(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部をリチウムイオン電池に突き刺して内部短絡を生じさせ、その際の内部短絡部の温度を測定する試験具であって、
硬度の高い金属又はセラミックを材質とし、先端が尖がリ、後端側の頭部上面に軸方向と直交する方向に形成され、リチウムイオン電池に突き刺す外力が与えられる平面部を有する釘形状で、中心部には頭部から該軸方向に先端近くまで穿たれた有底孔を有する外枠と、
外径が該外枠の有底孔の径より小さく、かつ、長手方向の長さが該外枠の有底孔の軸方向の長さより長い形状で、該外枠の有底孔に挿入されたシース熱電対と、
該シース熱電対が挿入される前記外枠の有底孔の入口部分で、該シース熱電対を前記外枠に固定する固定部と、を有し、
前記シース熱電対は、測温点のある先端が前記有底孔の底に接触した状態で、前記固定部により前記外枠に固定された温度測定機能を持つリチウムイオン電池の釘刺し試験具。
【請求項２】
前記シース熱震対の固定部を、弾力性のある樹脂製プラグで中央に前記シース熱電対が通る孔があるものを用い、前記樹脂製プラグの孔にシース熱電対を通したものを前記外枠に押し込むことにより固定された請求項１記載の温度測定機能を持つリチウムイオン電池の釘刺し試験具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度測定機能を持つリチウムイオン電池の釘刺し試験具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等のエネルギー密度の高い電池は、内部で電気的な短絡が生じた場合、構造によっては異常発熱が生じ、火傷、火災等の事故を発生する可能性がある。  
【０００３】
このため、リチウムイオン電池等のエネルギー密度の高い電池においては、金属製の釘を電池に突き刺し、内部の絶縁隔壁を破壊して内部短絡を生じさせ、
事故につながるような発熱、発火が生じないことを確認する試験が行われており、この試験は、釘刺し試験と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】              特開２００５−３２７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の釘刺し試験は、前述のように金属製の釘をリチウムイオン電池に突き刺し、電池内部に短絡を生じさせていた。この試験において、多くの場合、短絡時の発熱量を測定するために、熱電対等の温度センサがリチウムイオン電池に取付けられるがリチウムイオン電池内部に設置するとセンサ自体が短絡源となることがあり、また、リチウムイオン電池の内部構造が変化することから、温度センサの設置位置は電池表面などに限られ、発生する事故の大きさと関係の深い短絡発生部温度の測定は困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の温度測定機能を持つリチウムイオン電池の釘刺し試験具は、発生する事故の大きさと関係の深い短絡発生部温度測定を容易にすべく、先端部をリチウムイオン電池に突き刺して内部短絡を生じさせ、その際の内部短絡部の温度を測定する試験具であって、
硬度の高い金属又はセラミックを材質とし、先端が尖がリ、後端側の頭部上面に軸方向と直交する方向に形成され、リチウムイオン電池に突き刺す外力が与えられる平面部を有する外形が釘形状で、中心部には頭部から軸方向に先端近くまで穿たれた有底孔を有する外枠と、外径が外枠の有底孔の径より小さく、かつ、長手方向の長さが外枠の有底孔の軸方向の長さより長い形状で、外枠の有底孔に挿入されたシース熱電対と、シース熱電対が挿入される外枠の有底孔の入口部分で、シース熱電対を外枠に固定する固定部と、を有し、シース熱電対は、測温点のある先端が有底孔の底に接触した状態で、固定部により外枠に固定されたものである。
【０００７】
また、本発明の温度測定機能を持つリチウムイオン電池の釘刺し試験具は、シース熱震対の固定部を、弾力性のある樹脂製プラグで中央にシース熱電対が通る孔があるものを用い、樹脂製プラグの孔にシース熱電対を通したものを外枠に押し込むことにより固定されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、先端が尖がリ、後端側の頭部上面が平面部からなる釘の外形をした硬度の高い金属又はセラミックを材質とする外枠と、外径が外枠の有底孔の径より小さく、かつ、長手方向の長さが外枠の有底孔の軸方向の長さより長い形状のシース熱電対と、シース熱電対が挿入される外枠の有底孔の入口部分で、シース熱電対を外枠に固定する固定部とより構成され、釘の外形をした外枠の中心部には、軸方向にシース熱電対を挿入するための有底孔が頭部より先端近くまで穿たれておリ、有底孔にシース熱電対が挿入され、その測温点のある先端が孔の底に接触した状態で、固定部により外枠に固定された温度測定機能を持つ釘刺し試験具としたので、釘と温度センサを一体構造としたことにより、本発明の試験具一つでリチウムイオン電池の内部短絡を発生させ、且つ短絡部の温度を測定することができる。
【０００９】
また、本発明は、釘と温度センサを一体構造としたことにより、釘刺し試験におけるリチウムイオン電池の内部短絡部の温度測定が可能になった。さらに、本発明は、シース熱電対は熱電対素線がシース内に絶縁物を介して収容されているので、外部のリチウムイオン電池の電位、及び金属製外枠の電位の影響を受けない。このため温度を正確に測定することができる。
【００１０】
また、本発明は、シース熱電対の固定部を、弾力性のある樹脂製プラグで中央にシース熱電対が通る孔があるものを用い、樹脂製プラグの孔にシース熱電対を通したものを外枠に 押し込むことにより固定することにより、シース熱電対を有底孔に確実且つ容易に装着できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  本発明の釘刺し試験具をリチウムイオン電池に差し込んだ状態の縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、釘と温度センサを一体構造にしたリチウムイオン電池の釘刺し試験に使用する釘状の試験具で、従来困難であったリチウムイオン電池の短絡発生部温度を容易に測定可能にしたものである。図１にその断面構造を示す。符号１が本発明による釘刺し試験具、点線の２が釘刺し試験具１が刺し込まれたリチウムイオン電池を表している。
【００１３】
釘刺し試験具１は、釘の外形をした外枠３とシース熱電対４
、及びシース熱電対４の固定部６より成り、釘の外形をした外枠３の中心部には、軸方向にシース熱電対４を挿入するための有底孔５が頭部より先端近くまで穿たれており、
ここにシース熱電対４が挿入され、その測温点のある先端が孔の底に接触した状態で、固定部６により外枠３に固定されている。
【００１４】
外枠３の材質としては、突き刺し時の変形防止のため、硬度の高い金属又はセラミックを使用する。固定部６でのシース熱電対４の固定は、銀ロウ付けにより固定するものであってもよいし、弾力性のある樹脂製プラグで中央にシース熱電対４が通る孔があるものを用い、樹脂製プラグの孔にシース熱電対４を通したものを上記外枠３に押し込むことにより固定する構造であってもよく、また、無機質セメントにより固定するものであってもよい。
【００１５】
なお、シース熱電対４は、シースと呼ばれる金属管の内部に、マグネシア、アルミナ等の無機絶縁材粉末を介在させて一対の熱電対素線を収容したもので、
一対の熱電対素線は、シース先端内部で接合されて測温点を形成している。図１には描いていないが、シース熱電対４の後端において、シース熱電対４の熱電対素線と補償導線が接続される。補償導線は、シース熱電対４の熱起電力を温度に換算して記録・表示する計器に接続され、この温度がシース熱電対４で測定されたリチウムイオン電池内部短絡部の温度である。
【００１６】
釘刺し試験具１のリチウムイオン電池２への突き刺しは、人力でハンマーなどにより頭部に打撃を与えるか、若しくは専用装置で頭部に下方の力を加えることにより行うことは従来と同じであるが、ハンマー、専用装置は金属製の外枠３の外部にあるシース熱電対４の部分と干渉しない形状のものを使用する。
【実施例】
【００１７】
図１にしたがって、本発明による釘刺し試験具１の実施例を以下に示す。
外枠３は、突き刺し時の変形を防止し、繰り返し使用ができるよう、硬度の高い高速度鋼ＳＫＨ５１を材質とした。形状は、突き刺し部外径Φ２．５ｍｍ、頭部外径Φ８. Ｏｍｍとし、先端円錐部の頂角３０°、頭部から先端までの長さを４２ｍｍ、シース熱電対挿入孔５の径をΦ
０.３５ｍｍ とした。
【００１８】
シース熱電対４は、シース材質がＮＣＦ６００、シース外径がΦ０.３ｍｍで、熱電対素線がＫタイプのものを使用した。また、シース熱、電対４の金属製の外枠３への固定部６は、銀ロウ付けによる固定とした。
【００１９】
以上の釘刺し試験具１により、リチウムイオン電池内部での短絡の発生と、短絡部温度の正確な測定を繰り返し実施できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
本発明は、リチウムイオン電池に刺し込む釘刺し試験具であるが、内部の構造が変化する被試験体に利用することができる。
【符号の説明】
１  釘刺し試験具
３  外枠
４  シース熱電対
５  有底孔
６  固定部
【図１】
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