用于二次电池的检查方法
【专利摘要】本发明涉及用于二次电池的检查方法。根据本发明的用于二次电池的检查方法包括：第一老化处理工序，其用于在第一温度下对已被初始充电的所述二次电池执行老化处理；第一电压测量工序；第二老化处理工序，其用于在第二温度下对所述二次电池执行所述老化处理；第二电压测量工序；自放电量计算工序；非温度依赖故障判定工序，其用于判定不依赖于自放电量与根据所述所测量的自放电量的温度之间的关系的非温度依赖故障；以及温度依赖故障判定工序，其用于判定依赖于所述自放电量与根据其温度依赖性被抑制的所述自放电量的温度之间的关系的温度依赖故障。
【专利说明】
用于二次电池的检查方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于二次电池的检查方法，更具体地，涉及用于其中通过执行老化处理判定质量的二次电池的检查方法。
【背景技术】
[0002]作为相关的二次电池，已知包括其中正电极和负电极夹着隔离体层叠的电极体的二次电池。在制造此类二次电池期间的诸如金属的异物混入正电极与负电极之间的部分的情况下，正电极和负电极可能发生短路，这导致短路故障，从而显著降低电池电压。
[0003]作为检测此类短路故障的一种用于相关的二次电池的检查方法，已知例如在公开号为2009-004389的日本专利申请(JP 2009-004389 A)中描述的方法。JP 2009-004389 A描述了在包括在高温环境下执行第一老化处理的工序以及在低于第一老化处理的低温环境下执行第二老化处理的工序的用于二次电池的检查方法中，测量执行第二老化处理之前的二次电池的端电压VI，测量执行第二老化处理之后的二次电池的端电压V2，并且根据端电压Vl与端电压V2之间的电压差AV判定由二次电池的短路导致的故障。
【发明内容】
[0004]在如JP 2009-004389 A中的相关检查方法中，执行持续两天至两周的第二老化处理。由此，执行第二老化处理之前的二次电池和执行第二老化处理之后的二次电池的温度彼此不同。一般而言，二次电池具有这样的特性:自放电量在温度升高时增加。由此，当用于质量判定的两个电压值下的温度彼此不同时，可能降低检查准确性。
[0005]鉴于以上所述，本发明提供一种可提高检查准确性的用于二次电池的检查方法。
[0006]在本发明的一方面，一种用于二次电池的检查方法包括:第一老化处理工序;第二老化处理工序；用于测量第一电压的工序；用于测量第二电压的工序；用于计算所述第一电压与所述第二电压之间的电压差的计算工序;用于根据自放电量判定第一故障的第一判定工序；以及用于根据其温度依赖性被抑制的所述自放电量判定第二故障的第二判定工序。在所述第一老化处理工序中，在第一温度下对已被初始充电的所述二次电池执行老化处理。在所述第二老化处理工序中，在第二温度下对所述二次电池执行所述老化处理。所述第二温度是低于所述第一温度的温度。在用于测量所述第一电压的工序中的所述第一电压是在所述第一老化处理工序结束之后在所述第一温度下测量的所述二次电池的电压。在用于测量所述第二电压的工序中的所述第二电压是在所述第二老化处理工序结束之后测量的所述二次电池的电压。用于计算所述第一电压与所述第二电压之间的所述电压差的所述计算工序中的所述电压差被计算作为所述第二老化处理工序中的所述二次电池的所述自放电量。用于根据所述自放电量判定所述第一故障的所述第一判定工序中的所述第一故障不依赖于所述第一电压的测量期间的温度与所述第二电压的测量期间的温度之差与所述自放电量之间的关系。用于根据其温度依赖性被抑制的所述自放电量判定第二故障的所述第二判定工序中的所述第二故障依赖于所述第一电压的测量期间的温度与所述第二电压的测量期间的温度之差与所述自放电量之间的关系。
[0007]在上述方面，在所述第一老化处理工序和所述第二老化处理工序中可以对所述多个二次电池执行所述老化处理。当所述多个二次电池中的所述第一电压与所述第二电压之间的所述电压差的变化大于第一阈值时，可以在所述第一判定工序中判定故障。
[0008]在上述方面，可以在用于测量所述第一电压的工序中在所述第一温度±5°C的温度下测量所述第一电压。
[0009]在上述方面，所述检查方法可以包括用于测量第三电压的工序。所述第三电压是在所述第二老化处理工序开始之后在所述第二温度下测量的所述多个二次电池中的每一个的电压。当所述多个二次电池中的任一个中的所述第三电压与所述第二电压之间的电压差大于第二阈值时，可以在所述第二判定工序中判定所述故障。
[0010]在上述方面，在用于测量所述第三电压的工序中，可以在所述第二温度±5°C的温度下测量所述第三电压。在用于测量所述第二电压的工序中可以在所述第二温度±5°C的温度下测量所述第二电压。
[0011]在上述方面，所述第二判定工序可以包括:用于校正所述多个二次电池中的每一个中的所述第一电压与所述第二电压之间的电压差的温度依赖性的工序；以及用于在所述多个二次电池中的任一个中的校正后的电压差大于所述第二阈值时判定所述故障的工序。
[0012]在上述方面，所述第一温度可以为40 0C到80 0C，所述第二温度可以为O V到30 V。
[0013]在上述方面，所述第二温度可以比所述第一温度高20 °C以上。
[0014]根据本发明，可以提供能够提高检查准确性的用于二次电池的检查方法。
【附图说明】
[0015]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的部件，其中:
[0016]图1是作为根据一实施例的用于二次电池的检查方法的检查对象的二次电池的配置实例的透视图；
[0017]图2是根据实施例的用于二次电池的检查方法的概要的流程图；
[0018]图3包括工序图，在每个工序图中，以工序次序示出研究实例中的用于二次电池的检查方法；
[0019]图4是二次电池的冷却时间与质量判定准确性之间的关系的图表；
[0020]图5是二次电池的温度和二次电池的温度变化中的每一者与时间之间的关系的图表；
[0021]图6是二次电池的温度的变化与二次电池的质量判定的准确性之间的关系的图表；
[0022]图7是二次电池的自放电量和自放电量变化中的每一者与高温保持(retent1n)时间之间的关系的图表；
[0023]图8是二次电池的电压下降量与时间之间的关系的图表；
[0024]图9是其中以工序次序示出根据第一实施例的用于二次电池的检查方法的工序图；
[0025]图10是高温老化处理中的每个温度下的二次电池的自放电量与高温保持时间之间的关系的图表；
[0026]图11是示出高温老化处理中的每个温度下的高温保持容许时间的表；
[0027]图12是通过根据第一实施例的用于二次电池的检查方法的自放电量与高温保持时间之间的关系的图表；
[0028]图13是在每个测量温度下二次电池的测量电压与该测量电压相对于基准电压的差之间的关系的图表；
[0029]图14是其中以工序次序示出根据第二实施例的用于二次电池的检查方法的工序图；以及
[0030]图15是通过根据第二实施例的用于二次电池的检查方法在校正后的自放电量与高温保持时间之间的关系的图表。
【具体实施方式】
[0031](实施例的概要)下面将描述在实施例中检查的二次电池的配置以及该实施例的检查方法的概要。
[0032]〈二次电池的配置〉图1示出作为根据实施例的用于二次电池的检查方法的对象的二次电池的示意性配置。例如，该二次电池是如锂离子二次电池的非水电解质二次电池。如图1所示，二次电池I被进行如下配置:其中电极体3与电解质一起被容纳在电池壳2中，电池壳2通过包括壳体21和盖体22而被配置，该壳体21是有底的方柱体形状，其表面(上表面)具有开口，盖体22以板状形成并且封闭壳体21的开口。
[0033]电池壳2被构造为方形壳，其中壳体21的开口被板状盖体22封闭，壳体21被形成为有底的长方体的方柱体形状，其表面(上表面)具有开口。正电极端子4a被设置在盖体22的纵向上的一端处，负电极端子4b被设置在盖体22的纵向上的另一端处。正电极端子4a和负电极端子4b是二次电池I的电压输出端子，并且二次电池I的电压通过将电压表连接到正电极端子4a和负电极端子4b而被测量。
[0034]电极体3包括正电极31、负电极32和隔离体33。电极体3通过以下方式进行配置:层叠正电极31、负电极32和隔离体33以使隔离体33被夹在正电极31与负电极32之间，卷动层叠的正电极31、负电极32和隔离体33并使之扁平。
[0035]当通过将电极体3和电解质容纳在电池壳2内来配置二次电池I时，首先，将盖体22的正电极端子4a和负电极端子4b分别连接到电极体3的正电极31和负电极32，并且将电极体3组装到盖体22上，以形成盖体子装配件。此后，电极体3和电解质被容纳在壳体21内，将盖体22安装到壳体21的开口上，并且通过焊接密封盖体22和壳体21。以此方式，构造二次电池I O
[0036]正电极31通过以下方式配置:将通过混揉(knead)诸如正电极活性材料、导电材料和粘合材料的电极材料与溶剂而获得的正电极混合物糊施加到形成为箔状的集电体的表面(一个表面或全部两个表面)上，并且干燥和加压于正电极混合物糊。类似地，负电极32通过以下方式配置:将通过混揉诸如负电极活性材料、增稠剂和粘合材料的电极材料而获得的负电极混合物糊施加到形成为箔状的集电体的表面(一个表面或全部两个表面)上，并且对负电极混合物糊进行干燥和加压。隔离体33是片状部件，该片状部件例如由多孔的基于聚烯烃的树脂构成，并且被设置在正电极31与负电极32之间。
[0037]在制造二次电池I期间诸如金属的导电异物混入电极体3的正电极31与负电极32之间的部分的情况下，导电晶体通过电解质从导电异物生长并且穿过隔离体33。由此导致的正电极31和负电极32的内部短路的故障被称为短路故障。当出现短路故障时，二次电池的自放电量增加。因此，当二次电池被长时间放置时，该二次电池的电池电压与基准电压相比降低。应注意，“导电异物”是不对电池反应做出贡献的导电材料、抑制电池反应的导电材料等等。
[0038]另外，诸如电极体3本身的正电极31、负电极32或隔离体33的异常形成，或者正电极31、负电极32或隔离体33的形状或位置的偏差的制造故障可能在二次电池I的制造期间出现。由此类制造故障导致的正电极31与负电极32之间的异常电气特性的故障被称为电压下降故障。在电压下降故障出现的情况下，二次电池的自放电量增加。因此，当二次电池被长时间放置时，该二次电池的电池电压与基准电压相比降低。
[0039]在实施例中，一个检查批次由多个二次电池1(电池单体)构成，并且多个二次电池I以每个检查批次进行集体检查。二次电池的“变化”或二次电池“发生变化”意味着多个二次电池I中的个别的(individual)二次电池的“变化”或多个二次电池I的个别的电池“发生变化”。
[0040]〈实施例的检查方法〉图2是根据实施例的用于二次电池的检查方法的概要的流程图。如图2所示，在根据实施例的用于二次电池的检查方法中，按顺序执行第一老化处理工序Sll、第一电压测量工序S12、第二老化处理工序S13、第二电压测量工序S14、自放电量计算工序S15、非温度依赖故障判定工序S16和温度依赖故障判定工序S17。
[0041 ] 在第一老化处理工序SI I中，作为第一老化处理(高温老化处理)，在例如作为高温的40°C到80°C的第一温度下持续指定的时间存储已被初始充电的二次电池。在第一电压测量工序S12中，在第一老化处理工序之后在例如40°C到80°C的第一温度下测量二次电池的第一电压(电压Va)。在第二老化处理工序S13中，作为第二老化处理(低温老化处理)，在例如低于第一温度的0°C到30°C的温度下持续指定的时间存储已经历第一老化处理的二次电池，以导致二次电池的自放电。在第二电压测量工序S14中，在第二老化处理工序之后测量二次电池的第二电压(电压Vb)。
[0042]自放电量计算工序S15、非温度依赖故障判定工序S16和温度依赖故障判定工序S17是质量判定工序，在这些质量判定工序中，根据第二老化处理工序中的二次电池的自放电量做出二次电池的质量判定。
[0043]在自放电量计算工序S15中，第一电压与第二电压之间的电压差被计算作为第二老化处理工序中的二次电池的自放电量。在非温度依赖故障判定工序(第一判定工序)S16中，作为不依赖于自放电量与温度(第一电压的测量期间的温度与第二电压的测量期间的温度之差)之间的关系的非温度依赖故障(第一故障)，由异物的混入导致的短路故障例如根据二次电池的所测量的自放电量而被判定。
[0044]在温度依赖故障判定工序(第二判定工序)S17中，作为依赖于自放电量与温度(第一电压的测量期间的温度与第二电压的测量期间的温度之差)之间的关系的温度依赖故障(第二故障)，由制造故障导致的电压下降故障例如根据其温度依赖性被抑制的自放电量而被判定。在一实例中，通过使用二次电池的第三电压(电压Vc)与二次电池的第二电压之间的电压差来抑制温度依赖性，其中第三电压是在第二老化处理开始之后在(TC到30°C的温度下被测量，第二电压是在第二老化处理之后被测量。在另一实例中，通过校正二次电池的第一电压与二次电池的第二电压之间的电压差来抑制温度依赖性，其中第一电压是在第一老化处理之后在40°C到80°C的温度下被测量，第二电压是在第二老化处理之后被测量。
[0045]如上所述，在该实施例中，对二次电池执行第一老化处理和第二老化处理。另外，诸如短路故障的非温度依赖故障是根据用于根据第二老化处理中的自放电量做出质量判定的检查方法中的自放电量的测量值而被判定。此外，诸如电压下降故障的温度依赖故障是根据其温度依赖性被抑制的自放电量而被判定。以此方式，非温度依赖故障和温度依赖故障的判定彼此分离，并且可以做出与每种故障类型相对应的判定。由此，可以提高检查准确性。
[0046](第一实施例)下文将参考附图描述第一实施例。
[0047]〈通往实施例的研究〉首先描述研究实例I和2，在这些研究实例中，发明人进行研究直至达到实施例。图3以工序次序示出研究实例I和2中的二次电池的检查方法。
[0048]如图3所示，在研究实例I中的用于二次电池的检查方法中，二次电池I被组装并且被初始充电(S1I);在40 °C到80 °C的环境下持续指定的时间对已被初始充电的二次电池I执行第一老化处理(S102);并且将二次电池I从高温环境中取出(S104)。在将已被取出的二次电池I冷却持续指定的时间(S108)之后，在20°C±5°C的环境下测量二次电池I的电压Va(S103)。接下来，在(TC到30°C的环境下对二次电池I执行指定的时间的第二老化处理(S105)之后，测量二次电池I的电池电压Vb(S106)。此外，通过使用测量的电压Va和电压Vb来判定二次电池I的质量(S107)。在此质量判定中，如果电压Va与电压Vb之间的电压差AV大于阈值，则判定为短路故障(S107a)。
[0049 ]将通过使用图4到图6调查研究实例I中的用于二次电池的检查方法。图4中的图表示出每个冷却时间上的二次电池的质量判定的结果，并且示出冷却时间与二次电池的质量判定的准确性之间的关系。如图4所示，当缩短二次电池的冷却时间时，质量判定的准确性降低；随着冷却时间延长，质量判定的准确性提高。由此，为了提高二次电池的质量判定的准确性，需要确保二次电池的足够的冷却时间，并且特别优选地将冷却时间设定为10小时或更长。
[0050]另一方面，随着二次电池的冷却时间的延长，二次电池的检查所需要的时间延长。结果，二次电池的生产效率降低。因此，优选地，在防止二次电池的检查所需要的时间延长的同时，提高二次电池的质量判定的准确性。因此，将调查研究实例I中的用于二次电池的检查方法中的冷却时间的缩短。
[0051 ]图5中的图表示出每个时间上的二次电池的温度的测量结果，并且示出二次电池的温度和二次电池的温度变化中的每一者的时间依赖性。在图5中，L51指示二次电池的温度的改变，L52指示二次电池的温度变化的改变。图6中的图表示出图5中的环境中的二次电池的质量判定的测量结果，并且示出在电压Va的测量期间的二次电池的温度变化与二次电池的质量判定的准确性之间的关系。
[0052]在第一老化处理的时期内，如图5中的L51所指示，二次电池的温度维持恒定。此时，如图5中的L52所指示，二次电池的温度变化为Da，并且由此是小的。当在第一老化处理结束之后并且在二次电池的冷却开始之前的Ta处判定二次电池的质量的情况下，质量判定的准确性高，如图6中的Da所指示。
[0053]另外，当第一老化处理结束并且二次电池的冷却开始时，如图5中的L51所指示，二次电池的温度随着时间的流逝逐渐降低。此时，如图5中的L52所指示，二次电池的温度变化在二次电池的冷却开始之后紧接着迅速升高，此后随着时间的流逝逐渐降低。
[0054]在自二次电池的冷却开始起已经过五个小时的Tb处，如图5中的L51所指示，二次电池的温度接近期望的温度(例如，第二老化处理中的二次电池的存储温度)。然而，如图5中的L52所指示，二次电池的温度变化变为Db，并且由此大于Da。当在该Tb的时间点上判定二次电池的质量的情况下，如图6中的Db所指示，质量判定的准确性与Da相比明显降低。
[0055]在自二次电池的冷却开始起已经过六个小时的Tc处，如图5中的L51所指示，二次电池的温度维持在期望的温度。另外，如图5中的L52所指示，二次电池的温度变化变为Dc，并且由此稍小于Db。当在该Tc的时间点上判定二次电池的质量的情况下，如图6中的Dc所指示，质量判定的准确性变得稍高于Db但低于Da。
[0056]从到目前为止的描述，发明人已发现当在电压Va的测量期间的二次电池的温度变化可被抑制为小的时，可以提高二次电池的质量判定的准确性。此外，发明人已发现二次电池的温度变化在第一老化处理结束之后并且在二次电池的冷却开始之前的时间(Ta)处为最小。
[0057]鉴于上述，考虑研究实例2中的用于二次电池的检查方法。如图3所示，在研究实例2中的用于二次电池的检查方法中，在40°C到80°C的环境下已被组装并且被初始充电(SlOl)的二次电池I经历指定的时间的第一老化处理(S102)之后，在40°C到80°C的温度下测量二次电池I的电压Va(S103)。接下来，在将二次电池I从高温环境中取出(S104)并且在O°(:到30°(:的环境下对二次电池I执行指定的时间的第二老化处理(S105)之后，测量二次电池I的电池电压Vb(S106)。此外，通过使用测量的电压Va和电压Vb来判定二次电池I的质量(S107)。在此质量判定中，在电压Va与电压Vb之间的电压差AV大于阈值的情况下，判定为短路故障(S107a)。
[0058]在研究实例2中，在第一老化处理之后，在与第一老化处理中的高温环境相同的高温环境下测量电压Va。由此，可以防止在电压Va的测量期间的二次电池的温度变化，并且可以提高二次电池的质量判定的准确性。另外，因为可以消除研究实例I中的冷却工序，检查时间能够被缩短。
[0059]另一方面，在上述研究实例I和研究实例2中已主要描述了检查由异物的混入导致的短路故障的情况。然而，未考虑检查由制造故障导致的电压下降故障的情况。由此，将调查研究实例2中的通过使用在第一老化处理之后的高温环境下测量的电压Va和在第二老化处理之后的低温环境下测量的电压Vb来检查短路故障和电压下降故障的情况。
[0060]图7中的图表示出在研究实例2中的每个高温保持时间上的二次电池的自放电量(电压Va与电压Vb之间的电压差)的测量结果，并且示出二次电池的自放电量和二次电池的自放电量变化中的每一者与高温保持时间之间的关系。另外，图8中的图表示出每个时间上的二次电池的自放电量的测量结果，并且示出二次电池的自放电量的绝对值(电压下降量)与时间之间的关系。
[0061 ] 在图7中，L71指示二次电池的自放电量AV的变化3o，L72指示二次电池的自放电量Δ V的绝对值。该自放电量(电压下降量)Δ V是电压Va与电压Vb之间的差分电压。应注意，高温保持时间是从第一老化处理之后的电压Va的测量(S103)到将二次电池从高温环境中取出(S104)的时间。
[0062]如图7中的L71所指示，无论高温保持时间如何，自放电量AV的变化呈现大体上相同的值。这是因为，如上所述，在第一老化处理之后的高温环境下的温度变化是小的。例如，在被用于判定短路故障的A V的变化的阈值为图7中的Thl的情况下，对于任何高温保持时间，所测量的A V的变化小于阈值Thl ο由此，可以正确地判定短路故障。
[0063]另一方面，如图7中的L72所指示，自放电量AV的绝对值随着高温保持时间的延长而减小。这是因为，如图8所示，与其中自放电量AV的绝对值在第二老化处理中的低温时随着时间的流逝而逐渐减小的情况相比，自放电量A V的绝对值在第一老化处理的高温时随着时间的流逝而迅速地减小。也就是，高温时的电压下降量比低温时的电压下降量大了约十倍。由此，不能忽略高温保持时间的影响。
[0064]例如，在被用于判定电压下降故障的AV的绝对值的阈值为图7中的Th2并且高温保持时间为O到40分钟的情况下，所测量的△ V的绝对值大于阈值Th2。由此，判定为“0K”，可以正确地检查电压下降故障。然而，在高温保持时间为40分钟或更长的情况下，所测量的ΔV的绝对值变为阈值Th2或更小。由此，判定为非“OK”(NG)，不能正确地检查电压下降故障。
[0065]从到目前为止的描述，发明人已发现在由异物的混入导致的短路故障中，自放电量的变化不依赖于高温保持时间(也就是，不依赖于温度)，并且已发现在由制造故障导致的电压下降故障中，自放电量的绝对值依赖于高温保持时间(也就是，依赖于温度)。应注意，因为自放电量对应于电压Va与电压Vb之间的电压差相对应，可以说短路故障不依赖于在电压Va的测量期间的温度与电压Vb的测量期间的温度之间的温度差与自放电量之间的关系，但是电压下降故障依赖于在电压Va的测量期间的温度与电压Vb的测量期间的温度之间的温度差与自放电量之间的关系。正如所描述的，在其中在高温环境下测量电压Va的研究实例2中，可以准确地检查短路故障;然而，对于由制造故障导致的电压下降故障，无法确保检查准确性。鉴于此，第一实施例允许提高短路故障和电压下降故障的检查准确性。
[0066]〈根据第一实施例的检查方法〉图9示出根据第一实施例的用于二次电池的检查方法的流程。如图9所示，在根据该实施例的用于二次电池的检查方法中，首先，电池被组装和被充电(SlOl)。在与上面图1一样地完成二次电池I的组装之后，该检查批次的多个二次电池I被初始充电到任意电压值。
[0067]接下来，执行在高温环境下的第一老化处理工序(S102)，在该第一老化处理工序中，对已被初始充电的二次电池I中的每一个执行第一老化处理。在40°C到80°C的温度下将二次电池存储保持指定的时间(例如，10小时到200小时)。
[0068]图10示出在不同温度下执行第一老化处理(高温老化处理)的情况下，针对每个高温保持时间，二次电池的自放电量的测量结果，并且示出针对每个高温老化处理的执行，高温保持时间与自放电量之间的关系。在图10中，通过将第一老化处理的温度设定为20°C、30°C、40°C、50°C和60°C以及将第二老化处理的温度设定为20°C来做出测量。随着第一老化处理的温度升高，对于高温保持时间的自放电量的降低被增大(倾斜度变陡)。
[0069]例如，在被用于判定电压下降故障的ΔV的阈值为图10中的Th3的情况下，当自放电量大于阈值Th3时，可以正确地判定质量。当针对来自图10中的第一老化处理的温度的每一个计算其中可以正确地做出质量判定的高温保持时间(也就是，检查所容许的高温保持时间)时，产生如图11所示的结果。例如，在第二老化处理的温度被设定为20°C的此类条件下，高温保持容许时间在第一老化处理中的60°C的情况下为0.6h，高温保持容许时间在第一老化处理中的40°C的情况下为5h。考虑到处理制造缺陷，第一老化处理的温度优选地为40 °C或更高(当第二老化处理的温度被设定为20°C时，与第二老化处理的温度差为20°C或更尚)。
[0070]在此实例中，第二老化处理的温度被设定为20°C，并且第一老化处理的温度被设定为60°C。在第一老化处理工序中，将已被初始充电的多个二次电池持续指定的时间存储在被设定在60°C的温度的恒温槽内。
[0071]接下来，执行用于测量已经历第一老化处理的二次电池I中的每一个的电压Va(第一电压)的电压测量工序(S103)。在40 °C到80 °C的温度下测量电压Va，并且优选地在与第一老化处理工序中的二次电池的存储温度(例如，60 °C )相同的温度下测量电压Va。在此工序中，计算第一老化处理工序结束之后且在第二老化处理工序开始之前的二次电池的电池电压(第一老化处理结束后的电压或第二老化处理开始前的电压)。在电压测量工序中，电压Va通过将电压表连接到二次电池I中的每一个而被测量。
[0072]接下来，执行将已测量了其电压Va的二次电池I中的每一个从高温环境中取出的高温取出工序(S104)。在高温环境下执行第一老化处理之后在低温环境下执行第二老化处理。由此，将二次电池从高温恒温槽中取出。
[0073]接下来，执行用于在低温环境下对已被取出的二次电池I中的每一个执行第二老化处理的第二老化处理工序(S105)。在O °C到30°C的温度下将二次电池存储持续指定的时间(例如，24小时到240小时)。如上所述，第二老化处理的温度优选地与第一老化处理的温度相差20 °C或更高，并且第二老化处理的温度例如是20 °C。在第二老化处理工序中，将二次电池存储在温度被设定为20°C的恒温箱内持续指定的时间。
[0074]另外，在第二老化处理工序开始之后执行用于在指定的时间测量二次电池I中的每一个的电压Vc(第二电压)的电压测量工序(S108)。在(TC到30°C的温度下测量作为第二老化处理开始后的电压的电压Vc，也就是，在第二老化处理工序的温度(例如，20°C)下测量电压Vc。优选地在这样的时刻测量电压Vc:在该时刻，第二老化处理开始并且电压下降量在低温环境下变得稳定。例如，在第二老化处理开始之后I小时到2小时(在第一老化处理花费24小时的情况下，在第一老化处理开始之后25小时到26小时)测量电压Vc。与电压Va类似，电压Vc通过将电压表连接到二次电池I中的每一个而被测量。
[0075]接下来，执行用于测量已经历第二老化处理的二次电池I中的每一个的电压Vb(第三电压)的电压测量工序(S106)。在0°C到30 °C的温度下测量作为第二老化处理结束后的电压的电压Vb，也就是，在与第二老化处理工序中的温度(例如，20°C)相同的温度下测量电压Vb。与电压Va和Vc类似，电压Vb通过将电压表连接到二次电池I中的每一个而被测量。
[0076]接下来，在测量电压Vb之后，做出二次电池I中的每一个的质量判定(S107)。在该实施例中，作为质量判定工序，做出短路故障判定(S107a)和电压下降故障判定(S107b)。
[0077]在S107a的短路故障判定中，通过使用在S103中测量的电压Va和在S106中测量的电压Vb来判定二次电池的短路故障的存在或不存在。也就是，计算第一老化处理之后的电压Va与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压Δ V。如果Δ V等于或小于阈值，则判定二次电池为好的产品。如果A V大于阈值，则判定二次电池为有缺陷的。具体而言，计算该检查批次中多个二次电池的差分电压AV( = Va-Vb)的变化(例如，3 σ)。如果Δ V的变化等于或小于阈值，则判定该检查批次为好的产品，也就是，不存在由异物的混入导致的短路故障。如果A V的变化大于阈值，则判定该检查批次为有缺陷的，也就是，存在由异物的混入导致的短路故障。
[0078]在S107b的电压下降故障判定中，通过使用在S108中测量的电压Vc和在S106中测量的电压Vb来判定二次电池的电压下降故障的存在或不存在。也就是，计算第二老化处理开始之后的电压Vc与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压Δ V。如果Δ V等于或小于阈值，则判定二次电池为好的产品。如果A V大于阈值，则判定二次电池为有缺陷的。具体而言，计算该检查批次中多个二次电池的差分电压A V( =Vc-Vb)。如果该检查批次中的所有二次电池的A V等于或小于阈值，则判定该检查批次为好的产品，也就是，不存在由制造故障导致的电压下降故障。如果该检查批次中的任何二次电池的A V大于阈值，则判定该检查批次为有缺陷的，也就是，存在由制造故障导致的电压下降故障。
[0079]图12中的图表示出每个高温保持时间上的电压Vc与电压Vb之间的差分电压(自放电量)的测量结果，并且示出通过电压Vc和电压Vb产生的自放电量中的每一个与高温保持时间之间的关系。如上面的图7所示，作为电压Va与电压Vb之间的差分电压的自放电量根据高温保持时间而显著地降低。另一方面，在该实施例中，如图12所示，即使当高温保持时间不同时，通过电压Vc和电压Vb产生的自放电量几乎不变。也就是，如图7中的自放电量的高温保持时间依赖性(也就是，温度依赖性)在图12中明显地被抑制。例如，图7中的自放电量为7 = -0.008281-5.28907，而图12中的自放电量为7 = -0.00071-2.3014。因此，在被用于判定电压下降故障的阈值为图12中的Th4的情况下，所测量的AV的绝对值恒常地大于阈值Th4。由此，可以正确地检查电压下降故障。
[0080]应注意，短路故障判定和电压下降故障判定中的任一者可以在另一者之前或之后被做出，或者可以同时做出这两种判定。另外，如果在S107a中判定存在短路故障并且在S107b中判定存在电压下降故障，则可以判定该检查批次为有缺陷的。也就是，在多个二次电池的电压Va与电压Vb之间的差分电压△ V的变化大于阈值以及在多个二次电池中的任何二次电池的电压Vc与电压Vb之间的差分电压AV大于阈值的情况下，判定该检查批次为有缺陷的。
[0081]这里，电压Va、Vb和Vc中的每一者的测量期间的温度被设定为落在与老化处理的温度相差指定的范围内。图13示出在与基准温度相差±5°C的范围内的温度下的电压的测量结果，并且示出在每个温度下测量的电压和与基准电压的差之间的关系。
[0082]如图13所示，在20°C的基准温度下测量基准电压并且在从15°C到25°的温度下测量电压的情况下，可以抑制测量值的波动以使其落在恒定范围(例如，±0.3mV或更小)内。由此，电压Va、Vb和Vc中的每一者的测量期间的温度优选地落在与老化处理温度相差土 5 °C的范围内。以此方式，因为可以抑制电压Va、Vb和Vc中的每一者的波动，可以准确地判定质量。通过在第一老化处理的温度±5°C下测量电压Va，可以在第一老化处理之后将二次电池中的每一个的温度变化维持为小的。由此，提高短路故障判定的准确性。通过在第二老化处理的温度± 5 °C下测量电压Vb和Vc，可以将从电压Vb的测量到电压Vc的测量的温度的改变抑制为小的。由此，可以提高电压下降故障判定的准确性。
[0083]如到目前为止已经描述的，在该实施例中，电压Va是在第一老化处理之后在高温环境下被测量，并且通过使用电压Va与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压(自放电量)来判定由异物的混入导致的短路故障。以此方式，与上述研究实例2类似，因为可以抑制电压Va的测量期间的二次电池的温度变化，可以准确地做出短路故障的质量判定。另外，与研究实例I相比，因为无需第一老化处理之后的冷却工序，可以缩短二次电池的检查时间。
[0084]此外，在该实施例中，电压Vc是在第二老化处理开始之后的自放电量的波动变得稳定时被测量，并且通过使用电压Vc与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压(自放电量)来判定由制造故障导致的电压下降故障。以此方式，电压Vc的测量期间的温度改变和电压Vb的测量期间的温度改变是小的，并且可以在受到温度改变的影响的自放电量的波动被抑制的状态下判定质量。由此，可以准确地做出电压下降故障的质量判定。
[0085](第二实施例)在下文中将参考附图描述第二实施例。图14示出根据第二实施例的用于二次电池的检查方法的流程。S1I到SI 07a的工序与图9中的第一实施例的那些工序类似。因此，将主要描述与第一实施例不同的部分。
[0086]也就是，在该实施例中，如图14所示，二次电池被组装和被充电(S101)，在高温环境下对二次电池中的每一个执行第一老化处理(S102)，测量二次电池I中的每一个的电压Va(S103)，并且将二次电池I中的每一个从高温环境中取出(S104)。接下来，在低温环境下对二次电池中的每一个执行第二老化处理(S105)，并且测量二次电池I中的每一个的电压Vb(S106)。应注意，无需像在第一实施例中一样测量第二老化处理期间的电压Vc。
[0087]然后，在电压Vb被测量之后，做出二次电池I中的每一个的质量判定(S107)。在该实施例中，作为质量判定工序，做出短路故障判定(S107a)、自放电量校正(S107c)以及电压下降故障判定(S107b)。
[0088]在S107中的短路故障判定中，与第一实施例类似，通过使用在S103中测量的在第一老化处理之后的电压Va与在S106中测量的在第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压A V来判定短路故障。
[0089]在S107c和S107b中，通过使用在S103中测量的在第一老化处理之后的电压Va和在S106中测量的在第二老化处理之后的电压Vb来判定电压下降故障。首先，在S107c中，校正作为第一老化处理之后的电压Va与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压的自放电量。也就是，根据高温保持时间校正电压Va与电压Vb之间的差分电压AV的绝对值。
[0090]在该实施例中，提前获得用于校正自放电量的校正式。通过使用其自放电时间恒定的基准电池来执行SlOl到S106，获得图7中的L72指示的相对于高温保持时间的自放电量的式子，并且基于该式子确定校正式。更具体地，如下所述获得校正式。应注意，高温保持时间与自放电量(A V)之间的相关系数为R2>0.9。1.在S103中测量电压Va的时间被设定为Tl(图14)，在S104中将二次电池从高温环境中取出的时间被设定为T2(图14)，以及在S106中测量电压Vb的时间被设定为Τ3(图14)。高温保持时间=时间Τ2-时间Tl，自放电时间=时间Τ3-时间Tl，以及自放电量=电压Vb-电压Va。2.从基准电池的测量结果，获得指示高温保持时间与自放电量之间的关系的下式(I)。自放电量(测量值)=α X高温保持时间+高温保持时间为O时的自放电量...式(I)。例如，在图7中的L72的实例中，α =-0.00828，R2 =0.99998。3.通过使用由式(I)获得的系数α，将校正式设定为下式(2)。自放电量(计算值)= _αΧ高温保持时间+自放电量(测量值)...式(2)。例如，用于校正图7中的L72的校正式为:自放电量(计算值)=-0.00828 X高温保持时间+自放电量(测量值)。
[0091]在S107c中，通过使用上式(2)校正测量值。也就是，作为电压Va与电压Vb之间的差的自放电量和高温保持时间被代入式(2)，并且计算校正后的自放电量。
[0092]接下来，在S107b中，通过使用校正过的自放电量来判定电压下降故障的存在或不存在。也就是，如果校正过的自放电量A V等于或小于阈值，则判定二次电池为好的产品。如果校正过的自放电量A V大于阈值，则判定二次电池为有缺陷的。具体而言，关于该检查批次中多个二次电池的差分电压△ V(= Va-Vc)的校正值，如果该检查批次中的所有二次电池的校正后的A V等于或小于阈值，则判定该检查批次为好的产品，也就是，不存在由制造故障导致的电压下降故障。如果该检查批次中的任何二次电池的校正后的A V大于阈值，则判定该检查批次为有缺陷的，也就是，存在由制造故障导致的电压下降故障。
[0093]图15中的图表示出作为高温保持时间的每一个上的电压Va与电压Vb之间的差的自放电量的校正结果，并且示出校正后的自放电量与高温保持时间之间的关系。如上面的图7所示，作为电压Va与电压Vb之间的差分电压的自放电量根据校正前的高温保持时间而显著降低。另一方面，在该实施例中，如图15所示，即使当改变高温保持时间时，校正后的自放电量几乎不变。也就是，如图7所示的自放电量的高温保持时间依赖性(也就是，温度依赖性)在图15中明显被抑制。例如，图7中的自放电量为y = -0.00828x-5.28907，而图15中的校正后的自放电量为y = lE-06x-5.2891。因此，在被用于判定电压下降故障的阈值为图15中的Th5的情况下，校正过的△ V恒常地大于阈值Th5。由此，可以正确地检查电压下降故障。
[0094]如到目前为止已经描述的，在该实施例中，校正在第一老化处理之后的电压Va与第二老化处理之后的电压Vb之间的差分电压(自放电量)，并且通过使用校正后的自放电量来判定由制造故障导致的电压下降故障。以此方式，可以在由温度改变导致的自放电量的波动被抑制的状态下判定质量。由此，可以准确地做出电压下降故障的质量判定。
[0095]如到目前为止已经描述的，根据本发明的一方面中的方法，关于不依赖于第一电压的测量期间的温度与第二电压测量的期间的温度之间的差的故障，根据自放电量的测量值判定质量。关于依赖于第一电压的测量期间的温度与第二电压测量的期间的温度之间的差的故障，根据其温度依赖性被抑制的自放电量判定质量。由此，可以做出与检查项目相对应的质量判定，并且提高检查准确性。
[0096]另外，在第一判定工序中，如果第一电压与第二电压之间的电压差的变化大于第一阈值，则可以判定为故障。通过在第一老化处理的第一温度下测量第一老化处理结束后的电压，减小第一电压的测量期间的二次电池的温度变化，并且可以抑制温度变化对电压测量的影响。由此，可以提高质量判定的准确性。
[0097]在一个实例中，在第二判定工序中，如果在第二老化处理开始之后的第二温度下测量的第三电压与第二电压之间的电压差大于阈值，则可以判定为故障。通过在第二老化处理开始之后的第二温度下测量电压，减小在第二老化处理开始后的电压的测量期间的温度改变以及在第二老化处理结束后的电压的测量期间的温度改变，并且可以抑制温度的改变对电压测量的影响。由此，可以提高质量判定的准确性。
[0098]在另一实例中，在第二判定工序中，校正第一电压与第二电压之间的电压差的温度依赖性，并且如果校正后的电压差大于阈值，则可以判定为故障。通过校正第一老化处理结束后的电压与第二老化处理结束后的电压之间的电压差，可以抑制温度改变对电压测量的影响。由此，可以提尚质量判定的准确性。
[0099]应注意，本发明不限于上述实施例，而是在不偏离本发明要旨的范围内，可以适当地对这些实施例做出更改。
【主权项】
1.一种用于二次电池的检查方法，包括: 第一老化处理工序，其用于在第一温度下对已被初始充电的所述二次电池执行老化处理； 第二老化处理工序，其用于在第二温度下对所述二次电池执行所述老化处理，所述第二温度低于所述第一温度； 用于测量第一电压的工序，所述第一电压是在所述第一老化处理工序结束之后在所述第一温度下测量的所述二次电池的电压； 用于测量第二电压的工序，所述第二电压是在所述第二老化处理工序结束之后测量的所述二次电池的电压； 用于计算所述第一电压与所述第二电压之间的电压差的计算工序，所述电压差被计算作为所述第二老化处理工序中的所述二次电池的自放电量； 用于根据所述自放电量判定第一故障的第一判定工序，所述第一故障不依赖于所述第一电压的测量期间的温度与所述第二电压的测量期间的温度之差与所述自放电量之间的关系；以及 用于根据其温度依赖性被抑制的所述自放电量判定第二故障的第二判定工序，所述第二故障依赖于所述第一电压的测量期间的温度与所述第二电压的测量期间的温度之差与所述自放电量之间的关系。2.根据权利要求1所述的检查方法，其中 在所述第一老化处理工序和所述第二老化处理工序中对所述多个二次电池执行所述老化处理，并且 当所述多个二次电池中的所述第一电压与所述第二电压之间的所述电压差的变化大于第一阈值时，在所述第一判定工序中判定故障。3.根据权利要求2所述的检查方法，其中 在用于测量所述第一电压的工序中在所述第一温度±5°C的温度下测量所述第一电压。4.根据权利要求2或3所述的检查方法，进一步包括: 用于测量第三电压的工序，所述第三电压是在所述第二老化处理工序开始之后在所述第二温度下测量的所述多个二次电池中的每一个的电压，其中 当所述多个二次电池中的任一个中的所述第三电压与所述第二电压之间的电压差大于第二阈值时，在所述第二判定工序中判定所述故障。5.根据权利要求4所述的检查方法，其中 在用于测量所述第三电压的工序中，在所述第二温度±5°C的温度下测量所述第三电压，并且在用于测量所述第二电压的工序中，在所述第二温度±5°C的温度下测量所述第二电压。6.根据权利要求2或3所述的检查方法，其中 所述第二判定工序包括: 用于校正所述多个二次电池中的每一个中的所述第一电压与所述第二电压之间的电压差的温度依赖性的工序；以及 用于在所述多个二次电池中的任一个中的校正后的电压差大于第二阈值时判定所述故障的工序。7.根据权利要求1至6中任一项所述的检查方法，其中 所述第一温度为400C到80°C，并且所述第二温度为(TC到30°C。8.根据权利要求7所述的检查方法，其中 所述第二温度比所述第一温度高20 °C以上。
【文档编号】H01M10/42GK106025323SQ201610187584
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】松山嘉夫, 角友秀, 志村阳祐
【申请人】丰田自动车株式会社