JP2015153731A - Battery cell for test - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、封入容器内に封入された、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器に用いられる、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の一次電池や、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池、二重層キャパシター、コンデンサーなど(以下、単に「蓄電池」と言う)に関する。 The present invention relates to a primary battery such as a manganese battery, an alkaline battery, a lithium battery, a lead storage battery, a nickel-cadmium battery, and the like used in electronic equipment such as a personal computer, a mobile phone, and a digital camera enclosed in a sealed container. , Nickel-hydrogen batteries, secondary batteries such as lithium-ion batteries, double layer capacitors, capacitors, etc. (hereinafter simply referred to as “storage batteries”).
より詳細には、大学を始めとする各種研究機関において、蓄電池の内部に封入される研究開発中の電極材料などの内容物(正電極、セパレーター、負電極、電解液など)の性能を評価することが行われている。 More specifically, various research institutions such as universities evaluate the performance of contents (positive electrode, separator, negative electrode, electrolyte, etc.) such as electrode materials under research and development that are enclosed in storage batteries. Things have been done.
このために、セルと呼ばれる密閉容器内に、内容物を封入し、セルに充放電装置を電気的にケーブル接続して、セルに封入された電極体を繰り返し充放電して、蓄電池に使用される電極材料としての、その充放電特性や温度特性や安全特性など、蓄電池として必要とされる性能を評価することが行われている。 For this purpose, the contents are enclosed in a sealed container called a cell, a charging / discharging device is electrically connected to the cell with a cable, and the electrode body enclosed in the cell is repeatedly charged / discharged to be used for a storage battery. Evaluation of performance required as a storage battery, such as its charge / discharge characteristics, temperature characteristics, and safety characteristics, as an electrode material.
本発明は、このような蓄電池として必要とされる性能を評価するための試験用電池セルに関し、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルに関する。 The present invention relates to a test battery cell for evaluating the performance required as such a storage battery, and in order to evaluate the performance of an electrode material under research and development, for example, when charging / discharging is performed, For test purposes to perform various measurement tests such as basic measurement such as charge / discharge characteristics, temperature measurement inside the cell with a thermocouple, pressure measurement inside the cell with a pressure gauge, and collection of gas generated inside the cell with a gas pipe. The present invention relates to a test battery cell used as a polar cell or a test tripolar cell.
また、本発明は、このような蓄電池として必要とされる性能を評価するための試験用電池セルに関し、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位を測定するための試験用三極セルとして用いる試験用電池セルに関する。 The present invention also relates to a test battery cell for evaluating the performance required for such a storage battery, for example, when charging / discharging is performed by a three-electrode type measurement using a reference electrode. The present invention relates to a test battery cell used as a test triode cell for measuring the potential of a positive electrode with respect to an electrode and the potential of a negative electrode.
さらに、本発明は、試験用三極セルを用いて二極化して、従来の試験用二極セルと同様に使用でき、このような研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セルとして用いる試験用電池セルに関する。 Further, the present invention can be used in the same manner as a conventional bipolar cell for testing by using a bipolar electrode for testing, and in order to evaluate the performance of such an electrode material under research and development, for example, When charging / discharging, basic measurement such as charging / discharging characteristics, temperature measurement inside the cell by thermocouple, pressure measurement inside the cell by pressure gauge, collection of gas generated inside the cell by gas pipe, etc. The present invention relates to a test battery cell used as a test bipolar cell for carrying out a measurement test.
従来より、ノート型パソコンや携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)などの電子機器の電源として、繰り返し充放電可能な蓄電池が用いられている。 Conventionally, a storage battery that can be repeatedly charged and discharged has been used as a power source for electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and PDAs (Personal Digital Assistance).
このような蓄電池には、例えば、ニッケル水素二次電池等の水系電池、リチウムイオン二次電池等の非水系電池、電気二重層キャパシター等のキャパシター、コンデンサーなどがある。 Examples of such a storage battery include an aqueous battery such as a nickel hydride secondary battery, a nonaqueous battery such as a lithium ion secondary battery, a capacitor such as an electric double layer capacitor, and a capacitor.
ところで、このような蓄電池、例えば、スマートフォンなどの携帯電話の蓄電池では、軽量で薄型、充電容量の大きな蓄電池が求められており、袋状の包装体内に封入された、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池などが種々提案されている。 By the way, in such a storage battery, for example, a storage battery of a mobile phone such as a smartphone, a storage battery that is lightweight, thin, and has a large charging capacity is required. For example, various types of laminate type lithium ion storage batteries have been proposed.
このような蓄電池におけるその研究開発において、実際の蓄電池の内部において、どのような温度、濃度、電圧、圧力、発生ガスの挙動が発生しているのか知ることは重要であり、蓄電池について、例えば、充放電の試験の際に蓄電池内の電極の変化を観察する目的、蓄電池の安全性を確認する目的などために、各種の研究、試験が行う必要がある。 In the research and development of such a storage battery, it is important to know what temperature, concentration, voltage, pressure, and behavior of the generated gas are occurring inside the actual storage battery. For the purpose of observing the change of the electrode in the storage battery during the charge / discharge test and the purpose of confirming the safety of the storage battery, various researches and tests are required.
従来、このような試験用電池セルとしては、特許文献1(特許第4580751号公報)などが提案されている。 Conventionally, Patent Literature 1 (Japanese Patent No. 4580751) and the like have been proposed as such a test battery cell.
図20は、特許文献1の試験用電池セルの断面図である。 FIG. 20 is a cross-sectional view of the test battery cell of Patent Document 1.
図20に示したように、特許文献1の試験用電池セル300は、試験用部材を収容する凹部302を有する導電性のセル本体304と、凹部302を密閉可能な導電性の蓋体306とを備えている。
As shown in FIG. 20, the
また、この凹部302には、突起308により囲まれた平面である試験極収容部310と、突起308の外側において突起308の上端より低い電解液越流溜り部312とが形成されている。
The
そして、電解液越流溜り部312が、突起308に沿った平面部314と、平面部314の外側の凹溝316と、凹溝316の外側の平面部318とから形成されている。
The
さらに、非導電性材料からなり、凹部302の内壁に沿う外形形状を有し、上方に向けて狭くなる傾斜がついた内形形状を有するスペーサー320が、凹部302に装着されている。
Further, a
そして、試験極収容部310に配置された試験極322に、セパレーター324上から電解液を注入して、電解液を突起308の上端から越流させ、試験極322が一定量の電解液に浸漬された状態とする。
Then, an electrolytic solution is injected from above the
このセパレーター324上に、対極326、対極集電板328、加圧バネ330を配置して、蓋体306を、ボルト332とナット334で締結することにより密閉して、試験極322側をセル本体304に形成したボルト332で、対極326側を蓋体306に形成した集電ボルト336から通電させて測定するように構成されている。
On this
このように構成することによって、特許文献1の試験用電池セル300では、試験極322に対して余分な電解液は、突起308を超えて電解液越流溜り部312である平面部314、凹溝316、平面部318に溜まるため、作業者を代えて試験用電池セル300を組み立てても、試験極322に対して常に一定量の電解液が接した状態になる。
With such a configuration, in the
これにより、特許文献1の試験用電池セル300では、電気化学特性測定を行うことができ、再現性のある評価を行うことできるようになっている。
Thereby, in the
しかしながら、特許文献1の試験用電池セル300では、電極を外部と電気的に接続さするための接続部は、電解液に浸かってしまっているので、電気抵抗が大きい。
すなわち、試験極322側では、試験極322とセル本体304の接合面の間に、対極326側では、対極326と対極集電板328と加圧バネ330と蓋板306の各接合面の間に、電気抵抗の大きな電解液を介した界面が存在することによって、電気抵抗が大きくなってしまう。
However, in the
That is, on the
また、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、袋状の包装体内に、図21(A)、図21(B)に示したような構造の電極体214が収容されている。
In a so-called “laminated storage battery”, for example, a laminated lithium ion storage battery, an
ラミネート型リチウムイオン二次電池(蓄電池)では、アルミニウム箔の両面にコバルト酸リチウムなどを溶剤で溶いて、塗布後、乾燥、プレス抜きされ、略角型形状をした正電極204を作製している。
In a laminated lithium ion secondary battery (storage battery), lithium cobaltate or the like is dissolved on both surfaces of an aluminum foil with a solvent, and after application, dried and pressed to produce a
また、同様に、銅箔の両面に、グラファイトなどの炭素材料を溶媒で溶いて、塗布後、乾燥、プレス抜きすることによって、略角型形状をした負電極210を作製している。
Similarly, a
そして、これらの正電極204と負電極210との間に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などの合成樹脂からなり、イオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムからなるセパレーター212を介装して、これらが複数積層される。
さらに、各電極(正電極204、負電極210)の集電箔を、一つに束ねた状態で、外部と電気的に接続されるタブと呼ばれる電極用接続部(正極用接続部202、負極用接続部208)と共に、溶接により接合されて、電極積層体214が作製される。
And, between these
Furthermore, the current collector foils of the respective electrodes (
すなわち、ラミネート型リチウムイオン蓄電池で使用される電極体214は、電極は略角型形状である。また、電極は複数積層されている。さらに、包装体内にて、電解液に浸かってしまう集電箔とタブと呼ばれる電極用接属部(正極用接続部202、負極用接続部208)との接合は溶接することにより、内部抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続されている。
That is, the
しかしながら、特許文献1の試験用電池セル300では、セル本体304に、凹部302、突起308、電解液越流溜り部312などを形成しなければならず、電極が角型の形状であれば、構成が複雑で加工が容易でなく、コストが高くつくことになる。
However, in the
また、複数の電極を積層することができない。
さらに、外部と電気的に接合される接合面は、電解液に浸かっている状態なので、内部抵抗が大きな状態で、外部と電気的に接続されてしまう。
In addition, a plurality of electrodes cannot be stacked.
Furthermore, since the joint surface that is electrically joined to the outside is immersed in the electrolytic solution, it is electrically connected to the outside with a large internal resistance.
従って、特許文献1の試験用電池セル300では、ラミネート型リチウムイオン蓄電池をモデルとした場合、試験用電池セルとしては適した構造を有していない。
Therefore, the
さらに、このような蓄電池に使用される電極材料の研究開発において、研究開発中の電極材料などの性能を評価するために、例えば、参照電極を用いた第三電極測定法により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位を測定するための試験用三極セルが開発されている。 Furthermore, in the research and development of electrode materials used in such storage batteries, in order to evaluate the performance of electrode materials under research and development, for example, charging and discharging are performed by a third electrode measurement method using a reference electrode. In this case, a test tripolar cell for measuring the potential of the positive electrode and the potential of the negative electrode with respect to the reference electrode has been developed.
しかしながら、特許文献1の試験用電池セル300では、参照電極を使用することができると記載されているだけであって、どのような構成にすれば良いか全く開示ないし示唆さえされていない。
However, the
また、従来の試験用三極セルでは、構成部品が、試験用三極セル専用で特殊な構造の構成部品から構成されているので、これを二極化して、例えば、熱電対によるセル内部の温度の測定、圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集、参照電極による正負極の電位測定のためなどの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることは不可能である。 Also, in the conventional test triode cell, the components are made up of components with a special structure dedicated to the test triode cell, so this is bipolarized, for example, inside the cell by a thermocouple It is impossible to adopt a configuration in which various types of measurement tests such as measurement of temperature, measurement of pressure, collection of gas generated inside the cell, measurement of positive and negative electrode potentials using a reference electrode, and the like are performed.
本発明は、このような現状に鑑み、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。 In view of such a current situation, the present invention has a simple structure, a compact structure, can reduce costs, and in order to evaluate the performance of an electrode material under research and development, for example, charging / discharging was performed. In order to conduct various measurement tests such as basic measurement such as charge and discharge characteristics, temperature measurement inside the cell with thermocouple, pressure measurement inside the cell with pressure gauge, collection of gas generated inside the cell with gas pipe, etc. An object of the present invention is to provide a test battery cell used as a test two-electrode cell or a test three-electrode cell.
また、本発明は、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池の包装体内に収容された電極体214をモデルとし、略角型形状の電極を、単層または複数積層し、電気抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続が可能な試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
Further, the present invention is based on a so-called “laminated storage battery”, for example, an
また、本発明はラミネート型リチウムイオン蓄電池の包装体内に収容された電極体214そのものを収容可能な試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a test battery cell that can accommodate the
また、本発明は、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位測定、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験などの測定を実施することが可能な試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。 In addition, the present invention has a simple structure, a compact structure, and can reduce costs. For example, when charging / discharging is performed by three-electrode measurement using a reference electrode, the positive electrode with respect to the reference electrode Potential measurement of the negative electrode, the potential of the negative electrode, and various measurement tests such as temperature measurement inside the cell with a thermocouple, pressure measurement inside the cell with a pressure gauge, collection of gas generated inside the cell, etc. It aims at providing the battery cell for a test used as a test triode cell which can implement a measurement.
さらに、本発明は、このような試験用三極セルを用いて、これを簡単に二極化して、従来の試験用二極セル用いた充放電試験を行うことができ、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる試験用二極セとして用いる試験用電池セルを提供することを目的とする。 Further, the present invention can easily perform a charge / discharge test using a conventional bipolar cell for testing by using such a triode cell for testing and easily bipolarizing it. Used as a test bipolar electrode that can be configured to perform various types of measurement tests, such as temperature measurement inside a cell using a pair, pressure measurement inside a cell using a pressure gauge, collection of gas generated inside the cell, etc. It aims at providing the battery cell for a test.
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験用電池セルは、
蓄電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器を備えた試験用電池セルであって、
上下一対の脱着自在に構成され、前記蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を形成する上側容器と下側容器とから構成される容器本体と、
前記容器本体の電池収容部に脱着自在に配置され、前記蓄電池の内容物を収容する電極ホルダーとを備え、
前記電極ホルダーが、
前記蓄電池の第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に介装され、第1の電極と第2の電極とを絶縁状態に保持するセパレーターと、電解液とを収容する電極収容凹部と、
前記第1の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第1の接続部保持部と、
前記第2の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第2の接続部保持部とを備え、
前記容器本体が、
前記第1の接続部保持部に保持された第1の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第1の端子部と、
前記第2の接続部保持部に保持された第2の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第2の端子部とを備えることを特徴とするる。
The present invention has been invented in order to achieve the problems and objects in the prior art as described above, and the test battery cell of the present invention comprises:
A battery cell for testing provided with a sealed container for test evaluation of electrode materials used for storage batteries,
A container main body composed of an upper container and a lower container, which are configured to be detachable in a pair of upper and lower sides, and form a battery housing portion that constitutes a sealed space that houses the contents of the storage battery;
An electrode holder that is detachably disposed in the battery accommodating portion of the container body and accommodates the contents of the storage battery,
The electrode holder is
A separator that is interposed between the first electrode, the second electrode, and the first electrode and the second electrode, and holds the first electrode and the second electrode in an insulated state; An electrode housing recess for housing the electrolyte solution;
A first connection portion holding portion that detachably holds the connection portion of the first electrode outside the electrode housing recess;
A second connection portion holding portion for detachably holding the connection portion of the second electrode outside the electrode housing recess,
The container body is
A first terminal portion that is electrically connected to the connection portion of the first electrode held by the first connection portion holding portion, and is taken out of the container body;
It is electrically connected to the connection part of the 2nd electrode hold | maintained at the said 2nd connection part holding | maintenance part, The 2nd terminal part taken out to the said container main body is provided, It is characterized by the above-mentioned.
このように構成することによって、電極ホルダーの電極収容凹部に、蓄電池の内容物である第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間にセパレーターを介装した状態で、電解液に浸漬した状態とすることができる。 By comprising in this way, the separator between the 1st electrode which is the contents of a storage battery, the 2nd electrode, and the 1st electrode and the 2nd electrode is inserted in the electrode accommodation recessed part of an electrode holder. It can be made the state immersed in electrolyte solution in the mounted state.
そして、第1の電極の接続部を、第1の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。同様に、第2の電極の接続部を、第2の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。 And the connection part of a 1st electrode can be detachably hold | maintained to the exterior of the electrode accommodation recessed part in which electrolyte solution is accommodated by the 1st connection part holding | maintenance part. Similarly, the connection part of the second electrode can be detachably held outside the electrode housing recess in which the electrolytic solution is housed by the second connection part holding part.
すなわち、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、図21(A)、図21(B)に示したような、袋状の包装体の内部に収容された電極体214を電極ホルダーの電極収容凹部に収容することができる。
That is, in a so-called “laminate type storage battery”, for example, a laminate type lithium ion storage battery, an
そして、電極収容凹部に収容された電極積層体214の第1の電極の接続部(正極用接続部202)、第2の接続部(負極用接続部208)は、第1の電極の接続部を、第1の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第2の電極の接続部を、第2の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
The first electrode connecting portion (positive electrode connecting portion 202) and the second connecting portion (negative electrode connecting portion 208) of the
すなわち、電極の接続部(第1の電極の接続部、第2の電極の接続部)は、電解液に浸かっていない状態で、接続部保持部(第1の接続部保持部、第2の接続部保持部)と、電気抵抗が小さい状態で、電気的に接続することが可能である。 That is, the electrode connection portions (the first electrode connection portion and the second electrode connection portion) are not immersed in the electrolyte solution, and the connection portion holding portion (the first connection portion holding portion, the second electrode connecting portion) It is possible to make an electrical connection with the connection portion holding portion) in a state where the electrical resistance is small.
さらに、このように蓄電池の内容物を収容した状態の電極ホルダーを、容器本体の電池収容部に脱着自在に配置することができる。 Further, the electrode holder in such a state that the contents of the storage battery are accommodated can be detachably disposed in the battery accommodating portion of the container body.
また、第1の電極取り出し部によって、第1の接続部保持部に保持された第1の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。同様に、第2の電極取り出し部によって、第2の接続部保持部に保持された第2の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。 Further, the first electrode take-out portion is electrically connected to the connection portion of the first electrode held by the first connection portion holding portion, and this can be taken out of the container body. Similarly, the second electrode extraction portion is electrically connected to the connection portion of the second electrode held by the second connection portion holding portion, and can be taken out of the container body.
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, the structure is simple, the structure is compact, the cost can be reduced, and in order to evaluate the performance of the electrode material under research and development, for example, when charging and discharging are performed, For testing to perform various measurement tests such as basic measurement such as charge / discharge characteristics, temperature measurement inside the cell with thermocouple, pressure measurement inside the cell with pressure gauge, gas collection inside the cell with gas pipe, etc. A test battery cell used as a bipolar cell or a triode cell for testing can be provided.
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応した複数の電極ホルダーを準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応することができ、汎用性に優れている。
In addition, according to the present invention, it is possible to correspond to the
また、本発明の試験用電池セルは、
前記電極ホルダーが、
前記電極ホルダーの電極収容凹部内に相互に絶縁状態で収容された第1の電極と第2の電極と絶縁状態で、前記電極ホルダーの電極収容凹部内に配置される参照電極と、
前記参照電極を、脱着自在に保持する参照電極保持部材とを備え、
前記容器本体が、
前記参照電極保持部材に対して電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す参照電極用端子部を備えることを特徴とする。
The test battery cell of the present invention is
The electrode holder is
A reference electrode disposed in the electrode housing recess of the electrode holder in an insulated state with the first electrode and the second electrode housed in an insulated state in the electrode housing recess of the electrode holder;
A reference electrode holding member that detachably holds the reference electrode;
The container body is
A reference electrode terminal portion that is electrically connected to the reference electrode holding member and is taken out of the container body is provided.
このように構成することによって、参照電極保持部材を介して、参照電極を、電解液が収容されている電極ホルダーの電極収容凹部内に第1の電極と第2の電極と絶縁状態で配置することができる。 With this configuration, the reference electrode is disposed in an insulating state between the first electrode and the second electrode in the electrode housing recess of the electrode holder in which the electrolytic solution is housed via the reference electrode holding member. be able to.
そして、参照電極保持部材によって、参照電極を脱着自在に保持することができる。 Then, the reference electrode can be detachably held by the reference electrode holding member.
また、参照電極は、参照電極用端子部と、参照電極を保持した参照電極保持部材を介して電気的に接続され、参照電極用端子部によって、容器本体外部に電気を取り出すことができる。 The reference electrode is electrically connected to the reference electrode terminal portion via a reference electrode holding member that holds the reference electrode, and electricity can be taken out of the container body by the reference electrode terminal portion.
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、例えば、参照電極を用いた三電極式の測定により、充放電を行った際に、参照電極に対する正極の電位、負極の電位測定、更に、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験などの測定を実施することが可能な試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, the structure is simple, the structure is compact, and the cost can be reduced. For example, when charging / discharging is performed by three-electrode measurement using the reference electrode, the reference electrode Various types of measurement tests such as measuring the potential inside the cell with a thermocouple, measuring the pressure inside the cell with a thermocouple, measuring the pressure inside the cell with a pressure gauge, collecting gas generated inside the cell, etc. It is possible to provide a test battery cell used as a test triode cell capable of performing measurements such as.
また、本発明の試験用電池セルは、前記電極ホルダーの電極収容凹部には、前記参照電極を収容する参照電極収容用溝部が形成されていることを特徴とする。 The test battery cell of the present invention is characterized in that a reference electrode housing groove for housing the reference electrode is formed in the electrode housing recess of the electrode holder.
このように構成することによって、参照電極収容用溝部に電解液を貯めることができるので、電極間が液絡することなく、確実に電解液を介して、電極間が通電し、電気的特性などの測定が可能である。 With this configuration, the electrolyte solution can be stored in the reference electrode housing groove, so that the electrodes are reliably energized via the electrolyte solution without causing a liquid junction between the electrodes, and the electrical characteristics, etc. Can be measured.
また、本発明の試験用電池セルは、前記上側容器、下側容器、または、上側容器と下側容器の両方に、前記電池収容部が形成されていることを特徴とする。 Further, the test battery cell of the present invention is characterized in that the battery accommodating portion is formed in the upper container, the lower container, or both the upper container and the lower container.
このように、上側容器、下側容器、または、上側容器と下側容器の両方に、電池収容部を形成することができる。 As described above, the battery housing portion can be formed in the upper container, the lower container, or both the upper container and the lower container.
また、本発明の試験用電池セルは、前記参照電極と、前記参照電極用電気接続部を取り外して二極化したことを特徴とする。 In addition, the test battery cell of the present invention is characterized in that the reference electrode and the reference electrode electrical connection portion are removed to make a bipolar structure.
このように構成することによって、試験用三極セルにおいて、参照電極と、参照電極用電気接続部を取り外すだけで、簡単に二極化でき、このため、従来の試験用二極セルと同様に使用することが可能となる。さらに、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集など、多種類の測定試験を行う構成にすることができる。 By configuring in this way, in the test tripolar cell, it can be easily bipolarized by simply removing the reference electrode and the electrical connection for the reference electrode. For this reason, as in the conventional test bipolar cell Can be used. Furthermore, for example, it is possible to adopt a configuration in which many types of measurement tests such as measurement of the temperature inside the battery with a thermocouple, measurement of the pressure inside the cell, and collection of gas generated inside the cell are performed.
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする。 Further, the test battery cell of the present invention is characterized in that the container body includes an internal access connecting portion for detachably mounting an internal access member such as a thermocouple or a gas pipe.
このように構成することによって、容器本体が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えるので、内部アクセス用接続部を介して、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。 By comprising in this way, since the container main body is equipped with the connection part for internal access which mounts | wears with internal access members, such as a thermocouple and a gas pipe, so that it can attach or detach, via a connection part for internal access, for example by a thermocouple Various types of measurement tests such as measurement of the temperature inside the battery, measurement of the pressure inside the cell, and collection of gas generated inside the cell can be performed.
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグを備えることを特徴とする。 The test battery cell of the present invention is characterized in that the container body includes a degassing plug for degassing the gas generated in the battery housing portion of the container body.
このように構成することによって、容器本体が、容器本体の電池収容部内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグを備えるので、ガス抜きプラグを介して、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、正確な測定試験を実施することができる。 By comprising in this way, since a container main body is equipped with the degassing plug for degassing of the gas generated in the battery accommodating part of a container main body, the gas generated inside a cell is externally supplied via a degassing plug. And an accurate measurement test can be performed.
また、本発明の試験用電池セルは、前記容器本体が、前記容器本体の電池収容部内で発生するガスが所定圧以上になった際に、前記容器本体を保護するためにガスを外部に放出するための安全弁部を備えることを特徴とする。 The test battery cell according to the present invention releases the gas to the outside in order to protect the container body when the gas generated in the battery housing portion of the container body exceeds a predetermined pressure. It is characterized by providing the safety valve part for doing.
このように構成することによって、例えば、容器本体の電池収容部内で多量のガスが発生し、容器本体の電池収容部内で発生するガスが所定圧以上になった際に、安全弁部によって、容器本体の電池収容部と外部とが連通し、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、容器本体を保護することができるとともに、安全に測定試験を実施することができる。 By configuring in this way, for example, when a large amount of gas is generated in the battery housing portion of the container body, and the gas generated in the battery housing portion of the container body exceeds a predetermined pressure, the safety valve portion causes the container body to The battery housing part communicates with the outside, so that the gas generated inside the cell can be discharged to the outside, the container body can be protected, and the measurement test can be performed safely.
また、本発明の試験用電池セルは、前記試験用電池セルが、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを試験評価するための密閉容器であることを特徴とする。 Moreover, the test battery cell of the present invention is characterized in that the test battery cell is a sealed container for testing and evaluating an electrode material or the like used for a lithium ion secondary battery.
このように、本発明によれば、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを試験評価することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to test and evaluate the electrode material used for the lithium ion secondary battery.
また、本発明の試験用電池セルは、前記参照電極が、第1の電極または第2の電極の一辺に対して、線状に平行に配置されることを特徴とする。
このように構成することによって、参照電極に対して、例えば、負電極210の電位を測定する場合、参照電極は、負電極210の一辺209に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
Moreover, the test battery cell of the present invention is characterized in that the reference electrode is linearly arranged parallel to one side of the first electrode or the second electrode.
By configuring in this way, for example, when measuring the potential of the
また、本発明の試験用電池セルは、前記蓄電池の第1の電極と、第2の電極が、角型形状であることを特徴とする。 Moreover, the test battery cell of the present invention is characterized in that the first electrode and the second electrode of the storage battery have a square shape.
また、本発明の試験用電池セルは、前記蓄電池の第1の電極と、第2の電極の形状が、Lの字形状であり、前記第1の電極の接続部、第2の電極の接続部を介して、直接外部と通電が可能であるように構成されていることを特徴とする。 Further, in the test battery cell of the present invention, the shape of the first electrode and the second electrode of the storage battery is L-shaped, and the connection portion of the first electrode and the connection of the second electrode It is characterized in that it can be directly energized to the outside through the section.
このように構成することによって、電極の形状をLの字にすることによって、集電箔より直接外部へ電気を取り出すことができるので、集電箔および集電タブを溶接する工程を省略することが可能となり、高価な溶接機を購入する必要がない。 By configuring in this way, by making the shape of the electrode L-shaped, electricity can be taken out directly from the current collector foil, so the step of welding the current collector foil and current collector tab is omitted. This eliminates the need to purchase expensive welding machines.
また、本発明の試験用電池セルは、
前記参照電極と、前記参照電極用端子部を取り外して、
前記参照電極用端子部の代わりに、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする。
The test battery cell of the present invention is
Remove the reference electrode and the terminal portion for the reference electrode,
Instead of the reference electrode terminal part, an internal access connecting part for detachably attaching an internal access member such as a thermocouple or a gas pipe is provided.
このように構成することによって、三極を二極化して、参照電極用端子部の代わりに内部アクセス用接続部を用いて、ガスパイプなどの内部アクセス部材を装着することができる。 By configuring in this way, it is possible to mount the internal access member such as a gas pipe by using the internal electrode connecting portion instead of the reference electrode terminal portion by making the three poles bipolar.
本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 According to the present invention, in order to evaluate the performance of an electrode material under research and development, for example, when charging / discharging is performed, the charge is reduced. Test bipolar for conducting various measurement tests, including basic measurements such as discharge characteristics, temperature measurement inside the cell with a thermocouple, pressure measurement inside the cell with a pressure gauge, and gas collection inside the cell with a gas pipe A test battery cell used as a cell or a test triode cell can be provided.
しかも、本発明によれば、第1の電極の接続部を、第1の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第2の電極の接続部を、第2の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
すなわち、外部と電気的に接続される接続部(第1の電極の接続部と第2の電極の接続部)を、電気抵抗の大きな電解液に触れずに、外部と電気抵抗が小さい状態で電気的に接続することができる。
Moreover, according to the present invention, the connection portion of the first electrode can be detachably held by the first connection portion holding portion outside the electrode housing recess in which the electrolytic solution is housed. The connection portion of the two electrodes can be detachably held outside the electrode housing recess in which the electrolytic solution is housed by the second connection portion holding portion.
That is, the connection part (the connection part of the first electrode and the connection part of the second electrode) that is electrically connected to the outside is not in contact with the electrolytic solution having a large electric resistance, and the electric resistance with the outside is small. Can be electrically connected.
従って、本発明によれば、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池のラミネートフィルム外装体に収容される、外部と電気的に接続されるタブ(正極用接続部202、負極用接続部208)が溶接された電極体を、そのまま使用することが可能である。
Therefore, according to the present invention, a so-called “laminated battery”, for example, a tab (positive
すなわち、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に用いられ外部との電気的な接続方法は、電解液に浸かってしまう集電箔およびタブは、電気抵抗の大きな電解液に触れず、外部と電気的に接続されるタブを用いて、外部と電気抵抗を小さい状態で接続される。 That is, a so-called “laminated storage battery”, for example, a laminate-type lithium ion storage battery, and an external electrical connection method is that a current collector foil and a tab immersed in the electrolytic solution touch the electrolytic solution having a large electric resistance. First, using a tab that is electrically connected to the outside, it is connected to the outside with a small electrical resistance.
従って、本発明によれば、ラミネート型蓄電池と同様に、電気抵抗が小さい状態で外部と電気的に接続することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to electrically connect to the outside in a state where the electrical resistance is low, similarly to the laminated storage battery.
しかも、本発明によれば、正電極204の電極材料が塗布された正極電極部200と、負電極210の電極材料が塗布された負極電極部206は、電解液が収容されている電極収容凹部に浸漬された状態であって、外部と電気的に接続される正極用接続部202、負極用接続部208は、それぞれ、第1の接続部保持部、第2の接続部保持部により、電解液が収容されている電極収容凹部の外部に脱着自在に保持することができる。
In addition, according to the present invention, the
従って、本発明によれば、蓄電池に使用される電極材料などの実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, a versatile test bipolar electrode capable of performing reproducible evaluations such as electrode materials used for storage batteries, and a test tripolar cell used as a test battery. A battery cell can be provided.
また、本発明によれば、第1の電極取り出し部によって、第1の電極の接続部に電気的に接続されるとともに、第2の電極取り出し部によって、第2の電極の接続部に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができるので、通電の際に配線が簡単である。 In addition, according to the present invention, the first electrode extraction portion is electrically connected to the connection portion of the first electrode, and the second electrode extraction portion is electrically connected to the connection portion of the second electrode. Since this can be taken out to the outside of the container body, the wiring is simple when energized.
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応した複数の電極ホルダーを準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応することができ、汎用性に優れている。
In addition, according to the present invention, it is possible to correspond to the
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
(実施例1)
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
Example 1
図1は、本発明の試験用電池セルの斜視図、図2は、図1の試験用電池セルの分解斜視図、図3は、図1の試験用電池セルの上面図、図4は、図3の試験用電池セルのA−A線での断面図、図5は、図3の試験用電池セルのB−B線での断面図、図6は、図1の試験用電池セルの電極ホルダーの斜視図、図7は、図6の電極ホルダーの分解斜視図、図8は、図6の電極ホルダーの上面図、図9は、図8の電極ホルダーのC−C線での断面図、図10は、図8の電極ホルダーのD−D線での断面図、図11は、本発明の試験用電池セルで用いるラミネート型蓄電池の内容物である正電極204、負電極210、セパレーター212を示す平面図である。
1 is a perspective view of the test battery cell of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the test battery cell of FIG. 1, FIG. 3 is a top view of the test battery cell of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the test battery cell of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of the test battery cell of FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the test battery cell of FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view of the electrode holder of FIG. 6, FIG. 8 is a top view of the electrode holder of FIG. 6, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the electrode holder of FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line DD of the electrode holder of FIG. 8, and FIG. 11 is a
ところで、大学を始めとする研究開発機関において、現在携帯電話などに使用されているリチウムイオン二次電池に使用する電極材料などの研究開発が盛んに行われている。また、リチウムイオン二次電池は、非水系二次電池であるので、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で製造される必要がある。研究開発機関では、グローブボックスと呼ばれるアルゴンなどの不活性ガスが充満したボックス内にて、リチウムイオン二次電池を製造している。 Meanwhile, research and development institutions such as universities are actively researching and developing electrode materials used for lithium ion secondary batteries currently used in mobile phones and the like. Moreover, since a lithium ion secondary battery is a non-aqueous secondary battery, it needs to be manufactured in inert gas atmosphere, such as argon. The research and development organization manufactures lithium ion secondary batteries in a box filled with an inert gas such as argon called a glove box.
また、リチウムイオン二次電池は、その形状は円柱形状から角型形状など、そのサイズも車載用の大型からコインサイズの小型まで、多岐に渡る。研究開発機関では、小型の電極サイズを用いて研究開発を進めるため、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、電極の形状は角型であり、そのサイズは20cm2(50×40mm)程度の電極材料が使用されている。 In addition, lithium ion secondary batteries have a wide variety of shapes, from a cylindrical shape to a square shape, ranging from a large in-vehicle size to a small coin size. In research and development organizations, in order to advance research and development using a small electrode size, in a so-called “laminated storage battery”, for example, a laminated lithium ion storage battery, the shape of the electrode is square, and the size is 20 cm 2 (50 An electrode material of about 40 mm) is used.
また、グローブボックス内にて、ラミネート処理し実装されたものではなく、「セル」と呼ばれる簡易的な試験用密閉容器に、電極材料などの蓄電池に収容される内容物を封入し、グローブボックス外にて、セルを充放電装置に接続して、充放電試験などを行い、電極材料などの評価が行われている。 In addition, the contents contained in the storage battery such as electrode materials are sealed in a simple test sealed container called a “cell”, not laminated and mounted in the glove box. The cell is connected to a charge / discharge device, a charge / discharge test or the like is performed, and an electrode material or the like is evaluated.
以下の実施例では、このような各種研究開発機関において行われる、例えば、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などの試験方法ついて説明する。 In the following examples, test methods for electrode materials used in, for example, lithium ion secondary batteries, which are performed in such various research and development institutions, will be described.
すなわち、このような各種研究開発機関では、ラミネート型リチウムイオン蓄電池では、電極の形状は角型であり、そのサイズは20cm2(50×40mm)程度の電極材料などを用いて、グローブボックス内にて、「セル」と呼ばれる簡易的な密閉容器に封入している。 That is, in such various research and development institutions, in the laminated type lithium ion storage battery, the shape of the electrode is a square shape, and the size of the electrode is about 20 cm 2 (50 × 40 mm). And enclosed in a simple sealed container called a “cell”.
そして、セルをグローブボックス外(外気)に取り出して、セルを充放電装置に接続して、繰り返し充放電を行うような充放電試験などを行うことで、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などの評価試験が行われている。以下では、このようなセルの使用法について説明する。 And the electrode used for a lithium ion secondary battery by taking out a cell out of the glove box (outside air), connecting the cell to a charge / discharge device, and performing a charge / discharge test such as repeated charge / discharge Material and other evaluation tests are being conducted. Below, the usage of such a cell is demonstrated.
ところで、簡易的に試験に用いられるセルには、二つの電極(例えば、正極と負極)を有し、二電極式の測定に用いられる「二極セル」と、参照電極を用いた三つの電極を有し、三電極式の測定に用いられる「三極セル」などがある。 By the way, the cell used for the test has two electrodes (for example, a positive electrode and a negative electrode), a “bipolar cell” used for two-electrode measurement, and three electrodes using a reference electrode. And a “three-electrode cell” used for three-electrode measurement.
二電極式の測定では、電圧(二つの電極の電位差)のみしか測定できないため、二つの電極間では、同時に反応(酸化還元反応)が起きているので、第1の電極(例えば、正極)でどのような反応が起こっているのか知ることが出来ない。 In the two-electrode type measurement, only the voltage (potential difference between the two electrodes) can be measured. Therefore, a reaction (oxidation-reduction reaction) occurs simultaneously between the two electrodes, so the first electrode (for example, the positive electrode) is used. I can't know what kind of reaction is happening.
これに対して、三電極式の測定では、参照電極(基準となる電極)に対して、二つの各電極(例えば、正極と負極)の電位を測定できるため、第1の電極(例えば、正極)でどのような反応が起きているのか知ることができる。このため、三電極式の測定では、第2の電極(例えば、負極)でどのような反応が起きていることも知ることができる。従って、三電極式の測定は、有効な電気化学測定法として広く用いられている。 On the other hand, in the three-electrode type measurement, the potential of each of the two electrodes (for example, the positive electrode and the negative electrode) can be measured with respect to the reference electrode (the reference electrode), so the first electrode (for example, the positive electrode) ) To see what kind of reaction is taking place. For this reason, in the three-electrode type measurement, it is possible to know what kind of reaction is occurring at the second electrode (for example, the negative electrode). Therefore, the three-electrode type measurement is widely used as an effective electrochemical measurement method.
ところで、研究開発機関では、セル以外にも、実際のラミネート処理、実装されたラミネート型蓄電池を製造し、試験評価を行っている。このような実装されたラミネート型蓄電池は、分解組み立てを繰り返すことが困難である。このため、分解組み立てが容易な試験用2極セルが用いられる。また、実装されたラミネート型蓄電池は、三電極式の測定は行えず、また、蓄電池内で発生するガスなどを採取できない。このため、試験用三極セルが用いられる。 By the way, in addition to the cells, the research and development organization manufactures actual laminated processing and mounted laminated storage batteries, and conducts test evaluation. Such a laminated storage battery is difficult to repeat disassembly and assembly. For this reason, a test two-pole cell that is easy to disassemble and assemble is used. In addition, the mounted laminated storage battery cannot perform a three-electrode measurement, and cannot collect gas generated in the storage battery. For this reason, a test triode cell is used.
以下の実施例では、このような各種研究開発機関においてラミネート型リチウムイオン蓄電池に使用される20cm2(50×40mm)程度の角型の電極材料などを用いて、グローブボックス内にて「セル」と呼ばれる簡易的な密閉容器に封入し、セルをグローブボックス外(外気)に取り出して、セルを充放電装置に接続して繰り返し充放電を行うような充放電試験などを行うことで、リチウムイオン二次電池に使用される電極材料などを評価するためのセルの使用方法ついて説明する。 In the following examples, a “cell” is used in a glove box using a square electrode material of about 20 cm 2 (50 × 40 mm), which is used for a laminated lithium ion storage battery in such various research and development institutions. Lithium ion by charging and discharging tests such as charging and discharging repeatedly by connecting the cell to a charging / discharging device by taking out the cell outside the glove box (outside air) A method of using the cell for evaluating the electrode material used for the secondary battery will be described.
図1〜図6において、符号10は、全体で本発明の試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを示している。
1 to 6,
なお、この試験用電池セル10は、測定試験を実施する際に、後述する第1の電極(正電極204)、セパレーター212、第2の電極(負電極210)、参照電極90、電解液などの蓄電池の内容物を収容するものである。以下には、収容容器を構成する試験用電池セル10内に、上記蓄電池の内容物を収容する場合について説明する。
The
図1〜図5に示したように、本発明の試験用電池セル10は、容器本体12を備えており、この容器本体12は、上下一対で、脱着自在に構成された矩形形状の上側容器14と、下側容器16とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
試験用電池セル10を充放電した際に、セル内には腐食性ガスが発生する。このため、上側容器14、および下側容器16は、機械的強度および耐薬品性が必要であるので、例えば、SUS304などのステンレス鋼、A5052などのアルミニウムなどの金属から構成されている。
When the
なお、上側容器14および下側容器16の材質は、セル内に発生するガスの圧力や成分により変更可能であり、メッキやフッ素樹脂コートなどの表面処理や、フッ素樹脂を用いても構わない。
The material of the
下側容器16は、図2、図4〜図5に示したように、下側容器16は、略矩形形状(角型)の平板形状であって、その中央部分に、後述する電極ホルダー58を位置決め載置するための電極ホルダー用溝部18が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 5, the
また、この電極ホルダー用溝部18の外周には、例えば、バイトン(登録商標)などのフッ素ゴムから構成されるOリング形状の内側シール部材20aが装着されている。さらに、内側シール部材20aの外側には、例えば、シリコンなどのゴム材からなるOリング形状の外側シール部材20bが装着されている。
Further, on the outer periphery of the electrode
また、内側シール部材20aと外側シール部材20bを用いた2重構造にすることで、上側容器14と下側容器16とを締結(閉蓋)した際、後述する上側容器14と下側容器16の内部に形成される電池収容部36のシール性を向上させている。
Moreover, when the
なお、内側シール部材20aは、閉蓋された試験用電池セル10を充放電した際に、内側シール部材20aには、セル内に発生する腐食性ガスをシールする必要があるので、その材質には耐薬品性が求められる。
The
内側シール部材20aには、例えば、テフロン(登録商標)などの樹脂材が用いても構わない。
For the
一方、外側シール部材20bには、直接セル内に発生する腐食性ガスが触れないので、安価なシリコンなどの変形が容易なゴム材を用いることができ、また、ゴム材の周りには、グリースなどのシール剤を塗ることも可能であるので、シール性能を向上することができる。
On the other hand, since the corrosive gas generated in the cell is not directly in contact with the
また、図2に示したように、下側容器16の外側シール部材20bの外側の平板部22には、締結ボルト用のネジ穴24が、各辺に2個、合計8個のネジ穴24が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
さらに、図2に示したように、平板部22には、下側容器16の対角に位置する2つの隅角部には、ガイド棒部材26が立設されている。
Further, as shown in FIG. 2, guide
一方、上側容器14は、図1〜図5に示したように、上側容器14は、上記の下側容器16の平板部22に対応する形状の締結用フランジ28を備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 5, the
この上側容器14の締結用フランジ28には、下側容器16の平板部22の締結ボルト用のネジ穴24に対応した締結ボルト用貫通孔28aと、下側容器16のガイド棒部材26に対応するガイド孔28bが形成されている。
The
また、上側容器14は、この締結用フランジ28の内周側から、上方に延設するように形成された側壁30を備えており、この側壁30の上部には、頂板部32が形成されている。
The
これにより、上側容器14の内部には、蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を構成する電池収容空間34が形成されている。そして、後述するように、上側容器14と下側容器16を締結することによって、上側容器14の電池収容空間34と、下側容器16の電極ホルダー用溝部18とから、電池収容部36が形成されるようになっている。
Thereby, inside the
また、図1〜図3、図5に示したように、上側容器14の側壁30の一辺側の側壁30aには、ガス抜き用穴38が形成されており、このガス抜き用穴38を介して、試験用電池セル10の容器本体12の電池収容部36と外部が連通するようになっている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 5, a
そして、このガス抜き用穴38のネジ穴に、ガス抜きプラグ40のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ40が、ガス抜き用穴38に装着されている。なお、図5中、符号42は、ガス抜きプラグ40の摘み部40aに装着されたOリングなどのシール部材を示している。
The screw part of the
このように構成することによって、容器本体12の電池収容部36内で発生するガスのガス抜きのためのガス抜きプラグ40を備えるので、ガス抜きプラグ40を介して、すなわち、ガス抜きプラグ40を緩めることによって、ガス抜き用穴38を介して、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、ガス放出後に、安全に容器本体12を分解することができる。
By comprising in this way, since the
さらに、上側容器14の側壁30のガス抜き用穴38と対向する他辺側の側壁30bには、ガス抜き用穴38と対向する位置に、安全弁部44が形成されている。この安全弁部44は、図5に示したように、上側容器14の側壁30に形成され、試験用電池セル10の容器本体12の電池収容部36と外部を連通するガス排出孔46を備えている。
Furthermore, a
また、図5に示したように、上側容器14の側壁30のガス排出孔46の外側には、安全弁部収容凹部48が形成されている。この安全弁部収容凹部48に、環状のシールホルダー50が装着されている。このシールホルダー50には、Oリングからなるシール部材50aが装着されているとともに、その中心部分にガス抜き用穴38と連通する連通孔50bが形成されている。
Further, as shown in FIG. 5, a safety
さらに、このシールホルダー50の外側には、ラプチャー板52が中央に装着された押え部材54が装着されている。
Further, on the outside of the
そして、この押え部材54の外側に、安全弁部収容凹部48のネジ穴に、押しネジ56のネジ部が螺着されて、押しネジ56が、安全弁部収容凹部48に装着されている。
The screw portion of the
なお、この押しネジ56にはその中心部分に、貫通孔56aが形成されている。
The
このように構成することによって、例えば、容器本体12の電池収容部36内で多量のガスが発生し、容器本体12の電池収容部36内で発生するガスが大量に発生し、所定圧以上になった際には、安全弁部44のラプチャー板52は、容器本体12の耐圧以下で破裂する。
With this configuration, for example, a large amount of gas is generated in the
これによって、上側容器14の側壁30のガス排出孔46、シールホルダー50の連通孔50b、押しネジ56の貫通孔56aを介して、容器本体12の電池収容部36と外部とが連通し、セル内部で発生するガスを外部に排出することができ、容器本体12の破裂や変形を防止することができる。
As a result, the
なお、この実施例では、ガス抜きプラグ40、安全弁部44を設けたが、これらのうち、いずれか一方だけ設けることも、また、これらを設けないようにすることも可能である。
In this embodiment, the
また、図2、図4〜図5に示したように、容器本体12の電池収容部36には、蓄電池の内容物を収容する電極ホルダー58が、容器本体12の電池収容部36に脱着自在に装着されている。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 5, an
この、電極ホルダー58は、電極積層体214および電解液を収容する電極収容凹部本体62aに絶縁状態で配置するだけでなく、電解液に対する耐薬品性が必要となる。さらに、電極収容凹部本体62aの外部には、第1の接続部保持部64、第2の接続保持部76、参照電極用接続保持部92が、絶縁状態で配置、固定されている。
The
従って、電極ホルダー58は、例えば、PTFE樹脂などのフッ素樹脂など、耐薬品性があり電気絶縁性を有する材料から構成されている。
Accordingly, the
なお、電極ホルダー58は、その耐薬品性および電気絶縁性の条件を満たす範囲で、例えば、A5052などの金属材料で作製した後に、フッ素樹脂コートなどの表面処理を行っても構わない。
The
また、電極ホルダー58は、図6〜図10に示したように、略矩形形状の電極ホルダー本体60を備えており、その内部に略矩形形状で、ラミネート型蓄電池の内容物である正電極204、負電極210、セパレーター212に対応した形状の電極収容凹部62が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 6 to 10, the
この電極収容凹部62は、図6〜図8に示したように、正電極204の正電極部200、負電極210の負電極部206、セパレーター212の形状に対応した略矩形形状の電極収容凹部本体62aを備えている。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
また、電極収容凹部62の一辺側には、第1の電極の接続部(例えば、正電極204の接続部である正極用接続部202)に対応した第1の溝部62bが形成されている。また、電極収容凹部62には、同様に、第2の電極の接続部(例えば、負電極210の接続部である負極用接続部208)に対応した第2の溝部62cが形成されている。
In addition, a
なお、この実施例では、説明の便宜上、第1の電極を正電極204とし、第2の電極を負電極210としたが、その逆、すなわち、第1の電極を負電極210とし、第2の電極を正電極204とすることも、もちろん可能である。
In this embodiment, for convenience of explanation, the first electrode is the
そして、電極ホルダー58の電極ホルダー本体60には、第1の溝部62bに対応して、電極収容凹部62の外部に、第1の接続部保持部64が形成されている。この第1の接続部保持部64は、電極ホルダー本体60に固定された第1の端子台66を備えており、この第1の端子台66には、第1の電極の接続部(正電極204の正極用接続部202)に対応して、第1の接続部押え部材68が設けられている。
In the
そして、図6〜図8に示したように、この第1の接続部押え部材68は、第1の締め付けネジ70によって、正極用接続部202を挟んだ状態で、締め付けることができるようになっている。なお、圧縮バネおよびピン(共に図示しない)を用いているので、第1の締め付けネジ70を緩めても、この第1の接続部押え部材68は、回ることなく、第1の端子台66から離間した位置で保持される。
Then, as shown in FIGS. 6 to 8, the first connection
また、第1の接続部保持部64の第1の端子台66には、後述するように、第1の端子部124の第1の電極用電気接続部材126を電気的に接続するための第1の接続穴66aが形成されている。
Further, the first
また、同様に、電極ホルダー58の電極ホルダー本体60には、第2の溝部62cに対応して、電極収容凹部62の外部に、第2の接続部保持部76が形成されている。この第2の接続部保持部76は、電極ホルダー本体60に固定された第2の端子台78を備えており、この第2の端子台78には、第2の電極の接続部(負電極210の負極用接続部208)に対応して、第2の接続部押え部材80が設けられている。
Similarly, in the electrode holder
ところで、蓄電池は、その内部抵抗が小さいことが好適であるので、例えば、抵抗の高い電解液に構造上浸かる部材間同士を電気的に接続する場合、溶接などによる接合が行われる。 By the way, since it is preferable that the internal resistance of the storage battery is small, for example, when the members that are structurally immersed in the electrolytic solution having high resistance are electrically connected, joining by welding or the like is performed.
このため、ラミネート型蓄電池の外装体内に収容される電極体が、電極を複数積層する場合には、図21(A)、図21(B)に示したように、正電極204、負電極210を、複数重ねて、それぞれ、各電極の集電箔を一つに束ねた状態で、集電箔とタブが溶接されている。この際、正極用タブは正極用接続部202として、負極用タブは負極用接続部208として、外装体の外部と電気的に接続される。
For this reason, when the electrode body accommodated in the exterior body of the laminate-type storage battery stacks a plurality of electrodes, as shown in FIGS. 21A and 21B, the
また、第1の接続部保持部64、第2の接続部保持部76、すなわち、端子台(第1の端子台66、第2の端子台78)、接続部押え部材(第1の接続部押え部材68、第2の接続部押え部材80)は、電解液に浸かることはないので、抵抗の大きな電解液を介さずに、内部抵抗の小さい状態で、外部と電気的に接続が可能である。
In addition, the first connection
第1の接続保持部64、第2の接続保持部76は、それぞれ第1の電極、第2の電極に対して、外部と電気的に接続されるので、端子台(第1の端子台66、第2の端子台78)、接続部押さえ部材(第1の接続部押え部材68、第2の接続部押え部材80)は、例えば、SUS304などの金属材料で構成される。
Since the first
そして、図6〜図8、図10に示したように、この第2の接続部押え部材80は、第2の締め付けネジ82によって、負極用接続部208を挟んだ状態で、締め付けることができるようになっている。なお、圧縮バネおよびピン(共に図示しない)を用いているので、第2の締め付けネジ82を緩めても、この第2の接続部押え部材80は、回ることなく、第2の端子台78から離間した位置で保持される。
Then, as shown in FIGS. 6 to 8 and 10, the second connecting
また、第2の接続部保持部76の第2の端子台78には、後述するように、第2の端子部128の第2の電極用電気接続部材130を電気的に接続するための第2の接続穴78aが形成されている。
In addition, the second
さらに、図6〜図9、図10に示したように、電極ホルダー58の電極収容凹部62には、参照電極収容用溝部88が、上記の第1の端子台66と第2の端子台78が設けられている電極収容凹部62の一辺側と直角に位置する一辺の側に形成されている。
なお、この実施例の場合には、参照電極収容用溝部88、参照電極用接続部保持部92を、図8において、電極収容凹部62の一辺側と直角に位置する左側の一辺の側に形成したが、図8において、電極収容凹部62の一辺側と直角に位置する右側の一辺の側に形成することも可能である。
Furthermore, as shown in FIGS. 6 to 9 and 10, the
In this embodiment, the reference
この参照電極収容用溝部88の深さは、電極収容凹部62の電極収容凹部本体62aの深さと同一であっても構わないが、電極収容凹部本体62aの深さよりも深く形成されているのが望ましい。これにより、参照電極収容溝部88には、電解液を貯めることができるので、正電極204(または負電極210)と参照電極90との電極間において、電解液は液絡せずに電流が流れ、確実に測定を行うことができる。
The depth of the reference
図2、図6〜図7、図9、図10に示したように、参照電極収容用溝部88内には、参照電極90が収容されるようになっている。すなわち、参照電極収容用溝部88が形成された側の電極ホルダー本体60の一辺には、参照電極用保持部92が形成されている。
As shown in FIGS. 2, 6 to 7, 9, and 10, the
この参照電極用保持部92は、電極ホルダー本体60に固定された参照電極用端子台94を備えており、この参照電極用端子台94には、参照電極90に対応して、参照電極保持部材96が設けられている。
The reference
参照電極用保持部92は、参照電極90に対して外部と電気的に接続されるので、参照電極用端子台94、参照電極保持部材96は、例えば、SUS304などの、金属材料で構成される。
Since the reference
そして、図6〜図9に示したように、この参照電極保持部材96には、上板部96aを備えており、この上板部96aに、2つの長穴形状の締め付けネジ穴96bが形成されている。また、参照電極端子台94の上面には、参照電極保持部材96の幅に嵌合するガイド溝94bが設けられている。これにより、このネジ穴96bに締め付けネジ96dを締め付け、緩めることによって、参照電極保持部材96が、図7に示したように、電極収容凹部本体62aに収容された負電極210の一辺209(正電極204の一辺203)に対して、平行に接近、離反することができるように構成されている。
As shown in FIGS. 6 to 9, the reference
なお、これらの締め付けネジ穴96bの間には、参照電極用端子台94に、後述するように、参照電極用端子部106の参照電極用電気接続部材110を電気的に接続するための参照電極用接続穴94aが形成されている。
In addition, between these
また、参照電極保持部材96には、この参照電極用接続穴94aに対応して、長穴形状のスリット96cが形成されている。これにより、後述するように、参照電極用電気接続部材110が参照電極用接続穴94aに螺着した状態でも、前述したように、参照電極保持部材96が、図7に示したように、電極収容凹部本体62aに収容された、負電極210の一辺209(正電極204の一辺203)に対して、平行に接離することができるように構成されている。
The reference
また、参照電極保持部材96には、上板部96aから屈曲するように垂下して、参照電極収容用溝部88に至る略コ字形状の参照電極装着部98が形成されている。そして、図6に示したように、参照電極装着部98の下方に垂下する2つの垂直部分98aとの間に位置する下方の水平部分98bに、薄状の参照電極90を線状に巻き付けるように装着されている。
The reference
すなわち、参照電極90が、第1の電極または第2の電極の一辺に対して、線状に平行に配置される第1の電極または第2の電極の一辺に対して(負電極210の一辺209または正電極204の一辺203に対して)、線状に平行に配置されている。
In other words, the
すなわち、参照電極90に対して、例えば、負電極210の電位を測定する場合、参照電極90は、負電極210の一辺209に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
That is, for example, when measuring the potential of the
なお、線状に装着される参照電極90の長さは、例えば、負電極210の一辺209に近い長さが好適である。
For example, the length of the
また、参照電極90は、例えば、リチウム金属からなり、リチウム金属は、チューインガムのように、柔らかく粘着性があるので、この実施例では、薄状の参照電極90を参照電極装着部98の下方の水平部分98bに巻き付けたが、その形状は、適宜変更することができ、従来のように、金属ワイヤー状のリチウム金属などを用いて、参照電極装着部98の下方の水平部分98bに巻き付け装着することも可能である。
Further, the
また、参照電極90と負電極210の一辺209との距離を、接離させずに、その距離を常に一定にする場合には、例えば、位置決め用として、ピンおよび穴(図示しない)を、参照電極用端子台94と参照電極保持部材96に設けることも可能である。
Further, when the distance between the
この実施例において用いた電極は、図11に示すように、蓄電池として作用する有効な電極面は角型形状であり、外部との集電を行うために、Lの字に打ち抜かれた形状を有し、その先端は、集電箔が露出している。その電極材料はリチウムイオン二次電池に使用される材料を用いた。 As shown in FIG. 11, the electrode used in this example has a square shape with an effective electrode surface acting as a storage battery, and has a shape punched into an L shape for current collection with the outside. The current collector foil is exposed at the tip. The electrode material used was a material used for a lithium ion secondary battery.
すなわち、正電極204は、集電箔として使用されるアルミニウム箔の片面にコバルト酸リチウムなどの電極材料を溶剤で溶いて、塗布後、乾燥した後に、Lの字にプレスで打ち抜きされることによって、蓄電池として作用する有効な電極面が角型形状をした正電極部200と、塗布された電極材料を溶媒などで除去され集電箔のみが露出した正極用接続部202を有する。
That is, the
また、同様に、負電極210は、集電箔として使用される銅箔の片面に、グラファイトなどの炭素材料を溶媒で溶いて、塗布後、乾燥した後に、Lの字にプレスで打ち抜きされることによって、蓄電池として作用する有効な電極面が角型形状をした負電極部206と、塗布した電極材料を除去され集電箔のみが露出した負極用接続部208を有する。
Similarly, the
このように、この実施例で用いた電極の形状をLの字にすることによって、集電箔より直接外部へ電気を取り出すことができるので、集電箔および集電タブを溶接する工程を省略することが可能となり、高価な溶接機を購入する必要がない。 In this way, by making the shape of the electrode used in this example L-shaped, electricity can be directly taken out from the current collector foil, so the step of welding the current collector foil and current collector tab is omitted. It is possible to do so, and there is no need to purchase an expensive welding machine.
なお、集電取り出し部(正極用接続部202、負極用接続部208)は、電極材料を、例えば、溶媒などで除去し、集電箔のみが露出した状態が好適である。これは、電極材料が塗布された状態で、接続部保持部(第1の接続部保持部64、第2の接続部保持部76)に固定された場合、電極材料が割れてしまうおそれがあるためである。
Note that it is preferable that the current collector take-out portion (positive
また、集電取り出し部(正極用接続部202、負極用接続部208)が、接続部保持部(第1の接続部保持部64、第2の接続部保持部76)と外部と電気接続される。
このために、集電取り出し部(正極用接続部202、負極用接続部208)は、端子台(第1の端子台66、第2の端子台78)と接続部押え部材(第1の接続部押え部材68、第2の接続部押え部材80)に挟まれて固定される。
この場合、この挟まれる端子台と押さえ部材の面は、平面でも構わないが、接触抵抗を下げるため、複数のV溝を設けても構わない。
In addition, the current collector extraction part (positive
For this purpose, the current collector extraction part (positive
In this case, the surface of the sandwiched terminal block and pressing member may be flat, but a plurality of V grooves may be provided in order to reduce contact resistance.
そして、これらの正電極204と負電極210の電極面同士が重なり対向する状態で、その間に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などの合成樹脂からなり、イオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムからなるセパレーター212を介装して、これらを積層し、電極積層体214を作製する。
And in the state which these electrode surfaces of the
すなわち、このように構成される電極ホルダー58では、図11に示したように、正電極204と負電極210との間に、セパレーター212を介装して、これらを積層し、電極積層体214を作製する。
That is, in the
そして、図6、図7に示したように、この電極積層体214を、正電極204の正電極部200、負電極210の負電極部206、セパレーター212の形状の対応した略矩形形状の電極収容凹部本体62aに装着する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
なお、この実施例の場合には、電極積層体214を、電極収容凹部本体62aに装着したが、図7に示したように、単層でもよく、また、個別に順次積層して、電極収容凹部本体62aに装着することも可能である。なお、正電極204、負電極210のいずれを下方に積層しても良く、積層の順番はいずれも可能である。
In this embodiment, the
この状態で、図6、図7に示したように、正電極204の接続部である正極用接続部202を、第1の溝部62bから取り出して、第1の接続部保持部64に装着する。すなわち、第1の接続部保持部64の第1の端子台66の第1の接続部押え部材68の締め付けネジ70を緩める。
In this state, as shown in FIGS. 6 and 7, the positive
この状態で、第1の接続部押え部材68と第1の端子台66との間に、正電極204の接続部である正極用接続部202を挿着し、第1の締め付けネジ70を締め付けて固定する。
In this state, the
また、図6、図7に示したように、負電極210の接続部である負極用接続部208を、第2の溝部62cから取り出して、第2の接続部保持部76に装着する。すなわち、第2の接続部保持部76の第2の端子台78の第2の接続部押え部材80の第2の締め付けネジ82を緩める。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the negative
この状態で、第2の接続部押え部材80と第2の端子台78との間に、負電極210の接続部である負極用接続部208を挿着し、第2の締め付けネジ82を締め付けて固定する。
In this state, the negative
なお、組み立て手順として、電極収容凹部本体62aに電極積層体214を収容した後に、接続部である正極用接続部202および負極用接続部208を固定したが、その手順は、便宜変更可能である。
As an assembly procedure, the positive
すなわち、まず、負電極210を電極収容凹部本体62aに収容した後に、負極用接続部208を第2の接続部保持部76に固定し、次にセパレーター212、正電極204の順に積層し、正電極用接続部202を第1の接続部保持部64に固定し、電極積層体214を作製しても構わない。
That is, first, after the
また、図11に示すような、Lの字形状の電極を、電極収容凹部本体62aに複数枚積層する場合には、積層された全ての負極用接続部208は、第2の接続部保持部76に固定し、積層された全ての正極用接続部202は、第1の接続部保持部64に固定する。
Further, when a plurality of L-shaped electrodes as shown in FIG. 11 are stacked on the electrode housing recess
すなわち、積層された全ての負極用接続部208は、第2の接続部押え部材80と第2の端子台78の間に装着し、第2の締め付けネジ82を締め付けられることによって、全て一つの束になった状態で、第2の接続部保持部76に固定される。
一方、積層された全ての正極用接続部202は、第1の接続部押え部材68と第1の端子台66の間に装着し、第1の締め付けネジ70を締め付けられることによって、全て一つの束になった状態で、第1の接続部保持部64に固定される。
That is, all of the laminated negative
On the other hand, all of the stacked positive
そして、参照電極保持部材96の上板部96aの締め付けネジ96dを緩めることによって、参照電極保持部材96の参照電極装着部98の水平部分98bの参照電極90の位置を移動調整して、電極収容凹部本体62aに装着した電極積層体214と接触しない位置となるようにして、締め付けネジ96dを締め付けて固定する。
Then, by loosening the tightening
この状態で、電極ホルダー58の電極収容凹部62内に、すなわち、電極収容凹部本体62a内に、例えば、電解質としてLiPF6などのリチウム塩を含んだ電解液を、シリンジなどを用いて注入する。
In this state, for example, an electrolyte containing a lithium salt such as LiPF 6 as an electrolyte is injected into the
これにより、電極収容凹部本体62a内に収容された、正電極204の正電極部200、負電極210の負電極部206、セパレーター212が、電解液に浸漬された状態になる。
As a result, the
また、電極収容凹部本体62aより深くなった参照電極収容用溝部88内に電解液が溜まり、参照電極90が電解液に浸漬された状態となる。
In addition, the electrolytic solution accumulates in the reference
なお、電解液を注入する手順として、すでに電解液が含浸した状態の正電極204、セパレーター212、負電極210、参照電極90を使用しても構わない。
As a procedure for injecting the electrolytic solution, the
この場合、正電極204の正電極部200と、負電極210の負電極部206は、電解液が収容されている電極収容凹部62に浸漬された状態であって、接続部である正極用接続部202、負極用接続部208は、それぞれ、第1の接続部保持部64、第2の接続部保持部76により、電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができる。
In this case, the
また、参照電極用接続部保持部92によって、参照電極90の接続部(参照電極保持部材96の上板部96a)を電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができる。
Further, the reference electrode connection
従って、本発明によれば、蓄電池に使用される電極材料などの実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, there is provided a test battery cell used as a versatile test triode cell capable of performing reproducible evaluations such as electrode materials used in a storage battery with practical reproducibility. Can do.
また、参照電極収容用溝部88の深さは、電極収容凹部62の電極収容凹部本体62aよりも深さが深くなっているので、参照電極収容用溝部88に電解液を貯めることができるので、電極間が液絡することなく、確実に電解液を介して、電極間が通電し、電気的特性などの測定が可能である。
Further, since the depth of the reference
このように電解液を、電極収容凹部62に注入した状態で、図2に示したように、電極ホルダー58を下側容器16の電極ホルダー用溝部18に、位置決め載置すればよい。なお、電極材料、電解液などの蓄電池の内容物を電極ホルダー58に入れる前に、電極ホルダー58を下側容器16の電極ホルダー用溝部18に、位置決め載置して、この状態で上記したように、電極材料、電解液などの蓄電池の内容物を電極ホルダー58に入れるようにしても良い。
As shown in FIG. 2, the
さらに、本発明の試験用電池セル10は、図1〜図5に示したように、電極ホルダー58の電極収容凹部62に対応した略矩形形状で、電極ホルダー58の電極収容凹部62の内周側に嵌合するように配置された電極押さえ部材100が配置されている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 5, the
この電極押さえ部材100には、4つの小径のバネ支持凹部102が形成されており、このバネ支持凹部102に、圧縮状態で圧縮バネ104が介装されている。
The
なお、この電極押さえ部材100は、絶縁材料、例えば、テフロン(登録商標)などの樹脂材からなる絶縁材料から構成されている。また、圧縮バネ104は、例えば、SUS304などのステンレス鋼などの電気伝導性を有する金属から構成されている。
The
また、図1〜図4に示したように、上側容器14の頂板部32には、参照電極用端子台94に形成された参照電極用接続穴94aに対応する位置に、参照電極用端子部106が形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図4に示したように、この参照電極用端子部106は、上側容器14の頂板部32に上下に貫通する形成された参照電極用貫通孔108を備えており、この参照電極用貫通孔108を貫通するように、参照電極用電気接続部材110の上端部110aが挿通されている。
As shown in FIG. 4, the reference
なお、この実施例の場合には、参照電極用電気接続部材110を参照電極用接続穴94aに螺着する構成としたが、嵌合するようにすることももちろん可能である。
In this embodiment, the reference electrode electrical connecting
また、図4に示したように、この参照電極用貫通孔108には、PTFEなどのフッ素樹脂材を用いたリング形状のシール部材113を挟んで、参照電極用電気接続部材110を支持する支持部材を構成する、例えば、SUS316などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクター部材112が螺着されている。図4に示したように、このコネクター部材112には、その内部に貫通孔114が形成されている。
As shown in FIG. 4, the reference electrode through
また、図4に示したように、コネクター部材112の貫通穴114には、例えば、PTFE樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成される絶縁チューブ116が装着されている。
Further, as shown in FIG. 4, an insulating
この状態で、参照電極用電気接続部材110の上端部110aが、コネクター部材112の貫通孔114に挿通される。そして、参照電極用電気接続部材110の上端部110aが、コネクター部材112の上端112aから突出するように挿着される。
In this state, the
また、コネクター部材112の上端112aに形成された傾斜凹部118に、例えば、PTFE樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成されるクサビ形状の絶縁フェルール120が装着されている。
Further, a wedge-shaped insulating
そして、この絶縁フェルール120の貫通孔120aを貫通して、参照電極用電気接続部材110の上端部110aが、コネクター部材112の上端から突出するように挿着される。
Then, the
そして、この状態で、コネクター部材112の上端112aの外周に形成されたネジに螺合するように、例えば、SUS304などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクターナット122が装着される。
In this state, a
この状態で、参照電極用電気接続部材110の上端部110aが、コネクターナット122の貫通孔122aを介して、コネクターナット122の上方に突出するようになっている。これにより、参照電極用電気接続部材110が、コネクター部材112によって支持され固定されている。
In this state, the
また、図1〜図5に示したように、上側容器14の頂板部32には、第1の接続部保持部64の第1の端子台66に形成された第1の接続穴66aに対応する位置に、第1の端子部124が形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
なお、この第1の端子部124は、前述の参照電極用端子部106とその構成が同じであるので、その詳細な説明は省略する。
The first
但し、第1の端子部124には、参照電極用電気接続部材110の代わりに、第1の電極用電気接続部材126が装着されている。
また、第1の電極用電気接続部材126の下端部126bは、小径のネジ部となっており、第1の接続部保持部64の第1の端子台66に形成された第1の接続穴66aに形成されたネジ部と螺着して、電気的接続がなされるようになっている。
However, the first electrode
The
また、同様に、図1〜図5に示したように、上側容器14の頂板部32には、第2の接続部保持部76の第2の端子台78に形成された第2の接続穴78aに対応する位置に、第2の端子部128が形成されている。
Similarly, as shown in FIGS. 1 to 5, the second connection hole formed in the second
なお、この第2の端子部128は、前述の参照電極用端子部106とその構成が同じであるので、その詳細な説明は省略する。
The second
但し、第2の端子部128には、参照電極用電気接続部材110の代わりに、第2の電極用電気接続部材130が装着されている。
また、第2の電極用電気接続部材130の下端部130bは、小径のネジ部となっており、第2の接続部保持部76の第2の端子台78に形成された第2の接続穴78aに形成されたネジ部と螺着して、電気的接続がなされるようになっている。
However, a second electrode
The
このように構成される本発明の試験用電池セル10は、図2に示したように、組み立てられる。
The
先ず、上記のように、電解液を、電極収容凹部62に注入した状態で、図2に示したように、電極ホルダー58を下側容器16の電極ホルダー用溝部18に、位置決め載置する。
First, as described above, the
そして、バネ支持凹部102に圧縮バネ104を介装した状態の電極押さえ部材100を、電極ホルダー58の電極収容凹部62の内周側に嵌合するように配置する。
Then, the
そして、下側容器16のガイド棒部材26を、上側容器14の締結用フランジ28に形成されたガイド孔28bに挿入することによって、上側容器14と下側容器16が位置だしされることになる。
これにより、下側容器16の外側シール部材20bの外側の平板部22の締結ボルト用のネジ穴24と、上側容器14の締結用フランジ28に形成された締結ボルト用貫通孔28aとが合致した状態となる。
Then, the
Thereby, the
この状態で、上側容器14の締結用フランジ28に形成された締結ボルト用貫通孔28aを介して、締結ボルト132を、下側容器16の締結ボルト用のネジ穴24に締め付けることによって、上側容器14と下側容器16を締結する。
In this state, by tightening the
この状態では、上側容器14の内部には、蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を構成する電池収容空間34が形成され、上側容器14の電池収容空間34と、下側容器16の電極ホルダー用溝部18とから、電池収容部36が形成されている。
In this state, a
この電池収容部36内に、蓄電池の材料である正電極204、負電極210、セパレーター212、ならびに測定用のセパレーター212がセットされた電極ホルダー58が収容されることになる。
The
また、この状態では、圧縮バネ104に作用によって電極押さえ部材100によって、蓄電池の材料である正電極204、負電極210、セパレーター212が押え付けられた状態となっており、すなわち、加圧密着された状態となる。このため、各当接面間の電気抵抗が下がり、蓄電池として充放電が可能な状態となり、正確な測定を実施することができる。
Further, in this state, the
次に、参照電極用電気接続部材110を、その下端部110bから、参照電極用端子部106の絶縁フェルール120の貫通孔120aより容器本体12内に挿通し、この状態で、参照電極用電気接続部材110の下端部110bを参照電極用端子台94に形成された参照電極用電気接続穴94aに螺合する。
Next, the reference electrode electrical connecting
同様に、第1の電極用電気接続部材126を、その下端部126bから、容器本体12内に挿通し、下端部126bを第1の接続部保持部64の第1の端子台66に形成された第1の電気接続穴66aに螺合する。
Similarly, the first electrode
同様に、第2の電極用電気接続部材130を、その下端部130bから、容器本体12内に挿通し、下端部130bを第2の接続部保持部76の第2の端子台78に形成された第2の接続穴78aに螺合する。
Similarly, the second electrode
そして、参照電極用端子部106、第1の端子部124、第2の端子部128のそれぞれのコネクターナット122を締め付ける。
Then, the
さらに、ガス抜きプラグ40を上側容器14に螺着することによって、本発明の試験用電池セル10が組み立てられる。
Furthermore, the
そして、試験用電池セル10をグローブボックス外に取り出して、試験用電池セル10を、例えば、ポテンショスタットなどの測定器に接続して、三電極式の測定を行う。
Then, the
なお、ポテンショスタットなどの測定器への接続は、第1の電極(正電極204)は、上側容器14の第1の接続部保持部64に電気的に接続された第1の電極用電気接続部材126より、第2の電極(負電極210)は、第2の接続部保持部76に電気的に接続された第2の電極用電気接続部材130より、参照電極90は、参照電極用保持部92に電気的に接続された参照電極用電気接続部材110より、それぞれケーブル配線にて接続される。
Note that the first electrode (positive electrode 204) is electrically connected to the first connection
また、測定を終えたら、試験用電池セル10をグローブボックス内に収容し、試験用電池セル10を分解して、電極などを取り出せば良い。
When the measurement is completed, the
なお、ガス抜きプラグ40により、セル内のガスを完全に外部に放出した後に、試験用電池セル10を安全に分解することができる。
Note that the
このように構成される本発明の試験用電池セル10によれば、電極ホルダー58の電極収容凹部62に、蓄電池の内容物である第1の電極(例えば、正電極204)と、第2の電極(例えば、負電極210)と、第1の電極と第2の電極との間にセパレーター212を介装した状態で、電解液に浸漬した状態とすることができる。
According to the
そして、第1の電極の接続部(例えば、正電極204の正極用接続部202)を、第1の接続部保持部64により、電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができる。同様に、第2の電極の接続部(例えば、負電極210の負極用接続部208)を、第2の接続部保持部76により、電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができる。
Then, the first electrode connecting portion (for example, the positive
さらに、このように蓄電池の内容物を収容した状態の電極ホルダー58を、容器本体12の電池収容部36に脱着自在に配置することができる。
Furthermore, the
また、第1の電極用電気接続部材126を備えた第1の端子部124によって、第1の接続部保持部64に保持された第1の電極の接続部(例えば、正電極204の正極用接続部202)に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。
Further, the first electrode connecting portion (for example, for the positive electrode of the positive electrode 204) held by the first connecting
同様に、第2の電極用電気接続部材130を備えた第2の端子部128によって、第2の接続部保持部76に保持された第2の電極の接続部(例えば、負電極210の負極用接続部208)に電気的に接続され、これを容器本体外部に取り出すことができる。
Similarly, the second electrode connection portion (for example, the negative electrode of the negative electrode 210) held by the second connection
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、研究開発中の電極材料の性能を評価するために、例えば、充放電を行った際に、その充放電特性といった基本測定を始め、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、ガスパイプによるセル内部で発生するガスの収集など、各種測定試験を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, the structure is simple, the structure is compact, the cost can be reduced, and in order to evaluate the performance of the electrode material under research and development, for example, when charging and discharging are performed, For testing to perform various measurement tests such as basic measurement such as charge / discharge characteristics, temperature measurement inside the cell with thermocouple, pressure measurement inside the cell with pressure gauge, gas collection inside the cell with gas pipe, etc. A test battery cell used as a bipolar cell or a triode cell for testing can be provided.
本発明によれば、第1の電極の接続部(例えば、正電極204の正極用接続部202)を、第1の接続部保持部64により、電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができるとともに、第2の電極の接続部(例えば、負電極210の負極用接続部208)を、第2の接続部保持部76により、電解液が収容されている電極収容凹部62の外部に脱着自在に保持することができる。
すなわち、接続部を、電気抵抗の大きな電解液に触れずに、外部と電気抵抗が小さい状態で電気的に接続することができる。
According to the present invention, the connection portion of the first electrode (for example, the positive
That is, the connection portion can be electrically connected to the outside in a state where the electrical resistance is small without touching the electrolytic solution having a large electrical resistance.
また、いわゆる「ラミネート型蓄電池」、例えば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に用いられる集電方法は、集電箔とタブを溶接し、電気抵抗の大きな電解液に触れず、接続部であるタブを用いて、外部と電気抵抗を小さい状態で接続される。 In addition, the current collecting method used in so-called “laminated storage battery”, for example, a laminated lithium ion storage battery, welds the current collecting foil and the tab, does not touch the electrolytic solution having a large electric resistance, and uses the tab as the connection portion. Thus, it is connected to the outside with a small electrical resistance.
従って、本発明によれば、ラミネート型蓄電池と同様に、電気抵抗を小さい状態で外部と電気接続することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to make an electrical connection with the outside in a state where the electrical resistance is small, similarly to the laminated storage battery.
また、本発明は、有効な電極面は角型形状で、Lの字に打ちぬかれた電極を用いることができる。 In the present invention, an effective electrode surface is a square shape, and an electrode cut into an L shape can be used.
従って、本発明によれば、集電箔とタブを溶接する工程を省略し、高価な溶接機を購入する必要がない。 Therefore, according to the present invention, the step of welding the current collector foil and the tab is omitted, and there is no need to purchase an expensive welding machine.
また、本発明は、ラミネート型リチウムイオン蓄電池の外装体内に収容された電極体をそのまま用いることが可能で、その電極体が単層電極体でも、複数積層された電極体でも、扁平形状に捲回された電極体でも、電極ホルダー58に収容し、正極用および負極用の接続部であるタブを、第1の接続部保持部64と第2の接続部保持部76に固定し、外部と電気接続が可能である。
Further, the present invention can directly use an electrode body accommodated in an outer package of a laminated lithium ion storage battery, and the electrode body can be flattened regardless of whether it is a single layer electrode body or a plurality of stacked electrode bodies. The rotated electrode body is also accommodated in the
従って、本発明によれば、ラミネート型リチウムイオン蓄電池に使用される電極体を、その状態で使用できるので、実際に近い再現性のある評価を行うことが可能な汎用性のある試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セルを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, since the electrode body used for the laminate type lithium ion storage battery can be used in that state, the versatile test bipolar electrode capable of performing reproducible evaluation close to actuality. A test battery cell used as a cell or a test triode cell can be provided.
また、本発明によれば、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応した複数の電極ホルダー58を準備しておくだけで、異なるサイズ、形状の正電極204と負電極210に対応することができ、汎用性に優れている。
Further, according to the present invention, it is possible to correspond to the
また、本発明によれば、試験中において、セル内に大量にガスが発生しても、安全弁部44より外部にガスを放出することによって、容器本体12の変形や破裂を防止できるので、安全に試験を行うことが可能である。
Further, according to the present invention, even if a large amount of gas is generated in the cell during the test, the
また、本発明によれば、試験終了後に、ガス抜きプラグ40によりセル内のガスを外部に放出することができるので、ガス放出後に安全に試験用電池セル10を分解することが可能である。
Further, according to the present invention, the gas in the cell can be released to the outside by the gas vent plug 40 after the test is completed, so that the
また、本発明は、参照電極保持部材96は、電極収容凹部本体62aに収容された、負電極210の一辺209、および、正電極204の一辺203に対して、平行に接離することができ、参照電極装着部98の下方の水平部分98bに、薄状の参照電極90を線状に巻き付けるように装着されている。
Further, according to the present invention, the reference
すなわち、参照電極90に対して、例えば、負電極210の電位を測定する場合、参照電極90は、負電極210の一辺209に対して、線状に平行に配置されるので、その電極間に流れる電流密度は均一になるようにすることが可能となり、確実で安定した電位測定が可能となる。
That is, for example, when measuring the potential of the
従って、本発明によれば、構造が簡単で、コンパクトな構造で、コストを低減することができ、実電池では困難な、参照電極90を用いた三電極式の測定が可能である。
Therefore, according to the present invention, the structure is simple, the structure is compact, the cost can be reduced, and the three-electrode type measurement using the
また、後述する実施例2のように、例えば、熱電対によるセル内部の温度測定、圧力ゲージによるセル内部の圧力測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる試験用電池セルを提供することができる。 In addition, as in Example 2, which will be described later, for example, various types of measurement tests such as measurement of temperature inside the cell with a thermocouple, measurement of pressure inside the cell with a pressure gauge, and collection of gas generated inside the cell, etc. The test battery cell which can be set as the structure to perform can be provided.
さらに、後述する実施例3のように、このような本発明の試験用電池セル10を用いて、これを簡単に二極化して、充放電試験を行うことができる。
(実施例2)
Furthermore, like Example 3 mentioned later, this can be easily bipolarized using the
(Example 2)
図12は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの斜視図、図13は、図12のE−E線での試験用電池セルの断面図である。 12 is a perspective view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the test battery cell taken along line EE of FIG.
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10では、容器本体12が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部134を備えている。
In the
この実施例では、内部アクセス用接続部134として、ガスパイプ接続用の内部アクセス用接続部134を示している。
In this embodiment, as the internal
図12〜図13に示したように、内部アクセス用接続部134は、上側容器14の頂板部32には、内部アクセス用貫通孔136が形成されている。
As shown in FIGS. 12 to 13, the internal
この内部アクセス用貫通孔136には、内部アクセス部材としてガスパイプ138を支持する支持部材を構成する、例えば、SUS316などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクター部材140が、例えば、フッ素樹脂製のリング形状のシール部材141を挟んで、螺着されている。図13に示したように、このコネクター部材140には、その内部に貫通孔142が形成されている。
In the internal access through
そして、このコネクター部材140の貫通孔142の上部に、ガスパイプ138の下端部138aが挿着されている。
A
また、図13に示したように、コネクター部材140の上端に形成された傾斜凹部144に、例えば、金属製、PTFE樹脂などのフッ素樹脂などの絶縁材料から構成されるクサビ形状のフェルール146が装着されている。
Further, as shown in FIG. 13, a wedge-shaped
そして、このフェルール146の貫通孔146aを貫通して、ガスパイプ138の上端部138bが、コネクター部材140の上端から突出するように挿着される。
Then, the
そして、この状態で、コネクター部材140の上端140aの外周に形成されたネジに螺合するように、例えば、SUS304などのステンレス鋼などの金属から構成されるコネクターナット148が装着される。
In this state, a
これにより、ガスパイプ138が、コネクター部材140によって支持され固定されている。
Thereby, the
ガスパイプ138に、図示しない圧力ゲージやバルブやその両方を、取り付けることが可能となり、例えば、充放電試験を行った際に、圧力ゲージによりセル内部の圧力が測定でき、内部で発生するガスの収集など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
It is possible to attach a pressure gauge and / or a valve (not shown) to the
なお、この実施例では、内部アクセス部材としてガスパイプ138を用いたが、熱電対、その他の内部アクセス部材を用いることができる。
In this embodiment, the
このように構成することによって、容器本体12が、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部134を備えるので、内部アクセス用接続部を介して、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、セル内部の圧力の測定、セル内部で発生するガスの収集などの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
(実施例3)
With this configuration, the container
(Example 3)
図14は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention.
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10は、基本的には、図15〜図14に示したように、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10において、参照電極90、参照電極保持部材96、参照電極装着部98、参照電極用電気接続部材110などを取り外して二極化した構成である。
As shown in FIGS. 15 to 14, the
また、コネクター部材112の絶縁フェルール120に貫通孔120aを設けない盲フェルール150を使用している。
Moreover, the
すなわち、この実施例の試験用電池セル10で、コネクター部材112の貫通孔114を、脱着自在な閉塞部材である絶縁フェルール120に貫通孔120aを設けない盲フェルール150で閉塞している。
That is, in the
このように構成することによって、実施例1の試験用電池セル10において、参照電極90と、参照電極用電気接続部材110を取り外すだけで、簡単に二極化でき、例えば、正負極の電位測定のためなどの測定試験など多種類の測定試験を行う構成にすることができる。
With this configuration, in the
なお、この実施例において、盲フェルール150は、絶縁フェルール120と同じ絶縁材料(テフロン(登録商標))を用いているが、絶縁材である必要はないので、SUS316などの金属材料でも構わない。
In this embodiment, the
このように構成することによって、上側容器14の頂板部32に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔108を、閉塞部材である盲フェルール150で閉塞するだけで、簡単に二極化することができ、例えば、充放電試験を行うことができる。
(実施例4)
With this configuration, the reference electrode through-
Example 4
図15は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention.
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10は、基本的には、図15〜図14に示した実施例3の試験用電池セル10と同様に、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10において、参照電極90と、参照電極用電気接続部材110とを取り外して二極化した構成である。
The
この実施例の試験用電池セル10では、コネクター部材112も取り外して、上側容器14の頂板部32に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔108を、リング形状のシール部材153を挟んで、閉塞部材である盲プラグ152で直接脱着自在に閉塞したものである。
In the
なお、この実施例において、盲プラグ152には、SUS304などの金属材料を、シール部材153には、PTFEなどのフッ素樹脂材料を用いたが、機械的強度及び耐薬品性により、便宜変更可能である。
In this embodiment, a metal material such as SUS304 is used for the
このように構成することによって、上側容器14の頂板部32に上下に貫通するように形成された参照電極用貫通孔108を、閉塞部材である盲プラグ152で閉塞するだけで、簡単に二極化することができ、例えば、充放電試験を行うことができる。
(実施例5)
With this configuration, the reference electrode through-
(Example 5)
図16は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。 FIG. 16 is an exploded perspective view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention.
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10では、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10において、図16に示したように、電極ホルダー58に、参照電極収容用溝部88が形成されておらず、電極ホルダー本体60には、参照電極90と、参照電極用端子台94、参照電極保持部材96などの参照電極用接続部保持部92も形成されていない。
In the
さらに、参照電極用貫通孔108、参照電極用電気接続部材110などの参照電極用端子部106が形成されていない。
Further, the reference
すなわち、この実施例の試験用電池セル10は、二極セルであって、例えば、充放電試験を行うことができるように構成したものである。
(実施例6)
In other words, the
(Example 6)
図17は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図である。 FIG. 17 is an exploded perspective view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention.
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10では、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10において、図17に示したように、上側容器14を平板形状として、上側容器14の内部には、電池収容部を構成する電池収容空間34が形成されていない。
In the
このために、図17に示したように、下側容器16の電極ホルダー用溝部18の深さを深くすることによって、下側容器16に電池収容部を構成する電池収容空間34が形成されている構成である。
For this purpose, as shown in FIG. 17, by increasing the depth of the
また、下側容器16の側壁16aに、ガス抜き用穴38が形成され、このガス抜き用穴38のネジ穴に、ガス抜きプラグ40のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ40が、ガス抜き用穴38に装着されている。
Further, a
さらに、下側容器16の側壁16aと対向する他辺側の側壁16bには、ガス抜き用穴38と対向する位置に、実施例1と同様な構成の安全弁部44が形成されている。
Further, a
このように、電池収容部を構成する電池収容空間34は、上側容器14、下側容器16、または、上側容器14と下側容器16の両方に、電池収容部を構成する電池収容空間34を形成することができる。
(実施例6)
As described above, the
(Example 6)
図18は、本発明の別の実施例の試験用電池セルの分解斜視図、図19は、図18の試験用電池セルにおいて、上側容器14を取り外した状態の上面図である。
18 is an exploded perspective view of a test battery cell according to another embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a top view of the test battery cell of FIG. 18 with the
この実施例の試験用電池セル10は、図1〜図11に示した実施例1の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の試験用電池セル10は、図17に示した実施例5の試験用電池セル10と基本的には同様な構成であり、上側容器14を平板形状として、上側容器14の内部には、電池収容部を構成する電池収容空間34が形成されていない。
The
このために、図18〜図19に示したように、下側容器16の電極ホルダー用溝部18の深さを深くすることによって、下側容器16に電池収容部を構成する電池収容空間34が形成されている構成である。
For this purpose, as shown in FIGS. 18 to 19, by increasing the depth of the
また、下側容器16の側壁16aに、実施例1と同様な構成の安全弁部44が形成されている。
Further, a
さらに、この実施例の試験用電池セル10では、図18に示したように、ガス抜き用穴38が、上側容器14の頂板部32に形成され、このガス抜き用穴38のネジ穴に、ガス抜きプラグ40のネジ部が螺着されて、ガス抜きプラグ40が、ガス抜き用穴38に装着されている。
Furthermore, in the
さらに、図18〜図19に示したように、下側容器16の側壁16aの安全弁部44と対向する他辺側の側壁16bには、実施例1と同様な構成の参照電極用端子部106、第1の端子部124、第2の端子部128が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 18 to 19, the reference
また、図18〜図19に示したように、この実施例の試験用電池セル10では、参照電極用端子台94の上面ではなく、下側容器16の側壁16b側に、参照電極用端子台94の側面に、参照電極用電気接続部材110を電気的に接続するための参照電極用接続穴94aが形成されている。さらに、参照電極保持部材96には、長穴形状のスリット96cが形成されていない。
Further, as shown in FIGS. 18 to 19, in the
さらに、図18〜図19に示したように、この実施例の試験用電池セル10では、第1の接続部保持部64の第1の端子台66の上面ではなく、下側容器16の側壁16b側に、第1の接続穴66aが形成されている。
Further, as shown in FIGS. 18 to 19, in the
同様に、図18〜図19に示したように、この実施例の試験用電池セル10では、第2の接続部保持部76の第2の端子台78の上面ではなく、下側容器16の側壁16b側に、第2の接続穴78aが形成されている。
なお、この実施例では、ガイド棒部材26、ガイド孔28bを省略し、その代わりに、その部位に、ネジ穴24、締結ボルト用貫通孔28a、締結ボルト132を設けている。
Similarly, as shown in FIGS. 18 to 19, in the
In this embodiment, the
このように、参照電極用端子部106、第1の端子部124、第2の端子部128、安全弁部44、ガス抜き用穴38の位置は、限定されるものではなく、容器本体12(上側容器14と下側容器16)いずれの箇所に設けてもよく、その配置位置は何ら限定されるものではない。
As described above, the positions of the reference
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、いわゆる四角柱形状の角型の試験用電池セル10に適用したが、略円盤形状、その他の形状の試験用電池セル10に適用することも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a so-called square prism-shaped
本発明は、封入容器内に封入された、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器に用いられる、マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池等の一次電池や、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池、二重層キャパシター、コンデンサーなどに適用することができる。 The present invention relates to a primary battery such as a manganese battery, an alkaline battery, a lithium battery, a lead storage battery, a nickel-cadmium battery, and the like used in electronic equipment such as a personal computer, a mobile phone, and a digital camera enclosed in a sealed container. It can be applied to secondary batteries such as nickel / hydrogen batteries and lithium ion batteries, double layer capacitors, capacitors and the like.
より詳細には、このような蓄電池において、封入容器内の内容物に対して、実際の蓄電池の内部において、どのような電圧の挙動が発生しているのかなどを知るために、例えば、参照電極による正負極の電位測定などの測定を実施するための試験用二極セル、試験用三極セルとして用いる試験用電池セル、および、試験用三極セルを用いて二極化して、従来の試験用二極セルと同様に使用でき、さらに、例えば、熱電対による電池内部の温度の測定、圧力の測定、内部で発生するガスの収集などの測定試験を実施するための試験用二極セルとして用いる試験用電池セルに適用することができる。 More specifically, in such a storage battery, in order to know what voltage behavior is occurring inside the actual storage battery with respect to the contents in the enclosed container, for example, a reference electrode A conventional bipolar test using a test bipolar cell, a test battery cell used as a test tripolar cell, and a test tripolar cell to perform measurements such as positive and negative electrode potential measurements For example, as a test bipolar cell for conducting measurement tests such as measurement of the temperature inside the battery with a thermocouple, measurement of pressure, collection of gas generated inside, etc. It can be applied to the test battery cell used.
10 試験用電池セル
12 容器本体
14 上側容器
16 下側容器
16a 側壁
16b 側壁
18 電極ホルダー用溝部
20a 内側シール部材
20b 外側シール部材
22 平板部
24 ネジ穴
26 ガイド棒部材
28 締結用フランジ
28a 締結ボルト用貫通孔
28b ガイド孔
30 側壁
30a 側壁
30b 側壁
32 頂板部
34 電池収容空間
36 電池収容部
38 ガス抜き用穴
40 ガス抜きプラグ
40a 摘み部
42 シール部材
44 圧力弁部
46 ガス排出孔
48 圧力弁部収容凹部
50 シールホルダー
50a シール部材
50b 連通孔
52 ラプチャー板
54 押え部材
56 押しネジ
56a 貫通孔
58 電極ホルダー
60 電極ホルダー本体
62 電極収容凹部
62a 電極収容凹部本体
62b 第1の溝部
62c 第2の溝部
64 第1の接続部保持部
66 第1の端子台
66a 第1の接続穴
68 第1の接続部押え部材
70 第1の締め付けネジ
76 第2の接続部保持部
78 第2の端子台
78a 第2の接続穴
80 第2の接続部押え部材
82 第2の締め付けネジ
88 参照電極収容用溝部
90 参照電極
92 参照電極用接続保持部
94 参照電極用端子台
94a 参照電極用接続穴
94b ガイド溝
96 参照電極保持部材
96a 上板部
96b ネジ穴
96c スリット
96d 締め付けネジ
98 参照電極装着部
98a 垂直部分
98b 水平部分
100 電極押さえ部材
102 バネ支持凹部
104 圧縮バネ
106 参照電極用端子部
108 参照電極用貫通孔
110 参照電極用電気接続部材
110a 上端部
110b 下端部
112 コネクター部材
113 シール部材
114 貫通孔
116 絶縁チューブ
118 傾斜凹部
120 絶縁フェルール
120a 貫通孔
122 コネクターナット
122a 貫通孔
124 第1の端子部
126 第1の電極用電気接続部材
126a 上端部
126b 下端部
128 第2の端子部
130 第2の電極用電気接続部材
130a 上端部
130b 下端部
132 締結ボルト
134 内部アクセス用接続部
136 内部アクセス用貫通孔
138 ガスパイプ
138a 下端部
138b 上端部
140 コネクター部材
141 シール部材
142 貫通孔
144 傾斜凹部
146 フェルール
146a 貫通孔
148 コネクターナット
150 盲フェルール
152 盲プラグ
153 シール部材
200 正電極部
202 正極用接続部
203 一辺
204 正電極
206 負電極部
208 負極用接続部
209 一辺
210 負電極
212 セパレーター
214 電極積層体
300 試験用電池セル
302 凹部
304 セル本体
306 蓋体
308 突起
310 試験極収容部
312 電解液越流溜り部
314 平面部
316 凹溝
318 平面部
320 スペーサー
322 試験極
324 セパレーター
326 対極
328 対極集電板
330 加圧バネ
332 ボルト
334 ナット
336 集電ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test battery cell 12 Container main body 14 Upper container 16 Lower container 16a Side wall 16b Side wall 18 Electrode holder groove part 20a Inner sealing member 20b Outer sealing member 22 Flat plate part 24 Screw hole 26 Guide rod member 28 Fastening flange 28a For fastening bolt Through hole 28b Guide hole 30 Side wall 30a Side wall 30b Side wall 32 Top plate portion 34 Battery accommodating space 36 Battery accommodating portion 38 Gas vent hole 40 Gas vent plug 40a Knob portion 42 Seal member 44 Pressure valve portion 46 Gas exhaust hole 48 Pressure valve portion accommodating Recess 50 Seal holder 50a Seal member 50b Communication hole 52 Rupture plate 54 Press member 56 Press screw 56a Through hole 58 Electrode holder 60 Electrode holder body 62 Electrode housing recess 62a Electrode housing recess body 62b First groove 62c Second groove 64 Second 1 connection part holding part 66 1st Terminal block 66a First connection hole 68 First connection portion pressing member 70 First tightening screw 76 Second connection portion holding portion 78 Second terminal block 78a Second connection hole 80 Second connection portion pressing member 82 Second clamping screw 88 Reference electrode accommodating groove 90 Reference electrode 92 Reference electrode connection holding portion 94 Reference electrode terminal block 94a Reference electrode connection hole 94b Guide groove 96 Reference electrode holding member 96a Upper plate portion 96b Screw hole 96c Slit 96d Clamping screw 98 Reference electrode mounting portion 98a Vertical portion 98b Horizontal portion 100 Electrode holding member 102 Spring support recess 104 Compression spring 106 Reference electrode terminal portion 108 Reference electrode through hole 110 Reference electrode electrical connection member 110a Upper end portion 110b Lower end Portion 112 Connector member 113 Seal member 114 Through hole 116 Insulating tube 118 Inclined recess 1 0 Insulating ferrule 120a Through hole 122 Connector nut 122a Through hole 124 First terminal portion 126 First electrode electrical connection member 126a Upper end portion 126b Lower end portion 128 Second terminal portion 130 Second electrode electrical connection member 130a Upper end Portion 130b Lower end 132 Fastening bolt 134 Internal access connection 136 Internal access through hole 138 Gas pipe 138a Lower end 138b Upper end 140 Connector member 141 Seal member 142 Through hole 144 Inclined recess 146 Ferrule 146a Through hole 148 Connector nut 150 Blind ferrule 152 Blind plug 153 Seal member 200 Positive electrode part 202 Positive electrode connection part 203 One side 204 Positive electrode 206 Negative electrode part 208 Negative electrode connection part 209 One side 210 Negative electrode 212 Separator 214 Electrode laminated body 300 Test battery cell 302 Recess 304 Cell body 306 Lid 308 Protrusion 310 Test electrode accommodating portion 312 Electrolyte overflow reservoir 314 Flat portion 316 Concave groove 318 Flat portion 320 Spacer 322 Test electrode 324 Separator 326 Counter electrode 328 Counter electrode current collector plate 330 Pressure spring 332 Bolt 334 Nut 336 Current collector bolt
Claims (13)
上下一対の脱着自在に構成され、前記蓄電池の内容物を収容する密閉空間を構成する電池収容部を形成する上側容器と下側容器とから構成される容器本体と、
前記容器本体の電池収容部に脱着自在に配置され、前記蓄電池の内容物を収容する電極ホルダーとを備え、
前記電極ホルダーが、
前記蓄電池の第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に介装され、第1の電極と第2の電極とを絶縁状態に保持するセパレーターと、電解液とを収容する電極収容凹部と、
前記第1の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第1の接続部保持部と、
前記第2の電極の接続部を前記電極収容凹部の外部に脱着自在に保持する第2の接続部保持部とを備え、
前記容器本体が、
前記第1の接続部保持部に保持された第1の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第1の端子部と、
前記第2の接続部保持部に保持された第2の電極の接続部に電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す第2の端子部とを備えることを特徴とする試験用電池セル。 A battery cell for testing provided with a sealed container for test evaluation of electrode materials used for storage batteries,
A container main body composed of an upper container and a lower container, which are configured to be detachable in a pair of upper and lower sides, and form a battery housing portion that constitutes a sealed space that houses the contents of the storage battery;
An electrode holder that is detachably disposed in the battery accommodating portion of the container body and accommodates the contents of the storage battery,
The electrode holder is
A separator that is interposed between the first electrode, the second electrode, and the first electrode and the second electrode, and holds the first electrode and the second electrode in an insulated state; An electrode housing recess for housing the electrolyte solution;
A first connection portion holding portion that detachably holds the connection portion of the first electrode outside the electrode housing recess;
A second connection portion holding portion for detachably holding the connection portion of the second electrode outside the electrode housing recess,
The container body is
A first terminal portion that is electrically connected to the connection portion of the first electrode held by the first connection portion holding portion, and is taken out of the container body;
A test battery cell comprising: a second terminal portion that is electrically connected to a connection portion of the second electrode held by the second connection portion holding portion and is taken out of the container body.
前記電極ホルダーの電極収容凹部内に相互に絶縁状態で収容された第1の電極と第2の電極と絶縁状態で、前記電極ホルダーの電極収容凹部内に配置される参照電極と、
前記参照電極を、脱着自在に保持する参照電極保持部材とを備え、
前記容器本体が、
前記参照電極保持材に対して電気的に接続され、前記容器本体外部に取り出す参照電極用端子部を備えることを特徴とする請求項1に記載の試験用電池セル。 The electrode holder is
A reference electrode disposed in the electrode housing recess of the electrode holder in an insulated state with the first electrode and the second electrode housed in an insulated state in the electrode housing recess of the electrode holder;
A reference electrode holding member that detachably holds the reference electrode;
The container body is
2. The test battery cell according to claim 1, further comprising a reference electrode terminal portion that is electrically connected to the reference electrode holding member and is taken out of the container main body.
前記参照電極用端子部の代わりに、熱電対、ガスパイプなどの内部アクセス部材を脱着自在に装着する内部アクセス用接続部を備えることを特徴とする請求項2に記載の試験用電池セル。 Remove the reference electrode and the terminal portion for the reference electrode,
3. The test battery cell according to claim 2, further comprising an internal access connecting portion that detachably mounts an internal access member such as a thermocouple or a gas pipe instead of the reference electrode terminal portion.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017090224A (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 株式会社島津製作所 | Gas analysis cell and gas analysis system |
JP2018119961A (en) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | ツィンファ ユニバーシティ | Battery testing apparatus |
CN111815936A (en) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 格力电器(武汉)有限公司 | Testing device of remote controller |
US10957943B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-03-23 | Lg Chem, Ltd. | Jig device for inspecting quality of secondary battery |
DE102019130507B3 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-12 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Electrical measuring arrangement for secondary alkaline solid electrolyte batteries |
CN114361658A (en) * | 2021-12-14 | 2022-04-15 | 江苏大学 | Variable-pitch metal-air fuel cell testing monomer |
-
2014
- 2014-02-19 JP JP2014029653A patent/JP2015153731A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017090224A (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 株式会社島津製作所 | Gas analysis cell and gas analysis system |
JP2018119961A (en) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | ツィンファ ユニバーシティ | Battery testing apparatus |
US10957943B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-03-23 | Lg Chem, Ltd. | Jig device for inspecting quality of secondary battery |
DE102019130507B3 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-12 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Electrical measuring arrangement for secondary alkaline solid electrolyte batteries |
CN111815936A (en) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 格力电器(武汉)有限公司 | Testing device of remote controller |
CN114361658A (en) * | 2021-12-14 | 2022-04-15 | 江苏大学 | Variable-pitch metal-air fuel cell testing monomer |
CN114361658B (en) * | 2021-12-14 | 2024-04-09 | 江苏大学 | Variable-pitch metal-air fuel cell test monomer |
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