(57)【要約】      （修正有）【課題】測定対象であるセルの自己発熱を測定可能な測定装置において、測定対象の温度変化をより正確に測定する測定装置を提供する。【解決手段】測定装置１０は、セルＣを内包する内部空間２３を形成する内壁を有する本体部１１と、内部空間２３を加熱する加熱部１２と、内部空間２３に配設されセルＣを内壁に接触させることなく保持する保持部１５と、保持部１５に保持されたセルＣの温度を測定する測定部１６とを備えた。【選択図】図１
2018205233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象であるセルの自己発熱を測定可能な測定装置であって、
前記セルを内包する内部空間を形成する内壁を有する本体部と、
前記内部空間を加熱する加熱部と、
前記内部空間に配設され前記セルを前記内壁に接触させることなく保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記セルの温度を測定する測定部と、
を備えた測定装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記セルに接触する接触部と、前記接触部を前記セル側に押圧する押圧部と、前記押圧部を支持し前記本体部に配設される固定部と、を備えている、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記接触部は、前記セルを充放電させる端子である、請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記接触部は、前記セルの外周面面積の１％以下の接触面積で前記セルに接触する、請求項２又は３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記本体部は、前記セル外周面の５０％以上において前記セルとの距離が１０ｍｍ以下の範囲となるように前記内壁が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記本体部は、前記内部空間と外部空間とが連通する開口部を少なくとも１つ有しており、
前記保持部は、前記開口部から前記セルまでの長さが前記セルの長さよりも長い位置で該セルを保持する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記本体部は、第１筐体と、前記第１筐体に組み合わせることにより前記内部空間が形成される第２筐体と、により構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記加熱部は、前記第１筐体側に埋設された第１加熱部と前記第２筐体側に埋設された第２加熱部とにより構成されている、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記本体部は、前記第１筐体と前記第２筐体とを接続する蝶番と、前記第１筐体と第２筐体とを固定し所定の押圧力が加わると前記第１筐体と第２筐体との固定を開放するロック部と、を更に含む、請求項７又は８に記載の測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の測定装置であって、
前記加熱部の加熱状態を制御し、前記測定部により測定された温度を記憶する制御部、を備えた測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明は、測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池の評価を行う測定装置としては、第１〜第４の部材が外周面を構成し、スリット部とベント部とを有する金属製容器に測定対象の電池を収容し、加熱して発熱量を測定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この測定装置では、密閉性が高く、内圧が上昇しても破損するおそれがなく、正確な熱分析を行うことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の測定装置では、測定対象であるセルに金属製容器が直接取り付けられることから、例えば、セルが自己発熱した際に金属製容器に熱伝導するため、温度変化を精度よく検出することができなかった。
【０００５】
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、測定対象の温度変化をより正確に測定することができる測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、測定対象のセルを加熱部と直接的又は間接的に接触させずに保持するものとしたところ、例えば、自己発熱などセルの温度変化をより正確に測定することができることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本明細書で開示する測定装置は、
測定対象であるセルの自己発熱を測定可能な測定装置であって、
前記セルを内包する内部空間を形成する内壁を有する本体部と、
前記内部空間を加熱する加熱部と、
前記内部空間に配設され前記セルを前記内壁に接触させることなく保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記セルの温度を測定する測定部と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この測定装置では、測定対象の温度変化をより正確に測定することができる。このような効果が得られる理由は、以下のように考えられる。例えば、この測定装置では、測定対象のセルを本体部の内壁に接触させることなく支持する。また、加熱部は、セルが内包された内部空間を加熱することにより、間接的にセルを加熱する。このため、加熱部と直接的又は間接的に接触させて加熱するものに比してセルの熱が他の部材に伝導しにくく、熱伝導による影響をより抑制してセルの温度変化を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】測定装置１０の構成の概略の一例を示す説明図。
【図２】測定装置１０による測定対象セルの温度変化の測定例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示の一例である測定装置１０の構成の概略の一例を示す説明図であり、図１Ａが長手方向の断面図、図１Ｂが図１ＡのＡ方向から見た図、図１Ｃは図１Ｂで第２筐体２２を開放した図である。図１に示すように、測定装置１０は、測定対象であるセルＣの自己発熱を測定可能な装置である。この測定装置１０は、本体部１１と、加熱部１２と、保持部１５と、測定部１６と、制御部２０とを備えている。
【００１１】
測定対象であるセルＣは、放電可能な蓄電デバイスであればよく、充放電可能な蓄電デバイスであるものとしてもよい。セルＣは、例えば、正極と、負極と、正極及び負極の間に介在しイオンを伝導するイオン伝導媒体と、を備えたものとしてもよい。このセルＣは、例えば、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタ、疑似電気二重層キャパシタ、アルカリ二次電池、アルカリイオン二次電池などとしてもよい。キャリアとしてのアルカリとしては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫなどが挙げられる。正極は、キャリアのイオンを吸蔵放出する正極活物質を含むものとしてもよいし、キャリアのイオンを吸着脱離する正極活物質を含むものとしてもよい。正極活物質は、例えば、遷移金属複合酸化物や遷移金属リン酸化合物、活性炭や黒鉛を含む炭素材料などのうち１以上としてもよい。遷移金属としては、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕなどのうち１以上が挙げられる。負極は、キャリアのイオンを吸蔵放出する負極活物質を含むものとしてもよいし、キャリアのイオンを吸着脱離する負極活物質を含むものとしてもよい。負極活物質は、例えば、活性炭や黒鉛を含む炭素材料や、Ｔｉなどを含む遷移金属複合酸化物などのうち１以上としてもよい。イオン伝導媒体は、キャリアイオン（カチオン及びアニオン）を伝導するものであり、非水電解液、水溶液系電解液、ゲル電解液及び固体電解質などのうち１以上としてもよい。このセルＣの形状は特に限定されず、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。ここでは、円筒形状のセルＣを主として説明する。
【００１２】
本体部１１は、セルＣを内包する内部空間２３を形成する内壁を有する構造体である。この本体部１１は、分割構造を有し、セルＣや保持部１５の装着、取り外しが容易であり、セルＣの破裂時の圧力上昇を低減することができる。この本体部１１は、第１筐体２１と、第２筐体２２と、蝶番２６と、ロック部２７と、第１断熱部材１７と、第２断熱部材１８とを備えている。第１筐体２１や第２筐体２２は、例えば、熱伝導性がよく、機械的強度も高い材質で形成されることが好ましく、例えば、Ａｌやステンレスなどで形成されることが好ましい。第１筐体２１の上面側には、第１内壁２４により半円筒形状の空間が形成されている。また、第２筐体２２の下面側にも第２内壁２５により半円筒形状の空間が形成されている。第１筐体２１と第２筐体２２とを組み合わせることにより、本体部１１の中心に円筒状の内部空間２３が形成される。なお、内部空間２３を形成する第１内壁２４や第２内壁２５の形状は、測定対象であるセルＣの外形と同様の形状とすることが好ましい。ここでは、セルＣが円筒形状であるため、内部空間２３を円筒形状としたが、セルＣが直方体形状であれば、内部空間２３も直方体形状にすることが好ましい。第１断熱部材１７は、第１筐体２１の下面側に配設された断熱性を有する部材である。この第１断熱部材１７は、台座３０の上に配設されている。第２断熱部材１８は、第２筐体２２の上面側に配設された断熱性を有する部材である。蝶番２６は、第１筐体２１と第２筐体２２とを所定の回動軸を中心として回動可能に接続する部材である。この本体部１１では、その側面に蝶番２６が接続されている。ロック部２７は、第１筐体２１と第２筐体２２とを固定し所定の押圧力が加わると第１筐体２１と第２筐体２２との固定を開放する部材である。このロック部２７は、例えば、凸部と凹部との嵌め合い構造を有するものとしてもよい。
【００１３】
本体部１１は、セル外周面の５０％以上においてセルＣとの距離が１０ｍｍ以下の範囲となるように内壁（第１内壁２４、第２内壁２５）が形成されているものとしてもよい。このセル外周面の面積範囲は、より大きいものとすれば内壁とセル外周面との距離がより短くなるので、昇温速度をより高めるのには好ましい。この面積範囲は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。また、セルＣと内壁との距離は、より短いものとすると熱の伝導が早くなるので、昇温速度を高めるには好ましい。この距離は、８ｍｍ以下としてもよいし、７．５ｍｍ以下としてもよいし、５．０ｍｍ以下としてもよい。なお、この距離は短すぎると接触するおそれがあるので、２．０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１４】
本体部１１は、内部空間２３と外部空間とが連通する開口部を少なくとも１つ有しているものとしてもよい。この本体部１１では、一端側に開口部２８を有し、他端側に開口部２９を有するものとした。本体部１１に開口部を有すると、セルＣへの電力供給用や測定用の配線などを外部へ引き出しやすい。また、加熱時においてセルＣの内圧が高まり破裂した際などに、発生したガスをこの開口部から排出しやすく、内部空間２３の内圧の急激な増加をより抑制できる。
【００１５】
加熱部１２は、内部空間２３を加熱することにより、内部空間２３に収容されている部材を加熱する。この加熱部１２は、セルＣへは接触せず、気体を介する対流による加熱や気体を介する輻射により加熱を行うものとしてもよい。加熱部１２は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）と同程度の範囲でセルＣを昇温する能力があることが好ましく、例えば、５℃／分以上の昇温速度でセルＣを加熱できることが好ましい。この加熱部１２は、第１筐体２１側に埋設された第１加熱部１３と第２筐体２２側に埋設された第２加熱部１４とにより構成されている。第１加熱部１３は、第１筐体２１と第１断熱部材１７との間に配設された平板状の部材である。この第１加熱部１３には、熱電対１９が取り付けられており、この熱電対１９で第１加熱部１３を測温可能である。第２加熱部１４は、第２筐体２２と第２断熱部材１８との間に配設された平板状の部材である。この第２加熱部１４には、熱電対１９が取り付けられており、この熱電対１９で第２加熱部１４を測温可能である。第１加熱部１３や第２加熱部１４は、発熱線や絶縁体を内包したカートリッジヒータとしてもよい。なお、加熱部１２は、セルＣを均一に加熱することができるものとすれば、その形状は特に限定されない。
【００１６】
保持部１５は、内部空間２３に配設されセルＣを内壁に接触させることなく保持する部材である。この保持部１５は、第１筐体２１の第１内壁２４や第２筐体２２の第２内壁２５などに取り外し可能に配設されるものとしてもよい。この測定装置１０では、セルＣの一端側に接触する保持部１５と、セルＣの他端側に接触する保持部１５との２つを備えるものとした。保持部１５は、セルＣと共に加熱されることから、熱伝導性がよく、機械的強度も高い材質で形成されることが好ましく、例えば、Ａｌやステンレスなどで形成されることが好ましい。この保持部１５は、セルＣに接触する接触部３１と、接触部３１をセルＣ側に押圧する押圧部３２と、押圧部３２を支持し本体部１１に配設される固定部３３とを備えている。また、押圧部３２と固定部３３との間には、断熱性を有する断熱部材３４を配設するものとしてもよい。接触部３１は、セルＣを充放電させる端子を兼ねているものとしてもよい。また、接触部３１は、セルＣの外周面面積の１％以下の接触面積でセルＣに接触するものとしてもよい。この接触面積は、より小さいものとすれば、セルＣの自己発熱時などにおける温度変化への影響をより低減でき好ましい。この接触部３１は、先端がギザギザ状に形成されていてもよいし、先端が針状に形成されていてもよいし、先端が１以上の球状に形成されていてもよい。押圧部３２は、その内部に収容されたバネにより接触部３１をセルＣ側へ押圧するものとしてもよい。固定部３３は、押圧部３２を支持する平板状の部材であり、第１内壁２４に形成された溝部へ差し込まれてこれに固定される。
【００１７】
また、開口部を有する本体部１１において、保持部１５は、開口部からセルＣまでの奥行き長さＬ１がセル長さＬｃよりも長い位置でこのセルＣを保持するものとしてもよい（図１参照）。この測定装置１０では、開口部２８からセルＣまでの奥行き長さＬ１と共に、開口部２９からセルＣまでの奥行き長さＬ２がセル長さＬｃよりも長いものとした。こうすれば、測定の昇温時において開口部から流入する外気によるセルＣの温度低下をより抑制することができる。
【００１８】
測定部１６は、保持部１５に保持されたセルＣの温度を測定するものである。この測定部１６は、例えば、熱電対としてもよい。
【００１９】
制御部２０は、加熱部１２の加熱状態を制御し、測定部１６により測定された温度を記憶する処理を行う。この制御部２０は、例えば、装置全体を制御するコントローラとしてもよく、装置を制御するＣＰＵと、情報を記憶する記憶部とを有するものとしてもよい。この制御部２０は、測定部１６や熱電対１９，１９からの配線が接続されており、測定された温度に関する信号を入力する。また、制御部２０は、セルＣを充放電させる配線や、加熱部１２へ電力を供給する配線などが接続されており、これらに電力を供給する。
【００２０】
次に、測定装置１０の動作、特にセルＣの温度変化を測定する動作について説明する。まず、試験者は、ロック部２７を解除して第２筐体２２を開放し（図１Ｃ）、接触部３１の間に測定対象のセルＣを装着する。このセルＣは、例えば、予め充電及び／又は放電させたものとしてもよい。セルＣは、押圧部３２のバネ力により接触部３１，３１に挟み込まれて空中に保持される。試験者は、制御部２０を操作し、昇温速度を設定すると共に測定開始を入力する。すると、制御部２０は、設定された昇温速度で昇温するよう熱電対１９，１９の測定温度を参照しつつ加熱部１２に電力を供給する。また、制御部２０は、測定部１６から入力された測定値（電圧値）と測定開始からの時間とを所定間隔（例えば１秒ごとなど）で記録する。
【００２１】
以上詳述した測定装置１０では、測定対象のセルＣを本体部１１の内壁２４，２５に接触させることなく支持する。また、加熱部１２は、セルＣが内包された内部空間２３を加熱することにより、間接的にセルＣを加熱する。このため、加熱部１２をセルＣに直接的又は間接的に接触させて加熱するものに比してセルＣの熱が他の部材に伝導しにくく、熱伝導による影響をより抑制してセルＣの温度変化を測定することができる。このため、測定装置１０では、測定対象の温度変化をより正確に測定することができる。
【００２２】
また、保持部１５は、セルＣに接触する接触部３１と、接触部３１をセルＣ側に押圧する押圧部３２と、押圧部３２を支持し本体部１１に配設される固定部３３とを備えている。この保持部１５では、比較的簡素な構成でセルＣを内壁に接触させることなく支持することができる。更に、接触部３１は、セルＣを充放電させる端子を兼ねているため、構成をより簡略化することができる。更にまた、接触部３１は、セルＣの外周面面積の１％以下の接触面積でセルＣに接触するため、接触面積がより小さく、不要な熱伝導をより抑制することができる。
【００２３】
また、本体部１１は、セル外周面の５０％以上において距離が１０ｍｍ以下の範囲となるように内壁が形成されているため、セルＣをより均一に加熱することができる。更に、本体部１１は、内部空間２３と外部空間とが連通する開口部２８，２９を有しているため、電力供給用や測定用の配線などを外部へ引き出しやすい。また、セルＣの内圧が高まり破裂した際に、発生したガスを排出しやすく、内部空間２３の内圧の急激な増加をより抑制できる。更にまた、保持部１５は、開口部２８，２９からセルＣまでの奥行き長さＬ１，Ｌ２がセル長さＬｃよりも長い位置（より奥の位置）でセルＣを保持するため、開口部２８，２９から外気が流入して生じる温度低下をより抑制することができる。
【００２４】
また、本体部１１は、第１筐体２１と、第１筐体２１に組み合わせることにより内部空間２３が形成される第２筐体２２とにより構成されているため、どちらかの筐体を開放すれば、内部空間２３にセルＣを配置しやすい。このとき、加熱部１２は、第１筐体２１側に埋設された第１加熱部１３と第２筐体２２側に埋設された第２加熱部１４とにより構成されているため、より均一な加熱を行うことができる。更に、本体部１１は、第１筐体２１と第２筐体２２とを接続する蝶番２６と、第１筐体２１と第２筐体２２とを固定し所定の押圧力が加わるとこれらの固定を開放するロック部２７とを更に含むため、第１筐体２１と第２筐体２２とを開放しやすい。また、内圧がかかった場合には、ロック部２７が外れるため、セルＣの破裂などによる装置の故障などをより抑制することができる。更にまた、加熱部１２の加熱状態を制御し測定部１６により測定された温度を記憶する制御部２０を備えるため、オートでセルＣの温度変化を測定することができる。
【００２５】
なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２６】
例えば、上述した実施形態では、測定装置１０は、第１筐体２１と第２筐体２２との２つの部材が組み合わされて、本体部１１を形成するものとしたが、特にこれに限定されず、３以上の部材を組み合わせて構成するものとしてもよいし、１つの部材で構成するものとしてもよい。また、本体部１１には蝶番２６やロック部２７が配設されるものとしたが、これらの１以上が適宜省略されてもよい。
【００２７】
上述した実施形態では、本体部１１は、開口部２８，２９を有するものとしたが、特にこれに限定されず、本体部１１に形成された開口部は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。あるいは、本体部１１には、開口部が形成されないものとしてもよい。開口部が形成されない場合、本体部１１を分割構造にするなど、内圧上昇に対する対策を施す構造を採用するのが望ましい。
【００２８】
上述した実施形態では、内部空間２３は、円筒状の形状としたが、これに限定されず、セルＣの外形に合わせた形状とすればよい。このとき、セルＣの外形に合わせた内壁を有するユニットを装着、取外可能な構造とし、セルＣの外形に合わせてこのユニットを交換するものとしてもよい。こうすれば、セルＣをより均一に昇温することができる。
【００２９】
上述した実施形態では、保持部１５は、接触部３１、押圧部３２、固定部３３及び断熱部材３４を備えたものとして説明したが、セルＣを内壁に接触させることなく保持するものであれば、特にこれに限定されない。
【００３０】
上述した実施形態では、接触部３１は充放電用の端子の機能を併せ持つものとして説明したが、例えば、保持部１５は、接触部３１のほかに新たな充放電用の端子を備えるものとしてもよい。また、接触部３１は、セルＣの外周面面積の１％以下の接触面積でセルＣに接触するものとしたが、特にこれに限定されず、この接触面積が１％を超えるものとしてもよい。この測定装置においても、セルＣが内壁に接触せずに加熱されるから、測定対象の温度変化をより正確に測定することはできる。なお、不要な熱伝導を抑制する観点からは、この接触面積は、１％以下であることが好ましい。
【００３１】
上述した実施形態では、加熱部１２は、平板状であり、第１内壁２４、第２内壁２５は、円筒状に形成されている、即ち、加熱部１２の外形と内壁の形状が異なるものとしたが、加熱部１２も内壁の形状に合わせた形状（例えば円筒状）としてもよい。こうすれば、セルＣをより均一に加熱することができる。
【００３２】
上述した実施形態では、本体部１１はセル外周面の５０％以上において距離が１０ｍｍ以下の範囲となるように内壁が形成されているものとしたが、特にこれに限定されない。この距離が１０ｍｍ以内の範囲にある方が加熱部１２によりセルＣを加熱しやすいが、加熱部１２のヒータ容量をより大きくするなどすれば、加熱速度などの低下を抑制することはできる。
【実施例】
【００３３】
以下には、測定装置１０を具体的に作製した例を実施例として説明する。
【００３４】
（測定装置）
実施例では、図１で説明した構造を有する測定装置を作製した。ここでは、円筒状の構造を有する１８６５０型リチウムイオン二次電池（外径１８ｍｍ×長さ６５ｍｍ）を測定する測定装置を作製した。第１筐体２１、第２筐体２２は、直径２５ｍｍ×２２０ｍｍの内部空間２３が形成されるＡｌブロックとした。したがって、セル長さＬｃが６５ｍｍであり、奥行き長さＬ１，Ｌ２は７７．５ｍｍであった。本体部１１の内壁とセルＣとのクリアランスは、セル外周面の１００％で３．５ｍｍとした。本体部１１では、ブロック状の第１断熱部材１７の上面に平板状の第１加熱部１３を配設し、その上部に第１筐体２１を固定した。第２筐体２２の上面には、平板状の第２加熱部１４を配設し、その上部にブロック状の第２断熱部材１８を固定した。第１加熱部１３や第２加熱部１４は、発熱線や絶縁体を内包したカートリッジヒータとした。内部空間２３には、Ａｌ製の固定部３３、セラミック製の断熱部材３４を有する保持部１５を取外し可能に配設した。接触部３１の先端は、Ｃｕで形成し、図示しない配線を接続した。接触部３１とセルＣとの接触面積は、１つの接触部３１につき０．１ｃｍ2であり、セルＣの外周面面積３６．７ｃｍ2に対して０．３％であった。このセルＣの充放電用の配線や加熱部１２への電力供給用の配線、測定部１６としての熱電対は、開口部２８，２９から外部へ引き出し、制御部２０へ電気的に接続した。また、第１筐体２１と第１加熱部１３との間に熱電対１９を挿入し、第２筐体２２と第２加熱部１４との間にも熱電対１９を挿入した。熱電対１９，１９からの配線を制御部２０へ接続した。
【００３５】
（測定対象セルの作製）
正極シートを以下のように作製した。正極活物質としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2を９０質量％、導電材としてアセチレンブラックを６質量％、結着材としてポリフッ化ビニリデンを４質量％混合し、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを適量添加して正極活物質等を分散させることでスラリー状合材とした。このスラリー状合材を１５μｍ厚のアルミニウム箔集電体へ均一に塗布し、加熱乾燥させて塗布シートを作製した。その後塗布シートをロールプレスに通して高密度化させ、５４ｍｍ幅×４５０ｍｍ長の形状に切り出して正極シートとした。負極シートを以下のように作製した。負極活物質として天然黒鉛を９５質量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを５質量％混合し、正極と同様にスラリー状合材とした。このスラリー状合材を１０μｍ厚の銅箔集電体へ均一に塗布し、加熱乾燥させて塗布シートを作製した。その後塗布シートをロールプレスに通して高密度化させ、５６ｍｍ幅×５００ｍｍ長の形状に切り出して負極シートとした。得られた正極シートと負極シートとを２０μｍ厚のポリエチレン製微多孔質セパレータを挟んで対向させて捲回し、ロール状電極体を作製した。この電極体を１８６５０型円筒ケースに挿入し、非水電解液を含侵させた後に密閉して円筒型リチウムイオン二次電池を作製した。電解液としては、ＬｉＰＦ6を支持塩とし、熱的安定性が異なる２種の有機溶媒に溶解したものを用いた。熱的安定性の低いものを実験例１の測定対象セル、熱的安定性の高いものを実験例２の測定対象セルとした。
【００３６】
（加熱時の温度変化測定試験）
上記作製した実験例１，２の測定対象セルをＣＣＣＶ、４．２Ｖの満充電（電流値１００ｍＡ、ＣＶ時間５時間）まで充電し、上述した測定装置１０に装着した。測定対象セルは、本体部の内壁に接触することなく保持部１５の接触部３１によって点接触で支持された。このとき、接触部３１はセルの外周面面積の１％以下の接触面積でセルに接触し、セル外周面は、その５０％以上において内壁との距離が１０ｍｍ以下の範囲であった。また、保持部１５は、開口部からセルまでの長さＬ１，Ｌ２がセルの長さＬｃよりも長い、即ちより奥側となる位置でセルを保持するものとした。また、測定対象セルの外表面には、熱電対（測定部１６）を貼付した。測定装置１０のヒータ（加熱部１２）により室温から５℃／分の昇温速度で昇温させ、そのときの熱電対の出力値をモニターし、セルの外壁の温度を計測した。
【００３７】
（結果と考察）
図２は、測定装置による測定対象セル（実験例１，２）の温度変化の測定例である。図２に示すように、セルは、５００秒後あたりから５℃／分の速度で昇温された。実験例１のセルの外壁温度は、１０５℃に到達したあと、５℃／分を超える速度で上昇することがわかった。実験例２のセルの外壁温度は、１５８℃に達したあと５℃／分を超える速度で上昇することがわかった。即ち、実験例１のセルでは１０５℃以上で自己発熱を開始し、実験例２のセルでは１５８℃以上で自己発熱を開始することがわかった。このように、測定装置１０では、より明確な発熱開始温度を測定することができることがわかった。この理由は、以下のように推察された。例えば、測定装置１０では、測定対象セルを本体部１１の内壁２４，２５に接触させることなく支持し、加熱部１２は測定対象セルが内包された内部空間２３を加熱することにより間接的にセルを加熱するため、加熱部１２を測定対象セルに直接的又は間接的に接触させて加熱するものに比して測定対象セルの熱が他の部材に伝導しにくく、熱伝導による影響をより抑制してセルの温度変化を測定することができるものと推察された。
【００３８】
このような測定装置１０において、本体部１１の内壁とセルＣとの間隔が１０ｍｍを超える場合は、５℃／分の昇温速度で１８６５０電池を昇温させるには、５００Ｗを超えるヒータ容量が必要であり、装置自体が大型化し、コストが増加することが懸念される。一方、加熱部１２とセルＣとを接触させた場合には、５℃／分以上の昇温速度を容易に実現可能であるが、セルＣの自己発熱が加熱部１２に伝熱して自己発熱開始温度を正確に測定できない。この測定装置１０では、セル外周全面積の５０％以上が内壁と１０ｍｍ以下の距離であるため、より大きな昇温速度でより均一な加熱を行うことができた。また、この測定装置１０では、接触部３１が充放電端子を兼ねており、セル外周全面積の１％以下の接触面積となる点接触でセルＣを支持するから、熱伝導をより抑制することができ、温度変化をより正確に測定することができた。また、自己発熱を開始したのち、セルＣは高い確率でガスの発生により破裂に至る。測定装置１０では、開口部２８，２９を有し、第１筐体２１と第２筐体２２とを組み合わせた構造であり、力がかかると外れるロック部２７で固定されているため、このようなガスの発生によるセルの破裂においてもヒータや筐体の破損をより抑制することができた。
【００３９】
なお、本明細書で開示する測定装置は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本明細書で開示した測定装置は、電池の評価技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  測定装置、１１  本体部、１２  加熱部、１３  第１加熱部、１４  第２加熱部、１５  保持部、１６  測定部、１７  第１断熱部材、１８  第２断熱部材、１９  熱電対、２０  制御部、２１  第１筐体、２２  第２筐体、２３  内部空間、２４  第１内壁、２５  第２内壁、２６  蝶番、２７  ロック部、２８  開口部、２９  開口部、３１  接触部、３２  押圧部、３３  固定部、３４  断熱部材、Ｃ  セル、Ｌ１，Ｌ２  奥行き長さ、Ｌｃ  セル長さ。
【図１】
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【図２】
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