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JP2016194998A - 蓄電素子の検査方法、蓄電装置の検査方法、蓄電素子の製造方法、及び蓄電装置の製造方法 - Google Patents

蓄電素子の検査方法、蓄電装置の検査方法、蓄電素子の製造方法、及び蓄電装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】蓄電素子の検査方法であって、負極に析出した金属をより精度よく検知する検査方法の提供。
【解決手段】セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体、及び電極体を収容するケースを有する蓄電素子1の前記ケースに対し、該ケースの外側から正極及び負極の積層方向に力を加え続けることと、蓄電素子1を冷却することと、力が加えられ且つ冷却された状態の蓄電素子1における電気的特性を測定する、検査方法。
【選択図】図8

Description

本発明は、充放電可能な蓄電素子の検査方法、充放電可能な蓄電素子を備えた蓄電装置の検査方法、前記蓄電素子の検査方法を用いた蓄電素子の製造方法、前記蓄電装置の検査方法を用いた蓄電装置の製造方法に関する。
従来から、マイクロショート(微短絡)の原因となる負極に析出した金属を検知する二次電池の検査方法が知られている(特許文献1参照)。具体的に、この検査方法は、先ず、二次電池の温度が−25℃から15℃までの範囲で該二次電池の初回充電を行った後、充放電を繰り返す。続いて、25℃の環境下で二次電池をエージングさせる。そして、エージングの前後において二次電池の電圧をそれぞれ測定し、エージング前後の電圧差から正極と負極とのマイクロショートを検知する。
上記の検査方法では、マイクロショートに起因する電圧降下からマイクロショートが発生していることを検知している。このため、負極に析出した金属がセパレータを貫通して正極に到達していない場合には、マイクロショートが生じていないため、上記の検査方法によって、負極に析出している金属を検出することができない。
従って、より精度よく微短絡を検知できる二次電池等の検査法及び製造方法が望まれる。
特開2005−209528号公報
そこで、本発明は、微短絡をより精度よく検出できる蓄電素子の検査方法、蓄電素子を備えた蓄電装置の検査方法、蓄電素子の製造方法、及び蓄電装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る蓄電素子の検査方法は、
セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体、及び前記電極体を収容するケースを有する蓄電素子の前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加えることと、
前記蓄電素子を冷却することと、
前記力が加えられ且つ前記冷却された状態の前記蓄電素子における電気的特性を測定することと、を備える。
かかる構成によれば、ケースを介して電極体に前記積層方向の力が加わるため、正極と負極とが互いに接近し、これにより、正極と負極との間に金属(金属粉等)がある場合や、負極において金属が析出している場合(前記力が加わらない状態では正極と負極とが導通しない程度の金属がある若しくは析出している場合)等に正極と負極とを導通し(即ち、微短絡させ)、この状態で該蓄電素子の電気的特性を測定することによって微短絡を精度よく検出することができる。即ち、電極体に前記積層方向の力を加えることで、正極と負極との間に金属がある場合や、負極において金属が僅かに析出している場合に、これら金属に起因する微短絡を電極体において生じさせることができ、これにより、電気的特性を測定することで前記微短絡を検出することができる。
しかも、蓄電素子が冷却されてケース内の圧力が小さくなるため、ケースを介した前記積層方向の力が電極体により効率よく加わり、これにより、正極と負極との間に金属がある場合や、負極において金属が析出している場合等でも、これら金属に起因する微短絡をより確実に生じさせることができる。
この場合、
前記力を加えるときに、前記積層方向において前記ケースの両側に配置される一対の挟持部材と、前記積層方向に延び且つ前記一対の挟持部材同士を接続する金属製の接続部とによって、該力を前記ケースに加え、
前記冷却では、前記蓄電素子と共に前記一対の挟持部材及び前記接続部を冷却することがより好ましい。
かかる構成によれば、冷却によって金属製の接続部が縮むため、この接続部の縮みに起因する前記積層方向の力が一対の挟持部材から電極体に対して加わり、これにより、前記積層方向のより大きな力が電極体に加わる。このため、蓄電素子(電極体)において、正極と負極との間に僅かな金属がある場合や、負極に金属が僅かに析出している場合でも、これら金属に起因する微短絡を生じさせることができる。
また、本発明に係る蓄電装置の検査方法は、
セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体、及び前記電極体を収容するケースを有する少なくとも一つの蓄電素子を備える蓄電装置において、前記蓄電素子の前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加えることと、
前記蓄電素子を冷却することと、
前記力が加えられ且つ前記冷却された状態の前記蓄電素子における電気的特性を測定することと、を備える。
かかる構成によれば、蓄電装置を構成する蓄電素子において、ケースを介して電極体に前記積層方向の力が加わるため、電極体において正極と負極とが互いに接近し、これにより、正極と負極との間に金属(金属粉等)がある場合や、該負極において金属が析出している場合(前記力が加わらない状態では正極と負極とが導通しない程度の金属がある若しくは析出している場合)等に正極と負極とを導通し(即ち、微短絡させ)、この状態で該蓄電素子の電気的特性を測定することによって該微短絡を精度よく検出することができる。即ち、蓄電装置を構成する蓄電素子の電極体に対し、前記積層方向の力を加えることで、該電極体において正極と負極との間に僅かな金属がある場合や、該電極体の負極において金属が僅かに析出している場合に、これら金属に起因する微短絡を生じさせることができ、これにより、電気的特性を測定することで前記微短絡を精度よく検出することができる。
しかも、蓄電素子が冷却されてケース内の圧力が小さくなるため、ケースを介した前記積層方向の力が電極体により効率よく加わり、これにより、正極と負極との間に僅かな金属がある場合や、負極において僅かな金属が析出している場合等でも、これら金属に起因する微短絡をより確実に生じさせることができる。
前記蓄電装置の検査方法では、
前記蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を備え、
前記力を加えるときに、前記複数の蓄電素子のそれぞれの前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加え、
前記電気的特性の測定では、前記複数の蓄電素子のそれぞれの電気的特性を測定してもよい。
かかる構成によれば、蓄電装置を構成する複数の蓄電素子のそれぞれにおいて、正極と負極との間に金属がある場合や、負極に金属が析出している場合等に、これら金属に起因する微短絡を生じさせることができ、電気的特性の測定によって該微短絡を検出することができる。
また、前記蓄電装置の検査方法では、
前記蓄電装置は、前記蓄電素子を保持する保持部材であって、前記積層方向において該蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材、及び前記積層方向に延び且つ前記一対の終端部材同士を接続する金属製の接続部を有する保持部材を備え、
前記保持部材は、前記蓄電素子に前記力を加え、
前記冷却では、前記蓄電素子と共に前記保持部材を冷却してもよい。
かかる構成によれば、保持部材が電極体に対して前記積層方向の力を加えるため、即ち、保持部材による締め付け力を利用することによって、蓄電装置とは別途の挟持装置等を用いることなく、電極体に前記力を加えることができ、これにより、正極と負極との間に金属がある場合や、負極に金属が析出している場合に、これら金属に起因する微短絡をより確実に生じさせることができる。
しかも、冷却によって金属製の接続部が縮むため、この接続部の縮みに起因する前記積層方向の力も一対の終端部材からケースを介して電極体に対して加わり、これにより、前記積層方向のより大きな力が電極体に加わる。即ち、保持部材の冷却によって生じた接続部の縮みに起因する締め付け力を利用することによって、電極体に前記積層方向のより大きな力を加えることができる。このため、蓄電素子(電極体)において、正極と負極との間に僅かな金属がある場合や、負極に金属が僅かに析出している場合でも、これら金属に起因する微短絡を生じさせることができる。
また、本発明に係る蓄電素子の製造方法は、
セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体をケース内に収容して蓄電素子を形成することと、
前記蓄電素子の形成後、上記いずれかの蓄電素子の検査方法を行うことと、を備える。
かかる構成によれば、正極と負極との間に金属がある場合や、負極に金属が析出している場合等に、これを微短絡として検出することができるため、前記金属がある状態の蓄電素子を使用することを防ぐことができる。
また、本発明に係る蓄電装置の製造方法は、
セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体をケースに収容して蓄電素子を形成することと、
前記蓄電素子の形成後、上記いずれかの蓄電装置の検査方法を行うことと、を備える。
かかる構成によれば、蓄電装置を構成する蓄電素子の電極体において、正極と負極との間に金属がある場合や、負極に金属が析出している場合でも、これを微短絡として検出することができるため、前記金属がある状態の蓄電素子を備える蓄電装置を使用することを防ぐことができる。
以上より、本発明によれば、微短絡をより精度よく検出できる蓄電素子の検査方法、蓄電素子を備えた蓄電装置の検査方法、蓄電素子の製造方法、及び蓄電装置の製造方法を提供することができる。
図1は、第一実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。 図2は、前記蓄電装置を構成する蓄電素子の斜視図である。 図3は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図4は、図2のIV−IV位置における断面図である。 図5は、前記蓄電素子の電極体を説明するための図である。 図6は、前記蓄電装置の分解斜視図である。 図7は、前記蓄電装置の製造方法を説明するためのフロー図である。 図8は、前記蓄電装置の検査を説明するための模式図である。 図9は、前記蓄電装置を構成する蓄電素子の負極に析出する金属の検査を説明するためのフロー図である。 図10は、第二実施形態に係る蓄電素子の負極に析出する金属の検査を説明するためのフロー図である。 図11は、前記蓄電素子を締め付ける挟持装置を説明するための斜視図である。 図12は、前記蓄電素子の製造方法を説明するためのフロー図である。
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図9を参照しつつ説明する。尚、本実施形態を含む以下の各実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、当該実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。
以下では、先ず、検査対象である蓄電装置を説明し、その後、該蓄電装置の検査方法と、この検査方法を用いた蓄電装置の製造方法とを説明する。
蓄電装置は、図1に示すように、少なくとも一つの蓄電素子1を備える。具体的に、蓄電装置は、複数の蓄電素子1と、蓄電素子1に隣り合う複数のスペーサ2と、複数の蓄電素子1及び複数のスペーサ2をひとまとめに保持する保持部材3と、を備える。保持部材3は、金属製である。このため、蓄電装置は、蓄電素子1と保持部材3との間に蓄電素子1と保持部材3とを絶縁するインシュレータ4を備える。
蓄電素子は、図2〜図5に示すように、正極53及び負極54を含む電極体5と、電極体5を収容するケース10と、を備える。また、蓄電素子1は、電極体5及びケース10の他に、ケース10の外側に配置される外部端子11、及び電極体5と外部端子11とを導通させる集電体12等を備える。
電極体5は、巻芯51と、正極53と負極54とが互いに絶縁された状態で積層された積層体52であって、巻芯51の周囲に巻回された積層体52と、を備える。この電極体5においてリチウムイオンが正極53と負極54との間を移動することにより、蓄電素子1が充放電する。
巻芯51は、通常、絶縁材料によって形成される。巻芯51は、筒形状である。本実施形態の巻芯51は、偏平な筒形状である。本実施形態の巻芯51は、可撓性又は熱可塑性を有するシートを巻回することによって形成される。
前記シートは、合成樹脂によって形成される。シートは、電解液に対して耐性を有する。シートは、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)によって構成される。本実施形態のシートは、例えば、ポリプロピレンによって構成される。巻芯51を構成するシートの材料は、合成樹脂に限定されず、アルミニウム、銅等の金属でもよい。
積層体52は、正極53及び負極54が積層された(重ねられた)状態で巻芯51の周囲に巻回されることによって形成される。
正極53は、金属箔と、金属箔の上に形成された正極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、アルミニウム箔である。正極53は、帯形状の短手方向である幅方向の一方の端縁部に、正極活物質層の非被覆部(正極活物質層が形成されていない部位)531を有する。正極53において正極活物質層が形成される部位を被覆部532と称する。
前記正極活物質層は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
前記正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、LiMe(Meは、1又は2以上の遷移金属を表す)によって表される複合酸化物(LiCo、LiNi、LiMn、LiNiCoMn等)、LiMe(XO(Meは、1又は2以上の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、Vを表す)によって表されるポリアニオン化合物(LiFePO、LiMnPO、LiMnSiO、LiCoPOF等)である。本実施形態の正極活物質は、Li1.05Ni0.167Co0.66Mn0.167である。
前記正極活物質層に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム(SBR)である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
前記正極活物質層は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
負極54は、金属箔と、金属箔の上に形成された負極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、銅箔である。負極54は、帯形状の短手方向である幅方向の他方(正極53の非被覆部531と反対側)の端縁部に、負極活物質層の非被覆部(負極活物質層が形成されていない部位)541を有する。負極54の被覆部(負極活物質層が形成される部位)542の幅は、正極53の被覆部532の幅よりも大きい。
前記負極活物質層は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
前記負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素(Si)及び錫(Sn)などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、難黒鉛化炭素である。
負極活物質層に用いられるバインダーは、正極活物質層に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
前記負極活物質層は、ケッチェンブラック(登録商標)、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層は、導電助剤を有していない。
本実施形態の電極体5では、以上のように構成される正極53と負極54とがセパレータ55によって絶縁された状態で巻回されている。即ち、本実施形態の電極体5では、正極53、負極54、及びセパレータ55の積層体52が巻回される。
セパレータ55は、絶縁性を有する部材である。セパレータ55は、正極53と負極54との間に配置される。これにより、電極体5(詳しくは、積層体52)において、正極53と負極54とが互いに絶縁される。また、セパレータ55は、ケース10内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子1の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ55を介して(挟んで)交互に積層される正極53と負極54との間を移動する。
セパレータ55は、帯状である。セパレータ55は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。セパレータ55は、SiO粒子、Al粒子、ベーマイト(アルミナ水和物)等の無機粒子を含んだ無機層を、多孔質膜によって形成された基材の上に設けることで形成されてもよい。本実施形態のセパレータ55は、例えば、ポリエチレンによって形成される。セパレータの幅(帯形状の短手方向の寸法)は、負極54の被覆部542の幅より僅かに大きい。セパレータ55は、被覆部532同士が重なるように幅方向に位置ずれした状態で重ね合わされた正極53と負極54との間に配置される。このとき、正極53の非被覆部531と負極54の非被覆部541とは重なっていない。即ち、正極53の非被覆部531が、正極53と負極54との重なる領域から幅方向に突出し、且つ、負極54の非被覆部541が、正極53と負極54との重なる領域から幅方向(正極53の非被覆部531の突出方向と反対の方向)に突出する。積層された状態の正極53、負極54、及びセパレータ55、即ち、積層体52が巻回されることによって、電極体5が形成される。正極53の非被覆部531又は負極54の非被覆部541のみが積層された部位によって、電極体5における非被覆積層部56が構成される。
非被覆積層部56は、電極体5の各極に設けられる。即ち、正極53の非被覆部531のみが積層された非被覆積層部56が電極体5における正極の非被覆積層部を構成し、負極54の非被覆部541のみが積層された非被覆積層部56が電極体5における負極の非被覆積層部を構成する。
以上のように構成される電極体5は、正極53、負極54、及びセパレータ55が略真っ直ぐ延びた状態で積層されている平坦部57と、正極53、負極54、及びセパレータ55が湾曲した状態で積層されている湾曲部58と、を有する。そして、電極体5は、平坦部57をX軸方向(正極53等の積層方向)からケース10(詳しくは、後述する一対の長壁部100c間)に挟み込まれるように該ケース10に収容されている。
ケース10は、開口を有するケース本体100と、ケース本体100の開口を塞ぐ(閉じる)蓋板101と、を有する。ケース10は、電極体5及び集電体12等と共に、電解液を内部空間13(図4参照)に収容する。ケース10は、電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース10は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。
前記電解液は、非水溶液系電解液である。電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、LiClO、LiBF、及びLiPF等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、プロピレンカーボネート:ジメチルカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:2:5の割合で調整した混合溶媒に、1mol/LのLiPFを溶解させたものである。
ケース10は、ケース本体100の開口周縁部102と、蓋板101の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。また、ケース10は、ケース本体100と蓋板101とによって画定される内部空間13を有する。本実施形態では、ケース本体100の開口周縁部102と蓋板101の周縁部とは、溶接によって接合される。
ケース本体100は、板状の閉塞部100aと、閉塞部100aの周縁に接続される筒状の胴部100bとを備える。
閉塞部100aは、開口が上を向くようにケース本体100が配置されたときに、ケース本体100の下端に位置する(即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体100の底壁となる)部位である。閉塞部100aは、該閉塞部100aの法線方向視において、矩形状である。
以下では、図3に示すように、閉塞部100aの短辺方向を直交座標におけるX軸方向とし、閉塞部100aの長辺方向を直交座標におけるY軸方向とし、閉塞部100aの法線方向(厚さ方向)を直交座標におけるZ軸方向とする。
本実施形態の胴部100bは、偏平な角筒形状を有する。胴部100bは、閉塞部100aの周縁における長辺から延びる一対の長壁部100cと、閉塞部100aの周縁における短辺から延びる一対の短壁部100dとを有する。即ち、一対の長壁部100cは、Y軸方向に間隔(詳しくは、閉塞部100aの周縁における短辺に相当する間隔)をあけて対向し、一対の短壁部100dは、Y軸方向に間隔(詳しくは、閉塞部100aの周縁における長辺に相当する間隔)をあけて対向する。短壁部100dが一対の長壁部100cの対応(詳しくは、X軸方向に対向)する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部100bが形成される。
以上のように、ケース本体100は、開口方向(Z軸方向)における一方の端部が塞がれた角筒形状(即ち、有底角筒形状)を有する。
蓋板101は、ケース本体100の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板101は、ケース本体100の開口を塞ぐようにケース本体100に当接する。この蓋板101は、Z軸方向視において、ケース本体100の開口周縁部102に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板101は、Z軸方向視において、Y軸方向に長い矩形状の板材である。
外部端子11は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子11は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子11は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。この外部端子11は、バスバ等が溶接可能な面110を有する。本実施形態の面110は、平面である。
集電体12は、ケース10内に配置され、電極体5と通電可能に直接又は間接に接続される。集電体12は、導電性を有する部材によって形成され、ケース10の内面に沿って配置される。本実施形態の蓄電素子1では、ケース10内において、電極体5の正極非被覆積層部56と、負極非被覆積層部56とにそれぞれ配置される。
正極の集電体12と負極の集電体12とは、異なる材料によって形成される。具体的に、正極の集電体12は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって形成され、負極の集電体12は、例えば、銅又は銅合金によって形成される。
蓄電素子1は、電極体5とケース10とを絶縁する絶縁部材14等を備える。本実施形態の絶縁部材14は、例えば、絶縁カバーである。絶縁部材14は、ケース10(詳しくはケース本体100)と電極体5との間に配置される(図4参照)。絶縁部材14は、絶縁性を有するシート状の部材によって構成される。本実施形態の絶縁部材14は、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂によって形成される。本実施形態の絶縁部材14は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって袋状に形成される。本実施形態の蓄電素子1では、袋状の絶縁部材14に収容された状態の電極体5(詳しくは、電極体5及び集電体12)がケース10内に収容される。
スペーサ2は、絶縁性を有し、図1及び図6に示すようにX軸方向において蓄電素子1と隣接する。スペーサ2は、蓄電素子1(詳しくは、ケース10、より詳しくは、胴部100bの長壁部100c)と隣接するベースと、該ベースに隣接する蓄電素子1の位置ずれを防止する規制部とを有する。
スペーサ2について、より具体的に説明する。蓄電装置は、2種類のスペーサ2(2A,2B)を備える。具体的に、蓄電装置は、二つの蓄電素子1間に配置される内部スペーサ2Aと、複数の蓄電素子1のうちの最も端にある蓄電素子1に隣り合う外部スペーサ2Bとを備える。
内部スペーサ2Aは、蓄電素子1(詳しくは、ケース本体100の長壁部100c)に隣り合うベース20Aと、ベース20Aと隣り合う蓄電素子1の該ベース20Aに対するY軸方向及びZ軸方向の移動(位置ずれ)を規制する規制部21Aと、を有する。
内部スペーサ2Aのベース20Aは、隣り合う二つの蓄電素子1に挟み込まれる。即ち、内部スペーサ2Aのベース20AのX軸方向の両側に、蓄電素子1がそれぞれ配置されている。このベース20Aは、該ベース20AとX軸方向において隣接する蓄電素子1(詳しくは、長壁部100c)に沿って拡がる。本実施形態のベース20Aは、X軸方向と直交する方向(Y−Z平面(Y軸とZ軸を含む平面)方向)に拡がる。このベース20Aは、蓄電素子1の長壁部100cと対応する大きさである。
本実施形態の内部スペーサ2Aのベース20Aは、該ベース20Aと蓄電素子1との間に、冷却流体(冷却用の流体)を通過させるための通風路203を形成する。
規制部21Aは、X軸方向の両側にある蓄電素子1の内部スペーサ2A(ベース20A)に対するY−Z平面方向の位置ずれを抑える(規制する)。これにより、規制部21Aは、内部スペーサ2Aに隣接する二つの蓄電素子1同士のY−Z平面方向への相対移動を規制できる。具体的に、規制部21Aは、ベース20からX軸方向の両側にそれぞれ延びる。この規制部21Aが蓄電素子1の四隅を保持する(拘束する)ことによって、蓄電素子1の内部スペーサ2A(ベース20A)に対するY−Z平面方向の位置ずれが規制される。
本実施形態の蓄電装置は、上述のように、複数の蓄電素子1を備え、内部スペーサ2Aは、隣り合う蓄電素子1同士の間のそれぞれに配置されている。このため、本実施形態の蓄電装置は、複数の内部スペーサ2Aを備える。
外部スペーサ2Bは、蓄電素子1とX軸方向において隣接するベース20Bと、該ベース20Bに隣接する蓄電素子1の該ベース20Bに対する位置ずれを抑える規制部21Bとを有する。本実施形態の外部スペーサ2Bは、隣接する蓄電素子1との間に、冷却用の流体を通過させるための通風路203を形成する。
外部スペーサ2Bのベース20Bは、該ベース20BとX軸方向において隣接する蓄電素子1(詳しくは、長壁部100c)に沿って拡がる。本実施形態のベース20Bは、Y−Z平面方向に拡がる。外部スペーサ2Bのベース20Bは、蓄電素子1の長壁部100cと略同等の大きさである。
規制部21Bは、外部スペーサ2Bと隣り合う蓄電素子1のベース20Bに対する位置ずれ(相対移動)を規制する。規制部21Bは、外部スペーサ2Bのベース20Bから、該ベース20Bと隣り合う蓄電素子1に向かって延びる。この規制部21Bが蓄電素子1の四隅を保持する(拘束する)ことによって、蓄電素子1の外部スペーサ2B(ベース20B)に対するY−Z平面方向の位置ずれが規制される。
以上のように構成される外部スペーサ2Bは、X軸方向において、蓄電素子1と保持部材3との間に配置される。このとき、外部スペーサ2Bは、保持部材3(詳しくは、後述する終端部材30)との間にも、冷却用の流体を通過させるための通風路203を形成する。
本実施形態の蓄電装置は、一対の外部スペーサ2Bを備える。一対の外部スペーサ2Bのそれぞれは、複数の蓄電素子1のうちの最も端にある蓄電素子1に隣り合う。即ち、一対の外部スペーサ2Bは、整列する複数の蓄電素子1をX軸方向において挟み込むように配置される。
保持部材3は、蓄電素子1とスペーサ2とをX軸方向に締め込む(即ち、電極体5の平坦部57における正極53、負極54、及びセパレータ55の積層方向(以下、単に「正極53等の積層方向」と称する。)に挟み込む)ように保持する。具体的に、保持部材3は、図1及び図6に示すように、X軸方向において、整列する複数の蓄電素子1の両側に配置される一対の終端部材30と、該一対の終端部材30同士を接続するフレーム31とを備える。
一対の終端部材30のそれぞれは、蓄電素子1(詳しくは、長壁部100c)に沿って拡がる。本実施形態の終端部材30は、Y−Z平面方向に拡がる。各終端部材30は、外部スペーサ2Bと対向する。本実施形態の終端部材30は、X軸方向視において略矩形状(蓄電素子1と対応する形状)である。
フレーム31は、一対の終端部材30同士を接続する接続部310、311を有する。具体的に、フレーム31は、内部スペーサ2Aを介してX軸方向に並ぶ複数の蓄電素子1のそれぞれの角部に沿って延びる複数(本実施形態の例では二つ)の接続部310、311を有する。本実施形態の保持部材3は、Y軸方向の一端と他端とにフレーム31を有する。一対のフレーム31のそれぞれは、蓄電素子1の蓋板101と対応する位置に配置される第一接続部310と、蓄電素子1の閉塞部100aと対応する位置に配置される第二接続部311とを有する。第一接続部310は、X軸方向に延びる。第二接続部311も、第一接続部310と同様に、X軸方向に延びる。また、フレーム31は、第一接続部310と第二接続部311とを接続する支持部312を有する。支持部312は、Y軸方向において蓄電素子1に対して同じ側にある一対の接続部(第一接続部310及び第二接続部311)の対応する端部同士を接続する。また、フレーム31は、Z軸方向に隣り合う第一接続部310と第二接続部311との中間部同士を接続する補強部314を有する。
以上のように構成されるフレーム31のX軸方向の両端部(詳しくは、第一接続部310と第二接続部311の両端部)が一対の終端部材30に固定される。このとき、第一接続部310及び第二接続部311は、フレーム31が一対の終端部材30に接続されたときに該一対の終端部材30がX軸方向に並ぶ複数の蓄電素子1を同方向に締め込むような長さ寸法に設定されている。このため、各終端部材30は、外部スペーサ2BをX軸方向に押圧する。これにより、X軸方向に並ぶ各蓄電素子1において、一対の長壁部100cのそれぞれに対して内部空間13側への力が加わる。このとき、上述のように、電極体5は、平坦部57が該平坦部57における正極53等の積層方向において一対の長壁部100cに挟み込まれるようにケース10内に収容(配置)されている。このため、平坦部57は、正極53等の積層方向(本実施形態の例ではX軸方向)の力が加わった状態となっている。
また、フレーム31は、上述のように金属製であり、冷却されることによって僅かに収縮する。
インシュレータ4は、絶縁性を有する材料で構成され、蓄電素子1と保持部材3との間を絶縁する。本実施形態の蓄電装置は、図1及び図6に示すように、一対のインシュレータ4を備える。一対のインシュレータ4のそれぞれは、第一接続部310とスペーサ2(内部スペーサ2Aの規制部21A及び外部スペーサ2Bの規制部21B)との間に配置される第一絶縁部40と、第二接続部311とスペーサ2(内部スペーサ2Aの規制部21A及び外部スペーサ2Bの規制部21B)との間に配置される第二絶縁部41とを有する。また、インシュレータ4は、第一絶縁部40と第二絶縁部41とを接続する第三絶縁部であって、外部スペーサ2Bと、フレーム31の支持部312との間に配置される第三絶縁部42を有する。さらに、インシュレータ4は、第一絶縁部40の途中位置と第二絶縁部41の途中位置とを接続する第四絶縁部43であって、蓄電素子1とフレーム31の補強部314との間に配置される第四絶縁部43を有する。
次に、蓄電装置の製造方法について、図7〜図9も参照しつつ説明する。
正極53、負極54、及びセパレータ55が巻回された電極体5がケース本体100内に配置された状態で、ケース本体100の開口部が蓋板101によって塞がれる(密閉される)。このとき、外部端子11、集電体12、及び絶縁部材14等も所定の位置にそれぞれ配置又は組み付けられている。これにより、蓄電素子1が形成される(ステップS1)。
次に、複数の蓄電素子1と複数のスペーサ2とがX軸方向に交互に並べられ、この並べられた状態の複数の蓄電素子1及び複数のスペーサ2をひとまとめに保持部材3に保持させる。これにより、蓄電装置の組み立て工程が終了する(ステップS2)。
蓄電装置の組み立て工程が終了すると、蓄電装置の検査が行われる。この検査は、蓄電素子1の組み立て時等において電極体5内に混入した金属(例えば、正極53、負極54等を切断等したときに生じた金属粉、製造装置の摩耗クズ、構成部材を組み付けるときの摩耗クズ等の金属)の有無や、これら金属が負極54に析出しているか否かを調べる(ステップS3)。具体的には、以下の通りである。
先ず、図8に示すように、蓄電装置を恒温槽等の雰囲気温度の管理が可能な試験室70等に配置し、各蓄電素子1の電気的特性を測定できるように、蓄電装置を構成する各蓄電素子1の外部端子11に導線等をそれぞれ接続する(ステップS31)。このとき、蓄電装置の各蓄電素子1は充電された状態である。ここで、電気的特性とは、蓄電素子1において電気的に測定される特性であれば限定されず、例えば、電圧、電気抵抗等が挙げられる。本実施形態では、電圧を測定する。
続いて、試験室70の温度を下げて蓄電装置を冷却する(ステップS32)。所定の温度(本実施形態の例では、10℃以下の所定の温度)まで試験室70の温度が下がると、検査終了までこの温度が維持される。
蓄電装置が試験室70の温度程度まで十分に冷却され、該蓄電装置の温度が安定すると、各蓄電素子1の電圧(第一の電圧)を測定し(ステップS33)、測定された各蓄電素子1の第一の電圧を記録する。本実施形態の検査方法では、各蓄電素子1の第一の電圧は、前記導線が接続された検査装置71等の記録部(ハードディスク、メモリ等)72に記録される。
次に、第一の電圧が測定されてから所定の期間(本実施形態の例では0.8日以上且つ3日以下の所定の期間)の経過後に、各蓄電素子1の電圧(第二の電圧)を測定する(ステップS34)。尚、少なくとも第一の電圧の測定から第二の電圧の測定までの間、試験室70の温度は、前記所定の温度に維持されている。
各蓄電素子1の第二の電圧が測定されると、前記検査装置71等は、この測定された第二の電圧と対応する第一の電圧を前記記録部から引き出し、これら第一の電圧と第二の電圧とから(即ち、同じ蓄電素子1から測定された第一の電圧と第二の電圧とから)、当該第一及び第二の電圧が測定された蓄電素子1において微短絡が生じているか否かの判断を行う(ステップS35)。本実施形態の検査装置71等は、第一の電圧が測定されたときから第二の電圧が測定されたときまでの蓄電素子1における電圧降下を求め、この電圧降下が所定値(閾値)より大きいときに、該蓄電素子1において微短絡が発生していると判断する。
この微短絡は、負極54に析出した金属に起因するものである。具体的には、以下の通りである。蓄電素子1の製造時において、蓄電素子1の製造設備の金属摩耗クズ等の金属不純物(以下、単に「金属」とも称する。)が電極体5の内部(詳しくは、正極53近傍)に混入すると、該電極体5を備えた蓄電素子1が充電されたときに正極53の電位によって不純物の一部が溶解する。そして、この溶解した金属は、電解液中を拡散して負極54に到達し、負極54の電位によって析出する。このように、正極53と負極54との間に混入した金属(金属粉、金属摩耗クズ等)や、負極54において析出した金属がセパレータ55を貫通して正極53と負極54とを導通させることで微短絡が発生する。
上述の蓄電装置の検査において微短絡が発生していると判断された蓄電素子1が、取り替えられ、これにより、蓄電装置が完成する。
以上の蓄電装置の検査方法によれば、蓄電装置を構成する蓄電素子1において、保持部材3により、ケース10を介して電極体5(詳しくは平坦部57)にX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力が加わっている。このため、電極体5において正極53と負極54とが互いに接近し、これにより、正極53と負極54との間にある金属や、負極54において析出している金属(前記力が加わらない状態では正極53と負極54とが導通しない程度の金属がある場合)等が正極53と接触し(即ち、微短絡し)、この状態で所定間隔をおいて測定された第一の電圧と第二の電圧とから前記金属に起因する微短絡を精度よく検出することができる。即ち、蓄電装置を構成する蓄電素子1の電極体5に対し、正極53等の積層方向の力を加えることで、電極体5において正極53と負極54との間にある金属や負極54において僅かに析出している金属に起因する微短絡を生じさせることができ、この微短絡を第一の電圧と第二の電圧とから検出することができる。その結果、該蓄電素子1の正極53と負極54との間にある金属や負極54において析出している金属等を精度よく検出することができる。
本実施形態の蓄電装置の検査方法では、保持部材3によってX軸方向に並ぶ複数の蓄電素子1が締め込まれることで、各蓄電素子1のケース10(詳しくは該ケース10を介して電極体5の平坦部57)に対し、電極体5の積層方向の内側へ向かう力が加わっている。このため、蓄電装置を構成する複数の蓄電素子1のそれぞれにおいて、正極53と負極54との間にある金属や、負極54に析出している金属を精度よく検出することができる。
また、本実施形態の蓄電装置の検査方法では、保持部材3が電極体5(平坦部57)に対してX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力を加えるため、即ち、保持部材3による締め付け力を利用することによって、蓄電装置とは別途の挟持装置(締め付け装置)等を用いることなく、電極体5に前記力を加えることができる。これにより、正極53と負極54との間にある金属や、負極54に析出している金属等の検出を精度よく行うことができる。
また、本実施形態の蓄電装置の検査方法では、蓄電装置全体を冷却しているため、蓄電装置を構成する蓄電素子1が冷却されてケース10内の圧力が小さくなる。このため、ケース10を介したX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力が電極体5により効率よく加わる。しかも、冷却によって金属製の接続部310、311が縮むため、この接続部310、311の縮みに起因するX軸方向(前記積層方向)の力も一対の終端部材30から電極体5に対して加わる。これにより、X軸方向(前記積層方向)のより大きな力が電極体5に加わる。即ち、保持部材3の冷却によって生じた接続部310、311の縮み起因する締め付け力を利用することによって、電極体5にX軸方向(前記積層方向)のより大きな力を加えることができる。このため、蓄電素子1(電極体5)において、正極53と負極54との間に僅かに金属がある場合や、負極54に金属が僅かに析出している場合に、これら金属に起因する微短絡を生じさせることができ、その結果、前記金属をより精度よく検出することができる。
また、本実施形態の蓄電装置の製造方法では、蓄電装置の組み立て工程の後に、上述の検査(負極54に析出している金属の検出)を行うため、蓄電装置を構成する蓄電素子1の電極体5における正極53と負極54との間に金属がある場合や、負極54に金属が析出している場合において、これら金属を精度よく検出することができる。このため、正極53と負極54との間に金属がある状態や、負極54に金属が析出した状態の蓄電素子1を備える蓄電装置を使用することを防ぐことができる。
次に、本発明の第二実施形態について、図10〜図12を参照しつつ説明する。具体的に、本実施形態では、蓄電素子1の検査方法と、この検査方法を用いた蓄電素子1の製造方法とについて説明する。尚、本実施形態の検査対象である蓄電素子1は、上記第一実施形態の蓄電素子1と同じ構成である。
先ず、蓄電素子1を恒温槽等の雰囲気温度の管理が可能な試験室等に配置し、電圧を測定できるように、蓄電素子1の外部端子11に導線等を接続する(ステップS11)。このとき、蓄電素子1は、充電された状態である。また、蓄電素子1は、図12に示すように、挟持(締め付け)装置80によって、X軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)に締め付けられた状態で試験室等に配置される(ステップS12)。尚、ステップS11とステップS12とは、順序が逆でもよく、同時に行われてもよい。
ここで、挟持装置80によれば、蓄電素子1に対し、X軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力を加え続けることができる。即ち、挟持装置80は、蓄電素子1をX軸方向に挟持し続けることができる。この挟持装置80は、蓄電素子1が配置されたときに、X軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)においてケース10の両側に配置される一対の挟持部材81と、X軸方向に延び且つ一対の挟持部材81同士を直接又は間接に接続する金属製の接続部82と、を備える。また、挟持装置80は、回転操作部83を回転操作することにより、一対の挟持部材81の間隔を調整する間隔調整機構84を備える。
ステップS12以降は、第一実施形態における蓄電装置の検査方法と同様である。具体的には以下の通りである。
試験室を所定の温度(本実施形態の例では、10℃以下の所定の温度)まで下げて蓄電素子1を冷却する(ステップS13)。蓄電素子1が十分に冷却された後、蓄電素子1の電圧(第一の電圧)を測定し(ステップS14)、第一の電圧が測定されてから所定の期間(本実施形態の例では0.8日以上且つ3日以下の所定の期間)の経過後に、蓄電素子1の電圧(第二の電圧)を測定する(ステップS15)。第一の電圧と第二の電圧とから蓄電素子1において微短絡が生じているか否かの判断を行う(ステップS16)。本実施形態の蓄電素子の検査方法では、第一実施形態の蓄電装置の検査方法と同様に、第一の電圧が測定されたときから第二の電圧が測定されたときまでの蓄電素子1における電圧降下が所定値(閾値)より大きいときに、該蓄電素子1において微短絡が発生していると判断する。
以上の蓄電素子1の検査方法は、例えば以下に示すように、蓄電素子1の製造方法に用いられる。
正極53、負極54、及びセパレータ55が巻回された電極体5がケース本体100内に配置された状態で、ケース本体100の開口部が蓋板101によって塞がれる(密閉される)。このとき、外部端子11、集電体12、及び絶縁部材14等も所定の位置にそれぞれ配置又は組み付けられている。これにより、蓄電素子1が形成される(ステップS21)。
蓄電素子1の組み立て工程が終了すると、上述の蓄電素子1の検査、即ち、蓄電素子1の組み立て時等において電極体5内に金属が混入したか否かや、負極54に金属が析出しているか否かを調べる(ステップS22)。この検査において微短絡が発生していると判断された蓄電素子1は、不良品として、出荷等されない。一方、前記検査において微短絡が発生していないと判断された蓄電素子1は、完成品として出荷等される。
以上の蓄電素子1の検査方法によれば、挟持装置80によって、ケース10を介して電極体5(詳しくは平坦部57)にX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力が加わるため、正極53と負極54とが互いに接近し、正極53と負極54との間に金属がある場合や負極54に金属が析出している場合(前記力が加わらない状態では正極53と負極54とを導通させない程度の金属がある場合)に正極53と負極54とを導通させる(即ち、微短絡する)。この微短絡した状態で所定間隔をおいて測定された第一の電圧と第二の電圧とから前記金属を精度よく検知することができる。即ち、電極体5にX軸方向(前記積層方向)の力を加えることで、正極53と負極54との間にある僅かな金属や、負極54において僅かに析出している金属に起因する微短絡を電極体5において生じさせ、この微短絡を第一の電圧と第二の電圧とから検出することによって、負極54に析出した金属を精度よく検出することができる。
本実施形態の蓄電素子1の検査方法では、第一の電圧の測定から第二の電圧の測定までの間、蓄電素子1を冷却しているため、ケース10内の圧力が小さくなる。このため、ケース10を介した挟持装置80によるX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の力が電極体5により効率よく加わり、これにより、正極53と負極54との間にあるより僅かな金属や、負極54において析出したより僅かな金属に起因する微短絡を生じさせることができる。その結果、負極54に析出している金属をより精度よく検出することができる。
また、本実施形態の蓄電素子1の検査方法では、蓄電素子1と共に、金属製の接続部82を備え且つ該蓄電素子1を締め付け(挟持し)ている挟持装置80も冷却している。このため、冷却によって金属製の接続部82が縮み、この接続部82の縮みに起因するX軸方向(前記積層方向)の力が一対の挟持部材81から電極体5に対して加わる。これにより、X軸方向(前記積層方向)のより大きな力が電極体5に加わる。このため、蓄電素子1(電極体5)において、正極53と負極54との間にあるより僅かな金属や、負極54で析出しているより僅かな金属に起因する微短絡を生じさせることができ、その結果、負極54に析出している金属をより精度よく検出することができる。
また、本実施形態の蓄電素子1の製造方法では、蓄電素子1の組み立て工程の後に、上述の検査(負極54に析出している金属の検知)を行うため、蓄電素子1の電極体5の正極53と負極54との間にあるより僅かな金属や、負極54において析出している金属を精度よく検出することができる。このため、正極53と負極54との間に金属がある状態や、負極54に金属が析出した状態の蓄電素子1を使用することを防ぐことができる。
尚、本発明の蓄電素子1の検査方法、蓄電素子1を備える蓄電装置の検査方法、蓄電素子1の製造方法、及び蓄電素子1を備える蓄電装置の製造方法は、第一及び第二実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
上記第一実施形態の蓄電装置の検査方法、及び第二実施形態の蓄電素子1の検査方法(以下、単に「第一及び第二実施形態の検査方法」と称する。)では、少なくとも第一の電圧の測定から第二の電圧の測定までの間、蓄電装置又は蓄電素子1が冷却された状態であるが、この構成に限定されない。第一の電圧の測定から第二の電圧の測定までの間、蓄電装置又は蓄電素子が冷却されてなくてもよい。かかる構成によっても、電極体5(平坦部57)にX軸方向(平坦部57における正極53等の積層方向)の両側から力が加わるため、正極53と負極54との間にある(混入した)金属や、負極54に析出している金属を精度よく検知することができる。
また、蓄電装置等の冷却は、第一の電圧の測定から第二の電圧の測定までの間の一部の期間だけでもよい。かかる構成であっても、冷却している間はケース内の圧力が低下する。このため、電極体5に対して正極53等の積層方向に加わる力のみでは微短絡が生じない程度しか析出していない金属を、その間(冷却している間)微短絡させることができ、これにより、通常の放電のみの場合よりも大きな電圧降下を検出できるため、前記金属を検出することができる。
上記第一及び第二実施形態の検査方法では、蓄電装置等を10℃以下の所定温度まで冷却しているが、この構成に限定されない。蓄電装置等が検査前に保管等されているときのケース10の内部空間13の温度より低い温度に冷却されればよい。これにより、ケース10の内部の圧力を下げることができ、外部からの力がケース10を介して電極体5に伝わり易くなる。
上記第一実施形態の蓄電装置の検査方法では、保持部材3によるX軸方向の締め付け力のみによって、正極53と負極54との間にある(混入した)より僅かな金属や、負極54に僅かに析出した金属を正極53と負極54とに接触させている(微短絡させている)が、この構成に限定されない。挟持(締め付け)装置80等によって、蓄電装置をX軸方向にさらに締め付ける構成であってもよい。
上記第一及び第二実施形態の検査方法の検査対象は、正極53等が巻回されたいわゆる巻回型の蓄電素子1であるが、略矩形状の正極53、負極54及びセパレータ55が積層されたいわゆる積層型の蓄電素子であってもよい。
上記第一及び第二実施形態では、第一の電圧及び第二の電圧に基づいて、蓄電素子及び蓄電装置を検査しているが、これに限定されない。即ち、例えば、蓄電素子及び蓄電装置において測定される電気的特性の基準値を設定し、当該基準値に基づいて検査してもよい。具体的には、例えば、蓄電素子の抵抗値を測定し、当該抵抗値が基準値よりも大きい場合に、微短絡が発生していると判断してもよい。
1…蓄電素子、10…ケース、100…ケース本体、100a…閉塞部、100b…胴部、100c…長壁部、100d…短壁部、101…蓋板、102…開口周縁部、11…外部端子、110…面、12…集電体、13…内部空間、14…絶縁部材、2…スペーサ、2A…内部スペーサ、2B…外部スペーサ、20、20A、20B…ベース、203…通風路、21A、21B…規制部、3…保持部材、30…終端部材、31…フレーム、310…第一接続部(接続部)、311…第二接続部(接続部)、312…支持部、314…補強部、4…インシュレータ、40…第一絶縁部、41…第二絶縁部、42…第三絶縁部、43…第四絶縁部、5…電極体、51…巻芯、52…積層体、53…正極、54…負極、531、541…非被覆部、532、542…被覆部、55…セパレータ、56…非被覆積層部、正極非被覆積層部、負極非被覆積層部、57…平坦部、58…湾曲部、70…試験室、71…検査装置、80…挟持装置、81…挟持部材、82…接続部、83…回転操作部、84…間隔調整機構

Claims (7)

  1. セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体、及び前記電極体を収容するケースを有する蓄電素子の前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加えることと、
    前記蓄電素子を冷却することと、
    前記力が加えられ且つ前記冷却された状態の前記蓄電素子における電気的特性を測定することと、を備える、蓄電素子の検査方法。
  2. 前記力を加えるときに、前記積層方向において前記ケースの両側に配置される一対の挟持部材と、前記積層方向に延び且つ前記一対の挟持部材同士を接続する金属製の接続部とによって、該力を前記ケースに加え、
    前記冷却では、前記蓄電素子と共に前記一対の挟持部材及び前記接続部を冷却する、請求項1に記載の蓄電素子の検査方法。
  3. セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体、及び前記電極体を収容するケースを有する少なくとも一つの蓄電素子を備える蓄電装置において、前記蓄電素子の前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加えることと、
    前記蓄電素子を冷却することと、
    前記力が加えられ且つ前記冷却された状態の前記蓄電素子における電気的特性を測定することと、を備える、蓄電装置の検査方法。
  4. 前記蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を備え、
    前記力を加えるときに、前記複数の蓄電素子のそれぞれの前記ケースに対し、該ケースの外側から前記正極及び前記負極の積層方向に力を加え、
    前記電気的特性の測定では、前記複数の蓄電素子のそれぞれの電気的特性を測定する、請求項3に記載の蓄電装置の検査方法。
  5. 前記蓄電装置は、前記蓄電素子を保持する保持部材であって、前記積層方向において該蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材、及び前記積層方向に延び且つ前記一対の終端部材同士を接続する金属製の接続部を有する保持部材を備え、
    前記保持部材は、前記蓄電素子に前記力を加え、
    前記冷却では、前記蓄電素子と共に前記保持部材を冷却する、請求項4に記載の蓄電装置の検査方法。
  6. セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体をケース内に収容して蓄電素子を形成することと、
    前記蓄電素子の形成後、請求項1又は2に記載の蓄電素子の検査方法を行うことと、を備える、蓄電素子の製造方法。
  7. セパレータと該セパレータを介して交互に積層された正極及び負極とを含む電極体をケースに収容して蓄電素子を形成することと、
    前記蓄電素子の形成後、請求項3〜5のいずれか1項に記載の蓄電装置の検査方法を行うことと、を備える、蓄電装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192553A (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 トヨタ自動車株式会社 Li析出評価方法
US11940500B1 (en) * 2017-08-15 2024-03-26 Qnovo Inc. Method of detecting metal plating in intercalation cells

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010153275A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toyota Motor Corp 2次電池の良否判定方法および製造方法
JP2012084346A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012221782A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2013055070A (ja) * 2012-12-19 2013-03-21 Sanyo Electric Co Ltd 組電池
JP2013114986A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Toyota Motor Corp 二次電池の製造方法
US20140123472A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of battery pack

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010153275A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toyota Motor Corp 2次電池の良否判定方法および製造方法
JP2012084346A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012221782A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2013114986A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Toyota Motor Corp 二次電池の製造方法
US20140123472A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of battery pack
JP2013055070A (ja) * 2012-12-19 2013-03-21 Sanyo Electric Co Ltd 組電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11940500B1 (en) * 2017-08-15 2024-03-26 Qnovo Inc. Method of detecting metal plating in intercalation cells
JP2019192553A (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 トヨタ自動車株式会社 Li析出評価方法

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