特許 7505426 組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法

(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】2024-06-17

(45)【発行日】2024-06-25

(54)【発明の名称】組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/54 20060101AFI20240618BHJP

【ＦＩ】

H01M10/54

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021045412

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022144414

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三橋 利彦

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０５３１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９５０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０９７１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の再構成方法であって、
前記シール部の状態を示す所定指標値を取得する取得工程と、
取得された前記所定指標値で示される前記シール部の状態に応じて前記組電池の再構成における前記単電池の配置を決定する配置決定工程とを含む、組電池の再構成方法。

【請求項2】

前記取得工程において、回収された前記組電池から分解した前記単電池の前記シール部の前記所定指標値を測定することで前記所定指標値を取得し、
取得された前記所定指標値が規定値を満たさない場合、当該所定指標値の前記単電池は前記組電池の再構成に用いないと決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の組電池の再構成方法。

【請求項3】

前記配置決定工程において、取得された前記所定指標値が前記シール部の状態が良いことを示す値である程、前記組電池の使用時に温度が高くなる部位への配置を決定する、請求項１または請求項２に記載の組電池の再構成方法。

【請求項4】

前記配置決定工程において、前記所定指標値が前記シール部の状態が良いことを示す所定値以上である場合、前記組電池の使用時に温度が所定度以上となる部位への配置を決定する一方、前記所定指標値が前記所定値未満である場合、前記組電池の使用時に温度が前記所定度以上とならない部位への配置を決定する、請求項３に記載の組電池の再構成方法。

【請求項5】

ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造方法であって、
回収された前記組電池から分解した前記単電池の前記シール部の状態を示す所定指標値を取得する工程と、
取得された前記所定指標値で示される前記シール部の状態に応じて前記組電池の再構成において前記単電池を配置する部位を決定する工程と、
決定された部位に前記単電池を配置することにより前記組電池を再構成する工程とを含む、組電池の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の製造方法によって製造される、組電池。

【請求項7】

ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造支援装置であって、
前記製造支援装置は、演算処理部と記憶部とを備え、
前記演算処理部は、
取得された前記シール部の状態を示す所定指標値を前記記憶部に記憶させ、
前記記憶部に記憶された前記所定指標値で示される前記シール部の状態に応じて前記組電池の再構成における前記単電池の配置を決定する、組電池の製造支援装置。

【請求項8】

ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造支援方法であって、
前記製造支援方法は、演算処理部と記憶部とを備える製造支援装置によって実行され、
前記製造支援方法は、前記演算処理部が、
取得された前記シール部の状態を示す所定指標値を前記記憶部に記憶させるステップと、
前記記憶部に記憶された前記所定指標値で示される前記シール部の状態に応じて前記組電池の再構成における前記単電池の配置を決定するステップとを含む、組電池の製造支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法に関し、特に、ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、組電池の再構成時に、組電池を構成する二次電池の電池特性を取得し、取得した電池特性に応じて変化するばらつきの許容範囲を用いて二次電池を分類し、分類した二次電池ごとに組電池を再生する、二次電池の再利用方法があった（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１７１０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両に組電池を搭載して使用する場合、組電池の部位によって温度が異なる。また、電池の寿命に関連するのは組電池を構成する二次電池（たとえば、単電池）の電池特性だけではない。

【0005】

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この開示に係る組電池の再構成方法は、ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の再構成方法である。再構成方法は、シール部の状態を示す所定指標値を取得する取得工程と、取得された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成における単電池の配置を決定する配置決定工程とを含む。

【0007】

このような構成によれば、単電池のシール部の状態を示す所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成における単電池の配置が決定される。組電池の使用時においては、単電池の配置によって単電池のシール部に与える影響が異なる。また、単電池のシール部の状態に応じて単電池の寿命が異なる。このため、単電池の寿命を長くするように単電池を組電池に再構成できる。その結果、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の再構成方法を提供することができる。

【0008】

取得工程において、回収された組電池から分解した単電池のシール部の所定指標値を測定することで所定指標値を取得し、取得された所定指標値が規定値を満たさない場合、当該所定指標値の単電池は組電池の再構成に用いないと決定する工程をさらに含むようにしてもよい。このような構成によれば、再構成した組電池の寿命に影響を与える、単電池のシール部の所定指標値が既定値を満たさないような単電池は組電池の再構成に用いないようにすることができる。その結果、再構成後の組電池の寿命を長くすることができる。

【0009】

配置決定工程において、取得された所定指標値がシール部の状態が良いことを示す値である程、組電池の使用時に温度が高くなる部位への配置を決定するようにしてもよい。組電池の使用時において温度が高くなる部位はシール部に与える影響が大きい。このような構成によれば、このようなシール部に与える影響が大きい部位に、シール部の状態が良い単電池を配置することができる。その結果、再構成後の組電池の寿命を長くすることができる。

【0010】

配置決定工程において、所定指標値がシール部の状態が良いことを示す所定値以上である場合、組電池の使用時に温度が所定度以上となる部位への配置を決定する一方、所定指標値が所定値未満である場合、組電池の使用時に温度が所定度以上とならない部位への配置を決定するようにしてもよい。このような構成によれば、シール部に与える影響が比較的大きい部位に、シール部の状態が良い単電池を配置することができ、シール部に与える影響が比較的小さい部位に、シール部の状態が良くない単電池を配置することができる。その結果、再構成後の組電池の寿命を長くすることができる。

【0011】

この開示の他の局面によれば、組電池の製造方法は、ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造方法である。製造方法は、回収された組電池から分解した単電池のシール部の状態を示す所定指標値を取得する工程と、取得された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成において単電池を配置する部位を決定する工程と、決定された部位に単電池を配置することにより組電池を再構成する工程とを含む。

【0012】

このような構成によれば、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の製造方法を提供することができる。

【0013】

この開示のさらに他の局面によれば、組電池は、上述の製造方法によって製造される。このような構成によれば、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池を提供することができる。

【0014】

この開示のさらに他の局面によれば、組電池の製造支援装置は、ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造支援装置である。製造支援装置は、演算処理部と記憶部とを備える。演算処理部は、取得されたシール部の状態を示す所定指標値を記憶部に記憶させ、記憶部に記憶された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成における単電池の配置を決定する。

【0015】

このような構成によれば、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の製造支援装置を提供することができる。

【0016】

この開示のさらに他の局面によれば、組電池の製造支援方法は、ラミネート型でシール部を有する複数の単電池を含んで構成される組電池の製造支援方法である。製造支援方法は、演算処理部と記憶部とを備える製造支援装置によって実行される。製造支援方法は、演算処理部が、取得されたシール部の状態を示す所定指標値を記憶部に記憶させるステップと、記憶部に記憶された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成における単電池の配置を決定するステップとを含む。

【0017】

このような構成によれば、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の製造支援方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0018】

この開示によれば、再構成後の組電池の寿命を長くすることが可能な組電池の再構成方法、組電池の製造方法、組電池、製造支援装置および製造支援方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】組電池の回収から製造・販売までの物流の一態様を示す図である。

【図2】電池物流モデルにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【図3】この実施の形態の電池物流モデルに適用される電池管理システムの構成例を示す図である。

【図4】この実施の形態の車両、管理サーバおよび製造業者の端末の構成の概略を示す図である。

【図5】第１実施形態における車両に搭載される組電池における温度分布の例を説明するための図である。

【図6】第１実施形態における電池製造支援処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】この実施の形態のセルのシール幅の検査を説明するための第１の図である。

【図8】この実施の形態のセルのシール幅の検査を説明するための第２の図である。

【図9】第２実施形態における車両に搭載される組電池における温度分布の例を説明するための図である。

【図10】第２実施形態における電池製造支援処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態は説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

【0021】

本開示において、組電池（「電池パック」ともいう。）は、複数のスタック（モジュールまたはブロックともいう。）を含む。複数のスタックは、直列接続されていてもよいし並列接続されていてもよい。複数のスタックの各々は、直列または並列に接続された複数のセル（単電池）を含む。

【0022】

一般に、組電池の「再利用」は、リユース、リビルドおよびリサイクルに大別される。リユースの場合、回収された組電池は、必要な出荷検査を経て、そのままリユース品として出荷される。リビルトの場合、回収された組電池は、たとえば一旦、スタックまたはセルに分解される。そして、分解されたスタックまたはセルのうち、再利用可能なスタックまたはセルが組み合わされ、新たな組電池が製造される（再構成）。新たに製造された組電池は、出荷検査を経て、リビルト品として出荷される。これに対し、リサイクル（資源リサイクル）では、各セルから再生可能な材料が取り出されるため、回収された組電池が他の組電池として使用されることはない。

【0023】

［第１実施形態］
図１は、組電池の回収から製造・販売までの物流の一態様を示す図である。以下では、図１に示される物流の態様を「電池物流モデル」と称する。図２は、電池物流モデルにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【0024】

図１および図２を参照して、電池物流モデルでは、複数の車両９０Ａ～９０Ｄから組電池９００Ａ～９００Ｃが回収される。本実施の形態では、回収された組電池９００Ａ～９００Ｃから使用済みのセルが取り出され、再利用可能なセルを再利用することで、組電池９００が製造（再構成）および販売される。そして、あるユーザの車両９０に搭載された組電池９００と交換される。

【0025】

回収業者１０は、車両９０Ａ～９０Ｃから使用済みの組電池９００Ａ～９００Ｃを回収する。車両９０Ａ～９０Ｃには、組電池９００Ａ～９００Ｃがそれぞれ搭載されている。なお、図１では、紙面の都合上、３台の車両のみを示すが、実際には、より多くの車両から組電池９００が回収される。回収業者１０は、回収された組電池９００Ａ～９００Ｃを分解し、組電池９００Ａ～９００Ｃから複数のセルを取り出す（ステップＳ１０１）。

【0026】

この電池物流モデルでは、セルごとに当該セルを特定するための識別情報（以下「ＩＤ」という。）が付与されている。各セルの情報は、管理サーバ８０によってＩＤを用いて管理されている。そのため、回収業者１０は、組電池９００Ａ～９００Ｃから取り出された各セルのＩＤを、端末７０Ａ（図３参照）を用いて管理サーバ８０に送信する。

【0027】

検査業者２０は、回収業者１０によって回収された各セルの性能検査を実施する（ステップＳ１０２）。具体的には、検査業者２０は、回収されたセルの電気的特性を検査する。たとえば、検査業者２０は、満充電容量、抵抗値、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）、ＳＯＣ（State Of Charge）等を検査できる。検査業者２０は、上記の電気的特性に加えて、各セルに含まれる電解液の残量を検査する。

【0028】

そして、検査業者２０は、それらの検査結果に基づいて、各セルを再利用可能なセルと再利用不可能なセルとに分別し、再利用可能なセルについては製造業者３０に引き渡し、再利用不可能なセル（資源リサイクルすることが望ましいセル）についてはリサイクル業者５０に引き渡す。なお、各セルの検査結果は、検査業者２０の端末７０Ｂ（図３参照）を用いて管理サーバ８０に送信される。

【0029】

製造業者３０は、検査業者２０から引き渡されたセルを再構成することによって新たな組電池９００を製造する（ステップＳ１０３）。本実施の形態では、組電池９００を製造するための情報（組立情報）が管理サーバ８０において生成され、製造業者３０の端末７０Ｃ（図３参照）に送信される。製造業者３０は、その組立情報に従って、セルを組合わせて、車両９０の組電池９００を製造（リビルド）する。

【0030】

販売店４０は、製造業者３０によって製造された組電池９００を車両用として販売したり、住宅等で利用可能な定置用として販売したりする（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、車両９０が販売店４０に持ち込まれ、販売店４０において、車両９０の組電池９００が製造業者３０により製造されたリユース品またはリビルド品に交換される。

【0031】

リサイクル業者５０は、検査業者２０によって再利用不可能とされたセル（またはスタック）を解体し、新たなセルやその他製品の原料として利用するために再資源化する。

【0032】

なお、図１では、回収業者１０、検査業者２０、製造業者３０および販売店４０は互いに異なる業者としたが、業者の区分はこれに限定されるものではない。たとえば、検査業者２０と製造業者３０とが同一業者であってもよい。あるいは、回収業者１０は、組電池９００を回収する業者と、回収された組電池９００を解体する業者とに分かれていてもよい。また、各業者および販売店の拠点は、特に限定されるものではない。各業者および販売店の拠点は別々であってもよいし、複数の業者または販売店が同一拠点にあってもよい。

【0033】

図３は、この実施の形態の電池物流モデルに適用される電池管理システム１の構成例を示す図である。図３を参照して、電池管理システム１は、端末７０Ａ～７０Ｄと、管理サーバ８０と、通信ネットワーク８１と、基地局８２とを備える。

【0034】

端末７０Ａは、回収業者１０の端末である。端末７０Ｂは、検査業者２０の端末である。端末７０Ｃは、製造業者３０の端末である。端末７０Ｄは、販売店４０の端末である。

【0035】

管理サーバ８０および各端末７０Ａ～７０Ｄは、インターネット等である通信ネットワーク８１を介して互いに通信可能に構成されている。通信ネットワーク８１の基地局８２は、車両９０と無線通信によって情報の授受が可能に構成されている。

【0036】

検査業者２０には電池検査システム２が設置されている。電池検査システム２は、各セルの劣化の進行度合いを評価するための特性を測定する。そして、電池検査システム２は、当該セルの劣化の進行度合いの評価結果に基づいて、当該セルの再利用態様（リビルドまたはリサイクル）を判定する。電池検査システム２により判定されたセルの再利用態様は、たとえば端末７０Ｂを介して管理サーバ８０に送信される。

【0037】

図４は、この実施の形態の車両９０、管理サーバ８０および製造業者３０の端末７０Ｃの構成の概略を示す図である。図４を参照して、車両９０は、組電池９００と、温度センサ１１２と、電力制御ユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」という）１２０と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor Generator）」という）１３０と、駆動輪１４０と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という）１５０と、記憶部１６０と、通信装置１７０とを含む。

【0038】

組電池９００は、複数のセルにより構成され、たとえば、複数のリチウムイオン二次電池のセルが直列および／または並列に適宜接続されて構成される。組電池９００は、ＭＧ１３０により駆動輪１４０を駆動するための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。

【0039】

温度センサ１１２は、組電池９００内の組電池の温度Ｔｉを検出し、その検出値をＥＣＵ１５０へ出力する。温度センサ１１２は、少なくとも、組電池の外周近傍に配置されるセル（またはモジュール）の温度、および、組電池の中央部に配置されるセル（またはモジュール）の温度を検出する。

【0040】

図５は、第１実施形態における車両９０に搭載される組電池９００における温度分布の例を説明するための図である。図５を参照して、車載用の典型的な組電池９００は、数十個～数百個のセルを含むが、組電池９００に含まれるセル数は特に限定されるものではない。

【0041】

組電池９００にはセル１００Ａ～１００Ｚを冷却するための冷却機構（不図示）が設けられている。冷却機構は、液体（たとえば、水）の冷媒を用いる水冷機構である。水冷機構によりセル１００Ａ～１００Ｚへと送られた水は、矢印ＡＲ１，ＡＲ２で示すセル１００Ａ～１００Ｚの配列方向に流通する。これにより、各セル１００Ａ～１００Ｚが冷却される。なお、冷却機構の冷却方式は特に限定されず、空気により冷却する空冷機構であってもよい。

【0042】

このような構成においては、水冷機構により送られる液体の上流側（矢印ＡＲ１で示す）に設けられたセルに対する冷却効果の方が、下流側（矢印ＡＲ２で示す）に設けられたセルに対する冷却効果よりも高い。そのため、上流側に設けられたセル（たとえばセル１００Ａ）は、下流側に設けられたセル（たとえばセル１００Ｚ）と比べて、低温になる傾向がある。

【0043】

本実施の形態では、セル１００Ａ～１００Ｚを２つに区分する。そして、上流側に設けられたセル１００Ａ～１００Ｍを「低温部」とも記載し、下流側に設けられたセル１００Ｎ～１００Ｚを「高温部」とも記載する。高温部とは、組電池９００の使用時に温度が所定温度以上となる部位であり、低温部とは、組電池９００の使用時に温度が所定温度以上とならない部位である。一般に、二次電池の温度が高くなる程、二次電池の劣化の進行が速くなる。そのため、高温部は、低温部と比べて、劣化が進みやすいと言える。

【0044】

再び、図４を参照して、ＭＧ１３０は、回転電機であって、たとえば三相交流モータジェネレータである。ＭＧ１３０は、ＰＣＵ１２０によって駆動され、駆動輪１４０を回転させる。また、ＭＧ１３０は、車両９０の制動時等に回生発電を行なうことも可能である。ＭＧ１３０により発電された電力は、ＰＣＵ１２０により整流されて組電池９００に充電される。

【0045】

ＰＣＵ１２０は、インバータおよびコンバータを含んで構成され（いずれも不図示）、ＥＣＵ１５０からの駆動信号に従ってＭＧ１３０を駆動する。ＰＣＵ１２０は、ＭＧ１３０の力行駆動時は、組電池９００に蓄えられた電力を交流電力に変換してＭＧ１３０へ供給し、ＭＧ１３０の回生駆動時（車両９０の制動時等）は、ＭＧ１３０が発電した電力を整流して組電池９００へ供給する。

【0046】

ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory））、および、各種信号を入出力するための入出力ポートを含んで構成される（いずれも不図示）。ＥＣＵ１５０は、車両９０が所望の状態となるようにＰＣＵ１２０および組電池９００の充放電を制御する。また、ＥＣＵ１５０は、温度センサ１１２から温度Ｔｉの検出値を取得し、組電池９００の温度情報を生成して記憶部１６０へ出力する。

【0047】

リビルド品を製造するためのリビルド情報は、管理サーバ８０において生成される。そのため、ＥＣＵ１５０は、組電池９００の温度情報を生成して記憶部１６０に蓄積し、記憶部１６０から温度情報を定期的に読み出して、通信装置１７０により管理サーバ８０へ送信する。

【0048】

管理サーバ８０は、情報処理装置２１０と、通信装置２２０と、再利用品データベース（以下「ＤＢ」という。）２３０と、電池情報ＤＢ２４０とを含む。

【0049】

再利用品ＤＢ２３０は、回収業者１０により回収された中古の組電池９００Ａ～９００Ｃ（図１参照）に含まれ、かつ、検査業者２０により再利用可能とされたセル１００の情報を蓄積する。この情報は、たとえば、検査業者２０によって各セル１００の性能評価（劣化状態の評価）を実施することで収集され、各セル１００の劣化状態や、各セル１００の劣化しにくさを示す指標（劣化速度、セル容量、セル抵抗、負極の厚み、目付量等）を含む。

【0050】

電池情報ＤＢ２４０は、車両９０から定期的に受信する、組電池９００の温度情報を、車両９０を特定するＩＤと紐付けて蓄積する。

【0051】

情報処理装置２１０は、ＣＰＵ、メモリおよび入出力バッファを含んで構成される（いずれも不図示）。情報処理装置２１０は、組電池９００の交換を行なう車両９０を特定するための情報を販売店４０の端末７０Ｄから通信装置２２０により受信すると、電池情報ＤＢ２４０に記憶された車両９０についてのデータと、再利用品ＤＢ２３０に記憶された再利用可能なセル１００についてのデータとを用いて、組電池９００のリビルドを行なうためのリビルド情報を生成する。このリビルド情報を生成するための具体的な処理の詳細については、後ほど説明する。そして、情報処理装置２１０は、生成されたリビルド情報を通信装置２２０により製造業者３０の端末７０Ｃへ送信する。

【0052】

製造業者３０の端末７０Ｃは、通信装置７１と、制御部７２と、表示部７３とを含む。通信装置７１は、管理サーバ８０により生成されたリビルド情報を管理サーバ８０から取得する。制御部７２は、取得されたリビルド情報に従って、検査業者２０により検査されたセルの中から交換用セルを選択し、選択された交換用セルの情報を表示部７３に表示させる。製造業者３０は、表示部７３に表示された交換用セルの情報に基づいて、車両９０の組電池９００のリビルド品を製造する。端末７０Ａ，７０Ｂ、７０Ｄの構成も、端末７０Ｃの構成と同様である。

【0053】

従来、組電池９００の再構成時に、組電池９００を構成するセル１００の電池特性を取得し、取得した電池特性に応じて変化するばらつきの許容範囲を用いて二次電池を分類し、分類したセル１００ごとに組電池９００を再生する、セル１００の再利用方法があった。車両９０に組電池９００を搭載して使用する場合、組電池９００の部分によって温度が異なる。また、組電池９００の寿命に関連するのは組電池９００を構成するセル１００の電池特性だけではない。

【0054】

そこで、組電池９００の再構成方法は、ラミネート型でシール部を有する複数のセル１００を含んで構成される組電池９００の再構成方法であり、シール部の状態を示す所定指標値を取得する取得工程と、取得された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成におけるセル１００の配置を決定する配置決定工程とを含む。

【0055】

これにより、セル１００のシール部の状態を示す所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成におけるセル１００の配置が決定される。組電池９００の使用時においては、セル１００の配置によってセル１００のシール部に与える影響が異なる。また、セル１００のシール部の状態に応じてセル１００の寿命が異なる。このため、セル１００の寿命を長くするようにセル１００を組電池９００に再構成できる。その結果、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0056】

図６は、第１実施形態における電池製造支援処理の流れを示すフローチャートである。図６を参照して、この電池製造支援処理は、管理サーバ８０の情報処理装置２１０によって実行される。

【0057】

まず、情報処理装置２１０は、検査業者２０の端末７０Ｂからのセル１００のＩＤおよび当該セル１００のシール幅の入力を受付けたか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

【0058】

ここで、検査業者２０でのシール幅の検査について説明する。図７および図８は、それぞれ、この実施の形態のセル１００のシール幅の検査を説明するための第１および第２の図である。図７（Ａ）および図８（Ａ）は、セル１００の平面図を示す。図７（Ｂ）および図８（Ｂ）は、セル１００の一部の断面図を示す。

【0059】

この実施の形態において、セル１００は、ラミネート型のリチウムイオン二次電池である。セル１００は、ラミネート型であれば、他の種類の二次電池（たとえば、リチウムイオンポリマー二次電池，全固体電池）であってもよい。

【0060】

図７および図８を参照して、セル１００は、電極体１０１と、第１面側ラミネートフィルム１０２と、第２面側ラミネートフィルム１０３と、正極タブ１０４と、負極タブ１０５とを含む。

【0061】

電極体１０１は、複数の正極と、複数の負極と、複数のセパレータとを有する。正極および負極は、交互に積層される。正極は、リチウム（Ｌｉ）イオンを吸蔵する正極活物質を有する。負極は、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を有する。セパレータは、正極と負極との間に配置される。セパレータは、リチウムイオンを透過させる絶縁性の材料により形成される。

【0062】

第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３は、電極体１０１を収納する。なお、図示されていないが、第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３で挟まれた内部には、電極体１０１とともに、電解液も封入される。第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３は、図７（Ａ）および図８（Ａ）の平面図における外周縁に沿って、シール部（第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３の外周のハッチングされた部分。図７（Ｂ）のＡ－Ａ断面図および図８（Ｂ）のＢ－Ｂ断面図参照。）を有する。第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３の外周縁は、平面図において、例えば矩形形状である。

【0063】

第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３は、金属製（例えば、アルミニウム（Ａｌ）製）のフィルム基体と、フィルム基体の両面上に形成された樹脂層とを有している。シール部は、第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３の両樹脂層を接触させた状態で、これらの樹脂層を加熱により溶着させることにより形成される。図７で示されるように、製造直後の新品時には、シール部は、長辺側および短編側のそれぞれで、第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３の外周縁から一様の所定幅とされる。

【0064】

セル１００の充放電を続けていると、電解液からガスが発生することにより、第１面側ラミネートフィルム１０２および第２面側ラミネートフィルム１０３で挟まれた電解液がある空間の圧力が上がる場合がある。この圧力により、シール部を剥がす方向に力が掛かる。これにより、セル１００の新品時には、図７で示すように、シール部の幅が一様であった状態が、セル１００の使用を続けると、図８で示すように、シール部の一部の幅が新品時よりも小さくなってしまう場合がある。このシール部の幅（「シール幅」ともいう。）が０となってしまうと、セル１００が開封してしまう虞がある。

【0065】

このため、検査業者２０において、シール幅が測定される。具体的には、ノギスまたは定規などの長さを測定する器具により、シール部の厚みが一定の部分のシール幅が測定される。図８（Ａ）で示したように、セル１００の長辺の中程のシール幅が全周で最も小さくなる場合が比較的多いので、少なくともセル１００の長辺のいずれかの中程のシール幅が計測される。しかし、シール部の溶着が弱い部分のシール幅が全周で最も小さくなる場合もあるので、他の複数部分のシール幅も計測されることが望ましい。また、シール幅が小さくなっている部分を目視で確認することもできるため、その部分のシール幅も計測されることが望ましい。

【0066】

検査業者２０の検査員は、このようにセル１００のシール幅を測定して、測定したシール幅と当該セル１００のＩＤとを端末７０Ｂに入力する。入力されたシール幅およびセル１００のＩＤは、対応付けられて、端末７０Ｂの記憶装置に蓄積される。端末７０Ｂは、所定のタイミングで、シール幅およびセル１００のＩＤの組合せを管理サーバ８０に送信する。

【0067】

図６に戻って、情報処理装置２１０は、端末７０Ｂからシール幅およびセル１００のＩＤの組合せを受信すると、これらの入力を受付けた（ステップＳ１１１でＹＥＳ）と判断し、受信したシール幅をセル１００のＩＤに対応付けて、再利用品ＤＢ２３０に蓄積する（ステップＳ１１２）。

【0068】

ステップＳ１１２の後、情報処理装置２１０は、シール幅が規定値を超えるか否かを判断する（ステップＳ１１３）。この規定値は、この規定値以下であると当該セル１００は再利用には望ましくないと判断するための値である。シール幅が規定値を超えない（ステップＳ１１３でＮＯ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、当該セル１００のＩＤに対応づけて、再利用が不可である旨も、再利用品ＤＢ２３０に蓄積する（ステップＳ１１４）。

【0069】

セルＩＤおよびシール幅の入力を受付けていない（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、シール幅が規定値を超える（ステップＳ１１３でＹＥＳ）と判断した場合、または、ステップＳ１１４の後、情報処理装置２１０は、製造業者３０への組電池９００の製造指示を作成するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１２１）。

【0070】

製造指示の作成タイミングである（ステップＳ１２１でＹＥＳ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、使用するセル１００を決定する対象の組電池９００の部位の通常時の温度の上限を特定する（ステップＳ１２２）。組電池９００の各部位の通常時の温度は、走行時および充電時等における温度であり、車両９０の温度センサ１１２によって検出されて、管理サーバ８０の電池情報ＤＢ２４０に蓄積される。通常時の温度には異常時の温度は含まれない。ステップＳ１２２において、この電池情報ＤＢに蓄積された温度のうち、使用するセル１００を決定する対象の部位の温度の上限が特定される。

【0071】

情報処理装置２１０は、使用セルの決定対象の部位が、特定した当該部位の温度の上限が所定温度以上の高温部位であるか否かを判断する（ステップＳ１２３）。前述の図５で示したように、高温部位は水冷機構の下流側である傾向がある。使用セルの決定対象の部位が高温部位である（ステップＳ１２３でＹＥＳ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、再利用品ＤＢ２３０に蓄積されたセル１００のうち、シール幅が大きい（たとえば、所定限界幅以上の）セル１００を、当該部位に配置するセル１００として決定する（ステップＳ１２４）。

【0072】

一方、使用セルの決定対象の部位が高温部位でない（ステップＳ１２３でＮＯ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、再利用品ＤＢ２３０に蓄積されたセル１００のうち、シール幅が小さい（たとえば、所定限界幅未満の）セル１００を、当該部位に配置するセル１００として決定する（ステップＳ１２５）。

【0073】

ステップＳ１２４またはステップＳ１２５の後、情報処理装置２１０は、組電池９００の全部位について、使用するセル１００が決定されたか否かを判断する（ステップＳ１２６）。全部位について使用するセル１００が決定されていない（ステップＳ１２６でＮＯ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、実行する処理をステップＳ１２２に戻す。

【0074】

一方、全部位について使用するセル１００が決定された（ステップＳ１２６でＹＥＳ）と判断した場合、情報処理装置２１０は、使用するセル１００のＩＤと、そのセル１００を配置する組電池９００の部位との組合せを示す製造指示を、製造業者３０の端末７０Ｃに出力する（ステップＳ１２７）。

【0075】

製造業者３０は、管理サーバ８０の情報処理装置２１０から製造指示を受信すると、図２のステップＳ１０３で示したように、その製造指示にしたがって、指定されたセル１００の指定された部位に配置することで組電池９００を製造する。

【0076】

［第２実施形態］
前述した第１実施形態においては、図５および図６で示したように、組電池９００を高温部と低温部とに分けて、比較的シール幅の大きいセル１００を高温部に配置し、比較的シール幅の小さいセル１００を低温部に配置するようにした。

【0077】

第２実施形態においては、組電池９００の温度範囲を２段階以上の複数段階の範囲に分けて、シール幅に応じてセル１００を配置するようにする。

【0078】

図９は、第２実施形態における車両９０に搭載される組電池９００における温度分布の例を説明するための図である。第１実施形態においては、図５で示したように、組電池９００の温度範囲は、高温部と低温部とに分けるようにした。図９を参照して、第２実施形態においては、組電池９００の温度範囲が、通常時の温度の上限が、温度Ｔ1～Ｔ2の部分、温度Ｔ2～Ｔ3の部分、・・・、温度Ｔk～Ｔk+1の部分、・・・、温度Ｔn-2～Ｔn-1の部分、および、温度Ｔn-1～Ｔnの部分（Ｔ1＜Ｔ2＜・・・＜Ｔk＜Ｔk+1＜・・・＜Ｔn-2＜Ｔn-1＜Ｔn）に分けられる。

【0079】

図１０は、第２実施形態における電池製造支援処理の流れを示すフローチャートである。図１０を参照して、この電池製造支援処理は、管理サーバ８０の情報処理装置２１０によって実行される。図１０の電池製造支援処理のうち、ステップＳ１２４Ａ以外の処理は、図６で示した電池製造支援処理と共通であるので、重複する説明は繰り返さない。

【0080】

前述の図６で示したステップＳ１２２の後、情報処理装置２１０は、再利用品ＤＢ２３０に蓄積されたセル１００のうち、ステップＳ１２２で特定した当該部位の通常時の温度の上限を含む温度範囲に応じたシール幅のセル１００を、当該部位のセル１００として決定し（ステップＳ１２４Ａ）、実行する処理を前述の図６で示したステップＳ１２６に進める。

【0081】

［その他の変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、図６から図８および図１０で示したように、シール部の状態を示す指標が、計測時のシール幅が全周で最も小さいシール部のシール幅であることとした。しかし、これに限定されず、シール部の状態を示す指標値は、計測時のシール部の接着の状態を示すものであればよく、製造直後の新品時のシール幅に対する、計測時の全周で最も小さいシール幅の比率であってもよいし、計測時の全周のうち所定の複数の部分のシール幅の平均値であってもよいし、製造直後の新品時のシール幅に対する、計測時の当該平均値の比率であってもよいし、計測時のシール部の接着面積であってもよいし、製造直後の新品時のシール部の接着面積に対する、測定時の接着面積の比率であってもよいし、計測時の全周の所定の複数の部分のシール幅のうち所定閾値未満となっている部分の数であってもよい。

【0082】

（２） 前述した実施の形態においては、組電池９００の各部の温度は、車両９０の温度センサ１１２によって検出され、定期的に管理サーバ８０に送信されるようにした。これにより、図５および図９で示したような組電池９００の各部の温度範囲が特定されるようにした。しかし、これに限定されず、実験またはシミュレーションによって組電池９００の各部の温度範囲が予め特定されるようにしてもよい。

【0083】

（３） 前述した実施の形態においては、組電池９００のセル１００の検査、および、セル１００から組電池９００への再構成は、作業者によって実行されるようにした。しかし、これに限定されず、組電池９００のセル１００の検査、および、セル１００から組電池９００への再構成が、検査機器、製造機械およびロボットなどの機械によって自動的に実行されるようにしてもよい。

【0084】

（４） 前述した実施の形態においては、図６のステップＳ１２２からステップＳ１２５、ならびに、図１０のステップＳ１２２およびステップＳ１２４Ａで示したように、組電池９００の部位ごとの温度に応じたシール幅のセル１００を配置して組電池９００を構成するようにした。しかし、これに限定されず、組電池９００の部位ごとの温度に関係なく、セル１００の冷却機構の比較的冷却効果が高い上流側から比較的冷却効果が低い下流側に向けて、シール幅の小さいセル１００から大きいセル１００に並ぶ順でセル１００を配置するようにしてもよい。

【0085】

（５） 前述した実施の形態は、組電池９００の再構成方法、組電池９００の製造方法、組電池９００、組電池９００の製造支援装置、および、組電池９００の製造支援方法と捉えることができる。

【0086】

［まとめ］
（１） 図１から図１０で示したように、組電池９００の再構成方法は、ラミネート型でシール部を有する複数のセル１００を含んで構成される組電池９００の再構成方法である。図６および図１０で示したように、再構成方法は、シール部の状態を示す所定指標値を取得する取得工程（たとえば、図６，図１０のステップＳ１１２）と、取得された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成におけるセル１００の配置を決定する配置決定工程（たとえば、図６，図１０のステップＳ１２２～ステップＳ１２６）とを含む。

【0087】

これにより、セル１００のシール部の状態を示す所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成におけるセル１００の配置が決定される。組電池９００の使用時においては、セル１００の配置によってセル１００のシール部に与える影響が異なる。また、セル１００のシール部の状態に応じてセル１００の寿命が異なる。このため、セル１００の寿命を長くするようにセル１００を組電池９００に再構成できる。その結果、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0088】

（２） 図６および図１０で示したように、取得工程において、回収された組電池９００から分解したセル１００のシール部の所定指標値を測定することで所定指標値を取得し（たとえば、図６，図１０のステップＳ１１１，ステップＳ１１２）、取得された所定指標値が規定値を満たさない場合、当該所定指標値のセル１００は組電池９００の再構成に用いないと決定する工程（たとえば、図６，図１０のステップＳ１１３，ステップＳ１１４）をさらに含む。これにより、再構成した組電池９００の寿命に影響を与える、セル１００のシール部の所定指標値が既定値を満たさないようなセル１００は組電池９００の再構成に用いないようにすることができる。その結果、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0089】

（３） 図５、図６、図９および図１０で示したように、配置決定工程において、取得された所定指標値がシール部の状態が良いことを示す値である程、組電池９００の使用時に温度が高くなる部位への配置を決定する。組電池９００の使用時において温度が高くなる部位はシール部に与える影響が大きい。これにより、このようなシール部に与える影響が大きい部位に、シール部の状態が良いセル１００を配置することができる。その結果、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0090】

（４） 図５および図６で示したように、配置決定工程において、所定指標値がシール部の状態が良いことを示す所定値以上である場合、組電池９００の使用時に温度が所定度以上となる部位への配置を決定する（たとえば、図６のステップＳ１２４）一方、所定指標値が所定値未満である場合、組電池９００の使用時に温度が所定度以上とならない部位への配置を決定する（たとえば、図６のステップＳ１２５）。これにより、シール部に与える影響が比較的大きい部位に、シール部の状態が良いセル１００を配置することができ、シール部に与える影響が比較的小さい部位に、シール部の状態が良くないセル１００を配置することができる。その結果、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0091】

（５） 図１から図１０で示したように、組電池９００の製造方法は、ラミネート型でシール部を有する複数のセル１００を含んで構成される組電池９００の製造方法である。図２、図６および図１０で示したように、製造方法は、回収された組電池９００から分解したセル１００のシール部の状態を示す所定指標値を取得する工程（たとえば、図２のステップＳ１０１，ステップＳ１０２，図６，図１０のステップＳ１１１～ステップＳ１１４）と、取得された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成においてセル１００を配置する部位を決定する工程（たとえば、図６，図１０のステップＳ１２２～ステップＳ１２７）と、決定された部位にセル１００を配置することにより組電池９００を再構成する工程（図２のステップＳ１０３）とを含む。これにより、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0092】

（６） 組電池９００は、上述の（５）の製造方法によって製造される。これにより、再構成後の組電池の寿命を長くすることができる。

【0093】

（７） 図１から図１０で示したように、組電池９００の製造支援装置（たとえば、管理サーバ８０）は、ラミネート型でシール部を有する複数のセル１００を含んで構成される組電池９００の製造支援装置である。図４で示したように、製造支援装置は、演算処理部（たとえば、情報処理装置２１０のＣＰＵ）と記憶部（たとえば、情報処理装置２１０のメモリ、再利用品ＤＢ２３０、電池情報ＤＢ２４０）とを備える。図６および図１０で示したように、演算処理部は、取得されたシール部の状態を示す所定指標値を記憶部に記憶させ（たとえば、図６，図１０のステップＳ１１１，ステップＳ１１２）、記憶部に記憶された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池９００の再構成におけるセル１００の配置を決定する（たとえば、図６，図１０のステップＳ１２２～ステップＳ１２６）。これにより、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0094】

（８） 図１から図１０で示したように、組電池９００の製造支援方法は、ラミネート型でシール部を有する複数のセル１００を含んで構成される組電池９００の製造支援方法である。図４、図６および図１０で示したように、製造支援方法は、演算処理部（たとえば、情報処理装置２１０のＣＰＵ）と記憶部（たとえば、情報処理装置２１０のメモリ、再利用品ＤＢ２３０、電池情報ＤＢ２４０）とを備える製造支援装置（たとえば、管理サーバ８０）によって実行される。図６および図１０で示したように、製造支援方法は、演算処理部が、取得されたシール部の状態を示す所定指標値を記憶部に記憶させるステップ（たとえば、図６，図１０のステップＳ１１１，ステップＳ１１２）と、記憶部に記憶された所定指標値で示されるシール部の状態に応じて組電池の再構成における単電池の配置を決定するステップ（たとえば、図６，図１０のステップＳ１２２～ステップＳ１２６）とを含む。これにより、再構成後の組電池９００の寿命を長くすることができる。

【0095】

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0096】

１ 電池管理システム、２ 電池検査システム、１０ 回収業者、２０ 検査業者、３０ 製造業者、４０ 販売店、５０ リサイクル業者、７０Ａ～７０Ｄ 端末、７１，１７０，２２０ 通信装置、７２ 制御部、７３ 表示部、８０ 管理サーバ、８１ 通信ネットワーク、８２ 基地局、９０，９０Ａ～９０Ｃ 車両、１００，１００Ａ～１００Ｚ セル、１０１ 電極体、１０２ 第１面側ラミネートフィルム、１０３ 第２面側ラミネートフィルム、１０４ 正極タブ、１０５ 負極タブ、１１２ 温度センサ、１２０ ＰＣＵ、１３０ ＭＧ、１４０ 駆動輪、１５０ ＥＣＵ、１６０ 記憶部、２１０ 情報処理装置、２３０ 再利用品ＤＢ、２４０ 電池情報ＤＢ、９００，９００Ａ～９００Ｃ 組電池。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】