(57)【要約】【課題】被測定体の電気抵抗を安定して測定することができ、加えて簡便な作業で測定可能とすることで測定効率を向上することができる電気抵抗測定方法、および電気抵抗測定装置を提供することにある。【解決手段】本発明の電気抵抗測定方法は、被測定体である一対の薄膜Ａ，Ａ’と導電弾性体１１とを積層し、導電弾性体１１および一対の薄膜Ａ、Ａ’を、該薄膜の厚み方向に一対のロッド１２，１３で挟んで加圧し、各薄膜の電気抵抗を測定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気抵抗を測定する電気抵抗測定方法であって、
被測定体と導電弾性体とを積層し、前記被測定体の厚み方向に一対のロッドで挟んで加圧し、前記被測定体の電気抵抗を測定することを特徴とする、電気抵抗測定方法。
【請求項２】
前記被測定体は、一対の被測定体であり、
前記導電弾性体を前記一対の被測定体で挟んで積層したことを特徴とする、請求項１記載の電気抵抗測定方法。
【請求項３】
前記導電弾性体は、一対の導電弾性体であり、
前記被測定体を前記一対の導電弾性体で挟んで積層したことを特徴とする、請求項１または２記載の電気抵抗測定方法。
【請求項４】
前記導電弾性体は、第１当接面と第２当接面とを有し、
前記第１当接面は、前記一対の被測定体のうちの一方と当接し、
前記第２当接面は、前記第１当接面の反対側に形成され、かつ、前記一対の被測定体のうちの他方と当接することを特徴とする、請求項２記載の電気抵抗測定方法。
【請求項５】
前記被測定体は、第１当接面と第２当接面とを有し、
前記第１当接面は前記一対の導電弾性体のうちの一方と当接し、
前記第２当接面は前記第１当接面の反対側に形成され、かつ、前記一対の導電弾性体のうちの他方と当接することを特徴とする、請求項３記載の電気抵抗測定方法。
【請求項６】
電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置であって、
導電弾性体と、
前記導電弾性体を両側から挟持する一対のロッドと、
前記一対のロッドを介して、前記導電弾性体に厚み方向への圧力を付与する加圧部と、
前記ロッドを加熱する加熱部と、
電気抵抗を測定する測定部とを備えることを特徴とする、電気抵抗測定装置。
【請求項７】
前記導電弾性体は、その厚さが０．２ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする、請求項６記載の電気抵抗測定装置。
【請求項８】
前記一対のロッドは、一対の被測定体と当接する平坦面をそれぞれ有し、
前記加圧部は、前記平坦面に均一に圧力を付与することを特徴とする、請求項６記載の電気抵抗測定装置。
【請求項９】
前記導電弾性体は、一対の導電弾性体であり、
前記一対のロッドは、前記一対の導電弾性体と当接する平坦面をそれぞれ有し、
前記加圧部は、前記平坦面に均一に圧力を付与することを特徴とする、請求項６記載の電気抵抗測定装置。
【請求項１０】
前記加熱部は、加圧方向に関して前記一対のロッドの両側に当接して配置され、内部に熱源が収容された一対の金属部材を有することを特徴とする、請求項６記載の電気抵抗測定装置。
【請求項１１】
前記導電弾性体、前記一対のロッドおよび前記加熱部を収容し、外部と断熱する断熱ケースを更に備えることを特徴とする、請求項６記載の電気抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製あるいは金属製箔などの薄膜の電気抵抗を測定する電気抵抗測定方法および電気抵抗測定装置に関し、特に２次電池の正極に使用される薄膜の厚さ方向の電気抵抗を測定する電気抵抗測定方法および電気抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エネルギー密度の高さから、携帯電話やノート型ＰＣ等の小型電子機器にリチウムイオン２次電池などの２次電池が使用されている。そして近年、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド型自動車（ＨＶ）、或いは電力貯蔵用にその適用範囲が拡大されるに伴い、高エネルギー密度化、長寿命、高出力に加えて、高安全性の特性が求められてきており、これら特性を満たすべく、２次電池の構造についての開発が進められている。
【０００３】
２次電池の安全性を向上するためには、例えば、２次電池の電極材料にＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）機能を有する材料を使用する方法が挙げられる。ＰＴＣとは、例えば、図５のグラフ（温度及び抵抗の数値は省略している）に示すように温度上昇に伴って電気抵抗が急峻に増大する抵抗体であり、所定温度範囲で電気抵抗が急峻に増大する性質を利用し、電極材料にＰＴＣ機能をもたせることで、発熱時の電流を遮断する作用を持たせている。
【０００４】
ＰＴＣ機能を有する電極材料として、例えば、結晶性樹脂と導電粒子からなるＰＴＣ層が形成された２次電池用正極が挙げられる。このＰＴＣ層は、結晶性樹脂の融点近傍で樹脂が膨張することによって導電性粒子のネットワークが遮断され、抵抗値が大きく増大するという性質を有している。また、他のＰＴＣ層として、結晶性樹脂、導電材およびバインダを含む、厚さ５μｍ以下の積層体が挙げられる。
【０００５】
このようなＰＴＣ層の温度変化に対する抵抗値の変化を測定・分析することは、安全性を向上させる観点から重要である。そこで、ＰＴＣ層などの薄膜の電気抵抗を測定する種々の測定装置が提案されている。
【０００６】
例えば、一般的な抵抗測定装置として、測定対象となる薄膜の両面に塗布された銀ペーストと、該銀ペーストを挟持する２枚の銅箔とを有する測定装置がある。この測定装置では、２枚の銅箔にリード線を接続してこれら銅箔間の抵抗を測定することで、薄膜の電気抵抗を測定可能としている。
【０００７】
また、図６に示すように、抵抗測定装置１００は、測定対象である微多孔膜Ｂを挟んで重ね合わされたニッケル箔１０２Ａ，１０２Ｂと、２枚のニッケル箔を挟持するガラス板１０３Ａ，１０３Ｂと、双方のガラス板と電気的に接続された電気抵抗測定装置１０５と、ガラス板に固定され、データコレクタ１０６と温度計１０７を介して電気抵抗測定装置１０５に接続された熱電対１０８と、微多孔膜Ｂを加熱するためのオーブン１０９とを備えている。この装置では、セパレータ用の微多孔膜Ｂをオーブンで加熱しながら、連続的に温度と電気抵抗の双方を測定することが可能となっている。
【０００８】
また、他の抵抗測定装置２００は、図７（ａ）に示すように、真空容器２０２内に配設される側面視略コの字型の保持部材２０１と、該保持部材２０１の支え台２０１ａ上に載置された冷却ブロック２０３と、該冷却ブロック上に載置された冷却側ブロック２０４と、被測定体Ｃ上に載置された加熱側ブロック２０５と、該加熱側ブロック上に載置された加熱ブロック２０６と、加熱ブロック２０６上に配置された断熱板２０７と、該断熱板上に配置された冷却板２０８と、該冷却板上に配置されたロードセル２０９とを備えている。加熱側ブロック２０５は、筒状部材の内部空間に配設された円柱状の加熱側ロッド２１０を有し（図７（ｂ））、該ロッドには主熱電対２１１が取り付けられている。また、冷却側ブロック２０４は、筒状部材の内部空間に配設された円柱状の冷却側ロッド２１２を有し、該ロッドにも主熱電対２１１が取り付けられている。
【０００９】
この抵抗測定装置２００では、加熱側ロッド２１０、被測定体Ｃ、冷却側ロッド２１２を経由して冷却ブロック２０３に熱を流し、加熱側ロッド２１０および冷却側ロッド２１２に軸方向の温度勾配を発生させる。このようにして熱を流したときの温度を主熱電対２１１により測定し、軸方向の距離に対する温度プロットから近似線を求め、当該近似線を被測定体Ｂとの境界まで外挿することで、その境界の温度を求めている。
【００１０】
また、他の抵抗測定装置として、図８に示すように、リング電極３０２と主電極３０１の間及びリング電極３０２と対向電極３０３との間に直流電圧源３０４から直流電圧を印加し、リング電極３０２と主電極３０１との間で試料Ｄの表面を流れる電流を測定する表面抵抗測定装置３００が提案されている。この抵抗測定装置では、直流電圧源３０４と直列に接続された電流制限抵抗器３０５が設けられており、電圧印加中の状態で対向電極３０３が誤ってリング電極３０２に直接接触した場合であっても、接触によって流れる電流が電流制限抵抗器３０５の抵抗値によって制限される。よって、導電ゴム３０６によって過大電流が流れることを阻止することができ、導電ゴム３０６の焼付けを防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２０４１８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８２１８号公報
【特許文献３】特開２０００−８８９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記の一般的な抵抗測定装置では、銀ペーストを介して薄膜の電気抵抗を測定するため、銀ペースト中に含まれる溶剤が薄膜に及ぼす影響に因り、当該薄膜の抵抗値を安定して測定することができない。また、被測定体である銅箔に銀ペーストを塗布するのが難しく、加えて被測定体を変える度に銀ペーストを塗布しなければならず、その作業が煩雑である。
【００１３】
また、特許文献１の抵抗測定装置では、オーブンを使用して、一対のガラス板および一対のニッケル箔を介して伝導伝熱により微多孔膜を加熱するため、被測定体である微多孔膜の昇温速度が小さくなり、加熱効率がよくない。また、測定開始前に、微多孔膜を一対のニッケル箔で両側から挟持し、更に一対のガラス板で両側から挟持する作業を行う必要があり、被測定体を変える度に上記作業を行うのは極めて煩雑である。更に、硬質の一対のガラス板で微多孔膜を挟持する構成であるため、微多孔膜とニッケル箔との接触状態を安定化することが難しい。
【００１４】
特許文献２の抵抗測定装置では、保持部材のロードセルを用いて被測定体に荷重を加えるため、加熱側・冷却側ロッドと被測定体との接触面の一部に大きな荷重が加えられる、いわゆる片当たりが生じる場合があり、安定して抵抗値を測定することができない。また、てこの原理を利用した荷重であるため、上記接触面の面内方向において、作用点に近くなるに伴って圧力が増大する傾向が生じ、やはり安定して抵抗値を測定できない原因となる。
【００１５】
さらに、特許文献３の抵抗測定装置では、対向電極の表面全体を導電ゴムで被覆し、また、主電極の一部及びリング電極の一部を導電ゴムで被覆することで、被測定体の面に電極の形状を馴染ませ、接触を安定化する点が開示されているものの、少なくとも主電極およびリング電極の一部は被測定体に直接当接していることから（図８）、主電極と被測定体の当接面や、リング電極と被測定体との当接面で接触の安定化を図ることは困難であり、安定して抵抗値を測定できるとは言えない。また特許文献３では、被測定体に荷重を加える方法についての開示はない。
【００１６】
本発明の目的は、被測定体の電気抵抗を安定して測定することができ、加えて簡便な作業で測定可能とすることで測定効率を向上することができる電気抵抗測定方法、および電気抵抗測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の電気抵抗測定方法は、被測定体と導電弾性体とを積層し、前記被測定体の厚み方向に一対のロッドで挟んで加圧し、前記被測定体の電気抵抗を測定することを特徴とする。
【００１８】
前記被測定体は、一対の被測定体であり、前記導電弾性体を前記一対の被測定体で挟んで積層してもよい。
【００１９】
また、前記導電弾性体は、一対の導電弾性体であり、前記被測定体を前記一対の導電弾性体で挟んで積層してもよい。
【００２０】
前記導電弾性体は第１当接面と第２当接面とを有し、前記第１当接面は、前記一対の被測定体のうちの一方と当接し、前記第２当接面は、前記第１当接面の反対側に形成され、かつ、前記一対の被測定体のうちの他方と当接する。
【００２１】
また、前記被測定体は、第１当接面と第２当接面とを有し、前記第１当接面は前記一対の導電弾性体のうちの一方と当接し、前記第２当接面は前記第１当接面の反対側に形成され、かつ、前記一対の導電弾性体のうちの他方と当接する。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明の電気抵抗測定装置は、導電弾性体と、前記導電弾性体を両側から挟持する一対のロッドと、前記一対のロッドを介して、前記導電弾性体に厚み方向への圧力を付与する加圧部と、前記ロッドを加熱する加熱部と、電気抵抗を測定する測定部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記導電弾性体は、その厚さが０．２ｍｍ〜２ｍｍであるのが好ましい。
【００２４】
前記一対のロッドは、一対の被測定体と当接する平坦面をそれぞれ有し、前記加圧部は、前記平坦面に均一に圧力を付与してもよい。
【００２５】
また、前記導電弾性体は、一対の導電弾性体であってもよく、前記一対のロッドは、前記一対の導電弾性体と当接する平坦面をそれぞれ有し、前記加圧部は、前記平坦面に均一に圧力を付与してもよい。
【００２６】
前記加熱部は、加圧方向に関して前記一対のロッドの両側に当接して配置され、内部に熱源が収容された一対の金属部材を有する。
【００２７】
更に、上記電気抵抗測定装置は、前記導電弾性体、前記一対のロッドおよび前記加熱部を収容し、外部と断熱する断熱ケースを備える。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、被測定体と導電弾性体を積層し、被測定体の厚み方向に一対のロッドで挟んで加圧し、被測定体の電気抵抗を測定する。本方法では、電極となるロッドと被測定体とが直接当接し、溶剤等を含むペーストが介在しないため、被測定体の抵抗値を安定して測定することが可能となる。また、電極と被測定体を固定する際、ペーストを使用せず、ロッドと被測定体を当接させるだけでよいため、煩雑な塗布作業が不要となり、被測定体の抵抗を容易に測定することができ、測定効率を向上することが可能となる。また、一対のロッド間に導電弾性体が介装された状態で厚み方向に加圧されるので、当該弾性体が緩衝材となって、被測定体とロッドとの接触面で面内応力を均一化することができ、これらの接触状態を安定化することが可能となる。
【００２９】
また、導電弾性体を一対の被測定体で挟んで積層した場合、一対のロッドと導電弾性体の間に被測定体が介在するので、導電弾性体がロッドの熱によって焼き付いたり、当該導電弾性体の一部が溶融してロッドに付着するのを防止することができる。一方、被測定体を一対の導電弾性体で挟んで積層した場合、被測定体が一対のロッドのいずれにも接触しないため、薄膜などの被測定体が焼き付くのを抑制することができる。
【００３０】
また、一対のロッドは、一対の被測定体と当接する平坦面をそれぞれ有し、加圧部は、平坦面に均一に圧力を付与するので、被測定体の抵抗値をより安定して測定することができる。
【００３１】
また、前記導電弾性体が一対の導電弾性体である場合、一対のロッドは、一対の導電弾性体と当接する平坦面をそれぞれ有し、加圧部は、平坦面に均一に圧力を付与するので、被測定体の抵抗値をより安定して測定することができる。
【００３２】
また、加熱部は、加圧方向に関して一対のロッドの両側に当接して配置され、且つ内部に熱源が収容された一対の金属部材を有するので、熱伝導率の高い金属を採用することで、伝導伝熱によって被測定体を効率良く加熱することができる。
【００３３】
更に、断熱ケースが、導電弾性体、一対のロッドおよび加熱部を収容し、外部と断熱するので、加熱部からの熱が外気を介して放熱するのを防止することができ、より効率良く加熱することが可能となり、測定効率を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る電気抵抗測定装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の装置の要部構造を示す正面図である。
【図３】図２におけるロッドの支持構造を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図４】図２における導電弾性体、ロッド及び薄膜を示す分解断面図である。
【図５】被測定体であるＰＴＣ材料の温度と電気抵抗の関係を示すグラフである。
【図６】従来の抵抗測定装置の構成を示す図である。
【図７】従来の他の抵抗測定装置の構成を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は電気計測回路を説明する図である。
【図８】従来の他の抵抗測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本実施形態に係る電気抵抗測定装置の外観を示す斜視図であり、見えない部分の形状は破線で表している。本発明は、図１に示すような装置を用いて、被測定体である薄膜の厚み方向の電気抵抗を測定するものである。なお、図１における各構成の長さ、幅あるいは厚さは、その一例を示すものであり、本発明の電気抵抗測定装置における各構成の長さ、幅あるいは厚みは、図１のものに限られない。
【００３７】
図１において、電気抵抗測定装置１は、テーブルなどの水平面に載置されるプレート部材２と、該プレート部材に所定間隔で立設する連結部３，３と、連結部３，３の上端に固定されたプレート部材４と、プレート部材２，４の間に配置され、連結部３，３に移動可能に支持されたプレート部材５とを備えている。
【００３８】
プレート部材２には、電気抵抗測定装置１の要部構造１０が載置されており、この要部構造１０は、連結部３，３の間に配置されている。要部構造１０の下面１０ａは、プレート部材２と当接し、上面１０ｂは、プレート部材５と当接している。
【００３９】
プレート部材５は、プレート部材２と略平行、すなわち略水平を維持しながら上下方向にスライド可能に支持されており、要部構造１０と当接する高さで保持される。
【００４０】
プレート部材４は、プレート部材２と略平行に配置されており、後述する加圧部を正面側から着脱可能にするための切欠き部４ａが設けられている。
【００４１】
図２は、図１の装置の要部構造１０を示す正面図である。
【００４２】
図２に示すように、電気抵抗測定装置１は、被測定体である一対の薄膜Ａ，Ａ’間に介装され、均一厚さを有する導電弾性体１１と、該導電弾性体および一対の薄膜Ａ，Ａ’を両側から挟持すると共に、当該薄膜と当接する上面１２ｂ，下面１３ａをそれぞれ有する一対のロッド１２，１３と、該一対のロッド１２，１３を介して、一対の薄膜Ａ，Ａ’および導電弾性体１１に厚さ方向への圧力を付与する加圧部１４と（図１）、一対のロッド１２，１３をそれぞれ加熱する一対の加熱部１５，１６と、上記薄膜の厚み方向の電気抵抗を測定する抵抗測定部１７とを備えている。また、電気抵抗測定装置１は、一対の薄膜Ａ，Ａ’、導電弾性体１１、一対のロッド１２，１３および一対の加熱部１５，１６を収容し、外部と断熱する断熱ケース１８を備えている。
【００４３】
また、電気抵抗測定装置１は、一対の薄膜Ａ，Ａ’の温度を測定し且つ制御する温度測定兼温度制御部１９と、抵抗測定部１７とを備えている。また、温度測定兼温度制御部１９は、一対の加熱部１５，１６に接続されており、該一対の加熱部に電力を供給することが可能となっている。
【００４４】
導電弾性体１１は、略円盤状の薄板部材であり、その厚さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、好ましくは０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである。導電弾性体１１の厚さが０．２ｍｍ以上とすると、該一対のロッド間で片当たりが生じにくくなり、２ｍｍ以下であると被測定体に対する導電弾性体の抵抗が小さく被測定体への熱伝導も良好となり、電気抵抗をより正確に測定することができる。この導電弾性体１１は、上記範囲内でほぼ均一の厚さを有するのが好ましい。また、導電弾性体１１の材料は、その両端に電圧を印加して薄膜の抵抗を測定することから、抵抗値が薄膜よりも十分に低く、低い硬度、さらには高い熱伝導性を有し、且つ抵抗値の温度依存性の小さいものが好ましい。導電弾性体１１は、例えば、導電性ゴムで形成されており、例えば、導電性シリコーンゴムや導電性フッ素ゴムなどを使用することができるが、薄膜の測定温度領域において溶融、劣化などを起こさず、前記の低い抵抗値、低い高度、高い熱伝導性を維持できるものであればこれらに限定されず用いることができる。
【００４５】
一対のロッド１２，１３は、例えばφ１０ｍｍの円柱部材からなる一対の電極であり、真鍮、銅やアルミニウムなどの高い熱伝導率を有する金属からなる。これらロッド１２，１３は、それぞれ一対の支持部材２１，２２により、略鉛直方向に立設するよう支持されている。具体的には、ロッド１２は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、該ロッドの背面側にロッド１２と略平行に配置された一対の固定ピン３１，３２と当接しており、装置の正面側からロッド１２の外周面を押圧して固定する固定ピン３３により、支持部材２１に固定されている。ロッド１３も、同様の方法にて支持部材２２に固定されている。支持部材２１は加熱部１５に、支持部材２２は加熱部１６にそれぞれ固定されている。支持部材２１は、例えば略コの字型であり、２つの脚部２１ａ，２１ａが加熱部１５と当接している。支持部材２２も同様に略コの字型であり、２つの脚部２２ａ，２２ａが加熱部１６と当接している。
【００４６】
加圧部１４は、複数の略直方体の金属部材が積層された積層体からなり、複数の金属部材が不図示の埋め込みピンで互いに簡易的に固定された状態で、プレート部材５上に載置される。これにより、プレート部材５が、略水平を維持したままで要部構造１０の上面１０ｂを下方に押圧する。また、加圧部１４はプレート部材４の切欠き部４ａに挿入されており、これにより、装置の正面側から金属部材の積載数を変えて押圧力を調整することが可能となっている。
【００４７】
一対の加熱部１５，１６は、それぞれカートリッジヒータ等の略円筒状の熱源２３と、該熱源を内包する略直方体の金属部材２４とを有している。熱源２３からの熱は、一対の加熱部１５，１６を介して一対のロッド１２，１３にそれぞれ伝熱され、更にロッド１２から薄膜Ａに、ロッド１３から薄膜Ａ’にそれぞれ伝熱される。
【００４８】
抵抗測定部１７は、一対のロッド１２，１３に電気的に接続されたセンサであり、抵抗測定部１７，ロッド１２，導電弾性体１１及びロッド１３によって閉回路が構成されている。すなわち抵抗測定部１７は、一対のロッド１２，１３間の抵抗を測定可能に接続されており、この測定結果に基づいて薄膜Ａの厚さ方向の抵抗が測定される。
【００４９】
断熱ケース１８は、２分割可能な箱型部材であり、底部２５と、該底部に載置される蓋部２６とで構成される。底部２５はプレート部材２と当接し、蓋部２６はプレート部材５と当接している。断熱ケース１８内には外部と断熱される閉空間が形成され、この閉空間に一対の加熱部１５，１６、一対の支持部材２１，２２、一対のロッド１２，１３、一対の固定ピン３１，３２、及び固定ピン３３が配置される。
【００５０】
図４は、図２における導電弾性体１１、ロッド１２，１３（電極）及び薄膜Ａ，Ａ’を示す分解断面図である。
【００５１】
図４に示すように、導電弾性体１１及びロッド１２，１３は略同軸で配置されており、ロッド１２と導電弾性体１１の間に薄膜Ａが介装され、ロッド１３と導電弾性体１１の間に薄膜Ａ’が介装されている。また、ロッド１２は、薄膜Ａ側に、軸方向に対して略垂直な上面１２ｂ（平坦面）を有し、ロッド１３は、薄膜Ａ’側に、軸方向に対して略垂直な下面１３ａ（平坦面）を有している。これにより、荷重時には、ロッド１２の上面１２ｂが薄膜Ａと面接触すると共に、その下面１２ａが加熱部１５と面接触する。また、ロッド１３の下面１３ａは薄膜Ａ’と面接触し、上面１３ｂが加熱部１６と面接触する。そして、導電弾性体１１の下面１１ａは薄膜Ａと面接触し、上面１１ｂが薄膜Ａ’と面接触する。また、ロッド１２と加熱部１５の間には絶縁体４１が、ロッド１３と加熱部１６の間には絶縁体４２がそれぞれ配置されており、これらの部材間が電気的に絶縁されている。
【００５２】
本実施形態では、薄膜Ａ、導電弾性体１１、薄膜Ａ’をこの順に積層してなる積層体を用いて薄膜の抵抗値が測定される。薄膜の片面にＰＴＣ層が形成されている場合、本実施形態のように一対の薄膜と導電弾性体１１からなる積層体が使用されるのが好ましい。また、薄膜の両面にＰＴＣ層が形成されている場合には、導電弾性体、薄膜、導電弾性体をこの順に積層してなる積層体、すなわち一対の導電弾性体と１つの薄膜からなる積層体を用いて、薄膜の抵抗値が測定されるのが好ましい。この場合、被測定体である薄膜がロッド１２，１３のいずれにも接触しないため、薄膜の焼き付きが抑制される。
【００５３】
一対のロッド１２，１３は、それぞれ抵抗測定部１７に電気的に接続されており、荷重時には、薄膜Ａ、導電弾性体１１および薄膜Ａ’を介在させた状態で、一対のロッド１２，１３間の電気抵抗が測定される。
【００５４】
要部構造１０の蓋部２６は、その正面側に着脱可能に取り付けられた断熱壁を有しており、断熱壁を取り付けることで外気の進入を防いで加熱効率を高めたり、断熱壁を取り外すことで、測定後に冷却を促進させ、或いは測定中の被測定体の状態を目視で確認することができる。
【００５５】
上記のように構成される電気抵抗測定装置１では、例えば次のような方法により薄膜Ａ，Ａ’の厚さ方向の抵抗を測定する。以下、薄膜Ａ、Ａ’がカーボンコート箔である場合の測定方法を例に挙げて説明する。
【００５６】
先ず、プレート部材２上に底部２５を載置し、加熱部１５に固定された支持部材２１および上記３つの固定ピンにてロッド１２を固定し、ロッド１２を立設させる。次に、ロッド１２の上面１２ｂに、薄膜Ａ、導電弾性体１１、及び薄膜Ａと同一材料からなる薄膜Ａ’を、略同軸でこの順に載置する。ロッド１２には予め、不図示の温度測定用配線および抵抗測定用配線を接続しておく。
【００５７】
次いで、加熱部１６に固定された支持部材２２および上記３つの固定ピンにて１３を固定し、ロッド１３を加熱部１６に対して立設させた後、ロッド１３を下側にした状態で、薄膜Ａ’上にロッド１３を載置する。これにより、ロッド１２、導電弾性体１１及びロッド１３が略同軸に配置され、ロッド１２と導電弾性体１１の間に薄膜Ａが、導電弾性体１１とロッド１３との間に薄膜Ａ’がそれぞれ介装された状態となる。その後、蓋部２６を加熱部１６に載置した状態で、プレート部材５を蓋部２６に載置し、更に、プレート部材５上に加圧部１４を載置する。そして、必要に応じて断熱壁を取り付け、組み立てを完了する。
【００５８】
組み立て完了後、温度測定兼温度制御部１９から加熱部１５，１６に電力を供給し、一対のロッド１２，１３を介して薄膜Ａ，Ａ’を徐々に加熱し、各温度での抵抗値を測定する。測定終了後、上記と逆の手順で加圧部１４、プレート部材５、ロッド１３をこの順に取り外し、次いで薄膜Ａ，Ａ’を取り外す。次に、新たに測定する他の薄膜をロッド１２上に載置し、その後、各構成要素を上記と同様に載置して、抵抗値を測定する。上記工程を繰り返すことで、短時間で複数の薄膜の抵抗値が測定される。
【００５９】
上述したように、本実施形態によれば、被測定体である一対の薄膜Ａ，Ａ’と導電弾性体１１を積層し、導電弾性体１１および一対の薄膜Ａ、Ａ’を、該薄膜の厚み方向に一対のロッド１２，１３で挟んで加圧し、各薄膜の電気抵抗を測定する。このように本方法ではロッド１２と薄膜Ａ、或いはロッド１３と薄膜Ａ’が直接当接し、溶剤等を含むペーストが介在しないため、薄膜Ａ，Ａ’の抵抗値を安定して測定することが可能となる。また、電極であるロッド１２と被測定体である薄膜Ａを固定する際、ペーストを使用せず、ロッド１２と薄膜Ａを当接させるだけでよいため、煩雑な塗布作業が不要となり、薄膜Ａ，Ａ’の抵抗を容易に測定することができ、測定効率を向上することが可能となる。また、一対のロッド１２，１３間に導電弾性体１１が介装された状態で厚み方向に加圧されるので、当該弾性体が緩衝材となって、薄膜Ａ，Ａ’とロッド１２，１３との接触面で面内応力を均一化することができ、これらの接触状態を安定化することが可能となる。更に、一対のロッド１２，１３と導電弾性体１１の間に薄膜Ａ，Ａ’が介在するので、導電弾性体１１がロッド１２やロッド１３の熱によって焼き付いたり、当該導電弾性体の一部が溶融してロッド１２やロッド１３に付着するのを防止することができる。
【００６０】
また、加圧部１４は、一対のロッド１２，１３が有する上面１２ｂ，下面１３ａの面内方向に均一に圧力を付与するので、薄膜Ａ，Ａ’の抵抗値をより安定して測定することができる。また加圧部１４は水平方向に設置された薄膜Ａ，Ａ’を略鉛直方向に加圧するので接触面における面内圧力をより均一化することが可能となる。更に、加圧部１４に直接荷重が付与されるプレート部材５の水平方向断面積が、ロッド１２の水平方向断面積に対して格段に大きいため、ロッド１２と薄膜Ａとの接触面における面内圧力をより均一化することが可能となる。
【００６１】
また、一対の加熱部１５，１６は、加圧方向に関して一対のロッド１２，１３の両側に当接して配置され、且つ内部に熱源２３が収容された一対の金属部材２４，２４を有するので、熱伝導率の高い金属を採用することで、伝導伝熱によって薄膜Ａ，Ａ’を効率良く加熱することができる。
【００６２】
更に、断熱ケース１８が、一対の薄膜Ａ，Ａ’、導電弾性体１１、一対のロッド１２，１３および一対の加熱部１５，１６を収容し、外部と断熱するので、加熱部１５，１６からの熱が外気を介して放熱するのを防止することができ、より効率良く加熱することが可能となり、測定効率を更に向上することができる。
【００６３】
以上、本実施形態に係る電気抵抗測定方法及び電気抵抗測定装置について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００６４】
例えば上記実施形態では、薄膜Ａ、Ａ’がカーボンコート箔である場合の測定方法を例に挙げて説明したが、これに限らず、上記測定方法は、２次電極用の他のＰＴＣ層の表面抵抗を測定する場合にも適用可能である。また、２次電池以外の電気・電子部材に使用される薄膜の表面抵抗を測定する場合にも本測定方法を適用することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、薄膜Ａ、導電弾性体１１、薄膜Ａ’をこの順に積層してなる積層体を用いているが、これに限らず、１つの薄膜と１つの導電弾性体からなる積層体を用いて薄膜の抵抗値を測定してもよい。
【００６６】
また、上記電気抵抗測定装置において、加圧部１４は略直方体の金属部材であり、一対のロッド１２を上方から加圧する構成であるが、これに限らず、一対のロッド１２，１３を上下方向から加圧可能に設けられた機構であってもよく、例えばプレート部材２，５を固定するクランプ機構で構成されてもよい。
【００６７】
また、上記電気抵抗測定装置では一対の加熱部１５，１６が設けられているが、一対のロッド１２，１３の少なくとも一方を加熱する加熱部が単体で設けられてもよい。また、熱源２３はカートリッジヒータで構成されるが、ニクロム線やヒートパイプなどの他の熱源で構成されてもよい。
【００６８】
更に、断熱ケース１８は、必ずしも内部に閉空間を形成する必要はなく、作業性向上の為に、正面側および背面側に開放端を有する、上下方向に２分割可能な筒型ケースなどの他の形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の電気抵抗測定方法および電気抵抗測定装置は、２次電池、特にリチウムイオン２次電池の電極に設けられるＰＴＣ層の抵抗を測定する方法・装置として好適に使用され、電子機器、或いは自動車用２次電池に使用されるＰＴＣ層の抵抗測定に有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１  電気抵抗測定装置
２  プレート部材
３  連結部
４  プレート部材
４ａ  切欠き部
５  プレート部材
１０  要部構造
１０ａ  下面
１０ｂ  上面
１１  導電弾性体
１１ａ  下面
１１ｂ  上面
１２，１３  一対のロッド
１２ａ  下面
１２ｂ  上面
１３ａ  下面
１３ｂ  上面
１４  加圧部
１５，１６  一対の加熱部
１７  抵抗測定部
１８  断熱ケース
１９  温度測定兼温度制御部
２１，２２  一対の支持部材
２１ａ  脚部
２２ａ  脚部
２３  熱源
２４  金属部材
２５  底部
２６  蓋部
３１，３２  一対の固定ピン
３３  固定ピン
４１  絶縁体
４２  絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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