CN104115015A

CN104115015A - 导电性检查装置及其方法

Info

Publication number: CN104115015A
Application number: CN201380009319.4A
Authority: CN
Inventors: 本桥裕太; 石桥景祥; 泷本清秀; 水田政智; 高塚巧也
Original assignee: Automotive Energy Supply Corp
Current assignee: Aesc Japan
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: JP2013164380A; CN104115015B; KR20140128985A; US9459284B2; EP2816362B1; JP6088145B2; EP2816362A4; WO2013121902A1; EP2816362A1; US20150022228A1

Abstract

将至少两根针(11、12)从封装用薄膜(200)的表面刺入到封装用薄膜(200)内的金属箔(252、262)，检查所述至少两根针(11、12)与被封装用薄膜(200)封装的结构物内部的物品之间的电导通状态。电导通状态的检查变得更可靠。

Description

导电性检查装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种导电性检查装置及其方法，详细而言，涉及一种用于检查由树脂薄膜夹着金属箔而成的薄膜封装的结构物的导电状态的导电性检查装置及其方法。

背景技术

近年来，为了实现电池的轻量化、薄型化，使用了层压薄膜(也被称为层压片)作为用于包覆电池的发电元件的封装体。层压薄膜例如为在树脂薄膜与树脂薄膜之间层叠了铝箔的结构。

作为该层压薄膜与内部的发电元件之间的导通测试方法，存在有如下方法，将金属针刺入层压薄膜的封装材料表面，测量该针与从发电元件伸出的电极引线之间的电阻(专利文献1)。

在通常的被层压封装的电池中，为了不漏电到作为封装件的层压薄膜而使内部的发电元件与层压薄膜绝缘(参照专利文献1的背景技术)。如果应用现有技术，则也能够通过将针从层压薄膜的表面刺入后并测量该针与从发电元件伸出的电极引线之间的电阻来对发电元件与层压薄膜之间的绝缘状态进行测试。

然而，由于层压薄膜为在两片树脂薄膜之间夹着铝箔的结构，因此当从其表面、即树脂薄膜的上方将针刺入时，有时针卷入树脂。那样的话，树脂卷绕于针的周围，针与铝箔变得无法接触。这样的话，就不知道发电元件与层压薄膜的铝箔是否导通，导通测试的可靠性降低。也就是说，即使发电元件与层压薄膜的铝箔导通(短路)，作为测试结果也会成为未导通的结果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本再表01/008248号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种导电性检查装置及其方法，其用于检查由树脂薄膜夹着金属箔而成的封装用薄膜封装的结构物的电导通状态。

本发明的导电性检查装置，具有：至少两根针，其从由封装用薄膜封装而成的结构物中的封装用薄膜的表面刺入到金属箔，该封装用薄膜具有树脂薄膜夹着金属箔的层叠薄膜结构；以及检查部件，其用于检查两根针与结构物内部的物品之间的导通状态。

另外，本发明的导电性检查方法，将至少两根针从由封装用薄膜封装而成的结构物中的封装用薄膜的表面刺入到金属箔，检查刺入的两根针与结构物内部的物品之间的电导通状态，该封装用薄膜具有树脂薄膜夹着金属箔的层叠薄膜结构。

根据本发明，因为至少刺入了两根针，所以只要其中任意一根针与金属箔接触，就能够检查导通状态。因此，与用一根针进行检查相比，能够减少检查不良的产生，能够提高检查的可靠性。

附图说明

图1是用于说明本实施方式1中的被层压薄膜封装的电池的导电性检查装置的概略图。

图2是表示保持台的电池载置面的俯视图。

图3是表示导电性检查装置的电路的电路图。

图4是表示被层压密封后的电池的外观的立体图。

图5是层压薄膜的边缘部分的放大剖视图。

图6是说明导电性检查装置的动作的说明图。

图7是表示实施方式1的电池的针刺位置的俯视图。

图8是表示刺入有两根针的层压薄膜边缘部分的内部截面的剖视图。

图9是用于说明实施方式2的被层压薄膜封装的电池的导电性检查装置的概略图。

图10是实施方式2的电路图。

图11是表示实施方式2中的电池的针刺位置的俯视图。

图12是表示刺入有四根针的层压薄膜边缘部分的内部截面的剖视图。

具体实施方式

以下，参照添加的附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在附图的说明中，对于相同的元件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，为了方便说明，对附图中的各构件的大小、比例进行夸大，与实际的大小、比例不同。

(实施方式1)

图1是用于说明本实施方式1中的被层压薄膜(封装用薄膜)封装的电池的导电性检查装置的概略图。

该导电性检查装置1具有：两根导电性针11、12；支承部13，其一体地支承两根针11、12；气缸14，其使支承部13上下移动；以及保持台15，其用于将电池保持于规定的位置。并且，在支承部13上，如后所述，在载置于保持台15上的电池的极耳的位置设有用于将极耳按压于保持台15的弹性垫16。

两根针11、12只要是例如不锈钢、铜、铁、其他合金等具有导电性的材质即可，并不特别限定。针的顶端为锐角，躯干部的粗细为0.3mm～1mm左右。当然，只要是能够刺入层压薄膜即可，并不限定于此。

两根针11、12分别隔着绝缘体(未图示)安装于支承部13。在此，绝缘体为橡胶、树脂等，并未特别限定。隔着绝缘体安装针11、12的原因在于，为了不使支承部13与针11、12电短路。而且，弹性垫16也安装于支承部13。

气缸14使支承部13向保持台15靠近或自保持台15远离。也就是说，在图1中，气缸14使支承部13在上下方向上移动。由于支承部13一体地支承着两根针11、12，因此能够使两根针11、12总是一起移动。而且，同时弹性垫16也一起移动。另外，气缸14的不运转的部分被固定于附图外的支柱、框体等由附图标记19标注的部分。

可以利用液压缸、组合马达与齿轮等而成的机构等、其他促动器等来代替气缸14。

保持台15由台座18支承。图2是表示保持台15的电池载置面的俯视图。如图所示，在保持台15上，在与两根针11、12对应的位置开有孔17。孔17的大小只要是在针11、12降下来时，针11、12不与保持台15接触的大小即可。而且，其形状也并不限定，除图示的圆形以外，也可以为多边形等。但是，如果孔过大，则在使针11、12下降而将针11、12刺入层压薄膜时(详细内容后述)无法支承层压薄膜，因此需要形成为合适的大小。例如只要形成为实际进行针刺时，使针11、12不与保持台15接触而可靠地刺入层压薄膜，且层压薄膜的变形较少的大小即可。在为圆形的孔17的情况下，只要为大致2mm～5mm左右就足够了。当然，出于不与保持台15接触的安全方面考虑，也可以比2mm～5mm大，例如为1cm左右。但是，如果过大，则在刺入针11、12时的压力的作用下，层压薄膜扭曲而无法继续刺入针11、12，因此需要如上所述形成为合适的大小。

而且，保持台表面中的、至少与放置于此的电池的极耳相对应的位置呈导电性。由此，在保持台与电池极耳之间实现了电导通。另外，在保持台15与台座18之间或台座18与地面之间通过夹着绝缘片材(未图示)等方法而实现了绝缘状态。

在只让保持台15上的与电池极耳相对应的位置呈导电性时，也可以在该部分预先设置导电垫(未图示)等，使导电垫与保持台15之间呈绝缘性而保持保持台15整体与电池(电池极耳)之间的绝缘性。

这样的保持台15或导电垫成为用于与被层压薄膜封装的结构物内部的物品之间取得电导通的导通端子。

为了使载置于保持台15的电池极耳与保持台15(或导电垫)之间的导通性变得较好，弹性垫16从上按压所载置的电池极耳。弹性垫16例如能够使用海绵、橡胶、毛毡、其他弹性树脂等。在支承部13下降而针11、12刺入层压薄膜的同时，该弹性垫16进行向保持台15的方向按压电池极耳的动作。

另外，在设置这样的弹性垫16的情况下，也可以使该弹性垫16与保持台15侧之间呈绝缘性，使该弹性垫16的表面呈导电性，在该呈导电性的弹性垫16与电池极耳之间取得导通。

而且，在为电池极耳另外安装其他导通部件(例如导电夹等)那样的情况下，并不需要设置弹性垫16。而且，在设置这样的其他导通部件的情况下，也不需要使保持台15或其局部呈导电性。

图3是表示该导电性检查装置1的电路的电路图。

如图所示，两根针11、12并联于电流计21的一端侧。电流计21的另一端侧连接于电源22的一端子，电源22的另一端子侧连接于保持台15(或保持台上的导电垫)。该电路成为检查部件。

另外，根据需要，也可以在电路中设置开关。而且，电源22既可以为直流电源，也可以为交流电源。其中，电流计21对应于电源22，在直流电源时使用直流电流计，在交流电源时使用交流电流计。电源22的电压由于只用于进行导通测试，因此可为较低的电压，例如只要有1V～5V就足够了。但是，若谋求层压薄膜的耐电压击穿强度，则也可以施加处于被层压密封后的内部的发电元件的电压的两倍左右的电压。这样的电压只要根据其测试目的适当地设定即可，丝毫不受限定。

另外，在该电路图中示出了电源22与电流计21，其即为电阻测量电路的结构。因此，即使在保持台15(或保持台15上的导电垫)与并联的两根针11、12之间，使用电阻测量器也是相同的(此时电阻测量器成为检查部件)。

对如上构成的导电性检查装置1的作用进行说明。

在此，首先对作为测试对象的被层压密封后的电池简单地进行说明。

图4是表示被层压密封后的电池的外观的立体图。众所周知，层压薄膜为树脂薄膜夹着金属箔(例如铝箔)的层叠薄膜结构。而且，由层压薄膜封装(密封)的电池100整体被层压薄膜200覆盖，在内部具有发电元件。在图示的电池中，从一边伸出有两个成为电池的电极端子的极耳(正极极耳101与负极极耳102)。层压薄膜200在其周围的边缘部分210利用热熔接或粘接剂等进行粘接而进行密封。

图5是层压薄膜的边缘部分的放大剖视图。如图所示，所粘接的边缘部分210呈两片层压薄膜200重叠的状态。因此，当只观察该部分时，所层叠的薄膜成为第一树脂薄膜251、第一铝箔252、第二树脂薄膜253、第三树脂薄膜261、第二铝箔262、第四树脂薄膜263的共计6层。

对导电性检查装置1的动作进行说明。图6是说明导电性检查装置1的动作的说明图，(a)是在电池载置于保持台15的状态下针刺前的概略主视图，(b)是针刺后的概略主视图。图7是表示电池的针刺位置的俯视图。

首先，如图6的(a)所示，在保持台15上载置成为检查对象的电池。电池在保持台15上的载置位置如下：如图7所示，针11、12刺到电池的边缘部分210的用双点划线的圆形记号11a、12a表示的位置，并且弹性垫16(图7中的双点划线)到达极耳101、102的位置。也就是说，针11、12和弹性垫16的位置预先根据成为检查对象的电池的结构进行配置。通过利用弹性垫16按压极耳101、102，能够在保持台15或导电垫与正极极耳101和负极极耳102这两者之间一次取得导通。

然后，如图6的(b)所示，使气缸14进行动作并连同支承部13一起使针11、12下降，使针11、12刺入层压薄膜的边缘部分210。此时针11、12两根一起刺入层压薄膜的边缘部分210。而且，同时弹性垫16将电池极耳按压于保持台15。

然后，读取电流计21的值。如果电池内部的发电元件与层压薄膜200的铝箔252和/或262之间导通，则电流流动并被电流计21检测出。

由此，能够进行电池内部的发电元件与层压薄膜200的铝箔252及/或262之间的导通检查。另外，在将短路作为不良的情况下，如果能够利用电流计21确认到电流未流动，则为良品。另一方面，在如所述现有技术那样将铝箔形成为绝缘屏蔽时，如果能够利用电流计21确认到电流流动，则为良品。

另外，使用导电垫时，通过分别对应正极极耳与负极极耳来设置导电垫，也能够检查正极极耳101和负极极耳102分别与层压薄膜200之间的导电状态。此时，保持刺入针11、12的状态不变地、切换分别与正极极耳用和负极极耳用对应设置的导电垫而进行检查。由此，能够对层压薄膜200是否与内部的发电元件中的连接于正极极耳101的正极系统和连接于负极极耳102的负极系统中的任一系统导通的情况进行确认。

在此，对刺入有针11、12的层压薄膜的边缘部分210的状态进行说明。图8是表示刺入有两根针11、12的层压薄膜的边缘部分210的内部截面的剖视图。

如图所示，在层压薄膜的边缘部分210中，当针刺入时，树脂薄膜有时因被针刺入而被针牵引而卷绕于针的周围。这样的卷入是由于树脂薄膜为弹性体且进行伸缩而引起的。而且，对于该卷入而言，由于树脂薄膜的微妙的厚度差异、表面的形状差异等各种主要原因，或者引起卷入或者不引起卷入，或者卷入量等也各异。在图示的状态中，第一树脂薄膜251较大地卷于针11，针11与第一铝箔252未接触。另一方面，在针12上，由于未较大地卷入有第一树脂薄膜251，因此，针12与第一铝箔252接触。

在这种状态下，假设发电元件与铝箔252短路时，由于针11与铝箔252未接触，因此只通过这些无法判断短路。但是，在本实施方式1中，并联有另一根针12。而且，由于这根针12未卷入第一树脂薄膜251，因此与铝箔252接触，因此能够检测到短路。

另外，图8是描述针与铝箔之间的接触不良的一例的图，并不一定会成为这样的不良状态。有可能在各个部位产生针与铝箔之间的接触不良。

根据以上说明的本实施方式1，达到以下效果。

当只利用一根针进行检查时，假设在该一根针卷入树脂薄膜而未与铝箔接触的情况下，无法检测到层压薄膜200与内部的发电元件之间的导通状态(短路等)的危险性提高。另一方面，在本实施方式1中，因为并列刺入了两根针11、12，所以即使两根针中的任意一根因卷入等而未良好地与铝箔接触，只要另一根针有效地发挥作用，就也能够检查导通状态。因此，与用一根针进行检查相比，能够减少检查不良的产生，能够提高检查的可靠性。

另外，不仅是树脂薄膜的卷入，即使是单纯地一根针11或12发生故障(例如在针11、12与电流计21之间的路径上发生断线等)，只要另一根针11或12还在运行，就能够进行检查。

另外，在本实施方式1中，因为将针11、12刺入了层压薄膜200粘接的边缘部分210，所以能够不对成为产品的电池的内部产生影响地进行导通检查。

另外，保持台15或导电垫与电池极耳101或102接触，成为了用于与内部的发电元件之间取得电导通的导通端子。因此，只将电池100载置于保持台15上，就能够构成用于检查的电路，避免了作为用于检查的操作(动作)而将夹子安装于每个电池的极耳101、102等的麻烦，能够容易进行检查工序。

(实施方式2)

图9是用于说明本实施方式2中的被层压薄膜(封装用薄膜)封装的电池的导电性检查装置的概略图。

本实施方式2的导电性检查装置2是在实施方式1的从上方将针11、12刺入的结构中增加了也从下方将针31、32刺入的结构后的装置。也就是说，将电池的上侧作为第一面，将下侧作为第二面，从第一面侧和从与第一面侧相对的第二面侧分别刺入针11、12与针31、32。

因此，在本实施方式2中，在保持台15的下方设有两根针31、32、支承上述针31、32的下支承部33以及用于使下支承部33朝保持台15方向靠近或自保持台15远离的下气缸34。而且，在支承部13上设有按压垫35，在将针31、32从下方刺入上方的两根针11、12附近时，该按压垫35进行按压以使得层压薄膜200的边缘部分210不会上浮。在保持台15上，为了使来自下方的针31、32刺入层压薄膜而设有供针31、32通过的孔37。而且，在按压垫35上还设有孔38，以使得不会接触来自下方的针31、32。上述孔37、38与实施方式1中的设于保持台15的孔17同样，只要是不与针31、32接触，并且能够防止层压薄膜的变形、上浮的大小即可。而且，按压垫35使用具有绝缘性且具有弹性的、例如海绵、橡胶、其他弹性树脂等。其他结构与实施方式1相同，因此省略说明。

图10是本实施方式2的电路图。如图所示，四根针11、12与31、32并联于电流计21。其他电路结构与实施方式1相同，因此省略说明。

图11是表示本实施方式2中的电池的针刺位置的俯视图。

如图所示，来自上方的针11、12刺到层压薄膜的边缘部分210的用双点划线的圆形标记11a、12a表示的位置，并且来自下方的针31、32刺到层压薄膜的边缘部分210的用双点划线的圆形标记31a、32a表示的位置。弹性垫16(图11中的双点划线)与实施方式1相同地到达极耳101、102的位置。

本实施方式2中的导电性检查装置1的动作是首先使上侧的针11、12下降而刺入层压薄膜200的边缘部分210。此时按压构件35抵接在层压薄膜200的边缘部分210之上，因此也从下方使针31、32上升。由此，四根针11、12、31及32中的任一者均与层压薄膜200的铝箔接触。

图12是表示刺入有四根针11、12、31及32的层压薄膜边缘部分的内部截面的剖视图。

如图所示，当针刺入时，树脂薄膜由于被针刺入，因此有时会被针牵引而卷绕于针的周围。尤其是在距刺入了针的面较远侧的铝箔上产生该不良的可能性升高。这是因为，如图所示，从刺入针11、12的方向(从图示的上方)来看，在位于远处的第二铝箔262上具有两层树脂薄膜253、261。因此，如果从上使针11、12刺入，则与在第二铝箔262上具有两层树脂薄膜的量相应地、树脂薄膜易于卷入针11、12。来自下方的针31、32也是相同的。而且，虽未图示，但是也存在还有粘接剂层介于树脂薄膜253、261之间的情况，这样的话，有时粘接剂也被卷入。

因此，在本实施方式2中，设为了也从下方使针31、32刺入。由此，对于来自上方的针11、12易于产生接触不良的第二铝箔262，来自下方的针31、32由于只刺入第四树脂薄膜263这一层，因此难以卷入。因此，假设即使来自上方的针11、12与第二铝箔262产生接触不良，来自下方的针31、32也难以产生与第二铝箔262之间的接触不良，因此导通检查的可靠性提高。对于来自下方的针31、32也是相同的，虽然来自下方的针31、32对于第一铝箔252易于产生接触不良，但是来自上方的针11、12对于第一铝箔252难以产生接触不良，因此导通检查的可靠性提高。

根据本实施方式2，达到以下效果。

设为了从被层压薄膜200封装的电池的两面侧(在图中为上侧与下侧)分别刺入两根针11、12与两根针31、32。在成为双层重叠的结构的层压薄膜200的边缘部分210中，根据刺入针11、12与31、32的方向的不同，易于卷入树脂薄膜的位置(层)不同。因此，刺入的针11、12与针31、32能够保持与难以卷入树脂薄膜侧的铝箔之间的接触，能够进一步提高检查的可靠性。

而且，由于与实施方式1同样地使针刺入了边缘部分210，因此不会对作为产品的电池产生影响。此外，当然也达到与实施方式1相同的效果。

以上对应用本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于这些实施方式。例如，从一侧刺入的针11、12的个数并不限定于两根，也可以设为三根、四根等。但是，当刺入过多的针时，作为产品会变得满是孔，因此并不优选。因此，不管是从单面刺入时(实施方式1)，还是从两面刺入时(实施方式2)，全部合计止于12根左右(后述)较好。

另外，对于刺入针11、12的位置而言，在边缘部分210上是使两根针11、12相接近地进行刺入，但是也可以使它们互相远离。例如，分别在未伸出极耳的每个边(在图4的例中为3个边)上各刺入两根，共计6根等。在从两面侧进行相同的操作的情况下，从每侧刺入两根，3个边共计12根。

而且，在如实施方式2那样在从两面将针刺入电池时，也可以使用实施方式1的装置，首先从电池的一面刺入针11、12而进行检查，再将相同的电池翻转过来刺入针11、12而进行检查。通过如此操作，装置结构简化且获得与如实施方式2那样从两面刺入针进行检查所获得的效果相同的效果。

另外，成为检查对象的电池并不限定于图4所示的电池，只要是被层压薄膜200封装的电池，就可以是任意形态。例如，与图4不同，也可以是从1边侧拉出正极极耳101，并从相对的边拉出负极极耳102那样的电池。此时，装置结构针对正极极耳101与负极极耳102分别取得与保持台15或保持台15上的导电垫之间的导通。

另外，对于层压薄膜200的结构，也是只要为树脂薄膜夹着除铝箔以外的金属箔的结构，就能够进行检查。而且，树脂薄膜、金属箔的总数也并未限定。

另外，如实施方式2那样，在从电池的两面侧刺入针时，也可以分别从单面侧各刺入一根，共计两根针。即使是这样的结构，刺入的两根针中的至少一根也与内部的铝箔接触。尤其是，与从相同的面刺入两根的情况相比，如已经说明的那样，由于树脂薄膜的卷入容易度根据刺入的方向而不同，因此即使只从两面各刺入一根，检查的可靠性也提高。

另外，设为了针刺入并贯穿层压薄膜，但是只要刺到层压薄膜(封装用薄膜)内的金属箔即可，没有必要一定贯穿。未贯穿的情况下，不需要设于保持台的孔。

再者，在实施方式中，作为被树脂薄膜夹着金属箔而成的层压薄膜封装的结构物，示出了用层压薄膜封装的电池，但是本发明的检查对象物并不限定于此。也就是说，只要是用层压薄膜封装的结构物，就能够用于该结构物的内部的物品与构成层压薄膜的金属箔之间的导通检查。

此外，本发明只要是具有在权利要求中已经规定的结构，就也可以是附加了除在此说明的以外的结构或一部分并不存在的结构等，不言而喻，各种各样的形态均包含于本发明中。

Claims

1.一种导电性检查装置，其中，具有：

至少两根针，其从由封装用薄膜封装而成的结构物中的所述封装用薄膜的表面刺入到金属箔，该封装用薄膜具有树脂薄膜夹着所述金属箔的层叠薄膜结构；以及

检查部件，其用于检查所述两根所述针与所述结构物内部的物品之间的导通状态。

2.根据权利要求1所述的导电性检查装置，其中，

所述针从所述结构物的第一面侧刺入至少一根，从与所述第一面相对的第二面侧刺入至少一根。

3.根据权利要求1或2所述的导电性检查装置，其中，

刺入所述针的位置为所述封装用薄膜重叠且粘接的部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性检查装置，其中，

所述检查部件具有用于与所述结构物内部的物品之间取得电导通的导通端子。

5.一种导电性检查方法，其中，

将至少两根针从由封装用薄膜封装而成的结构物中的所述封装用薄膜的表面刺入到金属箔，检查刺入的所述两根所述针与所述结构物内部的物品之间的电导通状态，该封装用薄膜具有树脂薄膜夹着所述金属箔的层叠薄膜结构。

6.根据权利要求5所述的导电性检查方法，其中，

7.根据权利要求5或6所述的导电性检查方法，其中，

刺入所述针的位置为所述封装用薄膜重叠且粘接的部分。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的导电性检查方法，其中，

检查部件具有用于与所述结构物内部的物品之间取得电导通的导通端子。