 πιの多孔質耐熱層を形成した。なお多孔質耐熱層の空隙率は 48%であった。空隙率は、断面 SEM撮影により求めた多孔質耐熱層の厚みと、蛍光 X線分析によって求めた一定面積の多孔質耐熱層中に存在するアルミナ量と、アルミナおよび結着剤の真比重と、アルミナと結着剤との重量比から計算により求めた。以上より作製された負極板を負極板 Βとした。 [0080] (4)電池の,袓み立て

正極と、負極とを、厚さ 20 mのポリエチレン製の絶縁層（商品名：ノ、ィポア、旭化成株式会社製）を介して捲回し、電極群を作製した。ニッケルめっきを施した鉄製の円筒型の外装体（直径 18mm、高さ 65mm、内径 17. 85mm)に、電極群を揷入した後、電解質を 5. Og外装体内に注液し、外装体の開口部を蓋体で封口して、容量 2400mAhのリチウム二次電池を完成させた。電解質には、エチレンカーボネート（E C)とジメチルカーボネート（DMC)とェチルメチルカーボネート（EMC)との混合溶媒に LiPFを 1モル/ Lの濃度で溶解したものを用いた。混合溶媒における ECと DM

6

Cと EMCとの体積比は、 1 : 1 : 1とした。電解質には 3重量⁰ /₀のビニレンカーボネート（ VC)を添加した。

[0081] 以上のような手順で、負極 Aを備える電池 Aおよび負極 Bを備える電池 Bを 20個ずつ作製した。各電池について、まず慣らし充放電を 2度行い、次いで 400mAの電流値で 4. IVに達するまで充電した。その後、 45°C環境下で 7日間保存し、さらに下記の条件で充電を行った。充電後の電池 Aおよび電池 Bの各 20個について、下記に示す内部短絡安全性評価を行つた。

定電流充電：電流値 1500mA/充電終止電圧 4. 25V

定電圧充電：充電電圧 4. 25V/充電終止電流 100mA

[0082] (内部短絡安全性評価方法）

充電した電池 Aをドライエア環境で分解して電極群を取り出し、その最外周部を一部巻きほぐした。正極活物質層と負極活物質層の対向する箇所の、負極と絶縁層の間に幅 200 m、厚み 300 m、長さ 3mmの Niプレートを馬蹄形に整形したものを置いた。この時、電極面に対して垂直な方向の長さ（高さ）は 200 mとなる。このときの電極群の模式図を図 3に示す。図 3において、 9は正極である。また、 10は負極であり、負極活物質 10a、負極集電端子露出部 10bおよび負極接続端子 10cを備えている。さらに、 11は絶縁層、 12は異物および 13は電極群である。

[0083] その後、再度捲回した電極群を密閉状態で 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。その後、 φ 6mmの半球状の加圧子を用いて電極群の異物揷入箇所を加圧した。加圧条件は lmm/sの一定速度、最大圧力を 50kg/ cm²とした。そして、短絡によって電池電圧が 4. 0V以下となった瞬間に短絡を停止した。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量 (°C)を平均値として評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0084] (実施例 2)

電池の正極の最外周に集電端子の露出部を約 1周分設ける以外、実施例 1と同様にして電池を作製し、同様の評価を行った。

[0085] (比較例 1)

実施例 1と同様にして作製および充電 (最終的には充電電圧 4. 25Vに定電圧充電）した電池 Aについて、次の評価を行った。電池を分解することなぐ 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。加圧子として鉄製の釘（ φ 3 mm)を用い、この釘を電極群に突き刺した。加圧条件は lmm/sの一定速度、最大圧力 200kg/cm²とした。そして、短絡によって電池電圧が 4. 0V以下となった後、釘をさらに 200 in移動させた後に停止させた。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を平均値として評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

(比較例 2)

実施例 2と同様にして作製し、かつ実施例 1と同様にして充電 (最終的には充電電圧 4. 25Vに定電圧充電）した電池 Aを用いる以外は、比較例 1と同様にして評価を行った。

[0086] (実施例 3)

電極群に揷入する異物の高さを 50 a mにする以外、実施例 2と同様にして電池 A を作製し、評価を行った。

(実施例 4)

電極群に揷入する異物の高さを 500 inとする以外、実施例 2と同様にして電池 A を作製し、評価を行った。

表 1に実施例；!〜 4および比較例 1、 2の評価結果を示す。 [0087] [表 1]

*釘刺しの場合は短絡深度

[0088] 実施例 1および 2では、電極群内に異物を揷入して加圧することにより内部短絡を発生させた。この場合、電池の最外周の構成にかかわらず、同様の電池温度上昇量を示した。また、測定のばらつきも小さく抑えられた。

これに対し、比較例 1および 2では、電池の外周から釘を刺すことによって短絡を発生させた。この場合、各々の電池温度上昇量のばらつきは小さかったものの、最外周の正極集電端子の露出の有無によって、短絡後の電池電圧上昇量に非常に大きな違いが生じた。特に比較例 2では、正極の集電端子露出部を設けることにより、異物揷入によって短絡を発生させた場合と比較して電池温度上昇量が非常に小さかった。すなわち、釘刺しによる内部短絡評価法は、電池の局所的な構成によっては、安全性を過大評価する可能性があることが明らかである。その一方で、異物揷入による評価法は、電池の局所的な構成に左右されることなぐ正確に内部短絡に対する安全性を評価できることも明らかである。

[0089] 実施例 3では、高さが 50 a mである異物を揷入した。この場合、評価結果のばらつきは小さいものの、実施例 1と比較して電池温度上昇量が小さかった。実施例 3では、異物の高さが、絶縁層の厚み（20 a m)と正極活物質の厚み（80 a m)の和より小さい。このため、集電端子よりも抵抗の非常に高い正極活物質と負極活物質との間で短絡が発生し、発生するジュール熱が少ないことによって、電池温度上昇量が小さいものと考えられる。 [0090] 実施例 1および 2の電池を評価後に分解すると、実施例 1の電池は正極の集電端子までニッケル異物が達していたのに対し、実施例 2の電池は正極の集電端子までニッケル異物が達していないことが確認された。すなわち、揷入する異物の高さが低すぎても、安全性を過大評価する可能性があり、導電性異物の高さは少なくとも絶縁層の厚み（20 a m)と正極活物質の厚み（80 a m)の和（100 m)以上を有することが好ましいと考えられる。

[0091] 実施例 4では、高さが 500 a mである導電性異物を揷入した。この場合、評価結果のばらつきが大きかった。これは、異物の高さが、正極板の活物質の厚み（180 111) と、負極板の活物質の厚み（180 μ m)と、絶縁層の厚み（²0 μ m)の 2倍（⁴0 μ m) の和（400 m)より大きいため、一部の電池において、 2層分の短絡が生じ、発生する熱量が変化したためと考えられる。実際に評価後の電池を分解したところ、 10個中 3個の電池において 2層に渡って短絡が発生していることが確認された。

[0092] (実施例 5)

加圧条件を lmm/sの一定速度、最大圧力 200kg/cm²から 10kg/cm²の一定加圧に変更する以外は、実施例 2と同様にして評価を行った。

(実施例 6)

加圧条件を lmm/sの一定速度、最大圧力 200kg/cm²から 50kg/cm²の一定加圧に変更する以外は、実施例 2と同様にして評価を行った。

(実施例 7)

加圧条件を lmm/sの一定速度、最大圧力 200kg/cm²力、ら 500kg/cm²の一定加圧に変更する以外は、実施例 2と同様にして評価を行った。実施例 5〜7の評価結果を表 2に示す。

[0093] [表 2] 実施例内部短絡最外周正極集異物高さ加圧力電池温度上昇量

評価方法電端子露出部 ( m ) (kg/ cms) 平均 CC ) 標準偏差

5 異物挿入あり 2 0 0 1 0 3 7 1 . 9 1

6 異物揷入あり 2 0 0 5 0 3 6 1 . 7 8

7 異物挿入あり 2 0 0 5 0 0 4 2 5 . 3 6

[0094] 加圧力が 50kg/cm²以下である実施例 5および 6では、試験時の電池温度上昇量にばらつきは少なかった力 50kg/cm²を超える実施例 7については、ばらつきが大き力た。これは、加圧時の圧力が大きすぎたために、短絡の面積が安定しな力たことが原因と考えられる。

[0095] (実施例 8)

実施例 1と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した電池をドライエア環境で分解して電極群を取り出し、その最外周部を一部巻きほぐした。正極活物質層と負極活物質層の対向する箇所の絶縁層を、幅方向の中心部において lcm X 1cmの正方形の形に切除した。次にこの切除部を覆い、なおかつその端部が電極群の幅方向にはみ出すように 2cm X 8cm、厚み 40 mの PETシートを置いた。このときの電極群の模式図を図 4に示す。図 4において、 14は絶縁層切除部、 15は PETシートである。他は、図 3と同様である。

[0096] その後、再度捲回した電極群を密閉状態で 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が

60°Cに達するまでキープした。 PETシートを引き抜き、その後、 1. 5cm角の加圧子を用いて電極群を加圧した。加圧条件は lmm/sの一定速度、最大圧力を 50kg/ cm²とした。そして、短絡によって電池電圧が 4. 0V以下となった瞬間に短絡を停止した。

電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0097] (実施例 9)

実施例 2と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した電池をドライエア環境で分解して電極群を取り出し、その最外周部を一部巻きほぐした。正極活物質層と負極活物質層の対向する箇所の絶縁層を、幅方向の中心部において lcm X 1cmの正方形の形に切除した。次にこの切除部を覆い、なおかつその端部が電極群の幅方向にはみ出すように 2cm X 8cm、厚み 40 mの PETシートを置いた。このときの電極群の模式図を図 4に示す。

[0098] その後、再度捲回した電極群を密閉状態で 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。 PETシートを引き抜き、その後、 1. 5cm角の加圧子を用いて電極群を加圧した。加圧条件は lmm/sの一定速度、最大圧力を 50kg/ cm²とした。そして、短絡によって電池電圧が 4. 0V以下となった瞬間に短絡を停止した。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0099] (実施例 10)

実施例 1と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した電池を、分解することなく 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。加圧子に鉄製の釘（ φ 3mm)を用いて、まず始めに釘に 40k Hzの超音波を発生させ、電極群に突き刺した。加圧条件は 0. lmm/sの一定速度、最大圧力を 200kg/cm²とした。そして、 0. 5mmの深度まで突き刺し後、超音波を停止させた。その後、継続した電圧低下は認められな力た。

[0100] さらに超音波を停止させたまま、さらに釘を突刺して短絡させ、電池電圧が 4. 0V 以下となった後、さらに 200 in釘を移動させた後に停止させた。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0101] (実施例 11 )

実施例 2と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した電池を、分解することなく 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。加圧子に鉄製の釘（ φ 3mm)を用いて、まず始めに釘に 40k Hzの超音波を発生させ、電極群に突き刺した。加圧条件は 0. lmm/sの一定速度、最大圧力を 200kg/cm²とした。そして、 0. 5mmの深度まで突き刺し後、超音波を停止させた。その後、継続した電圧低下は認められな力た。

[0102] さらに超音波を停止させたまま、さらに釘を突刺して短絡させ、電池電圧が 4. 0V以下となった後、さらに 200 in釘を移動させた後に停止させた。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0103] (実施例 12)

実施例 1と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した充電した電池を、分解することなく 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度力 S60°Cに達するまでキープした。加圧子に鉄製の釘（ φ 3mm)を用いて、電池の底部の半径の中点に突き刺した。短絡が発生し、電池電圧が 4. 0V以下となった後、さらに 300 in釘を移動させた後に停止させた。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10個の電池について行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

[0104] (実施例 13)

実施例 2と同様にして電池 Aを作製し、次のような評価を行った。実施例 1と同様にして充電した電池を、分解することなく 60°Cの恒温槽内に入れ、電池温度が 60°Cに達するまでキープした。加圧子に鉄製の釘（ φ 3mm)を用いて、電池の底部の半径の中点に突き刺した。短絡が発生し、電池電圧が 4. 0V以下となった後、さらに 300 釘を移動させた後に停止させた。電池電圧以外に、熱電対を用いて電池表面を測定し、短絡発生後 5秒間での電池温度上昇量を評価した。また、同様の測定を 10 個の電池につ!/、て行い、電池温度上昇量の標準偏差を求めた。

実施例 8〜； 13の評価結果を表 3に示す。

[0105] [表 3] 内部短絡最外周正極集電池温度上昇量実施例

評価方法電端子露出部平均（°C ) 標準偏差

8 絶縁層切除なし 2 1 2 . 3 7

9 絶縁層切除あり 2 2 2 . 3 4

1 0 超音波釘刺しなし 4 5 3 . 2 8

1 1 超音波釘刺しあり 4 8 3 . 1 2

1 2 電池底部釘刺しなし 3 8 2 . 4 0

1 3 電池底部釘刺しあり 4 0 2 . 4 6

[0106] 実施例 8および 9では、内部短絡を発生させる方法として、絶縁層を部分的に切除して加圧した。実施例 10および 11では、内部短絡を発生させる方法として、超音波の印加下に、電池の内周部に釘を刺した。実施例 12および 13では、内部短絡を発生させる方法として、電池の底部に釘を刺した。いずれの実施例においても、電池の最外周の構成に関係なぐ同様の電池温度上昇量を示した。また、測定のばらつきも小さく抑えられた。

[0107] (安全レベルの特定）

電池 Bについて、実施例 1の内部短絡安全性評価方法により、評価を行った。その結果、電池温度上昇量平均は 4°Cであった。電池 Bでは、負極の表面にセラミック多孔膜を用いることによって、内部短絡の安全性が向上している。これは、内部短絡が発生しても、耐熱性絶縁膜の存在によって短絡面積が拡大しないためと考えられる。このため、短絡に伴うジュール発熱の発生量が少なくなり、電池の安全性レベルが格段に向上している。

このように、本発明の試験法を用いることにより、電池の内部短絡による安全性レべルを明確にすることが出来た。そこで、電池の最適な使用用途や、アプリケーション機器の設計を行うことを目的とし、下記のような表記を、電池、電池パック、もしくは電池の特性を明確にするカタログなどに表記することによって電池や電池パックの安全レベルを特定した。 [0108] 電池 A「Intemal short circuit 60°C異物短絡 36°C」

「内部短絡時の安全性レベルは、 60°C環境における異物による内部短絡時の電池温度上昇量が 36°Cである。」ということを示す。

電池 B「Internal short circuit 60°C異物短絡 4°C」

「内部短絡時の安全性レベルは、 60°C環境における異物による内部短絡時の電池温度上昇量が 4°Cである。」ということを示す。

[0109] 安全レベルの特定は、上記表現方法に限られるものではなぐ様々な形態が存在する。たとえば前記した試験の条件や結果を表した数字以外にも、あらかじめ決められた規格に従う記号や文字でも可能である。

産業上の利用可能性

[0110] 本発明の電池の内部短絡評価方法および電池内部短絡評価装置を用いることで

、内部短絡に対する安全性を精度良く評価することが可能である。したがって、安全面での信頼性の高い電池を安定的に供給できるようになる。保管過程、流通過程、消費者による使用過程などの全ての市場的な場面において、安全性の面で特に有利である。

Claims

請求の範囲

[1] 正極と、負極と、正負極を電気的に絶縁する絶縁層とを捲回または積層した電極群

、電解質、これらを内包し、外部端子を備えた外装体および電極群と外部端子とを電気的に接続する集電端子を含む電池の内部短絡時の安全性を評価する方法であつて、

(e)最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池に対して、正極の最外周部の集電端子露出部を切除し、その切除部に鋭利な突起を有する加圧子を差し込む内部短絡発生方法、

(f)鋭利な突起を有する加圧子を電池の底部に差し込む内部短絡発生方法、

(h)電池の外周部を絶縁層の融点以上に加熱し、電池の絶縁層を溶融させる内部短絡発生方法

よりなる群から選ばれる方法により電池に内部短絡を発生させ、該電池から得られる電池情報を検知する力、または目視により内部短絡の発生を検出することを特徴とする電池の内部短絡評価方法。

[2] 電池情報が電池の電圧であり、かつ電池の電圧低下を検知して、内部短絡の発生を検出する請求項 1に記載の電池の内部短絡評価方法。

[3] 電池情報が電池の温度であり、かつ電池の温度変化を検知して、内部短絡の発生を検出する請求項 1に記載の電池の内部短絡評価方法。

[4] 電池情報が電池から発生する音であり、かつ内部短絡に伴って電池から発生する音を検知して、内部短絡の発生を検出する請求項 1に記載の電池の内部短絡評価方法。

[5] 電池情報が電池から発生する光であり、かつ内部短絡に伴って電池から発生する光を検知して、内部短絡の発生を検出する請求項 1に記載の電池の内部短絡評価方法。

[6] (a)の内部短絡発生方法は、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を揷入し、異物を揷入した部分を加圧し、正負極間に介在する絶縁層を局所的に破壊することによって行われる請求項 1〜5のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[7] (a)の内部短絡発生方法は、組み立てられた電池を分解して外装体から取り出した電極群内部の正極と負極が対向する箇所に異物を揷入し、再度組み立てた後に、加圧することによって行われる請求項 1〜5のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[8] (a)の内部短絡発生方法は、組み立てられた電池を分解して外装体から取り出した電極群内部の正極と負極が対向する箇所に、絶縁シートおよび異物を重ねて揷入し、再度組み立てた後に絶縁シートを引き抜き、さらに加圧することによって行われる請求項 1〜5のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[9] 絶縁シートが耐熱性を有する請求項 8に記載の電池の内部短絡評価方法。

[10] 内部短絡の発生を検出して、加圧を停止する請求項 6〜9のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[11] 加圧の圧力をモニターし、圧力の低下を検出して加圧を停止する請求項 10に記載の電池の内部短絡評価方法。

[12] 加圧を一定速度で行う請求項 6〜； 11のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[13] 加圧の圧力が一定である請求項 6〜； 12のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[14] 加圧の圧力が 50kg/cm²以下である請求項 6〜； 13のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[15] 異物が導電性異物である請求項 6〜； 14のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[16] 異物が異方性を有する請求項 6〜； 14のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[17] 異物が略馬蹄形、円錐、角錐、円柱 (長さ/径≥1. 5)および直方体 (最長辺/他の二辺の長さ≥1. 5)よりなる群から選ばれる少なくとも 1つの形状を有する請求項 1 6に記載の電池の内部短絡評価方法。

[18] 電池作製時の電解液注入前に、異物を揷入する請求項 6に記載の電池の内部短絡評価方法。

[19] 電池がリチウム二次電池であり、異物が Ni、 Cu、ステンレス鋼または Feを含み、かつ正極と負極が対向する箇所の、負極と絶縁層との間に異物を揷入する請求項 18 に記載の電池の内部短絡評価方法。

[20] 電池がリチウム二次電池であり、異物が A1またはステンレス鋼を含み、かつ正極と負極が対向する箇所の、正極と絶縁層との間に異物を揷入する請求項 18に記載の電池の内部短絡評価方法。

[21] 電池がリチウム二次電池であり、 a + b≤d (式中、 aは正極の活物質層の厚みを示す。 bは絶縁層の厚みを示す。 dは電極面に対して垂直な方向の異物の長さを示す。

)を満たす異物を電極群内部の電極上に揷入する請求項 6〜20のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[22] 2b + c + e≥d (式中、 bは絶縁層の厚みを示す。 cは正極の厚みを示す。 dは電極面に対して垂直な方向の異物長さを示す。 eは負極板の厚みを示す。）を満たす異物を電極群内部の電極上に揷入する請求項 6〜20のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[23] (b)の内部短絡発生方法は、電池の電極群内部の正極と負極が対向する箇所に形状記憶合金またはバイメタルを揷入し、加熱または冷却して形状記憶合金またはバイメタルを変形させ、絶縁層を局所的に破壊することによって行われる請求項 1〜 5のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[24] (c)の内部短絡発生方法は、絶縁層のうち、正極と負極とが対向する箇所を一定面積切除し、前記切除部を加圧することによって行われる請求項;!〜 5のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[25] 絶縁層の切除は、電極群を組み立てる前に行われる請求項 24に記載の電池の内部短絡評価方法。

[26] 絶縁層の切除は、組み立てられた電池を分解して外装体から電極群を取り出し、電極群に含まれる絶縁層に対して行い、かつ絶縁層の切除後に再び電池が組み立てられる請求項 24に記載の電池の内部短絡評価方法。

[27] 絶縁層の切除部の少なくとも一方に絶縁シートを載置した状態で電極群を組み立て、得られた電極群から絶縁シートを引き抜いた後に、前記切除部を加圧する請求項 24〜26のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[28] (d)の内部短絡発生方法は、最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池がリチウム二次電池であり、超音波の印加下に、鋭利な突起を有する加圧子を集電端子露出部に達するまで電池に刺し込み、ついで超音波の非印加下に、前記加圧子を電池にさらに刺し込むことによって行われる請求項 1〜5のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[29] (e)の内部短絡発生方法は、最外周部に集電端子露出部を有する正極を含む電池がリチウム二次電池であり、かつ継続した短絡を起こすことなく正極の最外周部の集電端子露出部を切除し、その切除部に鋭利な突起を有する加圧子を刺し込むことによって行われる請求項 1〜5のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[30] 電池最外周部の集電端子露出部の切除が、超音波カッターを用いて行われる請求項 29に記載の電池の内部短絡評価方法。

[31] (f)の内部短絡発生方法は、電池が捲回型電極群を含む電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を電池の底部に差し込むことによって行われる請求項 1〜5のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[32] (f)の内部短絡発生方法は、電池が捲回型電極群を含む電池であり、かつ鋭利な突起を有する加圧子を、電池の底部のほぼ中心部から、電極群の捲回軸に対して斜めに差し込むことによって行われる請求項 1〜5のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[33] (h)の内部短絡発生方法は、電池の外周部を局所的に絶縁層の融点以上に加熱し、電池の絶縁層を局所的に溶融させることにより行われる請求項 1〜5のいずれか

1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[34] 加熱が、絶縁層の融点以上の温度を有する発熱体を電池に接近させて行われる請求項 33に記載の電池の内部短絡評価方法。

[35] 発熱体がはんだごてである請求項 34に記載の電池の内部短絡評価方法。

[36] 絶縁層の融点以上に加熱する電池の外周部は、外装体と集電端子との接続箇所である請求項 33〜35のいずれか 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[37] 組み立てられた電池の外装体から取り出された電極群を局所的に加熱する請求項

33〜36のいずれ力、 1つに記載の電池の内部短絡評価方法。

[38] 電池が最外周部に集電端子露出部を有する正極を含むリチウム二次電池であり、かつ組み立てられたリチウム二次電池の外装体から取り出され、さらに正極の集電端子露出部が切除された電極群を局所的に加熱する請求項 37に記載の電池の内部短絡評価方法。

[39] 請求項 1〜38のいずれ力、 1つの電池の内部短絡評価方法により安全性が特定された電池の製造方法。

[40] 請求項 1〜38のいずれ力、 1つの電池の内部短絡評価方法により安全性が特定された電池パックの製造方法。

[41] 請求項 39の電池の製造方法により製造された電池。

[42] 請求項 40の電池パックの製造方法により製造された電池パック。

[43] 電池の少なくとも一部分に圧力を加える加圧手段と、

加圧手段による加圧の圧力を調整する加圧制御手段と、

電池情報を測定する電池情報測定手段と、

短絡検知手段からの検知信号に応じて制御信号を発する制御回路と、制御回路からの制御信号を検知する制御器とを備える少なくとも 1つの制御手段とを含む電池内部短絡評価装置。

[44] 電池の少なくとも一部に超音波を印加する超音波発生手段と、超音波発生手段を制御する超音波制御手段とをさらに含む請求項 43に記載の電池内部短絡評価装置

[45] 請求項 43または 44の電池内部短絡評価装置により安全性が特定された電池の製造方法。

[46] 請求項 43または 44の電池内部短絡評価装置により安全性が特定された電池パックの製造方法。

[47] 請求項 45の電池の製造方法により製造された電池。

[48] 請求項 46の電池パックの製造方法により製造された電池パック。