(57)【要約】【課題】構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、正確な参照電極による正負極の電位測定などの測定を実施することが可能な試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供する。【解決手段】容器本体１２の電池収容部３６に脱着自在に配置され、蓄電池の内容物を収容する電極ホルダー５８を備え、電極ホルダー５８が、第１の電極と、第２の電極と、セパレーターと、電解液とを収容する電極収容凹部６２と、第１の電極の接続部を電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持する第１の接続部保持部６４と、第２の電極の接続部を電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持する第２の接続部保持部７６とを備え、第１の接続部保持部６４に保持された第１の電極の接続部に電気的に接続される第１の端子部１２４と、第２の接続部保持部７６に保持された第２の電極の接続部に電気的に接続され第２の端子部１２８を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器を備えた試験用電池セルであって、
上下一対の脱着自在に構成され、前記蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を形成する上側容器と下側容器とから構成される容器本体と、
前記容器本体の電池収容部に脱着自在に配置され、前記蓄電池の内容物を収容する電極ホルダーとを備え、
前記電極ホルダーが、
前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に介装され、第１の電極と第２の電極とを絶縁状態に保持するセパレーターと、電解液とを収容する電極収容凹部と、
前記第１の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第１の接続部保持部と、
前記第２の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第２の接続部保持部とを備え、
前記容器本体が、
前記第１の接続部保持部に保持された第１の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第１の端子部と、
前記第２の接続部保持部に保持された第２の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第２の端子部とを備えることを特徴とする試験用電池セル。
【請求項２】
前記電極ホルダーが、
前記電極ホルダーの電極収容凹部内に相互に絶縁状態で収容された第１の電極と第２の電極と絶縁状態で、前記電極ホルダーの電極収容凹部内に配置される参照電極と、
前記参照電極を、脱着自在に保持する参照電極保持部材とを備え、
前記容器本体が、
前記参照電極保持材に対して電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す参照電極用端子部を備えることを特徴とする請求項１に記載の試験用電池セル。
【請求項３】
前記電極ホルダーの電極収容凹部には、前記参照電極を収容する参照電極収容用溝部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の試験用電池セル。
【請求項４】
前記上側容器、下側容器、または、上側容器と下側容器の両方に、前記電池収容部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項５】
前記参照電極と、前記参照電極用端子部を取り外して二極化したことを特徴とする請求項２から３のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項６】
前記容器本体が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項７】
前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項８】
前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスが所定圧以上になった際に、前記容器本体を保護するためにガスを外部に放出するための安全弁部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項９】
前記試験用電池セルが、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項１０】
前記参照電極が、第１の電極または第２の電極の一辺に対して、線状に平行に配置されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項１１】
前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極が、角型形状であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項１２】
前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極の形状が、Ｌの字形状であり、前記第１の電極の接続部、第２の電極の接続部を介して、直接外部と通電が可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の試験用電池セル。
【請求項１３】
前記参照電極と、前記参照電極用端子部を取り外して、
前記参照電極用端子部の代わりに、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする請求項２に記載の試験用電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入容器内に封入された、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器に用いられる、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の一次電池や、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池、二重層キャパシター、コンデンサーなど（以下、単に「蓄電池」と言う）に関する。
【０００２】
より詳細には、大学を始めとする各種研究機関において、蓄電池の内部に封入される研究開発中の電極材料などの内容物（正電極、セパレーター、負電極、電解液など）の性能を評価することが行われている。
【０００３】
このために、セルと呼ばれる密閉容器内に、内容物を封入し、セルに充放電装置を電気的にケーブル接続して、セルに封入された電極体を繰り返し充放電して、蓄電池に使用される電極材料としての、その充放電特性や温度特性や安全特性など、蓄電池として必要とされる性能を評価することが行われている。
【０００４】
本発明は、このような蓄電池として必要とされる性能を評価するための試験用電池セルに関し、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルに関する。
【０００５】
また、本発明は、このような蓄電池として必要とされる性能を評価するための試験用電池セルに関し、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位を測定するための試験用三極セルとして用いる試験用電池セルに関する。
【０００６】
さらに、本発明は、試験用三極セルを用いて二極化して、従来の試験用二極セルと同様に使用でき、このような研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セルとして用いる試験用電池セルに関する。
【背景技術】
【０００７】
従来より、ノート型パソコンや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance)などの電子機器の電源として、繰り返し充放電可能な蓄電池が用いられている。
【０００８】
このような蓄電池には、例えば、ニッケル水素二次電池等の水系電池、リチウムイオン二次電池等の非水系電池、電気二重層キャパシター等のキャパシター、コンデンサーなどがある。
【０００９】
ところで、このような蓄電池、例えば、スマートフォンなどの携帯電話の蓄電池では、軽量で薄型、充電容量の大きな蓄電池が求められており、袋状の包装体内に封入された、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池などが種々提案されている。
【００１０】
このような蓄電池におけるその研究開発において、実際の蓄電池の内部において、どのような温度、濃度、電圧、圧力、発生ガスの挙動が発生しているのか知ることは重要であり、蓄電池について、例えば、充放電の試験の際に蓄電池内の電極の変化を観察する目的、蓄電池の安全性を確認する目的などために、各種の研究、試験が行う必要がある。
【００１１】
従来、このような試験用電池セルとしては、特許文献１（特許第４５８０７５１号公報）などが提案されている。
【００１２】
図２０は、特許文献１の試験用電池セルの断面図である。
【００１３】
図２０に示したように、特許文献１の試験用電池セル３００は、試験用部材を収容する凹部３０２を有する導電性のセル本体３０４と、凹部３０２を密閉可能な導電性の蓋体３０６とを備えている。
【００１４】
また、この凹部３０２には、突起３０８により囲まれた平面である試験極収容部３１０と、突起３０８の外側において突起３０８の上端より低い電解液越流溜り部３１２とが形成されている。
【００１５】
そして、電解液越流溜り部３１２が、突起３０８に沿った平面部３１４と、平面部３１４の外側の凹溝３１６と、凹溝３１６の外側の平面部３１８とから形成されている。
【００１６】
さらに、非導電性材料からなり、凹部３０２の内壁に沿う外形形状を有し、上方に向けて狭くなる傾斜がついた内形形状を有するスペーサー３２０が、凹部３０２に装着されている。
【００１７】
そして、試験極収容部３１０に配置された試験極３２２に、セパレーター３２４上から電解液を注入して、電解液を突起３０８の上端から越流させ、試験極３２２が一定量の電解液に浸漬された状態とする。
【００１８】
このセパレーター３２４上に、対極３２６、対極集電板３２８、加圧バネ３３０を配置して、蓋体３０６を、ボルト３３２とナット３３４で締結することにより密閉して、試験極３２２側をセル本体３０４に形成したボルト３３２で、対極３２６側を蓋体３０６に形成した集電ボルト３３６から通電させて測定するように構成されている。
【００１９】
このように構成することによって、特許文献１の試験用電池セル３００では、試験極３２２に対して余分な電解液は、突起３０８を超えて電解液越流溜り部３１２である平面部３１４、凹溝３１６、平面部３１８に溜まるため、作業者を代えて試験用電池セル３００を組み立てても、試験極３２２に対して常に一定量の電解液が接した状態になる。
【００２０】
これにより、特許文献１の試験用電池セル３００では、電気化学特性測定を行うことができ、再現性のある評価を行うことできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第４５８０７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、特許文献１の試験用電池セル３００では、電極を外部と電気的に接続さするための接続部は、電解液に浸かってしまっているので、電気抵抗が大きい。
すなわち、試験極３２２側では、試験極３２２とセル本体３０４の接合面の間に、対極３２６側では、対極３２６と対極集電板３２８と加圧バネ３３０と蓋板３０６の各接合面の間に、電気抵抗の大きな電解液を介した界面が存在することによって、電気抵抗が大きくなってしまう。
【００２３】
また、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、袋状の包装体内に、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に示したような構造の電極体２１４が収容されている。
【００２４】
ラミネート型リチウムイオン二次電池（蓄電池）では、アルミニウム箔の両面にコバルト酸リチウムなどを溶剤で溶いて、塗布後、乾燥、プレス抜きされ、略角型形状をした正電極２０４を作製している。
【００２５】
また、同様に、銅箔の両面に、グラファイトなどの炭素材料を溶媒で溶いて、塗布後、乾燥、プレス抜きすることによって、略角型形状をした負電極２１０を作製している。
【００２６】
そして、これらの正電極２０４と負電極２１０との間に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などの合成樹脂からなり、イオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムからなるセパレーター２１２を介装して、これらが複数積層される。
さらに、各電極（正電極２０４、負電極２１０）の集電箔を、一つに束ねた状態で、外部と電気的に接続されるタブと呼ばれる電極用接続部（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）と共に、溶接により接合されて、電極積層体２１４が作製される。
【００２７】
すなわち、ラミネート型リチウムイオン蓄電池で使用される電極体２１４は、電極は略角型形状である。また、電極は複数積層されている。さらに、包装体内にて、電解液に浸かってしまう集電箔とタブと呼ばれる電極用接属部（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）との接合は溶接することにより、内部抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続されている。
【００２８】
しかしながら、特許文献１の試験用電池セル３００では、セル本体３０４に、凹部３０２、突起３０８、電解液越流溜り部３１２などを形成しなければならず、電極が角型の形状であれば、構成が複雑で加工が容易でなく、コストが高くつくことになる。
【００２９】
また、複数の電極を積層することができない。
さらに、外部と電気的に接合される接合面は、電解液に浸かっている状態なので、内部抵抗が大きな状態で、外部と電気的に接続されてしまう。
【００３０】
従って、特許文献１の試験用電池セル３００では、ラミネート型リチウムイオン蓄電池をモデルとした場合、試験用電池セルとしては適した構造を有していない。
【００３１】
さらに、このような蓄電池に使用される電極材料の研究開発において、研究開発中の電極材料などの性能を評価するために、例えば、参照電極を用いた第三電極測定法により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位を測定するための試験用三極セルが開発されている。
【００３２】
しかしながら、特許文献１の試験用電池セル３００では、参照電極を使用することができると記載されているだけであって、どのような構成にすれば良いか全く開示ないし示唆さえされていない。
【００３３】
また、従来の試験用三極セルでは、構成部品が、試験用三極セル専用で特殊な構造の構成部品から構成されているので、これを二極化して、例えば、熱電対によるセル内部の温度の測定、圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集、参照電極による正負極の電位測定のためなどの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることは不可能である。
【００３４】
本発明は、このような現状に鑑み、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
【００３５】
また、本発明は、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池の包装体内に収容された電極体２１４をモデルとし、略角型形状の電極を、単層または複数積層し、電気抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続が可能な試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
【００３６】
また、本発明はラミネート型リチウムイオン蓄電池の包装体内に収容された電極体２１４そのものを収容可能な試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
【００３７】
また、本発明は、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位測定、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験などの測定を実施することが可能な試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
【００３８】
さらに、本発明は、このような試験用三極セルを用いて、これを簡単に二極化して、従来の試験用二極セル用いた充放電試験を行うことができ、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる試験用二極セとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験用電池セルは、
蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器を備えた試験用電池セルであって、
上下一対の脱着自在に構成され、前記蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を形成する上側容器と下側容器とから構成される容器本体と、
前記容器本体の電池収容部に脱着自在に配置され、前記蓄電池の内容物を収容する電極ホルダーとを備え、
前記電極ホルダーが、
前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に介装され、第１の電極と第２の電極とを絶縁状態に保持するセパレーターと、電解液とを収容する電極収容凹部と、
前記第１の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第１の接続部保持部と、
前記第２の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第２の接続部保持部とを備え、
前記容器本体が、
前記第１の接続部保持部に保持された第１の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第１の端子部と、
前記第２の接続部保持部に保持された第２の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第２の端子部とを備えることを特徴とするる。
【００４０】
このように構成することによって、電極ホルダーの電極収容凹部に、蓄電池の内容物である第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間にセパレーターを介装した状態で、電解液に浸漬した状態とすることができる。
【００４１】
そして、第１の電極の接続部を、第１の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。同様に、第２の電極の接続部を、第２の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
【００４２】
すなわち、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に示したような、袋状の包装体の内部に収容された電極体２１４を電極ホルダーの電極収容凹部に収容することができる。
【００４３】
そして、電極収容凹部に収容された電極積層体２１４の第１の電極の接続部（正極用接続部２０２）、第２の接続部（負極用接続部２０８）は、第１の電極の接続部を、第１の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第２の電極の接続部を、第２の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
【００４４】
すなわち、電極の接続部（第１の電極の接続部、第２の電極の接続部）は、電解液に浸かっていない状態で、接続部保持部（第１の接続部保持部、第２の接続部保持部）と、電気抵抗が小さい状態で、電気的に接続することが可能である。
【００４５】
さらに、このように蓄電池の内容物を収容した状態の電極ホルダーを、容器本体の電池収容部に脱着自在に配置することができる。
【００４６】
また、第１の電極取り出し部によって、第１の接続部保持部に保持された第１の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。同様に、第２の電極取り出し部によって、第２の接続部保持部に保持された第２の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。
【００４７】
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応した複数の電極ホルダーを準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応することができ、汎用性に優れている。
【００４９】
また、本発明の試験用電池セルは、
前記電極ホルダーが、
前記電極ホルダーの電極収容凹部内に相互に絶縁状態で収容された第１の電極と第２の電極と絶縁状態で、前記電極ホルダーの電極収容凹部内に配置される参照電極と、
前記参照電極を、脱着自在に保持する参照電極保持部材とを備え、
前記容器本体が、
前記参照電極保持部材に対して電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す参照電極用端子部を備えることを特徴とする。
【００５０】
このように構成することによって、参照電極保持部材を介して、参照電極を、電解液が収容されている電極ホルダーの電極収容凹部内に第１の電極と第２の電極と絶縁状態で配置することができる。
【００５１】
そして、参照電極保持部材によって、参照電極を脱着自在に保持することができる。
【００５２】
また、参照電極は、参照電極用端子部と、参照電極を保持した参照電極保持部材を介して電気的に接続され、参照電極用端子部によって、容器本体外部に電気を取り出すことができる。
【００５３】
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位測定、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験などの測定を実施することが可能な試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【００５４】
また、本発明の試験用電池セルは、前記電極ホルダーの電極収容凹部には、前記参照電極を収容する参照電極収容用溝部が形成されていることを特徴とする。
【００５５】
このように構成することによって、参照電極収容用溝部に電解液を貯めることができるので、電極間が液絡することなく、確実に電解液を介して、電極間が通電し、電気的特性などの測定が可能である。
【００５６】
また、本発明の試験用電池セルは、前記上側容器、下側容器、または、上側容器と下側容器の両方に、前記電池収容部が形成されていることを特徴とする。
【００５７】
このように、上側容器、下側容器、または、上側容器と下側容器の両方に、電池収容部を形成することができる。
【００５８】
また、本発明の試験用電池セルは、前記参照電極と、前記参照電極用電気接続部を取り外して二極化したことを特徴とする。
【００５９】
このように構成することによって、試験用三極セルにおいて、参照電極と、参照電極用電気接続部を取り外すだけで、簡単に二極化でき、このため、従来の試験用二極セルと同様に使用することが可能となる。さらに、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集など、多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
【００６０】
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする。
【００６１】
このように構成することによって、容器本体が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えるので、内部アクセス用接続部を介して、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
【００６２】
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグを備えることを特徴とする。
【００６３】
このように構成することによって、容器本体が、容器本体の電池収容部内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグを備えるので、ガス抜きプラグを介して、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、正確な測定試験を実施することができる。
【００６４】
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスが所定圧以上になった際に、前記容器本体を保護するためにガスを外部に放出するための安全弁部を備えることを特徴とする。
【００６５】
このように構成することによって、例えば、容器本体の電池収容部内で多量のガスが発生し、容器本体の電池収容部内で発生するガスが所定圧以上になった際に、安全弁部によって、容器本体の電池収容部と外部とが連通し、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、容器本体を保護することができるとともに、安全に測定試験を実施することができる。
【００６６】
また、本発明の試験用電池セルは、前記試験用電池セルが、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であることを特徴とする。
【００６７】
このように、本発明によれば、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを試験評価することができる。
【００６８】
また、本発明の試験用電池セルは、前記参照電極が、第１の電極または第２の電極の一辺に対して、線状に平行に配置されることを特徴とする。
このように構成することによって、参照電極に対して、例えば、負電極２１０の電位を測定する場合、参照電極は、負電極２１０の一辺２０９に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
【００６９】
また、本発明の試験用電池セルは、前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極が、角型形状であることを特徴とする。
【００７０】
また、本発明の試験用電池セルは、前記蓄電池の第１の電極と、第２の電極の形状が、Lの字形状であり、前記第１の電極の接続部、第２の電極の接続部を介して、直接外部と通電が可能であるように構成されていることを特徴とする。
【００７１】
このように構成することによって、電極の形状をＬの字にすることによって、集電箔より直接外部へ電気を取り出すことができるので、集電箔および集電タブを溶接する工程を省略することが可能となり、高価な溶接機を購入する必要がない。
【００７２】
また、本発明の試験用電池セルは、
前記参照電極と、前記参照電極用端子部を取り外して、
前記参照電極用端子部の代わりに、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする。
【００７３】
このように構成することによって、三極を二極化して、参照電極用端子部の代わりに内部アクセス用接続部を用いて、ガスパイプなどの内部アクセス部材を装着することができる。
【発明の効果】
【００７４】
本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【００７５】
しかも、本発明によれば、第１の電極の接続部を、第１の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第２の電極の接続部を、第２の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
すなわち、外部と電気的に接続される接続部（第１の電極の接続部と第２の電極の接続部）を、電気抵抗の大きな電解液に触れずに、外部と電気抵抗が小さい状態で電気的に接続することができる。
【００７６】
従って、本発明によれば、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池のラミネートフィルム外装体に収容される、外部と電気的に接続されるタブ（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）が溶接された電極体を、そのまま使用することが可能である。
【００７７】
すなわち、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に用いられ外部との電気的な接続方法は、電解液に浸かってしまう集電箔およびタブは、電気抵抗の大きな電解液に触れず、外部と電気的に接続されるタブを用いて、外部と電気抵抗を小さい状態で接続される。
【００７８】
従って、本発明によれば、ラミネート型蓄電池と同様に、電気抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続することができる。
【００７９】
しかも、本発明によれば、正電極２０４の電極材料が塗布された正極電極部２００と、負電極２１０の電極材料が塗布された負極電極部２０６は、電解液が収容されている電極収容凹部に浸漬された状態であって、外部と電気的に接続される正極用接続部２０２、負極用接続部２０８は、それぞれ、第１の接続部保持部、第２の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
【００８０】
従って、本発明によれば、蓄電池に使用される電極材料などの実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【００８１】
また、本発明によれば、第１の電極取り出し部によって、第１の電極の接続部に電気的に接続されるとともに、第２の電極取り出し部によって、第２の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができるので、通電の際に配線が簡単である。
【００８２】
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応した複数の電極ホルダーを準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応することができ、汎用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の試験用電池セルの斜視図である。
【図２】図２は、図１の試験用電池セルの分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の試験用電池セルの上面図である。
【図４】図４は、図３の試験用電池セルのＡ−Ａ線での断面図である。
【図５】図５は、図３の試験用電池セルのＢ−Ｂ線での断面図である。
【図６】図６は、図１の試験用電池セルの電極ホルダーの斜視図である。
【図７】図７は、図６の電極ホルダーの分解斜視図である。
【図８】図８は、図６の電極ホルダーの上面図である。
【図９】図９は、図８の電極ホルダーのＣ−Ｃ線での断面図である。
【図１０】図１０は、図８の電極ホルダーのＤ−Ｄ線での断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の試験用電池セルで用いるラミネート型蓄電池の内容物である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２のＥ−Ｅ線での試験用電池セルの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８の試験用電池セルにおいて、上側容器１４を取り外した状態の上面図である。
【図２０】図２０は、従来の試験用電池セル１０の断面図である。
【図２１】図２１は、従来のラミネート型蓄電池の内容物である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２を示す図で、図２１（Ａ）は、平面図、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＦ−Ｆ線での概略分解断面図ある。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
（実施例１）
【００８５】
図１は、本発明の試験用電池セルの斜視図、図２は、図１の試験用電池セルの分解斜視図、図３は、図１の試験用電池セルの上面図、図４は、図３の試験用電池セルのＡ−Ａ線での断面図、図５は、図３の試験用電池セルのＢ−Ｂ線での断面図、図６は、図１の試験用電池セルの電極ホルダーの斜視図、図７は、図６の電極ホルダーの分解斜視図、図８は、図６の電極ホルダーの上面図、図９は、図８の電極ホルダーのＣ−Ｃ線での断面図、図１０は、図８の電極ホルダーのＤ−Ｄ線での断面図、図１１は、本発明の試験用電池セルで用いるラミネート型蓄電池の内容物である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２を示す平面図である。
【００８６】
ところで、大学を始めとする研究開発機関において、現在携帯電話などに使用されているリチウムイオン二次電池に使用する電極材料などの研究開発が盛んに行われている。また、リチウムイオン二次電池は、非水系二次電池であるので、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で製造される必要がある。研究開発機関では、グローブボックスと呼ばれるアルゴンなどの不活性ガスが充満したボックス内にて、リチウムイオン二次電池を製造している。
【００８７】
また、リチウムイオン二次電池は、その形状は円柱形状から角型形状など、そのサイズも車載用の大型からコインサイズの小型まで、多岐に渡る。研究開発機関では、小型の電極サイズを用いて研究開発を進めるため、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、電極の形状は角型であり、そのサイズは２０ｃｍ２（５０×４０ｍｍ）程度の電極材料が使用されている。
【００８８】
また、グローブボックス内にて、ラミネート処理し実装されたものではなく、「セル」と呼ばれる簡易的な試験用密閉容器に、電極材料などの蓄電池に収容される内容物を封入し、グローブボックス外にて、セルを充放電装置に接続して、充放電試験などを行い、電極材料などの評価が行われている。
【００８９】
以下の実施例では、このような各種研究開発機関において行われる、例えば、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などの試験方法ついて説明する。
【００９０】
すなわち、このような各種研究開発機関では、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、電極の形状は角型であり、そのサイズは２０ｃｍ２（５０×４０ｍｍ）程度の電極材料などを用いて、グローブボックス内にて、「セル」と呼ばれる簡易的な密閉容器に封入している。
【００９１】
そして、セルをグローブボックス外（外気）に取り出して、セルを充放電装置に接続して、繰り返し充放電を行うような充放電試験などを行うことで、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などの評価試験が行われている。以下では、このようなセルの使用法について説明する。
【００９２】
ところで、簡易的に試験に用いられるセルには、二つの電極（例えば、正極と負極）を有し、二電極式の測定に用いられる「二極セル」と、参照電極を用いた三つの電極を有し、三電極式の測定に用いられる「三極セル」などがある。
【００９３】
二電極式の測定では、電圧（二つの電極の電位差）のみしか測定できないため、二つの電極間では、同時に反応（酸化還元反応）が起きているので、第１の電極（例えば、正極）でどのような反応が起こっているのか知ることが出来ない。
【００９４】
これに対して、三電極式の測定では、参照電極（基準となる電極）に対して、二つの各電極（例えば、正極と負極）の電位を測定できるため、第１の電極（例えば、正極）でどのような反応が起きているのか知ることができる。このため、三電極式の測定では、第２の電極（例えば、負極）でどのような反応が起きていることも知ることができる。従って、三電極式の測定は、有効な電気化学測定法として広く用いられている。
【００９５】
ところで、研究開発機関では、セル以外にも、実際のラミネート処理、実装されたラミネート型蓄電池を製造し、試験評価を行っている。このような実装されたラミネート型蓄電池は、分解組み立てを繰り返すことが困難である。このため、分解組み立てが容易な試験用２極セルが用いられる。また、実装されたラミネート型蓄電池は、三電極式の測定は行えず、また、蓄電池内で発生するガスなどを採取できない。このため、試験用三極セルが用いられる。
【００９６】
以下の実施例では、このような各種研究開発機関においてラミネート型リチウムイオン蓄電池に使用される２０ｃｍ２（５０×４０ｍｍ）程度の角型の電極材料などを用いて、グローブボックス内にて「セル」と呼ばれる簡易的な密閉容器に封入し、セルをグローブボックス外（外気）に取り出して、セルを充放電装置に接続して繰り返し充放電を行うような充放電試験などを行うことで、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを評価するためのセルの使用方法ついて説明する。
【００９７】
図１〜図６において、符号１０は、全体で本発明の試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを示している。
【００９８】
なお、この試験用電池セル１０は、測定試験を実施する際に、後述する第１の電極（正電極２０４）、セパレーター２１２、第２の電極（負電極２１０）、参照電極９０、電解液などの蓄電池の内容物を収容するものである。以下には、収容容器を構成する試験用電池セル１０内に、上記蓄電池の内容物を収容する場合について説明する。
【００９９】
図１〜図５に示したように、本発明の試験用電池セル１０は、容器本体１２を備えており、この容器本体１２は、上下一対で、脱着自在に構成された矩形形状の上側容器１４と、下側容器１６とを備えている。
【０１００】
試験用電池セル１０を充放電した際に、セル内には腐食性ガスが発生する。このため、上側容器１４、および下側容器１６は、機械的強度および耐薬品性が必要であるので、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、Ａ５０５２などのアルミニウムなどの金属から構成されている。
【０１０１】
なお、上側容器１４および下側容器１６の材質は、セル内に発生するガスの圧力や成分により変更可能であり、メッキやフッ素樹脂コートなどの表面処理や、フッ素樹脂を用いても構わない。
【０１０２】
下側容器１６は、図２、図４〜図５に示したように、下側容器１６は、略矩形形状（角型）の平板形状であって、その中央部分に、後述する電極ホルダー５８を位置決め載置するための電極ホルダー用溝部１８が形成されている。
【０１０３】
また、この電極ホルダー用溝部１８の外周には、例えば、バイトン（登録商標）などのフッ素ゴムから構成されるＯリング形状の内側シール部材２０ａが装着されている。さらに、内側シール部材２０ａの外側には、例えば、シリコンなどのゴム材からなるＯリング形状の外側シール部材２０ｂが装着されている。
【０１０４】
また、内側シール部材２０ａと外側シール部材２０ｂを用いた２重構造にすることで、上側容器１４と下側容器１６とを締結（閉蓋）した際、後述する上側容器１４と下側容器１６の内部に形成される電池収容部３６のシール性を向上させている。
【０１０５】
なお、内側シール部材２０ａは、閉蓋された試験用電池セル１０を充放電した際に、内側シール部材２０ａには、セル内に発生する腐食性ガスをシールする必要があるので、その材質には耐薬品性が求められる。
【０１０６】
内側シール部材２０ａには、例えば、テフロン（登録商標）などの樹脂材が用いても構わない。
【０１０７】
一方、外側シール部材２０ｂには、直接セル内に発生する腐食性ガスが触れないので、安価なシリコンなどの変形が容易なゴム材を用いることができ、また、ゴム材の周りには、グリースなどのシール剤を塗ることも可能であるので、シール性能を向上することができる。
【０１０８】
また、図２に示したように、下側容器１６の外側シール部材２０ｂの外側の平板部２２には、締結ボルト用のネジ穴２４が、各辺に２個、合計８個のネジ穴２４が形成されている。
【０１０９】
さらに、図２に示したように、平板部２２には、下側容器１６の対角に位置する２つの隅角部には、ガイド棒部材２６が立設されている。
【０１１０】
一方、上側容器１４は、図１〜図５に示したように、上側容器１４は、上記の下側容器１６の平板部２２に対応する形状の締結用フランジ２８を備えている。
【０１１１】
この上側容器１４の締結用フランジ２８には、下側容器１６の平板部２２の締結ボルト用のネジ穴２４に対応した締結ボルト用貫通孔２８ａと、下側容器１６のガイド棒部材２６に対応するガイド孔２８ｂが形成されている。
【０１１２】
また、上側容器１４は、この締結用フランジ２８の内周側から、上方に延設するように形成された側壁３０を備えており、この側壁３０の上部には、頂板部３２が形成されている。
【０１１３】
これにより、上側容器１４の内部には、蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成されている。そして、後述するように、上側容器１４と下側容器１６を締結することによって、上側容器１４の電池収容空間３４と、下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８とから、電池収容部３６が形成されるようになっている。
【０１１４】
また、図１〜図３、図５に示したように、上側容器１４の側壁３０の一辺側の側壁３０ａには、ガス抜き用穴３８が形成されており、このガス抜き用穴３８を介して、試験用電池セル１０の容器本体１２の電池収容部３６と外部が連通するようになっている。
【０１１５】
そして、このガス抜き用穴３８のネジ穴に、ガス抜きプラグ４０のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ４０が、ガス抜き用穴３８に装着されている。なお、図５中、符号４２は、ガス抜きプラグ４０の摘み部４０ａに装着されたＯリングなどのシール部材を示している。
【０１１６】
このように構成することによって、容器本体１２の電池収容部３６内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグ４０を備えるので、ガス抜きプラグ４０を介して、すなわち、ガス抜きプラグ４０を緩めることによって、ガス抜き用穴３８を介して、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、ガス放出後に、安全に容器本体１２を分解することができる。
【０１１７】
さらに、上側容器１４の側壁３０のガス抜き用穴３８と対向する他辺側の側壁３０ｂには、ガス抜き用穴３８と対向する位置に、安全弁部４４が形成されている。この安全弁部４４は、図５に示したように、上側容器１４の側壁３０に形成され、試験用電池セル１０の容器本体１２の電池収容部３６と外部を連通するガス排出孔４６を備えている。
【０１１８】
また、図５に示したように、上側容器１４の側壁３０のガス排出孔４６の外側には、安全弁部収容凹部４８が形成されている。この安全弁部収容凹部４８に、環状のシールホルダー５０が装着されている。このシールホルダー５０には、Ｏリングからなるシール部材５０ａが装着されているとともに、その中心部分にガス抜き用穴３８と連通する連通孔５０ｂが形成されている。
【０１１９】
さらに、このシールホルダー５０の外側には、ラプチャー板５２が中央に装着された押え部材５４が装着されている。
【０１２０】
そして、この押え部材５４の外側に、安全弁部収容凹部４８のネジ穴に、押しネジ５６のネジ部が螺着されて、押しネジ５６が、安全弁部収容凹部４８に装着されている。
【０１２１】
なお、この押しネジ５６にはその中心部分に、貫通孔５６ａが形成されている。
【０１２２】
このように構成することによって、例えば、容器本体１２の電池収容部３６内で多量のガスが発生し、容器本体１２の電池収容部３６内で発生するガスが大量に発生し、所定圧以上になった際には、安全弁部４４のラプチャー板５２は、容器本体１２の耐圧以下で破裂する。
【０１２３】
これによって、上側容器１４の側壁３０のガス排出孔４６、シールホルダー５０の連通孔５０ｂ、押しネジ５６の貫通孔５６ａを介して、容器本体１２の電池収容部３６と外部とが連通し、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、容器本体１２の破裂や変形を防止することができる。
【０１２４】
なお、この実施例では、ガス抜きプラグ４０、安全弁部４４を設けたが、これらのうち、いずれか一方だけ設けることも、また、これらを設けないようにすることも可能である。
【０１２５】
また、図２、図４〜図５に示したように、容器本体１２の電池収容部３６には、蓄電池の内容物を収容する電極ホルダー５８が、容器本体１２の電池収容部３６に脱着自在に装着されている。
【０１２６】
この、電極ホルダー５８は、電極積層体２１４および電解液を収容する電極収容凹部本体６２ａに絶縁状態で配置するだけでなく、電解液に対する耐薬品性が必要となる。さらに、電極収容凹部本体６２ａの外部には、第１の接続部保持部６４、第２の接続保持部７６、参照電極用接続保持部９２が、絶縁状態で配置、固定されている。
【０１２７】
従って、電極ホルダー５８は、例えば、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂など、耐薬品性があり電気絶縁性を有する材料から構成されている。
【０１２８】
なお、電極ホルダー５８は、その耐薬品性および電気絶縁性の条件を満たす範囲で、例えば、Ａ５０５２などの金属材料で作製した後に、フッ素樹脂コートなどの表面処理を行っても構わない。
【０１２９】
また、電極ホルダー５８は、図６〜図１０に示したように、略矩形形状の電極ホルダー本体６０を備えており、その内部に略矩形形状で、ラミネート型蓄電池の内容物である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２に対応した形状の電極収容凹部６２が形成されている。
【０１３０】
この電極収容凹部６２は、図６〜図８に示したように、正電極２０４の正電極部２００、負電極２１０の負電極部２０６、セパレーター２１２の形状に対応した略矩形形状の電極収容凹部本体６２ａを備えている。
【０１３１】
また、電極収容凹部６２の一辺側には、第１の電極の接続部（例えば、正電極２０４の接続部である正極用接続部２０２）に対応した第１の溝部６２ｂが形成されている。また、電極収容凹部６２には、同様に、第２の電極の接続部（例えば、負電極２１０の接続部である負極用接続部２０８）に対応した第２の溝部６２ｃが形成されている。
【０１３２】
なお、この実施例では、説明の便宜上、第１の電極を正電極２０４とし、第２の電極を負電極２１０としたが、その逆、すなわち、第１の電極を負電極２１０とし、第２の電極を正電極２０４とすることも、もちろん可能である。
【０１３３】
そして、電極ホルダー５８の電極ホルダー本体６０には、第１の溝部６２ｂに対応して、電極収容凹部６２の外部に、第１の接続部保持部６４が形成されている。この第１の接続部保持部６４は、電極ホルダー本体６０に固定された第１の端子台６６を備えており、この第１の端子台６６には、第１の電極の接続部（正電極２０４の正極用接続部２０２）に対応して、第１の接続部押え部材６８が設けられている。
【０１３４】
そして、図６〜図８に示したように、この第１の接続部押え部材６８は、第１の締め付けネジ７０によって、正極用接続部２０２を挟んだ状態で、締め付けることができるようになっている。なお、圧縮バネおよびピン（共に図示しない）を用いているので、第１の締め付けネジ７０を緩めても、この第１の接続部押え部材６８は、回ることなく、第１の端子台６６から離間した位置で保持される。
【０１３５】
また、第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６には、後述するように、第１の端子部１２４の第１の電極用電気接続部材１２６を電気的に接続するための第１の接続穴６６ａが形成されている。
【０１３６】
また、同様に、電極ホルダー５８の電極ホルダー本体６０には、第２の溝部６２ｃに対応して、電極収容凹部６２の外部に、第２の接続部保持部７６が形成されている。この第２の接続部保持部７６は、電極ホルダー本体６０に固定された第２の端子台７８を備えており、この第２の端子台７８には、第２の電極の接続部（負電極２１０の負極用接続部２０８）に対応して、第２の接続部押え部材８０が設けられている。
【０１３７】
ところで、蓄電池は、その内部抵抗が小さいことが好適であるので、例えば、抵抗の高い電解液に構造上浸かる部材間同士を電気的に接続する場合、溶接などによる接合が行われる。
【０１３８】
このため、ラミネート型蓄電池の外装体内に収容される電極体が、電極を複数積層する場合には、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に示したように、正電極２０４、負電極２１０を、複数重ねて、それぞれ、各電極の集電箔を一つに束ねた状態で、集電箔とタブが溶接されている。この際、正極用タブは正極用接続部２０２として、負極用タブは負極用接続部２０８として、外装体の外部と電気的に接続される。
【０１３９】
また、第１の接続部保持部６４、第２の接続部保持部７６、すなわち、端子台（第１の端子台６６、第２の端子台７８）、接続部押え部材（第１の接続部押え部材６８、第２の接続部押え部材８０）は、電解液に浸かることはないので、抵抗の大きな電解液を介さずに、内部抵抗の小さい状態で、外部と電気的に接続が可能である。
【０１４０】
第１の接続保持部６４、第２の接続保持部７６は、それぞれ第１の電極、第２の電極に対して、外部と電気的に接続されるので、端子台（第１の端子台６６、第２の端子台７８）、接続部押さえ部材（第１の接続部押え部材６８、第２の接続部押え部材８０）は、例えば、ＳＵＳ３０４などの金属材料で構成される。
【０１４１】
そして、図６〜図８、図１０に示したように、この第２の接続部押え部材８０は、第２の締め付けネジ８２によって、負極用接続部２０８を挟んだ状態で、締め付けることができるようになっている。なお、圧縮バネおよびピン（共に図示しない）を用いているので、第２の締め付けネジ８２を緩めても、この第２の接続部押え部材８０は、回ることなく、第２の端子台７８から離間した位置で保持される。
【０１４２】
また、第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８には、後述するように、第２の端子部１２８の第２の電極用電気接続部材１３０を電気的に接続するための第２の接続穴７８ａが形成されている。
【０１４３】
さらに、図６〜図９、図１０に示したように、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２には、参照電極収容用溝部８８が、上記の第１の端子台６６と第２の端子台７８が設けられている電極収容凹部６２の一辺側と直角に位置する一辺の側に形成されている。
なお、この実施例の場合には、参照電極収容用溝部８８、参照電極用接続部保持部９２を、図８において、電極収容凹部６２の一辺側と直角に位置する左側の一辺の側に形成したが、図８において、電極収容凹部６２の一辺側と直角に位置する右側の一辺の側に形成することも可能である。
【０１４４】
この参照電極収容用溝部８８の深さは、電極収容凹部６２の電極収容凹部本体６２ａの深さと同一であっても構わないが、電極収容凹部本体６２ａの深さよりも深く形成されているのが望ましい。これにより、参照電極収容溝部８８には、電解液を貯めることができるので、正電極２０４（または負電極２１０）と参照電極９０との電極間において、電解液は液絡せずに電流が流れ、確実に測定を行うことができる。
【０１４５】
図２、図６〜図７、図９、図１０に示したように、参照電極収容用溝部８８内には、参照電極９０が収容されるようになっている。すなわち、参照電極収容用溝部８８が形成された側の電極ホルダー本体６０の一辺には、参照電極用保持部９２が形成されている。
【０１４６】
この参照電極用保持部９２は、電極ホルダー本体６０に固定された参照電極用端子台９４を備えており、この参照電極用端子台９４には、参照電極９０に対応して、参照電極保持部材９６が設けられている。
【０１４７】
参照電極用保持部９２は、参照電極９０に対して外部と電気的に接続されるので、参照電極用端子台９４、参照電極保持部材９６は、例えば、ＳＵＳ３０４などの、金属材料で構成される。
【０１４８】
そして、図６〜図９に示したように、この参照電極保持部材９６には、上板部９６ａを備えており、この上板部９６ａに、２つの長穴形状の締め付けネジ穴９６ｂが形成されている。また、参照電極端子台９４の上面には、参照電極保持部材９６の幅に嵌合するガイド溝９４ｂが設けられている。これにより、このネジ穴９６ｂに締め付けネジ９６ｄを締め付け、緩めることによって、参照電極保持部材９６が、図７に示したように、電極収容凹部本体６２ａに収容された負電極２１０の一辺２０９（正電極２０４の一辺２０３）に対して、平行に接近、離反することができるように構成されている。
【０１４９】
なお、これらの締め付けネジ穴９６ｂの間には、参照電極用端子台９４に、後述するように、参照電極用端子部１０６の参照電極用電気接続部材１１０を電気的に接続するための参照電極用接続穴９４ａが形成されている。
【０１５０】
また、参照電極保持部材９６には、この参照電極用接続穴９４ａに対応して、長穴形状のスリット９６ｃが形成されている。これにより、後述するように、参照電極用電気接続部材１１０が参照電極用接続穴９４ａに螺着した状態でも、前述したように、参照電極保持部材９６が、図７に示したように、電極収容凹部本体６２ａに収容された、負電極２１０の一辺２０９（正電極２０４の一辺２０３）に対して、平行に接離することができるように構成されている。
【０１５１】
また、参照電極保持部材９６には、上板部９６ａから屈曲するように垂下して、参照電極収容用溝部８８に至る略コ字形状の参照電極装着部９８が形成されている。そして、図６に示したように、参照電極装着部９８の下方に垂下する２つの垂直部分９８ａとの間に位置する下方の水平部分９８ｂに、薄状の参照電極９０を線状に巻き付けるように装着されている。
【０１５２】
すなわち、参照電極９０が、第１の電極または第２の電極の一辺に対して、線状に平行に配置される第１の電極または第２の電極の一辺に対して（負電極２１０の一辺２０９または正電極２０４の一辺２０３に対して）、線状に平行に配置されている。
【０１５３】
すなわち、参照電極９０に対して、例えば、負電極２１０の電位を測定する場合、参照電極９０は、負電極２１０の一辺２０９に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
【０１５４】
なお、線状に装着される参照電極９０の長さは、例えば、負電極２１０の一辺２０９に近い長さが好適である。
【０１５５】
また、参照電極９０は、例えば、リチウム金属からなり、リチウム金属は、チューインガムのように、柔らかく粘着性があるので、この実施例では、薄状の参照電極９０を参照電極装着部９８の下方の水平部分９８ｂに巻き付けたが、その形状は、適宜変更することができ、従来のように、金属ワイヤー状のリチウム金属などを用いて、参照電極装着部９８の下方の水平部分９８ｂに巻き付け装着することも可能である。
【０１５６】
また、参照電極９０と負電極２１０の一辺２０９との距離を、接離させずに、その距離を常に一定にする場合には、例えば、位置決め用として、ピンおよび穴（図示しない）を、参照電極用端子台９４と参照電極保持部材９６に設けることも可能である。
【０１５７】
この実施例において用いた電極は、図１１に示すように、蓄電池として作用する有効な電極面は角型形状であり、外部との集電を行うために、Ｌの字に打ち抜かれた形状を有し、その先端は、集電箔が露出している。その電極材料はリチウムイオン二次電池に使用される材料を用いた。
【０１５８】
すなわち、正電極２０４は、集電箔として使用されるアルミニウム箔の片面にコバルト酸リチウムなどの電極材料を溶剤で溶いて、塗布後、乾燥した後に、Ｌの字にプレスで打ち抜きされることによって、蓄電池として作用する有効な電極面が角型形状をした正電極部２００と、塗布された電極材料を溶媒などで除去され集電箔のみが露出した正極用接続部２０２を有する。
【０１５９】
また、同様に、負電極２１０は、集電箔として使用される銅箔の片面に、グラファイトなどの炭素材料を溶媒で溶いて、塗布後、乾燥した後に、Ｌの字にプレスで打ち抜きされることによって、蓄電池として作用する有効な電極面が角型形状をした負電極部２０６と、塗布した電極材料を除去され集電箔のみが露出した負極用接続部２０８を有する。
【０１６０】
このように、この実施例で用いた電極の形状をＬの字にすることによって、集電箔より直接外部へ電気を取り出すことができるので、集電箔および集電タブを溶接する工程を省略することが可能となり、高価な溶接機を購入する必要がない。
【０１６１】
なお、集電取り出し部（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）は、電極材料を、例えば、溶媒などで除去し、集電箔のみが露出した状態が好適である。これは、電極材料が塗布された状態で、接続部保持部（第１の接続部保持部６４、第２の接続部保持部７６）に固定された場合、電極材料が割れてしまうおそれがあるためである。
【０１６２】
また、集電取り出し部（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）が、接続部保持部（第１の接続部保持部６４、第２の接続部保持部７６）と外部と電気接続される。
このために、集電取り出し部（正極用接続部２０２、負極用接続部２０８）は、端子台（第１の端子台６６、第２の端子台７８）と接続部押え部材（第１の接続部押え部材６８、第２の接続部押え部材８０）に挟まれて固定される。
この場合、この挟まれる端子台と押さえ部材の面は、平面でも構わないが、接触抵抗を下げるため、複数のＶ溝を設けても構わない。
【０１６３】
そして、これらの正電極２０４と負電極２１０の電極面同士が重なり対向する状態で、その間に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などの合成樹脂からなり、イオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムからなるセパレーター２１２を介装して、これらを積層し、電極積層体２１４を作製する。
【０１６４】
すなわち、このように構成される電極ホルダー５８では、図１１に示したように、正電極２０４と負電極２１０との間に、セパレーター２１２を介装して、これらを積層し、電極積層体２１４を作製する。
【０１６５】
そして、図６、図７に示したように、この電極積層体２１４を、正電極２０４の正電極部２００、負電極２１０の負電極部２０６、セパレーター２１２の形状の対応した略矩形形状の電極収容凹部本体６２ａに装着する。
【０１６６】
なお、この実施例の場合には、電極積層体２１４を、電極収容凹部本体６２ａに装着したが、図７に示したように、単層でもよく、また、個別に順次積層して、電極収容凹部本体６２ａに装着することも可能である。なお、正電極２０４、負電極２１０のいずれを下方に積層しても良く、積層の順番はいずれも可能である。
【０１６７】
この状態で、図６、図７に示したように、正電極２０４の接続部である正極用接続部２０２を、第１の溝部６２ｂから取り出して、第１の接続部保持部６４に装着する。すなわち、第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６の第１の接続部押え部材６８の締め付けネジ７０を緩める。
【０１６８】
この状態で、第１の接続部押え部材６８と第１の端子台６６との間に、正電極２０４の接続部である正極用接続部２０２を挿着し、第１の締め付けネジ７０を締め付けて固定する。
【０１６９】
また、図６、図７に示したように、負電極２１０の接続部である負極用接続部２０８を、第２の溝部６２ｃから取り出して、第２の接続部保持部７６に装着する。すなわち、第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８の第２の接続部押え部材８０の第２の締め付けネジ８２を緩める。
【０１７０】
この状態で、第２の接続部押え部材８０と第２の端子台７８との間に、負電極２１０の接続部である負極用接続部２０８を挿着し、第２の締め付けネジ８２を締め付けて固定する。
【０１７１】
なお、組み立て手順として、電極収容凹部本体６２ａに電極積層体２１４を収容した後に、接続部である正極用接続部２０２および負極用接続部２０８を固定したが、その手順は、便宜変更可能である。
【０１７２】
すなわち、まず、負電極２１０を電極収容凹部本体６２aに収容した後に、負極用接続部２０８を第２の接続部保持部７６に固定し、次にセパレーター２１２、正電極２０４の順に積層し、正電極用接続部２０２を第１の接続部保持部６４に固定し、電極積層体２１４を作製しても構わない。
【０１７３】
また、図１１に示すような、Ｌの字形状の電極を、電極収容凹部本体６２ａに複数枚積層する場合には、積層された全ての負極用接続部２０８は、第２の接続部保持部７６に固定し、積層された全ての正極用接続部２０２は、第１の接続部保持部６４に固定する。
【０１７４】
すなわち、積層された全ての負極用接続部２０８は、第２の接続部押え部材８０と第２の端子台７８の間に装着し、第２の締め付けネジ８２を締め付けられることによって、全て一つの束になった状態で、第２の接続部保持部７６に固定される。
一方、積層された全ての正極用接続部２０２は、第１の接続部押え部材６８と第１の端子台６６の間に装着し、第１の締め付けネジ７０を締め付けられることによって、全て一つの束になった状態で、第１の接続部保持部６４に固定される。
【０１７５】
そして、参照電極保持部材９６の上板部９６ａの締め付けネジ９６ｄを緩めることによって、参照電極保持部材９６の参照電極装着部９８の水平部分９８ｂの参照電極９０の位置を移動調整して、電極収容凹部本体６２ａに装着した電極積層体２１４と接触しない位置となるようにして、締め付けネジ９６ｄを締め付けて固定する。
【０１７６】
この状態で、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２内に、すなわち、電極収容凹部本体６２ａ内に、例えば、電解質としてＬｉＰＦ６などのリチウム塩を含んだ電解液を、シリンジなどを用いて注入する。
【０１７７】
これにより、電極収容凹部本体６２ａ内に収容された、正電極２０４の正電極部２００、負電極２１０の負電極部２０６、セパレーター２１２が、電解液に浸漬された状態になる。
【０１７８】
また、電極収容凹部本体６２ａより深くなった参照電極収容用溝部８８内に電解液が溜まり、参照電極９０が電解液に浸漬された状態となる。
【０１７９】
なお、電解液を注入する手順として、すでに電解液が含浸した状態の正電極２０４、セパレーター２１２、負電極２１０、参照電極９０を使用しても構わない。
【０１８０】
この場合、正電極２０４の正電極部２００と、負電極２１０の負電極部２０６は、電解液が収容されている電極収容凹部６２に浸漬された状態であって、接続部である正極用接続部２０２、負極用接続部２０８は、それぞれ、第１の接続部保持部６４、第２の接続部保持部７６により、電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができる。
【０１８１】
また、参照電極用接続部保持部９２によって、参照電極９０の接続部（参照電極保持部材９６の上板部９６ａ）を電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができる。
【０１８２】
従って、本発明によれば、蓄電池に使用される電極材料などの実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【０１８３】
また、参照電極収容用溝部８８の深さは、電極収容凹部６２の電極収容凹部本体６２ａよりも深さが深くなっているので、参照電極収容用溝部８８に電解液を貯めることができるので、電極間が液絡することなく、確実に電解液を介して、電極間が通電し、電気的特性などの測定が可能である。
【０１８４】
このように電解液を、電極収容凹部６２に注入した状態で、図２に示したように、電極ホルダー５８を下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８に、位置決め載置すればよい。なお、電極材料、電解液などの蓄電池の内容物を電極ホルダー５８に入れる前に、電極ホルダー５８を下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８に、位置決め載置して、この状態で上記したように、電極材料、電解液などの蓄電池の内容物を電極ホルダー５８に入れるようにしても良い。
【０１８５】
さらに、本発明の試験用電池セル１０は、図１〜図５に示したように、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２に対応した略矩形形状で、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２の内周側に嵌合するように配置された電極押さえ部材１００が配置されている。
【０１８６】
この電極押さえ部材１００には、４つの小径のバネ支持凹部１０２が形成されており、このバネ支持凹部１０２に、圧縮状態で圧縮バネ１０４が介装されている。
【０１８７】
なお、この電極押さえ部材１００は、絶縁材料、例えば、テフロン（登録商標）などの樹脂材からなる絶縁材料から構成されている。また、圧縮バネ１０４は、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などの電気伝導性を有する金属から構成されている。
【０１８８】
また、図１〜図４に示したように、上側容器１４の頂板部３２には、参照電極用端子台９４に形成された参照電極用接続穴９４ａに対応する位置に、参照電極用端子部１０６が形成されている。
【０１８９】
図４に示したように、この参照電極用端子部１０６は、上側容器１４の頂板部３２に上下に貫通する形成された参照電極用貫通孔１０８を備えており、この参照電極用貫通孔１０８を貫通するように、参照電極用電気接続部材１１０の上端部１１０ａが挿通されている。
【０１９０】
なお、この実施例の場合には、参照電極用電気接続部材１１０を参照電極用接続穴９４ａに螺着する構成としたが、嵌合するようにすることももちろん可能である。
【０１９１】
また、図４に示したように、この参照電極用貫通孔１０８には、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂材を用いたリング形状のシール部材１１３を挟んで、参照電極用電気接続部材１１０を支持する支持部材を構成する、例えば、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクター部材１１２が螺着されている。図４に示したように、このコネクター部材１１２には、その内部に貫通孔１１４が形成されている。
【０１９２】
また、図４に示したように、コネクター部材１１２の貫通穴１１４には、例えば、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成される絶縁チューブ１１６が装着されている。
【０１９３】
この状態で、参照電極用電気接続部材１１０の上端部１１０ａが、コネクター部材１１２の貫通孔１１４に挿通される。そして、参照電極用電気接続部材１１０の上端部１１０ａが、コネクター部材１１２の上端１１２ａから突出するように挿着される。
【０１９４】
また、コネクター部材１１２の上端１１２ａに形成された傾斜凹部１１８に、例えば、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成されるクサビ形状の絶縁フェルール１２０が装着されている。
【０１９５】
そして、この絶縁フェルール１２０の貫通孔１２０ａを貫通して、参照電極用電気接続部材１１０の上端部１１０ａが、コネクター部材１１２の上端から突出するように挿着される。
【０１９６】
そして、この状態で、コネクター部材１１２の上端１１２ａの外周に形成されたネジに螺合するように、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクターナット１２２が装着される。
【０１９７】
この状態で、参照電極用電気接続部材１１０の上端部１１０ａが、コネクターナット１２２の貫通孔１２２ａを介して、コネクターナット１２２の上方に突出するようになっている。これにより、参照電極用電気接続部材１１０が、コネクター部材１１２によって支持され固定されている。
【０１９８】
また、図１〜図５に示したように、上側容器１４の頂板部３２には、第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６に形成された第１の接続穴６６ａに対応する位置に、第１の端子部１２４が形成されている。
【０１９９】
なお、この第１の端子部１２４は、前述の参照電極用端子部１０６とその構成が同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【０２００】
但し、第１の端子部１２４には、参照電極用電気接続部材１１０の代わりに、第１の電極用電気接続部材１２６が装着されている。
また、第１の電極用電気接続部材１２６の下端部１２６ｂは、小径のネジ部となっており、第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６に形成された第１の接続穴６６ａに形成されたネジ部と螺着して、電気的接続がなされるようになっている。
【０２０１】
また、同様に、図１〜図５に示したように、上側容器１４の頂板部３２には、第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８に形成された第２の接続穴７８ａに対応する位置に、第２の端子部１２８が形成されている。
【０２０２】
なお、この第２の端子部１２８は、前述の参照電極用端子部１０６とその構成が同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【０２０３】
但し、第２の端子部１２８には、参照電極用電気接続部材１１０の代わりに、第２の電極用電気接続部材１３０が装着されている。
また、第２の電極用電気接続部材１３０の下端部１３０ｂは、小径のネジ部となっており、第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８に形成された第２の接続穴７８ａに形成されたネジ部と螺着して、電気的接続がなされるようになっている。
【０２０４】
このように構成される本発明の試験用電池セル１０は、図２に示したように、組み立てられる。
【０２０５】
先ず、上記のように、電解液を、電極収容凹部６２に注入した状態で、図２に示したように、電極ホルダー５８を下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８に、位置決め載置する。
【０２０６】
そして、バネ支持凹部１０２に圧縮バネ１０４を介装した状態の電極押さえ部材１００を、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２の内周側に嵌合するように配置する。
【０２０７】
そして、下側容器１６のガイド棒部材２６を、上側容器１４の締結用フランジ２８に形成されたガイド孔２８ｂに挿入することによって、上側容器１４と下側容器１６が位置だしされることになる。
これにより、下側容器１６の外側シール部材２０ｂの外側の平板部２２の締結ボルト用のネジ穴２４と、上側容器１４の締結用フランジ２８に形成された締結ボルト用貫通孔２８ａとが合致した状態となる。
【０２０８】
この状態で、上側容器１４の締結用フランジ２８に形成された締結ボルト用貫通孔２８ａを介して、締結ボルト１３２を、下側容器１６の締結ボルト用のネジ穴２４に締め付けることによって、上側容器１４と下側容器１６を締結する。
【０２０９】
この状態では、上側容器１４の内部には、蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成され、上側容器１４の電池収容空間３４と、下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８とから、電池収容部３６が形成されている。
【０２１０】
この電池収容部３６内に、蓄電池の材料である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２、ならびに測定用のセパレーター２１２がセットされた電極ホルダー５８が収容されることになる。
【０２１１】
また、この状態では、圧縮バネ１０４に作用によって電極押さえ部材１００によって、蓄電池の材料である正電極２０４、負電極２１０、セパレーター２１２が押え付けられた状態となっており、すなわち、加圧密着された状態となる。このため、各当接面間の電気抵抗が下がり、蓄電池として充放電が可能な状態となり、正確な測定を実施することができる。
【０２１２】
次に、参照電極用電気接続部材１１０を、その下端部１１０ｂから、参照電極用端子部１０６の絶縁フェルール１２０の貫通孔１２０ａより容器本体１２内に挿通し、この状態で、参照電極用電気接続部材１１０の下端部１１０ｂを参照電極用端子台９４に形成された参照電極用電気接続穴９４ａに螺合する。
【０２１３】
同様に、第１の電極用電気接続部材１２６を、その下端部１２６ｂから、容器本体１２内に挿通し、下端部１２６ｂを第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６に形成された第１の電気接続穴６６ａに螺合する。
【０２１４】
同様に、第２の電極用電気接続部材１３０を、その下端部１３０ｂから、容器本体１２内に挿通し、下端部１３０ｂを第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８に形成された第２の接続穴７８ａに螺合する。
【０２１５】
そして、参照電極用端子部１０６、第１の端子部１２４、第２の端子部１２８のそれぞれのコネクターナット１２２を締め付ける。
【０２１６】
さらに、ガス抜きプラグ４０を上側容器１４に螺着することによって、本発明の試験用電池セル１０が組み立てられる。
【０２１７】
そして、試験用電池セル１０をグローブボックス外に取り出して、試験用電池セル１０を、例えば、ポテンショスタットなどの測定器に接続して、三電極式の測定を行う。
【０２１８】
なお、ポテンショスタットなどの測定器への接続は、第１の電極（正電極２０４）は、上側容器１４の第１の接続部保持部６４に電気的に接続された第１の電極用電気接続部材１２６より、第２の電極（負電極２１０）は、第２の接続部保持部７６に電気的に接続された第２の電極用電気接続部材１３０より、参照電極９０は、参照電極用保持部９２に電気的に接続された参照電極用電気接続部材１１０より、それぞれケーブル配線にて接続される。
【０２１９】
また、測定を終えたら、試験用電池セル１０をグローブボックス内に収容し、試験用電池セル１０を分解して、電極などを取り出せば良い。
【０２２０】
なお、ガス抜きプラグ４０により、セル内のガスを完全に外部に放出した後に、試験用電池セル１０を安全に分解することができる。
【０２２１】
このように構成される本発明の試験用電池セル１０によれば、電極ホルダー５８の電極収容凹部６２に、蓄電池の内容物である第１の電極（例えば、正電極２０４）と、第２の電極（例えば、負電極２１０）と、第１の電極と第２の電極との間にセパレーター２１２を介装した状態で、電解液に浸漬した状態とすることができる。
【０２２２】
そして、第１の電極の接続部（例えば、正電極２０４の正極用接続部２０２）を、第１の接続部保持部６４により、電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができる。同様に、第２の電極の接続部（例えば、負電極２１０の負極用接続部２０８）を、第２の接続部保持部７６により、電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができる。
【０２２３】
さらに、このように蓄電池の内容物を収容した状態の電極ホルダー５８を、容器本体１２の電池収容部３６に脱着自在に配置することができる。
【０２２４】
また、第１の電極用電気接続部材１２６を備えた第１の端子部１２４によって、第１の接続部保持部６４に保持された第１の電極の接続部（例えば、正電極２０４の正極用接続部２０２）に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。
【０２２５】
同様に、第２の電極用電気接続部材１３０を備えた第２の端子部１２８によって、第２の接続部保持部７６に保持された第２の電極の接続部（例えば、負電極２１０の負極用接続部２０８）に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。
【０２２６】
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【０２２７】
本発明によれば、第１の電極の接続部（例えば、正電極２０４の正極用接続部２０２）を、第１の接続部保持部６４により、電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第２の電極の接続部（例えば、負電極２１０の負極用接続部２０８）を、第２の接続部保持部７６により、電解液が収容されている電極収容凹部６２の外部に脱着自在に保持することができる。
すなわち、接続部を、電気抵抗の大きな電解液に触れずに、外部と電気抵抗が小さい状態で電気的に接続することができる。
【０２２８】
また、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に用いられる集電方法は、集電箔とタブを溶接し、電気抵抗の大きな電解液に触れず、接続部であるタブを用いて、外部と電気抵抗を小さい状態で接続される。
【０２２９】
従って、本発明によれば、ラミネート型蓄電池と同様に、電気抵抗を小さい状態で外部と電気接続することができる。
【０２３０】
また、本発明は、有効な電極面は角型形状で、Ｌの字に打ちぬかれた電極を用いることができる。
【０２３１】
従って、本発明によれば、集電箔とタブを溶接する工程を省略し、高価な溶接機を購入する必要がない。
【０２３２】
また、本発明は、ラミネート型リチウムイオン蓄電池の外装体内に収容された電極体をそのまま用いることが可能で、その電極体が単層電極体でも、複数積層された電極体でも、扁平形状に捲回された電極体でも、電極ホルダー５８に収容し、正極用および負極用の接続部であるタブを、第１の接続部保持部６４と第２の接続部保持部７６に固定し、外部と電気接続が可能である。
【０２３３】
従って、本発明によれば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に使用される電極体を、その状態で使用できるので、実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。
【０２３４】
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応した複数の電極ホルダー５８を準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極２０４と負電極２１０に対応することができ、汎用性に優れている。
【０２３５】
また、本発明によれば、試験中において、セル内に大量にガスが発生しても、安全弁部４４より外部にガスを放出することによって、容器本体１２の変形や破裂を防止できるので、安全に試験を行うことが可能である。
【０２３６】
また、本発明によれば、試験終了後に、ガス抜きプラグ４０によりセル内のガスを外部に放出することができるので、ガス放出後に安全に試験用電池セル１０を分解することが可能である。
【０２３７】
また、本発明は、参照電極保持部材９６は、電極収容凹部本体６２ａに収容された、負電極２１０の一辺２０９、および、正電極２０４の一辺２０３に対して、平行に接離することができ、参照電極装着部９８の下方の水平部分９８ｂに、薄状の参照電極９０を線状に巻き付けるように装着されている。
【０２３８】
すなわち、参照電極９０に対して、例えば、負電極２１０の電位を測定する場合、参照電極９０は、負電極２１０の一辺２０９に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
【０２３９】
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、実電池では困難な、参照電極９０を用いた三電極式の測定が可能である。
【０２４０】
また、後述する実施例２のように、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる試験用電池セルを提供することができる。
【０２４１】
さらに、後述する実施例３のように、このような本発明の試験用電池セル１０を用いて、これを簡単に二極化して、充放電試験を行うことができる。
（実施例２）
【０２４２】
図１２は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの斜視図、図１３は、図１２のＥ−Ｅ線での試験用電池セルの断面図である。
【０２４３】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２４４】
この実施例の試験用電池セル１０では、容器本体１２が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部１３４を備えている。
【０２４５】
この実施例では、内部アクセス用接続部１３４として、ガスパイプ接続用の内部アクセス用接続部１３４を示している。
【０２４６】
図１２〜図１３に示したように、内部アクセス用接続部１３４は、上側容器１４の頂板部３２には、内部アクセス用貫通孔１３６が形成されている。
【０２４７】
この内部アクセス用貫通孔１３６には、内部アクセス部材としてガスパイプ１３８を支持する支持部材を構成する、例えば、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクター部材１４０が、例えば、フッ素樹脂製のリング形状のシール部材１４１を挟んで、螺着されている。図１３に示したように、このコネクター部材１４０には、その内部に貫通孔１４２が形成されている。
【０２４８】
そして、このコネクター部材１４０の貫通孔１４２の上部に、ガスパイプ１３８の下端部１３８ａが挿着されている。
【０２４９】
また、図１３に示したように、コネクター部材１４０の上端に形成された傾斜凹部１４４に、例えば、金属製、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成されるクサビ形状のフェルール１４６が装着されている。
【０２５０】
そして、このフェルール１４６の貫通孔１４６ａを貫通して、ガスパイプ１３８の上端部１３８ｂが、コネクター部材１４０の上端から突出するように挿着される。
【０２５１】
そして、この状態で、コネクター部材１４０の上端１４０ａの外周に形成されたネジに螺合するように、例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクターナット１４８が装着される。
【０２５２】
これにより、ガスパイプ１３８が、コネクター部材１４０によって支持され固定されている。
【０２５３】
ガスパイプ１３８に、図示しない圧力ゲージやバルブやその両方を、取り付けることが可能となり、例えば、充放電試験を行った際に、圧力ゲージによりセル内部の圧力が測定でき、内部で発生するガスの収集など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
【０２５４】
なお、この実施例では、内部アクセス部材としてガスパイプ１３８を用いたが、熱電対、その他の内部アクセス部材を用いることができる。
【０２５５】
このように構成することによって、容器本体１２が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部１３４を備えるので、内部アクセス用接続部を介して、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
（実施例３）
【０２５６】
図１４は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。
【０２５７】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２５８】
この実施例の試験用電池セル１０は、基本的には、図１５〜図１４に示したように、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０において、参照電極９０、参照電極保持部材９６、参照電極装着部９８、参照電極用電気接続部材１１０などを取り外して二極化した構成である。
【０２５９】
また、コネクター部材１１２の絶縁フェルール１２０に貫通孔１２０ａを設けない盲フェルール１５０を使用している。
【０２６０】
すなわち、この実施例の試験用電池セル１０で、コネクター部材１１２の貫通孔１１４を、脱着自在な閉塞部材である絶縁フェルール１２０に貫通孔１２０ａを設けない盲フェルール１５０で閉塞している。
【０２６１】
このように構成することによって、実施例１の試験用電池セル１０において、参照電極９０と、参照電極用電気接続部材１１０を取り外すだけで、簡単に二極化でき、例えば、正負極の電位測定のためなどの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
【０２６２】
なお、この実施例において、盲フェルール１５０は、絶縁フェルール１２０と同じ絶縁材料（テフロン（登録商標））を用いているが、絶縁材である必要はないので、ＳＵＳ３１６などの金属材料でも構わない。
【０２６３】
このように構成することによって、上側容器１４の頂板部３２に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔１０８を、閉塞部材である盲フェルール１５０で閉塞するだけで、簡単に二極化することができ、例えば、充放電試験を行うことができる。
（実施例４）
【０２６４】
図１５は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。
【０２６５】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２６６】
この実施例の試験用電池セル１０は、基本的には、図１５〜図１４に示した実施例３の試験用電池セル１０と同様に、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０において、参照電極９０と、参照電極用電気接続部材１１０とを取り外して二極化した構成である。
【０２６７】
この実施例の試験用電池セル１０では、コネクター部材１１２も取り外して、上側容器１４の頂板部３２に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔１０８を、リング形状のシール部材１５３を挟んで、閉塞部材である盲プラグ１５２で直接脱着自在に閉塞したものである。
【０２６８】
なお、この実施例において、盲プラグ１５２には、ＳＵＳ３０４などの金属材料を、シール部材１５３には、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂材料を用いたが、機械的強度及び耐薬品性により、便宜変更可能である。
【０２６９】
このように構成することによって、上側容器１４の頂板部３２に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔１０８を、閉塞部材である盲プラグ１５２で閉塞するだけで、簡単に二極化することができ、例えば、充放電試験を行うことができる。
（実施例５）
【０２７０】
図１６は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。
【０２７１】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２７２】
この実施例の試験用電池セル１０では、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０において、図１６に示したように、電極ホルダー５８に、参照電極収容用溝部８８が形成されておらず、電極ホルダー本体６０には、参照電極９０と、参照電極用端子台９４、参照電極保持部材９６などの参照電極用接続部保持部９２も形成されていない。
【０２７３】
さらに、参照電極用貫通孔１０８、参照電極用電気接続部材１１０などの参照電極用端子部１０６が形成されていない。
【０２７４】
すなわち、この実施例の試験用電池セル１０は、二極セルであって、例えば、充放電試験を行うことができるように構成したものである。
（実施例６）
【０２７５】
図１７は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。
【０２７６】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２７７】
この実施例の試験用電池セル１０では、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０において、図１７に示したように、上側容器１４を平板形状として、上側容器１４の内部には、電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成されていない。
【０２７８】
このために、図１７に示したように、下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８の深さを深くすることによって、下側容器１６に電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成されている構成である。
【０２７９】
また、下側容器１６の側壁１６ａに、ガス抜き用穴３８が形成され、このガス抜き用穴３８のネジ穴に、ガス抜きプラグ４０のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ４０が、ガス抜き用穴３８に装着されている。
【０２８０】
さらに、下側容器１６の側壁１６ａと対向する他辺側の側壁１６ｂには、ガス抜き用穴３８と対向する位置に、実施例１と同様な構成の安全弁部４４が形成されている。
【０２８１】
このように、電池収容部を構成する電池収容空間３４は、上側容器１４、下側容器１６、または、上側容器１４と下側容器１６の両方に、電池収容部を構成する電池収容空間３４を形成することができる。
（実施例６）
【０２８２】
図１８は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図、図１９は、図１８の試験用電池セルにおいて、上側容器１４を取り外した状態の上面図である。
【０２８３】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１〜図１１に示した実施例１の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０２８４】
この実施例の試験用電池セル１０は、図１７に示した実施例５の試験用電池セル１０と基本的には同様な構成であり、上側容器１４を平板形状として、上側容器１４の内部には、電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成されていない。
【０２８５】
このために、図１８〜図１９に示したように、下側容器１６の電極ホルダー用溝部１８の深さを深くすることによって、下側容器１６に電池収容部を構成する電池収容空間３４が形成されている構成である。
【０２８６】
また、下側容器１６の側壁１６ａに、実施例１と同様な構成の安全弁部４４が形成されている。
【０２８７】
さらに、この実施例の試験用電池セル１０では、図１８に示したように、ガス抜き用穴３８が、上側容器１４の頂板部３２に形成され、このガス抜き用穴３８のネジ穴に、ガス抜きプラグ４０のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ４０が、ガス抜き用穴３８に装着されている。
【０２８８】
さらに、図１８〜図１９に示したように、下側容器１６の側壁１６ａの安全弁部４４と対向する他辺側の側壁１６ｂには、実施例１と同様な構成の参照電極用端子部１０６、第１の端子部１２４、第２の端子部１２８が形成されている。
【０２８９】
また、図１８〜図１９に示したように、この実施例の試験用電池セル１０では、参照電極用端子台９４の上面ではなく、下側容器１６の側壁１６ｂ側に、参照電極用端子台９４の側面に、参照電極用電気接続部材１１０を電気的に接続するための参照電極用接続穴９４ａが形成されている。さらに、参照電極保持部材９６には、長穴形状のスリット９６ｃが形成されていない。
【０２９０】
さらに、図１８〜図１９に示したように、この実施例の試験用電池セル１０では、第１の接続部保持部６４の第１の端子台６６の上面ではなく、下側容器１６の側壁１６ｂ側に、第１の接続穴６６ａが形成されている。
【０２９１】
同様に、図１８〜図１９に示したように、この実施例の試験用電池セル１０では、第２の接続部保持部７６の第２の端子台７８の上面ではなく、下側容器１６の側壁１６ｂ側に、第２の接続穴７８ａが形成されている。
なお、この実施例では、ガイド棒部材２６、ガイド孔２８ｂを省略し、その代わりに、その部位に、ネジ穴２４、締結ボルト用貫通孔２８ａ、締結ボルト１３２を設けている。
【０２９２】
このように、参照電極用端子部１０６、第１の端子部１２４、第２の端子部１２８、安全弁部４４、ガス抜き用穴３８の位置は、限定されるものではなく、容器本体１２（上側容器１４と下側容器１６）いずれの箇所に設けてもよく、その配置位置は何ら限定されるものではない。
【０２９３】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、いわゆる四角柱形状の角型の試験用電池セル１０に適用したが、略円盤形状、その他の形状の試験用電池セル１０に適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２９４】
本発明は、封入容器内に封入された、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器に用いられる、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の一次電池や、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池、二重層キャパシター、コンデンサーなどに適用することができる。
【０２９５】
より詳細には、このような蓄電池において、封入容器内の内容物に対して、実際の蓄電池の内部において、どのような電圧の挙動が発生しているのかなどを知るために、例えば、参照電極による正負極の電位測定などの測定を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セル、および、試験用三極セルを用いて二極化して、従来の試験用二極セルと同様に使用でき、さらに、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、圧力の測定、内部で発生するガスの収集などの測定試験を実施するための試験用二極セルとして用いる試験用電池セルに適用することができる。
【符号の説明】
【０２９６】
１０    試験用電池セル
１２    容器本体
１４    上側容器
１６    下側容器
１６ａ    側壁
１６ｂ    側壁
１８    電極ホルダー用溝部
２０ａ    内側シール部材
２０ｂ    外側シール部材
２２    平板部
２４    ネジ穴
２６    ガイド棒部材
２８    締結用フランジ
２８ａ    締結ボルト用貫通孔
２８ｂ    ガイド孔
３０    側壁
３０ａ    側壁
３０ｂ    側壁
３２    頂板部
３４    電池収容空間
３６    電池収容部
３８    ガス抜き用穴
４０    ガス抜きプラグ
４０ａ    摘み部
４２    シール部材
４４    圧力弁部
４６    ガス排出孔
４８    圧力弁部収容凹部
５０    シールホルダー
５０ａ    シール部材
５０ｂ    連通孔
５２    ラプチャー板
５４    押え部材
５６    押しネジ
５６ａ    貫通孔
５８    電極ホルダー
６０    電極ホルダー本体
６２    電極収容凹部
６２ａ    電極収容凹部本体
６２ｂ    第１の溝部
６２ｃ    第２の溝部
６４    第１の接続部保持部
６６    第１の端子台
６６ａ    第１の接続穴
６８    第１の接続部押え部材
７０    第１の締め付けネジ
７６    第２の接続部保持部
７８    第２の端子台
７８ａ    第２の接続穴
８０    第２の接続部押え部材
８２    第２の締め付けネジ
８８    参照電極収容用溝部
９０    参照電極
９２    参照電極用接続保持部
９４    参照電極用端子台
９４ａ    参照電極用接続穴
９４ｂ    ガイド溝
９６    参照電極保持部材
９６ａ    上板部
９６ｂ    ネジ穴
９６ｃ    スリット
９６ｄ    締め付けネジ
９８    参照電極装着部
９８ａ    垂直部分
９８ｂ    水平部分
１００    電極押さえ部材
１０２    バネ支持凹部
１０４    圧縮バネ
１０６    参照電極用端子部
１０８    参照電極用貫通孔
１１０    参照電極用電気接続部材
１１０ａ    上端部
１１０ｂ    下端部
１１２    コネクター部材
１１３    シール部材
１１４    貫通孔
１１６    絶縁チューブ
１１８    傾斜凹部
１２０    絶縁フェルール
１２０ａ    貫通孔
１２２    コネクターナット
１２２ａ    貫通孔
１２４    第１の端子部
１２６    第１の電極用電気接続部材
１２６ａ    上端部
１２６ｂ    下端部
１２８    第２の端子部
１３０    第２の電極用電気接続部材
１３０ａ    上端部
１３０ｂ    下端部
１３２    締結ボルト
１３４    内部アクセス用接続部
１３６    内部アクセス用貫通孔
１３８    ガスパイプ
１３８ａ    下端部
１３８ｂ    上端部
１４０    コネクター部材
１４１    シール部材
１４２    貫通孔
１４４    傾斜凹部
１４６    フェルール
１４６ａ    貫通孔
１４８    コネクターナット
１５０    盲フェルール
１５２    盲プラグ
１５３    シール部材
２００    正電極部
２０２    正極用接続部
２０３    一辺
２０４    正電極
２０６    負電極部
２０８    負極用接続部
２０９    一辺
２１０    負電極
２１２    セパレーター
２１４    電極積層体
３００    試験用電池セル
３０２    凹部
３０４    セル本体
３０６    蓋体
３０８    突起
３１０    試験極収容部
３１２    電解液越流溜り部
３１４    平面部
３１６    凹溝
３１８    平面部
３２０    スペーサー
３２２    試験極
３２４    セパレーター
３２６    対極
３２８    対極集電板
３３０    加圧バネ
３３２    ボルト
３３４    ナット
３３６    集電ボルト
【図１】
2015153731.tif 000003
【図２】
2015153731.tif 000004
【図３】
2015153731.tif 000005
【図４】
2015153731.tif 000006
【図５】
2015153731.tif 000007
【図６】
2015153731.tif 000008
【図７】
2015153731.tif 000009
【図８】
2015153731.tif 000010
【図９】
2015153731.tif 000011
【図１０】
2015153731.tif 000012
【図１１】
2015153731.tif 000013
【図１２】
2015153731.tif 000014
【図１３】
2015153731.tif 000015
【図１４】
2015153731.tif 000016
【図１５】
2015153731.tif 000017
【図１６】
2015153731.tif 000018
【図１７】
2015153731.tif 000019
【図１８】
2015153731.tif 000020
【図１９】
2015153731.tif 000021
【図２０】
2015153731.tif 000022
【図２１】
2015153731.tif 000023