特許 7605797 蓄電デバイスの短絡検査方法、蓄電デバイスの製造方法、及び、接続済みデバイス拘束体の製造方法

(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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】蓄電デバイスの短絡検査方法、蓄電デバイスの製造方法、及び、接続済みデバイス拘束体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/378 20190101AFI20241217BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20241217BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241217BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20241217BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G01R31/378

G01R31/52

H01M10/48 P

H01M10/04 Z

H02J7/00 Y

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022150809

(22)【出願日】2022-09-22

(65)【公開番号】P2024045813

(43)【公開日】2024-04-03

【審査請求日】2023-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】トヨタバッテリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 博昭

(72)【発明者】

【氏名】米山 俊樹

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０４５８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５５８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６１３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６７４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５３２９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６

Ｇ０１Ｒ ３１／５２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

初充電を経た蓄電デバイスを充電又は放電して第１デバイス電圧に調整する電圧調整工程と、
前記蓄電デバイスの放置前デバイス電圧を測定する放置前電圧測定工程と、
前記放置前デバイス電圧を測定した前記蓄電デバイスを、放置期間に亘り、端子開放状態で放置する放置工程と、
前記放置工程の後に、前記蓄電デバイスの放置後デバイス電圧を測定する放置後電圧測定工程と、
前記蓄電デバイスの前記放置前デバイス電圧と前記放置後デバイス電圧との間の実測電圧低下率を、前記放置前デバイス電圧から前記放置後デバイス電圧までの電圧低下量を前記放置期間で除して得る実測工程と、
前記蓄電デバイスの前記実測電圧低下率を用いて、当該蓄電デバイスの短絡の有無を判定する短絡判定工程と、を備える
蓄電デバイスの短絡検査方法であって、
前記短絡判定工程に先立ち、
予め得ておいた前記電圧調整工程での調整完了時以降のデバイス電圧の典型変化例を用いて、
前記電圧調整工程での電圧調整完了から前記放置前電圧測定工程での前記放置前デバイス電圧の測定までに掛かった経過時間、及び、前記放置期間に応じて、
前記蓄電デバイスに生じると推定される推定電圧低下率を取得する推定工程を更に備え、
前記短絡判定工程は、
前記実測電圧低下率と前記推定電圧低下率を用いて、当該蓄電デバイスの短絡の有無を判定する
蓄電デバイスの短絡検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄電デバイスの短絡検査方法であって、
前記電圧調整工程の後、前記放置前電圧測定工程の前に、
前記第１デバイス電圧に調整された複数の前記蓄電デバイスを、相互に未接続としつつ、拘束部材で拘束して、
複数の被拘束デバイスを含むデバイス拘束体を構成する拘束工程をさらに備え、
前記放置前電圧測定工程、前記放置工程、及び、前記放置後電圧測定工程を、前記デバイス拘束体に拘束された前記被拘束デバイスについて行う
蓄電デバイスの短絡検査方法。

【請求項3】

請求項１に記載の蓄電デバイスの短絡検査方法により、前記蓄電デバイスの短絡の有無を検査する短絡検査工程と、
上記短絡検査工程で短絡と判定された前記蓄電デバイスを排出する排出工程と、を備える
蓄電デバイスの製造方法。

【請求項4】

請求項２に記載の蓄電デバイスの短絡検査方法により、単一の前記デバイス拘束体に含まれる各々の前記被拘束デバイスの短絡の有無を検査する短絡検査工程と、
含まれている複数の前記被拘束デバイスがいずれも短絡を生じていないと判定された前記デバイス拘束体の前記被拘束デバイス同士を接続する接続工程と、を備える
接続済みデバイス拘束体の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載の接続済みデバイス拘束体の製造方法であって、
同じ前記デバイス拘束体に含まれていた複数の前記被拘束デバイスから、前記短絡検査工程で短絡を生じていると判定された少なくとも１つの前記被拘束デバイスを除去する除去工程と、
前記短絡判定工程で短絡を生じていないと判定された、残る複数の前記被拘束デバイスと、別の前記デバイス拘束体に含まれて、前記短絡検査工程で短絡を生じていないと判定されており、予め用意しておいた補充用蓄電デバイスとで、前記デバイス拘束体を再構成する再拘束工程と、を備える
接続済みデバイス拘束体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電デバイスの短絡検査方法、蓄電デバイスの製造方法、及び、接続済みデバイス拘束体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池などの蓄電デバイスを製造するに当たり、短絡検査を行うことが行われている。例えば，特許文献１には、初期活性化工程で初期充電された二次電池（以下、電池ともいう）を放電してＳＯＣの値を調整するＳＯＣ調整工程と、ＳＯＣ調整された電池を、即ち、所定の電池電圧に調整された電池を放置等して自己放電させる自己放電工程と、を備え、自己放電工程における電池の電圧降下量に基づいて短絡の有無を検出する二次電池の短絡検査方法が示されている。短絡している電池は、短絡していない電池に比して、同じ自己放電工程の期間に、大きな電圧降下量を生じるからである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１３４３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、初充電した後の電池を所定の電池電圧とし、その後に放置すると、上述したように、短絡している電池は、短絡していない電池に比して、同じ期間に、大きく電池電圧が低下する。電池内の短絡部位を介して、電池に蓄えられている電荷が放電されるからである。なお、この場合には、短絡部分の抵抗値が変化しないとすると、概ね定電流放電となり、電池のＳＯＣが低い場合（例えばＳＯＣ１０％以下の場合）など蓄積電荷量に対して電池電圧が非線形に急変する範囲を除いて、短絡している電池の電池電圧は概ね一定の割合で低下する。

【0005】

しかるに、初充電した後の電池を所定の電池電圧とし、その後に放置した場合に生じる電池電圧の低下は、上述の短絡による電池電圧の低下のみではない。例えば、短絡を生じていない（良品の）電池を初充電する。容量検査などのため充放電を行う。さらに充電により所定の電池電圧に調整し、その後さらに放置した場合、電池電圧を調整した直後に、電池電圧が比較的大きく低下する。しかし、その後は、時間の経過と共に電圧低下が緩やかになり、ついには概ね一定の電池電圧値に近づく挙動を取る。活物質粒子と電解液との反応による粒子表面へのＳＥＩ被膜形成が時間と共に鈍化し、このような被膜形成による電池電圧の低下が収束するためであると考えられる。つまり、初充電及び充放電を経た電池では、充電又は放電により所定の電池電圧に調整を完了してから短絡検査を開始するまでの経過時間の長短により、短絡検査の期間に生じる電池電圧の低下量の大きさが変化する。また、放置前の電圧測定から放置後の電圧測定までの期間（放置期間）の長さによっても、電池電圧の低下量の大きさは変化する。

【0006】

従って、短絡を生じていない電池では、所定の電池電圧に調整完了した以降、上述のように電池電圧が低下する。一方、短絡を生じている電池では、短絡を生じていない電池に生じる電圧低下に、短絡による電圧低下が加わった電圧低下が生じる。このため、短絡検査の期間に生じる電池電圧の低下率を得るだけでは、電池（蓄電デバイス）の短絡の有無を判断するのが難しかった。

【0007】

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、初充電し所定のデバイス電圧に調整した蓄電デバイスについて、適切に短絡の有無を判定できる蓄電デバイスの短絡検査方法、この検査方法を用いた蓄電デバイスの製造方法、及び、この検査方法を用いた接続済みデバイス拘束体の製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）上記課題を解決するための本発明の一態様は、初充電を経た蓄電デバイスを充電又は放電して第１デバイス電圧に調整する電圧調整工程と、前記蓄電デバイスの放置前デバイス電圧を測定する放置前電圧測定工程と、前記放置前デバイス電圧を測定した前記蓄電デバイスを、放置期間に亘り、端子開放状態で放置する放置工程と、前記放置工程の後に、前記蓄電デバイスの放置後デバイス電圧を測定する放置後電圧測定工程と、前記蓄電デバイスの前記放置前デバイス電圧と前記放置後デバイス電圧との間の実測電圧低下率を、前記放置前デバイス電圧から前記放置後デバイス電圧までの電圧低下量を前記放置期間で除して得る実測工程と、前記蓄電デバイスの前記実測電圧低下率を用いて、当該蓄電デバイスの短絡の有無を判定する短絡判定工程と、を備える蓄電デバイスの短絡検査方法であって、前記短絡判定工程に先立ち、予め得ておいた前記電圧調整工程での調整完了時以降のデバイス電圧の典型変化例を用いて、前記電圧調整工程での電圧調整完了から前記放置前電圧測定工程での前記放置前デバイス電圧の測定までに掛かった経過時間、及び、前記放置期間に応じて、前記蓄電デバイスに生じると推定される推定電圧低下率を取得する推定工程を更に備え、前記短絡判定工程は、前記実測電圧低下率と前記推定電圧低下率を用いて、当該蓄電デバイスの短絡の有無を判定する蓄電デバイスの短絡検査方法である。

【0009】

この蓄電デバイスの短絡検査方法では、個々の蓄電デバイスについて、実測電圧低下率を実測する一方、経過時間及び放置期間に応じた推定電圧低下率を得、この二者を用いて当該蓄電デバイスの短絡の有無を判定するので、適切に蓄電デバイスの短絡の有無を判定できる。

【0010】

なお、推定工程で、経過時間及び放置期間に応じた推定電圧低下率を得るに当たっては、先行する同一ロットや同一品番の別ロットなどの蓄電デバイスで得た経過時間及び放置期間に応じた実測電圧低下率を利用して、推定電圧低下率を得るようにすると良い。

【0011】

「蓄電デバイス」としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池や、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタなどが挙げられる。
行っても良い。

【0012】

（２）（１）蓄電デバイスの短絡検査方法であって、前記電圧調整工程の後、前記放置前電圧測定工程の前に、前記第１デバイス電圧に調整された複数の前記蓄電デバイスを、相互に未接続としつつ、拘束部材で拘束して、複数の被拘束デバイスを含むデバイス拘束体を構成する拘束工程をさらに備え、前記放置前電圧測定工程、前記放置工程、及び、前記放置後電圧測定工程を、前記デバイス拘束体に拘束された前記被拘束デバイスについて行う蓄電デバイスの短絡検査方法とすると良い。

【0013】

この蓄電デバイスの短絡検査方法では、蓄電デバイスを拘束した被拘束デバイスの状態で、当該被拘束デバイスの短絡の有無を適切に判定できる。

【0014】

「デバイス拘束体」としては、複数の蓄電デバイスを、拘束部材を用いてそれぞれ所定の方向に拘束した拘束体であれば良い。例えば、複数の二次電池などの蓄電デバイスを積層方向に一列に積み重ねた電池スタックなどのデバイススタックが挙げられる。

【0015】

電圧調整工程で第１デバイス電圧に調整した後の複数の蓄電デバイスを拘束して、複数の被拘束デバイスを含むデバイス拘束体を構成するに当たっては、蓄電デバイスを第１デバイス電圧に調整した後、速やかに拘束してデバイス拘束体としても良い。また、適宜の期間、無拘束下或いはデバイス拘束体での拘束よりも弱い弱拘束下で各蓄電デバイスを放置し、この状態で短絡していると判定した蓄電デバイスを除去してから、デバイス拘束体を構成するようにしても良い。

【0016】

（３）或いは（１）に記載の蓄電デバイスの短絡検査方法により、前記蓄電デバイスの短絡の有無を検査する短絡検査工程と、上記短絡検査工程で短絡と判定された前記蓄電デバイスを排出する排出工程と、を備える蓄電デバイスの製造方法とすると良い。

【0017】

上述の蓄電デバイスの製造方法では、短絡している蓄電デバイスを排出するので、短絡していない蓄電デバイスを適切に製造することができる。

【0018】

（４）あるいは（２）に記載の蓄電デバイスの短絡検査方法により、単一の前記デバイス拘束体に含まれる各々の前記被拘束デバイスの短絡の有無を検査する短絡検査工程と、含まれている複数の前記被拘束デバイスがいずれも短絡を生じていないと判定された前記デバイス拘束体の前記被拘束デバイス同士を接続する接続工程と、を備える接続済みデバイス拘束体の製造方法とすると良い。

【0019】

この接続済みデバイス拘束体の製造方法では、短絡検査工程で単一の前記デバイス拘束体に含まれる各々の被拘束デバイスの短絡の有無を検査し、含まれている複数の被拘束デバイスがいずれも短絡を生じていないと判定されたデバイス拘束体について、接続工程で被拘束デバイス同士を接続する。かくして、いずれも短絡を生じていないと判定された複数の被拘束デバイスを有するデバイス拘束体についてのみ、相互に接続して、容易に接続済みデバイス拘束体を製造できる。

【0020】

なお、被拘束デバイス（蓄電デバイス）同士の接続は、蓄電デバイスの接続端子の構造等に応じて適宜選択すれば良いが、例えば、バスバを用いて接続することができる。また、蓄電デバイス同士を電気的に直列接続とすることも、並列接続とすることもできる。

【0021】

（５）さらに（４）に記載の接続済みデバイス拘束体の製造方法であって、同じ前記デバイス拘束体に含まれていた複数の前記被拘束デバイスから、前記短絡検査工程で短絡を生じていると判定された少なくとも１つの前記被拘束デバイスを除去する除去工程と、前記短絡判定工程で短絡を生じていないと判定された、残る複数の前記被拘束デバイスと、別の前記デバイス拘束体に含まれて、前記短絡検査工程で短絡を生じていないと判定されており、予め用意しておいた補充用蓄電デバイスとで、前記デバイス拘束体を再構成する再拘束工程と、を備える接続済みデバイス拘束体の製造方法とすると良い。

【0022】

この接続済みデバイス拘束体の製造方法では、除去工程で短絡と判定された蓄電デバイスを除去する一方、再拘束工程では、短絡を生じていない残りの蓄電デバイスと、別のデバイス拘束体に含まれて短絡を生じていないと判定された補充用蓄電デバイスとで、デバイス拘束体を再構成する。かくして、被拘束デバイス内に短絡を生じた蓄電デバイスが含まれていた場合でも、容易にデバイス拘束体を再構成して接続済みデバイス拘束体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態１に係る電池の説明図である。

【図2】実施形態１，２に係る電池の製造工程を示すフローチャートである。

【図3】実施形態１，２に係り、短絡を生じていない電池の、電圧調整工程後の電池電圧の変化例を示すグラフである。

【図4】実施形態２に係る電池スタックの説明図である。

【図5】実施形態２に係る未接続電池スタックの説明図である。

【図6】実施形態２に係る電池スタックの製造工程を示すフローチャートである。

【図7】実施形態２に係る電池スタックの製造工程のうち、拘束短絡検査工程の内容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】

【0024】

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施形態等に係る電池（蓄電デバイス）１０の縦断面図を示す。この電池１０は、例えば、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両やドローン、各種機器に搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。

【0025】

この電池１０は、直方体状でアルミニウムからなるケース１１と、ケース１１の内部に収容された電極体１２と、ケース１１に支持され、ケース１１の内部で電極体１２に接続すると共に、ケース１１の外部（図１において上方）に突出する正極端子１４及び負極端子１５等を有している。

【0026】

次いで、電池１０の製造について、図２，図３を参照して説明する。先ず、未充電の電池１０を製造する。直方体状のケース１１を有する密閉型の電池１０の製造については、公知であるので説明を省略する。初充電工程Ｓ１（図２参照）では、まず未充電の電池１０に対し常温下でＳＯＣ６０～１００％とするＣＣＣＶ充電による初充電を行う。本実施形態では、例えば、２５℃の環境下で、定電流７Ｃ、カット電圧３．７５Ｖ（ＳＯＣ６０％相当）、カット電流０．３ＣのＣＣＣＶ充電を行う。次いで、高温エージング工程Ｓ２では、初充電した各電池１０を開放状態で、５０～８０℃の環境下で１０～２００時間に亘り放置する高温エージング（本実施形態では、例えば７０℃の環境下に１８時間）を行う。電池１０を冷却した後、更に、容量検査工程Ｓ３では、電池１０をＳＯＣ１００％まで充電し、その後、ＳＯＣ０％まで電池１０を放電させて電池１０の容量（上述の手法による場合は放電容量）を測定する。

【0027】

ついで、電圧調整工程Ｓ４で、各電池１０の電池電圧ＶＢを常温下でＳＯＣ３０～１００％の範囲内の第１電圧ＶＢ１まで充電する。本実施形態では、例えば、２５℃の環境下で、初充電工程Ｓ１と同じ、定電流７Ｃ、カット電圧３．７５Ｖ（ＳＯＣ６０％相当）、カット電流０．３ＣのＣＣＣＶ充電を行う。即ち、各電池１０の電池電圧ＶＢを、一旦、同じ第１電圧ＶＢ１（本実施形態では、ＶＢ１＝３．７５Ｖ）に揃える。

【0028】

続いて個別短絡検査工程Ｓ５では、電圧調整工程Ｓ４を行った後の個々の電池１０について短絡検査を行う。具体的にはまず、放置前電圧測定工程Ｓ５１で、電池１０の電池電圧ＶＢである放置前第２電圧ＶＢ２ａを測定する。なお、前述のように、ＣＣＣＶ充電により電池１０の電池電圧ＶＢを、一旦、同じ第１電圧ＶＢ１に揃えた。しかし、ＣＣＣＶ充電を終了した直後に、ＣＶ充電時に電池抵抗分に充電電流によって生じる電圧降下分だけ電池電圧ＶＢが低下する。このほか、電池１０が短絡していない場合でも、後述するように、時間の経過と共に、電池電圧ＶＢは徐々に低下する（図３参照）。このため、次述する個別放置工程Ｓ５２に先立ち、第１電圧ＶＢ１に充電された後の各々の電池１０の放置前第２電圧ＶＢ２ａを測定しておく。

【0029】

前述したように、電圧調整工程Ｓ４で、ＣＣＣＶ充電により、電池１０の電池電圧ＶＢを第１電圧ＶＢ１とする（以下、このタイミングを調整完了時Ｔｃとする。）と、調整完了時Ｔｃ以降、電池１０が短絡していない場合には、例えば図３のグラフに示すように、経過時間ＫＴの増加と共に、電池１０の電池電圧ＶＢは減少する。即ち、ＣＣＣＶ充電を終了すると、ＣＶ充電の終了直前には、電池１０にカットオフ電流（例えば１Ｃ）を流すことによって電池抵抗によって生じていた電圧降下分だけ、電池電圧ＶＢが速やかに低下する。更に、調整完了時Ｔｃの直後から数時間～１日程度経過するまでの期間に電池電圧ＶＢが大きく（例えば図６では、０．００３Ｖ＝３ｍＶ）程度低下した後、さらに徐々に低下する。但し、電池電圧ＶＢの低下は、徐々に緩やかになり、数１００日掛かって、電池電圧ＶＢは安定する。即ち、電池電圧ＶＢを第１電圧ＶＢ１とした調整完了時Ｔｃから、数日経過以降も電池電圧ＶＢは低下し続けるが、直線的に低下するのではなく、経過時間ＫＴが大きくなるほど電池電圧ＶＢの低下が緩やかになり、図３に示すように、下に凸の形状のグラフとなる。

【0030】

一方、電池１０が短絡していた場合には、電池１０内の短絡部位（図示しない）を介して、電池１０に蓄えられている電荷が放電される。このため、短絡部分の短絡抵抗値が変化しないとすると、概ね定電流放電となり、電池１０の電池電圧ＶＢは概ね一定の割合で低下する。つまり、電池１０が短絡していた場合には、前述の電池１０が短絡していない場合の電池電圧ＶＢの低下（図３参照）に、短絡部分の定電流放電による電池電圧ＶＢの一定割合での低下が加わった変化となる。

【0031】

次いで、個別放置工程Ｓ５２において、正極端子１４及び負極端子１５を開放状態とした電池１０を、無拘束或いは僅かに拘束した状態として、２５℃の環境下で個別放置期間ＩＨ（本実施形態１では、ＩＨ≧５．０日（ＩＨ≧１２０時間））に亘り放置する。その後、放置後電圧測定工程Ｓ５３で、放置後の電池１０の電池電圧ＶＢである放置後第２電圧ＶＢ２ｂを測定する。

【0032】

続く低下率取得工程Ｓ５４では、放置前第２電圧ＶＢ２ａと放置後第２電圧ＶＢ２ｂとの差電圧（第２電圧低下量ΔＶＢ２）を実際の個別放置期間ＩＨで除して、単位時間当たり（例えば、１日当たりの、或いは１時間当たり）の第２電圧低下量である第２電圧低下率ＤＶＢ２を算出する。

【0033】

個別放置期間ＩＨの長さは、個別放置期間ＩＨ内に週末を含むか否か、放置後電圧測定工程Ｓ５３の遅延の有無などにより、個別放置工程Ｓ５２のロット毎に放置後電圧測定工程Ｓ５３を行い得るタイミングが異なり、個別放置期間ＩＨの長さが変動する場合があり得る。このため、後述する短絡判定工程Ｓ５７において、放置前第２電圧ＶＢ２ａと放置後第２電圧ＶＢ２ｂとの差電圧（第２電圧低下量ΔＶＢ２）を用いるよりも、第２電圧低下率ＤＶＢ２などの低下率を用いた方が、判定基準との比較がしやすいからである。

【0034】

なお、図３では、経過時間ＫＴ＝５．０日で、個別放置期間ＩＨ＝５．０日であるとしたときに、放置前第２電圧ＶＢ２ａ、放置後第２電圧ＶＢ２ｂ、第２電圧低下量ΔＶＢ２、及び、第２電圧低下率ＤＶＢ２を得る場合を例示している。

【0035】

続く推定低下率取得工程Ｓ５５では、電池１０に生じると推定される推定電圧低下率ＥＤＶ２を取得する。具体的には、別途、先行する同一ロットや同一品番の別ロットなどの電池１０から得ておいた、電池１０の電圧調整工程Ｓ４での調整完了時Ｔｃ以降の電池電圧ＶＢの典型変化例（図３参照）や、電圧調整工程Ｓ４での調整完了時Ｔｃから放置前電圧測定工程Ｓ５１での放置前第２電圧ＶＢ２ａの測定までの経過時間ＫＴ、及び、個別放置期間ＩＨに応じて実測した第２電圧低下率ＤＶＢ２などを用いて得た関係式、関係式を示すグラフや関係表を得ておく。これらを用いて、今回供試された電池１０について、調整完了時Ｔｃからの経過時間ＫＴ及び個別放置期間ＩＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ２を得る。

【0036】

例えば、電池電圧ＶＢの典型変化例として、予め、図３に示すグラフが得られていたとした場合には、この図３のグラフを用いて、上述の第２電圧低下率ＤＶＢ２と同様にして、経過時間ＫＴ及び個別放置期間ＩＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ２を得ることができる。なお図３には、経過時間ＫＴ＝５．０日で、個別放置期間ＩＨ＝５．０日であるとしたときに、推定電圧低下率ＥＤＶ２を得る場合をも例示している。即ち、調整完了時Ｔｃから放置前第２電圧ＶＢ２ａの測定までの経過時間ＫＴ（図３ではＫＴ＝５．０日）が経過時点の推定放置前第２電圧ＥＶ２ａと、さらにこれから個別放置期間ＩＨが経過した時点（図３ではＫＴ＋ＩＨ＝１０．０日）の推定放置後第２電圧ＥＶ２ｂを取得し、推定第２電圧低下量ΔＥＶ２（＝ＥＶ２ａ－ＥＶ２ｂ）を算出し、これを個別放置期間ＩＨで除して推定電圧低下率ＥＤＶ２（＝ΔＥＶ２／ＩＨ）を得る。

【0037】

容易に理解できるように、本実施形態１では、電池１０毎に、調整完了時Ｔｃ以降、個別短絡検査工程Ｓ５（放置前電圧測定工程Ｓ５１）を行うまでの経過時間ＫＴが変動したり、個別放置期間ＩＨの長さが変動しても、経過時間ＫＴや個別放置期間ＩＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ２を得ることができる。

【0038】

さらに、しきい低下率算出工程Ｓ５６では、取得した推定電圧低下率ＥＤＶ２に予め定めた許容幅ＰＷ２を加えて、しきい低下率ＴＨＤ２（＝ＥＤＶ２＋ＰＷ２）を算出する。許容幅ＰＷ２は、推定電圧低下率ＥＤＶ２に生じ得るバラツキなどを考慮して定めておく。

【0039】

そして、短絡判定工程Ｓ５７では、電池１０について取得した第２電圧低下率ＤＶＢ２により、電池１０の短絡の有無を判定する。具体的には、第２電圧低下率ＤＶＢ２がしきい低下率ＴＨＤ２よりも大きい（ＤＶＢ２＞ＴＨＤ２）か否かを判断する。Ｎｏの場合、即ち、第２電圧低下率ＤＶＢ２がしきい低下率ＴＨＤ２よりも小さい（ＤＶＢ２＜ＴＨＤ２）場合には、電池１０には短絡が生じていないとする。かくして、個別短絡検査工程Ｓ５を終了し、電池１０を完成する。

【0040】

なお、個別短絡判定工程Ｓ５７でＹｅｓ、即ち、第２電圧低下率ＤＶＢ２がしきい低下率ＴＨＤ２よりも大きい（ＤＶＢ２＞ＴＨＤ２）の場合には、電池１０は短絡していると判断し、電池排出工程Ｓ６に移行する。電池排出工程Ｓ６では、短絡していると判断された不良電池１０Ｎを製造工程から排出する。

【0041】

本実施形態１の電池１０の短絡検査方法及び製造方法では、個々の電池１０について、第２電圧低下率ＤＶＢ２を実測する一方、経過時間ＫＴ及び個別放置期間ＩＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ２を得る。そして、この二者を用いて当該電池１０の短絡の有無を判定するので、適切に電池１０の短絡の有無を判定できる。そして、短絡している電池１０を製造工程から排出するので、短絡していない電池１０を適切に製造することができる。

【0042】

（実施形態２）
以下、実施形態２に係る電池スタック１を、図面を参照しつつ説明する。図４に本実施形態２に係る電池スタック（接続済みデバイス拘束体）１を示す。電池スタック１は、実施形態１の直方体状の電池（蓄電デバイス）１０（図１参照）を複数（例えば、本実施形態２では２８個）積層し、拘束部材５で定寸に拘束してなる。この電池スタック１は、スペーサ２を介して複数の電池１０を互いに積層方向（図１において左右方向）ＳＨに積層し、これらを拘束部材５で積層方向ＳＨに押圧して拘束している。具体的には、複数の被拘束電池１０Ｐ（電池１０）とスペーサ２とを交互に積層し、これらを一対の拘束板５１で挟み、積層方向ＳＨに延び拘束板５１の間に架け渡した拘束ボルト５２、これに螺着したナット５３及びワッシャ５４を用いて積層方向ＳＨに各被拘束電池１０Ｐを押圧して拘束している。各被拘束電池１０Ｐの正極端子１４及び負極端子１５）同士は、バスバ３を介して互いに接続されている。なお、本実施形態２の電池スタック１では、図４に示すように、各被拘束電池１０Ｐを交互に反転させて配置し、正極端子１４と負極端子１５とが積層方向ＳＨに一列に且つ交互に並ぶようにしてあり、バスバ３の接続によって、各被拘束電池１０Ｐは直列に接続されている。電池スタック１は、例えば、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載されて使用される。

【0043】

ついで、電池スタック１の製造について、図５～図７を参照して、以下に説明する。公知の手法で未充電の電池１０を製造しておく。そして実施形態１と同様にして、初充電工程Ｓ１（図６参照）でＣＣＣＶ充電による初充電を行う。次いで、高温エージング工程Ｓ２で高温エージングを行う。電池１０を冷却した後、更に、容量検査工程Ｓ３で電池１０を充放電して電池１０の容量を測定する。さらに、実施形態１と同様、電圧調整工程Ｓ４で、各電池１０を充電して、その電池電圧ＶＢを、一旦、第１電圧ＶＢ１に、具体的には、ＶＢ１＝３．７５Ｖに揃える。さらに、実施形態１と同様、個別短絡検査工程Ｓ５を行い、電池排出工程Ｓ６で不良電池１０Ｎを製造工程から排出する一方、短絡していない電池１０を得る。

【0044】

従って、ここまでの段階で、実施形態１と同様、個々の電池１０について、適切に電池１０の短絡の有無を判定できる。そして、短絡している電池１０を製造工程から排出するので、短絡していない電池１０を適切に製造して、以降の工程に供給することができる。

【0045】

続く拘束工程Ｓ２７（図６参照）では、上述の個別短絡検査工程Ｓ５（短絡判定工程Ｓ５７）で短絡していないと判断された各電池１０のほか、スペーサ２及び拘束部材５を用いて、公知の手法により、未接続電池スタック１Ｍ（図５参照）を形成する。この未接続電池スタック１Ｍでは、各電池１０は、積層方向ＳＨ（図中左右方向）に押圧され拘束された被拘束電池１０Ｐとなっている。このため、被拘束電池１０Ｐの電極体１２では、図示しない正極板及び負極板がセパレータを介して積層方向ＳＨに一致する厚み方向に圧縮される。しかし、電池スタック１（図４参照）と異なり、バスバ３は用いられておらず、被拘束電池１０Ｐ同士の正極端子１４及び負極端子１５は相互に接続しておらず、各被拘束電池１０Ｐは開放状態となっている。この未接続電池スタック１Ｍの状態で、拘束下の各被拘束電池１０Ｐについて短絡検査を行う。拘束工程Ｓ２７以降は、単一の未接続電池スタック１Ｍ（或いは電池スタック１）に含まれる複数（例えば、本実施形態では２８個）の被拘束電池１０Ｐを一群として扱う。

【0046】

本実施形態２では、拘束工程Ｓ２７に続いて、拘束短絡検査工程Ｓ２８（図７参照）において、未接続電池スタック１Ｍの状態で、拘束下（圧縮下）の各被拘束電池１０Ｐについて短絡検査を行い、各被拘束電池１０Ｐについて短絡の発生の有無を検知する。

【0047】

拘束短絡検査工程Ｓ２８のうち放置前電圧測定工程Ｓ２８１では、単一の未接続電池スタック１Ｍをなす一群の被拘束電池１０Ｐについて、各被拘束電池１０Ｐの電池電圧ＶＢである放置前第３電圧ＶＢ３ａをそれぞれ測定する。なお、前述したように、被拘束電池１０Ｐが短絡していない場合でも、時間の経過と共に、電池電圧ＶＢは徐々に低下する（図３参照）ため、次述する拘束放置工程Ｓ２８２に先立ち、各々の被拘束電池１０Ｐの放置前第３電圧ＶＢ３ａを測定しておく。

【0048】

次いで、拘束放置工程Ｓ２８２において、未接続電池スタック１Ｍを、従って、拘束部材５で拘束され、正極端子１４及び負極端子１５を開放状態とした一群の各被拘束電池１０Ｐを、２５℃の環境下で拘束放置期間ＰＨ（本実施形態では、ＰＨ≧５．０日（≧１２０時間））に亘り放置する。その後、放置後電圧測定工程Ｓ２８３で、単一の未接続電池スタック１Ｍに属する放置後の被拘束電池１０Ｐについて、その電池電圧ＶＢである放置後第３電圧ＶＢ３ｂをそれぞれ測定する。

【0049】

続く電圧低下率取得工程Ｓ２８４では、単一の未接続電池スタック１Ｍに属する一群の被拘束電池１０Ｐについて、放置前第３電圧ＶＢ３ａと放置後第３電圧ＶＢ３ｂとの差電圧である第３電圧低下量ΔＶＢ３（＝ＶＢ３ａ－ＶＢ３ｂ）をそれぞれ算出する。

【0050】

さらに、各被拘束電池１０Ｐの第３電圧低下量ΔＶＢ３を、実際の拘束放置期間ＰＨで除して、単位時間当たり（例えば、１日当たりの、或いは１時間当たり）の第３電圧低下量である第３電圧低下率ＤＶＢ３をそれぞれ算出する。拘束放置期間ＰＨの長さは、拘束放置期間ＰＨ内に週末を含むか否か、放置後電圧測定工程Ｓ２８３の遅延の有無などにより、未接続電池スタック１Ｍ毎に若干異なる場合があり得る。このため、後述する拘束短絡判定工程Ｓ２８７などにおいて、第３電圧低下量ΔＶＢ３そのものを用いるよりも、第３電圧低下率ＤＶＢ３を用いた方が、判定容易である。

【0051】

なお、図３では、経過時間ＫＴ＝２０．０日で、拘束放置期間ＰＨ＝５．０日であるとしたときに、放置前第３電圧ＶＢ３ａ、放置後第３電圧ＶＢ３ｂ、第３電圧低下量ΔＶＢ３、及び、第３電圧低下率ＤＶＢ３を得る場合を例示している。

【0052】

続く推定低下率取得工程Ｓ２８５では、各被拘束電池１０Ｐに生じると推定される推定電圧低下率ＥＤＶ３を取得する。具体的には、別途、先行する同一ロットや同一品番の別ロットなどの被拘束電池１０Ｐから得ておいた、調整完了時Ｔｃ以降の電池電圧ＶＢの典型変化例（図３参照）や、電圧調整工程Ｓ４での調整完了時Ｔｃから放置前電圧測定工程Ｓ２８１での放置前第３電圧ＶＢ３ａの測定までの経過時間ＫＴ、及び、拘束放置期間ＰＨに応じて実測した第３電圧低下率ＤＶＢ３などを用いて得た関係式、関係式を示すグラフや関係表を得ておく。これらを用いて、今回供試された各被拘束電池１０Ｐについて、調整完了時Ｔｃからの経過時間ＫＴ及び拘束放置期間ＰＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ３を得る。

【0053】

例えば、電池電圧ＶＢの典型変化例として、予め、図３に示すグラフが得られていたとした場合には、この図３のグラフを用いて、上述の第３電圧低下率ＤＶＢ３と同様にして、経過時間ＫＴ及び拘束放置期間ＰＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ３を得ることができる。なお図３には、経過時間ＫＴ＝２０．０日で、拘束放置期間ＰＨ＝５．０日であるとしたときに、推定電圧低下率ＥＤＶ３を得る場合をも例示している。即ち、調整完了時Ｔｃから放置前第３電圧ＶＢ３ａの測定までの経過時間ＫＴ（図３ではＫＴ＝２０．０日）が経過時点の推定放置前第３電圧ＥＶ３ａと、さらにこれから拘束放置期間ＰＨが経過した時点（図３ではＫＴ＋ＰＨ＝２５．０日）の推定放置後第３電圧ＥＶ３ｂを取得し、推定第３電圧低下量ΔＥＶ３（＝ＥＶ３ａ－ＥＶ３ｂ）を算出し、これを拘束放置期間ＰＨで除して推定電圧低下率ＥＤＶ３（＝ΔＥＶ３／ＩＨ）を得る。

【0054】

容易に理解できるように、本実施形態２では、単一の未接続電池スタック１Ｍに属する一群の被拘束電池１０Ｐにおいて、調整完了時Ｔｃ以降、拘束短絡検査工程Ｓ２８（放置前電圧測定工程Ｓ２８１）を行うまでの経過時間ＫＴが被拘束電池１０Ｐ毎に異なっていても、また、拘束放置期間ＰＨの長さが未接続電池スタック１Ｍ毎に異なっていても、各々の被拘束電池１０Ｐの経過時間ＫＴや拘束放置期間ＰＨに応じた推定電圧低下率ＥＤＶ３を得ることができる。

【0055】

さらに、しきい低下率算出工程Ｓ２８６では、取得した推定電圧低下率ＥＤＶ３に予め定めた許容幅ＰＷ３を加えて、しきい低下率ＴＨＤ３（＝ＥＤＶ３＋ＰＷ３）を算出する。許容幅ＰＷ３は、推定電圧低下率ＥＤＶ３に生じ得るバラツキなどを考慮して定める。

【0056】

そして拘束短絡判定工程Ｓ２８７では、単一の未接続電池スタック１Ｍに属する一群の被拘束電池１０Ｐについてそれぞれ取得した第３電圧低下率ＤＶＢ３を用いて、当該未接続電池スタック１Ｍに属する各被拘束電池１０Ｐの短絡の有無を判定する。具体的には、第３電圧低下率ＤＶＢ３がしきい低下率ＴＨＤ３よりも小さい（ＤＶＢ３＜ＴＨＤ３）場合には、当該被拘束電池１０Ｐは短絡していないとする。一方、第３電圧低下率ＤＶＢ３がしきい低下率ＴＨＤ３よりも大きい（ＤＶＢ３＞ＴＨＤ３）場合には、当該被拘束電池１０Ｐは短絡している、即ち不良電池１０Ｎであるとする。

【0057】

さらにこの拘束短絡判定工程Ｓ２８７では、単一の未接続電池スタック１Ｍに属する一群の被拘束電池１０Ｐに、不良電池１０Ｎが含まれているか否かを判定する。ここで、Ｙｅｓ、即ち、未接続電池スタック１Ｍに不良電池１０Ｎが含まれている場合には、この未接続電池スタック１Ｍを後述する除去工程Ｓ２Ａに移行させる。一方、Ｎｏ、即ち、未接続電池スタック１Ｍに不良電池１０Ｎが含まれていない場合には、この未接続電池スタック１Ｍを接続工程Ｓ２９に移行させる。

【0058】

続いて接続工程Ｓ２９では、未接続電池スタック１Ｍをなす一群の被拘束電池１０Ｐの正極端子１４及び負極端子１５にバスバ３を接続し、被拘束電池１０Ｐを相互に接続して、電池スタック１（図４参照）を完成させる。

【0059】

かくして、この電池１０の短絡検査方法では、電池１０を拘束した被拘束電池１０Ｐの状態で、当該被拘束電池１０Ｐの短絡の有無を適切に判定できる。また、いずれも短絡を生じていないと判定された複数の被拘束電池１０Ｐを有する未接続電池スタック１Ｍについてのみ、相互に接続して、容易に接続済み電池スタック１を製造できる。

【0060】

一方、除去工程Ｓ２Ａでは、少なくとも１つの不良電池１０Ｎが含まれている未接続電池スタック１Ｍから、不良電池１０Ｎを除去する。具体的には、拘束部材５の拘束ボルト５２とナット５３との締結を緩め、未接続電池スタック１Ｍから不良電池１０Ｎを除去し、製造工程から排出する。

【0061】

続く再拘束工程Ｓ２Ｂでは、不良電池１０Ｎを除去した未接続電池スタック１Ｍに、不足数分の補充用電池１０Ｈを補充し、拘束部材５を用いて、一群の被拘束電池１０Ｐを再度拘束して、未接続電池スタック１Ｍ（図６参照）を再構成する。補充用電池１０Ｈとしては、別の未接続電池スタック１Ｍに含まれて、既に拘束短絡検査工程Ｓ２８で短絡を生じていないと判定されており、補充用として予め用意しておいた電池１０を用いる。その後、再構成された未接続電池スタック１Ｍについて、再度、拘束短絡検査工程Ｓ２８を行い、不良電池１０Ｎが発生しなくなるまで補充用電池１０Ｈを補充し未接続電池スタック１Ｍの再構成を繰り返す。拘束短絡判定工程Ｓ２８７において、再構成した未接続電池スタック１Ｍに不良電池１０Ｎが含まれていない場合には、前述と同様、再構成した未接続電池スタック１Ｍを接続工程Ｓ２９に移行させる。

【0062】

その後、接続工程Ｓ２９では、再構成された未接続電池スタック１Ｍをなす一群の被拘束電池１０Ｐの正極端子１４及び負極端子１５にバスバ３を接続し、被拘束電池１０Ｐを相互に接続して、電池スタック１（図４参照）を完成させる。かくして、未接続電池スタック１Ｍ内に短絡を生じた電池１０が含まれていた場合でも、容易に未接続電池スタック１Ｍを再構成して電池スタック１を製造することができる。

【0063】

なお、再拘束工程Ｓ２Ｂで、再拘束することで再構成した未接続電池スタック１Ｍにおいて不良電池１０Ｎの発生する可能性が低い場合には、図６において破線で示すように、第２接続工程Ｓ２Ｃで、再構成された未接続電池スタック１Ｍをなす一群の被拘束電池１０Ｐの正極端子１４及び負極端子１５にバスバ３を接続し、被拘束電池１０Ｐを相互に接続して、電池スタック１（図４参照）を完成させようにしても良い。このようにすると、さらに容易に未接続電池スタック１Ｍを再構成して電池スタック１を製造することができる。

【0064】

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態２の電池スタック１では、被拘束電池１０Ｐ同士をバスバ３で電気的に直列接続した。しかし、被拘束電池１０Ｐを電気的に並列接続したデバイス拘束体とすることもできる。

【0065】

また、実施形態１，２では、電池１０の製造工程において、容量検査工程Ｓ３で、電池１０をＳＯＣ１００％まで充電し、その後、ＳＯＣ０％まで電池１０を放電させて電池１０の容量を測定し、その後、電圧調整工程Ｓ４で、充電により電池電圧ＶＢを第１電圧ＶＢ１とした。しかし実施形態とは逆に、容量検査工程で、電池１０をＳＯＣ０％まで放電させ、その後、ＳＯＣ１００％まで電池１０を充電して電池１０の充電容量を測定し、その後、電圧調整工程Ｓ４で、放電により電池電圧ＶＢを第１電圧ＶＢ１としても良い。

【符号の説明】

【0066】

１ 電池スタック（接続済みデバイス拘束体）
１Ｍ 未接続電池スタック（デバイス拘束体）
ＳＨ 積層方向
５ 拘束部材
１０ 電池（二次電池、蓄電デバイス）
１０Ｎ 不良電池
１０Ｈ 補充用電池
１０Ｐ 被拘束電池（被拘束デバイス）
ＶＢ 電池電圧
ＶＢ１ 第１電圧（第１デバイス電圧）
ＶＢ２ａ 放置前第２電圧（放置前デバイス電圧）
ＶＢ２ｂ 放置後第２電圧（放置後デバイス電圧）
ＤＶＢ２ 第２電圧低下率（実測電圧低下率）
ＥＤＶ２，ＥＤＶ３ 推定低下率
ＰＷ２，ＰＷ３ 許容幅
ＴＨＤ２，ＴＨＤ３ しきい低下率
ＶＢ３ａ 放置前第３電圧（放置前デバイス電圧）
ＶＢ３ａ 放置後第３電圧（放置後デバイス電圧）
ΔＶＢ３ 第３電圧低下量
ＤＶＢ３ 第３電圧低下率（実測電圧低下率）
ＥＶ３ａ 推定放置前第３電圧
ＥＶ３ｂ 推定放置後第３電圧
ΔＥＶ３ 推定第３電圧低下量
Ｔｃ 調整完了時
ＫＴ 経過時間
Ｓ１ 初充電工程
Ｓ４ 電圧調整工程
Ｓ５ 個別短絡検査工程（短絡検査工程）
Ｓ５１，Ｓ２８１ 放置前電圧測定工程
Ｓ５２ 個別放置工程（放置工程）
ＩＨ 個別放置期間
Ｓ５３，Ｓ２８３ 放置後電圧測定工程
Ｓ５４，Ｓ２８４ 低下量算出工程（実測工程）
Ｓ５５，Ｓ２８５ 推定低下率取得工程（推定工程）
Ｓ５６，Ｓ２８６ しきい低下率算出工程
Ｓ５７ 個別短絡判定工程（短絡判定工程）
Ｓ６ 電池排出工程（排出工程）
Ｓ２７ 拘束工程
Ｓ２８ 拘束短絡検査工程（短絡検査工程）
Ｓ２８２ 拘束放置工程（放置工程）
ＰＨ 拘束放置期間
Ｓ２８７ 拘束短絡判定工程（短絡判定工程）
Ｓ２９ 接続工程
Ｓ２Ａ 除去工程
Ｓ２Ｂ 再拘束工程
Ｓ２Ｃ 第２接続工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】