二次电池的检查方法与流程

1.本发明涉及二次电池的检查方法。


背景技术：

2.专利文献1、2公开一种二次电池的检查方法，在作为检查对象的二次电池连接电源而构成电路，通过流过该电路的电流来判定二次电池的优劣。该检查方法具备：电路构成工序，通过充电完毕的二次电池和电源构成上述电路；电流计测工序，对伴随着二次电池的自放电而流过电路的电路电流进行计测；以及判定工序，基于电流计测工序中计测出的收敛后的电路电流的值，来判定二次电池的优劣。
3.专利文献1：日本特开2019-032198号公报
4.专利文献2：日本特开2019-113450号公报
5.在上述的检查方法中，检查二次电池的自放电量的多少。若自放电量多则不合格，若少则合格。具体而言，首先，对作为检查对象的二次电池的电池电压进行测定。然后，在电路构成工序中，将与该二次电池等电压的电源连接于该二次电池而构成检查电路。这样，通过二次电池的自放电使电池电压降低，在二次电池的电池电压与电源电压之间产生电压差，电路电流在检查电路开始流动。
6.该电路电流随着时间的经过而变大，不久该电路电流与由于二次电池的自放电的原因而在某个电池内部流动的泄漏电流(自放电电流)相等，从而电路电流收敛(成为稳定状态)。因此，通过计测收敛的电路电流，能够掌握二次电池的自放电量(自放电电流)的大小。在计测出收敛的电路电流之后，在判定工序中，对收敛的电路电流的计测值与预先设定的阈值进行比较。在计测值大于阈值的情况下，判定为该二次电池自放电量多而不合格，在计测值为阈值以下的情况下，判定为该二次电池自放电量少而合格。
7.另外，在前述的检查方法中，在电路构成工序中构成电路之后，作为检查对象的二次电池的温度有时伴随着检查室的室温的变动而变动。具体而言，在将调节检查室的室温的空调机的设定温度设定为规定温度而进行检查的情况下，也由于不易使室温恒定，所以在检查期间，室温不断变动。因此，在检查期间，作为检查对象的二次电池的温度伴随着检查室的室温的变动而变动。
8.因此，在检查期间，由于电池温度的变动而使电池电压变动(即，由于与二次电池的自放电不同的原因而使电池电压变动)，由此，有时导致电路电流变动。因此，有时电路电流不易收敛，无法适当地进行二次电池的优劣判定。


技术实现要素：

9.本发明是鉴于这样的现状而完成的，目的在于提供能够容易使伴随着二次电池的自放电而流过电路的电路电流收敛的二次电池的检查方法。
10.本发明的一方式是二次电池的检查方法，在作为检查对象的二次电池连接电源而构成电路，通过流过上述电路的电流来判定上述二次电池的优劣，上述二次电池的检查方
法具备：电路构成工序，将充电完毕的上述二次电池与上述电源连接而构成上述电路；电流计测工序，对伴随着上述二次电池的自放电而流过上述电路的电路电流进行计测；以及判定工序，基于上述电流计测工序中计测出的收敛后的上述电路电流的值，来判定上述二次电池的优劣，在进行上述电流计测工序的期间，进行控制上述二次电池的温度的电池温度控制。
11.在上述的检查方法中，在电路构成工序中，将充电完毕的二次电池与电源连接而构成电路。作为电路构成工序，例如可举出如下工序：相对于充电完毕的二次电池以反向电压方向连接与上述二次电池的电池电压等电压的电源而构成电路。若构成该电路，则伴随着二次电池的自放电而使电池电压降低，在二次电池的电池电压与电源电压之间产生电压差，由此，电流流过电路。此处，在电流计测工序中，对伴随着二次电池的自放电而流过上述电路的电路电流进行计测。例如，从构成电路时起每过一定时间计测电路电流的值。其后，在判定工序中，基于电流计测工序中计测出的收敛后的电路电流(例如，电流计测工序中取得到的收敛后的电路电流)的值，判定上述二次电池的优劣。
12.并且，在上述的检查方法中，在进行电流计测工序的期间中(例如，从构成电路时起至取得收敛后的电路电流的值为止的期间)，进行控制作为检查对象的二次电池的温度的电池温度控制。作为电池温度控制，例如，以使二次电池的温度成为目标温度(例如，进行检查的检查室内的温度)的方式控制二次电池的温度。由此，在进行电流计测工序的期间，电池温度的变动小，因此，能够使由于电池温度的变动而引起的电池电压的变动变小(即，使由于与二次电池的自放电不同的原因引起的电池电压的变动变小)，能够使与该电池电压的变动相伴的电路电流的变动变小。由此，伴随着二次电池的自放电而流过电路的电路电流容易收敛，因此，能够适当地进行二次电池的优劣判定。
13.并且，在上述的二次电池的检查方法中，优选为如下的二次电池的检查方法：作为上述电池温度控制，以使上述二次电池的温度成为目标温度的方式控制上述二次电池的温度。
14.在上述的检查方法中，作为电池温度控制，进行以使二次电池的温度成为目标温度的方式控制二次电池的温度的电池温度控制。由此，在进行电流计测工序的期间，能够将电池温度保持为目标温度或者保持为与目标温度接近的温度(例如，目标温度
±
0.1℃的范围内)。由此，能够使由于电池温度的变动引起的电池电压的变动极小，因此，电路电流容易进一步收敛。具体而言，能够使电路电流提前收敛，能够在判定工序中提前进行二次电池的优劣判定。此外，作为目标温度，例如可举出，构成电路时的检查室的室温(实测值)。
15.并且，在上述任一个二次电池的检查方法中，优选为：作为上述检查对象的上述二次电池是将多个上述二次电池沿排列配置方向排列并约束而成的电池堆所含的各个上述二次电池，在上述电路构成工序中，对于各个上述二次电池单独地连接上述电源，构成多个上述电路，在上述电流计测工序中，分别计测流过各个上述电路的上述电路电流，在上述判定工序中，基于收敛后的各个上述电路电流的值，判定各个上述二次电池的优劣，作为上述电池温度控制，以使各个上述二次电池的温度成为目标温度的方式单独地控制各个上述二次电池的温度。
16.在上述的检查方法中，针对电池堆所含的各个二次电池进行检查。具体而言，在电路构成工序中，对于电池堆所含的各个二次电池单独地连接电源，构成多个(与检查对象的
二次电池数目相同)电路。作为该电路构成工序，例如可举出，对于电池堆所含的各个二次电池，单独地以反向电压方向连接与各个上述二次电池的电池电压等电压的外部电源，构成多个(与检查对象的二次电池数目相同)电路。若构成这些电路，则伴随着各个二次电池的自放电而使各个电池电压降低，由此，在各个电路流过电流。
17.并且，在上述的检查方法中，作为电池温度控制，进行以使电池堆所含的各个二次电池的温度成为目标温度的方式单独地控制各个二次电池的温度的电池温度控制。例如，通过相对于电池堆所含的各个二次电池单独地设置多个(与检查对象的二次电池数目相同)电池温度控制装置，以使各个二次电池的温度成为目标温度的方式单独地控制各个二次电池的温度。由此，在针对各个电路进行电流计测工序的期间，针对电池堆所含的各个二次电池，能够将电池温度保持为目标温度或者保持为与目标温度接近的温度(例如目标温度
±
0.1℃的范围内)。
18.由此，针对电池堆所含的各个二次电池，能够使由电池温度的变动引起的电池电压的变动极小，因此，电路电流容易进一步收敛。具体而言，针对电池堆所含的各个二次电池，能够使电路电流提前收敛，能够在判定工序中提前进行各个二次电池的优劣判定。此外，目标温度可以针对构成电池堆的所有二次电池均为相同的目标温度，也可以针对构成电池堆的所有二次电池或者一部分二次电池为不同的目标温度。
附图说明
19.图1是为了进行实施方式所涉及的二次电池的检查方法而组装的电路的结构图。
20.图2是作为检查对象的二次电池的立体图。
21.图3是对实施方式所涉及的二次电池的检查方法进行说明的图。
22.图4是实施例1的电池堆的概略图。
23.图5是表示实施例1的电池温度的变动的坐标图。
24.图6是表示实施例1的电路电流的推移的坐标图。
25.图7是表示比较例1的电池温度的变动的坐标图。
26.图8是表示比较例1的电路电流的推移的坐标图。
27.附图标记说明
28.1...二次电池；2...计测装置；3...电路；4...直流电源(电源)；5...电流计；6...电压计；7、8...探测器；70...电池温度控制装置；71...冷却器；75...流通管；78...热敏电阻；100...电池堆；130...约束夹具；ib...电路电流；vb...电池电压；vs...输出电压(电源电压)。
具体实施方式
29.接下来，对本发明的实施方式所涉及的二次电池的检查方法进行说明。本实施方式的检查方法如图1所示，以在作为检查对象的二次电池1连接具有直流电源4的计测装置2而组装电路3的状态来实施。以下详细地进行说明。
30.首先，对作为检查对象的二次电池1进行说明。如图2所示，二次电池1具有扁平方形的外观。该二次电池1具备外装体10和收容于其内部的电极层叠体20。电极层叠体20将正极板(省略图示)和负极板(省略图示)隔着隔膜(省略图示)层叠而成。在外装体10的内部，
除了收容有电极层叠体20之外还收容有电解液。另外，在外装体10的外部(上表面)设置有正极端子50以及负极端子60。此外，成为检查对象的二次电池1不局限于图2那样的扁平方形，也可以是圆筒型等其他形状。
31.图1中，示意性地示出二次电池1。图1的二次电池1作为由起电要素e、内部电阻rs、短路电阻rp构成的模型来表示。内部电阻rs成为与起电要素e串联配置的形式。短路电阻rp是使基于可能侵入电极层叠体20中的微小金属异物的导电路径模型化而成的，成为与起电要素e并联配置的形式。
32.另外，计测装置2具有直流电源4、电流计5、电压计6、探测器7、8。相对于直流电源4串联配置有电流计5，并联配置有电压计6。直流电源4的输出电压vs(电源电压)可变。直流电源4为了对二次电池1施加输出电压vs而使用。电流计5对流过电路3的电流进行计测。电压计6对探测器7、8之间的电压进行计测。本实施方式如图1所示，通过将计测装置2的探测器7、8连接于二次电池1的端子50、60而构成电路3。
33.在本实施方式的检查方法中，对二次电池1的自放电量的多少进行检查。若自放电量多则不合格，若少则合格。因此，首先，在将二次电池1连接于计测装置2之前对其进行充电。然后，将充电后的二次电池1连接于计测装置2而构成电路3，通过计测装置2来计测流过电路3的电流(电路电流ib)。然后，基于收敛后的电路电流ibs的值，来判定二次电池1的优劣。
34.具体而言，首先，准备成为检查对象的充电后的二次电池1。该充电后的二次电池1是至充电后进行的高温时效为止结束而使电池电压稳定化之后的二次电池1。此外，本实施方式的检查例如在通过将设定温度设定为规定温度(例如20℃)的空调机而控制了室温的检查室内进行。而且，在检查室内，对作为检查对象的(充电以及高温时效后的)二次电池1的电池电压vb进行测定。该值为初始电池电压vb1。
35.接下来，对计测装置2(直流电源4)的输出电压vs进行调节，使其与初始电池电压vb1一致。其后，进入电路构成工序，如图1所示，将作为检查对象的二次电池1和具有直流电源4(与二次电池1的初始电池电压vb1等电压)的计测装置2以反向电压方向连接，构成电路3。此时的直流电源4的输出电压vs与二次电池1的初始电池电压vb1一致。在该状态下，输出电压vs与初始电池电压vb1一致，并且输出电压vs与二次电池1的电池电压vb成为相反朝向。因此，两电压相互抵消，电路3的电路电流ib成为零。
36.然而，伴随着二次电池1的自放电，电池电压vb从初始电池电压vb1慢慢降低。因此，输出电压vs与电池电压vb失去平衡(输出电压vs与电池电压vb之间产生电压差)，在电路3流过电路电流ib。因此，在本实施方式中，在电路构成工序中构成电路3，并且开始电流计测工序，每过一定时间计测电路电流ib的值。电路电流ib的值从零慢慢上升。电路电流ib由电流计5直接测定。最终，电池电压vb以及电路电流ib收敛，以后，电池电压vb、电路电流ib均大致恒定。因此，在电流计测工序中，取得收敛后的电路电流ibs的值。
37.其后，在判定工序中，基于电流计测工序中计测出的收敛后的电路电流ibs的值，来判定二次电池1的优劣。具体而言，基于电流计测工序中取得的收敛后的电路电流ibs的值，来判定二次电池1的优劣。以下，详细地进行说明。对于不合格(自放电量多)的二次电池1而言，与合格(自放电量少)的二次电池1进行比较，电路电流ib的上升、电池电压vb的降低均变得急剧。因此，不合格的二次电池1的情况下的收敛后的电路电流ibs大于合格的二次
电池1的情况下的收敛后的电路电流ibs。另外，不合格的二次电池1的收敛后的电池电压vb2低于合格的二次电池1的收敛后的电池电压vb2。
38.对这样的理由进行说明。首先，电池电压vb降低的理由如前述那样为二次电池1的自放电。由于自放电而在二次电池1的起电要素e流动有自放电电流id。自放电电流id若二次电池1的自放电量多则大，若自放电量少则小。对于前述的短路电阻rp的值小的二次电池1而言，存在自放电电流id较大的趋势。
39.另一方面，由于电池电压vb的降低而流动的电路电流ib是对二次电池1进行充电的方向的电流。换句话说，电路电流ib在抑制二次电池1的自放电的方向上作用，在二次电池1的内部，成为与自放电电流id相反方向。而且，若电路电流ib上升而成为与自放电电流id相同的大小，则自放电实质停止。因此，自此以后，电池电压vb、电路电流ib均成为恒定(vb2、ibs)。此外，针对电路电流ib是否收敛，通过已知的方法来判定即可。例如，在电流计测工序中每过一定时间取得电路电流ib的值，在电路电流ib的值的变化量小于预先决定的基准变化量时，判定为电路电流ib收敛即可。
40.此处，电路电流ib能够作为电流计5的读出值而直接掌握。因此，通过相对于收敛后的电路电流ibs设定阈值ik，能够进行二次电池1的优劣判定。在收敛后的电路电流ibs大于阈值ik的情况下，能够判定为该二次电池1自放电量多而不合格，在电路电流ibs为阈值ik以下的情况下，能够判定为该二次电池1自放电量少而合格。
41.另外，在以往的检查方法中，在检查期间，有时作为检查对象的二次电池1的温度伴随着检查室的室温的变动而变动。具体而言，即便在通过将设定温度设定为规定温度(例如20℃)的空调机被控制了室温的检查室内进行检查的情况下，使室温恒定也较为困难，因此，在检查期间，室温不断地变动。因此，在检查期间，作为检查对象的二次电池1的温度伴随着检查室的室温的变动而变动。
42.因此，在进行电流计测工序的期间，有时由于电池温度的变动而使电池电压vb变动(即，由于与二次电池1的自放电不同的原因而使电池电压vb变动)，由此，导致电路电流ib变动。因此，有时电路电流ib不易收敛，无法适当地进行二次电池1的优劣判定。
43.相对于此，在本实施方式的检查方法中，在进行电流计测工序的期间(详细而言，从构成电路3时起至取得收敛后的电路电流ibs的值为止的期间)，进行控制二次电池1的温度的电池温度控制。具体而言，如图3所示，通过相对于二次电池1设置的电池温度控制装置70，以使二次电池1的温度(电池温度)成为目标温度tm的方式控制二次电池1的温度。电池温度控制装置70具备：控制热介质73(例如水)的温度的冷却器71、供由冷却器71控制温度的热介质73循环的流通管75、测定二次电池1的温度的热敏电阻78。此外，热敏电阻78通过未图示的配线而与冷却器71的控制部(省略图示)连接。
44.如图3所示，流通管75的一部分与二次电池1接触。由此，在二次电池1与在流通管75内流通的热介质73之间进行热交换，能够使二次电池1的温度接近在流通管75内流通的热介质73的温度。具体而言，在进行电流计测工序的期间，每过一定时间，通过热敏电阻78测定二次电池1的温度，以使测定出的二次电池1的温度成为目标温度tm的方式通过冷却器71控制热介质73的温度。
45.通过这样设置，在进行电流计测工序的期间，能够使电池温度的变动变小。具体而言，能够将电池温度保持为目标温度tm或者保持为接近目标温度tm的温度(例如目标温度
tm
±
0.1℃的范围内)。由此，能够使由电池温度的变动引起的电池电压vb的变动变小(即，使因与二次电池1的自放电不同的原因引起的电池电压vb的变动变小)，因此，能够使因电池温度的变动引起的电路电流ib的变动变小。
46.由此，电路电流ib容易收敛，因此，能够适当地进行二次电池1的优劣判定。具体而言，能够使电路电流ib提前收敛(即，能够提前取得收敛后的电路电流ibs)，能够在判定工序中提前进行二次电池1的优劣判定。此外，作为目标温度tm，例如可举出，电路构成工序中构成电路3时的检查室的室温(实测值)。
47.＜实施例1＞
48.在实施例1中，首先，通过约束夹具130约束沿排列配置方向dl(图4中左右方向)以一列排列的8个二次电池1，制作出约束有8个二次电池1而成的电池堆100(参照图4)。此外，针对电池堆100所含的8个二次电池1，在图4中从右端向左端依次标注no.1～8的编号。另外，在沿排列配置方向dl相邻的二次电池1之间夹设树脂隔离物160。其后，对电池堆100所含的各个二次电池1进行充放电，调整为soc90％。由此，电池堆100所含的各个二次电池1成为充电完毕的二次电池1。接着，通过将该电池堆100在设定为63℃的恒温室内放置6个小时，针对电池堆100所含的各个二次电池1进行高温时效。其后，将电池堆100所含的各个二次电池1冷却为19.5℃。
49.接下来，针对电池堆100所含的各个二次电池1，进行了前述的检查。具体而言，在通过使设定温度成为19.5℃的空调机被控制了室温的检查室内配置电池堆100。更具体而言，分别相对于电池堆100所含的8个二次电池1，单独地设置前述的电池温度控制装置70(参照图3)，并且在检查室内配置电池堆100。其后，在电路构成工序中，相对于电池堆100所含的8个二次电池1，单独地连接具有直流电源4的计测装置2，构成8个电路3(参照图1)。而且，在电流计测工序中，针对8个电路3，每过一定时间计测出各个电路电流ib的值。
50.而且，与开始电流计测工序的同时，开始了电池温度控制。具体而言，以使各个二次电池1的温度(电池温度)成为目标温度tm的方式通过8个电池温度控制装置70单独地控制8个二次电池1的温度(参照图3)。此外，在本实施例1中，将目标温度tm设为构成各个电路3时的检查室的室温的实测值(具体而言，19.5℃)。这样，在本实施例1中，在针对各个电路3进行电流计测工序的期间，针对电池堆100所含的8个二次电池1，单独地控制各个电池温度。
51.此处，图5示出实施例1的电池温度的变动(进行电流计测工序的期间的电池温度的推移)。此外，图5中，示出电池堆100所含的8个二次电池1中的4个二次电池1的温度变动。4个二次电池1是位于图4中最右侧的二次电池1(图5中粗实线所示的no.1)、位于图4中从右数第4个的二次电池1(图5中粗虚线所示的no.4)、位于图4中第5个的二次电池1(图5中细实线所示的no.5)、位于图4中最左侧的二次电池1(图5中细虚线所示的no.8)。
52.如图5所示，在实施例1中，在进行电流计测工序的期间，针对电池堆100所含的各个二次电池1，能够将电池温度保持为目标温度tm(具体而言，19.5℃)或者保持为接近目标温度tm的温度(具体而言，目标温度tm
±
0.1℃的范围内)。此外，图5中，仅示出电池堆100所含的8个二次电池1中的4个二次电池1(no.1、4、5、8)的温度变动，但其他4个二次电池1的温度变动也与这些相同。详细而言，在实施例1中，在进行电流计测工序的期间，针对电池堆100所含的各个二次电池1，能够使温度变动幅度成为0.1℃以内。
53.由此，在实施例1中，针对电池堆100所含的各个二次电池1，能够使由电池温度的变动引起的电池电压vb的变动变小(即，使由与二次电池1的自放电不同的原因引起的电池电压vb的变动变小)，因此，能够使由电池温度的变动引起的电路电流ib的变动变小。由此，针对电池堆100所含的各个二次电池1，电路电流ib容易收敛，因此，能够适当地进行各个二次电池1的优劣判定。具体而言，针对电池堆100所含的各个二次电池1，能够使电路电流ib提前收敛，能够在判定工序中提前进行各个二次电池1的优劣判定。
54.此处，图6示出实施例1的电路电流ib(电流计测工序中计测出的电路电流ib的值)的推移。此外，图6示出电池堆100所含的8个二次电池1中的4个二次电池1(no.1、4、5、8)的电路电流ib的推移，但其他4个二次电池1的电路电流ib的推移也与这些相同。如图6所示，在实施例1中，在从开始电流计测工序时起经过了150分钟的时刻，在电池堆100所含的各个二次电池1所涉及的电路3中，能够使电路电流ib收敛。这样，在本实施例1中，针对电池堆100所含的各个二次电池1，能够使电路电流ib提前收敛。
55.＜比较例1＞
56.在比较例1中，与实施例1不同，针对电池堆100所含的8个二次电池1，未进行基于电池温度控制装置70的电池温度控制地进行检查。本比较例1仅在这一点上与实施例1不同。此处，图7示出比较例1的电池温度的变动(进行电流计测工序的期间的电池温度的推移)。此外，图7示出电池堆100所含的8个二次电池1中的4个二次电池1(no.1、4、5、8)的温度变动，但其他4个二次电池1的温度变动也与这些相同。
57.如图7所示，在比较例1中，电池堆100所含的各个二次电池1的温度变动比实施例1大。具体而言，在比较例1中，在通过将设定温度设定为19.5℃的空调机被控制了室温的检查室内进行检查，但使室温恒定较为困难，因此，在检查期间，室温不断地变动。因此，在进行电流计测工序的期间，电池堆100所含的各个二次电池1的温度伴随着检查室的室温的变动而变动。详细而言，在比较例1中，在进行电流计测工序的期间，电池堆100所含的各个二次电池1的温度变动幅度成为0.2℃左右。
58.因此，在比较例1中，由于电池温度的变动而使电池电压vb变动(即，由于与二次电池1的自放电不同的原因而使电池电压vb变动)，由此，电路电流ib大幅变动(参照图8)。因此，电路电流ib不易收敛，无法适当地进行二次电池1的优劣判定。
59.此处，图8示出比较例1的电路电流ib(电流计测工序中计测出的电路电流ib的值)的推移。此外，图8示出电池堆100所含的8个二次电池1中的4个二次电池1(no.1、4、5、8)的电路电流ib的推移，但其他4个二次电池1的电路电流ib的推移也与这些相同。如图8所示，在比较例1中，即便从开始电流计测工序时起经过300分钟，在电池堆100所含的各个二次电池1中，电路电流ib也没有收敛。因此，在比较例1中，即便从开始电流计测工序时起经过300分钟，针对电池堆100所含的各个二次电池1，无法进行优劣判定。
60.以上，根据实施方式说明了本发明，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当地变更应用是不言而喻的。
61.例如，在实施方式中，使用具备冷却器71以及流通管75的电池温度控制装置70，作为控制二次电池1的温度的装置。然而，控制二次电池1的温度的装置不限定于这样的电池温度控制装置70，只要是能够控制二次电池1的温度的装置，则可以是任意的装置。
62.另外，在实施例1中，针对构成电池堆100的所有二次电池1，使目标温度tm相同。然
而，目标温度tm也可以针对构成电池堆100的所有二次电池1或者一部分二次电池1，成为不同的温度。
63.另外，在实施例1中，作为电池堆，例示出由8个二次电池1构成的电池堆100。然而，本发明的检查方法也能够应用于由任何个数的二次电池构成的电池堆。更具体而言，成为本发明的检查方法的检查对象的二次电池的个数可以为任意数量。