(57)【要約】【課題】電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定に設置でき、圧壊試験を正確に行うことができる電池試験方法及び電池試験装置を提供する。【解決手段】本発明の電池試験方法は、直方体あるいは略直方体の電池１の圧壊試験を行う電池試験方法であって、前記電池１は、対向する面が平行である３組の面からなり、前記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、前記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、前記第２側面または前記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、前記第２側面の一方の面または前記第３側面の一方の面が接地面となるように前記電池１を一対の挟持部材５の間に挟持して試験台２上に設置し、前記電池１の前記接地面に対向する面に押圧部材３を用いて所定の圧力を加えて前記電池１を圧壊することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験方法であって、
前記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、
前記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、前記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、前記第２側面または前記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、前記第２側面の一方の面または前記第３側面の一方の面が接地面となるように前記電池を一対の挟持部材の間に挟持して試験台上に設置し、前記電池の前記接地面に対向する面に押圧部材を用いて所定の圧力を加えて前記電池を圧壊することを特徴とする電池試験方法。
【請求項２】
前記挟持部材は、スポンジ、海綿、又は弾力性を有する発泡体である請求項１に記載の電池試験方法。
【請求項３】
直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験装置であって、
試験対象となる前記電池が設置される試験台と、
前記電池を挟持する一対の挟持部材と、
前記電池を所定の圧力で押す押圧部材と、
前記押圧部材の押圧力を制御する加圧部材と、を含み、
前記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、
前記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、前記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、前記第２側面または前記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、前記第２側面の一方の面または前記第３側面の一方の面が接地面となるように前記電池を前記一対の挟持部材の間に挟持して前記試験台上に設置し、前記電池の前記接地面に対向する面に前記押圧部材を用いて所定の圧力を加えて前記電池を圧壊することを特徴とする電池試験装置。
【請求項４】
前記挟持部材は、スポンジ、海綿、又は弾力性を有する発泡体である請求項３に記載の電池試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池試験方法及び電池試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パーソナルコンピューターなどの普及により、より大容量・高エネルギー密度な電池の開発が強く望まれている。更には電動アシスト自転車やハイブリッド型自動車も普及してきており、全て電気で駆動する電気自動車も徐々に見受けられるようになってきた。そのため、大容量化、高エネルギー密度化に加えて電池の大出力化も要求されるようになってきた。しかし、それに伴って発熱や発火などの事故が発生しないよう、電池の安全性に関しても強く求められるようになってきている。
【０００３】
電池の安全性を脅かす外的要因としては、圧壊、衝突、振動、温度変化、気圧変化などが挙げられる。例えば、電池が自動車によって踏みつぶされたり、電池が廃棄物破砕機で破壊されたりするなどして電池が激しく破壊された場合、異常発熱などの安全性に関する問題を生じる虞がある。
【０００４】
このような安全性の問題を発生させないため、電池製造メーカでは日々、設計・開発を進め、様々な試験を実施して電池の安全性を評価している。また、各方面において安全性に関する法律・規格も制定され、事故が起きないように管理・監視されている。
【０００５】
電池の安全性を評価するための試験の１つとして、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ８７１２の４章では、圧壊試験が規定されている。圧壊試験とは、満充電状態の電池に所定の圧力を加えて電池を圧壊する試験であり、圧壊後の電池の状態から電池の安全性を評価する。
【０００６】
ここで、圧壊試験について図２を用いて具体的に説明する。まず、満充電状態の電池１を試験台２上に設置する。そして、電池１を押圧部材３を用いて所定の力で押し、電池１を圧壊する。このとき、押圧部材３は、加圧部材６により１３±１ｋＮの力で加圧するよう制御される。その後、圧壊した電池１の状態を見て、異常の有無を確認する。異常が確認されなければ、電池は安全であると評価できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｃ８７１２「密閉型小形二次電池の安全性」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電池には様々な形状のものがあり、その１つに角形電池が知られている。角形電池は、対向する面が平行である３組の面からなる直方体をしている。このような角形電池の圧壊試験を行う際、図２に示すように、被押圧面となり得る面（図２では上面。）に対向する面（試験台との接地面であり、図２では下面。以下、接地面ともいう。）の面積が十分に大きい場合、電池を試験台上に安定に設置できる。しかし、図３に示すように、接地面の面積が小さい場合、電池が倒れてしまうなど電池を試験台上に安定に設置できず、圧壊試験を実施するのが難しいことがある。
【０００９】
このような問題に対して、例えば、図４に示すように、電池１と試験台２とが当接する部分、及び、電池１と押圧部材３とが当接する部分を粘土４を用いて固定することで、電池の接地面の面積が小さくても電池１を試験台上に安定に設置する方法が提案されている。
【００１０】
しかし、粘土を用いて設置された電池の圧壊試験を行った場合、電池が潰れた際に、電池だけでなく、粘土にも押圧力の一部がかかってしまう。つまり、押圧力の全てを電池のみに確実に加えることができず、正確な圧壊試験を行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定に設置でき、圧壊試験を正確に行うことができる電池試験方法及び電池試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の電池試験方法は、直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験方法であって、上記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、上記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、上記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、上記第２側面または上記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、上記第２側面の一方の面または上記第３側面の一方の面が接地面となるように上記電池を一対の挟持部材の間に挟持して試験台上に設置し、上記電池の上記接地面に対向する面に押圧部材を用いて所定の圧力を加えて上記電池を圧壊することを特徴とする。
【００１３】
本発明の電池試験装置は、直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験装置であって、試験対象となる上記電池が設置される試験台と、上記電池を挟持する一対の挟持部材と、上記電池を所定の圧力で押す押圧部材と、上記押圧部材の押圧力を制御する加圧部材と、を有し、上記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、上記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、上記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、上記第２側面または上記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、上記第２側面の一方の面または上記第３側面の一方の面が接地面となるように上記電池を上記一対の挟持部材の間に挟持して上記試験台上に設置し、上記電池の上記接地面に対向する面に上記押圧部材を用いて所定の圧力を加えて上記電池を圧壊することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定に設置でき、圧壊試験を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電池試験装置の一例を示す概略図である。
【図２】角形電池に対する圧壊試験の一例を説明するための図である。
【図３】角形電池に対する圧壊試験の他の例を説明するための図である。
【図４】従来の電池試験装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の電池試験方法は、直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験方法であって、上記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、上記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、上記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、上記第２側面または上記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、上記第２側面の一方の面または上記第３側面の一方の面が接地面となるように上記電池を一対の挟持部材の間に挟持して試験台上に設置し、上記電池の上記接地面に対向する面に押圧部材を用いて所定の圧力を加えて上記電池を圧壊することを特徴とする。
【００１７】
本発明の電池試験装置は、直方体あるいは略直方体の電池の圧壊試験を行う電池試験装置であって、試験対象となる上記電池が設置される試験台と、上記電池を挟持する一対の挟持部材と、上記電池を所定の圧力で押す押圧部材と、上記押圧部材の押圧力を制御する加圧部材と、を有し、上記電池は、対向する面が平行である３組の面からなり、上記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面とし、上記第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面としたとき、上記第２側面または上記第３側面に対する圧壊試験を行う場合、上記第２側面の一方の面または上記第３側面の一方の面が接地面となるように上記電池を上記一対の挟持部材の間に挟持して上記試験台上に設置し、上記電池の上記接地面に対向する面に上記押圧部材を用いて所定の圧力を加えて上記電池を圧壊することを特徴とする。
【００１８】
次に、本発明の電池試験装置を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の電池試験装置の一例を示す概略図である。図１に示す電池試験装置は、直方体あるいは略直方体の電池１の圧壊試験を行う装置であって、試験台２と、押圧部材３と、一対の挟持部材５と、加圧部材６とを有する。ここで、本明細書において、直方体の電池とは、対向する面が平行である３組の面からなる電池をいう。また、本明細書では、上記３組の面のうち、最も大きな面積を有する１組の面を第１側面といい、第１側面に隣り合う２組の面をそれぞれ第２側面、第３側面という。第２側面と第３側面の面積は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２０】
上記電池１としては、角形電池、略直方体のラミネート形電池などが挙げられる。図１では、角形電池である場合を示している。
【００２１】
上記試験台２は、試験対象となる電池１が設置されるものである。試験台２としては、例えば、ベーク板などの絶縁体からなる平板を用いることができる。
【００２２】
上記押圧部材３は、電池１を所定の力で押す。押圧部材３としては、例えば、ベーク板などの絶縁体からなる平板を用いることができる。押圧部材３の押圧力は、電池１の被押圧面の全面にかける必要があるため、押圧部材３の電池１との接触面は、電池１の押圧部材３との接触面（被押圧面）よりも大きい。
【００２３】
上記一対の挟持部材５は、電池１を挟持するものであり、電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定して縦置きに設置可能とするものである。
【００２４】
上記一対の挟持部材５の高さは、電池１を縦置きに設置可能であれば特に限定されないが、縦置き状態の電池１の高さと同じであることが好ましい。この場合、電池をより安定して縦置きに設置でき、また、押圧部材３を電池１の上面に当接させた状態で水平に支持でき、圧壊試験をより安定に行うことができる。
【００２５】
上記挟持部材５としては、スポンジ、海綿、弾力性を有する発泡体などのように、適度な柔軟性を有するものを使用できる。挟持部材５が硬すぎると、挟持部材５自身が障害となって電池１に所定の圧力をかけることができず、正確な圧壊試験を実施できなくなる。一方、柔らかすぎると、電池１を縦置きに設置できなくなったり、押圧部材３の重さに耐えられずに屈曲して押圧部材３を所定の高さに支持できなくなったりするなど、圧壊試験を実施できなくなる。
【００２６】
上記加圧部材６は、押圧部材３の押圧力、押圧時間などを制御する。
【００２７】
次に、本発明の電池試験方法の一例を図１を用いて説明する。
【００２８】
まず、満充電状態の電池１を用意する。次いで、電池１の第２側面の一方の面あるいは第３側面の一方の面が接地面となるように２つの挟持部材５の間に電池１を挟持し、試験台２上に電池１を縦置きに設置する。次いで、縦置きに設置した電池１の接地面（図１では、下面。）に対向する面（図１では、上面。）に押圧部材３を置く。図１では、挟持部材５の高さは、縦置状態の電池１の高さと同じである。次いで、押圧部材３を用いて電池１の上面を所定の力で押し、電池１を圧壊する。そして、圧壊した電池１の異常の有無を確認し、電池の安全性を評価する。
【００２９】
このようにして、電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定に縦置きに設置でき、圧壊試験を正確に行うことができる。
【００３０】
なお、電池への衝突・衝撃等から電池の異常発生を防止する方法としては、本発明の圧壊試験を実施して電池の安全性を常時確認しておくだけでなく、電池自身の安全性を高めるとさらに良い。電池自身の安全性を高めるためには、電池自身が変形・陥没しても、電池の内部で正極と負極とが接触しないように設計するのが肝要である。
【００３１】
その１つの手段としては、正極と負極との間に存在して両者を絶縁する役割のセパレータを厚くする方法が挙げられる。この場合、セパレータを突き破って正負極同士が接触する確率は当然低くなる。
【００３２】
ところで、多くのリチウムイオン電池の場合、正極での過剰なイオン受入を防止するために、正極よりも負極の方を大きく作っておく場合が多い。このため、負極の方の面積が大きい場合が多く、正極端と負極端には自ずとギャップが生じる。正極と負極との接触を防止するためには、セパレータを介してこのギャップが大きい方が良い。従って、電池の異常発生の防止のためには、このギャップをセパレータを介してできるだけ大きくしておくのも１つの方法である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、電池の接地面の面積が小さい場合であっても電池を安定に設置でき、圧壊試験を正確に行うことができる電池試験方法及び電池試験装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  電池
２  試験台
３  押圧部材
４  粘土
５  挟持部材
６  加圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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