JP2000195565A - 二次電池の検査方法 - Google Patents
二次電池の検査方法Info
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- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な方法で、サイクル寿命の短い潜在ショ
ート電池を正確に識別する。 【解決手段】 正極と負極をセパレータを介して巻回ま
たは積層している電極体を外装缶に入れて組み立てられ
る二次電池の検査方法である。電極体を電解液に接触さ
せない状態で、電極間に電圧を加えて電極間が絶縁破壊
する電流を検出して、将来的にショートにいたる潜在シ
ョート電池と良品電池を識別する。
ート電池を正確に識別する。 【解決手段】 正極と負極をセパレータを介して巻回ま
たは積層している電極体を外装缶に入れて組み立てられ
る二次電池の検査方法である。電極体を電解液に接触さ
せない状態で、電極間に電圧を加えて電極間が絶縁破壊
する電流を検出して、将来的にショートにいたる潜在シ
ョート電池と良品電池を識別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造された状態で
はショートしていないが、将来的にショートする潜在シ
ョート電池を判別する二次電池の検査方法に関する。
はショートしていないが、将来的にショートする潜在シ
ョート電池を判別する二次電池の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】正極と負極をセパレータを介して積層し
ている電極体を外装缶に入れている二次電池は、正負極
間に、電極のかけら等の異物が混入すると電極と接触し
て、ショートする。内部ショートした電池は、電池の組
立工程で、抵抗や電圧を測定して判別して排除してい
る。
ている電極体を外装缶に入れている二次電池は、正負極
間に、電極のかけら等の異物が混入すると電極と接触し
て、ショートする。内部ショートした電池は、電池の組
立工程で、抵抗や電圧を測定して判別して排除してい
る。
【０００３】組立られた二次電池を検査する方法は、た
とえば特開昭５１−１６４３９号公報に記載される。こ
の公報に記載される検査方法は、１０００〜３０００Ｖ
と極めて高い電圧を、１０〜２０μｓｅｃにパルス電圧
として印加して電極間の内部ショートを検出する。正極
と負極が接触して内部ショートしている二次電池は、パ
ルス電圧を印加したときにショート電流がパルス状に流
れるので、電流を検出して二次電池の内部ショートを検
出できる。この方法は、正極や負極の表面に酸化膜など
があって、実際には正極と負極とが接触しているのに、
ショート電流が流れない弊害を解消するために、１００
０Ｖ〜３０００Ｖの高電圧を印加する。
とえば特開昭５１−１６４３９号公報に記載される。こ
の公報に記載される検査方法は、１０００〜３０００Ｖ
と極めて高い電圧を、１０〜２０μｓｅｃにパルス電圧
として印加して電極間の内部ショートを検出する。正極
と負極が接触して内部ショートしている二次電池は、パ
ルス電圧を印加したときにショート電流がパルス状に流
れるので、電流を検出して二次電池の内部ショートを検
出できる。この方法は、正極や負極の表面に酸化膜など
があって、実際には正極と負極とが接触しているのに、
ショート電流が流れない弊害を解消するために、１００
０Ｖ〜３０００Ｖの高電圧を印加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上の公報に記載され
る検査方法で、二次電池の内部ショートを判定できる。
しかしながら、この公報に記載される方法は、検査した
ときには正極と負極とが互いに接触していないが、将来
的に電極が接触して内部ショートを起こす潜在ショート
電池を識別できない。電極間に小さい異物等が付着して
組み立てられた二次電池は、組み立てた時にはショート
していないことがあるからである。しかしながら、充放
電を繰り返すことによって、電極が接触して、ショート
することがある。このような状態にある潜在ショート電
池は、組み立てた時の検査では、良品電池と識別できな
い。特に、水溶液系の電解液を注液している二次電池
は、電解液自身の導電性が高いために、注液した後で
は、電極をショートさせる原因となる異物の有無によら
ず、内部抵抗が極めて低いために、電圧と電流を測定す
る方法では、潜在ショート電池の識別は困難である。ま
た、注液前の状態においても、電極間の抵抗が極めて大
きいために、潜在ショート電池と良品電池とで差異がな
く、潜在ショート電池の識別はできない。
る検査方法で、二次電池の内部ショートを判定できる。
しかしながら、この公報に記載される方法は、検査した
ときには正極と負極とが互いに接触していないが、将来
的に電極が接触して内部ショートを起こす潜在ショート
電池を識別できない。電極間に小さい異物等が付着して
組み立てられた二次電池は、組み立てた時にはショート
していないことがあるからである。しかしながら、充放
電を繰り返すことによって、電極が接触して、ショート
することがある。このような状態にある潜在ショート電
池は、組み立てた時の検査では、良品電池と識別できな
い。特に、水溶液系の電解液を注液している二次電池
は、電解液自身の導電性が高いために、注液した後で
は、電極をショートさせる原因となる異物の有無によら
ず、内部抵抗が極めて低いために、電圧と電流を測定す
る方法では、潜在ショート電池の識別は困難である。ま
た、注液前の状態においても、電極間の抵抗が極めて大
きいために、潜在ショート電池と良品電池とで差異がな
く、潜在ショート電池の識別はできない。
【０００５】潜在ショート電池を識別して除去すること
は、二次電池の製造において極めて大切なことである。
それは、パック電池のように、複数の二次電池を直列に
接続して使用する場合、ひとつの電池の寿命がパック電
池全体の寿命を決定するからである。たとえば、１０個
の二次電池を直列に接続して使用する場合、わずかに１
個の二次電池が不良になると、残り９個の二次電池が正
常に使用できる状態にあっても全体が使用できなくなっ
てしまう。このため、多数の二次電池を直列に接続して
使用する場合、潜在ショート電池を除去することは極め
て大切である。しかしながら、潜在ショート電池は、製
造した直後においては、良品電池と同じ電気特性を示す
ために、これを識別するのは極めて難しい。このため、
潜在ショート電池が良品電池と一緒に出荷され、１個の
二次電池のショートが原因で、潜在ショート電池と一緒
に使用している正常な多数の二次電池を有効に使用でき
なくしているのが実状である。この弊害を解消するため
には、潜在ショート電池を確実に識別して除去する必要
がある。さらに、製造された二次電池に含まれる潜在シ
ョート電池の割合は少ないので、潜在ショート電池を除
いても、製造される二次電池の個数はほとんど減少しな
い。
は、二次電池の製造において極めて大切なことである。
それは、パック電池のように、複数の二次電池を直列に
接続して使用する場合、ひとつの電池の寿命がパック電
池全体の寿命を決定するからである。たとえば、１０個
の二次電池を直列に接続して使用する場合、わずかに１
個の二次電池が不良になると、残り９個の二次電池が正
常に使用できる状態にあっても全体が使用できなくなっ
てしまう。このため、多数の二次電池を直列に接続して
使用する場合、潜在ショート電池を除去することは極め
て大切である。しかしながら、潜在ショート電池は、製
造した直後においては、良品電池と同じ電気特性を示す
ために、これを識別するのは極めて難しい。このため、
潜在ショート電池が良品電池と一緒に出荷され、１個の
二次電池のショートが原因で、潜在ショート電池と一緒
に使用している正常な多数の二次電池を有効に使用でき
なくしているのが実状である。この弊害を解消するため
には、潜在ショート電池を確実に識別して除去する必要
がある。さらに、製造された二次電池に含まれる潜在シ
ョート電池の割合は少ないので、潜在ショート電池を除
いても、製造される二次電池の個数はほとんど減少しな
い。
【０００６】本発明は、潜在ショート電池を正確に識別
することを目的に開発されたもので、本発明は、極めて
簡単な方法で、サイクル寿命が短い潜在ショート電池を
識別できる二次電池の検査方法を提供することにある。
することを目的に開発されたもので、本発明は、極めて
簡単な方法で、サイクル寿命が短い潜在ショート電池を
識別できる二次電池の検査方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と負極を
セパレータを介して巻回または積層している電極体を外
装缶に入れて組み立てられる二次電池の検査方法であ
る。本発明の請求項１の二次電池の検査方法は、電解液
を注液しない状態で電極間に電圧を加え、電極間が絶縁
破壊する電流を検出して、良品電池と潜在ショート電池
とを識別する。電極体を外装缶に入れて絶縁破壊電圧を
測定する方法においては、電極体を入れた外装缶に電解
液を注液しない状態で、電極間の絶縁破壊電圧を測定す
る。電極体を外装缶に入れない状態で、絶縁破壊電流を
検出して、潜在ショート電池を識別することもできる。
セパレータを介して巻回または積層している電極体を外
装缶に入れて組み立てられる二次電池の検査方法であ
る。本発明の請求項１の二次電池の検査方法は、電解液
を注液しない状態で電極間に電圧を加え、電極間が絶縁
破壊する電流を検出して、良品電池と潜在ショート電池
とを識別する。電極体を外装缶に入れて絶縁破壊電圧を
測定する方法においては、電極体を入れた外装缶に電解
液を注液しない状態で、電極間の絶縁破壊電圧を測定す
る。電極体を外装缶に入れない状態で、絶縁破壊電流を
検出して、潜在ショート電池を識別することもできる。
【０００８】潜在ショート電池が絶縁破壊する電圧は、
正極と負極の間隔によって変化する。正極と負極とが接
近する電極体は、絶縁破壊を起こす電圧が低くなる。正
極と負極との間で絶縁破壊を起こす電圧が、電極間の距
離に反比例するからである。本発明の検査方法は、電解
液を注液しない状態で、正極と負極の電極間に電圧を加
えて、絶縁破壊するときの電極間の電流を検出して、良
品電池と潜在ショート電池とを識別する。
正極と負極の間隔によって変化する。正極と負極とが接
近する電極体は、絶縁破壊を起こす電圧が低くなる。正
極と負極との間で絶縁破壊を起こす電圧が、電極間の距
離に反比例するからである。本発明の検査方法は、電解
液を注液しない状態で、正極と負極の電極間に電圧を加
えて、絶縁破壊するときの電極間の電流を検出して、良
品電池と潜在ショート電池とを識別する。
【０００９】電解液を充填しない状態において、正極と
負極の間には空気が存在する。対向する電極が空気中で
絶縁破壊を起こす電圧は、約１５００Ｖ／ｍｍである。
したがって、正極と負極の間隔を０．３ｍｍとすれば、
良品電池の正極と負極の間で絶縁破壊が起こる電圧は約
４５０Ｖとなる。電極間に異物が付着して、正極と負極
とが互いに接近している潜在ショート電池は、絶縁破壊
を起こす電圧が４５０Ｖよりも低くなる。たとえば、正
極と負極の間隔が半分になっていると、絶縁破壊を起こ
す電圧も、約４５０Ｖの半分となる。
負極の間には空気が存在する。対向する電極が空気中で
絶縁破壊を起こす電圧は、約１５００Ｖ／ｍｍである。
したがって、正極と負極の間隔を０．３ｍｍとすれば、
良品電池の正極と負極の間で絶縁破壊が起こる電圧は約
４５０Ｖとなる。電極間に異物が付着して、正極と負極
とが互いに接近している潜在ショート電池は、絶縁破壊
を起こす電圧が４５０Ｖよりも低くなる。たとえば、正
極と負極の間隔が半分になっていると、絶縁破壊を起こ
す電圧も、約４５０Ｖの半分となる。
【００１０】電極間に印加する電圧は、良品電池が絶縁
破壊を起こす電圧よりも低く、潜在ショート電池が絶縁
破壊を起こす電圧よりも高く設定する。
破壊を起こす電圧よりも低く、潜在ショート電池が絶縁
破壊を起こす電圧よりも高く設定する。
【００１１】電極間に印加する電圧を、良品電池が絶縁
破壊を起こす電圧よりも低く設定すると、良品電池を絶
縁破壊させることなく、潜在ショート電池を識別でき
る。潜在ショート電池は、正極と負極の間に異物が介在
して、異物によって、正極と負極の間隔が狭くなり、こ
れによって、絶縁破壊を起こす電圧が良品電池よりも低
くなっている。
破壊を起こす電圧よりも低く設定すると、良品電池を絶
縁破壊させることなく、潜在ショート電池を識別でき
る。潜在ショート電池は、正極と負極の間に異物が介在
して、異物によって、正極と負極の間隔が狭くなり、こ
れによって、絶縁破壊を起こす電圧が良品電池よりも低
くなっている。
【００１２】本発明の請求項２に記載している本発明の
二次電池の検査方法は、電極体を電解液に接触させない
状態で、良品電池においては絶縁破壊しないが、潜在シ
ョート電池においては絶縁破壊を起こす電圧を、電極間
に印加して、電極間の電流を検出する。この状態で、検
出電流が設定電流よりも大きい二次電池を、将来的にシ
ョートにいたる潜在ショート電池と判定し、検出電流が
設定電流よりも小さい二次電池を良品電池と判定する。
二次電池の検査方法は、電極体を電解液に接触させない
状態で、良品電池においては絶縁破壊しないが、潜在シ
ョート電池においては絶縁破壊を起こす電圧を、電極間
に印加して、電極間の電流を検出する。この状態で、検
出電流が設定電流よりも大きい二次電池を、将来的にシ
ョートにいたる潜在ショート電池と判定し、検出電流が
設定電流よりも小さい二次電池を良品電池と判定する。
【００１３】二次電池は、正極と負極との間にセパレー
タを挟着して積層している。セパレータの厚さが、正極
と負極の間隔を決定する。セパレータは、正極と負極と
を接触させない状態で、できる限り薄く設計される。ほ
とんどの潜在ショート電池は、請求項３に記載するよう
に、絶縁破壊を起こす電圧が約１００〜４００Ｖとなる
ので、この電圧で絶縁破壊をする電池を潜在ショート電
池と識別できる。
タを挟着して積層している。セパレータの厚さが、正極
と負極の間隔を決定する。セパレータは、正極と負極と
を接触させない状態で、できる限り薄く設計される。ほ
とんどの潜在ショート電池は、請求項３に記載するよう
に、絶縁破壊を起こす電圧が約１００〜４００Ｖとなる
ので、この電圧で絶縁破壊をする電池を潜在ショート電
池と識別できる。
【００１４】さらに、本発明の請求項４の検査方法は、
ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の潜
在ショート電池を識別し、請求項５の検査方法は、設定
電流を５ｍＡ以上として、潜在ショート電池の絶縁破壊
電圧を印加した状態で、この電流よりも多く電流が流れ
るものを潜在ショート電池とし、これより電流が少なく
いものを良品電池と識別する。
ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の潜
在ショート電池を識別し、請求項５の検査方法は、設定
電流を５ｍＡ以上として、潜在ショート電池の絶縁破壊
電圧を印加した状態で、この電流よりも多く電流が流れ
るものを潜在ショート電池とし、これより電流が少なく
いものを良品電池と識別する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための二次電池の検査方法を例
示するものであって、本発明は二次電池の検査方法を以
下に特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための二次電池の検査方法を例
示するものであって、本発明は二次電池の検査方法を以
下に特定しない。
【００１６】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【００１７】本発明の二次電池の検査方法が、良品電池
と潜在ショート電池を識別する原理を図１に基づいて説
明する。本発明は、ニッケル−水素電池やニッケル−カ
ドミウム電池のように、水溶液系電解液を使用する電池
の検査に最適である。ただ、これ等の電池以外の二次電
池、たとえば、リチウムイオン二次電池等の検査にも使
用できる。リチウムイオン二次電池は、ニッケル−水素
電池やニッケル−カドミウム電池に比較して電極間隔が
狭いので、検査するときに電池に供給する、潜在ショー
ト電池の絶縁破壊電圧を低く設定する。
と潜在ショート電池を識別する原理を図１に基づいて説
明する。本発明は、ニッケル−水素電池やニッケル−カ
ドミウム電池のように、水溶液系電解液を使用する電池
の検査に最適である。ただ、これ等の電池以外の二次電
池、たとえば、リチウムイオン二次電池等の検査にも使
用できる。リチウムイオン二次電池は、ニッケル−水素
電池やニッケル−カドミウム電池に比較して電極間隔が
狭いので、検査するときに電池に供給する、潜在ショー
ト電池の絶縁破壊電圧を低く設定する。
【００１８】本発明は、電極体を外装缶に入れて、電解
液を充填しない状態で潜在ショート電池と良品電池とを
識別する。電極体は、正極と負極とをセパレータを介し
て巻回し、あるいは積層したものである。電極体を入れ
た外装缶に、電解液を充填した状態では、電解液の導電
率が高くて、電極間の絶縁破壊を検出できなくなるの
で、電解液を入れない状態で潜在ショート電池を識別す
る。図１は、良品電池と、潜在ショート電池と、電極体
を外装缶に入れた状態ですでに内部ショートしている電
池の、電流−電圧特性を示している。
液を充填しない状態で潜在ショート電池と良品電池とを
識別する。電極体は、正極と負極とをセパレータを介し
て巻回し、あるいは積層したものである。電極体を入れ
た外装缶に、電解液を充填した状態では、電解液の導電
率が高くて、電極間の絶縁破壊を検出できなくなるの
で、電解液を入れない状態で潜在ショート電池を識別す
る。図１は、良品電池と、潜在ショート電池と、電極体
を外装缶に入れた状態ですでに内部ショートしている電
池の、電流−電圧特性を示している。
【００１９】この図において、実線Ｇは良品電池の電流
電圧特性を、実線Ｂは潜在ショート電池の電流電圧特性
を、実線ＮＧはすでに内部ショートした電池の電流電圧
特性を示している。さらに、鎖線Ｇ’は高湿時における
良品電池の特性を示し、鎖線Ｂ’は高湿時における潜在
ショート電池の特性を示している。この図に示すよう
に、内部ショートした電池は、電流電圧特性の傾きが、
良品電池および潜在ショート電池とは著しく異なり、印
加電圧が低い状態で大電流が流れるので、電流電圧特性
から識別できる。しかしながら、良品電池と潜在ショー
ト電池は、電極間の電流が小さい領域においては、電流
電圧特性が極めて近似する。このため、電流電圧特性か
らは、良品電池と潜在ショート電池とを識別できない。
電圧特性を、実線Ｂは潜在ショート電池の電流電圧特性
を、実線ＮＧはすでに内部ショートした電池の電流電圧
特性を示している。さらに、鎖線Ｇ’は高湿時における
良品電池の特性を示し、鎖線Ｂ’は高湿時における潜在
ショート電池の特性を示している。この図に示すよう
に、内部ショートした電池は、電流電圧特性の傾きが、
良品電池および潜在ショート電池とは著しく異なり、印
加電圧が低い状態で大電流が流れるので、電流電圧特性
から識別できる。しかしながら、良品電池と潜在ショー
ト電池は、電極間の電流が小さい領域においては、電流
電圧特性が極めて近似する。このため、電流電圧特性か
らは、良品電池と潜在ショート電池とを識別できない。
【００２０】しかしながら、実線ＧとＢで示すように、
良品電池と潜在ショート電池は、ある電圧以上では電流
を増加させても電圧は高くならずに一定となる。この状
態が絶縁破壊を起こした状態である。電圧が一定となる
限界電圧、すなわち、絶縁破壊電圧は、正極と負極間の
距離、電極に付着する異物の種類や形状により決定され
る。電極間に異物が存在する潜在ショート電池は、絶縁
破壊電圧の低下を検出して、良品電池と識別できる。
良品電池と潜在ショート電池は、ある電圧以上では電流
を増加させても電圧は高くならずに一定となる。この状
態が絶縁破壊を起こした状態である。電圧が一定となる
限界電圧、すなわち、絶縁破壊電圧は、正極と負極間の
距離、電極に付着する異物の種類や形状により決定され
る。電極間に異物が存在する潜在ショート電池は、絶縁
破壊電圧の低下を検出して、良品電池と識別できる。
【００２１】具体的には、たとえば、定電圧定電流回路
の出力電圧と出力電流の最大値を、図中Ａ１点に設定し
て、すなわち、潜在ショート電池の絶縁破壊電圧と最大
電流をＡ１点の電圧と電流に設定して、電極体を電解液
に接触させない状態、すなわち、注液前の二次電池の正
極と負極との間に印加したとき、良品電池はわずかな漏
れ電流が流れるのに対し、潜在ショート電池はこの電圧
では絶縁破壊を起こして大電流が流れる。したがって、
電流の大きさを比較して、良品電池と潜在ショート電池
とを識別できる。
の出力電圧と出力電流の最大値を、図中Ａ１点に設定し
て、すなわち、潜在ショート電池の絶縁破壊電圧と最大
電流をＡ１点の電圧と電流に設定して、電極体を電解液
に接触させない状態、すなわち、注液前の二次電池の正
極と負極との間に印加したとき、良品電池はわずかな漏
れ電流が流れるのに対し、潜在ショート電池はこの電圧
では絶縁破壊を起こして大電流が流れる。したがって、
電流の大きさを比較して、良品電池と潜在ショート電池
とを識別できる。
【００２２】ただし、注液前の電池においても、湿度が
高いなど、セパレータに水分が吸着していると、抵抗値
の影響により検出精度が低下することが考えられる。高
湿状態では、電流と電圧の関係が、鎖線Ｇ’、Ｂ’で示
すように変化する。この状態で、たとえば、潜在ショー
ト電池の絶縁破壊電圧と最大電流とを図中Ａ２点とする
状態で、電圧が印加されると、良品電池も潜在ショート
電池も設定値以上となり判別できなくなる。この状態で
は、良品電池が、絶縁破壊を起こさなくても漏れ電流が
大きくなるからである。この弊害は、検出電流をＡ１点
まで増加させることで解消できる。
高いなど、セパレータに水分が吸着していると、抵抗値
の影響により検出精度が低下することが考えられる。高
湿状態では、電流と電圧の関係が、鎖線Ｇ’、Ｂ’で示
すように変化する。この状態で、たとえば、潜在ショー
ト電池の絶縁破壊電圧と最大電流とを図中Ａ２点とする
状態で、電圧が印加されると、良品電池も潜在ショート
電池も設定値以上となり判別できなくなる。この状態で
は、良品電池が、絶縁破壊を起こさなくても漏れ電流が
大きくなるからである。この弊害は、検出電流をＡ１点
まで増加させることで解消できる。
【００２３】以上の方法は、潜在ショート電池は絶縁破
壊を起こすが、良品電池は絶縁破壊を起こさない状態
で、電極間に電圧を加える。本発明の検査方法は、良品
電池と潜在ショート電池の両方の電極体に絶縁破壊を起
こさせて、潜在ショート電池を識別することもできる。
壊を起こすが、良品電池は絶縁破壊を起こさない状態
で、電極間に電圧を加える。本発明の検査方法は、良品
電池と潜在ショート電池の両方の電極体に絶縁破壊を起
こさせて、潜在ショート電池を識別することもできる。
【００２４】図２は、本発明の実施例の方法に使用する
検査装置の回路図を示す。この図の検査装置は、耐電圧
試験装置１であって、定電圧電源２と電流検出回路３と
を備える。
検査装置の回路図を示す。この図の検査装置は、耐電圧
試験装置１であって、定電圧電源２と電流検出回路３と
を備える。
【００２５】定電圧電源２は、交流の商用電源を、直流
または交流の一定電圧に変換して電極体に供給する。定
電圧電源２の出力電圧は、好ましくは、良品電池は絶縁
破壊を起こさないが、潜在ショート電池は絶縁破壊を起
こす電圧、たとえば、ニッケル−水素電池やニッケル−
カドミウム電池の検査においては、１００〜４００Ｖに
設定する。潜在ショート電池が絶縁破壊を起こす電圧
は、検査する電池の正極と負極の間隔で最適値に決定す
る。正極と負極の間隔が広い電池は、潜在ショート電池
の絶縁破壊電圧を高く設定して、狭い電池は低く設定す
る。潜在ショート電池の絶縁破壊電圧が、良品電池の絶
縁破壊電圧に接近するほど、潜在ショート電池をより正
確に識別できる。
または交流の一定電圧に変換して電極体に供給する。定
電圧電源２の出力電圧は、好ましくは、良品電池は絶縁
破壊を起こさないが、潜在ショート電池は絶縁破壊を起
こす電圧、たとえば、ニッケル−水素電池やニッケル−
カドミウム電池の検査においては、１００〜４００Ｖに
設定する。潜在ショート電池が絶縁破壊を起こす電圧
は、検査する電池の正極と負極の間隔で最適値に決定す
る。正極と負極の間隔が広い電池は、潜在ショート電池
の絶縁破壊電圧を高く設定して、狭い電池は低く設定す
る。潜在ショート電池の絶縁破壊電圧が、良品電池の絶
縁破壊電圧に接近するほど、潜在ショート電池をより正
確に識別できる。
【００２６】電流検出回路３は、電池の電極間で設定電
流値以上の電流が流れたときに、ブザーやランプ等で表
示して、電流を遮断する。出力電圧と検出電流の設定値
は、図３のＡ３点で示すように、良品電池が絶縁破壊を
起こさないで、潜在ショート電池が絶縁破壊を起こす領
域、図３のハッチングで示す領域に設定される。定電圧
電源２は、図３の実線Ｄで示す出力特性を示す設定電流
は５ｍＡ以上、好ましくは１０ｍＡ以上に設定される。
流値以上の電流が流れたときに、ブザーやランプ等で表
示して、電流を遮断する。出力電圧と検出電流の設定値
は、図３のＡ３点で示すように、良品電池が絶縁破壊を
起こさないで、潜在ショート電池が絶縁破壊を起こす領
域、図３のハッチングで示す領域に設定される。定電圧
電源２は、図３の実線Ｄで示す出力特性を示す設定電流
は５ｍＡ以上、好ましくは１０ｍＡ以上に設定される。
【００２７】この検査装置に、二次電池を接続して検査
すると、良品電池は絶縁破壊を起こさないので、潜在シ
ョート電池の絶縁破壊電圧に等しくなって、ａ１点また
はｂ１点の電圧となり、電流は漏れ電流となって極めて
小さくなる。潜在ショート電池は、絶縁破壊を起こし
て、電圧が潜在ショート電池の絶縁破壊電圧まで上昇で
きなくなり、非常に大きな電流が流れる。したがって、
良品電池と潜在ショート電池は、電極間の電流を検出し
て、良品電池と潜在ショート電池に識別できる。
すると、良品電池は絶縁破壊を起こさないので、潜在シ
ョート電池の絶縁破壊電圧に等しくなって、ａ１点また
はｂ１点の電圧となり、電流は漏れ電流となって極めて
小さくなる。潜在ショート電池は、絶縁破壊を起こし
て、電圧が潜在ショート電池の絶縁破壊電圧まで上昇で
きなくなり、非常に大きな電流が流れる。したがって、
良品電池と潜在ショート電池は、電極間の電流を検出し
て、良品電池と潜在ショート電池に識別できる。
【００２８】
【実施例】以下の工程で、実際に電極体を試作して、潜
在ショート電池を検査した。 ［電極体の作製］水素吸蔵合金をパンチングメタルに塗
着して作製した負極と、焼結式ニッケル極である正極
を、不織布製のセパレータを介して巻回し、電極体を作
製した。電極体は、電気接続のために、それぞれ片側縁
に沿って、活物質を塗着しない未塗着部分を設けた。正
極と負極とを捲回するときに、未塗着部分が電極体の両
端にはみ出すように、正極と負極とを多少ずらせて巻回
した。
在ショート電池を検査した。 ［電極体の作製］水素吸蔵合金をパンチングメタルに塗
着して作製した負極と、焼結式ニッケル極である正極
を、不織布製のセパレータを介して巻回し、電極体を作
製した。電極体は、電気接続のために、それぞれ片側縁
に沿って、活物質を塗着しない未塗着部分を設けた。正
極と負極とを捲回するときに、未塗着部分が電極体の両
端にはみ出すように、正極と負極とを多少ずらせて巻回
した。
【００２９】さらに、良品電池と潜在ショート電池の識
別検査をするために、意図的に電極の欠片を混入させた
潜在ショート電池の電極体と、電極の欠片を混入させな
い良品電池となる電極体とを試作した。いずれの電極体
も、巻回後、抵抗値を測定して、内部ショートしていな
いことを確認した。
別検査をするために、意図的に電極の欠片を混入させた
潜在ショート電池の電極体と、電極の欠片を混入させな
い良品電池となる電極体とを試作した。いずれの電極体
も、巻回後、抵抗値を測定して、内部ショートしていな
いことを確認した。
【００３０】［潜在ショート電池の判定の予備検査］検
査には、図２に示す回路からなる耐電圧試験装置（菊水
電子製ＴＯＳ5051）を使用した。また、印加する電流は
交流（商用波形）にて行った。
査には、図２に示す回路からなる耐電圧試験装置（菊水
電子製ＴＯＳ5051）を使用した。また、印加する電流は
交流（商用波形）にて行った。
【００３１】巻回された電極体の上下の未塗着部分に、
検査装置の出力端子を密着して電気接続した。設定電流
値を１ｍＡにして、設定電流以上の電流が検出するま
で、印加電圧を徐々に上げ、電圧値（交流の最大電圧）
を求めた。同様の操作を２、３、４、５、１０、２０、
３０、４０、５０、６０、７０、１００ｍＡについても
同様に求めた。次に電池を高湿状態（湿度８０％）に保
持した状態で、同様の操作を行った。以上の検査を、良
品電池と潜在ショート電池の電極体について行い、電流
と電圧の関係を求めた。
検査装置の出力端子を密着して電気接続した。設定電流
値を１ｍＡにして、設定電流以上の電流が検出するま
で、印加電圧を徐々に上げ、電圧値（交流の最大電圧）
を求めた。同様の操作を２、３、４、５、１０、２０、
３０、４０、５０、６０、７０、１００ｍＡについても
同様に求めた。次に電池を高湿状態（湿度８０％）に保
持した状態で、同様の操作を行った。以上の検査を、良
品電池と潜在ショート電池の電極体について行い、電流
と電圧の関係を求めた。
【００３２】［検査結果］測定結果を表１と図４に示し
ている。図４において、実線Ｇ、Ｇ’は良品電池の電流
電圧特性を示し、実線Ｂは潜在ショート電池の電流電圧
特性を示している。この表と図は、良品電池の電極体の
絶縁破壊電圧が４５０Ｖであり、潜在ショート電池の電
極体の絶縁破壊電圧が１００Ｖであることを示してい
る。高湿時においては、実線Ｇ’に示すように、絶縁破
壊を起こす電流が、約５ｍＡ以上と大きくはなるが、絶
縁破壊を起こす電圧は変化しない。このため、電流の設
定値を５ｍＡ以上に設定して、潜在ショート電池の電極
体を安定して識別できることがわかった。
ている。図４において、実線Ｇ、Ｇ’は良品電池の電流
電圧特性を示し、実線Ｂは潜在ショート電池の電流電圧
特性を示している。この表と図は、良品電池の電極体の
絶縁破壊電圧が４５０Ｖであり、潜在ショート電池の電
極体の絶縁破壊電圧が１００Ｖであることを示してい
る。高湿時においては、実線Ｇ’に示すように、絶縁破
壊を起こす電流が、約５ｍＡ以上と大きくはなるが、絶
縁破壊を起こす電圧は変化しない。このため、電流の設
定値を５ｍＡ以上に設定して、潜在ショート電池の電極
体を安定して識別できることがわかった。
【００３３】
【表１】
【００３４】電流の設定値を、５０ｍＡ以上にすると、
電圧を上昇させたときに、電圧が一瞬ふらつく現象が生
じた。これは、設定電流値が大きすぎたために、絶縁破
壊が生じても、検出されない現象が生じていると考えら
れる。このことから、潜在ショート電池を識別するため
の電流値は５〜５０ｍＡが適している。また、良品電池
と潜在ショート電池とを識別する、絶縁破壊電圧は、１
００〜４００Ｖとすることができる。
電圧を上昇させたときに、電圧が一瞬ふらつく現象が生
じた。これは、設定電流値が大きすぎたために、絶縁破
壊が生じても、検出されない現象が生じていると考えら
れる。このことから、潜在ショート電池を識別するため
の電流値は５〜５０ｍＡが適している。また、良品電池
と潜在ショート電池とを識別する、絶縁破壊電圧は、１
００〜４００Ｖとすることができる。
【００３５】以上の検査で、良品電池と潜在ショート電
池と判定された電極体を入れた外装缶に、電解液を注液
した後密閉して電池を組み立て、この電池を充放電サイ
クルを繰り返してサイクル寿命を測定した。良品電池と
判定されたものは、サイクル寿命が１０００サイクルで
あった。これに対して、潜在ショート電池と判定された
ものはサイクル寿命が半分以下となった。
池と判定された電極体を入れた外装缶に、電解液を注液
した後密閉して電池を組み立て、この電池を充放電サイ
クルを繰り返してサイクル寿命を測定した。良品電池と
判定されたものは、サイクル寿命が１０００サイクルで
あった。これに対して、潜在ショート電池と判定された
ものはサイクル寿命が半分以下となった。
【００３６】［潜在ショート電池の識別検査］電池を約
１０００固試作し、５００サイクルの充放電でショート
する率を測定すると、表２の検査例１７に示すようにシ
ョート率は１．０％となった。したがって、潜在ショー
ト率は１．０％であると考えられる。
１０００固試作し、５００サイクルの充放電でショート
する率を測定すると、表２の検査例１７に示すようにシ
ョート率は１．０％となった。したがって、潜在ショー
ト率は１．０％であると考えられる。
【００３７】
【表２】
【００３８】この表の作成には、図２に示す検査装置を
使用した。検査例１〜１２は、定電圧回路の設定電圧を
１００〜４００Ｖ、設定電流を５〜５０ｍＡとして、潜
在ショート電池を識別して除去した。この検査例で潜在
ショート電池を除去した集合においては、５００サイク
ル充放電させたときにショートする電池はなく、全体の
電池に対してショートした電池の割合、すなわち、ショ
ート率は０％であった。検査例１３は、設定電圧を９０
Ｖと低く設定したために、全ての潜在ショート電池を識
別できず、一部の潜在ショート電池のみが識別された。
検査例１４で潜在ショート電池を除いた集合の電池は、
５００回の充放電時におけるショート率は０％であった
が、設定電圧が４５０Ｖと高いために、良品電池も潜在
ショート電池と識別されてしまい検出率が４０％となっ
た。検査例１５は検出電流値が低いために、良品電池の
一部が湿度等の影響により電流が流れて、潜在ショート
電池として検出された。このため、検出率が高くなっ
た。検査例１６は、検出電流値が高いために、絶縁破壊
が生じたにもかかわらず、検出されない電池が生じて、
潜在ショート電池の検出率が０．３％となった。以上の
検査結果から、ニッケル−水素電池の潜在ショート電池
の検出には、電圧を１００〜４００Ｖとして、電流を５
〜５０ｍＡとすることが最適である。以上の検査結果か
ら、潜在ショート電池の検出率は１．０％であり、潜在
ショート電池がすべて本検査により検出された。本発明
の方法は、電圧と電流をそれぞれの電池に適した値に設
定することによって、全ての潜在ショート電池を確実に
識別できる。
使用した。検査例１〜１２は、定電圧回路の設定電圧を
１００〜４００Ｖ、設定電流を５〜５０ｍＡとして、潜
在ショート電池を識別して除去した。この検査例で潜在
ショート電池を除去した集合においては、５００サイク
ル充放電させたときにショートする電池はなく、全体の
電池に対してショートした電池の割合、すなわち、ショ
ート率は０％であった。検査例１３は、設定電圧を９０
Ｖと低く設定したために、全ての潜在ショート電池を識
別できず、一部の潜在ショート電池のみが識別された。
検査例１４で潜在ショート電池を除いた集合の電池は、
５００回の充放電時におけるショート率は０％であった
が、設定電圧が４５０Ｖと高いために、良品電池も潜在
ショート電池と識別されてしまい検出率が４０％となっ
た。検査例１５は検出電流値が低いために、良品電池の
一部が湿度等の影響により電流が流れて、潜在ショート
電池として検出された。このため、検出率が高くなっ
た。検査例１６は、検出電流値が高いために、絶縁破壊
が生じたにもかかわらず、検出されない電池が生じて、
潜在ショート電池の検出率が０．３％となった。以上の
検査結果から、ニッケル−水素電池の潜在ショート電池
の検出には、電圧を１００〜４００Ｖとして、電流を５
〜５０ｍＡとすることが最適である。以上の検査結果か
ら、潜在ショート電池の検出率は１．０％であり、潜在
ショート電池がすべて本検査により検出された。本発明
の方法は、電圧と電流をそれぞれの電池に適した値に設
定することによって、全ての潜在ショート電池を確実に
識別できる。
【００３９】本実施例は、電極体の状態で検査を行った
が、外装缶に電極体を入れて電解液を注液しない状態で
行っても同様の効果が得られる。また、本実施例は交流
の電圧を印加したが、直流の電圧を印加しても同様の効
果が得られる。
が、外装缶に電極体を入れて電解液を注液しない状態で
行っても同様の効果が得られる。また、本実施例は交流
の電圧を印加したが、直流の電圧を印加しても同様の効
果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の請求項１の検査方法は、極めて
簡単な方法で、サイクル寿命の短い潜在ショート電池を
確実に特定して識別できる特長がある。それは、本発明
の検査方法が、電極体を電解液に接触させない状態で、
電極間に電圧を加えて電極間が絶縁破壊するのを検出し
て、将来的にショートにいたる潜在ショート電池と良品
電池を識別するからである。
簡単な方法で、サイクル寿命の短い潜在ショート電池を
確実に特定して識別できる特長がある。それは、本発明
の検査方法が、電極体を電解液に接触させない状態で、
電極間に電圧を加えて電極間が絶縁破壊するのを検出し
て、将来的にショートにいたる潜在ショート電池と良品
電池を識別するからである。
【００４１】本発明の検査方法は、良品電池に電気的な
ショックを与えることなく、潜在ショート電池を有効に
識別できる特長がある。良品電池の電極間では絶縁破壊
を起こさないで、潜在ショート電池のみの電極間で絶縁
破壊させて、潜在ショート電池を識別できるからであ
る。
ショックを与えることなく、潜在ショート電池を有効に
識別できる特長がある。良品電池の電極間では絶縁破壊
を起こさないで、潜在ショート電池のみの電極間で絶縁
破壊させて、潜在ショート電池を識別できるからであ
る。
【００４２】さらに、本発明の請求項３〜５の検査方法
は、ニッケル−水素電池の製造工程において、潜在ショ
ート電池を極めて正確に識別できる特長がある。
は、ニッケル−水素電池の製造工程において、潜在ショ
ート電池を極めて正確に識別できる特長がある。
【図１】本発明の二次電池の検査方法の動作原理を示す
グラフ
グラフ
【図２】本発明の実施例に使用する検査装置を示すブロ
ック線図
ック線図
【図３】図２に示す検査装置の電圧電流特性を示すグラ
フ
フ
【図４】良品電池と潜在ショート電池の電圧電流特性を
示すグラフ
示すグラフ
１…耐圧試験装置 ２…定電圧電源 ３…電流検出回路 ４…電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB05 CC01 CC06 CE01 5G003 BA01 EA09 5H028 AA01 BB12 CC12 HH10 5H030 AA09 AS18 FF42 FF43
Claims (5)
- 【請求項１】 正極と負極をセパレータを介して巻回ま
たは積層している電極体と電解液を外装缶に入れて組み
立てられる二次電池の検査方法において、 電極体を電解液に接触させない状態で、電極間に電圧を
加えて電極間が絶縁破壊する電流を検出して、将来的に
ショートにいたる潜在ショート電池と良品電池を識別す
ることを特徴とする二次電池の検査方法。 - 【請求項２】 正極と負極をセパレータを介して巻回ま
たは積層している電極体と電解液を外装缶に入れて組み
立てられる二次電池の検査方法において、 電極体を電解液に接触させない状態で、良品電池の電池
が絶縁破壊する電圧よりも低い電圧であって、潜在ショ
ート電池が絶縁破壊を起こす電圧よりも高い電圧を電極
間に印加して、電極間の電流を検出し、検出電流が設定
電流よりも大きい二次電池を、潜在ショート電池と判定
し、検出電流が設定電流よりも小さい二次電池を良品電
池と判定することを特徴とする請求項１に記載される二
次電池の検査方法。 - 【請求項３】 電極間に加える電圧を１００〜４００Ｖ
とする請求項１に記載する二次電池の検査方法。 - 【請求項４】 二次電池がニッケル−水素電池である請
求項１に記載される二次電池の検査方法。 - 【請求項５】 潜在ショート電池と良品電池とを識別す
る設定電流が５ｍＡ以上である請求項３に記載される二
次電池の検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371538A JP2000195565A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371538A JP2000195565A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池の検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195565A true JP2000195565A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18498879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10371538A Pending JP2000195565A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池の検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000195565A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-12-25 JP JP10371538A patent/JP2000195565A/ja active Pending
Cited By (21)
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