全固体电池组装体短路检查方法、其使用的约束夹具和短路检查套件、全固体电池制造方法技术

本发明专利技术的一技术方案提供一种短路检查方法，包括：准备全固体电池组装体的工序；准备约束夹具的工序，约束夹具具备约束部件和一对约束板，一对约束板在厚度方向上夹持全固体电池组装体，约束部件包含螺栓和螺母，在将全固体电池组装体的正极集电体的热膨胀系数和负极集电体的热膨胀系数之中最小的热膨胀系数设为α1时，螺栓和螺母的热膨胀系数都为α1以上；约束全固体电池组装体的工序；将全固体电池组装体冷却而使电阻增加的工序；对全固体电池组装体施加电压而计测电流的工序；以及基于所计测的电流来判定全固体电池组装体是否短路的工序。

Short circuit inspection method of all solid battery assembly, restraint fixture and short circuit inspection kit used, and manufacturing method of all solid battery

【技术实现步骤摘要】
全固体电池组装体短路检查方法、其使用的约束夹具和短路检查套件、全固体电池制造方法
本专利技术涉及全固体电池组装体的短路检查方法及其使用的约束夹具和短路检查套件、以及全固体电池的制造方法。
技术介绍
通常在电池的制造工序中，为了提供品质稳定的电池，会对所构建的电池组装体进行装运前检查。作为与此相关的在先技术文献，可举出日本专利申请公开2001-110458号公报，日本专利申请公开2018-022564号公报。例如日本专利申请公开2001-110458号公报中公开了一种液体系的电池组装体的短路检查方法。该短路检查方法中，首先准备处于注入非水电解液之前的状态下的电池组装体，该电池组装体具备正极和隔板和负极以该顺序层叠而成的电极体。接着，对电池组装体施加高电压，并计测此时的电流值。然后，基于所计测的电流值来判定在正极与负极之间是否发生短路。
技术实现思路
然而近年来，在需求电池的可靠性提高、低成本化等的同时，也正在加速开发具有正极、负极以及介于上述正极与上述负极之间的固体电解质层的全固体电池。在全固体电池的制造中，处于进行初始充电之前的状态下的全固体电池组装体中，通常正极和负极和固体电解质层已经一体化了。因此，难以原样应用如上所述的液体系的电池组装体的短路检查方法。即、如果像日本专利申请公开2001-110458号公报所记载的那样对全固体电池组装体施加高电压，则会发生充电反应，使全固体电池组装体作为电池发挥作用。因此，电压施加时的电流值难以表现出是否发生短路的差异。本专利技术是鉴于这一点而完成的，目的是提供一种能够高精度检查全固体电池组装体是否发生短路的检查方法。另外，相关的另一目的是提供在检查全固体电池组装体的短路时所使用的约束夹具和短路检查套件。另外，相关的另一目的是提供一种全固体电池的制造方法。本专利技术人想到通过使全固体电池组装体成为低温，增大固体电解质层的电阻，制造出与液体系的电池组装体相同的状况。即、想到了包括以下工序的短路检查方法，所述工序为：利用约束夹具在厚度方向上约束全固体电池组装体的约束工序；将被约束的全固体电池组装体冷却，由此使全固体电池组装体的电阻增加的电阻增加工序；对电阻增加了的全固体电池组装体施加电压，并计测电压施加时的电流值的电压施加工序；以及基于所计测的电流值来判定全固体电池组装体是否发生短路的判定工序。但是，根据本专利技术人的研究，全固体电池组装体如果冷却则会收缩，厚度变薄。其结果，约束夹具约束全固体电池组装体的力减弱，短路检查时的检查灵敏度降低。因此，本专利技术人通过进一步认真研究，完成了在此公开的技术。根据在此公开的技术的一方案，提供一种全固体电池组装体的短路检查方法。该短路检查方法包括组装体准备工序、夹具准备工序、约束工序、电阻增加工序、电压施加工序和判定工序，在所述组装体准备工序中，准备全固体电池组装体，所述全固体电池组装体具备正极、负极和固体电解质层，所述正极具备正极集电体和配置在所述正极集电体上的正极合剂层，所述负极具备负极集电体和配置在所述负极集电体上的负极合剂层，所述固体电解质层在厚度方向上介于所述正极合剂层与所述负极合剂层之间，在所述夹具准备工序中，准备约束夹具，所述约束夹具具备约束部件和一对约束板，所述一对约束板具有螺栓插入孔，并在所述厚度方向上夹持所述全固体电池组装体，所述约束部件包含插通所述螺栓插入孔的螺栓和拧到所述螺栓上的螺母，并从所述厚度方向对所述全固体电池组装体施加载荷，在将所述全固体电池组装体的所述正极集电体的热膨胀系数和所述负极集电体的热膨胀系数之中最小的热膨胀系数设为α1时，所述螺栓和所述螺母的热膨胀系数都为所述α1以上，在所述约束工序中，将所述全固体电池组装体配置在所述约束夹具的所述一对约束板之间，利用所述约束夹具约束所述全固体电池组装体，在所述电阻增加工序中，在所述约束工序之后将所述全固体电池组装体冷却，由此使所述全固体电池组装体的电阻增加，在所述电压施加工序中，在所述电阻增加工序之后对所述全固体电池组装体施加电压，并计测电压施加时的电流值，在所述判定工序中，在所述电压施加工序之后将所计测的所述电流值与预定的阈值进行比较，判定所述全固体电池组装体是否发生短路。上述短路检查方法，可以通过将全固体电池组装体约束、冷却之后施加电压这样比较简单的方法来检查是否发生短路。另外，通过使用满足上述热膨胀系数的约束夹具，能够将冷却时的全固体电池组装体的收缩进行缓冲，以稳定的力约束全固体电池组装体。其结果，能够使全固体电池组装体的短路检查时的检测灵敏度稳定，从而以高精度进行检查。例如，与使用不满足上述热膨胀系数的约束夹具的情况相比，能够检测到更微小的导电性异物的存在。再者，本说明书中，“热膨胀系数”是指在大气压(1atm)的环境下0℃～100℃的温度区域中，利用通常的热机械分析装置(ThermomechanicalAnalysis：TMA)测定出的平均线膨胀系数。即、是指相对于试料的初始长度的试料长度变化量除以温度差得到的值。热膨胀系数的测定例如可以基于JISZ2285：2003年(金属材料的线膨胀系数的测定方法)进行。另外，本说明书中，“短路检查”不仅包括检测正极与负极导通即所谓的完全短路的检查，例如还包括检测微短路的检查、检测导电性异物的混入的检查等。另外，检测导电性异物的混入的检查，例如包括检测贯穿固体电解质层的导电性异物的检查、检测没有贯穿固体电解质层的导电性异物的检查、检测固体电解质层中所含的导电性异物的检查、检测固体电解质层与正极合剂层之间所含的导电性异物的检查、检测固体电解质层与负极合剂层之间所含的导电性异物的检查等。在此公开的技术的一方案中，所述约束板、所述螺栓以及所述螺母由同种金属材料构成。由此，能够整合约束夹具的各元件之间的热膨胀系数，能够以更高水平发挥在此公开的技术的效果。再者，本说明书中，“同种金属”是指同一组成的金属或大部分的组成相同，且热膨胀系数大致相同(大致为±0.5×10-6/℃以内，例如为±0.3×10-6/℃以内)。金属例如可以是合金等。另外，可以对金属的表面实施涂布等加工。该情况下，除了加工部分以外的母材的构成金属可以为相同种类。在此公开的技术的一方案中，从所述电阻增加工序到所述电压施加工序之间，使所述约束夹具的至少一部分与制冷剂接触，维持在将所述全固体电池组装体冷却了的状态。由此，能够稳定维持全固体电池组装体的冷却状态，进行误差更小的检查。在此公开的技术的一方案中，在所述夹具准备工序中，准备所述螺栓和所述螺母的热膨胀系数都为16.5×10-6/℃以上的所述约束夹具。通过将所述螺栓和所述螺母的热膨胀系数设为预定值以上，能够以更高水平发挥在此公开的技术的效果。另外，根据在此公开的技术的一方案，提供一种约束夹具，用于在将全固体电池组装体冷却了的状态下对所述全固体电池组装体施加电压的短路检查，所述全固体电池组装体具备正极、负极和固体电解质层，所述正极具备正极集电体和配置在所述正极集电体上的正极合剂层，所述负极具备负极集电体和配置在所述负极集电体上的负极合剂层，所述固体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固体电池组装体的短路检查方法，包括组装体准备工序、夹具准备工序、约束工序、电阻增加工序、电压施加工序和判定工序，/n在所述组装体准备工序中，准备全固体电池组装体，所述全固体电池组装体具备正极、负极和固体电解质层，所述正极具备正极集电体和配置在所述正极集电体上的正极合剂层，所述负极具备负极集电体和配置在所述负极集电体上的负极合剂层，所述固体电解质层在厚度方向上介于所述正极合剂层与所述负极合剂层之间，/n在所述夹具准备工序中，准备约束夹具，所述约束夹具具备约束部件和一对约束板，所述一对约束板具有螺栓插入孔，并在所述厚度方向上夹持所述全固体电池组装体，所述约束部件包含插通所述螺栓插入孔的螺栓和拧到所述螺栓上的螺母，并从所述厚度方向对所述全固体电池组装体施加载荷，在将所述全固体电池组装体的所述正极集电体的热膨胀系数和所述负极集电体的热膨胀系数之中最小的热膨胀系数设为α1时，所述螺栓和所述螺母的热膨胀系数都为所述α1以上，/n在所述约束工序中，将所述全固体电池组装体配置在所述约束夹具的所述一对约束板之间，利用所述约束夹具约束所述全固体电池组装体，/n在所述电阻增加工序中，在所述约束工序之后将所述全固体电池组装体冷却，由此使所述全固体电池组装体的电阻增加，/n在所述电压施加工序中，在所述电阻增加工序之后对所述全固体电池组装体施加电压，并计测电压施加时的电流值，/n在所述判定工序中，在所述电压施加工序之后将所计测的所述电流值与预定的阈值进行比较，判定所述全固体电池组装体是否发生短路。/n...

【技术特征摘要】
20180706 JP 2018-129452;20190412 JP 2019-0765611.一种全固体电池组装体的短路检查方法，包括组装体准备工序、夹具准备工序、约束工序、电阻增加工序、电压施加工序和判定工序，
在所述组装体准备工序中，准备全固体电池组装体，所述全固体电池组装体具备正极、负极和固体电解质层，所述正极具备正极集电体和配置在所述正极集电体上的正极合剂层，所述负极具备负极集电体和配置在所述负极集电体上的负极合剂层，所述固体电解质层在厚度方向上介于所述正极合剂层与所述负极合剂层之间，
在所述夹具准备工序中，准备约束夹具，所述约束夹具具备约束部件和一对约束板，所述一对约束板具有螺栓插入孔，并在所述厚度方向上夹持所述全固体电池组装体，所述约束部件包含插通所述螺栓插入孔的螺栓和拧到所述螺栓上的螺母，并从所述厚度方向对所述全固体电池组装体施加载荷，在将所述全固体电池组装体的所述正极集电体的热膨胀系数和所述负极集电体的热膨胀系数之中最小的热膨胀系数设为α1时，所述螺栓和所述螺母的热膨胀系数都为所述α1以上，
在所述约束工序中，将所述全固体电池组装体配置在所述约束夹具的所述一对约束板之间，利用所述约束夹具约束所述全固体电池组装体，
在所述电阻增加工序中，在所述约束工序之后将所述全固体电池组装体冷却，由此使所述全固体电池组装体的电阻增加，
在所述电压施加工序中，在所述电阻增加工序之后对所述全固体电池组装体施加电压，并计测电压施加时的电流值，
在所述判定工序中，在所述电压施加工序之后将所计测的所述电流值与预定的阈值进行比较，判定所述全固体电池组装体是否发生短路。


2.根据权利要求1所述的短路检查方法，
所述约束板、所述螺栓以及所述螺母由同种金属材料构成。


3.根据权利要求1或2所述的短...

【专利技术属性】
技术研发人员：北条隆行，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP