CN109959875B - 蓄电设备的评价方法、评价工具及蓄电设备的制造方法 - Google Patents

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Abstract

蓄电设备的评价方法、评价工具及蓄电设备的制造方法。(a)准备蓄电设备。(b)准备评价工具。评价工具包括绝缘性的管状部件及导电性的针状部件。(c)调整蓄电设备的充电等级。(d)选择正极或负极作为基准电极。(e)进行将评价工具向蓄电设备刺入的动作。(f)控制刺入动作，以使得在针状部件的顶端接触到与基准电极不同的电极时管状部件停止。(g)使经由针状部件的短路发生。(h)根据短路中的蓄电设备的状态来评价蓄电设备。通过基准电极与针状部件之间的第2电位差的变化来检测与基准电极不同的电极和针状部件的顶端的接触。通过第2电位差的变化来检测经由针状部件的短路的发生。

Description

蓄电设备的评价方法、评价工具及蓄电设备的制造方法
技术领域
本公开涉及蓄电设备的评价方法、评价工具及蓄电设备的制造方法。
背景技术
日本特开2010-250954号公报公开了一种通过将预定的评价工具相对于蓄电设备刺入至发生内部短路的深度为止，从而在蓄电设备的内部强制性地使内部短路发生的评价方法。
发明内容
在蓄电设备(例如电池、电容器等)中，寻求对在因导电性异物(例如金属片等)发生了内部短路时蓄电设备成为怎样的状态进行评价的方法。
作为由导电性异物导致的内部短路的模拟试验，已知有“JIS C 8714便携式电子设备用锂离子蓄电池的单体电池及电池组的安全性试验”的“5.5单体电池的强制内部短路试验”。
在强制内部短路试验中，将充电状态的电池拆解，从壳体取出电极体。向电极体插入镍小片(导电性异物)。在电极体中，通过正极及负极交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部。镍小片配置在位于层叠部的最外侧的位置的正极与负极之间。由镍小片引起局部内部短路。
局部内部短路优选为1层正极与1层负极之间的短路(以下也记为“单层间短路”)。这是因为，认为在实际上导电性异物混入到蓄电设备的情况下会成为单层间短路。
在强制内部短路试验中容易发生单层间短路。但是，在强制内部短路试验中，为了进行蓄电设备的拆解作业，需要预定的干燥室。而且，充电状态的蓄电设备的拆解作业也需要高超的技能。
日本特开2010-250954号公报提出了强制内部短路试验的代替试验。在日本特开2010-250954号公报中使用预定的评价工具。评价工具在绝缘性的棒的顶端设置有导电性部件。评价工具从蓄电设备的外部向蓄电设备刺入至发生内部短路的深度为止。日本特开2010-250954号公报的评价方法的作业比强制内部短路试验的作业简易，能够与强制内部短路试验同样地发生局部内部短路。
在日本特开2010-250954号公报中，对于评价工具的停止条件，使用了蓄电设备的电压(正极与负极之间的电位差)。即，在蓄电设备中，在电压的下降量超过了阈值的情况下，停止评价工具的刺入。但是，蓄电设备可具有各种容量。在容量大的蓄电设备中可能会发生以下那样的不良情况。
蓄电设备的容量越大，则因局部内部短路而损失的容量相对于蓄电设备的容量的比越小。因此，蓄电设备的容量越大，则由局部内部短路导致的电压的下降量也越小。在大容量的蓄电设备中，在电压下降至能够检测的程度的时间点，有可能经由导电性部件而多层正极及多层负极短路。即，认为在大容量的蓄电设备中，难以进行参与短路的电极的层数(以下也记为“短路层数”)的控制。
而且，也存在壳体与正极或负极电连接的情况。在该情况下，可能会在评价工具贯通壳体时经由导电性部件及壳体而正极及负极短路。其结果，也有可能无法模拟电极间的局部内部短路。
本公开的目的在于提供一种能够进行短路层数的控制的蓄电设备的评价方法。
以下说明本公开的技术构成及作用效果。不过，本公开的作用机理包括推定。不应根据作用机理的正确与否来限定权利要求书。
〔1〕本公开的蓄电设备的评价方法至少包括以下的(a)～(h)。
(a)准备蓄电设备。蓄电设备至少包括壳体及电极体。电极体收纳于壳体的内部。电极体包括正极及负极。在电极体中通过正极及负极交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部。
(b)准备评价工具。评价工具包括绝缘性的管状部件及导电性的针状部件。针状部件插通于管状部件。且针状部件构成为能够独立于管状部件而移动。
(c)调整蓄电设备的充电等级，以使得在正极与负极之间产生第1电位差。
(d)选择正极或负极作为基准电极。
(e)以使针状部件的顶端以外的部分与壳体由管状部件隔开的方式，进行将评价工具向蓄电设备刺入的动作。
(f)控制刺入动作，以使得在层叠部中在针状部件的顶端接触到与基准电极不同的电极时管状部件停止。
(g)在管状部件停止后，通过使针状部件独立于管状部件而移动，来使经由针状部件的短路发生。
(h)根据短路中的蓄电设备的状态来评价蓄电设备。
通过基准电极与针状部件之间的第2电位差的变化，来检测与基准电极不同的电极和针状部件的顶端的接触。通过第2电位差的变化来检测经由针状部件的短路的发生。
在本公开的蓄电设备的评价方法中，正极或负极与壳体也可以电连接。正极及负极与壳体也可以不电连接。在此，作为一例，对正极与壳体电连接的形态进行说明。
在本说明书中电位差(第1电位差及第2电位差)表示其绝对值。
图1是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第1概念图。
电极体收纳于壳体90。电极体包括正极10及负极20。层叠部50通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成。图1的y轴方向相当于正极10及负极20的层叠方向。在正极10及负极20各自之间，分别配置有隔离件30。不过，在本公开的蓄电设备的评价方法中，认为也能够对不包含隔离件30的蓄电设备(例如全固态电池等)进行评价。在图1中，正极10与壳体90电连接。
准备评价工具5。评价工具5包括绝缘性的管状部件1及导电性的针状部件2。针状部件2插通于管状部件1。针状部件2构成为能够独立于管状部件1而移动。
通过充电等级的调整，在正极10与负极20之间产生第1电位差(ΔV1)。在本公开的蓄电设备的评价方法中，测定基准电极与针状部件2之间的第2电位差(ΔV2)。在图1中正极10经由电压测定装置502(电压表)而与针状部件2电连接。即，在该例中正极10为基准电极。当然，基准电极也可以是负极20。
在时间点t1针状部件2没有与壳体90接触。认为在时间点t1正极10(基准电极)与针状部件2之间的第2电位差(ΔV2)实质上为0V。
通过将评价工具5向蓄电设备刺入，在时间点t2针状部件2的顶端与壳体90接触。认为在时间点t2第2电位差(ΔV2)依然为0V。这是因为，壳体90与正极10电连接。换言之，这是因为，壳体90具有与正极10相等的电位。
以使针状部件2的顶端以外的部分与壳体90由管状部件1隔开的方式，将评价工具5向蓄电设备刺入。评价工具5贯通壳体90，被向层叠部50刺入。在时间点t3针状部件2的顶端与负极20接触。负极20是与基准电极(正极10)不同的电极。
认为在时间点t3第2电位差(ΔV2)增加至正极10与负极20之间的第1电位差(ΔV1)。即，认为通过第2电位差(ΔV2)的变化(在该例中为增加)而检测出针状部件2的顶端和与基准电极不同的电极的接触。
图2是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第2概念图。
在图2中概念性地示出了图1的时间点t3的电路。由于存在绝缘性的管状部件1，所以认为在经由针状部件2及壳体90的电流路径没有电流流动。认为电压测定装置502相对于将正极10与负极20相连的电流路径并联连接。因此，认为利用电压测定装置502检测出正极10与负极20之间的第1电位差(ΔV1)。
在时间点t3以后，使管状部件1停止。如图1所示，在时间点t3以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。通过将针状部件2向层叠部50更深地刺入，针状部件2贯通负极20及隔离件30。在时间点t4针状部件2与正极10接触。认为在时间点t4基准电极与针状部件2之间的第2电位差(ΔV2)减小。认为这是因为，针状部件2的顶端所接触的电极(正极10)与基准电极(正极10)的电位差为0V。
认为在时间点t4，经由针状部件2发生了1层负极20与1层正极10的短路(单层间短路)。即，认为通过第2电位差(ΔV2)的变化(在该例中为减小)而检测出经由针状部件2的短路的发生。认为第2电位差(ΔV2)的变化量不依赖于蓄电设备的容量。
因单层间短路的发生，在针状部件2流动有短路电流。认为因焦耳热而针状部件2发热。有时与发热了的针状部件2接触的正极10熔化扩展而正极10与针状部件2的接触被切断。在本说明书中，该现象也记为“熔断”。在时间点t5因熔断而正极10与针状部件2的接触被切断。认为因正极10与针状部件2的接触被切断而第2电位差(ΔV2)从减小转为增加。认为由于针状部件2与负极20的接触被保持着，所以第2电位差(ΔV2)增加至该时间点的基准电极(正极10)与负极20的电位差。
在时间点t5第2电位差(ΔV2)比第1电位差(ΔV1)稍低的理由，认为是，因熔断前的单层间短路，正极10与负极20之间的电位差减小。
认为能够通过在从时间点t4到时间点t5为止的期间使针状部件2停止来使短路留在单层间短路。另外，从时间点t4到时间点t5为止的蓄电设备的状态认为是短路中的蓄电设备的状态。“蓄电设备的状态”例如表示蓄电设备的外观、蓄电设备的温度的高低、蓄电设备的电压的高低等。在本公开的蓄电设备的评价方法中，认为短路中的蓄电设备的状态相当于发生了局部内部短路时的蓄电设备的状态。
其后，认为也能够通过将针状部件2更深地刺入来使第2次的单层间短路发生。认为能够通过使单层间短路反复发生来进行短路层数的计数。认为能够通过对短路层数进行计数来实现目标的短路层数。即，根据本公开的蓄电设备的评价方法，认为能够进行短路层数的控制。
此外，在图1中，认为在针状部件2的顶端与负极20接触之后，管状部件1及针状部件2也保持一体地移动了的情况下，难以发生经由针状部件2的短路。
在此作为参考而对没有管状部件1的情况进行说明。
图3是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第3概念图。
在图3中也与图1同样，正极10与壳体90电连接。在图3中也与图1同样，基准电极为正极10。在时间点t1针状部件2没有与壳体90接触。认为在时间点t1正极10(基准电极)与针状部件2之间的第2电位差(ΔV2)实质上为0V。
通过将针状部件2向蓄电设备刺入，在时间点t2针状部件2与壳体90接触。认为在时间点t2第2电位差(ΔV2)也依然保持为0V。认为这是因为，壳体90具有与正极10相等的电位。
针状部件2贯通壳体90，被向层叠部50刺入。在时间点t3针状部件2的顶端与负极20接触。负极20是与基准电极(正极10)不同的电极。
但是，认为在时间点t3，第2电位差(ΔV2)也依然保持为0V，或者其变化非常小。认为这是因为，经由针状部件2及壳体90而正极10与负极20短路。
图4是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第4概念图。
在图4中概念性地示出图3的时间点t3的电路。由于在图4中不存在绝缘性的管状部件1(参照图2)，所以认为存在经由针状部件2及壳体90的电流路径。认为电压测定装置502相对于该电流路径并联连接。因此，认为利用电压测定装置502检测不到正极10与负极20之间的第1电位差(ΔV1)。
如图1及图2所示，认为通过绝缘性的管状部件1将针状部件2与壳体90隔开(即，管状部件1与针状部件2和壳体90电绝缘)，能够利用第2电位差(ΔV2)的变化而检测出与基准电极不同的电极和针状部件2的顶端的接触。
如图3所示，通过将针状部件2向层叠部50更深地刺入，针状部件2贯通负极20及隔离件30。在时间点t4针状部件2的顶端与正极10接触。认为第2电位差(ΔV2)保持为0V。
在如以上那样正极10或负极20与壳体90电连接且没有绝缘性的管状部件1的情况下，有可能短路的检测变得困难。与此相对，在本公开的蓄电设备的评价方法中，由于评价工具5包括绝缘性的管状部件1，所以认为无论壳体90与电极的电连接状态如何，都能够进行短路的检测。
此外，在正极10及负极20与壳体90没有电连接的情况下，认为即使没有管状部件1也能够进行短路的检测。认为这是因为，不发生经由针状部件2及壳体90的短路。
〔2〕经由针状部件的短路，也可以是1层正极与1层负极之间的短路。如前所述，根据本公开的蓄电设备的评价方法，认为能够使单层间短路发生。
〔3〕也可以利用针状部件使1层正极与1层负极之间的短路发生多次。如前所述，在本公开的蓄电设备的评价方法中，认为也能够使单层间短路反复发生。
〔4〕本公开的评价工具是在上述〔1〕～〔3〕中任一个所记载的蓄电设备的评价方法中使用的评价工具。如前所述，评价工具包括绝缘性的管状部件及导电性的针状部件。针状部件插通于管状部件。且针状部件构成为能够独立于管状部件而移动。在与评价工具的轴方向正交的截面中，针状部件的直径相对于管状部件的外径的比率为60％以下。
若针状部件2的直径相对于管状部件1的外径的比率超过60％，则也存在难以如上述〔1〕所记载那样，以使针状部件2的顶端以外的部分与壳体90由管状部件1隔开的方式进行将评价工具5向蓄电设备刺入的动作的情况。认为这是因为，在评价工具5贯通壳体90时，可能会在管状部件1产生缺口等。
此外，在上述〔1〕的蓄电设备的评价方法中，只要能够以使针状部件2的顶端以外的部分与壳体90由管状部件1隔开的方式进行将评价工具5向蓄电设备刺入的动作，则不应将针状部件2的直径相对于管状部件1的外径的比率限定于60％以下。
〔5〕本公开的蓄电设备的制造方法至少包括以下的(i)及(j)。
(i)制造多个蓄电设备。
(j)利用上述〔1〕～〔3〕中任一个所记载的蓄电设备的评价方法来评价多个蓄电设备中的1个以上的蓄电设备。
本公开的蓄电设备的评价方法也可以用于例如制造时的抽取检查等。本公开的蓄电设备的评价方法也可以用于例如开发时的规格研究等。根据本公开的蓄电设备的制造方法，能够期待制造出能够在内部短路时具有预定的性能的蓄电设备。
本公开的上述及其他目的、特征、方面及优点将从与附图相关联地理解的关于本公开的下面的详细的说明中变得明了。
附图说明
图1是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第1概念图。
图2是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第2概念图。
图3是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第3概念图。
图4是用于说明本公开的蓄电设备的评价方法的第4概念图。
图5是示出本实施方式的蓄电设备的评价方法的概略的流程图。
图6是示出方形电池的结构的一例的概略图。
图7是示出卷绕型的电极体的概略图。
图8是示出层叠型的电极体的概略图。
图9是示出圆筒形电池的结构的一例的概略图。
图10是示出叠片型电池的结构的一例的第1概略图。
图11是示出叠片型电池的结构的一例的第2概略图。
图12是示出本实施方式的评价工具的一例的截面概念图。
图13是示出第2电位差的测定方法的一例的概略图。
图14是示出本实施方式的试验系统的一例的框图。
图15是示出第2评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图16是示出第3评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图17是示出第4评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图18是示出第5评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图19是示出第6评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图20是示出第7评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图21是示出第8评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图22是示出第9评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图23是示出第10评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图24是示出第11评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图25是示出第12评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
图26是示出本实施方式的蓄电设备的制造方法的概略的流程图。
具体实施方式
以下对本公开的实施方式(在本说明书中也记为“本实施方式”)进行说明。不过，以下的说明不限定权利要求书。说明中适当参照附图。在本说明书的附图中，为了便于说明，适当变更了尺寸关系。本说明书的附图中所表示的尺寸关系不表示实际的尺寸关系。
<蓄电设备的评价方法>
图5是示出本实施方式的蓄电设备的评价方法的概略的流程图。
本实施方式的蓄电设备的评价方法至少包括“(a)蓄电设备的准备”、“(b)评价工具的准备”、“(c)充电等级的调整”、“(d)基准电极的选择”、“(e)评价工具的刺入”、“(f)管状部件的停止”、“(g)由针状部件引起的短路”及“(h)评价”。
《(a)蓄电设备的准备》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括准备蓄电设备。在本实施方式中，可以准备1个蓄电设备。也可以准备多个蓄电设备。
蓄电设备不应特别地限定。蓄电设备可以是二次电池(蓄电池)。蓄电设备也可以是一次电池。蓄电设备也可以是电容器。蓄电设备也可以是例如铅电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、锂一次电池、双电层电容器、锂离子电容器等。
壳体(外包装)的形式(shape)及型式(type)也不应特别限定。蓄电设备可以是例如方形电池、圆筒形电池、叠片(laminate)型电池等。“方形”表示长方体形状。“叠片型”也有时称为袋型。在此对方形电池、圆筒形电池及叠片型电池的概略进行说明。
(方形电池)
图6是示出方形电池的结构的一例的概略图。
第1蓄电设备101是方形电池。第1蓄电设备101至少包括第1壳体91及第1电极体151。第1壳体91具有长方体状的外形。第1壳体91由例如铝(Al)、铝合金、不锈钢(SUS)、铁(Fe)、树脂等形成。第1壳体91具备正极端子81及负极端子82。第1壳体91也可以具备例如注液孔、气体排出阀、电流切断机构(Current Interrupt Device，CID)等。
第1电极体151收纳于第1壳体91的内部。电极体也有时称为“电极群(electrodegroup)”、“电极集合体或电极组装体(electrode assembly)”等。在第1壳体91的内部也收纳有电解质。第1电极体151也可以为卷绕型。第1电极体151也可以为层叠(stack)型。
图7是示出卷绕型的电极体的概略图。
第1电极体151也可以是卷绕电极体158。卷绕电极体158包括正极10、负极20及隔离件30。卷绕电极体158通过将正极10、隔离件30、负极20及隔离件30依次层叠、进而将它们呈涡旋状地卷绕而形成。在卷绕电极体158中，通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部50(例如参照图1)。
卷绕电极体158也可以呈扁平状地卷绕。卷绕电极体158也可以在呈圆筒状地卷绕之后，呈扁平状地成形。卷绕电极体158也可以由例如树脂制的包装件等包装。
图8是示出层叠型的电极体的概略图。
第1电极体151也可以是层叠电极体159。层叠电极体159通过正极10及负极20交替地层叠而形成。即，在层叠电极体159中，也是通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部50(例如参照图1)。在正极10及负极20各自之间，分别配置有隔离件30。
正极10与正极端子81电连接(例如参照图6及图7)。正极10为片状。正极10也可以包括例如正极集电体11及正极活性物质部12(例如参照图7)。正极活性物质部12例如通过将包含正极活性物质的正极合剂涂附于正极集电体11的表面而形成。正极活性物质部12也可以形成于正极集电体11的表背两面。正极合剂也可以除了正极活性物质以外还包含导电材料及粘合剂等。
在锂离子电池的情况下，正极集电体11也可以是例如铝箔等。正极活性物质也可以是例如含锂过渡金属氧化物等。导电材料也可以是例如碳黑(carbon black)等。粘合剂也可以是例如聚偏二氟乙烯(PVdF)等。
负极20与负极端子82电连接(例如参照图6及图7)。负极20为片状。负极20也可以包括例如负极集电体21及负极活性物质部22(参照图7)。负极活性物质部22也可以形成于负极集电体21的表面。负极活性物质部22例如通过将包含负极活性物质的负极合剂涂附于负极集电体21的表面而形成。负极活性物质部22也可以形成于负极集电体21的表背两面。负极合剂也可以除了负极活性物质以外还包含粘合剂等。
在锂离子电池的情况下，负极集电体21也可以是例如铜(Cu)箔等。负极活性物质也可以是例如石墨、硅、氧化硅、金属锂等。粘合剂也可以是例如羧甲基纤维素(CMC)及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等。
隔离件30也可以是例如树脂制的多孔质膜等(例如参照图7)。隔离件30也可以具有多层构造。隔离件30也可以通过例如将聚丙烯(PP)制的多孔质膜、聚乙烯(PE)制的多孔质膜、及聚丙烯制的多孔质膜依次层叠而形成。
电解质也可以是液体电解质。液体电解质也可以是电解液。液体电解质也可以是离子液体。电解质也可以是凝胶电解质(聚合物电解质)。电解质也可以是固体电解质。即，第1蓄电设备101也可以是全固态电池。全固态电池也有可能不包含隔离件30。
全固态电池被认为难以实施强制内部短路试验。这是因为：若为了将镍小片插入而将第1电极体151一度拆解，则难以使电极等的配置返回原来的状态。在本实施方式的蓄电设备的评价方法中，认为不需要蓄电设备的拆解，也能够进行全固态电池的评价。
(圆筒形电池)
图9是示出圆筒形电池的结构的一例的概略图。
第2蓄电设备102是圆筒形电池。第2蓄电设备102包括第2壳体92及第2电极体152。第2壳体92具有圆筒状的外形。第2壳体92由例如不锈钢、铁、树脂等形成。第2壳体92包括盖71及罐体72。盖71也可以与正极10或负极20电连接。即，盖71也可以作为正极10或负极20的端子而发挥功能。罐体72也可以与正极10或负极20电连接。即，罐体72也可以作为正极10或负极20的端子而发挥功能。
第2电极体152收纳于第2壳体92的内部。在第2壳体92的内部也收纳有电解质。第2电极体152为卷绕型。第2电极体152包括正极10、负极20及隔离件30。第2电极体152通过将正极10、隔离件30、负极20及隔离件30依次层叠、进而将它们呈涡旋状地卷绕而形成。在第2电极体152中，也是通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部50(例如参照图1)。
(叠片型电池)
图10是示出叠片型电池的结构的一例的第1概略图。图11是示出叠片型电池的结构的一例的第2概略图。
第3蓄电设备103是叠片型电池。第3蓄电设备103至少包括第3壳体93及第3电极体153(参照图10及图11)。第3壳体93具有扁平状的外形。第3壳体93由铝叠片包装件形成。铝叠片包装件通过树脂膜、铝箔及树脂膜依次层叠而形成。正极端子81(正极连接端(tab))及负极端子82(负极连接端(tab))将第3壳体93的内外连通。
第3电极体153收纳于第3壳体93的内部。在第3壳体93的内部也收纳有电解质。第3电极体153为层叠型。第3电极体153通过正极10及负极20交替地层叠而形成。即，在第3电极体153中，也是通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部50(例如参照图1)。在正极10及负极20各自之间，分别配置有隔离件30。第3电极体153也可以为卷绕型。
如以上那样，第1蓄电设备101(方形电池)、第2蓄电设备102(圆筒形电池)及第3蓄电设备103(叠片型电池)均至少包括壳体及电极体。如图1所示，电极体收纳于壳体90的内部。电极体包括正极10及负极20。在电极体中，通过正极10及负极20交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部50。只要具备这些构成，则也可以准备与方形电池、圆筒形电池及叠片型电池不同的形式及型式的蓄电设备。
以下，为了方便，主要对向方形电池(第1蓄电设备101)的适用例进行说明。当然本实施方式的蓄电设备的评价方法也能够适用于圆筒形电池及叠片型电池等。
《(b)评价工具的准备》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括准备评价工具5。
图12是示出本实施方式的评价工具的一例的剖视概念图。
评价工具5包括绝缘性的管状部件1及导电性的针状部件2。针状部件2插通于管状部件1。针状部件2构成为能够独立于管状部件1而移动。
在图12中示出了与评价工具5的轴方向平行的截面(yz平面)。在与评价工具5的轴方向正交的截面(xz平面)中，针状部件2的直径(φ2)相对于管状部件1的外径(φ1)的比率(φ2/φ1)为60％以下。由此，认为在评价工具5贯通第1壳体91时，难以在管状部件1产生缺口等。不过，只要能够以使针状部件2的顶端以外的部分与第1壳体91由管状部件1隔开的方式进行将评价工具5向第1蓄电设备101刺入的动作，则比率(φ2/φ1)也可以超过60％。
(管状部件)
管状部件1至少具有超过第1壳体91的壁厚(肉厚)的长度。“长度”表示轴方向的全长。管状部件1可以具有例如10mm以上且200mm以下的长度。管状部件1也可以具有例如10mm以上且150mm以下的长度。管状部件1也可以具有例如10mm以上且50mm以下的长度。
管状部件1为绝缘性。“为绝缘性”表示由在0℃以上且25℃以下的温度范围内电阻率为103Ω·m以上的材料形成。材料的电阻率也可以是例如“化学便覧(日本化学会編、丸善出版発行)”等所记载的文献值。
管状部件1的材料根据例如第1壳体91的材质、硬度等适当选择。在例如第1壳体91为金属制的情况下，优选的是，选择具有某种程度的硬度的材料。管状部件1也可以由例如陶瓷材料等形成。陶瓷材料也可以是例如氧化铝、勃姆石、莫来石、氧化锆、氧化镁等。可以单独使用1种陶瓷材料。也可以组合使用2种以上的陶瓷材料。
管状部件1具有贯通孔。贯通孔在管状部件1的轴方向上贯通管状部件1。针状部件2插通于贯通孔。管状部件1也可以为例如圆筒状。
在与评价工具5的轴方向正交的截面中，管状部件1的形状及贯通孔的形状不应特别限定。该截面中的管状部件1的形状及贯通孔的形状可以是例如圆形、四边形、六边形等。
管状部件1的外径(φ1)可以为例如0.5mm以上且10mm以下。管状部件1的外径(φ1)也可以为例如0.5mm以上且5mm以下。管状部件1的外径(φ1)也可以为例如1mm以上且3mm以下。在与评价工具5的轴方向正交的截面中，管状部件1的形状不是圆形的情况下，管状部件1的外径(φ1)表示最大径。
管状部件1的壁厚(肉厚)可以为例如0.2mm以上且1.25mm以下。管状部件1的壁厚(肉厚)也可以为例如0.2mm以上且0.6mm以下。
管状部件1也可以具有尖的顶端。认为：通过管状部件1具有尖的顶端，评价工具5容易贯通壳体90。顶端角(θ1)可以为例如10度以上且90度以下。顶端角(θ1)也可以为例如20度以上且90度以下。顶端角(θ1)也可以为例如20度以上且45度以下。顶端角(θ1)也可以为例如45度以上且90度以下。
管状部件1可以整体为锥状。管状部件1也可以是从其最顶端起一定的范围为锥状。也可以是，例如从最顶端起离开0.5mm以上且100mm以下的位置为止的范围为锥状。也可以是，例如从最顶端起离开0.5mm以上且60mm以下的位置为止的范围为锥状。在管状部件1为锥状的情况下，前述的管状部件1的外径(φ1)在外径(φ1)为最大的位置处测定。
(针状部件)
针状部件2插通于管状部件1。针状部件2构成为能够独立于管状部件1而移动。也可以在管状部件1与针状部件2之间设有间隙。间隙也可以为例如0.01mm以上且1mm以下。只要针状部件2能够独立于管状部件1而移动，则间隙也可以实质上为0(零)。
针状部件2至少具有超过正极10、负极20及隔离件30的总计厚度的长度。针状部件2的长度能够根据目标的短路层数等而适当选择。针状部件2可以比管状部件1长。针状部件2也可以比管状部件1短。认为也存在通过使针状部件2比管状部件1长从而容易控制针状部件2的移动的情况。针状部件2可以具有例如10mm以上且200mm以下的长度。针状部件2也可以具有例如10mm以上且150mm以下的长度。针状部件2也可以具有例如10mm以上且50mm以下的长度。
针状部件2为导电性。“为导电性”表示由在0℃以上且25℃以下的温度范围内电阻率为10-3Ω·m以下的材料形成。材料的电阻率也可以是例如“化学便覧(日本化学会編、丸善出版発行)”等所记载的文献值。
针状部件2也可以为例如金属制。针状部件2也可以为例如铁制。在与评价工具5的轴方向正交的截面中，针状部件2的形状不应特别限定。该截面中的针状部件2的形状可以是例如圆形、四边形、六边形等。
针状部件2的直径(φ2)可以为例如0.5mm以上且5mm以下。针状部件2的直径(φ2)也可以为例如0.5mm以上且1.8mm以下。针状部件2的直径(φ2)也可以为例如0.6mm以上且1.8mm以下。在与评价工具5的轴方向正交的截面中，在针状部件2的形状不是圆形的情况下，针状部件2的直径(φ2)表示最大径。
在与评价工具5的轴方向正交的截面中，针状部件2的直径(φ2)相对于管状部件1的外径(φ1)的比率(φ2/φ1)为60％以下。比率(φ2/φ1)的下限不应特别限定。比率(φ2/φ1)也可以为例如17％以上。此外，在比率(φ2/φ1)的计算结果存在小数点以下的情况下，将小数点以下进行四舍五入。
针状部件2的顶端可以为锥状。针状部件2的顶端也可以不是锥状。在与评价工具5的轴方向平行的截面中，针状部件2为锥状的情况下，针状部件2的外径(φ1)表示最大径。
《(c)充电等级的调整》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：调整第1蓄电设备101的充电等级以使得在正极10与负极20之间产生第1电位差(ΔV1)。
“充电等级”表示从第1蓄电设备101被完全充电了的状态除去放电了的电量的比例后得到的比例。在一次电池的情况下，为了方便，将未使用状态视为100％的充电等级。充电等级也称为“充电率”、“充电状态(State of charge、SOC)”等。
充电等级能够通过一般的充放电装置来调整。可以仅通过充电来调整充电等级。也可以仅通过放电来调整充电等级。也可以通过充电及放电的组合来调整充电等级。
充电等级也可以调整为例如100％。也可以通过充电等级来调整短路条件。认为例如充电等级越高，则成为越苛刻的条件。充电等级也可以调整为例如超过100％的等级。充电等级也可以调整为例如超过0％且低于100％的充电等级。充电等级也可以调整为例如80％以上且120％以下。
充电等级能够在预定的温度环境下调整。充电等级可以在例如10℃以上且40℃以下的温度环境下调整。充电等级也可以在例如40℃以上且60℃以下的温度环境下调整。在从充电等级的调整到评价工具5的刺入为止的期间，也可以存在预定的放置时间。放置时间可以为例如30分钟以上且5小时以下。放置时间也可以为例如1小时以上且3小时以下。
《(d)基准电极的选择》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：选择正极10或负极20作为基准电极。可以选择正极10作为基准电极。也可以选择负极20作为基准电极。虽然机理的详细不清楚，但通过使正极10为基准电极，可期待第2电位差(ΔV2)的变化(增加及减小中的至少一方)变大。通过使第2电位差(ΔV2)的变化大，可期待短路等的检测变得容易。
《(e)评价工具的刺入》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：以使针状部件2的顶端以外的部分与第1壳体91由管状部件1隔开的方式进行将评价工具5向第1蓄电设备101刺入的动作。
在本实施方式中，针状部件2的顶端表示在针状部件2的轴方向上、例如针状部件2的最顶端及从该最顶端离开5mm的位置为止的范围。针状部件2的顶端也可以是在针状部件2的轴方向上、例如针状部件2的最顶端及从该最顶端离开1mm的位置为止的范围。针状部件2的顶端也可以是在针状部件2的轴方向上、例如针状部件2的最顶端及从该最顶端离开0.5mm的位置为止的范围。针状部件2的顶端也可以是在针状部件2的轴方向上、例如针状部件2的最顶端及从该最顶端离开0.1mm的位置为止的范围。
认为通过使针状部件2的顶端以外的部分与第1壳体91由管状部件1隔开，经由针状部件2及第1壳体91的短路的发生受到抑制。由此，认为无论第1壳体91与电极的电连接状态如何，都能够实现单层间短路的发生及其检测。
在本实施方式中，也可以在将第1蓄电设备101保温在预定的温度范围之后将评价工具5刺入。第1蓄电设备101可以保温在例如10℃以上且50℃以下的温度范围。在此，例如“保温在40℃”表示在设定温度为40℃的恒温容器内放置第1蓄电设备101等30分钟以上且1小时以下。
(第2电位差的测定)
第2电位差(ΔV2)是基准电极与针状部件2之间的电位差。在本实施方式中，通过第2电位差(ΔV2)的变化(增加或减小)来检测与基准电极不同的电极和针状部件2的顶端的接触。而且，通过第2电位差(ΔV2)的变化来检测短路(典型的是单层间短路)的发生。
图13是示出第2电位差的测定方法的一例的概略图。
第2电位差(ΔV2)能够由电压测定装置502测定。电压测定装置502也可以是一般的电压表。电压测定装置502也可以具有例如记录电压推移的功能。电压测定装置502也可以是例如数据记录器等。电压测定装置502也可以还具有例如温度测定功能、电流测定功能、电压推移的显示功能等。
在电压测定装置502的测定端子，分别连接作为基准电极而被选择的电极端子及针状部件2。在例如选择了正极10作为基准电极的情况下，正极端子81连接于电压测定装置502。连接能够使用预定的引线等。在图13中示出了选择了正极10作为基准电极的情况。在选择了负极20作为基准电极的情况下，负极端子82连接于电压测定装置502。
此外，只要能够检测第2电位差(ΔV2)的变化，则针状部件2的顶端也可以从管状部件1突出。只要能够检测第2电位差(ΔV2)的变化，则针状部件2和管状部件1也可以为共面的状态。只要能够检测第2电位差(ΔV2)的变化，则针状部件2的顶端也可以埋没于管状部件1之中。
(刺入动作的控制)
将评价工具5刺入的动作利用驱动装置501进行。驱动装置501也可以是例如针刺试验装置、压坏试验装置等。驱动装置501具备例如伺服马达等。驱动装置501具备评价工具5的安装部510。驱动装置501例如使安装部510在预定的一个方向(例如铅垂方向)上移动。
安装部510也可以构成为能够使针状部件2独立于管状部件1而移动。例如，安装部510也可以包括第1安装部511及第2安装部512。管状部件1安装于第1安装部511。针状部件2安装于第2安装部512。例如能够通过第1安装部511释放管状部件1来使管状部件1停止。在管状部件1释放后，通过使针状部件2保持安装于第2安装部512的状态，能够使针状部件2独立于管状部件1而移动。
(刺入方向)
评价工具5沿着正极10及负极20的层叠方向(图1的y轴方向)而向第1蓄电设备101刺入。将评价工具5刺入的方向优选实质上与正极10及负极20的层叠方向相同的方向。在将评价工具5向层叠部50刺入时，正极10及负极20的层叠方向与评价工具5的轴方向所成的角也可以为例如0度以上且30度以下。
在第1电极体151为卷绕电极体158的情况下，优选的是，选择与第1蓄电设备101的外表面中的具有最大面积的面正交的方向(图6及图7的y轴方向)作为刺入方向。也可以选择图6的z轴方向作为刺入方向。在第1电极体151为层叠电极体159的情况下，图6及图8的y轴方向视为层叠方向。
(刺入位置)
刺入评价工具5的位置设为例如第1电极体151的中心附近(参照图6)。中心表示与正极10及负极20的层叠方向正交的平面(例如在图6中为xz平面)中的几何中心。例如，也可以是，向几何中心为中心点且具有预定的半径的圆区域70内刺入评价工具5。圆区域70的半径也可以根据第1电极体151的大小等而适当变更。
(刺入速度)
刺入速度设定为，例如从检测到第2电位差(ΔV2)的变化(增加或减小)起到管状部件1或针状部件2停止为止，管状部件1或针状部件2所移动的距离小于正极10的厚度或小于负极20的厚度。由此，可期待例如短路层数的控制精度的提高。
刺入速度可以为例如10mm/秒以下。刺入速度也可以为例如1mm/秒以下。刺入速度也可以为例如0.1mm/秒以下。刺入速度也可以为例如0.01mm/秒以下。刺入速度也可以为例如0.001mm/秒以上。刺入速度也可以为例如0.001mm/秒以上且0.1mm/秒以下。
《(f)管状部件的停止》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：控制刺入动作，以使得在层叠部50中在针状部件2的顶端接触到与基准电极不同的电极时管状部件1停止。在此，可以是，使评价工具5整体暂且停止。也可以是仅使管状部件1停止。可以是，控制刺入动作，以使得在针状部件2的顶端最初接触到与基准电极不同的电极时管状部件1停止。也可以是，控制刺入动作，以使得在第2次以后的接触时管状部件1停止。
与基准电极不同的电极和针状部件2的顶端的接触根据第2电位差(ΔV2)的变化来检测。在例如基准电极为正极10的情况下，与基准电极不同的电极为负极20。在该情况下，通过第2电位差(ΔV2)的增加来检测基准电极与负极20的接触(参照图1)。控制刺入动作，以使得在检测到接触时管状部件1停止。例如使管状部件1从驱动装置501的第1安装部511释放(参照图13)。
第2电位差(ΔV2)的测定间隔也可以设为例如100点/秒以上。也可以是，例如作业人员在电压测定装置502的显示部(监视器)中确认第2电位差(ΔV2)的推移。也可以是，作业人员检测第2电位差(ΔV2)的变化(增加或减小)，操作驱动装置(钉刺试验装置等)以使得管状部件1停止。
图14是示出本实施方式的试验系统的一例的框图。
试验系统500是用于实施本实施方式的蓄电设备的评价方法的评价系统。
试验系统500至少具备驱动装置501、电压测定装置502及控制装置503。驱动装置501构成为进行沿着正极10及负极20的层叠方向而向层叠部50刺入评价工具5的动作。
也可以是，例如电压测定装置502检测超过第2电位差(ΔV2)的阈值的变化(增加或减小)。电压测定装置502也可以在检测出变化的同时将检测信号向控制装置503发送。也可以是，控制装置503响应于检测信号，向驱动装置501发送停止信号以使得管状部件1停止。也可以是，第2电位差(ΔV2)的变化的检测与管状部件1的停止实质上是同时的。也可以在第2电位差(ΔV2)的变化的检测与管状部件1的停止之间存在些许的延迟时间。延迟时间可以为例如10秒以上且50秒以下。延迟时间也可以是例如低于10秒。
阈值(停止的触发)也可以为例如10mV。即，也可以是，在检测到第2电位差(ΔV2)变化(增加或减小)了10mV以上的时间点控制刺入动作以使得管状部件1停止。阈值可以为例如50mV。阈值也可以为例如100mV。阈值也可以为例如50mV以上且100mV以下。
《(g)由针状部件引起的短路》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：在管状部件1停止后，使针状部件2独立于管状部件1而移动，来使经由针状部件2的短路发生。
在管状部件1停止后，继续针状部件2的刺入。经由针状部件2的短路的发生通过第2电位差(ΔV2)的变化(例如减小)来检测。
在本实施方式中，认为至少在下述表1所示的各评价形态中，能够实现单层间短路的发生及其检测。即，认为在各评价形态中能够实现短路层数的控制。
【表1】
Figure BDA0001918075310000211
上述表1中的“壳体的电位”一栏中的“正极”表示壳体90与正极10电连接。“壳体的电位”一栏中的“负极”表示壳体90与负极20电连接。“壳体的电位”一栏中的“独立”表示壳体90与正极10及负极20均不电连接。即，表示壳体90具有独立于正极10及负极20的电位。“最外层电极”表示在层叠部50中位于最外侧处的电极。在此，对各例中的短路的检测模式进行说明。
(第1评价形态)
第1评价形态下的第2电位差(ΔV2)的推移示于图1。
如前述那样，在第1评价形态中，能够通过时间点t3的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t3使管状部件1停止。在时间点t3以后使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
在本实施方式中，也可以使单层间短路发生多次。即，也可以通过针状部件2使1层正极10与1层负极20之间的短路发生多次。在时间点t5，因熔断而第2电位差(ΔV2)增加。其后，通过将针状部件2更深地刺入，在时间点t6第2电位差(ΔV2)减小。认为时间点t6的第2电位差(ΔV2)的减小由第2次的单层间短路导致。同样，认为也能够还使第3次单层间短路、第4次单层间短路发生。
(第2评价形态)
图15是示出第2评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第2评价形态中，在时间点t2第2电位差(ΔV2)暂且增加。认为在时间点t2经由壳体90及针状部件2检测到基准电极(负极20)与正极10的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
在时间点t4，针状部件2的顶端与负极20(最外层电极)接触。认为在时间点t4第2电位差(ΔV2)实质上保持为0V。
在时间点t5，针状部件2的顶端与正极10接触。由此，认为第2电位差(ΔV2)增加。即，能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t5使管状部件1停止。在时间点t5以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t6的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第3评价形态)
图16是示出第3评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第3评价形态中，认为在从时间点t1到时间点t4为止的期间，第2电位差(ΔV2)实质上为0V。能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t4使管状部件1停止。在时间点t4以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第4评价形态)
图17是示出第4评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第4评价形态中，在时间点t2第2电位差(ΔV2)暂且增加。认为在时间点t2经由壳体90及针状部件2检测到基准电极(负极20)与正极10的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
其后，能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t4使管状部件1停止。在时间点t4以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第5评价形态)
图18是示出第5评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第5评价形态中，在时间点t2，针状部件2的顶端与壳体90接触，从而第2电位差(ΔV2)增加。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
其后，能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t4使管状部件1停止。在时间点t4以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第6评价形态)
图19是示出第6评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第6评价形态中，认为在从时间点t1到时间点t4为止的期间，第2电位差(ΔV2)实质上为0V。能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t4使管状部件1停止。在时间点t4以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路。
(第7评价形态)
图20是示出第7评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第7评价形态中，通过在时间点t2针状部件2的顶端与壳体90接触，从而第2电位差(ΔV2)暂且增加。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
在时间点t4针状部件2的顶端与正极10(最外层电极)接触。认为在时间点t4第2电位差(ΔV2)实质上保持为0V。
其后，能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t5使管状部件1停止。在时间点t5以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t6的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第8评价形态)
图21是示出第8评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第8评价形态中，认为在从时间点t1到时间点t3为止的期间，第2电位差(ΔV2)实质上为0V。能够通过时间点t3的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t3使管状部件1停止。在时间点t3以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第9评价形态)
图22是示出第9评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第9评价形态中，通过在时间点t2针状部件2的顶端与壳体90接触，从而第2电位差(ΔV2)暂且增加。在第9评价形态中，壳体90与正极10及负极20均不电连接。因此，认为能够在时间点t2检测壳体90与基准电极(负极20)的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
其后，能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t4使管状部件1停止。在时间点t4以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第10评价形态)
图23是示出第10评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第10评价形态中，也是壳体90与正极10及负极20均不电连接。因此，认为能够在时间点t2检测壳体90与基准电极(正极10)的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。在时间点t4针状部件2的顶端与最外层电极(正极10)接触。认为在时间点t4第2电位差(ΔV2)实质上为0V。
其后，能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。在时间点t5使管状部件1停止。时间点t5以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。能够通过时间点t6的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路。
(第11评价形态)
图24是示出第11评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第11评价形态中，也是壳体90与正极10及负极20均不电连接。因此，认为能够在时间点t2检测壳体90与基准电极(正极10)的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。
其后，能够通过时间点t4的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(正极10)不同的电极(负极20)和针状部件2的顶端的接触。能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(第12评价形态)
图25是示出第12评价形态下的第2电位差的推移的概念图。
在第12评价形态中，也是壳体90与正极10及负极20均不电连接。因此，认为能够在时间点t2检测壳体90与基准电极(负极20)的电位差。认为在时间点t3，评价工具5贯通壳体90，从而第2电位差(ΔV2)实质上减小至0V。在时间点t4针状部件2的顶端与最外层电极(负极20)接触。认为在时间点t4第2电位差(ΔV2)实质上为0V。
其后，能够通过时间点t5的第2电位差(ΔV2)的增加来检测与基准电极(负极20)不同的电极(正极10)和针状部件2的顶端的接触。能够通过时间点t6的第2电位差(ΔV2)的减小来检测单层间短路的发生。
(附记)
第1评价形态～第12评价形态的第2电位差(ΔV2)的推移终归只是例示。只要能够通过第2电位差(ΔV2)的变化来检测与基准电极不同的电极和针状部件2的顶端的接触、且能够通过第2电位差(ΔV2)的变化来检测短路的发生，则第2电位差(ΔV2)也可以示出在此例示出的推移以外的推移。
《(h)评价》
本实施方式的蓄电设备的评价方法包括：根据短路中的蓄电设备的状态来评价蓄电设备。
例如在图1中，在从时间点t4到时间点t5为止的期间，确认单层间短路中的第1蓄电设备101的状态。
例如，也可以对从包括第1蓄电设备101的外观、第1蓄电设备101的表面温度、及第1蓄电设备101的电压的组中选择的至少一个进行确认。外观也可以通过目视进行确认。外观也可以记录于例如影像及图像等。在外观中有可能会产生例如变形、变色、破裂、漏液、发烟等。温度由温度测定装置测定。例如也可以通过温度分布图像显示法来测定热分布。电压(正极10与负极20的电位差)由电压表测定。
也可以在时间点t5以后也进行状态的确认。例如也可以在发生短路之后10秒以上且1小时以下的期间，确认第1蓄电设备101的状态。例如也可以在发生短路之后1分钟以上且30分钟以下的期间，确认第1蓄电设备101的状态。
基于状态的确认结果来评价第1蓄电设备101。也可以基于多个第1蓄电设备101中的确认结果来评价第1蓄电设备101。
也考虑到根据单层间短路中的状态而无法对第1蓄电设备101的评价赋予优劣的情况。在该情况下，也可以考虑通过使单层间短路发生多次、每次均对第1蓄电设备101的状态进行评价，来对第1蓄电设备101的评价赋予优劣。
<蓄电设备的制造方法>
图26是示出本实施方式的蓄电设备的制造方法的概略的流程图。
本实施方式的蓄电设备的制造方法至少包括“(i)蓄电设备的制造”及“(j)蓄电设备的评价”。
《(i)蓄电设备的制造》
本实施方式的蓄电设备的制造方法包括：制造多个第1蓄电设备101。
第1蓄电设备101的制造方法不应特别限定。第1蓄电设备101能够与其规格相配合地适当制造。同一规格的第1蓄电设备101也可以制造多个。也可以是，规格互不相同的第1蓄电设备101分别制造多个。
《(j)蓄电设备的评价》
本实施方式的蓄电设备的制造方法包括：利用前述的本实施方式的蓄电设备的评价方法来对多个第1蓄电设备101中的1个以上的第1蓄电设备101进行评价。
本实施方式的蓄电设备的评价方法也可以例如用于制造时的抽取检查等。例如也可以从某个制造批次中抽取1个以上的第1蓄电设备101。也可以基于1个以上的第1蓄电设备101的评价结果来判定该制造批次的好坏。根据本实施方式的蓄电设备的制造方法，能够制造能够在内部短路时具有预定的性能的第1蓄电设备101。
本实施方式的蓄电设备的评价方法也可以用于例如开发时的规格研究等。例如也可以制造多个某种规格的第1蓄电设备101。也可以基于1个以上的第1蓄电设备101的评价结果来决定该规格的采用与否。根据本实施方式的蓄电设备的制造方法，能够提供能够在内部短路时具有预定的性能的第1蓄电设备101。
【实施例】
以下说明本公开的实施例。不过，以下的说明不限定权利要求书。
<蓄电设备的规格>
准备了多个第1蓄电设备101(方形锂离子电池)。第1蓄电设备101的规格如以下所述。
额定容量：25Ah
充电上限电压：4.1V
放电下限电压：3V
第1壳体：Al合金制(第1壳体91与正极10电连接)
电极体：卷绕电极体(最外层电极为负极20。)
正极活性物质：锂镍钴锰复合氧化物
负极活性物质：石墨
隔离件：树脂制的多孔质膜(3层构造)
<比较例1>
在比较例1中利用依据日本特开2010-250954号公报的评价方法，对第1蓄电设备101进行了评价。评价工具为陶瓷钉。陶瓷钉包括绝缘性的棒和导电性部件。绝缘性的棒为陶瓷材料制。导电性部件设置于绝缘性的棒的顶端。导电性部件没有构成为能够独立于绝缘性的棒而移动。导电性部件的顶端角为45度。绝缘性的棒的直径为3mm。
评价工具刺入到第1蓄电设备101。在检测到2mV的电压下降时，停止了评价工具。在评价工具停止后，将第1蓄电设备101拆解，确认了短路层数。在比较例1中，短路层数为4～6层。认为在比较例1中不能控制短路层数。
<实施例1>
实施例1将目标的短路层数设为1层而进行了实施。短路层数为1层表示在1层正极10与1层负极20之发生短路，即发生单层间短路。
在实施例1中使用了本实施方式的评价工具5。评价工具5的规格如下述表2所示。如图1所示，在时间点t3检测到第2电位差(ΔV2)的增加。在时间点t3使管状部件1停止。在时间点t3以后，使针状部件2独立于管状部件1而移动。通过将针状部件2向层叠部50刺入，在时间点t4检测到第2电位差(ΔV2)的减小。在时间点t4使针状部件2停止。
在针状部件2停止后，将第1蓄电设备101拆解，确认了短路层数。在实施例1中短路层数为1层。认为在实施例1中能够实现短路层数的控制。
<实施例2>
实施例2将目标的短路层数设为2层而进行了实施。短路层数为2层表示单层间短路发生2次。如下述表2所示，在实施例2中，使用了具有90度的顶端角(θ1)的管状部件1。
到图1的时间点t4为止进行了与实施例1同样的操作。从时间点t5起将针状部件2更深地刺入。在时间点t6检测到第2电位差(ΔV2)的减小。由此使针状部件2停止。
在针状部件2停止后，将第1蓄电设备101拆解，确认了短路层数。在实施例2中短路层数为2层。认为在实施例2中也能够实现短路层数的控制。
<实施例3及4>
实施例3及4将目标的短路层数设为1层而进行了实施。除了使用下述表2所示的评价工具5以外，进行了与实施例1同样的操作。在针状部件2停止后，将第1蓄电设备101拆解，确认了短路层数。在实施例3及4中短路层数为1层。认为在实施例3及4中也能够实现短路层数的控制。
<实施例5>
实施例5将目标的短路层数设为2层而进行了实施。除了使用下述表2所示的评价工具5以外，进行了与实施例2同样的操作。在针状部件2停止后，将第1蓄电设备101拆解，确认了短路层数。在实施例5中短路层数为2层。认为在实施例5中也能够实现短路层数的控制。
<比较例2>
比较例2将目标的短路层数设为1层而进行了实施。在比较例2中使用了下述表2所示的评价工具5。在比较例2中，与图2所示的第2电位差(ΔV2)的推移同样地，没有检测到第2电位差(ΔV)的变化。在比较例2中比率(φ2/φ1)超过了60％。认为因在评价工具5贯通第1壳体91时管状部件1产生缺口，从而发生了经由针状部件2及第1壳体91的短路。即，在比较例2中，认为没有以使针状部件2的顶端以外的部分与第1壳体91由管状部件1隔开的方式进行将评价工具5向第1蓄电设备101刺入的动作。认为在比较例2中不能控制短路层数。
【表2】
Figure BDA0001918075310000311
*在比较例1中，使用了专利文献1的评价工具(陶瓷钉)。
本公开的实施方式及实施例在所有方面均是例示而并非限制性的内容。由权利要求书确定的技术范围还包括与权利要求书的记载均等的含义及范围内的所有变更。

Claims (5)

1.一种蓄电设备的评价方法，至少包括：
准备蓄电设备，所述蓄电设备至少包括壳体及电极体，所述电极体收纳于所述壳体的内部，所述电极体包括正极及负极，在所述电极体中通过所述正极及所述负极交替地分别层叠1层以上而形成有层叠部；
准备评价工具，所述评价工具包括绝缘性的管状部件及导电性的针状部件，所述针状部件插通于所述管状部件，且所述针状部件构成为能够独立于所述管状部件而移动；
调整所述蓄电设备的充电等级，以使得在所述正极与所述负极之间产生第1电位差；
选择所述正极或所述负极作为基准电极；
以使所述针状部件的顶端以外的部分与所述壳体由所述管状部件隔开的方式，进行将所述评价工具向所述蓄电设备刺入的动作；
控制所述刺入动作，以使得在所述层叠部中在所述针状部件的所述顶端接触到与所述基准电极不同的电极时所述管状部件停止；
在所述管状部件停止后，通过使所述针状部件独立于所述管状部件而移动，来使经由所述针状部件的短路发生；及
根据短路中的所述蓄电设备的状态来评价所述蓄电设备，
通过所述基准电极与所述针状部件之间的第2电位差的变化来检测与所述基准电极不同的所述电极和所述针状部件的所述顶端的接触，
通过所述第2电位差的变化来检测经由所述针状部件的短路的发生。
2.根据权利要求1所述的蓄电设备的评价方法，
经由所述针状部件的短路是1层所述正极与1层所述负极之间的短路。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电设备的评价方法，
通过所述针状部件使1层所述正极与1层所述负极之间的短路发生多次。
4.一种评价工具，在权利要求1～3中任一项所述的蓄电设备的评价方法中使用，
所述评价工具包括绝缘性的所述管状部件及导电性的所述针状部件，
所述针状部件插通于所述管状部件，且，
所述针状部件构成为能够独立于所述管状部件而移动，
在与所述评价工具的轴方向正交的截面中，所述针状部件的直径相对于所述管状部件的外径的比率为60％以下。
5.一种蓄电设备的制造方法，至少包括：
制造多个所述蓄电设备；及
利用权利要求1～3中任一项所述的所述蓄电设备的评价方法来对多个所述蓄电设备中的1个以上的所述蓄电设备进行评价。
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