CN109661587A - 包括防短路构件的三电极系统型电极电位测量装置 - Google Patents

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Abstract

本文披露了一种三电极系统型电极电位测量装置，用于在设置在圆柱形电池单元的第一电极端子所在的顶盖组件与圆柱形电池单元的第二电极端子所在的电池壳体之间的卷边部分被分开的状态下测量圆柱形电池单元的电极电位，所述电极电位测量装置包括：连接至第一电极端子或第二电极端子的工作电极连接单元，用于测量第一电极端子或第二电极端子的电极电位；连接至未与工作电极连接单元连接的电极端子的对电极连接单元；连接至参比电极的参比电极连接单元，用于测量连接至工作电极连接单元的电极端子的电位的相对值，所述参比电极形成用于电极电位测量的电池电路；连接至工作电极连接单元、对电极连接单元和参比电极连接单元的测量单元，用于测量连接至工作电极连接单元的电极的电位；以及位于顶盖组件与电池壳体之间的防短路构件，顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开，所述防短路构件在与顶盖组件和电池壳体接触的状态下，防止由于圆柱形电池单元的顶盖组件与电池壳体之间的接触而发生短路。

Description

包括防短路构件的三电极系统型电极电位测量装置
技术领域
本发明涉及一种包括防短路构件的三电极系统型电极电位测量装置。
背景技术
随着能源价格因化石燃料的消耗而日益增加，以及环境污染正受到越来越多的关注，对环境友好型替代能源的需求必将在未来发挥越来越大的作用。因此，对用于产生诸如核能、太阳能、风能和潮汐能之类的各种电力的技术的研究正在进行中，并且用于更有效地利用这种产生的能量的电力存储设备也引起了很多关注。
特别地，随着移动装置的日益发展和对这种移动装置的需求的增加，对作为这种移动装置的能源的二次电池的需求也急剧增加。因此，已经对能够满足各种需求的电池进行了大量的研究。
通常，就电池的形状而言，对足够薄以便应用于诸如移动电话之类的产品的棱柱形二次电池或袋形二次电池的需求非常高。另一方面，就电池的材料而言，对表现出高能量密度、高放电电压和输出稳定性的诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求也非常高。
此外，二次电池可以基于电极组件的结构进行划分，所述电极组件具有正极和负极在隔膜插置在正极与负极之间的状态下堆叠的结构。通常，电极组件可被配置成具有其中长片型正极和长片型负极在隔膜设置在正极与负极之间的状态下卷绕的果冻卷(卷绕)型结构，或者其中每个都具有预定尺寸的多个正极和多个负极在多个隔膜分别设置在正极与负极之间的状态下顺序地堆叠的堆叠型结构。近年来，为了解决果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的问题，已经开发出一种作为果冻卷型电极组件和堆叠型电极组件的组合的堆叠/折叠型电极组件，堆叠/折叠型电极组件具有改进的结构，在该结构中，预定数量的正极和预定数量的负极在预定数量的隔膜分别设置在正极与负极之间的状态下顺序地堆叠以构成单元电池，然后多个单元电池在放置在隔离膜上的状态下顺序地折叠。
此外，二次电池可以基于每个二次电池的电池壳体的形状分为：圆柱形电池，其配置为具有其中电极组件安装在圆柱形金属罐中的结构；棱柱形电池，其配置为具有其中电极组件安装在棱柱形金属罐中的结构；以及袋形电池，其配置为具有其中电极组件安装在由铝层压片制成的袋形壳体中的结构。
图1是示出圆柱形电池单元的结构的示意图，图2是示出构成图1的圆柱形电池单元的电极组件在卷绕之前的结构的示意图。
参照图1和图2，由参考数字100表示的圆柱形电池单元是通过以下方法制造的：将卷绕型电极组件120放置在圆柱形电池壳体130中，将电解液注入电池壳体130中，并且将形成有电极端子的顶盖组件140耦接至电池壳体130的开口上端。
通过顺序地堆叠正极121、负极122和隔膜123并将叠层沿箭头所示的方向卷绕成圆形来制造电极组件120。
电极组件120的正极121和负极122分别包括正极接片121a和负极接片122a，每个正极接片121a和负极接片122a附接至正极121和负极122中的相应一个的一个表面上。正极接片121a和负极接片122a沿相反方向突出。
因此，在电极组件120安装在电池壳体130中的情况下，正极接片121a和负极接片122a沿相反方向突出。具体地，正极接片121a连接至顶盖组件140，顶盖组件140在从电池壳体130的敞开的一个表面向外突出的状态下耦接至电池壳体130的敞开的一个表面。结果，顶盖组件140的一部分用作正极端子。
负极接片122a突出至与电池壳体130的敞开的一个表面相对的电池壳体130的下表面，以便耦接至电池壳体130的内表面。结果，电池壳体130本身用作负极端子。
此外，为了测试新开发和制造的电池单元的性能，执行测量电池单元的电极电位(electrode potential)的工序。
包括参比电极(reference electrode)、工作电极(working electrode)和辅助电极(potential electrode)的三电极系统型电极电位测量装置主要用于电极电位测量。
图3是示出用于测量图1的圆柱形电池单元的电极电位的三电极系统型电极电位测量装置的结构的示意图。
参照图3连同图1，设置在电池单元100的顶盖组件140与电池壳体130之间的卷边部分被分开，并且三电极系统型电极电位测量装置300连接至位于电池单元100的顶盖组件140上的正极端子121b和位于电池壳体130上的负极端子122b。
具体地，工作电极连接单元310连接至正极端子121b以测量正极端子121b的电极电位，对电极连接单元320连接至位于电池壳体130上的负极端子122b。
参比电极连接单元330连接至参比电极301，参比电极301形成用于电极电位测量的电池电路。
为了测量电极的电位，参比电极301是用于与构成电池的电极或正被电解的电极一起形成用于电极电位测量的电池电路的电极。基于参比电极的电位测量电极电位的相对值。
工作电极连接单元310、对电极连接单元320和参比电极连接单元330连接至测量单元340。测量单元340通过三电极系统测量正极端子121b的电极电位。
然而，在上述工序过程中，顶盖组件140的端部141a与电池壳体130的端部131a彼此接触的情况下，在电池单元中可能发生短路，由此电极组件120的化学性质或性能可能会发生改变。结果，无法精确地测量电极电位。
此外，由于在电池单元中发生的这种短路而产生的火焰或散射物体可能成为降低工人安全性的危险因素。结果，使用三电极系统测量电极电位是非常困难的。
特别地，在使用三电极系统测量电池单元100的电极电位的情况下，由于上述问题，很难构成电路。此外，为了解决上述问题，需要花费大量时间将顶盖组件140与电池壳体130彼此分离并固定顶盖组件140和电池壳体130。结果，延迟了电池单元100的电极电位的测量。
因此，迫切需要能够从根本上解决上述问题的技术。
发明内容
技术问题
提出本发明以解决上述问题和尚未解决的其他技术问题。
作为解决上述问题的各种广泛而深入的研究以及试验的结果，本申请的发明人已经发现，如下文将描述的，如果电极电位测量装置包括位于顶盖组件与电池壳体之间的防短路构件，所述顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开，则所述防短路构件在与顶盖组件和电池壳体接触的状态下，可以防止由于具有不同极性的电极端子所在的顶盖组件与电池壳体之间的直接接触而在电池单元中发生短路，并且可以防止由相同原因引起的电极组件的特性或性能下降，由此可以更准确地测量电池单元的电极电位，从而提高测量的可靠性，同时，可以有效地防止由于在电池单元中发生短路时产生的火焰或散射物体导致的工人安全性的降低，并且因为能够在只有防短路构件插置在顶盖组件与电池壳体之间的状态下，可靠地测量电池单元的电极电位，所以还可以减少将顶盖组件与电池壳体彼此分离以及固定顶盖组件和电池壳体的时间和费用。基于这些发现完成了本发明。
技术方案
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种三电极系统型电极电位测量装置来实现，所述电极电位测量装置用于在设置在圆柱形电池单元的第一电极端子所在的顶盖组件与圆柱形电池单元的第二电极端子所在的电池壳体之间的卷边部分被分开的状态下测量圆柱形电池单元的电极电位，所述电极电位测量装置包括：
连接至第一电极端子或第二电极端子的工作电极连接单元，用于测量第一电极端子或第二电极端子的电极电位；
连接至未与工作电极连接单元连接的电极端子的对电极连接单元；
连接至参比电极的参比电极连接单元，用于测量连接至工作电极连接单元的电极端子的电位的相对值，所述参比电极形成用于电极电位测量的电池电路；
连接至工作电极连接单元、对电极连接单元和参比电极连接单元的测量单元，用于测量连接至工作电极连接单元的电极的电位；以及，
位于顶盖组件与电池壳体之间的防短路构件，顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开，所述防短路构件在与顶盖组件和电池壳体接触的状态下，防止由于圆柱形电池单元的顶盖组件与电池壳体之间的接触而发生短路。
因此，可以防止由于具有不同极性的电极端子所在的顶盖组件与电池壳体之间的直接接触而在电池单元中发生短路，并且可以防止由相同原因引起的电极组件的特性或性能下降，由此可以更准确地测量电池单元的电极电位，从而提高测量的可靠性。同时，可以有效地防止由于在电池单元中发生短路时产生的火焰或散射物体导致的工人安全性的降低，并且因为能够在只有防短路构件插置在顶盖组件与电池壳体之间的状态下，可靠地测量电池单元的电极电位，所以还可以减少将顶盖组件与电池壳体彼此分离以及固定顶盖组件和电池壳体的时间和费用。
在一具体示例中，电极组件可以在被电解液浸渍的状态安装在电池壳体中，顶盖组件和电池壳体可以分别经由第一电极接片和第二电极接片电连接至电极组件的第一电极和第二电极，以分别形成第一电极端子和第二电极端子。
也就是说，在电池单元中，设置在顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开，但是位于电池壳体中的电极组件与顶盖组件之间以及电极组件与电池壳体之间经由电极接片的电连接没有解除。因此，在工作电极连接单元和对电极连接单元分别连接至位于顶盖组件和电池壳体处的电极端子的情况下，工作电极连接单元和对电极连接单元电连接至电极组件，由此可以构成电路。结果，可以更容易且准确地测量电池单元的电极电位。
此外，防短路构件可以由不与电解液反应的材料制成。
如前所述，所述防短路构件可在与顶盖组件和电池壳体接触的状态下位于顶盖组件与电池壳体(顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开)之间，以便防止由于圆柱形电池单元的顶盖组件与电池壳体之间的接触而发生短路。
如果防短路构件与电解液反应，即使在防短路构件插置在顶盖组件与电池壳体之间的情况下，顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开，防短路构件也可能会因包含在电池壳体中的电解液而变形或损坏。因此，顶盖组件和电池壳体可能会彼此直接接触，这导致电池单元中的短路。结果，可能无法表现出期望的效果。
因此，防短路构件由不与电解液反应的材料制成。在这种情况下，可以防止由于电解液引起的防短路构件的变形或者防短路构件的损坏，从而可以有效地防止在测量电池单元的电极电位的过程中，由于顶盖组件与电池壳体之间的接触而导致在电池单元中发生短路。
在此，用于形成防短路构件的材料没有特别限制，只要该防短路构件由不与电解液反应的材料制成，同时表现出期望的结构稳定性即可。具体地，考虑到成本效益和易于操作，防短路构件可由特氟隆材料制成。
此外，在平面图中观察时，防短路构件可被配置为具有不连续的圆形结构。
因此，防短路构件可被配置为具有这样的结构，其中防短路构件的平面形状对应于圆柱形电池单元的顶盖组件和电池壳体的水平截面形状，由此防短路构件的一个表面和另一个表面可以在顶盖组件与电池壳体之间最大程度地接触顶盖组件和电池壳体的端部。结果，可以容易地防止由于顶盖组件与电池壳体之间的接触导致在电池单元中发生短路。
在这种情况下，当在水平截面图中观察时，防短路构件的直径可以是顶盖组件和电池壳体的每一个的直径的110％至150％。
当在水平截面图中观察时，防短路构件的直径小于顶盖组件和电池壳体的每一个的直径的110％的情况下，防短路构件的平面尺寸太小，从而可能无法稳定地保持顶盖组件与电池壳体之间的隔离状态。
另一方面，当在水平截面图中观察时，防短路构件的直径大于顶盖组件和电池壳体的每一个的直径的150％的情况下，防短路构件的平面尺寸太大，从而不容易处理防短路构件。此外，增加了防短路构件的不必要部分的尺寸，从而可以能会增加制造包括防短路构件的电极电位测量装置所产生的费用。
此外，防短路构件的厚度可以是顶盖组件的高度的50％至150％。
在防短路构件的厚度偏离上述范围并且太小的情况下，可能无法稳定地保持顶盖组件与电池壳体之间的隔离状态。另一方面，在防短路构件的厚度偏离上述范围并且太大的情况下，防短路构件的尺寸过度增大，从而不容易处理防短路构件。此外，可能会分割或切割将顶盖组件和电极组件互连的电极接片，由此可能无法构成用于电极电位测量的电路。
在一具体示例中，当在平面图中观察时，防短路构件可包括穿过防短路构件的中心部分形成的电极接片通孔，使得用于将电极组件和顶盖组件彼此电连接的第一电极接片位于电极接片通孔中，并且防短路构件可包括形成于防短路构件的不连续部分中的电极接片插入部，使得第一电极接片插入电极接片通孔，然后位于电极接片通孔中。
因此，防短路构件可以容易地位于顶盖组件与电池壳体之间而不分割或切割将电极组件与顶盖组件彼此电连接的第一电极接片。
电极接片通孔的直径可以是防短路构件的直径的10％至90％。
在电极接片通孔的直径小于防短路构件的直径的10％的情况下，电极接片通孔的直径太小，由此将电极组件与顶盖组件彼此电连接的第一电极接片可能不容易位于电极接片通孔中，或者第一电极接片可能变形或损坏。
另一方面，在电极接片通孔的直径大于防短路构件的直径的90％的情况下，电极接片通孔的尺寸过度增大，由此用于与顶盖组件和电池壳体的与卷边部分分离的端部接触的防短路构件的一个表面和另一个表面的面积可能不足。结果，电极接片通孔，而不是防短路构件的一个表面和另一个表面，可能位于顶盖组件和电池壳体的与卷边部分分离的端部之间，因此，防短路构件无法可靠地防止顶盖组件与电池壳体的端部之间的直接接触。
此外，当在平面图中观察时，电极接片插入部的宽度可以是防短路构件的宽度的10％至50％。
在此，电极接片插入部的宽度和防短路构件的宽度是指在平面图中观察时的宽度。
在电极接片插入部的宽度小于防短路构件的宽度的10％的情况下，电极接片插入部的宽度太小，由此将电极组件与顶盖组件彼此电连接的第一电极接片可能不容易插入到电极接片插入部中。
另一方面，在电极接片插入部的宽度大于防短路构件的宽度的50％的情况下，电极接片插入部的宽度太大，由此第一电极接片可能容易通过电极接片插入部与防短路构件分离。结果，防短路构件可能不能通过位于电极接片通孔中的第一电极接片稳定地固定，因此防短路构件可以从其在顶盖组件与电池壳体之间的预期位置移动。因此，不能防止顶盖组件与电池壳体之间的接触，从而不能可靠地防止电池单元中发生短路。
同时，在防短路构件的分别接触顶盖组件和电池壳体的一个表面和另一个表面中，可分别形成每个都向内凹陷的第一定位槽和第二定位槽，使得彼此分离的顶盖组件和电池壳体的端部分别位于第一定位槽和第二定位槽中。
因此，顶盖组件和电池壳体的分开的端部可以分别保持稳定地位于形成在防短路构件的一个表面和另一个表面中的第一定位槽和第二定位槽中，由此可以有效地防止因防短路构件的分离以及顶盖组件与电池壳体之间的接触而导致的电池单元中发生短路。
在这种情况下，第一定位槽和第二定位槽的深度之和可以是防短路构件的厚度的10％至90％。
在第一定位槽和第二定位槽的深度之和小于防短路构件的厚度的10％的情况下，定位槽的深度太小，从而可能无法有效地防止因防短路构件的分离以及顶盖组件与电池壳体之间的接触而导致的电池单元中发生短路。
另一方面，在第一定位槽和第二定位槽的深度之和大于防短路构件的厚度的90％的情况下，防短路构件的位于第一定位槽和第二定位槽之间的部分的厚度太小，由此防短路构件的位于第一定位槽和第二定位槽之间的部分可能由于顶盖组件和电池壳体的端部之间的接触以及由于顶盖组件和电池壳体的端部的移动而被损坏。结果，在防短路构件的位于第一定位槽和第二定位槽之间的部分处，由于顶盖组件和电池壳体的端部之间的接触，导致可能在电池单元中发生短路。
此外，第一定位槽和第二定位槽可具有相同的深度或不同的深度，并且第一定位槽和第二定位槽的每一个的深度可以基于各种因素(诸如，顶盖组件和电池壳体的每一个的尺寸以及第一电极接片的长度)适当地调整。
根据本发明的另一方面，提供一种使用电极电位测量装置来测量圆柱形电池单元的电极电位的方法，所述方法包括：
a)切割圆柱形电池单元的卷边部分，以便将圆柱形电池单元的顶盖组件和电池壳体彼此分离；
b)在顶盖组件和电池壳体之间设置防短路构件，以防止由于顶盖组件和电池壳体之间的接触而发生短路；
c)将工作电极连接单元连接至位于顶盖组件处的第一电极端子和位于电池壳体处的第二电极端子之一，以测量连接至工作电极连接单元的电极端子的电位；
d)将对电极连接单元连接至未与工作电极连接单元连接的电极端子；
e)将参比电极连接单元连接至参比电极；和
f)将处于分开状态的圆柱形电池单元和参比电极浸入容纳在托盘中的电解液并测量连接至工作电极连接单元的电极的电位。
也就是说，电极电位测量装置可以在连接至圆柱形电池单元的电极端子和参比电极的状态下，在电极电位测量装置的除了测量单元之外的其余元件和圆柱形电池单元浸入电解液之后，测量连接至工作电极连接单元的电极端子的电位。
防短路构件可由不与电解液反应的材料制成，由此可以防止由于防短路构件与电解液反应而导致的防短路构件变形或者防短路构件损坏。因此，可以更稳定地保持顶盖组件与电池壳体之间的隔离状态。
附图说明
图1是示出圆柱形电池单元的结构的示意图；
图2是示出构成图1的圆柱形电池单元的电极组件在卷绕之前的结构的示意图；
图3是示出用于测量图1的圆柱形电池单元的电极电位的三电极系统型电极电位测量装置的结构的示意图；
图4是示出根据本发明实施方式的三电极系统型电极电位测量装置的结构的示意图；
图5是示出图4的防短路构件的结构的示意图；和
图6是示出使用图4的电极电位测量装置的电极电位测量方法的示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，应注意，本发明的范围不受所示实施方式的限制。
图4是示出根据本发明实施方式的三电极系统型电极电位测量装置的结构的示意图。
参照图4，由参考数字500表示的三电极系统型电极电位测量装置连接至圆柱形电池单元400。
在圆柱形电池单元400中，设置在顶盖组件440和电池壳体430之间的卷边部分被分开，并且电极组件420安装在电池壳体430中。
电极组件420分别经由正极接片421a和负极接片422a连接至顶盖组件440和电池壳体430。结果，正极端子421b位于顶盖组件440，并且负极端子422b位于电池壳体430。
电极电位测量装置500包括工作电极连接单元510、对电极连接单元520、参比电极连接单元530、测量单元540和防短路构件550。
工作电极连接单元510连接至圆柱形电池单元400的正极端子421b，以测量正极端子421b的电极电位，对电极连接单元520连接至圆柱形电池单元400的负极端子422b。
参比电极连接单元530连接至形成用于电极电位测量的电池电路的参比电极，以便测量连接至工作电极连接单元510的正极端子421b的电位的相对值。
测量单元540连接至工作电极连接单元510、对电极连接单元520和参比电极连接单元530，以便测量连接至工作电极连接单元510的电极端子的电位。
防止由于圆柱形电池单元400的顶盖组件440与电池壳体430之间的接触而发生短路的防短路构件550插置在顶盖组件440和电池壳体430之间，顶盖组件440和电池壳体430之间的卷边部分被分开。
结果，防短路构件550的上表面和下表面分别接触顶盖组件440的端部和电池壳体430的端部，使得顶盖组件440和电池壳体430彼此隔离。因此，在构成用于电极电位测量的三电极系统的情况下，可以防止圆柱形电池单元400的顶盖组件440与电池壳体430之间的直接接触，从而可以有效地防止在圆柱形电池单元中发生短路。
图5是示出图4的防短路构件的结构的示意图。
参照图5连同图4，在平面图中观察时，防短路构件550被配置为具有在其单向部分中开口的不连续圆形结构。
防短路构件550包括电极接片通孔551和电极接片插入部552。
当在平面图中观察时，电极接片通孔551穿过防短路构件550的中心部分形成，使得将电极组件420与顶盖组件440彼此电连接的正极接片421a位于电极接片通孔551中。
电极接片通孔551的直径W2约为防短路构件550直径W1的35％。
电极接片插入部552形成在防短路构件的不连续部分中，使得正极接片421a通过电极接片插入部552插入到电极接片通孔551，然后位于电极接片通孔551中。电极接片插入部552被配置为具有其中电极接片插入部552的宽度W3从其内部到外部逐渐增加的结构。
因此，正极接片421a容易通过电极接片插入部552插入到电极接片通孔551中，而正极接片421a难以通过电极接片插入部552与电极接片通孔551分离，由此可以保持正极接片421a被稳定地固定的状态。
在防短路构件的分别接触顶盖组件440和电池壳体430的上表面和下表面中，分别形成每个都向内凹陷的第一定位槽553和第二定位槽554，使得顶盖组件440和电池壳体430的彼此分离的端部分别位于第一定位槽553和第二定位槽554中。
第一定位槽553的深度H1与第二定位槽554的深度H2相同，并且第一定位槽553和第二定位槽554的深度H1和H2的总和约为防短路构件550的厚度H3的26％。
图6是示出使用图4的电极电位测量装置的电极电位测量方法的示意图。
参考图6，电极电位测量装置的工作电极连接单元510和对电极连接单元520分别连接至电池单元400的正极端子421b和负极端子422b，并且参比电极连接单元530连接至参比电极501，由此形成用于电极电位测量的电池电路。
托盘610在电解液620容纳在托盘中的状态下被密封。除了电极电位测量装置500的测量单元540之外，在电极电位测量装置500的工作电极连接单元510、对电极连接单元520和参比电极连接单元530、电池单元400以及参比电极501浸入电解液620的状态下，测量连接至工作电极连接单元510的电池单元400的正极端子421b的电极电位。
在下文中，将参照以下实施例更详细地描述本发明；然而，本发明的范围不受该实施例的限制。
电池的制造
将电极组件插入圆柱形电池壳体中，用电解液浸渍电极组件，并将顶盖组件耦接至电池壳体以密封电池壳体，由此制造出圆柱形电池单元，所述电极组件配置为具有这样的结构，其中在正极和负极堆叠以使隔膜片插置在正极和负极之间的状态下，长片型正极和长片型负极沿一个方向卷绕，。
<实施例1>
切割圆柱形电池单元的卷边部分以将顶盖组件和电池壳体彼此分离，在防短路构件插置在顶盖组件和电池壳体之间的状态下，将电极电位测量装置的工作电极连接单元和对电极连接单元连接至顶盖组件和电池壳体的电极端子，并将参比电极连接单元连接至用作参比电极的锂薄膜，由此构成如图4所示的用于电极电位测量的三电极系统。
<比较例1>
切割圆柱形电池单元的卷边部分以将顶盖组件和电池壳体彼此分离，将电极电位测量装置的工作电极连接单元和对电极连接单元连接至顶盖组件和电池壳体的电极端子，并将参比电极连接单元连接至用作参比电极的锂薄膜，由此构成如图1所示的用于电极电位测量的三电极系统。
<试验例1>
在根据实施例1和比较例1的每一个构成的三电极系统型电极电位测量装置中的除了电极电位测量装置的测量单元之外的其余元件以及电池单元浸入容纳在托盘中的电解液的状态下，测量电池单元的正极端子的电极电位。对十(10)个根据实施例1和比较例1的三电极系统进行测量。表1中示出了其中由于顶盖组件和电池壳体之间的接触而发生短路的系统的数量。
[表1]
发生短路的系统的数量(EA)
实施例1 0
比较例1 4
参照表1，可以看出，与根据比较例1的其中不包括防短路构件的三电极系统相比，在根据实施例1的其中防短路构件插置在顶盖组件和电池壳体之间以将顶盖组件与电池壳体彼此隔离的三电极系统中，发生短路的系统的数量较小。
这意味着插置在顶盖组件和电池壳体之间的防短路构件防止顶盖组件与电池壳体之间的直接接触，以便稳定地保持顶盖组件与电池壳体彼此隔离的状态，由此可以防止在电极电位测量时可能由电池单元中的短路引发的问题。
尽管已经为了说明的目的披露了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不背离所附权利要求中披露的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。
工业实用性
从以上描述显而易见的是，根据本发明的电极电位测量装置包括防短路构件，所述防短路构件在与顶盖组件和电池壳体接触的状态下位于顶盖组件与电池壳体(顶盖组件与电池壳体之间的卷边部分被分开)之间。因此，可以防止由于具有不同极性的电极端子所在的顶盖组件与电池壳体之间的直接接触而在电池单元中发生短路，并且可以防止由相同原因引起的电极组件的特性或性能下降，由此可以更准确地测量电池单元的电极电位，从而提高测量的可靠性。同时，可以有效地防止由于在电池单元中发生短路时产生的火焰或散射物体导致的工人安全性的降低，并且因为能够在只有防短路构件插置在顶盖组件与电池壳体之间的状态下，可靠地测量电池单元的电极电位，所以还可以减少将顶盖组件与电池壳体彼此分离以及固定顶盖组件和电池壳体的时间和费用。

Claims (14)

1.一种三电极系统型电极电位测量装置，所述电极电位测量装置用于在设置在圆柱形电池单元的第一电极端子所在的顶盖组件与所述圆柱形电池单元的第二电极端子所在的电池壳体之间的卷边部分(beading portion)被分开的状态下测量所述圆柱形电池单元的电极电位，所述电极电位测量装置包括：
连接至所述第一电极端子或所述第二电极端子的工作电极连接单元，用于测量所述第一电极端子或所述第二电极端子的电极电位；
连接至未与所述工作电极连接单元连接的电极端子的对电极连接单元；
连接至参比电极的参比电极连接单元，用于测量连接至所述工作电极连接单元的电极端子的电位的相对值，所述参比电极形成用于电极电位测量的电池电路；
连接至所述工作电极连接单元、所述对电极连接单元和所述参比电极连接单元的测量单元，用于测量连接至所述工作电极连接单元的电极的电位；和
位于所述顶盖组件与所述电池壳体之间的防短路构件，所述顶盖组件与所述电池壳体之间的所述卷边部分被分开，所述防短路构件在与所述顶盖组件和所述电池壳体接触的状态下，防止由于所述圆柱形电池单元的所述顶盖组件与所述电池壳体之间的接触而发生短路。
2.根据权利要求1所述的电极电位测量装置，其中
电极组件在被电解液浸渍的状态安装在所述电池壳体中，
所述顶盖组件和所述电池壳体分别经由第一电极接片和第二电极接片电连接至所述电极组件的第一电极和第二电极，以分别形成所述第一电极端子和所述第二电极端子。
3.根据权利要求1所述的电极电位测量装置，其中所述防短路构件由不与电解液反应的材料制成。
4.根据权利要求3所述的电极电位测量装置，其中所述防短路构件由特氟隆材料制成。
5.根据权利要求1所述的电极电位测量装置，其中当在平面图中观察时，所述防短路构件被配置为具有不连续的圆形结构。
6.根据权利要求5所述的电极电位测量装置，其中当在水平截面图中观察时，所述防短路构件的直径是所述顶盖组件和所述电池壳体的每一个的直径的110％至150％。
7.根据权利要求5所述的电极电位测量装置，其中所述防短路构件的厚度是所述顶盖组件的高度的50％至150％。
8.根据权利要求5所述的电极电位测量装置，其中所述防短路构件包括：
电极接片通孔，当在平面图中观察时，所述电极接片通孔穿过所述防短路构件的中心部分形成，使得用于将所述电极组件和所述顶盖组件彼此电连接的第一电极接片位于所述电极接片通孔中；和
形成在所述防短路构件的不连续部分中的电极接片插入部，使得所述第一电极接片插入所述电极接片通孔，然后位于所述电极接片通孔中。
9.根据权利要求8所述的电极电位测量装置，其中所述电极接片通孔的直径是所述防短路构件的直径的10％至90％。
10.根据权利要求8所述的电极电位测量装置，其中当在平面图中观察时，所述电极接片插入部的宽度是所述防短路构件的宽度的10％至50％。
11.根据权利要求1所述的电极电位测量装置，其中在所述防短路构件的分别接触所述顶盖组件和所述电池壳体的一个表面和另一个表面中，分别形成每个都向内凹陷的第一定位槽和第二定位槽，使得彼此分离的所述顶盖组件和所述电池壳体的端部分别位于所述第一定位槽和所述第二定位槽中。
12.根据权利要求11所述的电极电位测量装置，其中所述第一定位槽和所述第二定位槽的深度之和是所述防短路构件的厚度的10％至90％。
13.根据权利要求11所述的电极电位测量装置，其中所述第一定位槽和所述第二定位槽具有相同的深度或不同的深度。
14.一种使用根据权利要求1所述的电极电位测量装置来测量圆柱形电池单元的电极电位的方法，所述方法包括：
a)切割所述圆柱形电池单元的卷边部分，以便将所述圆柱形电池单元的顶盖组件和电池壳体彼此分离；
b)在所述顶盖组件和所述电池壳体之间设置防短路构件，以防止由于所述顶盖组件和所述电池壳体之间的接触而发生短路；
c)将工作电极连接单元连接至位于所述顶盖组件处的第一电极端子和位于所述电池壳体处的第二电极端子之一，以测量连接至所述工作电极连接单元的电极端子的电位；
d)将对电极连接单元连接至未与所述工作电极连接单元连接的电极端子；
e)将参比电极连接单元连接至参比电极；和
f)将处于分开状态的所述圆柱形电池单元和所述参比电极浸入容纳在托盘中的电解液并测量连接至所述工作电极连接单元的电极的电位。
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