WO2013047779A1 - 電池の検査方法 - Google Patents

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negative electrode
laminate
metal layer
positive electrode
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水田　政智
愛佳 木村
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オートモーティブエナジーサプライ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a battery inspection method.
  • a battery inspection method for detecting these short circuits and removing defective products is carried out before the battery is shipped, that is, in a state where the battery is completed.
  • the current is measured by applying a voltage between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in a state before the electrode laminate is inserted into the exterior body made of a laminate film and the electrolyte is injected. And detecting the presence or absence of a short circuit.
  • Patent Documents 3 and 4 the electrode laminate and the electrolytic solution are inserted into the exterior body made of a laminate film to seal the exterior body, and the battery is completed. It describes that the presence or absence of a short circuit is detected by measuring the insulation resistance between the positive terminal and the negative terminal.
  • an object of the present invention is to provide a battery inspection method capable of early detection of a state where an electrical short circuit has occurred and a state where an electrical short circuit may occur.
  • the present invention is characterized in that an electrode laminate in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated, a positive electrode terminal connected to the positive electrode, a negative electrode terminal connected to the negative electrode, and the metal layer and the metal layer are disposed inside
  • an inspection method of a battery including a resin layer, and having an electrode laminate and an exterior body that encloses and seals an electrolyte solution in a state where one end of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrudes to the outside, And withstanding the voltage between at least one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and the metal layer in a state where the electrolyte solution is not injected.
  • step (first step) at least one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in a state where the electrode laminate and the electrolyte are accommodated in the exterior body and the exterior body is sealed.
  • a second step of measuring insulation by applying a second voltage lower than the first voltage applied in the first step may be added between the metal layer and the metal layer.
  • this battery inspection method it is possible to detect in advance and remove products that are likely to have insulation failure due to withstand voltage determination or that are likely to cause insulation failure in the future, and waste the manufacturing process.
  • the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • the second step when the second step is added, it is possible to detect in advance products that are highly likely to cause insulation failure before injection of the electrolyte, and the possibility of fluctuation due to the movement of conductive foreign substances during the manufacturing process. It is possible to safely measure certain insulation properties.
  • Another feature of the present invention is an electrode laminate in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are stacked, a positive electrode terminal connected to the positive electrode, a negative electrode terminal connected to the negative electrode, and a metal layer and an inner side of the metal layer
  • a second withstand voltage determination step of performing a withstand voltage determination by applying a second voltage higher than the first voltage between the negative electrode terminal and the metal layer is included.
  • this battery inspection method it is possible to detect in advance and remove products that are likely to have insulation failure due to withstand voltage determination or that are likely to cause insulation failure in the future, and waste the manufacturing process.
  • the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • sufficient inspection can be performed without overdetection.
  • (A) is a schematic plan view showing an inspection method for a battery of the present invention, and (b) is a sectional view taken along the line XX. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the battery containing the inspection method of a battery as the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the battery containing the test
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 1A.
  • the battery A is composed of a pair of laminated films in which an electrode laminate 3 in which a plurality of electrodes 1 and a plurality of separators 2 are alternately laminated is bonded to each other. It is the structure enclosed in the package (exterior body).
  • package not only the state in which the entire circumference of the laminate film is bonded and completely sealed, but also the part of the peripheral edge of the laminate film left unbonded in the manufacturing process, It is called “package”.
  • the positive electrode 1A is obtained by applying a positive electrode active material on a positive electrode current collector foil made of aluminum or the like, and uses lithium manganese oxide or lithium nickel oxide as the positive electrode active material. can do.
  • the negative electrode 1B is obtained by applying a negative electrode active material on a negative electrode current collector foil made of copper or the like, and a carbon-based material such as graphite or amorphous carbon can be used as the negative electrode active material.
  • the positive electrode 1 ⁇ / b> A and the negative electrode 1 ⁇ / b> B are stacked so as to overlap each other with the separator 2 interposed therebetween to form an electrode laminate 3, and the electrode laminate 3 is surrounded by a pair of laminate films 4.
  • a positive electrode terminal 5A which is one electrode terminal, is electrically bonded to the positive electrode current collector foil of the positive electrode 1A, and a negative electrode terminal 5B, which is the other electrode terminal, is electrically bonded to the negative electrode current collector foil of the negative electrode 1B. Yes.
  • a pair of laminate film 4 is a periphery.
  • the parts are overlapped and joined together by heat fusion or the like.
  • the package which accommodates the electrode laminated body 3 is comprised by the pair of laminate films 4 by which the peripheral parts were mutually joined.
  • the laminate film 4 covers one surface of a metal layer (for example, an aluminum layer) 4a (the surface located on the inner side in a finished package) with an insulating resin layer (inner layer) that can be thermally fused,
  • a resin layer (outer layer) serving as a protective layer.
  • a variety of materials can be used as the separator, but polypropylene is generally used. Further, as the electrolytic solution, polycarbonate, ethylene carbonate, dimethyl ether, diethyl ether, or the like can be used.
  • This inspection apparatus includes two probes 6A and 6B and a measurement apparatus 7 connected to the probes 6A and 6B and capable of measuring and determining electrical characteristics.
  • the withstand voltage determination is performed in the middle of the manufacturing process of the battery A, that is, at a stage before the injection of the electrolytic solution.
  • the electrode laminate 3 is formed, and the electrode terminals 5A and 5B are electrically connected (step S1). Both surfaces of the electrode laminate 3 are covered with a pair of laminate films 4, and the peripheral portions of the three sides of the laminate film are bonded to each other by a method such as heat fusion (step S2). At that time, a part of the electrode terminals 5A and 5B is heat-sealed in a state of protruding to the outside of the laminate film. One side of the laminate film is left unbonded for later use as an electrolyte inlet.
  • the probe 6A of the inspection apparatus is brought into contact with the electrode terminal (in this embodiment, the negative terminal 5B connected to the negative electrode 1B), and the probe 6B is brought into contact with the metal layer 4a of the pair of laminate films 4.
  • the protective layer which is the outer layer of the laminate film 4 may be peeled off and the probe 6B may be brought into direct contact with the metal layer 4a, or the outer layer of the laminate film 4 using the needle-like probe 6B.
  • the protective layer may be penetrated to contact the metal layer 4a.
  • the probe 6 ⁇ / b> B penetrates the joint portion between the peripheral portions (positions where the electrode laminate 3 does not exist) of the pair of laminate films 4.
  • the needle-like probe 6B is in contact with the metal layer 4a of the upper laminate film 4 and the metal layer 4a of the lower laminate film 4.
  • the withstand voltage is determined between the negative electrode terminal 5B and the metal layer 4a of the laminate film 4 (step S3).
  • a predetermined voltage for example, a first voltage of about 600 V to 1000 V
  • a first voltage for example, a first voltage of about 600 V to 1000 V
  • step S4 an electrolytic solution is injected between the laminate films 4 from one side that is not joined at the peripheral edge of the pair of laminate films 4 (step S4). Then, one side of the peripheral edge of the laminate film 4 that is not joined is joined and sealed by a method such as thermal fusion (step S5). Thus, the battery A in which the electrode laminate 3 is sealed with the pair of laminate films 4 is completed. Then, the battery A is charged.
  • the step of injecting the electrolytic solution and the subsequent steps are not performed for those products, so that the waste of the manufacturing process can be reduced, and the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • steps S1 to S6 of the present embodiment shown in FIG. 3 are the same as steps S1 to S6 of the first embodiment shown in FIG.
  • the probe 6A of the inspection device is again connected to the electrode terminal (the negative electrode terminal 5B connected to the negative electrode 1B) in the same manner as in FIGS.
  • the probe 6B is brought into contact with the metal layers 4a of the both laminate films 4, respectively.
  • the insulating property of the negative electrode terminal 5B and the metal layer 4a of the laminate film 4 is measured (step S7).
  • the insulation measurement for example, the insulation resistance is measured when a predetermined voltage (a second voltage lower than the first voltage, for example, about 100 V) is applied to the probes 6A and 6B. In that case, when the insulation resistance is smaller than a predetermined reference value, the battery A is removed as a defective product (step S6).
  • a predetermined voltage for example, a second voltage of about 100 V
  • a withstand voltage determination may be performed to check whether or not. In that case, the battery A in which dielectric breakdown has occurred is removed as a defective product (step S6).
  • step S3 at the time of measuring the insulation in step S3 before the electrolyte injection, a higher voltage is applied to the probes 6A and 6B than in the measurement of the insulation in step S7 after the injection of the electrolyte.
  • step S3 is performed in the absence of the electrolyte solution, so that it is not necessary to consider the influence of the high voltage on the electrolyte solution or the electrode containing the electrolyte solution, and a high voltage can be applied.
  • the applied voltage in step S7 is a battery in a completed state, and since such a high voltage cannot be applied, it is set to about 100V.
  • an electrical short circuit has already occurred between the negative electrode terminal 5B and the metal layer 4a of the laminate film 4 by applying a high voltage during the measurement of insulation in step S3 before the electrolyte injection. It is possible to detect not only those that are likely to occur, but also those that are likely to cause a short circuit in the future. For example, in a state in which a conductive foreign matter has pierced the resin layer of the laminate film 4 but is not short-circuited due to its angle or the like, and then a portion where a short-circuit may occur due to a change in the angle of the foreign matter or the like. By applying a high voltage, dielectric breakdown can be positively generated and removed as a defective product.
  • the insulation performance is measured in step S7 for the battery A after the electrolyte is injected, and the final performance check is also performed.
  • step S6 for removing defective products is provided as a result of step S7.
  • the present invention is not limited to this.
  • the electrode terminal 5B of the completed battery A is used as step S8. Insulating property (for example, insulation resistance) between the metal layer 4a of the laminate film 4 may be obtained as the performance of the battery A.
  • the insulation between the negative electrode terminal 5B connected to the negative electrode 1B and the metal layer 4a of the laminate film 4 is measured, but in addition to this, the connection to the positive electrode 1A is performed. Measurement of insulation between the positive electrode terminal 5A and the metal layer 4a of the laminate film 4 and measurement of insulation between the negative electrode terminal 5A connected to the negative electrode 1B and the positive electrode terminal 5A connected to the positive electrode 1A are also performed. It may be. According to this, it is possible to realize inspection with higher accuracy and reliability.
  • FIG. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals are given to the portions common to the description of FIG. To do.
  • an inspection apparatus schematically shown in FIG. 5 is used.
  • This inspection apparatus includes three probes 6A, 6B, and 6C, and a measurement apparatus 7 that is connected to the probes 6A, 6B, and 6C and can measure and determine electrical characteristics.
  • two withstand voltage determinations are performed in the procedure of the flowchart shown in FIG. 6 in the middle of the manufacturing process of the battery A, that is, before the electrolyte is injected.
  • the electrode laminate 3 is formed, and the electrode terminals 5A and 5B are electrically connected (step S1). Both surfaces of the electrode laminate 3 are covered with a pair of laminate films 4, and the peripheral portions of the three sides of the laminate film are bonded to each other by a method such as heat fusion (step S2). At that time, a part of the electrode terminals 5A and 5B is heat-sealed in a state of protruding to the outside of the laminate film. One side of the laminate film is left unbonded for later use as an electrolyte inlet.
  • the probe 6A of the inspection device is brought into contact with one electrode terminal (in this embodiment, the negative electrode terminal 5B connected to the negative electrode 1B), and the probe 6B is brought into contact with the metal layer 4a of the pair of laminate films 4
  • the probe 6C is brought into contact with the other electrode terminal (in this embodiment, the positive electrode terminal 5A connected to the positive electrode 1A).
  • the protective layer which is the outer layer 4c of the laminate film 4
  • the protective layer which is the outer layer 4c of the laminate film 4 may be penetrated and contacted with the metal layer 4a.
  • the probe 6 ⁇ / b> B penetrates the joint portion between the peripheral portions (positions where the electrode laminate 3 does not exist) of the pair of laminate films 4. That is, the needle-like probe 6B is in contact with the metal layer 4a of the upper laminate film 4 and the metal layer 4a of the lower laminate film 4. In this state, the following two withstand voltage determination steps are performed.
  • withstand voltage determination between the positive terminal 5A and the negative terminal 5B is performed. Specifically, a predetermined voltage (a first voltage lower than the withstand voltage of the separator, for example, 500 V) is applied between the probe 6A and the probe 6C to determine whether or not dielectric breakdown occurs. Check. If dielectric breakdown occurs, the operation is stopped and removed as a defective product (step S7). If dielectric breakdown does not occur even when the first voltage is applied between the probe 6A and the probe 6C, it is determined that the insulation between the positive electrode 5A and the negative electrode terminal 5B is good, and the manufacturing process To continue.
  • a predetermined voltage a first voltage lower than the withstand voltage of the separator, for example, 500 V
  • the withstand voltage determination between the negative electrode terminal 5B and the metal layer 4a of the laminate film 4 is performed. Specifically, a predetermined voltage (a second voltage higher than the first voltage, for example, 1000 V) is applied between the probe 6A and the probe 6B to determine whether or not dielectric breakdown occurs. Check. If dielectric breakdown occurs, the operation is stopped and removed as a defective product (step S7).
  • a predetermined voltage a second voltage higher than the first voltage, for example, 1000 V
  • step S5 an electrolytic solution is injected between the laminate films 4 from one side that is not joined at the peripheral edge of the pair of laminate films 4 (step S5). Then, one side of the peripheral edge of the laminate film 4 which is not joined is joined and sealed by a method such as heat fusion (step S6). Thus, the battery A in which the electrode laminate 3 is sealed with the pair of laminate films 4 is completed. Then, the battery A is charged.
  • One withstand voltage determination step S3, S4 is performed to detect and remove a product that has had an insulation failure or that has a high possibility of an insulation failure in the future. Therefore, for those products, the step S5 for injecting the electrolyte and the subsequent step S6 are not performed, so that the waste of the manufacturing process can be reduced, and the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • step S3 for determining the withstand voltage between the positive electrode terminal 5A and the negative electrode terminal 5B and the step S4 for determining the withstand voltage between the negative electrode terminal 5B and the metal layer 4a of the laminate film 4 may be interchanged. If possible, step S3 and step S4 may be performed simultaneously.
  • step S3 the withstand voltage determination between the positive electrode terminal 5A and the negative electrode terminal 5B (step S3), the metal layer 4a of the laminate film 4 and By performing the withstand voltage determination with respect to the negative electrode terminal 5B (step S4), it is possible to detect an electric short circuit.
  • step S3 is performed by applying a high voltage in the same manner as step S4, over-detection will occur, and there is no defect that may lead to a short circuit due to the porous nature of the separator. It will be removed as a good product. Therefore, the defect rate increases and the manufacturing cost increases.
  • step S4 is performed by applying a low voltage in the same manner as in step S3, there is a possibility that a product (product with a potential defect) that may cause an insulation failure in the future is determined as a non-defective product. .
  • the applicant of the present application has noticed a problem that when step S3 and step S4 are performed under the same voltage condition, the inspection cannot be performed with good accuracy.
  • step S4 is performed by applying a second voltage higher than the applied voltage (first voltage) in step S3.
  • step S3 by applying a voltage capable of detecting a potential failure, it is possible to remove those that may become defective in the future as defective products.
  • step S4 a higher voltage is applied.
  • the possibility of a short circuit in the inner layer 4b can be reliably detected.
  • the electrode laminate 3 in which a plurality of positive electrodes 1A and negative electrodes 1B and a plurality of separators 2 are alternately stacked has been taken as an example, but the positive electrode 1A, the separator 2, and the negative electrode 1B are layered one by one. It is also possible to use a wound electrode laminate 3 that is laminated and wound.
  • the package is not limited to a type in which a pair of laminate films 4 are stacked and the peripheral portions are joined, and a type in which the peripheral portions are joined in a state in which one laminate film 4 is folded.
  • the package is not limited to a bag-shaped package made of the laminate film 4 but may be a can-shaped package configured by a can case and a cap portion.
  • the can case may be comprised from the metal layer in which the resin layer was formed inside.
  • it is preferable that one of positive electrode terminal 5A and negative electrode terminal 5B is connected to a can case, and the other protrudes from a cap part.
  • the present invention is not limited to the individual configurations exemplified above, and can be combined with a range that does not depart from the spirit of the invention.

Abstract

　正極（１Ａ）、セパレータ（２）、及び負極（１Ｂ）が積層された電極積層体（３）と、正極（１Ａ）に接続された正極端子（５Ａ）と、負極（１Ｂ）に接続された負極端子（５Ｂ）と、金属層（４ａ）及び金属層（４ａ）の内側に配置された樹脂層を含み、正極端子（５Ａ）及び負極端子（５Ｂ）の一端を外部に突出させた状態で電極積層体（３）及び電解液を内部に収納し密封する外装体としてのラミネートフィルム（４）とを有する電池（Ａ）の検査方法である。ラミネートフィルム（４）内に電極積層体（３）を収容し、かつ電解液を注入していない状態で、正極端子（５Ａ）及び負極端子（５Ｂ）の少なくとも１つと金属層（４ａ）との間の耐電圧判定を行うステップを含んでいる。これにより、電気的短絡の不具合を効果的に検知することができる。

Description

電池の検査方法
　本発明は、電池の検査方法に関する。
　複数の電極と電極同士の間に挟まれるセパレータとからなる電極積層体を一対のラミネートフィルムで封止した構成の電池が存在する。
　このような電池において、正極と負極との短絡、またはラミネートフィルム内の金属層（アルミニウム層など）と電極との短絡が生じると、電池として十分な機能を果たせないおそれがある。そこで、電池の出荷前、すなわち電池が完成した状態で、これらの短絡を検知して不良品を取り除くための電池検査方法が実施されている。
　例えば特許文献１，２には、ラミネートフィルムからなる外装体の内部に電極積層体を挿入し電解液を注入する前の状態で、正極端子と負極端子の間に電圧を印加して電流を測定し、短絡の有無を検知することが記載されている。
　同様に、特許文献３，４には、ラミネートフィルムからなる外装体の内部に電極積層体および電解液を挿入して外装体を封止し電池が完成した状態で、ラミネートフィルム内の金属層と正極端子または負極端子との間の絶縁抵抗を測定して短絡の有無を検知することが記載されている。
　特許文献１，２に記載されているように、出荷前に短絡の検知を行う場合には、それ以前の段階で電池の製造工程が既に完了している。従って、最終的に不良品として除外されるものであっても電池として完成するまでの全工程が行われるため、結果的に不要であった作業が行われており、製造コストの上昇をもたらす。しかも、電解液の注入後の絶縁抵抗測定では、短絡に至った状態は判別できたとしても、短絡に至る可能性のある状態は判別することができない。
　また、特許文献３，４に記載されているように、電解液の注入後に絶縁抵抗を測定する場合には、電解液が一種の導電経路として機能することに伴って絶縁性が低下している場合にも、短絡が生じたと判断される。その結果、不良品ではない（構造上の不具合がない）電池であっても不良と判断されて取り除かれてしまう可能性がある。また、絶縁抵抗の測定では、短絡に至った状態は判別できたとしても、短絡に至る可能性（潜在短絡）のある状態は判別することができない。すなわち、絶縁抵抗が正常な値を示していても、将来、短絡が生じる可能性が高い状態を検知することはできない。
特開２００２－３２４５７２号公報 特開２００５－２５１６８５号公報 特開２０１０－３２３４６号公報 特開２００１－２３６９８５号公報
　そこで、本発明の目的は、電気的短絡が生じている状態および電気的短絡の生じる可能性のある状態を早期に検知することができる電池の検査方法を提供することにある。
　本発明の特徴は、正極、セパレータ、及び負極が積層された電極積層体と、正極に接続された正極端子と、負極に接続された負極端子と、金属層及び金属層の内側に配置された樹脂層を含み、正極端子及び負極端子の一端を外部に突出させた状態で電極積層体及び電解液を内部に収納し密封する外装体とを有する電池の検査方法において、外装体内に電極積層体を収容し、かつ電解液を注入していない状態で、正極端子及び負極端子の少なくとも一つと金属層との間の耐電圧判定を行うステップを含んでいるところにある。
　この電池の検査方法において、前記したステップ（第１のステップ）に加えて、外装体内に電極積層体と電解液とを収容し外装体を密封した状態で、正極端子及び負極端子の少なくとも一つと金属層との間に、第１のステップにおいて印加した第１の電圧より低い第２の電圧を印加して絶縁性を測定する第２のステップを追加してもよい。
　この電池の検査方法によれば、耐電圧判定により絶縁不良が発生しているか、または将来に絶縁不良が発生する可能性が高い製品を、事前に検知して取り除くことができ、製造工程の無駄を減らすことができ、生産効率の向上と製造コストの低減が図れる。
　また、第２のステップを追加すると、電解液の注入前に、絶縁不良が発生する可能性が高い製品を事前に検知できると共に、製造工程の途中で導電性異物の移動によって変動する可能性のある絶縁性について安全に測定を行うことができる。
　本発明の別の特徴は、正極、セパレータ、及び負極が積層された電極積層体と、正極に接続された正極端子と、負極に接続された負極端子と、金属層及び金属層の内側に配置された樹脂層を含み、正極端子及び負極端子の一端を外部に突出させた状態で電極積層体及び電解液を内部に収納し密封する外装体とを有する電池の検査方法において、外装体内に電極積層体を収容し、かつ電解液を注入していない状態で、正極端子と負極端子との間に第１の電圧を印加して耐電圧判定を行う第１の耐電圧判定ステップと、正極端子または負極端子と金属層との間に第１の電圧よりも高い第２の電圧を印加して耐電圧判定を行う第２の耐電圧判定ステップとを含んでいることにある。
　この電池の検査方法によれば、耐電圧判定により絶縁不良が発生しているか、または将来に絶縁不良が発生する可能性が高い製品を、事前に検知して取り除くことができ、製造工程の無駄を減らすことができ、生産効率の向上と製造コストの低減が図れる。しかも過検出することなく、十分な検査ができる。
（ａ）は本発明の電池の検査方法を示す概略平面図、（ｂ）はそのＸ－Ｘ線断面図である。 本発明の第１の実施形態として電池の検査方法を含む電池の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態として電池の検査方法を含む電池の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態として電池の検査方法を含む電池の製造方法の変形例を示すフローチャートである。 （ａ）は本発明の別の電池の検査方法を示す概略平面図、（ｂ）はそのＸ－Ｘ線断面図である。 本発明の第３の実施形態として電池の検査方法を含む電池の製造方法を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。
　まず、本発明の検査方法の対象である電池の構造について説明する。ここではリチウムイオン電池の例で説明する。図１の（ａ）は平面図、図１の（ｂ）は図１の（ａ）のＸ－Ｘ線断面図である。図１の（ａ），（ｂ）に示すように、電池Ａは、複数の電極１と複数のセパレータ２が交互に積層された電極積層体３が、互いに接合された一対のラミネートフィルムからなるパッケージ（外装体）内に封入された構成である。なお、ここでは、ラミネートフィルムの全周が接合されて完全に封止された状態のものだけでなく、製造過程においてラミネートフィルムの周縁部の一部が非接合のまま残されているものも、「パッケージ」と称している。
　図示しないが、具体的には、正極１Ａは、アルミニウム等からなる正極集電箔上に正極活物質が塗布されたものであり、正電極活物質としてリチウムマンガン酸化物やリチウムニッケル酸化物を使用することができる。負極１Ｂは、銅等からなる負極集電箔上に負極活物質が塗布されたものであり、負極活物質として黒鉛や非晶質炭素などの炭素系の材料を使用することができる。正極１Ａと負極１Ｂとがセパレータ２を間に挟んで重なり合うように積み重ねられて、電極積層体３が構成され、この電極積層体３が一対のラミネートフィルム４に包囲されている。正極１Ａの正極集電箔には一方の電極端子である正極端子５Ａが電気的に接合され、負極１Ｂの負極集電箔には他方の電極端子である負極端子５Ｂが電気的に接合されている。
　そして、図１の（ａ），（ｂ）に示すように、正極端子５Ａと負極端子５Ｂのそれぞれの一部がラミネートフィルム４の外部に突出するようにしつつ、一対のラミネートフィルム４は、周縁部同士が重ね合わされ熱融着等によって互いに接合されている。このように周縁部同士が互いに接合された一対のラミネートフィルム４によって、電極積層体３を収容するパッケージが構成されている。
　ラミネートフィルム４は、金属層（例えばアルミニウム層）４ａの一方の面（完成状態のパッケージにおいて内側に位置する面）を、熱融着可能な絶縁性の樹脂層（内層）で被覆し、他方の面（完成状態のパッケージにおいて外側に位置する面）を、保護層となる樹脂層（外層）で被覆した構成である。
　セパレータとしては種々の材料を使用できるが、ポリプロピレンなどが一般的である。また、電解液としては、ポリカーボーネート、エチレンカーボネート、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等を使用できる。
　次に電池Ａの製造および検査の方法について、その手順を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。この電池Ａの検査方法には、図１に概略的に示す検査装置を用いる。この検査装置は、２つのプローブ６Ａ，６Ｂと、各プローブ６Ａ，６Ｂに接続されて電気特性の測定や判定が可能な測定装置７と、を有する。本実施形態では、電池Ａの製造工程の途中、すなわち、電解液の注入前の段階で、耐電圧判定を行う。
　具体的には、まず、電極積層体３を形成し電極端子５Ａ，５Ｂを電気的に接続する（ステップＳ１）。この電極積層体３の両面を一対のラミネートフィルム４によって覆い、ラミネートフィルムの３辺の周縁部同士を熱融着などの方法で互いに接合させる（ステップＳ２）。その際、電極端子５Ａ，５Ｂの一部をラミネートフィルムの外側に突出した状態で熱融着させる。ラミネートフィルムの一辺は、後で電解液の注入口として用いるために非接合のままにしておく。
　その状態で、検査装置のプローブ６Ａを、電極端子（本実施形態では負極１Ｂに接続された負極端子５Ｂ）に当接させ、プローブ６Ｂを一対のラミネートフィルム４の金属層４ａに当接させる。当接の方法としては、ラミネートフィルム４の外層である保護層を剥離させてプローブ６Ｂを金属層４ａに直接接触させても良いし、針状のプローブ６Ｂを使用しラミネートフィルム４の外層である保護層を貫通させて金属層４ａに接触させても良い。ここでは、プローブ６Ｂは、図１の（ｂ）に示すように、一対のラミネートフィルム４の周縁部（電極積層体３が存在しない位置）同士の接合部分を貫通している。すなわち、針状のプローブ６Ｂは、上側のラミネートフィルム４の金属層４ａにも、下側のラミネートフィルム４の金属層４ａにも接している。この状態で、負電極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａの間の耐電圧判定を行う（ステップＳ３）。
　具体的には、プローブ６Ａとプローブ６Ｂとの間に、予め決められた所定の電圧（例えば６００Ｖ～１０００Ｖ程度の第１の電圧）を印加して、絶縁破壊が生じるか否かを確認する。絶縁破壊が生じた場合には、作業を中止して不良品として取り除く（ステップＳ６）。
　プローブ６Ａとプローブ６Ｂとの間に所定の電圧を印加しても絶縁破壊が生じなかった場合には、負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａとの絶縁が良好であると判断し、製造工程を続行する。具体的には、一対のラミネートフィルム４の周縁部の、非接合である一辺から両ラミネートフィルム４間に電解液を注入する（ステップＳ４）。そして、このラミネートフィルム４の周縁部の、非接合である一辺を、熱融着などの方法によって互いに接合させて封止する（ステップＳ５）。こうして、電極積層体３が一対のラミネートフィルム４によって封止された電池Ａが完成する。それから、この電池Ａに対して充電を行う。
　本実施の形態では、電池Ａの製造工程の途中であって電解液を注入する前の時点、すなわち、パッケージ内に電極積層体３を収容し、かつ電解液を注入していない状態で、耐電圧判定を行って、絶縁不良が発生していたか、または将来に絶縁不良が発生する可能性が高かった製品を検知して取り除く。従って、それらの製品に関しては電解液を注入するステップとその後の工程は行わないため、製造工程の無駄を減らすことができ、生産効率の向上と製造コストの低減が図れる。
　次に、本発明の第２の実施の形態の電池の検査方法について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。電池の構成については図１と同様であるので説明を省略する。本実施形態では、電池Ａの製造工程の途中、すなわち、電解液の注入前の段階で耐電圧判定を行うとともに、完成状態の電池Ａにおける絶縁性の測定を行う。第１の実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。具体的には、図３に示す本実施形態のステップＳ１～Ｓ６は、図２に示す第１の実施形態のステップＳ１～Ｓ６と同一である。
　本実施の形態では、完成状態の電池Ａに対して、図１の（ａ），（ｂ）と同様に、再び検査装置のプローブ６Ａを電極端子（負電極１Ｂに接続された負極端子５Ｂ）に、プローブ６Ｂを両ラミネートフィルム４の金属層４ａにそれぞれ当接させる。そして、負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａの絶縁性の測定を行う（ステップＳ７）。絶縁性の測定の一例として、例えば、プローブ６Ａ，６Ｂに予め決められた電圧（第１の電圧より低い、例えば１００Ｖ程度の第２の電圧）を印加した時の絶縁抵抗の測定を行う。その場合、絶縁抵抗が予め決められた基準値よりも小さい時には、電池Ａを不良品として取り除く（ステップＳ６）。
　ステップＳ７における絶縁性の測定の他の例として、電解液注入前のステップＳ３と同様に、プローブ６Ａ，６Ｂに所定の電圧（例えば１００Ｖ程度の第２の電圧）を印加して絶縁破壊が生じるか否かを確認する耐電圧判定を行ってもよい。その場合、絶縁破壊が生じた電池Ａは不良品として取り除く（ステップＳ６）。
　本実施の形態では、電解液注入前のステップＳ３における絶縁性の測定時には、プローブ６Ａ，６Ｂに、電解液注入後のステップＳ７における絶縁性の測定時よりも高い電圧を印加する。これは、ステップＳ３は電解液が存在しない状態で行われるため、高い電圧による電解液や電解液を含んだ電極への影響を考慮する必要がなく高い電圧を印加できるからである。ステップＳ７における印加電圧は、完成状態の電池であり、このような高い電圧を印加することはできないため１００Ｖ程度とする。
　第１の実施の形態において、電解液注入前のステップＳ３における絶縁性の測定時に高い電圧を印加することによって、既に負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａとの間に電気的短絡が発生しているもののみならず、将来に短絡が発生する可能性が高いものを検知することもできる。例えば、ラミネートフィルム４の樹脂層に導電性の異物が刺さった状態であるがその角度などにより短絡にはいたっておらず、その後、異物の角度が変わることなどにより短絡が生じる可能性がある部分に、高い電圧を印加することによって積極的に絶縁破壊を生じさせて、不良品として取り除くことを行うことができる。このように、本実施の形態では、将来、電気的短絡が発生するおそれが大きいものを予め取り除いてしまい、短絡が発生するおそれが小さい電池を完成させることにより、電池製造の信頼性を高めることができる。また、無駄な製造工程を行わずに済み、製造コストを低く抑えることができる。
　さらに、第２の実施の形態では、電解液が注入された後の電池Ａに対して、ステップＳ７において絶縁性の測定を行って、最終的な性能確認も行っている。それにより、電解液注入などの製造工程の途中で導電性の異物が移動し短絡が発生した場合に、短絡を検知して不良品を取り除くことができる。
　なお、図３では、ステップＳ７の結果として、不良品を取り除くステップＳ６を設けているが、これに限るものではなく、図４に示すように、ステップＳ８として、完成した電池Ａの電極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａとの間の絶縁性（例えば絶縁抵抗）を、その電池Ａの性能として求めるようにしてもよい。
　以上説明した第１および第２の実施の形態では、負極１Ｂに接続された負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａの絶縁性の測定を行っているが、それに加えて、正極１Ａに接続された正極端子５Ａとラミネートフィルム４の金属層４ａの絶縁性の測定や、負極１Ｂに接続された負極端子５Ａと正極１Ａに接続された正極端子５Ａとの間の絶縁性の測定も行うようにしてもよい。それによると、より高精度かつ高信頼性の検査を実現できる。
　図５，６は本発明の第３の実施の形態を示し、特に図５の記載において先の図１の記載と共通する部分には同一符号を付して、重複する説明は省略するものとする。
　この第３の実施の形態での電池Ａの検査方法には、図５に概略的に示す検査装置を用いる。この検査装置は、３つのプローブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃと、各プローブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃに接続されて電気特性の測定や判定が可能な測定装置７と、を有する。本実施形態では、電池Ａの製造工程の途中、すなわち、電解液の注入前の段階で、図６に示すフローチャートの手順で二つの耐電圧判定を行う。
　具体的には、まず、電極積層体３を形成し電極端子５Ａ，５Ｂを電気的に接続する（ステップＳ１）。この電極積層体３の両面を一対のラミネートフィルム４によって覆い、ラミネートフィルムの３辺の周縁部同士を熱融着などの方法で互いに接合させる（ステップＳ２）。その際、電極端子５Ａ，５Ｂの一部をラミネートフィルムの外側に突出した状態で熱融着させる。ラミネートフィルムの一辺は、後で電解液の注入口として用いるために非接合のままにしておく。
　その状態で、検査装置のプローブ６Ａを一方の電極端子（本実施の形態では負極１Ｂに接続された負極端子５Ｂ）に当接させ、プローブ６Ｂを一対のラミネートフィルム４の金属層４ａに当接させ、プローブ６Ｃを他方の電極端子（本実施の形態では正極１Ａに接続された正極端子５Ａ）に当接させる。プローブ６Ｂを金属層４ａに当接させる方法としては、ラミネートフィルム４の外層４ｃである保護層を剥離してプローブ６Ｂを金属層４ａに直接接触させてもよいし、針状のプローブ６Ｂを使用しラミネートフィルム４の外層４ｃである保護層を貫通させて金属層４ａに接触させてもよい。ここでは、プローブ６Ｂは、図５の（ｂ）に示すように、一対のラミネートフィルム４の周縁部（電極積層体３が存在しない位置）同士の接合部分を貫通している。すなわち、針状のプローブ６Ｂは、上側のラミネートフィルム４の金属層４ａにも、下側のラミネートフィルム４の金属層４ａにも接している。この状態で、以下の二つの耐電圧判定ステップを行う。
　第１の耐電圧判定ステップ（ステップＳ３）では、正極端子５Ａと負極端子５Ｂの間の耐電圧判定を行う。具体的には、プローブ６Ａとプローブ６Ｃとの間に、予め決められた所定の電圧（セパレータの耐電圧より低い第１の電圧、例えば５００Ｖ）を印加して、絶縁破壊が生じるか否かを確認する。絶縁破壊が生じた場合には、作業を中止して不良品として取り除く（ステップＳ７）。プローブ６Ａとプローブ６Ｃとの間に第１の電圧を印加しても絶縁破壊が生じなかった場合には、正極電子５Ａと負極端子５Ｂとの間の絶縁が良好であると判断し、製造工程を続行する。
　第２の耐電圧判定ステップ（ステップＳ４）では、負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａの間の耐電圧判定を行う。具体的には、プローブ６Ａとプローブ６Ｂとの間に、予め決められた所定の電圧（第１の電圧より高い第２の電圧、例えば１０００Ｖ）を印加して、絶縁破壊が生じるか否かを確認する。絶縁破壊が生じた場合には、作業を中止して不良品として取り除く（ステップＳ７）。
　プローブ６Ａとプローブ６Ｂとの間に第２の電圧を印加しても絶縁破壊が生じなかった場合には、負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａとの絶縁が良好であると判断し、製造工程を続行する。具体的には、一対のラミネートフィルム４の周縁部の、非接合である一辺から両ラミネートフィルム４間に電解液を注入する（ステップＳ５）。そして、このラミネートフィルム４の周縁部の、非接合である一辺を、熱融着などの方法によって互いに接合させて封止する（ステップＳ６）。こうして、電極積層体３が一対のラミネートフィルム４によって封止された電池Ａが完成する。それから、この電池Ａに対して充電を行う。
　本実施の形態では、電池Ａの製造工程の途中であって電解液を注入する前の時点、すなわち、パッケージ内に電極積層体３を収容し、かつ電解液を注入していない状態で、二つの耐電圧判定ステップＳ３，Ｓ４を行って、絶縁不良が発生していたか、または将来に絶縁不良が発生する可能性が高かった製品を検知して取り除く。従って、それらの製品に関しては電解液を注入するステップＳ５とその後のステップＳ６は行わないため、製造工程の無駄を減らすことができ、生産効率の向上と製造コストの低減が図れる。
　なお、正極端子５Ａと負極端子５Ｂの間の耐電圧判定を行うステップＳ３と、負極端子５Ｂとラミネートフィルム４の金属層４ａの間の耐電圧判定を行うステップＳ４を行う順番を入れ替えてもよく、可能であればステップＳ３とステップＳ４を同時に行ってもよい。
　本発明では、電池Ａの製造工程の途中であって電解液を注入する前に、正極端子５Ａと負極端子５Ｂとの間の耐電圧判定（ステップＳ３）と、ラミネートフィルム４の金属層４ａと負極端子５Ｂとの間の耐電圧判定（ステップＳ４）とを行うことにより、電気的短絡の可能性があるものを検出することができる。ただし、ステップＳ３を、ステップＳ４と同様に高い電圧を印加して行うと、過検出となってしまい、セパレータの多孔質のため、短絡に至る可能性のある欠陥がないにも関わらず、不良品として取り除いてしまう。従って、不良率が高くなって製造コストの上昇につながる。
一方、前述した熱融着可能な絶縁性の樹脂層（内層４ｂ）は、熱融着された後でも漏液がない等の高い信頼性が要求されるため、空隙がない又は極めて少ないものが使用される。よって、ステップＳ４を、ステップＳ３と同様に低い電圧を印加して行うと、将来に絶縁不良が発生する可能性がある製品（潜在的不具合のある製品）を良品と判定してしまうおそれがある。本出願人は、このようにステップＳ３とステップＳ４とを同じ電圧条件で行うと、良好な精度で検査を行うことができないという問題に気づいた。
　そこで、前記したように、ステップＳ４を、ステップＳ３における印加電圧（第１の電圧）よりも高い第２の電圧を印加して行うようにした。これにより、ステップＳ３においては、潜在的不具合を検出できる電圧を印加することで、将来不良になる可能性があるものを不良品として取り除くことができ、ステップＳ４においては、より高い電圧を印加することで内層４ｂでの短絡の可能性を確実に検出することができる。
　なお、将来に短絡が発生する可能性が高い状態としては、例えば、ラミネートフィルム４の樹脂層に導電性の異物が刺さっているがその角度などにより短絡にはいたっておらず、その後、異物の角度が変わることなどにより短絡が生じる可能性がある状態などが挙げられる。このような場合に、高い電圧を印加することによって異物が刺さっている部分に積極的に絶縁破壊を生じさせて、不良品として取り除くことができる。このように、将来、電気的短絡が発生するおそれが大きいものを予め取り除いてしまい、短絡が発生するおそれが小さい電池を完成させることにより、電池製造の信頼性を高めることができる。また、無駄な製造工程を行わずに済み、製造コストを低く抑えることができる。
　以上の各実施の形態の説明では、複数の正極１Ａ及び負極１Ｂと複数のセパレータ２とを交互に積層した電極積層体３を例に挙げたが、正極１Ａ、セパレータ２、負極１Ｂを一層ずつ積層し、これを巻回した巻回型の電極積層体３も使用できる。
　また、パッケージは、一対のラミネートフィルム４を重ねて周縁部を接合するタイプのものに限られず、一枚のラミネートフィルム４を折り曲げた状態で周縁部を接合するタイプのものであってもよい。さらに、パッケージは、ラミネートフィルム４からなる袋状のものに限らず、缶ケースとキャップ部から構成された缶状のものであってもよい。その場合、缶ケースは、内側に樹脂層が形成された金属層から構成されていてよい。そして、正極端子５Ａと負極端子５Ｂの一方が缶ケースに接続され、他方がキャップ部から突出することが好ましい。
　本発明は、以上例示した個々の構成に限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で組み合わせた構成にすることが可能である。

Claims (9)

  1. 　正極、セパレータ、及び負極が積層された電極積層体と、
    　前記正極に接続された正極端子と、
    　前記負極に接続された負極端子と、
    　金属層及び該金属層の内側に配置された樹脂層を含み、前記正極端子及び前記負極端子の一端を外部に突出させた状態で前記電極積層体及び電解液を内部に収納し密封する外装体と、
    　を有する電池の検査方法であって、
    　前記外装体内に前記電極積層体を収容し、かつ前記電解液を注入していない状態で、前記正極端子及び前記負極端子の少なくとも１つと前記金属層との間の耐電圧判定を行うステップを含んでいる電池の検査方法。
  2. 　正極、セパレータ、及び負極が積層された電極積層体と、
    　前記正極に接続された正極端子と、
    　前記負極に接続された負極端子と、
    　金属層及び該金属層の内側に配置された樹脂層を含み、前記正極端子及び前記負極端子の一端を外部に突出させた状態で前記電極積層体及び電解液を内部に収納し密封する外装体と、
    　を有する電池の検査方法であって、
    　前記外装体内に前記電極積層体を収容し、かつ前記電解液を注入していない状態で、前記正極端子及び前記負極端子の少なくとも１つと前記金属層との間に第１の電圧を印加して耐電圧判定を行う第１のステップと、
    　前記外装体内に前記電極積層体と前記電解液とを収容し前記外装体を密封した状態で、前記正極端子及び前記負極端子の少なくとも１つと前記金属層との間に、前記第１の電圧より低い第２の電圧を印加して絶縁性を測定する第２のステップと、
    　を含んでいる電池の検査方法。
  3. 　前記電極積層体は、複数の前記正極及び前記負極と複数の前記セパレータとが交互に積層されることによって形成されており、
    　前記外装体は、前記金属層及び前記樹脂層を含む一対又は折り曲げられた一枚のラミネートフィルムからなり、前記正極端子及び前記負極端子の一部が外部に突出した状態で前記ラミネートフィルムの周縁部同士が接合されることによって形成されている請求項１に記載の電池の検査方法。
  4. 　前記電極積層体は、複数の前記正極及び前記負極と複数の前記セパレータとが交互に積層されることによって形成されており、
    　前記外装体は、前記金属層及び前記樹脂層を含む一対又は折り曲げられた一枚のラミネートフィルムからなり、前記正極端子及び前記負極端子の一部が外部に突出した状態で前記ラミネートフィルムの周縁部同士が接合されることによって形成されており、
    　前記第２のステップの処理は、前記外装体内に前記電極積層体と前記電解液とを収容し前記ラミネートフィルムの前記周縁部同士を接合して封止した状態で行う請求項２に記載の電池の検査方法。
  5. 　前記電池はリチウムイオン二次電池であり、
    　前記外装体内に前記電極積層体を収容し、かつ前記電解液を注入していない状態で耐電圧判定を行うステップでは、前記負極端子と前記ラミネートフィルムの前記金属層との間の耐電圧測定を行う請求項３に記載の電池の検査方法。
  6. 　前記電池はリチウムイオン二次電池であり、
    　前記第１のステップでは、前記負極端子と前記ラミネートフィルムの前記金属層との間に前記第１の電圧を印加して耐電圧測定を行い、
    　前記第２のステップでは、前記負極端子と前記ラミネートフィルムの前記金属層との間に前記第２の電圧を印加して絶縁性を測定する請求項４に記載の電池の検査方法。
  7. 　正極、セパレータ、及び負極が積層された電極積層体と、
    　前記正極に接続された正極端子と、
    　前記負極に接続された負極端子と、
    　金属層及び該金属層の内側に配置された樹脂層を含み、前記正極端子及び前記負極端子の一端を外部に突出させた状態で前記電極積層体及び電解液を内部に収納し密封する外装体と、
    　を有する電池の検査方法であって、
    　前記外装体内に前記電極積層体を収容し、かつ前記電解液を注入していない状態で、前記正極端子と前記負極端子との間に第１の電圧を印加して耐電圧判定を行う第１の耐電圧判定ステップと、
    　前記正極端子または前記負極端子と前記金属層との間に前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を印加して耐電圧判定を行う第２の耐電圧判定ステップと、
    　を含んでいる電池の検査方法。
  8. 　前記電極積層体は、複数の前記正極及び前記負極と複数の前記セパレータとが交互に積層されることによって形成されており、
    　前記外装体は、前記金属層及び前記樹脂層を含む一対又は折り曲げられた一枚のラミネートフィルムからなり、前記正極端子及び前記負極端子の一部が外部に突出した状態で前記ラミネートフィルムの周縁部同士が接合されることによって形成されている請求項７に記載の電池の検査方法。
  9. 　前記電池はリチウムイオン二次電池であり、
    　前記第２の耐電圧判定ステップでは、前記負極端子と前記ラミネートフィルムの前記金属層との間の耐電圧測定を行う請求項７または８に記載の電池の検査方法。
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