JP2008243439A - Abnormality detecting device of battery and abnormality detecting method of battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属層の表面を絶縁層で覆ったラミネートフィルムを外装材に用いた電池の異常検出装置および電池の異常検出方法に係り、特に、製造時に発生した外装材の絶縁層の欠陥を検知し得る電池の異常検出装置および電池の異常検出方法に関する。 The present invention relates to a battery abnormality detection device and a battery abnormality detection method using a laminate film whose metal layer surface is covered with an insulating layer as an exterior material, and in particular, a defect in an insulation layer of an exterior material that occurs during manufacturing. The present invention relates to a battery abnormality detection device and a battery abnormality detection method that can be detected.
正負極の電極板を積層した発電要素を、金属層の表面を絶縁性の樹脂層で覆ったラミネートフィルムで形成した外装体内部に電解液とともに収容し、発電要素に接続された電池端子を外装体外部に導出したラミネート型電池が知られている。 The power generation element with the positive and negative electrode plates laminated is housed together with the electrolyte in the exterior body formed of a laminate film with the metal layer surface covered with an insulating resin layer, and the battery terminals connected to the power generation element are packaged. A laminate type battery led out of the body is known.
従来のラミネート型電池としては、例えば、異種金属結合に伴う電極端子の腐食を防止することを目的とした特開2004−247244号公報に開示の「ラミネート型電池、接合端子、組電池、および組電池の製造方法」や、ラミネートフィルムの貼着部分への応力集中を抑制することを目的とした特開2005−317312号公報に開示の「ラミネート型二次電池、およびその組電池」などがある。
このような金属層の表面を絶縁性樹脂層で覆ったラミネートフィルムを外装材に用いた電池においては、ラミネートフィルムの絶縁性を確保することは、例えば自動車用途向け等の組電池として、高電圧で使用する際の信頼性の点で重要である。そのため、ラミネートフィルム(外装材)の絶縁層の欠陥を検知する手法が求められていた。 In a battery using a laminate film in which the surface of such a metal layer is covered with an insulating resin layer as an exterior material, ensuring the insulation of the laminate film is a high voltage as an assembled battery for automotive applications, for example. It is important in terms of reliability when using it in. Therefore, a method for detecting defects in the insulating layer of the laminate film (exterior material) has been demanded.
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、外装材の絶縁層の欠陥を検知し得る電池の異常検出装置および電池の異常検出方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery abnormality detection device and a battery abnormality detection method capable of detecting a defect in an insulating layer of an exterior material.
上記目的を解決するため、本発明は、正極板と負極板を積層して形成された発電要素と電解液とを、金属層の表面を絶縁層で覆ったラミネートフィルムを用いた外装体内部に封止するとともに、前記発電要素に電気的に接続された正極および負極の電極端子を前記外装体外部に導出した電池の異常検出装置であって、前記ラミネートフィルムと前記正極および負極の電極端子のうちの一方の電極端子との間に電圧を印加する電源と、電圧印加時の前記ラミネートフィルムと一方の電極端子との間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、 測定した抵抗値に基づき前記ラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定する欠陥有無判定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides a power generation element formed by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate and an electrolyte solution inside an exterior body using a laminate film in which a metal layer surface is covered with an insulating layer. A battery abnormality detection device that seals and electrically connects positive and negative electrode terminals electrically connected to the power generation element to the outside of the exterior body, wherein the laminate film and the positive and negative electrode terminals A power source for applying a voltage between one of the electrode terminals, a resistance measuring means for measuring a resistance value between the laminate film and the one electrode terminal at the time of applying the voltage, and based on the measured resistance value And a defect presence / absence judging means for judging the presence / absence of a defect in the insulating layer of the laminate film.
本発明に係る電池の異常検出装置および電池の異常検出方法では、ラミネートフィルムの金属層と一方の電池端子間に直流または交流電圧を印加し、その時のラミネートフィルムの金属層と一方の電池端子間の抵抗値に基づきラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定するので、外装材の絶縁層の欠陥を簡単な構成および方法で検知することができる。 In the battery abnormality detection device and the battery abnormality detection method according to the present invention, a DC or AC voltage is applied between the metal layer of the laminate film and one battery terminal, and the metal layer of the laminate film and one battery terminal at that time are applied. Since the presence / absence of a defect in the insulating layer of the laminate film is determined based on the resistance value, the defect in the insulating layer of the exterior material can be detected with a simple configuration and method.
以下、本発明の電池の異常検出装置および電池の異常検出方法の実施例について、〔実施例1〕、〔実施例2〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the battery abnormality detection device and battery abnormality detection method of the present invention will be described in detail in the order of [Embodiment 1] and [Embodiment 2] with reference to the drawings.
〔実施例1〕
図1は本発明の実施例1に係る電池の異常検出装置を用いて電池の異常検出を行う際の態様を概念的に説明する説明図である。
[Example 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually illustrating an aspect when battery abnormality detection is performed using the battery abnormality detection device according to the first embodiment of the present invention.
異常検出対象の電池は、金属層の両表面を絶縁層で覆ったラミネートフィルムを外装材に用いたラミネート型電池であり、後で具体的な構造を例示して詳述するが、図1において、18は電極積層体、12は負極集電体、15は負極タブ(負極電極端子)、16はポリプロピレンフィルム、17はラミネートフィルムである。 An abnormality detection target battery is a laminate type battery in which a laminate film in which both surfaces of a metal layer are covered with an insulating layer is used as an exterior material, which will be described in detail later by exemplifying a specific structure. , 18 is an electrode laminate, 12 is a negative electrode current collector, 15 is a negative electrode tab (negative electrode terminal), 16 is a polypropylene film, and 17 is a laminate film.
測定器41および測定端子42,43が実施例1に係る電池の異常検出装置であるが、測定器41には、少なくとも、ラミネートフィルム17の金属層と一方の電池端子(負極タブ15)間に直流電圧または交流電圧を印加する電源と、電圧印加時のラミネートフィルム17の金属層と一方の電池端子(負極タブ15)間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、測定した抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層の欠陥の有無を判定する欠陥有無判定手段と、を備える。
The
次に、電池について図2および図3を参照して詳細に説明する。ここで、図2(a)は電池の全体の平面図、図2(b)は電池の全体の断面図であり、また、図3(a)は図2(b)のA部の拡大断面図、図3(b)は図3(a)のB部の拡大断面図、図3(c)は図3(a)のC部の拡大断面図である。 Next, the battery will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG. Here, FIG. 2A is a plan view of the whole battery, FIG. 2B is a sectional view of the whole battery, and FIG. 3A is an enlarged cross section of a portion A in FIG. 2B. FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of part B of FIG. 3A, and FIG. 3C is an enlarged cross-sectional view of part C of FIG.
まず、全体構造について説明すると、電池は発電要素としての電極積層体18を備えており、この電極積層体18が、電池外装を構成するラミネートフィルム17の中央に配置されている。電極積層体18はラミネートフィルム17によって厚み方向に挟み込むようにして収納された状態において、その外縁部の全周に亘って溶着され、電解液(図示せず)と共に密封された構造となっている。
First, the overall structure will be described. The battery includes an
次に、電極積層体18は、図3(c)に示すように、複数枚の正極板1と負極板2とが、短絡抑制の観点からセパレータ7を介在しつつ順次積層されて構成されており、その平面形状は略矩形形状を有している。正極板1は、シート状の正極集電体6の両面に正極活物質を塗布したものであり、負極板2は、シート状の負極集電体12の両面に負極活物質を塗布したものである。個々の正極板1は、正極リードを介して、正極の電極端子としての正極タブ14に接続されている。また、個々の負極板2は、負極リードを介して、負極の電極端子としての負極タブ15(図3には図示せず)に接続されている。
Next, as shown in FIG. 3 (c), the
正極リードおよび負極リードはそれぞれ金属箔で形成されている。具体的には、例えば、正極リードはアルミニウム箔より形成され、負極リードは銅箔より形成される。そして、各正極板より引き出されたそれぞれの正極リードは、互いに層状に重ね合わされて、溶接等の手法により正極タブ14に接合される。また、各負極板より引き出されたそれぞれの負極リードは、互いに層状に重ね合わされて、溶接等の手法により負極タブ15に接合されている。
The positive electrode lead and the negative electrode lead are each formed of a metal foil. Specifically, for example, the positive electrode lead is formed from an aluminum foil, and the negative electrode lead is formed from a copper foil. And each positive electrode lead withdraw | derived from each positive electrode plate is piled up mutually in layers, and is joined to the
なお、正極リードは正極集電体6を正極タブ14まで延長して形成されており、同様に負極リードは負極集電体12を負極タブ15まで延長して形成されている。
The positive electrode lead is formed by extending the positive electrode
正極タブ14および負極タブ15はそれぞれ金属板で形成されている。具体的には、例えば、正極タブ14はアルミニウム板より形成され、負極タブ15はニッケル板より形成される。そして、これら正極タブ14および負極タブ15は、電池外装の互いに対向する短辺側の端縁よりそれぞれ外部に引き出されて、正極端子および負極端子として機能する。
The
また、電池外装を構成するラミネートフィルム17は、図3(b)に示すように、例えば、アルミ合金層25を基材とし、このアルミ合金層25の内側にPE(ポリエチレン)またはPP(ポリプロピレン)等よりなる高分子樹脂層11がコーティングされている。また、ラミネートフィルム17は、このアルミ合金層25の外側に接着剤層24を介してナイロン等よりなる保護層23が接着されている。さらに、溶着部における正極タブ14および負極タブ15と位置的に対応する領域では、封止性の向上といった観点から、各タブ14,15の両面に、ポリプロピレンなどの樹脂フィルム16が介装される。
Further, as shown in FIG. 3B, the
次に作製過程について詳述する。まず、正極板1は以下のようにして作製した。スピネル型リチウムマンガン酸化物に、導電剤として黒鉛、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を混合した粉末(電極合剤)を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリーを作製した。このスラリーを、正極集電体6である厚さ20[μm]のアルミ箔の両面に均一に塗布した上で乾燥させ、これをロールプレスにより所定の密度となるように圧縮した。そして、スラリーが塗布されたアルミ箔を、電池と形状的に対応した所定のサイズに切断することにより、正極板1を作製した。なお、この正極板1には、電極端子(タブ)溶接のために電極合剤を塗布しない部分を設けて正極リードとした。
Next, the manufacturing process will be described in detail. First, the
また、負極板2は以下のようにして作製した。難黒鉛化炭素に、導電剤として黒鉛、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を混合した粉末を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリーとし、このスラリーを、負極集電体12である厚さ10[μm]の銅箔の両面に均一に塗布した上で乾燥させ、これをロールプレスにより所定の密度となるように圧縮した。そして、スラリーが塗布された銅箔を、電池と形状的に対応した所定のサイズに切断することにより、負極板2を作製した。なお、負極板2についても、正極板1と同様にタブ溶接のための電極合剤未塗布部を設けて負極リードを形成した。
Moreover, the
次に、負極板2が最外部となるように、負極板2と正極板1との間にセパレータ7を挟みながら、正極板1と負極板2とを交互に積層して、電極積層体18を作製した。各電極板の積層数は、所定の電池容量(例えば、2[Ah])が得られるような値とする。なお、セパレータ7としては、厚さ25[μm]の微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。
Next, the
また、上記電極積層体18の正極板群(正極リード群)に、厚さ100[μm]のアルミ製の正極タブ14を超音波溶接により接合した。また、負極も同様にして、電極積層体18の負極板群(負極リード群)に、厚さ100[μm]のニッケル製の負極タブ15を超音波溶接により接合した。
Further, a
次に、電極群に正極タブ14および負極タブ15をそれぞれ溶接したものを一対のラミネートフィルム17内に収容した後、フィルム周囲を短辺側二辺と長辺側一辺との計三辺をヒートシールにより溶着した。この際、一対のラミネートフィルム17は、電極群を収容するために凹部を設けたカップ形状となっている。また、電極積層体18のサイズは長さ200[mm]×幅120[mm]×高さ3[mm]であり、短辺の両側からそれぞれ正極タブ14および負極タブ15を外部に導出させる形状とした。なお、ラミネートフィルム17としては、電池外側から、保護層である厚さ15[μm]のナイロン層23と、金属層である厚さ40[μm]のアルミ合金層と、高分子樹脂層である厚さ45[μm]のポリプロピレン樹脂層の三層構成のものを使用した。
Next, after welding what each welded the
次に、ラミネートフィルム17の開口部(未溶着の長辺)より、電解液を注入した後、減圧した状態において、その開口部を溶着して電池を作製した。ここで、電解液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートおよびジエチルカーボネートの混合溶媒に、支持電解質としてLiPF6を1[モル/リットル]溶解したものを使用した。 Next, after injecting the electrolyte solution from the opening of the laminate film 17 (the unwelded long side) and then reducing the pressure, the opening was welded to produce a battery. Here, as the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving 1 [mol / liter] of LiPF 6 as a supporting electrolyte in a mixed solvent of propylene carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate was used.
次に、図4を参照して、本実施例の電池の異常検出装置および電池の異常検出方法について詳細に説明する。図4は、ラミネートフィルム17の一部断面を拡大表示して電池の異常検出を行う際の態様をより概念的に説明する説明図である。
Next, the battery abnormality detection device and battery abnormality detection method of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for conceptually explaining an aspect in which a partial cross section of the
電池の製造時に発生する外装材(ラミネートフィルム17)の内面樹脂層(絶縁層;ポリプロピレン樹脂層27)の欠陥としては、例えばピンホール、クラック(亀裂)、傷等が考えられる。図4に示すように、ポリプロピレン樹脂層27に発生した欠陥部30に電池内部の電解液8が浸透して、電解液8がラミネートフィルム17の金属層(アルミ合金層25)と接触することにより、電池内部とラミネートフィルム17の金属層(アルミ合金層25)との間の絶縁性が低下することとなる。
Examples of defects in the inner surface resin layer (insulating layer; polypropylene resin layer 27) of the exterior material (laminate film 17) that are generated during the manufacture of the battery include pinholes, cracks, and scratches. As shown in FIG. 4, the
本実施例の電池の異常検出装置および電池の異常検出方法では、ラミネートフィルム17の金属層(アルミ合金層25)と一方の電池端子(負極タブ15)間に直流電圧または交流電圧を印加し、その時のラミネートフィルム17の金属層(アルミ合金層25)と一方の電池端子(負極タブ15)間の抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層(ポリプロピレン樹脂層27)の欠陥の有無を判定する。
In the battery abnormality detection device and battery abnormality detection method of this example, a DC voltage or an AC voltage is applied between the metal layer (aluminum alloy layer 25) of the
具体的に、測定器41による抵抗測定時には、一方の測定端子42(例えば、棒または平面形状の電極や、クリップ形状の端子を使用する)を一方の電池端子(負極タブ15)に接触させ、また他方の測定端子43(例えば、尖端部分が尖った針形状の端子を使用する)をラミネートフィルム17のアルミ合金層25に差し込んで貫通させて測定を行う。なお、測定端子42の接続箇所を、負極タブ15の代わりに正極タブ14としても良い。
Specifically, at the time of resistance measurement by the measuring
これにより、製造時に発生した外装材の絶縁層の欠陥を、電池そのもの(電極積層体18)を破壊することなく、簡単な構成および方法で検知することができる。なお、測定の信頼性を高めるためには、電池の一部を破壊(針形状の測定端子43をラミネートフィルム17のアルミ合金層25に差し込んで貫通させることによる破壊)する必要があるが、予め検査用に余分なフィルムを設けることによって、検査後に破壊した部位を切断することも可能である。但しこの場合、電池の製造コストが高くなるという欠点もある。
Thereby, the defect of the insulating layer of the exterior material generated at the time of manufacture can be detected with a simple configuration and method without destroying the battery itself (electrode laminate 18). In order to increase the reliability of measurement, it is necessary to destroy a part of the battery (destruction by inserting the needle-shaped
次に、具体的な適用例について説明する。本適用例では、評価用電池として、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品と、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品をそれぞれ複数個用意して、直流電圧(100[V])および交流電圧(1[V]、周波数1[kHz])を印加したときの抵抗値を測定した。 Next, a specific application example will be described. In this application example, as a battery for evaluation, a non-defective product having a defect in the insulating layer of the exterior material and a defective product having a defect in the insulating layer of the exterior material are prepared, and a DC voltage (100 [V]) and The resistance value when an alternating voltage (1 [V], frequency 1 [kHz]) was applied was measured.
ここで、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品は、上述した作製手法を用いて作製し、また、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品は、予めポリプロピレン樹脂層27に欠陥を設けたラミネートフィルム17を外装材として使用した以外は、上述した作製手法を用いて作製した。なお、外装材の絶縁層の欠陥としては、絶縁層の融点以上に加熱した針状の金属で付けた溶融痕や、鋭利な刃物で物理的に付けた傷などとした。
Here, a non-defective product having no defect in the insulation layer of the exterior material was produced using the above-described production method, and a defective product having a defect in the insulation layer of the exterior material was previously provided with a defect in the
直流電圧(100[V])印加時の測定抵抗値(5個の平均値)は、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品では2000[MΩ]以上、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品では20[MΩ]となった。また、交流電圧(1[V]、周波数1[kHz])印加時の測定抵抗値(5個の平均値)は、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品では300[kΩ]、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品では70[kΩ]となった。直流電圧および交流電圧それぞれの場合において良品と不良品の抵抗値の差は大きく、該測定抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層の欠陥の有無を判定することが可能である。
The measured resistance value (average value of 5) when a DC voltage (100 [V]) is applied is 2000 [MΩ] or more for a non-defective product having no defect in the insulation layer of the exterior material. The non-defective product was 20 [MΩ]. In addition, the measured resistance value (average value of 5) when an AC voltage (1 [V], frequency 1 [kHz]) is applied is 300 [kΩ] for a non-defective product having no defect in the insulation layer of the exterior material. A defective product having a defect in the insulating layer had a resistance of 70 [kΩ]. In each case of the direct current voltage and the alternating current voltage, the difference in resistance value between the non-defective product and the defective product is large, and the presence or absence of a defect in the insulating layer of the
さらに、本実施例では、測定器41内に備える電源として直流電源または交流電源を備える構成としたが、用途に応じて何れか一方を備える構成、或いは両方を備える構成の何れを選択しても良い。なお、直流電源または交流電源の何れを用いたとしてもその効果に差はないが、直流電源を使用して直流電圧を印加する場合には、交流電圧を印加する時よりも比較的高い電圧を供給する必要がある。
Furthermore, in this embodiment, the power source provided in the measuring
〔実施例2〕
図5は本発明の実施例2に係る電池の異常検出装置を用いて電池の異常検出を行う際の態様を概念的に説明する説明図である。
[Example 2]
FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually illustrating an aspect when battery abnormality detection is performed using the battery abnormality detection device according to the second embodiment of the present invention.
異常検出対象の電池は、金属層の表面を絶縁層で覆ったラミネートフィルムを外装材に用いたラミネート型電池であり、図5の参照符号、構造および作製過程については実施例1(図1参照)と同等であり、説明を省略する。 The abnormality detection target battery is a laminate type battery using a laminate film in which the surface of the metal layer is covered with an insulating layer as an exterior material. Reference numeral, structure, and manufacturing process of FIG. ) And the description is omitted.
測定器51および測定端子52,53が実施例2に係る電池の異常検出装置であるが、測定器51には、少なくとも、ラミネートフィルム17の表面と一方の電池端子(負極タブ15)間に交流電圧を印加する交流電源と、交流電圧印加時のラミネートフィルム17の表面と一方の電池端子(負極タブ15)間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、測定した抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層の欠陥の有無を判定する欠陥有無判定手段と、を備える。
The measuring
次に、図6を参照して、本実施例の電池の異常検出装置および電池の異常検出方法について詳細に説明する。図6は、ラミネートフィルム17の一部断面を拡大表示して電池の異常検出を行う際の態様をより概念的に説明する説明図である。
Next, the battery abnormality detection device and battery abnormality detection method of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for conceptually explaining an aspect in which a partial cross section of the
本実施例の電池の異常検出装置および電池の異常検出方法では、ラミネートフィルム17の表面と一方の電池端子(負極タブ15)間に交流電圧を印加し、その時のラミネートフィルム17の表面と一方の電池端子(負極タブ15)間の抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層(ポリプロピレン樹脂層27)の欠陥の有無を判定する。
In the battery abnormality detection device and battery abnormality detection method of the present embodiment, an AC voltage is applied between the surface of the
具体的に、測定器51による抵抗測定時には、一方の測定端子52(例えば、棒または平面形状の電極や、クリップ形状の端子を使用する)を一方の電池端子(負極タブ15)に接触させ、また他方の測定端子53(例えば、平面形状の電極端子を使用する)をラミネートフィルム17の表面に接触させて測定を行う。なお、測定端子42の接続箇所を、負極タブ15の代わりに正極タブ14としても良い。また、図5では測定端子53をラミネートフィルム17の下面に、図6では測定端子53をラミネートフィルム17の上面にそれぞれ接触させているが、何れであっても良い。
Specifically, at the time of resistance measurement by the measuring
実施例1では、電池の一部を破壊(針形状の測定端子43をラミネートフィルム17のアルミ合金層25に差し込んで貫通させることによる破壊)する必要があったが、これに対して本実施例では、交流電圧を印加しているため、低い電圧値であってもラミネートフィルム17の表面に測定端子53を接触させるだけで抵抗値の測定が可能となり、製造時に発生した外装材の絶縁層の欠陥を、電池を破壊することなく、簡単な構成および方法で検知することができる。
In Example 1, it was necessary to destroy a part of the battery (destruction by inserting the needle-shaped
なお、直流電圧を用いても同様の絶縁層の欠陥を検知することが可能である。ただし、直流電圧を印加する場合には、交流を用いる場合に比べて大電圧を印加する必要があるが、高電圧を印加した場合には、例えばラミネートフィル断面に露出した金属層と電極端子との距離が近い場合には沿面放電等によって金属層と電極端子間が導通し、絶縁層の欠陥を正確に検知できないおそれがあるため、直流電圧を印加する場合にはラミネートフィルム断面と電極端子との距離が十分確保(ラミネートフィルムの金属層と電極端子との絶縁が十分に確保)されていることが望ましい。 Note that it is possible to detect similar defects in the insulating layer even when a DC voltage is used. However, when applying a DC voltage, it is necessary to apply a larger voltage than when using AC, but when a high voltage is applied, for example, a metal layer and electrode terminals exposed in the cross section of the laminate film If the distance between the metal layer and the electrode terminal is close due to creeping discharge or the like, there is a possibility that defects in the insulating layer cannot be accurately detected. Is sufficiently secured (insulation between the metal layer of the laminate film and the electrode terminal is sufficiently secured).
次に、具体的な適用例について説明する。本適用例では、評価用電池として、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品と、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品をそれぞれ複数個用意して、交流電圧(1[V]、周波数1[kHz])を印加したときの抵抗値を測定した。 Next, a specific application example will be described. In this application example, as the evaluation battery, a plurality of non-defective products having a defect in the insulating layer of the outer packaging material and a defective product having a defect in the insulating layer of the outer packaging material are prepared, and an AC voltage (1 [V], frequency 1 [kHz]) was applied to measure the resistance value.
ここで、実施例1と同様に、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品は、上述した作製手法を用いて作製し、また、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品は、予めポリプロピレン樹脂層27に欠陥を設けたラミネートフィルム17を外装材として使用した以外は、上述した作製手法を用いて作製した。なお、外装材の絶縁層の欠陥としては、絶縁層の融点以上に加熱した針状の金属で付けた溶融痕や、鋭利な刃物で物理的に付けた傷などとした。
Here, as in Example 1, a good product having no defect in the insulating layer of the exterior material is produced using the above-described production method, and a defective product having a defect in the insulating layer of the exterior material is preliminarily made of polypropylene resin. It produced using the preparation method mentioned above except having used the
交流電圧(1[V]、周波数1[kHz])印加時の測定抵抗値(5個の平均値)は、外装材の絶縁層に欠陥の無い良品では80[MΩ]、外装材の絶縁層に欠陥の有る不良品では400[kΩ]となった。良品と不良品の抵抗値の差は大きく、該測定抵抗値に基づきラミネートフィルム17の絶縁層の欠陥の有無を判定することが可能である。
The measured resistance value (average value of 5) when an AC voltage (1 [V], frequency 1 [kHz]) is applied is 80 [MΩ] for a non-defective product having a defect in the insulation layer of the exterior material. It was 400 [kΩ] for defective products having defects. The difference in resistance value between the non-defective product and the defective product is large, and it is possible to determine the presence or absence of a defect in the insulating layer of the
なお、実施例1および実施例2における電池の異常検出方法をより簡便な方法とするために、予め欠陥の有無を判定する抵抗値の閾値を設定して、該閾値を超えれば良品とし、該閾値を下回れば不良品と判定する方法が考えられる。抵抗値は欠陥部30の種類や形状により、また電池の構成部品の材質等によりばらつきがあると考えられることから、判定閾値の設定の際には、想定される種々の欠陥を持った不良品を用意して予備実験を行い、少なくともこれら不良品の最大の抵抗値よりも大きく、また、できるだけ良品の平均値よりの値を判定閾値として設定することが好ましい。 In addition, in order to make the battery abnormality detection method in Example 1 and Example 2 a simpler method, a threshold value of a resistance value for determining the presence / absence of a defect is set in advance, and if it exceeds the threshold value, A method of determining a defective product if it falls below a threshold value can be considered. Since the resistance value is considered to vary depending on the type and shape of the defective portion 30 and the material of the battery component, etc., a defective product having various assumed defects may be used when setting the determination threshold. It is preferable to set a determination threshold value that is at least larger than the maximum resistance value of these defective products and that is as large as possible from the average value of non-defective products.
1 正極板(正極活物質、正極導電材、正極結着剤)
6 正極集電体
7 セパレータ
8 電解液
2 負極板(負極活物質、負極導電材、負極結着剤)
12 負極集電体
14 正極タブ
15 負極タブ
16 ポリプロピレンフィルム
17 ラミネートフィルム
18 電極積層体
23 保護層(ナイロン層)
24 接着剤層
25 金属層(アルミ合金層)
27 高分子樹脂層(ポリプロピレン樹脂層;絶縁層)
30 欠陥部
41,51 測定器
42,43,52,53 測定端子
1 Positive electrode plate (positive electrode active material, positive electrode conductive material, positive electrode binder)
6 Positive
DESCRIPTION OF
24
27 Polymer resin layer (polypropylene resin layer; insulating layer)
30
Claims (4)
前記ラミネートフィルムと前記正極および負極の電極端子のうちの一方の電極端子との間に電圧を印加する電源と、
電圧印加時の前記ラミネートフィルムと一方の電極端子との間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、
測定した抵抗値に基づき前記ラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定する欠陥有無判定手段と、
を有することを特徴とする電池の異常検出装置。 The power generation element formed by laminating the positive electrode plate and the negative electrode plate and the electrolytic solution are sealed inside the exterior body using a laminate film in which the surface of the metal layer is covered with an insulating layer, and the power generation element is electrically A battery abnormality detection device in which electrode terminals of a positive electrode and a negative electrode connected to the outside are led out to the exterior body,
A power source for applying a voltage between the laminate film and one of the positive electrode and negative electrode terminals;
Resistance measuring means for measuring a resistance value between the laminate film and one electrode terminal at the time of voltage application;
Defect presence determination means for determining the presence or absence of defects in the insulating layer of the laminate film based on the measured resistance value;
A battery abnormality detection device comprising:
前記ラミネートフィルムの表面と前記正極および負極の電極端子のうちの一方の電極端子との間に交流電圧を印加する交流電源と、
交流電圧印加時の前記ラミネートフィルムと一方の電極端子間の抵抗値を測定する抵抗測定手段と、
測定した抵抗値に基づき前記ラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定する欠陥有無判定手段と、
を有することを特徴とする電池の異常検出装置。 The power generation element formed by laminating the positive electrode plate and the negative electrode plate and the electrolytic solution are sealed inside the exterior body using a laminate film in which the surface of the metal layer is covered with an insulating layer, and the power generation element is electrically A battery abnormality detection device in which electrode terminals of a positive electrode and a negative electrode connected to the outside are led out to the exterior body,
An AC power supply that applies an AC voltage between the surface of the laminate film and one of the positive electrode and negative electrode terminals,
Resistance measuring means for measuring a resistance value between the laminate film and one of the electrode terminals when an alternating voltage is applied;
Defect presence determination means for determining the presence or absence of defects in the insulating layer of the laminate film based on the measured resistance value;
A battery abnormality detection device comprising:
前記ラミネートフィルムと前記正極および負極の電極端子のうちの一方の電極端子との間に電圧を印加し、その時の前記ラミネートフィルムと一方の電極端子との間の抵抗値に基づき前記ラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定することを特徴とする電池の異常検出方法。 The power generation element formed by laminating the positive electrode plate and the negative electrode plate and the electrolytic solution are sealed inside the exterior body using a laminate film in which the surface of the metal layer is covered with an insulating layer, and the power generation element is electrically A battery abnormality detection method in which positive and negative electrode terminals connected to the outside of the exterior body are led out,
A voltage is applied between the laminate film and one of the positive electrode and negative electrode terminals, and insulation of the laminate film is performed based on a resistance value between the laminate film and the one electrode terminal at that time. A method for detecting an abnormality of a battery, comprising determining whether or not a layer has a defect.
前記ラミネートフィルムの表面と前記正極および負極の電極端子のうちの一方の電極端子との間に交流電圧を印加し、その時の前記ラミネートフィルムと一方の電極端子間の抵抗値に基づき前記ラミネートフィルムの絶縁層の欠陥の有無を判定することを特徴とする電池の異常検出方法。 The power generation element formed by laminating the positive electrode plate and the negative electrode plate and the electrolytic solution are sealed inside the exterior body using a laminate film in which the surface of the metal layer is covered with an insulating layer, and the power generation element is electrically A battery abnormality detection method in which positive and negative electrode terminals connected to the outside of the exterior body are led out,
An alternating voltage is applied between the surface of the laminate film and one of the positive electrode and negative electrode terminals, and based on the resistance value between the laminate film and one of the electrode terminals, A method for detecting an abnormality of a battery, characterized by determining the presence or absence of a defect in an insulating layer.
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