特許 7090139 検査方法、及び、組電池の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(54)【発明の名称】検査方法、及び、組電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220616BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M4/66 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020192292

(22)【出願日】2020-11-19

(65)【公開番号】P2021082592

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-04-14

(31)【優先権主張番号】P 2019208927

(32)【優先日】2019-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002288

【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519100310

【氏名又は名称】ＡＰＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000914

【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 勇輔

(72)【発明者】

【氏名】小林 真也

(72)【発明者】

【氏名】堀江 英明

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０４８９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３６９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１４７８０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１５７４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７５３００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５

Ｈ０１Ｍ ４／６４

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂集電体、前記樹脂集電体に活物質層が積層された電極シート、前記電極シートにセパレータが組み合わされたセパレータ付き電極シート、又は、順に積層された一組の正極樹脂集電体と正極活物質層とセパレータと負極活物質層と負極樹脂集電体とを備える単電池を検査対象物として、前記検査対象物の表面に導電体プローブを接触させて、前記検査対象物の表面の複数箇所における電気抵抗を測定する工程と、
前記電気抵抗が許容範囲外である箇所が前記検査対象物に存在するか否かを判定する工程と、を備えることを特徴とする検査方法。

【請求項2】

前記検査対象物の表面のうち、積層方向において対向する箇所に前記導電体プローブを接触させる請求項１に記載の検査方法。

【請求項3】

前記導電体プローブが積層方向において対向した状態で配置された領域に前記検査対象物を通過させることで、前記検査対象物の表面に前記導電体プローブを接触させる請求項１又は２に記載の検査方法。

【請求項4】

前記導電体プローブが炭素材からなる請求項１～３のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の検査方法により前記電気抵抗が許容範囲外である箇所が存在しないと判定された検査対象物を用いて、複数の単電池を積層する工程を備えることを特徴とする組電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査方法、及び、組電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

大容量電池の需要が高まり、複数の単電池を積層した組電池が多く生産される中、それらの生産過程において不具合品を効率良く取り除く必要性が高まっている。

【0003】

特許文献１には、正極板と負極板をセパレータを介して積層して構成した極板群を電槽内に挿入して成る電池の短絡検査方法であって、極板群を電槽に挿入する前に極板群を加圧しながら短絡不良を検査することを特徴とする電池の短絡検査方法が開示されている。

【0004】

特許文献２には、組電池を構成する単電池を検査する方法であって、複数の単電池を積層状に配列し、配列した単電池群を積層方向に押圧した状態で各単電池を検査することを特徴とする単電池の検査方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－２３６９８５号公報

【文献】特開２００５－３３９９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の検査方法では、単電池を組んだ極板群を加圧した状態で短絡不良を検査するため、極板群に不具合が発見された場合、どの単電池に不具合が生じているのかを特定することが容易ではない。一方、特許文献２に記載の検査方法では、積層状に配列した単電池群を積層方向に押圧した状態で各単電池を検査するため、単電池群に不具合が発見された場合、不具合が生じている単電池を単電池群から取り替える必要がある。このように、従来の検査方法は、効率的に不具合を発見する方法であるとは言えなかった。

【0007】

本発明は、樹脂集電体、電極シート、セパレータ付き電極シート又は単電池単位で短絡等の不具合を簡便に発見することができる検査方法を提供することを目的とする。本発明はまた、上記検査方法を用いた組電池の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、樹脂集電体、上記樹脂集電体に活物質層が積層された電極シート、上記電極シートにセパレータが組み合わされたセパレータ付き電極シート、又は、順に積層された一組の正極樹脂集電体と正極活物質層とセパレータと負極活物質層と負極樹脂集電体とを備える単電池を検査対象物として、上記検査対象物の表面に導電体プローブを接触させて、上記検査対象物の表面の複数箇所における電気抵抗を測定する工程と、上記電気抵抗が許容範囲外である箇所が上記検査対象物に存在するか否かを判定する工程と、を備えることを特徴とする検査方法；上記検査方法により上記電気抵抗が許容範囲外である箇所が存在しないと判定された検査対象物を用いて、複数の単電池を積層する工程を備えることを特徴とする組電池の製造方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、樹脂集電体、電極シート、セパレータ付き電極シート又は単電池単位で短絡等の不具合を簡便に発見することができる。これにより、不具合が生じていない単電池を用いて組電池を作製することができるため、生産歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の検査方法の一例を模式的に示す側面図である。

【図2】図２は、本発明の検査方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、本発明の検査方法のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、本発明の検査方法において検査対象物として用いられる単電池の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。

【図5】図５は、組電池の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［検査方法］
本発明の検査方法は、検査対象物の表面に導電体プローブを接触させて、上記検査対象物の表面の複数箇所における電気抵抗を測定する工程と、上記電気抵抗が許容範囲外である箇所が上記検査対象物に存在するか否かを判定する工程と、を備える。

【0012】

検査対象物においては、面内で均一な抵抗分布であることが望まれる。そのため、本発明の検査方法では、測定した電気抵抗が許容範囲外である箇所が検査対象物に存在する場合、その検査対象物に不具合が生じていると判定する。なお、電気抵抗の増加は、導電材料の分散不良に起因し、電池抵抗の悪化に繋がる。一方、電気抵抗の減少は、絶縁されるべき箇所が導通して電気抵抗が低下する微小短絡に起因し、電池品質や異常時信頼性の悪化に繋がる。

【0013】

本発明の検査方法において、電気抵抗の許容範囲は、電極の仕様に依存する所定値の±３０％であることが好ましい。なお、上記所定値は、検査対象物の表面の複数箇所において測定された電気抵抗の平均値からも求めることができる。

【0014】

本発明の検査方法では、一例として、順に積層された一組の正極樹脂集電体と正極活物質層とセパレータと負極活物質層と負極樹脂集電体とを備える単電池を検査対象物とする。従来の金属集電体を用いた単電池では、横方向（面方向）への電気抵抗が低いため、電流値が面内で均一化されてしまい、本発明の検査方法では不具合を発見することができない。このように、本発明の検査方法は、樹脂集電体を用いた単電池にのみ有効であると言える。

【0015】

本発明の検査方法において、検査対象物として用いられる単電池としては、例えば、リチウムイオン電池等が挙げられる。本明細書において、リチウムイオン電池は、リチウムイオン二次電池も含む概念とする。

【0016】

あるいは、本発明の検査方法では、単電池に代えて、樹脂集電体、上記樹脂集電体に活物質層が積層された電極シート、又は、上記電極シートにセパレータが組み合わされたセパレータ付き電極シートを検査対象物とすることもできる。これらの検査対象物にも樹脂集電体が用いられているため、単電池を検査対象物とした場合と同様の効果を得ることができる。

【0017】

本発明の検査方法において、検査対象物の表面に導電体プローブを接触させる方法は特に限定されないが、面内における不具合箇所を確実に検出する観点からは、後述する図１、図２及び図３に示すように、検査対象物の表面のうち、積層方向において対向する箇所に導電体プローブを接触させることが好ましい。

【0018】

本発明の検査方法において、導電体プローブの材質は特に限定されないが、金属のコンタミネーション（金属の異物混入）を防止する観点、及び、測定感度を高くする観点からは、導電体プローブが炭素材からなること、すなわち、導電体プローブの先端部分（検査対象物と接触する部分）の材料が炭素材料であることが好ましい。導電体プローブの先端部分の材料は、銅、アルミニウム等の金属系材料であってもよい。

【0019】

本発明の検査方法において、導電体プローブの形状やサイズは特に限定されない。導電体プローブの先端部分（検査対象物と接触する部分）の形状としては、例えば、長方形、正方形等が挙げられる。また、導電体プローブの先端部分の面積が小さくなるほど、局所の情報を得ることができるため、感度が良くなる。そのため、導電体プローブの先端部分の面積は、１２ｃｍ^２以下であることが好ましい。

【0020】

本発明の検査方法において、導電体プローブを接触させるときの圧力は特に限定されないが、５ｋＰａ以上であることが好ましい。

【0021】

図１は、本発明の検査方法の一例を模式的に示す側面図である。
図１では、検査対象物１の両面に一対の導電体プローブ２が配置されており、検査対象物１の表面のうち、検査対象物１の積層方向（図１では上下方向）において対向する箇所に導電体プローブ２を接触させている。この状態で、検査対象物１を矢印の向きに移動させることにより、検査対象物１の表面の複数箇所における電気抵抗を連続的に測定することができる。なお、検査対象物の両面には、矢印の向きに沿って複数対の導電体プローブ２が配置されていてもよい。

【0022】

図２は、本発明の検査方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図２では、検査対象物１の幅方向に沿って複数対の導電体プローブ２が検査対象物１の両面に配置されており、検査対象物１の表面のうち、検査対象物１の積層方向において対向する箇所に導電体プローブ２を接触させている。この状態で、検査対象物１を矢印の向きに移動させることにより、検査対象物１の幅方向における電気抵抗を同時に測定することができる。なお、複数対の導電体プローブ２は、いわゆるジグザグ状に配置されていてもよい。また、検査対象物の両面には、矢印の向きに沿って複数対の導電体プローブ２がさらに配置されていてもよい。

【0023】

本発明の検査方法では、図１及び図２に示すように、導電体プローブが積層方向において対向した状態で配置された領域に検査対象物を通過させることで、検査対象物の表面に導電体プローブを接触させることが好ましい。なお、本発明の検査方法では、検査対象物を移動させる代わりに、導電体プローブを移動させてもよい。また、検査対象物及び導電体プローブの両方を移動させてもよい。

【0024】

図３は、本発明の検査方法のさらに別の一例を模式的に示す斜視図である。
図３では、検査対象物１の測定箇所Ｐに対応する箇所に複数対の導電体プローブ２が検査対象物１の両面に配置されており、検査対象物１の表面のうち、検査対象物１の積層方向において対向する箇所に導電体プローブ２を接触させる。これにより、検査対象物１の表面の複数箇所における電気抵抗を同時に測定することができる。導電体プローブ２の配置は特に限定されず、例えば、千鳥状や格子状等に配置される。

【0025】

本発明の検査方法において、検査対象物の表面に複数の導電体プローブを接触させる場合、導電体プローブの配置は特に限定されない。また、隣接する導電体プローブ間の距離は、等間隔であることが好ましいが、特に限定されない。

【0026】

以下、本発明の検査方法の実施例について説明する。なお、本発明の検査方法は、これらの実施例に限定されるものではない。

【0027】

（実施例１）
導電体プローブとして、検査対象物との接触面を構成する先端部分の材料（表１中、「接触面材料種」と記載する）が炭素材料であり、先端部分の面積が４８ｃｍ^２である測定端子を単電池の両面（上面及び下面）に接触させる。この際、同端子に５ｋＰａの圧力がかかるよう押圧する。また、測定端子の先はＬＣＲメーター（テクシオ・テクノロジー製、ＬＣＲ－９１６）に接続し、単電池の電気抵抗をモニタリングする。その状態で、単電池の端をクリップでつかんで、図１に示すように単電池を引っ張り、測定端子間に単電池を通過させる。移動速度は１０～６０ｍｍ／ｓｅｃとする。その結果、実施例１の仕様では、正常領域では抵抗平均値が５１．０Ω・ｃｍ^２を示し、意図的に短絡させた箇所を通過すると抵抗値が４６．０Ω・ｃｍ^２まで低下する事象が確認された。

【0028】

（実施例２～７）
単電池の上面に接触させる測定端子の先端部分の面積（表１中、「上面プローブ面積」と記載する）、単電池の下面に接触させる測定端子の先端部分の面積（表１中、「下面プローブ面積」と記載する）、及び、測定端子を接触させるときの圧力（表１中、「押圧」と記載する）を表１に示す値に変更したことを除いて、実施例１と同様に単電池の電気抵抗をモニタリングした。

【0029】

実施例１～７における正常領域の抵抗平均値、短絡箇所の抵抗値、上面プローブ面積、下面プローブ面積、押圧、及び、接触面材料種を表１に示す。

【0030】

【表1】

【0031】

表１より、実施例１～７では、意図的に短絡させた箇所を測定端子が通過すると、正常領域よりも抵抗値が低下する事象が確認された。

【0032】

（実施例８）
実施例２の条件で単電池の電気抵抗をモニタリングした。

【0033】

（実施例９）
検査対象物との接触面を構成する先端部分の材料（表２中、「接触面材料種」と記載する）を炭素材料から金属系材料である銅に変更したことを除いて、実施例８と同様に単電池の電気抵抗をモニタリングした。

【0034】

（実施例１０）
検査対象物との接触面を構成する先端部分の材料を炭素材料から金属系材料であるアルミニウムに変更したことを除いて、実施例８と同様に単電池の電気抵抗をモニタリングした。

【0035】

実施例８～１０において、単電池の正常領域を複数箇所測定して、抵抗値の標準偏差（Ｎ）を算出するとともに、正常領域の抵抗値と短絡領域の抵抗値との差（Ｓ）を算出し、Ｎに対するＳの割合であるＳ／Ｎ比を算出した。この数値が高いほど、測定感度が高いことを表している。

【0036】

実施例８～１０におけるＳ／Ｎ比、上面プローブ面積、下面プローブ面積、押圧、及び、接触面材料種を表２に示す。

【0037】

【表2】

【0038】

表２は、検査対象物との接触面を構成する先端部分の材料が金属系材料（銅又はアルミニウム）である場合に比べて、炭素材料である場合の方が、Ｓ／Ｎ比が高く、測定感度が高いことを示している。これは、炭素材料は接触抵抗が小さく標準偏差Ｎが小さくなるのに対して、金属系材料は接触抵抗が大きく標準偏差Ｎが大きくなるため、炭素材料の場合には、単電池の表面と導電体プローブとの間の接触抵抗の差が小さくなるためと考えられる。

【0039】

（実施例１１～２０）
単電池１０個に対して、実施例２の条件で電気抵抗をモニタリングし、それぞれの単電池における抵抗値の標準偏差Ｎを算出した。また、各実施例において、単電池の設計から算出される出力と、実際に単電池の出力試験を行った際の出力との比である出力／設計割合を算出した。この数値が１００％に近いほど、設計通りの出力が出ていることを表しているため、良品と判断できる。

【0040】

実施例１１～２０における抵抗値の標準偏差、及び、出力／設計割合を表３に示す。

【0041】

【表3】

【0042】

表３は、本発明の検査方法で得られる抵抗値の標準偏差Ｎと出力／設計割合との間に相関があることを示している。具体的には、抵抗値の標準偏差Ｎが大きくなるほど、出力／設計割合が低下している。この結果から、実際に単電池の出力試験を行わなくても、本発明の検査方法によって単電池の良品判定が可能であることが確認された。

【0043】

図４は、本発明の検査方法において検査対象物として用いられる単電池の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。
図４に示す単電池１０は、略矩形平板状の正極樹脂集電体１７の表面に正極活物質層１５が形成された正極１２と、同様に略矩形平板状の負極樹脂集電体１９の表面に負極活物質層１６が形成された負極１３とが、同様に略平板状のセパレータ１４を介して積層されて構成され、全体として略矩形平板状に形成されている。この正極１２と負極１３とがリチウムイオン電池の正極及び負極として機能する。

【0044】

単電池１０は、正極樹脂集電体１７及び負極樹脂集電体１９の間に配置されて正極樹脂集電体１７及び負極樹脂集電体１９の間にセパレータ１４の周縁部を固定し、かつ正極活物質層１５、セパレータ１４及び負極活物質層１６を封止する、環状の枠部材１８を有することが好ましい。

【0045】

正極樹脂集電体１７及び負極樹脂集電体１９は、枠部材１８により所定間隔をもって対向するように位置決めされているとともに、セパレータ１４と正極活物質層１５及び負極活物質層１６も枠部材１８により所定間隔をもって対向するように位置決めされている。

【0046】

正極樹脂集電体１７とセパレータ１４との間の間隔、及び、負極樹脂集電体１９とセパレータ１４との間の間隔はリチウムイオン電池の容量に応じて調整され、これら正極樹脂集電体１７、負極樹脂集電体１９及びセパレータ１４の位置関係は必要な間隔が得られるように定められている。

【0047】

本発明の検査方法に用いられる検査対象物は、単電池１０に代えて、正極樹脂集電体１７、負極樹脂集電体１９、正極樹脂集電体１７に正極活物質層１５が積層された正極シート、負極樹脂集電体１９に負極活物質層１６が積層された負極シート、正極シートにセパレータ１４が組み合わされたセパレータ付き正極シート、又は、負極シートにセパレータ１４が組み合わされたセパレータ付き負極シートであってもよい。

【0048】

以下に、単電池を構成する各構成要素の好ましい態様について説明する。

【0049】

正極活物質層には正極活物質が含まれる。
正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属元素が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＡｌＭｎＯ_４、ＬｉＭｎＯ_２及びＬｉＭｎ_２Ｏ_４等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ_４、ＬｉＮｉ_１－ｘＣｏ_ｘＯ_２、ＬｉＭｎ_１－ｙＣｏ_ｙＯ_２、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ａｌ_１／３Ｏ_２及びＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及び遷移金属元素が３種類以上である複合酸化物［例えばＬｉＭ_ａＭ’_ｂＭ’’_ｃＯ_２（Ｍ、Ｍ’及びＭ’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４及びＬｉＮｉＰＯ_４）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ_２及びＶ_２Ｏ_５）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ_２及びＴｉＳ_２）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。

【0050】

正極活物質は、導電助剤及び被覆用樹脂で被覆された被覆正極活物質であることが好ましい。
正極活物質の周囲が被覆用樹脂で被覆されていると、電極の体積変化が緩和され、電極の膨張を抑制することができる。

【0051】

導電助剤としては、金属系導電助剤［アルミニウム、ステンレス（ＳＵＳ）、銀、金、銅及びチタン等］、炭素系導電助剤［グラファイト及びカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック及びサーマルランプブラック等）等］、及びこれらの混合物等が挙げられる。
これらの導電助剤は１種単独で用いられてもよいし、２種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物として用いられてもよい。
なかでも、電気的安定性の観点から、より好ましくはアルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、炭素系導電助剤及びこれらの混合物であり、さらに好ましくは銀、金、アルミニウム、ステンレス及び炭素系導電助剤であり、特に好ましくは炭素系導電助剤である。
また、これらの導電助剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料［好ましくは、上記した導電助剤のうち金属のもの］をめっき等でコーティングしたものでもよい。

【0052】

導電助剤の形状（形態）は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電助剤として実用化されている形態であってもよい。

【0053】

被覆用樹脂と導電助剤の比率は特に限定されるものではないが、電池の内部抵抗等の観点から、重量比率で被覆用樹脂（樹脂固形分重量）：導電助剤が１：０．０１～１：５０であることが好ましく、１：０．２～１：３．０であることがより好ましい。

【0054】

被覆用樹脂としては、特開２０１７－０５４７０３号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。

【0055】

また、正極活物質層は、被覆正極活物質に含まれる導電助剤以外にも導電助剤を含んでもよい。
導電助剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。

【0056】

正極活物質層は、正極活物質を含み、正極活物質同士を結着する結着材を含まない非結着体であることが好ましい。
ここで、非結着体とは、正極活物質が結着材（バインダともいう）により位置を固定されておらず、正極活物質同士及び正極活物質と集電体が不可逆的に固定されていないことを意味する。

【0057】

正極活物質層には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。
粘着性樹脂としては、例えば、特開２０１７－０５４７０３号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平１０－２５５８０５公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。
なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性（水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質）を有する樹脂を意味する。一方、結着材として用いられる溶液乾燥型の電極バインダは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。
従って、溶液乾燥型の電極バインダ（結着材）と粘着性樹脂とは異なる材料である。

【0058】

正極活物質層の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１５０～６００μｍであることが好ましく、２００～４５０μｍであることがより好ましい。

【0059】

負極活物質層には負極活物質が含まれる。
負極活物質としては、公知のリチウムイオン電池用負極活物質が使用でき、炭素系材料［黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）及び炭素繊維等］、珪素系材料［珪素、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、珪素－炭素複合体（炭素粒子の表面を珪素及び／又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び／又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等）及び珪素合金（珪素－アルミニウム合金、珪素－リチウム合金、珪素－ニッケル合金、珪素－鉄合金、珪素－チタン合金、珪素－マンガン合金、珪素－銅合金及び珪素－スズ合金等）等］、導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属（スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等）及び金属合金（例えばリチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金及びリチウム－アルミニウム－マンガン合金等）等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。

【0060】

また、負極活物質は、上述した被覆正極活物質と同様の導電助剤及び被覆用樹脂で被覆された被覆負極活物質であってもよい。
導電助剤及び被覆用樹脂としては、上述した被覆正極活物質と同様の導電助剤及び被覆用樹脂を好適に用いることができる。

【0061】

また、負極活物質層は、被覆負極活物質に含まれる導電助剤以外にも導電助剤を含んでもよい。導電助剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。

【0062】

負極活物質層は、正極活物質層と同様に、負極活物質同士を結着する結着材を含まない非結着体であることが好ましい。また、正極活物質層と同様に、粘着性樹脂が含まれていてもよい。

【0063】

負極活物質層の厚みは、特に限定されるものではないが、電池性能の観点から、１５０～６００μｍであることが好ましく、２００～４５０μｍであることがより好ましい。

【0064】

正極樹脂集電体及び負極樹脂集電体は、導電性高分子材料からなる樹脂集電体である。
樹脂集電体の形状は特に限定されず、導電性高分子材料からなるシート状の集電体、及び、導電性高分子材料で構成された微粒子からなる堆積層であってもよい。
樹脂集電体の厚さは、特に限定されないが、５０～５００μｍであることが好ましい。

【0065】

樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては例えば、導電性高分子や、樹脂に必要に応じて導電剤を添加したものを用いることができる。
導電性高分子材料を構成する導電剤としては、上述した被覆正極活物質に含まれる導電助剤と同様のものを好適に用いることができる。

【0066】

導電性高分子材料を構成する樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）及びポリシクロオレフィン（ＰＣＯ）が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリメチルペンテン（ＰＭＰ）である。

【0067】

セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム、多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム、合成繊維（ポリエステル繊維及びアラミド繊維等）又はガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用のセパレータが挙げられる。

【0068】

正極活物質層及び負極活物質層には電解液が含まれる。
電解液としては、公知のリチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する公知の電解液を使用することができる。

【0069】

電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６及びＬｉＣｌＯ_４等の無機酸のリチウム塩、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２及びＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等の有機酸のリチウム塩等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはイミド系電解質［ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２及びＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等］及びＬｉＰＦ_６である。

【0070】

非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。

【0071】

電解液の電解質濃度は、１～５ｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、１．５～４ｍｏｌ／Ｌであることがより好ましく、２～３ｍｏｌ／Ｌであることがさらに好ましい。
電解液の電解質濃度が１ｍｏｌ／Ｌ未満であると、電池の充分な入出力特性が得られないことがあり、５ｍｏｌ／Ｌを超えると、電解質が析出してしまうことがある。
なお、電解液の電解質濃度は、リチウムイオン電池用電極又はリチウムイオン電池を構成する電解液を、溶媒などを用いずに抽出して、その濃度を測定することで確認することができる。

【0072】

［組電池の製造方法］
本発明の組電池の製造方法は、本発明の検査方法により電気抵抗が許容範囲外である箇所が存在しないと判定された検査対象物を用いて、複数の単電池を積層する工程を備える。

【0073】

図５は、組電池の一例を模式的に示す一部切り欠き斜視図である。図５では、外装体の一部を除去して示している。
図５に示す組電池１００は、単電池１０が複数個接続されてなる。図５には、図４に示す単電池１０が５つ積層された組電池１００を示している。組電池１００では、隣り合う単電池１０の負極樹脂集電体１９の上面と正極樹脂集電体１７の下面が隣接するように積層されている。この場合、単電池１０は複数個直列接続されている。

【0074】

組電池１００は、外装体１１０に収容されている。外装体１１０としては、金属缶ケース、高分子金属複合フィルム等を使用することができる。

【0075】

組電池１００の最下面の正極樹脂集電体１７の上には導電性シートが設けられ、導電性シートの一部が外装体１１０から引き出されて正極引出端子１２０となる。また、組電池１００の最上面の負極樹脂集電体１９の上には導電性シートが設けられ、導電性シートの一部が外装体１１０から引き出されて負極引出端子１３０となる。正極引出端子１２０及び負極引出端子１３０を構成する導電性シートとしては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等の金属材料、並びに、焼成炭素、導電性高分子材料、導電性ガラス等の材料を適宜選択して用いることができる。

【0076】

上述のとおり、本発明の検査方法では、樹脂集電体、電極シート、セパレータ付き電極シート又は単電池単位で短絡等の不具合を発見することができる。これにより、本発明の組電池の製造方法では、確実に不具合が生じていない単電池を用いて組電池を作製することができるため、生産歩留まりを向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明の検査方法に用いられる単電池は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター、ハイブリッド自動車及び電気自動車用に用いられるリチウムイオン電池として有用である。

【符号の説明】

【0078】

１ 検査対象物
２ 導電体プローブ
１０ 単電池
１２ 正極
１３ 負極
１４ セパレータ
１５ 正極活物質層
１６ 負極活物質層
１７ 正極樹脂集電体
１８ 枠部材
１９ 負極樹脂集電体
１００ 組電池
１１０ 外装体
１２０ 正極引出端子
１３０ 負極引出端子
Ｐ 測定箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】