JP5605344B2 - Battery evaluation jig and battery evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は,電池の評価用治具および電池の評価方法に関する。さらに詳細には,電極芯材に塗工液を塗工することなく,塗工液を用いて製造される電池の性能を評価する電池の評価用治具および電池の評価方法に関するものである。   The present invention relates to a battery evaluation jig and a battery evaluation method. More specifically, the present invention relates to a battery evaluation jig and a battery evaluation method for evaluating the performance of a battery manufactured using a coating liquid without coating the electrode core material with a coating liquid.

一般に,電池は種々の製造工程を経て製造される。例えば,リチウムイオン二次電池の製造工程には,電極反応を起こす電極合材層(正極合材層および負極合材層)となる塗工液を混練する塗工液混練工程と,電極芯材(正極芯材および負極芯材)に塗工液を塗工して電極板(正極板および負極板)を作成する電極板作成工程と,正極板および負極板を,これらの間にセパレータを介在させて積層して積層電極体とする電極体作成工程と,電池容器の内部に積層電極体を挿入するとともに電解液を注入して電池を組み立てる電池組立工程とを有するものがある。   Generally, a battery is manufactured through various manufacturing processes. For example, in the manufacturing process of a lithium ion secondary battery, a coating liquid kneading step for kneading a coating liquid that becomes an electrode mixture layer (a positive electrode mixture layer and a negative electrode mixture layer) that causes an electrode reaction, and an electrode core material Electrode plate preparation step of applying electrode plate (positive electrode plate and negative electrode plate) by applying a coating liquid to (positive electrode core material and negative electrode core material), and a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween In some cases, there are an electrode body preparation step of stacking and forming a stacked electrode body, and a battery assembly step of assembling a battery by inserting the stacked electrode body into the battery container and injecting an electrolyte.

したがって,電池の充放電容量や内部抵抗などの電池の性能評価は,上記のような製造工程を経た後でなされる。しかし,品質管理の観点から,製造工程の初期の段階においても電池の性能評価を行うことが好ましい。電池の品質に問題があった場合に,いずれの製造工程でその問題が発生したのか特定しやすいからである。また,原材料等の品質のばらつき等も把握することが可能であることもある。   Therefore, battery performance evaluation, such as battery charge / discharge capacity and internal resistance, is performed after the manufacturing process as described above. However, from the viewpoint of quality control, it is preferable to evaluate the performance of the battery even in the initial stage of the manufacturing process. This is because when there is a problem with the quality of the battery, it is easy to identify in which manufacturing process the problem has occurred. In addition, it may be possible to grasp variations in quality of raw materials and the like.

そのため,完成品である電池とする前に,電池の品質に関する試験を行うための技術が開発されてきている。例えば,特許文献1には,コバルト酸リチウムの評価方法が開示されている。特許文献1によれば,コバルト酸リチウムの粉体を加圧して一定の直流電圧を印加して電流値を測定することにより,コバルト酸リチウムの品質を評価することとしている(特許文献1の段落[0009]および図1,図2参照)。なお,その測定した電流値と,完成品である電池の初期放電容量との間には相関があるとしている(特許文献1の図2参照)。   For this reason, techniques for testing the quality of a battery have been developed before the battery is a finished product. For example, Patent Document 1 discloses a method for evaluating lithium cobalt oxide. According to Patent Document 1, the quality of lithium cobalt oxide is evaluated by pressurizing lithium cobalt oxide powder, applying a constant DC voltage, and measuring a current value (paragraph of Patent Document 1). [0009] and FIGS. 1 and 2). Note that there is a correlation between the measured current value and the initial discharge capacity of the battery that is a finished product (see FIG. 2 of Patent Document 1).

また,特許文献2には,リチウムイオン二次電池の電極板の性能を評価する電極板試験装置が開示されている(特許文献2の図1,図2等参照)。特許文献2によれば,試験電極板とその逆の極性の電極板とをセパレータを間にはさんで積層した状態で電極板の性能を評価するとしている(特許文献2の段落[0005],[0006]および図2参照)。また,その電極板試験装置には,測定時に試験電極板から発生するガスを抜くガス抜き孔が設けられている(特許文献2の段落[0013]および図2参照)。   Patent Document 2 discloses an electrode plate test apparatus for evaluating the performance of an electrode plate of a lithium ion secondary battery (see FIGS. 1 and 2 of Patent Document 2). According to Patent Document 2, the performance of an electrode plate is evaluated in a state in which a test electrode plate and an electrode plate of opposite polarity are stacked with a separator interposed therebetween (Patent Document 2, paragraph [0005], [0006] and FIG. 2). Further, the electrode plate testing apparatus is provided with a gas vent hole for venting gas generated from the test electrode plate during measurement (see paragraph [0013] of FIG. 2 and FIG. 2).

特開2000−277109号公報JP 2000-277109 A 特開2000−285909号公報JP 2000-285909 A

しかし,特許文献1に記載の技術では,電池の性能のうち初期放電容量を推定できるにとどまっている。すなわち,電池の内部抵抗やその他の評価項目については評価をすることができない。また,正極用塗工液に混入する他の材料や負極用塗工液も電池性能に影響を及ぼす。そして,その後の工程についても当然に電池性能に影響を与える。一方,特許文献2に記載の技術では,塗工・乾燥工程を経た電極板の評価をできるにとどまっている。すなわち,塗工・乾燥工程の前の混練した塗工液から電池の性能を評価することができるわけではない。   However, the technique described in Patent Document 1 can only estimate the initial discharge capacity of the battery performance. That is, the internal resistance of the battery and other evaluation items cannot be evaluated. In addition, other materials mixed in the positive electrode coating solution and the negative electrode coating solution also affect the battery performance. And the subsequent process naturally affects the battery performance. On the other hand, the technique described in Patent Document 2 can only evaluate an electrode plate that has undergone a coating / drying process. That is, the performance of the battery cannot be evaluated from the kneaded coating solution before the coating / drying step.

本発明は,前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ないで,混練された塗工液から電池の性能を評価することのできる電池の評価用治具および電池の評価方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the subject is to provide a battery evaluation jig and a battery evaluation method capable of evaluating the performance of the battery from the kneaded coating liquid without passing through the coating / drying process in the production line. It is to be.

この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における電池の評価用治具は,正極合材層を形成される正極集電部と,負極合材層を形成される負極集電部と,正極集電部と負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,容器の開口部を覆う蓋体と,容器と蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有するものである。そして,容器本体と蓋体との少なくとも一方は,正極集電部もしくは負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有する。さらに,状態情報検出部の検出する状態情報は,正極合材層もしくは負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報である。加えて,状態情報検出部は,集電部加圧部材により加圧された正極集電部もしくは負極集電部の変位量を測定する変位量測定部を有する。かかる電池の評価用治具を用いることで,通常の電池の製造工程である塗工・乾燥工程以降の工程による影響を排除して,電池の状態情報を取得することができる。また,種々の材料条件や混練条件により作成したペーストを用いて電池性能を評価することで,電池性能の優れた電池を作成するための材料条件や混練条件を探索することができる。さらに,電池の充放電の際に正極合材層や負極合材層で生じる,リチウムイオンを吸蔵・放出する反応の反応状態を検査することができる。加えて,正極集電部や負極集電部を介して,正極合材層や負極合材層の厚み方向の変位量の時間変化を測定することができる。 The battery evaluation jig according to one aspect of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, includes a positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed, a negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed, and , A container body provided with at least one of a positive electrode current collector and a negative electrode current collector, a lid that covers the opening of the container, a sealing member that seals a gap between the container and the lid, It has an electrolyte inflow part for inflowing the electrolyte toward the inside, and a gas outflow part for outflowing the gas toward the outside of the container. And at least one of a container main body and a cover body has at least one part of the status information detection part which detects the status information of a positive electrode current collection part or a negative electrode current collection part. Furthermore, the state information detected by the state information detection unit is information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer. In addition, the state information detection unit includes a displacement amount measurement unit that measures a displacement amount of the positive electrode current collector or the negative electrode current collector pressed by the current collector pressure member. By using such a battery evaluation jig, it is possible to obtain the battery state information by eliminating the influence of the processes after the coating / drying process, which is a normal battery manufacturing process. Further, by evaluating battery performance using pastes prepared under various material conditions and kneading conditions, it is possible to search for material conditions and kneading conditions for producing a battery with excellent battery performance. Furthermore, it is possible to inspect the reaction state of the reaction that occludes / releases lithium ions that occurs in the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer during charge / discharge of the battery. In addition, it is possible to measure the change over time in the amount of displacement in the thickness direction of the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer via the positive electrode current collector or the negative electrode current collector.

本発明の別の一態様における電池の評価用治具は,正極合材層を形成される正極集電部と,負極合材層を形成される負極集電部と,正極集電部と負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,容器の開口部を覆う蓋体と,容器と蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有するものである。そして,容器本体と蓋体との少なくとも一方は,正極集電部もしくは負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有する。さらに,状態情報検出部の検出する状態情報は,正極合材層もしくは負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報である。加えて,状態情報検出部は,正極集電部もしくは負極集電部に作用する面圧を測定する圧力測定部を有する。よって,正極集電部や負極集電部を介して,正極合材層や負極合材層の体積変化に起因する面圧分布の変化を測定することができる。 According to another aspect of the present invention, a battery evaluation jig includes a positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed, a negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed, a positive electrode current collector portion, and a negative electrode A container body provided with at least one of the current collector, a lid that covers the opening of the container, a sealing member that seals a gap between the container and the lid, and an electrolyte solution toward the inside of the container. It has an electrolyte inflow part for inflow and a gas outflow part for outflowing gas toward the outside of the container. And at least one of a container main body and a cover body has at least one part of the status information detection part which detects the status information of a positive electrode current collection part or a negative electrode current collection part. Furthermore, the state information detected by the state information detection unit is information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer. In addition, status information detecting unit, that have a pressure measuring unit for measuring the surface pressure acting on the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion. Thus, through the positive electrode current collecting portion and the negative electrode current collecting portion, Ru can be measured the change in surface pressure distribution caused by the volume change of the positive-electrode mixture layer and the negative-electrode mixture layer.

本発明の別の一態様における電池の評価用治具は,正極合材層を形成される正極集電部と,負極合材層を形成される負極集電部と,正極集電部と負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,容器の開口部を覆う蓋体と,容器と蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有するものである。そして,容器本体と蓋体との少なくとも一方は,正極集電部もしくは負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有する。さらに,状態情報検出部の検出する状態情報は,正極合材層もしくは負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報である。加えて,状態情報検出部は,容器における正極集電部もしくは負極集電部より外側の位置に配置されているとともに,赤外線を透過する赤外線透過部材を有する。よって,正極合材層や負極合材層での電極反応による発熱に起因する,正極集電部や負極集電部の温度の変化を測定することができる。また,耐久試験により,電池に内部短絡が生ずるか否かを検出することもできる。 According to another aspect of the present invention, a battery evaluation jig includes a positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed, a negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed, a positive electrode current collector portion, and a negative electrode A container body provided with at least one of the current collector, a lid that covers the opening of the container, a sealing member that seals a gap between the container and the lid, and an electrolyte solution toward the inside of the container. It has an electrolyte inflow part for inflow and a gas outflow part for outflowing gas toward the outside of the container. And at least one of a container main body and a cover body has at least one part of the status information detection part which detects the status information of a positive electrode current collection part or a negative electrode current collection part. Furthermore, the state information detected by the state information detection unit is information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer. In addition, status information detecting section is arranged closer than the positive electrode current collector or the negative electrode current collecting portion of the container to the outside of the position, that having a infrared transmitting member which transmits infrared radiation. Therefore, due to the heat generated by the electrode reaction in the positive-electrode mixture layer and the negative-electrode mixture layer, Ru can measure the change in temperature of the cathode current collector portion and the negative electrode current collecting portion. In addition, it is possible to detect whether or not an internal short circuit occurs in the battery by an endurance test.

本発明の別の一態様における電池の評価用治具は,正極合材層を形成される正極集電部と,負極合材層を形成される負極集電部と,正極集電部と負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,容器の開口部を覆う蓋体と,容器と蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有するものである。そして,容器本体と蓋体との少なくとも一方は,正極集電部もしくは負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有する。さらに,状態情報検出部の検出する状態情報は,正極合材層もしくは負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報である。加えて,状態情報検出部は,正極合材層もしくは負極合材層の内部で発生するアコースティックエミッション(AE)波を検出するAE波検出部を有する。よって,正極合材層や負極合材層の体積変化に起因するガス発生音等を検出することができる。これにより,SEI被膜の面方向の形成度合いを知ることができる。 According to another aspect of the present invention, a battery evaluation jig includes a positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed, a negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed, a positive electrode current collector portion, and a negative electrode A container body provided with at least one of the current collector, a lid that covers the opening of the container, a sealing member that seals a gap between the container and the lid, and an electrolyte solution toward the inside of the container. It has an electrolyte inflow part for inflow and a gas outflow part for outflowing gas toward the outside of the container. And at least one of a container main body and a cover body has at least one part of the status information detection part which detects the status information of a positive electrode current collection part or a negative electrode current collection part. Furthermore, the state information detected by the state information detection unit is information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer. In addition, status information detecting unit that have a AE wave detection unit for detecting an acoustic emission (AE) wave generated inside the electrode mixture layer or the negative-electrode mixture layer. Therefore, Ru can be detected gas generating sound or the like attributable to the change in volume of the positive electrode composite material layer and the negative-electrode mixture layer. Thereby, the formation degree of the surface direction of a SEI film can be known.

上記に記載の電池の評価用治具において,電解液流入部は,容器本体の内部に向かう向きに流体を流入させる逆止弁であり,気体流出部は,容器本体の外部に向かう向きに流体を流出させる逆止弁であるとよい。電解液流入部が逆止弁であるため,電解液流入部から電解液やガスが容器の外部に漏れ出るおそれがない。また,気体流出部が逆止弁であるため,容器の内部のガスを好適に抜くことができる。   In the battery evaluation jig described above, the electrolyte inflow portion is a check valve that allows the fluid to flow in the direction toward the inside of the container body, and the gas outflow portion is the fluid in the direction toward the outside of the container body. It is good that it is a check valve that causes the gas to flow out. Since the electrolyte inflow portion is a check valve, there is no possibility that the electrolyte or gas leaks from the electrolyte inflow portion to the outside of the container. Moreover, since the gas outflow part is a check valve, the gas inside the container can be suitably extracted.

上記に記載の電池の評価用治具において,蓋体は,容器本体の内側壁に沿って可動なものであるとよい。評価用電池を厚み方向に荷重をかけた状態で,電池性能を測定することができるからである。   In the battery evaluation jig described above, the lid body may be movable along the inner wall of the container body. This is because the battery performance can be measured with the evaluation battery loaded in the thickness direction.

また,本発明の別の態様における電池の評価方法は,容器に正極用塗工液と負極用塗工液との一方を供給して第1のペースト層とし,第1のペースト層の上にセパレータを載置し,セパレータの上に正極用塗工液と負極用塗工液との他方を供給して第2のペースト層として積層体を形成するペースト積層工程と,容器の内部を減圧することで第1のペースト層および第2のペースト層に含まれる溶媒を揮発させて積層電極体を作成する溶媒揮発工程と,容器に電解液を注入して容器の内部に評価用電池を形成する電解液注入工程と,評価用電池に充放電を行いつつ,正極合材層と負極合材層との少なくとも一方の反応状態を反応状態検出部によって検出する反応状態検出工程とを有する方法である。そして,反応状態検出工程で検出する反応状態が,正極合材層もしくは負極合材層の温度と,面圧分布と,厚み方向の変位量と,AE波とのうちの少なくとも1以上である。かかる電池の評価方法では,ラインで塗工液を電極芯材に塗工する塗工・乾燥工程以降の工程を経ることなく,正極合材層や負極合材層での反応状態を検出することができる。また,電池の内部抵抗等,電池の基本性能を測定するとともに,正極合材層や負極合材層における反応状態を多角的に検出できる。 Also, in another aspect of the present invention, there is provided a battery evaluation method, wherein one of a positive electrode coating liquid and a negative electrode coating liquid is supplied to a container to form a first paste layer, on the first paste layer. A separator is placed, and the other of the positive electrode coating liquid and the negative electrode coating liquid is supplied onto the separator to form a laminate as a second paste layer, and the inside of the container is depressurized. Thus, the solvent contained in the first paste layer and the second paste layer is volatilized to create a laminated electrode body, and an electrolytic solution is injected into the container to form an evaluation battery inside the container. And a reaction state detection step of detecting at least one reaction state of the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer by a reaction state detector while charging / discharging the evaluation battery. . The reaction state detected in the reaction state detection step is at least one of the temperature of the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer, the surface pressure distribution, the displacement amount in the thickness direction, and the AE wave. In such a battery evaluation method, the reaction state in the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer can be detected without going through the steps after the coating / drying step of applying the coating liquid to the electrode core material on the line. Can do. In addition, the basic performance of the battery, such as the internal resistance of the battery, can be measured, and reaction states in the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer can be detected from various angles.

上記に記載の電池の評価方法において,電解液注入工程の後に,容器の内部を減圧して電解液をセパレータに含浸させる電解液含浸工程を有するとよい。電解液をセパレータに含浸させるための時間を短いものとすることができるからである。   In the battery evaluation method described above, it is preferable that after the electrolytic solution injection step, there is an electrolytic solution impregnation step in which the inside of the container is decompressed and the separator is impregnated with the electrolytic solution. This is because the time for impregnating the separator with the electrolytic solution can be shortened.

本発明によれば,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ないで,混練された塗工液から電池の性能を評価することのできる電池の評価用治具および電池の評価方法が提供されている。   According to the present invention, there are provided a battery evaluation jig and a battery evaluation method capable of evaluating the performance of a battery from a kneaded coating solution without undergoing a coating / drying process in a production line. Yes.

第1の実施形態に係る電池の評価用治具を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the jig | tool for evaluation of the battery which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る電池の評価方法を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the evaluation method of the battery which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る電池の評価方法を説明するための図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) for explaining the battery evaluation method according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る電池の評価方法を説明するための図(その3)である。FIG. 6 is a diagram (No. 3) for explaining the battery evaluation method according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る電池の評価方法を説明するための図(その4)である。FIG. 6 is a diagram (part 4) for explaining the battery evaluation method according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る電池の評価方法を説明するための図(その5)である。FIG. 6 is a diagram (No. 5) for explaining the battery evaluation method according to the first embodiment; 第2の実施形態に係る電池の評価用治具を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the jig for evaluation of the battery which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る電池の評価用治具に用いられる面圧分布センサーを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface pressure distribution sensor used for the jig for battery evaluation which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る電池の評価用治具を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the jig | tool for evaluation of the battery which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る電池の評価用治具を説明するための概略構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the jig for battery evaluation which concerns on 4th Embodiment.

以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に示す実施形態は,電池の評価用治具および電池の評価方法について,本発明を具体化したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below embodies the present invention regarding a battery evaluation jig and a battery evaluation method.

(第1の実施形態)
1.電池の性能評価用治具
図1に,本形態に係る評価用治具100の概略構成を示す。評価用治具100は,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ることなく,その内部に作成される評価用電池の電池性能を評価するための治具である。評価用治具100は,容器110と,蓋体120と,Oリング130と,正極集電部150と,負極集電部160とを有している。
(First embodiment)
1. Battery Performance Evaluation Jig FIG. 1 shows a schematic configuration of an evaluation jig 100 according to this embodiment. The evaluation jig 100 is a jig for evaluating the battery performance of the evaluation battery created in the production line without going through the coating / drying process in the production line. The evaluation jig 100 includes a container 110, a lid 120, an O-ring 130, a positive electrode current collector 150, and a negative electrode current collector 160.

容器110は,その内部に評価用電池を構成するためのものである。容器110は,その上方で開口している。蓋体120は,容器110の開口部を覆って塞ぐためのものである。容器110および蓋体120の材質は,例えば樹脂である。有機溶剤と反応しないものであり,絶縁性のものであれば,他の材質であってもよい。容器110の内側面には,溝113が形成されている。溝113は,容器110と蓋体120との間にOリング130を配置するためのものである。Oリング130は,容器110と蓋体120との間の隙間を塞いで密閉するための密閉部材である。また,Oリング130は,溝113の形成された範囲で摺動できるようになっている。そのため,蓋体120は,容器110の内側壁に沿って可動である。   The container 110 is for constituting an evaluation battery inside. The container 110 is opened above it. The lid 120 is for covering and closing the opening of the container 110. The material of the container 110 and the lid 120 is, for example, resin. Other materials may be used as long as they do not react with organic solvents and are insulative. A groove 113 is formed on the inner surface of the container 110. The groove 113 is for arranging the O-ring 130 between the container 110 and the lid 120. The O-ring 130 is a sealing member for closing and sealing the gap between the container 110 and the lid 120. Further, the O-ring 130 can slide within the range where the groove 113 is formed. Therefore, the lid 120 is movable along the inner wall of the container 110.

正極集電部150は,評価用治具100の内部に形成される評価用電池の正極合材層を形成されるものである。そして,評価用電池が形成された後には,その評価用電池の正極合材層から集電するためのものである。正極集電部150は,容器110に設けられている。正極集電部150の表面151は,容器110の内側の底面112で露出している。図1では表面151は,平面である。ただし,曲面であっても構わない。正極集電部150の材質は,アルミニウムである。または,ステンレス鋼であってもよい。そして,正極集電部150の表面151に金メッキを施してもよい。   The positive electrode current collector 150 is formed with a positive electrode mixture layer of an evaluation battery formed inside the evaluation jig 100. Then, after the evaluation battery is formed, the current is collected from the positive electrode mixture layer of the evaluation battery. The positive electrode current collector 150 is provided in the container 110. The surface 151 of the positive electrode current collector 150 is exposed at the bottom surface 112 inside the container 110. In FIG. 1, the surface 151 is a plane. However, it may be a curved surface. The material of the positive electrode current collector 150 is aluminum. Alternatively, stainless steel may be used. The surface 151 of the positive electrode current collector 150 may be plated with gold.

負極集電部160は,評価用治具100の内部に形成される評価用電池の負極合材層を形成されるものである。そして,評価用電池が形成された後には,その評価用電池の負極合材層から集電するためのものである。負極集電部160は,蓋体120に設けられている。負極集電部160の表面161は,蓋体120の内側の底面125で露出している。図1では表面161は,平面である。ただし,曲面であっても構わない。負極集電部160の材質は,銅である。または,ステンレス鋼であってもよい。そして,負極集電部160の表面161に金メッキを施してもよい。   The negative electrode current collector 160 is formed with a negative electrode mixture layer of an evaluation battery formed inside the evaluation jig 100. Then, after the evaluation battery is formed, the current is collected from the negative electrode composite material layer of the evaluation battery. The negative electrode current collector 160 is provided on the lid 120. The surface 161 of the negative electrode current collector 160 is exposed at the bottom surface 125 inside the lid 120. In FIG. 1, the surface 161 is a plane. However, it may be a curved surface. The material of the negative electrode current collector 160 is copper. Alternatively, stainless steel may be used. The surface 161 of the negative electrode current collector 160 may be plated with gold.

蓋体120には,逆止弁122,123が設けられている。逆止弁122は,電解液を容器110の内部に注入するための電解液流入部である。逆止弁122は,開いた状態と閉じた状態とをとることができる。逆止弁122は,その開いた状態で評価用治具100の外側の流体が容器110の内部に向かって流入することができる向きに取り付けられている。逆止弁122が開いている状態では,容器110の外部の流体が図1の矢印Aの向きに流入することができる。   The lid 120 is provided with check valves 122 and 123. The check valve 122 is an electrolyte inflow portion for injecting the electrolyte into the container 110. The check valve 122 can be in an open state or a closed state. The check valve 122 is attached in such a direction that the fluid outside the evaluation jig 100 can flow toward the inside of the container 110 in the opened state. When the check valve 122 is open, the fluid outside the container 110 can flow in the direction of arrow A in FIG.

逆止弁123は,容器110の内部の気体を容器110の外部に流出させるための気体流出部である。逆止弁123も,開いた状態と閉じた状態とをとることができる。逆止弁123は,その開いた状態で評価用治具100の内側の流体が容器110の外部に向かって流出することができる向きに取り付けられている。逆止弁123が開いている状態では,容器110の内部の流体が図1の矢印Bの向きに流出することができる。なお,逆止弁122,123が閉じている状態では,評価用治具100は密閉された状態にある。   The check valve 123 is a gas outflow part for allowing the gas inside the container 110 to flow out of the container 110. The check valve 123 can also be in an open state and a closed state. The check valve 123 is attached in such a direction that the fluid inside the evaluation jig 100 can flow out of the container 110 in the opened state. When the check valve 123 is open, the fluid inside the container 110 can flow out in the direction of arrow B in FIG. When the check valves 122 and 123 are closed, the evaluation jig 100 is in a sealed state.

また,蓋体120には,負極集電部160より容器110の外側の位置に,ガラス板170が設けられている。ガラス板170は,赤外線を透過する材質からなる赤外線透過部材である。評価用治具100の外部から,赤外線温度計等により,負極集電部160の温度を測定するためである。赤外線透過部材は,負極合材層NAで生じる電極反応により変化する状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を構成する。ガラス板170の材質として,例えば,石英やフッ化バリウムを用いるとよい。赤外線を透過するとともに,ある程度の強度を有しているからである。   The lid 120 is provided with a glass plate 170 at a position outside the container 110 from the negative electrode current collector 160. The glass plate 170 is an infrared transmitting member made of a material that transmits infrared light. This is because the temperature of the negative electrode current collector 160 is measured from the outside of the evaluation jig 100 using an infrared thermometer or the like. The infrared transmitting member constitutes at least a part of a state information detection unit that detects state information that changes due to an electrode reaction occurring in the negative electrode mixture layer NA. As a material of the glass plate 170, for example, quartz or barium fluoride may be used. This is because it transmits infrared rays and has a certain level of strength.

なお,次に説明するように,負極集電部160の厚みは,薄いほうが好ましい。その厚みが薄いほど熱容量が小さいからである。評価用治具100を用いて測定したいのは,後述する負極合材層NA(図3〜図6参照)の温度である。ただし実際に測定することとなるのは,前述のように負極集電部160の温度である。   As described below, the negative electrode current collector 160 is preferably thin. This is because the thinner the thickness, the smaller the heat capacity. What is desired to be measured using the evaluation jig 100 is the temperature of a negative electrode mixture layer NA (see FIGS. 3 to 6) described later. However, what is actually measured is the temperature of the negative electrode current collector 160 as described above.

2.電極反応
ここで,正極合材層PA(図3〜図6参照)および負極合材層NA(図3〜図6参照)で生じる電極反応について説明する。電極反応は,充電もしくは放電に伴って正極合材層PAおよび負極合材層NAで起こる反応である。充電時には,リチウムイオンは正極活物質から放出(リチウムデインターカレーション)されて,負極活物質に吸蔵(リチウムインターカレーション)される。一方,放電時には,リチウムイオンは負極活物質から放出されて,正極活物質に吸蔵される。
2. Electrode Reaction Here, the electrode reaction that occurs in the positive electrode mixture layer PA (see FIGS. 3 to 6) and the negative electrode mixture layer NA (see FIGS. 3 to 6) will be described. The electrode reaction is a reaction that occurs in the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA accompanying charging or discharging. During charging, lithium ions are released from the positive electrode active material (lithium deintercalation) and occluded in the negative electrode active material (lithium intercalation). On the other hand, during discharge, lithium ions are released from the negative electrode active material and occluded in the positive electrode active material.

このような,リチウムイオンの吸蔵により,正極合材層PAや負極合材層NAは膨張する。一方,リチウムイオンの放出により,正極合材層PAや負極合材層NAは収縮する。つまり,正極合材層PAもしくは負極合材層NAに着目すれば,充電や放電に応じて膨張や収縮を繰り返すこととなる。つまり,正極合材層PAおよび負極合材層NAの体積は時間的に変化する。そして,この体積変化の度合いは,正極合材層PAより負極合材層NAで大きい。   By such occlusion of lithium ions, the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA expand. On the other hand, the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA contract due to the release of lithium ions. That is, if attention is paid to the positive electrode mixture layer PA or the negative electrode mixture layer NA, the expansion and contraction are repeated according to charge and discharge. That is, the volumes of the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA change with time. The volume change is greater in the negative electrode mixture layer NA than in the positive electrode mixture layer PA.

そのため,温度変化の程度は,正極合材層PAより負極合材層NAで大きいと考えられる。したがって,本形態では,負極側の温度を測定する。そのために,ガラス板170は,負極合材層NAの側に配置されている。   Therefore, it is considered that the degree of temperature change is larger in the negative electrode mixture layer NA than in the positive electrode mixture layer PA. Therefore, in this embodiment, the temperature on the negative electrode side is measured. For this purpose, the glass plate 170 is disposed on the negative electrode mixture layer NA side.

3.塗工液の作成方法
本形態で用いられる評価用電池は,製造ラインで塗工液を電極芯材に塗工することなく,電池としての性能を評価することのできるものである。評価用電池の作成にあたって,正極用塗工液および負極用塗工液を作成する。これは,通常用いる塗工液を用いればよい。
3. Method for Creating Coating Liquid The battery for evaluation used in this embodiment can evaluate the performance as a battery without coating the coating liquid on the electrode core material on the production line. In preparing the evaluation battery, a positive electrode coating solution and a negative electrode coating solution are prepared. For this, a coating solution that is usually used may be used.

3−1.正極用塗工液の作成方法
正極用塗工液は,溶媒に正極活物質,導電材,結着材,増粘材を混入して混練されることにより作成される。
3-1. Preparation Method of Positive Electrode Coating Liquid The positive electrode coating liquid is prepared by mixing and kneading a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a thickener in a solvent.

正極活物質として,ニッケル酸リチウム(LiNiO2),マンガン酸リチウム(LiMnO2),コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物などが用いられる。 As the positive electrode active material, lithium composite oxides such as lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ), and lithium cobaltate (LiCoO 2 ) are used.

正極用の導電材として,カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば,アセチレンブラック,ファーネスブラック,ケッチェンブラック等のカーボンブラック,グラファイト粉末,などのカーボン粉末である。   Carbon materials such as carbon powder and carbon fiber can be used as the conductive material for the positive electrode. For example, carbon powder such as acetylene black, furnace black, ketjen black, etc., graphite powder, etc.

正極用の結着材は,電解液に不溶性(または難溶性)であって,正極用塗工液に用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば,ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP),エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂,酢酸ビニル共重合体,スチレンブタジエンゴム(SBR),アクリル酸変性SBR樹脂(SBR系ラテックス),アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または,これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は,必ずしも上記のポリマーに限定されない。   The binder for the positive electrode is preferably a polymer that is insoluble (or hardly soluble) in the electrolytic solution and is dispersed in the solvent used for the positive electrode coating solution. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoro Fluorine resin such as ethylene copolymer (ETFE), vinyl acetate copolymer, styrene butadiene rubber (SBR), acrylic acid-modified SBR resin (SBR latex), rubber such as gum arabic can be used. Alternatively, a combination of these may be used. The binder is not necessarily limited to the above polymer.

正極用の増粘材として,カルボキシメチルセルロース(CMC),メチルセルロース(MC),酢酸フタル酸セルロース(CAP),ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC),ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)等のセルロースが用いられる。ただし,必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。   As the thickener for the positive electrode, cellulose such as carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP) or the like is used. However, it is not necessarily limited to cellulose as described above, and can be used.

溶媒として,水が挙げられる。その他に,N−メチル−2−ピロリドン(NMP,以下NMPという)を用いてもよい。また,その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。   An example of the solvent is water. In addition, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, hereinafter referred to as NMP) may be used. Other lower alcohols and lower ketones can also be used.

3−2.負極用塗工液の作成方法
負極用塗工液は,溶媒に負極活物質,結着材,増粘材を混入して混練されることにより作成される。
3-2. Preparation Method of Negative Electrode Coating Liquid The negative electrode coating liquid is prepared by mixing a negative electrode active material, a binder, and a thickener in a solvent and kneading them.

負極活物質は,リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として,少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば,非晶質炭素,難黒鉛化炭素(ハードカーボン),易黒鉛化炭素(ソフトカーボン),黒鉛(グラファイト),またはこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。   The negative electrode active material is a material that can occlude and release lithium ions. As the negative electrode active material, a carbon-based material containing a graphite structure at least partially is used. For example, amorphous carbon, non-graphitizable carbon (hard carbon), graphitizable carbon (soft carbon), graphite (graphite), or a carbon material having a combination thereof can be used.

負極用の結着材は,電解液に不溶性(または難溶性)であって,負極用塗工液に用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば,ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP),エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂,酢酸ビニル共重合体,スチレンブタジエンゴム(SBR),アクリル酸変性SBR樹脂(SBR系ラテックス),アラビアゴム等のゴムを用いることができる。または,これらの組み合わせを用いてもよい。結着材は,必ずしも上記のポリマーに限定されない。   The binder for the negative electrode may be a polymer that is insoluble (or hardly soluble) in the electrolytic solution and is dispersed in the solvent used in the negative electrode coating solution. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoro Fluorine resin such as ethylene copolymer (ETFE), vinyl acetate copolymer, styrene butadiene rubber (SBR), acrylic acid-modified SBR resin (SBR latex), rubber such as gum arabic can be used. Alternatively, a combination of these may be used. The binder is not necessarily limited to the above polymer.

負極用の増粘材として,カルボキシメチルセルロース(CMC),メチルセルロース(MC),酢酸フタル酸セルロース(CAP),ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC),ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)等のセルロースが用いられる。ただし,必ずしも上記したようなセルロースに限らず用いることができる。   As the thickener for the negative electrode, cellulose such as carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP) or the like is used. However, it is not necessarily limited to cellulose as described above, and can be used.

溶媒として,水が挙げられる。NMPを用いてもよい。また,その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。   An example of the solvent is water. NMP may be used. Other lower alcohols and lower ketones can also be used.

4.電池の評価方法
ここで,本形態の評価用治具100を用いた電池の評価方法について説明する。
4). Battery Evaluation Method Here, a battery evaluation method using the evaluation jig 100 of this embodiment will be described.

4−1.ペースト積層工程
まず,容器110の内部に,正極用塗工液を供給する。正極用塗工液はペースト状である。そのため,正極用塗工液は,容器110の底面に濡れ広がる。これにより,図2に示すような正極ペースト層PA1が形成される。
4-1. Paste Laminating Step First, a positive electrode coating solution is supplied into the container 110. The positive electrode coating solution is in the form of a paste. Therefore, the positive electrode coating solution spreads wet on the bottom surface of the container 110. Thereby, the positive electrode paste layer PA1 as shown in FIG. 2 is formed.

次に,正極ペースト層PA1の上にセパレータSを載置する。続いて,セパレータSの上に負極用塗工液を供給する。負極用塗工液もやはりペースト状である。そのため,負極用塗工液は,セパレータSの上に濡れ広がる。これにより,図2に示すような負極ペースト層NA1が形成される。そして,容器110に蓋体120を被せる。この際に,Oリングで容器110と蓋体120との間に隙間ができないように密閉する。   Next, the separator S is placed on the positive electrode paste layer PA1. Subsequently, a negative electrode coating solution is supplied onto the separator S. The negative electrode coating solution is also in the form of a paste. Therefore, the negative electrode coating solution spreads on the separator S. Thereby, the negative electrode paste layer NA1 as shown in FIG. 2 is formed. Then, the lid 120 is put on the container 110. At this time, the O-ring is sealed so that there is no gap between the container 110 and the lid 120.

このとき容器110の内部では,図2に示すように,図中下方から正極ペースト層PA1,セパレータS,負極ペースト層NA1の順に積層された積層体が形成されている。ただし,この段階では,正極ペースト層PA1および負極ペースト層NA1は,未だ乾燥していない。すなわち,正極ペースト層PA1および負極ペースト層NA1はペースト状のままである。   At this time, inside the container 110, as shown in FIG. 2, a laminate is formed in which the positive electrode paste layer PA1, the separator S, and the negative electrode paste layer NA1 are laminated in this order from the bottom in the figure. However, at this stage, the positive electrode paste layer PA1 and the negative electrode paste layer NA1 are not yet dried. That is, the positive electrode paste layer PA1 and the negative electrode paste layer NA1 remain pasty.

4−2.溶媒揮発工程
続いて,図3に示すように,内部に積層体の形成された評価用治具100を真空チャンバ201の内部に載置する。図3は,その様子を模式的に表した図である。真空チャンバ201には,大気開放用バルブ202,排気バルブ203,グローブボックス205が設けられている。真空チャンバ201は,排気バルブ203を介して真空ポンプ204とつながっている。
4-2. Solvent Volatilization Step Subsequently, as shown in FIG. 3, the evaluation jig 100 in which the laminated body is formed is placed inside the vacuum chamber 201. FIG. 3 is a diagram schematically showing this state. The vacuum chamber 201 is provided with an air release valve 202, an exhaust valve 203, and a glove box 205. The vacuum chamber 201 is connected to the vacuum pump 204 via the exhaust valve 203.

大気開放用バルブ202は,真空チャンバ201の内部と外部とが連通している状態と連通していない状態とを切り替えるためのものである。排気バルブ203は,真空チャンバ201と真空ポンプ204とが連通している状態と連通していない状態とを切り替えるためのものである。グローブボックス205は,作業者が真空チャンバ201の内部に手を入れて作業することができるようにするための開閉部である。   The air release valve 202 is for switching between a state where the inside and the outside of the vacuum chamber 201 communicate with each other and a state where they do not communicate with each other. The exhaust valve 203 is for switching between a state where the vacuum chamber 201 and the vacuum pump 204 are in communication and a state where they are not in communication. The glove box 205 is an opening / closing part that allows an operator to put a hand inside the vacuum chamber 201 to work.

内部に積層体の形成された評価用治具100を真空チャンバ201に載置した段階では,逆止弁122は閉じた状態であるとともに,逆止弁123は開いた状態である。もしくは評価用治具100を真空チャンバ201の内部に配置した後に,グローブボックス205から作業者が逆止弁122,123を操作してもよい。   At the stage where the evaluation jig 100 in which the laminated body is formed is placed in the vacuum chamber 201, the check valve 122 is in a closed state and the check valve 123 is in an open state. Alternatively, the operator may operate the check valves 122 and 123 from the glove box 205 after the evaluation jig 100 is disposed inside the vacuum chamber 201.

そして,排気バルブ203を開ける。続いて,真空ポンプ204により真空チャンバ201の内部からエアを吸引する。この吸引を図3中の矢印Cで表している。このエアの吸引につれて,真空チャンバ201の内部の圧力は低下する。それとともに,評価用治具100の内部の気体が逆止弁123から真空チャンバ201の内部に向けて漏れ出る(図3中の矢印D参照)。したがって,評価用治具100の内部の圧力も低下する。   Then, the exhaust valve 203 is opened. Subsequently, air is sucked from the inside of the vacuum chamber 201 by the vacuum pump 204. This suction is indicated by an arrow C in FIG. As the air is sucked, the pressure inside the vacuum chamber 201 decreases. At the same time, the gas inside the evaluation jig 100 leaks from the check valve 123 toward the inside of the vacuum chamber 201 (see arrow D in FIG. 3). Therefore, the pressure inside the evaluation jig 100 also decreases.

このように評価用治具100の内部が減圧されると,正極ペースト層PA1および負極ペースト層NA1に含まれている溶媒が揮発する。そして,揮発した溶媒は,評価用治具100の内部の空気とともに,逆止弁123から真空チャンバ201の内部に図3中の矢印Dの向きに流出する。したがって,真空ポンプ204による真空チャンバ201の内部のエアの吸引により,正極ペースト層PA1および負極ペースト層NA1は乾燥する。これらの乾燥が十分進んだところで,真空ポンプ104による真空引きを停止する。   Thus, when the inside of the evaluation jig 100 is depressurized, the solvent contained in the positive electrode paste layer PA1 and the negative electrode paste layer NA1 is volatilized. Then, the volatilized solvent flows out from the check valve 123 into the vacuum chamber 201 along with the air inside the evaluation jig 100 in the direction of arrow D in FIG. Therefore, the positive electrode paste layer PA1 and the negative electrode paste layer NA1 are dried by the suction of air inside the vacuum chamber 201 by the vacuum pump 204. When these dryings are sufficiently advanced, the vacuuming by the vacuum pump 104 is stopped.

この乾燥が済んだ後には,評価用治具100の内部に,図3に示すように,下側から,正極集電部150,正極合材層PA,セパレータS,負極合材層NA,負極集電部160の順に積層された積層電極体が形成されている。   After the drying, the positive electrode current collector 150, the positive electrode mixture layer PA, the separator S, the negative electrode mixture layer NA, the negative electrode are arranged in the evaluation jig 100 from the lower side, as shown in FIG. A stacked electrode body that is stacked in the order of the current collector 160 is formed.

4−3.電解液注入工程
次に,大気開放用バルブ202を開放する。これにより,図4の矢印Eで示すように,真空チャンバ201の内部にエアが流入する。それにつれて,真空チャンバ201の内部の気圧は徐々に大気圧に近づく。大気開放用バルブ202から真空チャンバ201の内部へのエアの流入がなくなったところで,逆止弁122から容器110の内部に電解液を注入する。このとき,逆止弁122はもちろん開いた状態である。そのため,電解液は図4の矢印Fで示すように評価用治具100の内部に供給される。この電解液の注入には,ピペット等が用いられる。この電解液の注入により,評価用治具100の内部には電池が構成されることとなる。
4-3. Electrolyte Injection Step Next, the air release valve 202 is opened. Thereby, air flows into the vacuum chamber 201 as indicated by an arrow E in FIG. Accordingly, the atmospheric pressure inside the vacuum chamber 201 gradually approaches atmospheric pressure. When the inflow of air from the air release valve 202 to the inside of the vacuum chamber 201 ceases, an electrolyte is injected from the check valve 122 into the container 110. At this time, the check valve 122 is of course open. Therefore, the electrolytic solution is supplied into the evaluation jig 100 as indicated by an arrow F in FIG. A pipette or the like is used for the injection of the electrolytic solution. By injecting the electrolytic solution, a battery is formed inside the evaluation jig 100.

ここで注入する電解液は,有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば,プロピレンカーボネート(PC),エチレンカーボネート(EC),ジメチルカーボネート(DMC),ジエチルカーボネート(DEC),エチルメチルカーボネート(EMC),1,2−ジメトキシエタン,1,2−ジエトキシエタン,テトラヒドロフラン,2−メチルテトラヒドロフラン,ジオキサン,1,3−ジオキソラン,エチレングリコールジメチルエーテル,ジエチレングリコールジメチルエーテル,アセトニトリル,プロピオニトリル,ニトロメタン,N,N−ジメチルホルムアミド,ジメチルスルホキシド,スルホラン,γ−ブチロラクトン等の非水系溶媒またはこれらを組み合わせた溶媒を用いることができる。   The electrolytic solution to be injected here is an electrolyte dissolved in an organic solvent. Examples of organic solvents include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane. , Tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxane, 1,3-dioxolane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, acetonitrile, propionitrile, nitromethane, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, etc. A solvent or a combination of these can be used.

また,電解質である塩として,過塩素酸リチウム(LiClO4)やホウフッ化リチウム(LiBF4),六フッ化リン酸リチウム(LiPF6),六フッ化砒酸リチウム(LiAsF6),LiCF3SO3,LiC49SO3,LiN(CF3SO22,LiC(CF3SO23,LiIなどのリチウム塩を用いることができる。 Further, as electrolyte salts, lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiI and the like can be used.

4−4.電解液含浸工程
評価用治具100へ電解液を注入した後に,再び真空チャンバ201の内部を減圧する。これにより,評価用治具100の内部も減圧される。そのため,評価用治具100の内部の電解液は,セパレータSの内部に含浸する。真空チャンバ201の内圧が予め定めた圧力となったところで,再び大気開放用バルブ202を開放する。そして,評価用治具100を真空チャンバ201から外部に取り出す。
4-4. Electrolyte impregnation step After injecting the electrolyte into the evaluation jig 100, the inside of the vacuum chamber 201 is decompressed again. Thereby, the inside of the evaluation jig 100 is also decompressed. Therefore, the electrolyte inside the evaluation jig 100 is impregnated inside the separator S. When the internal pressure of the vacuum chamber 201 reaches a predetermined pressure, the air release valve 202 is opened again. Then, the evaluation jig 100 is taken out from the vacuum chamber 201.

この段階で,評価用治具100の内部には,下側から,正極集電部150,正極合材層PA,セパレータS,負極合材層NA,負極集電部160の順で積層された積層電極体が形成されている。そして,セパレータSの内部に電解液が含浸した状態となっている。つまり,評価用治具100の内部に評価用電池が形成されている。ここで,評価用治具100を真空チャンバ201から取り出す。   At this stage, the positive electrode current collector 150, the positive electrode mixture layer PA, the separator S, the negative electrode mixture layer NA, and the negative electrode current collector 160 are stacked in this order from the lower side in the evaluation jig 100. A laminated electrode body is formed. The separator S is impregnated with the electrolytic solution. That is, the evaluation battery is formed inside the evaluation jig 100. Here, the evaluation jig 100 is taken out from the vacuum chamber 201.

4−5.積層体拘束工程
続いて,評価用治具100を加圧した状態で拘束する。図5に示すように,拘束治具301,302で評価用治具100を挟み込む。ここで,拘束治具302には,ガラス窓303が設けられている。その材質は,ガラス板170のものと同じものを用いればよい。その際に,拘束治具301は,容器110の底面111を加圧する。拘束治具302は,蓋体120の上面121を加圧する。具体的には,拘束治具301と拘束治具302とをネジにより締め付ける。これにより,評価用治具100を図5の矢印Gの向きに一定の圧力で加圧するとともに,その加圧した状態で拘束することができる。
4-5. Next, the evaluation jig 100 is restrained in a pressurized state. As shown in FIG. 5, the evaluation jig 100 is sandwiched between the restraining jigs 301 and 302. Here, the restraining jig 302 is provided with a glass window 303. The same material as that of the glass plate 170 may be used. At that time, the restraining jig 301 pressurizes the bottom surface 111 of the container 110. The restraining jig 302 pressurizes the upper surface 121 of the lid 120. Specifically, the restraining jig 301 and the restraining jig 302 are tightened with screws. As a result, the evaluation jig 100 can be pressed at a constant pressure in the direction of arrow G in FIG. 5 and constrained in the pressed state.

ここで,Oリング130は,容器110と蓋体120との間で摺動できるようになっている。この加圧により,容器110の底面111と蓋体120の上面121との距離はわずかに縮む。このとき,正極合材層PAおよび負極合材層NAが主に圧縮される。なお,この加圧により容器110や蓋体120が損傷するおそれはない。   Here, the O-ring 130 can slide between the container 110 and the lid 120. By this pressurization, the distance between the bottom surface 111 of the container 110 and the top surface 121 of the lid 120 is slightly reduced. At this time, the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA are mainly compressed. In addition, there is no possibility that the container 110 and the lid 120 are damaged by this pressurization.

この加圧を好適に行うことで,正極合材層PAおよび負極合材層NAの内部で電圧のばらつきを抑制し,評価用電池の初期性能を安定させることができる。また,正極板や負極板を製造する際には,これらをロールプレスするプレス工程があるが,この積層体拘束工程により,このプレス工程の効果も得られることとなる。   By suitably performing this pressurization, it is possible to suppress variations in voltage within the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA, and to stabilize the initial performance of the evaluation battery. Moreover, when manufacturing a positive electrode plate and a negative electrode plate, there exists a press process which carries out the roll press of these, However The effect of this press process will also be acquired by this laminated body restraint process.

4−6.測定工程(反応状態検出工程)
続いて,図6に示すように,充放電可能な評価用電池が内部に形成された評価用治具100を回路に接続する。ここで評価用治具100は,拘束治具301,302に加圧されて拘束された状態のままである。そのため,評価用治具100の内部に形成された評価用電池は,拘束状態のままで各種評価項目および温度について測定される。
4-6. Measurement process (reaction state detection process)
Subsequently, as shown in FIG. 6, an evaluation jig 100 in which a chargeable / dischargeable evaluation battery is formed is connected to the circuit. Here, the evaluation jig 100 remains pressed and restrained by the restraining jigs 301 and 302. Therefore, the evaluation battery formed inside the evaluation jig 100 is measured for various evaluation items and temperatures while remaining in a restrained state.

図6に示すように,正極集電部150および負極集電部160を,充放電装置410もしくはインピーダンス測定装置420に接続する。充放電装置410は,評価用治具100に形成された評価用電池の充放電容量を測定するためのものである。また,電池の内部抵抗を測定することもできる。そして,サイクル特性の評価を行うこともできる。インピーダンス測定装置420は,評価用治具100に形成された評価用電池のインピーダンスを測定するためのものである。   As shown in FIG. 6, the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 160 are connected to the charging / discharging device 410 or the impedance measuring device 420. The charging / discharging device 410 is for measuring the charging / discharging capacity of the evaluation battery formed on the evaluation jig 100. It is also possible to measure the internal resistance of the battery. The cycle characteristics can also be evaluated. The impedance measuring device 420 is for measuring the impedance of the evaluation battery formed on the evaluation jig 100.

充放電装置410およびインピーダンス測定装置420は,制御用PC400に接続されている。制御用PC400は,充放電装置410およびインピーダンス測定装置420を制御するためのものである。   The charging / discharging device 410 and the impedance measuring device 420 are connected to the control PC 400. The control PC 400 is for controlling the charging / discharging device 410 and the impedance measuring device 420.

そして,図6に示すように,拘束後の評価用治具100におけるガラス窓303に対面する位置には,赤外線サーモグラフィー430が配置されている。赤外線サーモグラフィー430は,負極集電部160の温度を測定するための赤外線温度計である。赤外線サーモグラフィー430は,ガラス板170とともに,負極合材層NAの電極反応により変化する状態情報を検出する状態情報検出部を構成する。そのため,当該測定工程は,負極合材層NAでの電極反応の反応状態を検出する反応状態検出工程をも兼ねている。なお,負極集電部160は,十分に薄く熱容量が小さい。したがって,負極集電部160の温度は,負極合材層NAの温度とほとんど等しい。   As shown in FIG. 6, an infrared thermography 430 is arranged at a position facing the glass window 303 in the evaluation jig 100 after restraint. The infrared thermography 430 is an infrared thermometer for measuring the temperature of the negative electrode current collector 160. The infrared thermography 430, together with the glass plate 170, constitutes a state information detection unit that detects state information that changes due to an electrode reaction of the negative electrode mixture layer NA. Therefore, the measurement step also serves as a reaction state detection step for detecting the reaction state of the electrode reaction in the negative electrode mixture layer NA. The negative electrode current collector 160 is sufficiently thin and has a small heat capacity. Therefore, the temperature of the negative electrode current collector 160 is almost equal to the temperature of the negative electrode mixture layer NA.

また,赤外線サーモグラフィー430は,データロガー440に接続されている。データロガー440は,赤外線サーモグラフィー430により測定された温度データを蓄積しておくためのものである。データロガー440は,解析用PC450に接続されている。解析用PC450は,評価用電池の充放電状態に応じて,各種評価項目と負極合材層NAの温度とを関連付けて解析を行うための解析部である。なお,必要に応じて,アンプを用いることとしてもよい。また,解析用PC450そのものが,データロガー440の役割を果たすこととしてもよい。その場合には,データロガー440を別途用いる必要はない。   The infrared thermography 430 is connected to the data logger 440. The data logger 440 is for accumulating temperature data measured by the infrared thermography 430. The data logger 440 is connected to the analysis PC 450. The analysis PC 450 is an analysis unit for performing analysis by associating various evaluation items with the temperature of the negative electrode mixture layer NA according to the charge / discharge state of the evaluation battery. Note that an amplifier may be used as necessary. Further, the analysis PC 450 itself may serve as the data logger 440. In that case, it is not necessary to use the data logger 440 separately.

以上述べたように,評価用治具100は,その内部に評価用電池を形成するものである。ここで,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ていないため,塗工液と電池性能とを対応して評価することができる。なお,評価用電池の必要な評価項目について測定し終えた後には,評価用治具100を分解して,正極合材層PAおよび負極合材層NAを拭き取れば,評価用治具100を再利用することができる。   As described above, the evaluation jig 100 forms an evaluation battery therein. Here, since the coating / drying process in the production line has not been performed, the coating solution and the battery performance can be evaluated correspondingly. After measuring the necessary evaluation items of the evaluation battery, the evaluation jig 100 is disassembled and the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA are wiped off. Can be used.

5.評価例
ここで,実際の評価例について説明する。例えば,負極用塗工液を混練する際のせん断速度(1/s)と電池の内部抵抗(Ω)との関係について実験を行うことができる。まず,あるせん断速度で混練された負極用塗工液を作成する。せん断速度とは,負極用塗工液を混練する際の回転羽根の回転速度と対応する速度である。そして,その負極用塗工液を用いて評価用治具100の内部に評価用電池を形成する。続いて,その評価用電池の内部抵抗を測定するのである。
5. Evaluation Example Here, an actual evaluation example will be described. For example, an experiment can be conducted on the relationship between the shear rate (1 / s) when kneading the negative electrode coating solution and the internal resistance (Ω) of the battery. First, a negative electrode coating solution kneaded at a certain shear rate is prepared. The shear rate is a speed corresponding to the rotational speed of the rotary blade when kneading the negative electrode coating liquid. Then, an evaluation battery is formed inside the evaluation jig 100 using the negative electrode coating liquid. Subsequently, the internal resistance of the evaluation battery is measured.

このようにして負極用塗工液を作成する際のせん断速度を変化させて,評価用電池の内部抵抗を測定する。せん断速度が遅いと,そのせん断速度で作成された電池の内部抵抗は高い。せん断速度を徐々に速くすると,それにつれて電池の内部抵抗は低いものとなる。そしてあるせん断速度以上では,せん断速度が速くなるほど電池の内部抵抗は高くなる。すなわち,せん断速度として採用するのに最適な値があることを意味している。そして,そのせん断速度と,内部抵抗と,温度とを関連付けて解析することができる。   In this way, the internal resistance of the evaluation battery is measured by changing the shear rate when the negative electrode coating solution is prepared. When the shear rate is low, the internal resistance of the battery made at that shear rate is high. As the shear rate is gradually increased, the internal resistance of the battery decreases accordingly. Above a certain shear rate, the internal resistance of the battery increases as the shear rate increases. In other words, it means that there is an optimum value to adopt as the shear rate. Then, the shear rate, internal resistance, and temperature can be correlated and analyzed.

以上の評価方法は,正極用塗工液にも適用することができる。また,塗工液を作成する材料そのもの,もしくは配合比を変えて,電池の評価を行うことができる。そして,同じ塗工液を混練後の放置時間を変えて,電池の評価を行うこともできる。同じ塗工液であっても,時間の経過とともに粘度等が変化することが通常であるからである。さらに,同一の材料について異なるロット間での電池の性能の相違点についても評価を行うことができる。なお,ここで得られる結果は,塗工・乾燥工程の影響を排除したものである。   The above evaluation method can also be applied to the positive electrode coating solution. In addition, the battery can be evaluated by changing the material itself for preparing the coating liquid or the blending ratio. The battery can also be evaluated by changing the standing time after kneading the same coating solution. This is because even with the same coating solution, the viscosity and the like usually change with time. Furthermore, the difference in battery performance between different lots for the same material can be evaluated. The results obtained here exclude the influence of the coating / drying process.

6.変形例
6−1.正極と負極との入れ替え
本形態では,負極合材層NAの側の負極集電部160の温度を測定することとした。しかし,正極合材層PAの側の温度を測定することとしてもよい。そのために,容器110の本体側に負極合材層NAを配置するとともに,蓋体120の側に正極合材層PAを配置することとしてもよい。その場合には,容器110に負極集電部160を設けるとともに,蓋体120に正極集電部150を設ければよい。そして,正極集電部150の上にガラス板170を配置することとすればよい。
6). Modification 6-1. Replacement of positive electrode and negative electrode In this embodiment, the temperature of the negative electrode current collector 160 on the negative electrode mixture layer NA side is measured. However, the temperature on the positive electrode mixture layer PA side may be measured. Therefore, the negative electrode mixture layer NA may be disposed on the main body side of the container 110 and the positive electrode mixture layer PA may be disposed on the lid body 120 side. In that case, the negative electrode current collector 160 may be provided in the container 110 and the positive electrode current collector 150 may be provided in the lid 120. Then, the glass plate 170 may be disposed on the positive electrode current collector 150.

6−2.本体側に配置
本形態では,蓋体120にガラス板170を設けることとした。しかし,容器110の本体側にガラス板170を設けてもよい。その場合には,ガラス板170の側から赤外線サーモグラフィー430により,正極集電部150や負極集電部160の温度を測定することとすればよい。また,ガラス板170および負極集電部160を容器110に設けることで,負極合材層NAの側の温度を測定することとしてもよい。
6-2. Arrangement on the main body side In this embodiment, the lid 120 is provided with the glass plate 170. However, the glass plate 170 may be provided on the main body side of the container 110. In that case, the temperature of the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 160 may be measured by the infrared thermography 430 from the glass plate 170 side. Further, the temperature on the negative electrode mixture layer NA side may be measured by providing the glass plate 170 and the negative electrode current collector 160 in the container 110.

6−3.本体側と蓋体側とに配置
また,容器110の本体側と蓋体120との両方に,ガラス板を設けることとしてもよい。これにより,正極合材層PAおよび負極合材層NAの両方の温度を測定することができる。
6-3. It arrange | positions at the main body side and the cover body side Moreover, it is good also as providing a glass plate in both the main body side and the cover body 120 of the container 110. Thereby, the temperature of both positive electrode mixture layer PA and negative electrode mixture layer NA can be measured.

6−4.逆止弁の配置
本形態では,逆止弁122,123を蓋体120に設けることとした。しかし,それ以外の個所に形成することとしてもよい。例えば,容器110の側面に形成することとしてもよい。もちろん,それ以外の個所でもよい。
6-4. Arrangement of Check Valve In this embodiment, the check valves 122 and 123 are provided on the lid 120. However, it may be formed at other locations. For example, it may be formed on the side surface of the container 110. Of course, other locations are possible.

6−5.拘束治具
評価用治具100の加圧および拘束に,拘束治具301,302を用いた。しかし,これ以外にプレス機を用いても構わない。そして,その加圧状態を維持する拘束具で評価用治具100を拘束すればよい。このように評価用電池の測定時に,評価用治具100を上下から加圧した状態にすれば,その他の治具や装置を用いてもかまわない。
6-5. Restraint jigs Restraint jigs 301 and 302 were used to press and restrain the evaluation jig 100. However, other presses may be used. And what is necessary is just to restrain the jig | tool 100 for evaluation with the restraint tool which maintains the pressurization state. As described above, other jigs and devices may be used as long as the evaluation jig 100 is pressurized from above and below during measurement of the evaluation battery.

6−6.電解液含浸工程
本形態では,評価用治具100に電解液を注入した後に,評価用治具100の内部を減圧することとした。セパレータSに電解液を含浸させるためである。しかし,電解液を注入した評価用治具100を放置しておけば,評価用治具100の内部を減圧しなくても,電解液はセパレータSに浸透する。したがって,必ずしも評価用治具100の内部を減圧する必要はない。ただし,評価用治具100の内部を減圧する電解液含浸工程を行ったほうが,電解液のセパレータSへの浸透は早い。
6-6. Electrolyte impregnation step In this embodiment, after the electrolyte is injected into the evaluation jig 100, the inside of the evaluation jig 100 is decompressed. This is because the separator S is impregnated with the electrolytic solution. However, if the evaluation jig 100 into which the electrolytic solution is injected is left unattended, the electrolytic solution penetrates into the separator S without reducing the pressure inside the evaluation jig 100. Therefore, it is not always necessary to depressurize the inside of the evaluation jig 100. However, the penetration of the electrolytic solution into the separator S is faster when the electrolytic solution impregnation step of reducing the pressure inside the evaluation jig 100 is performed.

6−7.積層体拘束工程
本形態では,評価用電池を形成した評価用治具100を加圧するとともに拘束することとした。しかし,リチウムイオン二次電池以外の評価用電池を形成する際には,評価用電池100を加圧するとともに拘束する必要はない。その場合には,積層体拘束工程はなくてもよい。
6-7. Laminated body constraining step In this embodiment, the evaluation jig 100 on which the evaluation battery is formed is pressed and constrained. However, when forming an evaluation battery other than the lithium ion secondary battery, it is not necessary to pressurize and restrain the evaluation battery 100. In that case, the laminated body restraining step may be omitted.

6−8.蓋体全部をガラス素材
本形態では,蓋体120にガラス板170を設けることとした。しかし,蓋体120そのものをガラス素材としてもよい。その場合にはもちろん,ガラス板170を別途配置する必要はない。同様に,容器110そのものをガラス素材とすることもできる。
6-8. Glass material for all lids In this embodiment, the glass plate 170 is provided on the lid 120. However, the lid 120 itself may be a glass material. In that case, of course, it is not necessary to arrange the glass plate 170 separately. Similarly, the container 110 itself can be made of a glass material.

7.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る評価用治具100は,その内部に評価用のリチウムイオン二次電池を形成するものである。ここで,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ていないため,混練した塗工液と,その塗工液により作成される電池の性能と,負極合材層NA(もしくは正極合材層PA)の温度とを対応して評価することができる。
7). Summary As described above in detail, the evaluation jig 100 according to the present embodiment forms an evaluation lithium ion secondary battery therein. Here, since the coating / drying process in the production line has not been performed, the kneaded coating liquid, the performance of the battery produced by the coating liquid, and the negative electrode mixture layer NA (or the positive electrode mixture layer PA) The temperature can be evaluated correspondingly.

また,本実施の形態に係る電池の評価方法は,真空チャンバ201を用いて評価用治具100の内部を減圧する溶媒揮発工程を有する方法である。そのため,製造ラインにおける塗工・乾燥工程で生じうる影響を除去して,電池の評価を行うことができる。そのため,塗工液とそれを用いて作成されるリチウムイオン二次電池の性能とを対応付けて評価を行うことができる。   In addition, the battery evaluation method according to the present embodiment is a method including a solvent volatilization step in which the inside of the evaluation jig 100 is decompressed using the vacuum chamber 201. Therefore, the battery can be evaluated by removing the influence that may occur in the coating / drying process in the production line. Therefore, it is possible to perform the evaluation by associating the coating solution with the performance of the lithium ion secondary battery created using the coating solution.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,リチウムイオン二次電池に限らない。電極芯材に塗工液を塗工・乾燥させて作成された電極板を用いる電池であれば,適用することができる。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, it is not limited to a lithium ion secondary battery. Any battery that uses an electrode plate prepared by coating and drying a coating solution on the electrode core material can be applied.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。本形態の評価用治具は,第1の実施形態の評価用治具で用いたガラス板170の代わりに,圧力センサーを備えていることに特徴がある。したがって,以下,第1の実施形態で説明した評価用治具100との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. The evaluation jig of this embodiment is characterized in that a pressure sensor is provided instead of the glass plate 170 used in the evaluation jig of the first embodiment. Therefore, the following description will focus on differences from the evaluation jig 100 described in the first embodiment.

1.電池の性能評価用治具
本形態の評価用治具500を図7に示す。評価用治具500は,第1の実施形態で説明した評価用治具100の各部に加えて,圧力センサー510を有している。なお,評価用治具100のようにガラス板170を有していない。圧力センサー510として,半導体ピエゾ抵抗式,静電容量式,感圧導電性インク式,歪ゲージ抵抗式,シリコンレゾナント式,いずれの方式のものを用いてもよい。もちろん,これ以外のものを用いてもよい。
1. Battery Performance Evaluation Jig An evaluation jig 500 of this embodiment is shown in FIG. The evaluation jig 500 includes a pressure sensor 510 in addition to each part of the evaluation jig 100 described in the first embodiment. In addition, unlike the evaluation jig 100, the glass plate 170 is not provided. As the pressure sensor 510, any one of a semiconductor piezoresistive type, a capacitance type, a pressure-sensitive conductive ink type, a strain gauge resistance type, and a silicon resonant type may be used. Of course, other things may be used.

圧力センサー510は,正極合材層PAおよび負極合材層NAの体積変化に起因する圧力変化を測定するためのものである。この体積変化の大きい箇所では,リチウムイオンの吸蔵・放出が活発に起こっているはずである。すなわち,その箇所では,電極反応が活発に起こっているのである。なお,前述のように,この体積変化は,正極合材層PAより負極合材層NAで大きい。つまり,負極合材層NAにおける体積変化による面圧の変化を主に測定している。   The pressure sensor 510 is for measuring a pressure change due to a volume change of the positive electrode mixture layer PA and the negative electrode mixture layer NA. At locations where this volume change is large, lithium ion storage and release should occur actively. That is, the electrode reaction is actively taking place at that point. As described above, this volume change is larger in the negative electrode mixture layer NA than in the positive electrode mixture layer PA. That is, the change in the surface pressure due to the volume change in the negative electrode mixture layer NA is mainly measured.

圧力センサー510は,蓋体520の本体と負極集電部160との間に配置されている。圧力センサー510は,負極集電部160から受ける面圧,すなわち接触面にわたる圧力分布を測定するための圧力測定部である。ここで知りたいのは,負極集電部160を介して圧力センサー510に伝わる,負極合材層NAの体積変化に起因する圧力分布である。そのため,負極集電部160の厚みは薄いほうが好ましい。負極合材層NAの膨張および収縮を,敏感に測定できるからである。   The pressure sensor 510 is disposed between the main body of the lid 520 and the negative electrode current collector 160. The pressure sensor 510 is a pressure measurement unit for measuring the surface pressure received from the negative electrode current collector 160, that is, the pressure distribution over the contact surface. What we want to know here is the pressure distribution due to the volume change of the negative electrode mixture layer NA transmitted to the pressure sensor 510 via the negative electrode current collector 160. Therefore, it is preferable that the negative electrode current collector 160 is thin. This is because the expansion and contraction of the negative electrode mixture layer NA can be measured sensitively.

図8は,圧力センサー510を示す平面図である。圧力センサー510は,測定部511と,配線512とを有している。測定部511は,加わる圧力を測定するためのものである。この圧力は,メッシュポイントの各点において測定される。これにより,測定部511の面にわたって面圧分布が得られる。配線512は,測定部511により測定された圧力の情報を,データロガー440に送信するためのものである。もしくは,解析用PC450に直接送信することとしてもよい。   FIG. 8 is a plan view showing the pressure sensor 510. The pressure sensor 510 includes a measurement unit 511 and a wiring 512. The measurement part 511 is for measuring the applied pressure. This pressure is measured at each point of the mesh point. Thereby, a surface pressure distribution is obtained over the surface of the measurement unit 511. The wiring 512 is for transmitting information on the pressure measured by the measuring unit 511 to the data logger 440. Or it is good also as transmitting directly to PC450 for analysis.

2.電池の評価方法
本形態における電池の評価方法は,第1の実施形態における電池の評価方法と同様である。ただし,測定するデータはもちろん,圧力である。なお,第1の実施形態で説明した積層体拘束工程では,負極合材層NAの収縮・膨張を測定するのに適した拘束力で評価用電池を拘束するとよい。
2. Battery Evaluation Method The battery evaluation method in the present embodiment is the same as the battery evaluation method in the first embodiment. However, the data to be measured is of course the pressure. In the laminate restraining step described in the first embodiment, the evaluation battery may be restrained with a restraining force suitable for measuring the shrinkage / expansion of the negative electrode mixture layer NA.

3.変形例
第1の実施形態で説明した6−1.から6−7.までの変形例について,本形態でも適用することができる。
3. Modified Example 6-1 described in the first embodiment. To 6-7. The above modifications can also be applied to this embodiment.

4.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る評価用治具500は,その内部に評価用のリチウムイオン二次電池を形成するものである。ここで,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ていないため,混練した塗工液と,その塗工液により作成される電池の性能と,負極合材層NA(もしくは正極合材層PA)の体積変化に起因する面圧分布とを対応して評価することができる。
4). Summary As described above in detail, the evaluation jig 500 according to the present embodiment forms an evaluation lithium ion secondary battery therein. Here, since the coating / drying process in the production line has not been performed, the kneaded coating liquid, the performance of the battery produced by the coating liquid, and the negative electrode mixture layer NA (or the positive electrode mixture layer PA) The surface pressure distribution resulting from the volume change can be evaluated correspondingly.

また,本実施の形態に係る電池の評価方法は,真空チャンバ201を用いて評価用治具100の内部を減圧する溶媒揮発工程を有する方法である。そのため,製造ラインにおける塗工・乾燥工程で生じうる影響を除去して,電池の評価を行うことができる。そのため,塗工液とそれを用いて作成されるリチウムイオン二次電池の性能とを対応付けて評価を行うことができる。   In addition, the battery evaluation method according to the present embodiment is a method including a solvent volatilization step in which the inside of the evaluation jig 100 is decompressed using the vacuum chamber 201. Therefore, the battery can be evaluated by removing the influence that may occur in the coating / drying process in the production line. Therefore, it is possible to perform the evaluation by associating the coating solution with the performance of the lithium ion secondary battery created using the coating solution.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,リチウムイオン二次電池に限らない。電極芯材に塗工液を塗工・乾燥させて作成された電極板を用いる電池であれば,適用することができる。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, it is not limited to a lithium ion secondary battery. Any battery that uses an electrode plate prepared by coating and drying a coating solution on the electrode core material can be applied.

(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本形態の評価用治具は,第1の実施形態の評価用治具で用いたガラス板170の代わりに,変位計を備えていることに特徴がある。したがって,以下,第1の実施形態で説明した評価用治具100との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. The evaluation jig of this embodiment is characterized in that a displacement meter is provided instead of the glass plate 170 used in the evaluation jig of the first embodiment. Therefore, the following description will focus on differences from the evaluation jig 100 described in the first embodiment.

1.電池の性能評価用治具
本形態の評価用治具600を図9に示す。評価用治具600は,第1の実施形態で説明した評価用治具100の各部に加えて,円筒部材630およびシート640を有している。なお,評価用治具100のようにガラス板170を有していない。
1. Battery Performance Evaluation Jig An evaluation jig 600 of this embodiment is shown in FIG. The evaluation jig 600 includes a cylindrical member 630 and a sheet 640 in addition to each part of the evaluation jig 100 described in the first embodiment. In addition, unlike the evaluation jig 100, the glass plate 170 is not provided.

円筒部材630は,負極合材層NAの厚み方向の変位量を測定するための厚み変位量測定部の一部である。円筒部材630は,円筒形状をしている樹脂製の部材である。シート640は,樹脂製である。そしてシート640には,円筒部材630の円筒外面に対応する複数の貫通孔が形成されている。そのため,シート640の貫通孔にはそれぞれ,円筒部材630が挿入されている。円筒部材630を固定する座標を定めるためである。そのため,配置する円筒部材630の大きさおよび数については,任意に設定してよい。   The cylindrical member 630 is a part of a thickness displacement measuring unit for measuring the displacement in the thickness direction of the negative electrode mixture layer NA. The cylindrical member 630 is a resin member having a cylindrical shape. The sheet 640 is made of resin. The sheet 640 is formed with a plurality of through holes corresponding to the cylindrical outer surface of the cylindrical member 630. Therefore, cylindrical members 630 are inserted into the through holes of the sheet 640, respectively. This is because the coordinates for fixing the cylindrical member 630 are determined. Therefore, the size and number of the cylindrical members 630 to be arranged may be arbitrarily set.

2.電池の評価方法
本形態における電池の評価方法は,第1の実施形態における電池の評価方法と同様である。ただし,測定するデータはもちろん,負極合材層NAの厚み方向の変位量である。負極合材層NAの厚み方向の変位量を,円筒部材630の上面の位置により測定する。その測定のために,変位センサー(図示せず)を用いればよい。変位センサーとして,レーザーや赤外線,超音波等,公知のものを用いることができる。これらのうち,非接触式のものを用いるとよい。
2. Battery Evaluation Method The battery evaluation method in the present embodiment is the same as the battery evaluation method in the first embodiment. However, not only the data to be measured but also the displacement in the thickness direction of the negative electrode mixture layer NA. The amount of displacement in the thickness direction of the negative electrode mixture layer NA is measured by the position of the upper surface of the cylindrical member 630. A displacement sensor (not shown) may be used for the measurement. As the displacement sensor, a known sensor such as a laser, an infrared ray, or an ultrasonic wave can be used. Of these, a non-contact type may be used.

なお,本形態では,電極反応による負極合材層NAの厚み方向の変位量を測定するものであるため,第1の実施形態で行った積層体拘束工程については行わない。   In this embodiment, since the amount of displacement in the thickness direction of the negative electrode mixture layer NA due to the electrode reaction is measured, the laminate restraining step performed in the first embodiment is not performed.

3.変形例
第1の実施形態で説明した変形例(6−1.6−4.6−6.)について,本形態においても実施することができる。
3. Modification The modification (6-1.6-4.6-6.) Described in the first embodiment can also be implemented in this embodiment.

3−1.円筒部材の形状
本形態では,円筒部材630の形状を円筒形状であるとした。しかし,もちろん円筒形状に限らず適用できる。例えば,その他の多角柱形状であってもよい。ただし,三角柱等,底面の辺の数が少ないと,傾いた場合に頂点付近に比較的大きな応力がかかるおそれがある。そのため,ある程度辺の数が多いか,本形態のように円筒であることが好ましい。
3-1. Shape of Cylindrical Member In this embodiment, the cylindrical member 630 has a cylindrical shape. However, it is of course applicable not only to the cylindrical shape. For example, other polygonal column shapes may be used. However, if the number of sides on the bottom surface is small, such as a triangular prism, a relatively large stress may be applied near the apex when tilted. For this reason, it is preferable that the number of sides is large to some extent, or is cylindrical as in this embodiment.

3−2.円筒部材の傾き
本形態では,負極合材層NAの厚み方向の変位量を測定したが,円筒部材630の傾きをも測定することとしてもよい。円筒部材630の傾きが大きい箇所では,他の箇所よりも大きな内部応力がかかっている。つまり,負極合材層NAのその箇所で,局所的な剥離が生じやすい。
3-2. Inclination of the cylindrical member In this embodiment, the amount of displacement in the thickness direction of the negative electrode mixture layer NA is measured, but the inclination of the cylindrical member 630 may also be measured. At a location where the inclination of the cylindrical member 630 is large, a larger internal stress is applied than at other locations. That is, local peeling is likely to occur at that portion of the negative electrode mixture layer NA.

4.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る評価用治具600は,その内部に評価用のリチウムイオン二次電池を形成するものである。ここで,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ていないため,混練した塗工液と,その塗工液により作成される電池の性能と,負極合材層NA(もしくは正極合材層PA)の体積変化に起因する厚み方向の変位量とを対応して評価することができる。
4). Summary As described above in detail, the evaluation jig 600 according to the present embodiment forms an evaluation lithium ion secondary battery therein. Here, since the coating / drying process in the production line has not been performed, the kneaded coating liquid, the performance of the battery produced by the coating liquid, and the negative electrode mixture layer NA (or the positive electrode mixture layer PA) The displacement amount in the thickness direction due to the volume change can be evaluated correspondingly.

また,本実施の形態に係る電池の評価方法は,真空チャンバ201を用いて評価用治具100の内部を減圧する溶媒揮発工程を有する方法である。そのため,製造ラインにおける塗工・乾燥工程で生じうる影響を除去して,電池の評価を行うことができる。そのため,塗工液とそれを用いて作成されるリチウムイオン二次電池の性能とを対応付けて評価を行うことができる。   In addition, the battery evaluation method according to the present embodiment is a method including a solvent volatilization step in which the inside of the evaluation jig 100 is decompressed using the vacuum chamber 201. Therefore, the battery can be evaluated by removing the influence that may occur in the coating / drying process in the production line. Therefore, it is possible to perform the evaluation by associating the coating solution with the performance of the lithium ion secondary battery created using the coating solution.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,リチウムイオン二次電池に限らない。電極芯材に塗工液を塗工・乾燥させて作成された電極板を用いる電池であれば,適用することができる。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, it is not limited to a lithium ion secondary battery. Any battery that uses an electrode plate prepared by coating and drying a coating solution on the electrode core material can be applied.

(第4の実施形態)
第4の実施形態について説明する。本形態の評価用治具は,第1の実施形態の評価用治具で用いたガラス板170の代わりに,AEセンサーを備えていることに特徴がある。AEセンサーとは,アコースティックエミッション(AE)波を検出するためのセンサーである。したがって,以下,第1の実施形態で説明した評価用治具100との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. The evaluation jig of this embodiment is characterized in that it includes an AE sensor instead of the glass plate 170 used in the evaluation jig of the first embodiment. The AE sensor is a sensor for detecting an acoustic emission (AE) wave. Therefore, the following description will focus on differences from the evaluation jig 100 described in the first embodiment.

1.電池の性能評価用治具
本形態の評価用治具700を図10に示す。評価用治具700は,第1の実施形態で説明した評価用治具100の各部に加えて,複数のAEセンサー730を有している。なお,評価用治具100のようにガラス板170を有していない。
1. Battery Performance Evaluation Jig An evaluation jig 700 of this embodiment is shown in FIG. The evaluation jig 700 has a plurality of AE sensors 730 in addition to each part of the evaluation jig 100 described in the first embodiment. In addition, unlike the evaluation jig 100, the glass plate 170 is not provided.

AEセンサー730は,充放電を行うことにより生じる,負極合材層NAの体積変化に起因する負極合材層NAのひび割れ音を検出する。また,充放電を行うことにより生じる,ガスの発生音をも検出する。このガスは,SEI被膜の形成の際に発生するものである。   The AE sensor 730 detects cracking sound of the negative electrode mixture layer NA caused by the volume change of the negative electrode mixture layer NA caused by charging and discharging. It also detects gas generation noise that is generated by charging and discharging. This gas is generated when the SEI film is formed.

図10では,AEセンサー730は,負極集電部160の上に配置されている。また,AEセンサー730と,負極集電部160との間に,負極合材層NAから発生する弾性波をほとんど吸収しないような板材を配置することとしてもよい。   In FIG. 10, the AE sensor 730 is disposed on the negative electrode current collector 160. Further, a plate material that hardly absorbs an elastic wave generated from the negative electrode mixture layer NA may be disposed between the AE sensor 730 and the negative electrode current collector 160.

2.電池の評価方法
本形態における電池の評価方法は,第1の実施形態における電池の評価方法と同様である。ただし,測定するデータはもちろん,負極合材層NAの内部で発生するAE波である。AEセンサー730の上部は,蓋体720に覆われているわけではない。そのため,積層体拘束工程では,AEセンサー730の配置されていない,蓋体720の外周縁を拘束することとなる。そのため,正極集電部150および負極集電部160の厚みは,厚いほうがよい。正極集電部150および負極集電部160に撓みが生じにくいからである。
2. Battery Evaluation Method The battery evaluation method in the present embodiment is the same as the battery evaluation method in the first embodiment. However, not only data to be measured but also AE waves generated inside the negative electrode mixture layer NA. The upper part of the AE sensor 730 is not covered with the lid 720. Therefore, in the laminated body restraining step, the outer peripheral edge of the lid 720 where the AE sensor 730 is not placed is restrained. Therefore, the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 160 are preferably thicker. This is because the positive electrode current collector 150 and the negative electrode current collector 160 are not easily bent.

3.変形例
第1の実施形態で説明した6−1.から6−7.までの変形例について,本形態でも適用することができる。また,以上に説明した第1の実施形態から本形態までに記載の特徴点について,それぞれ組み合わせてもよい。
3. Modified Example 6-1 described in the first embodiment. To 6-7. The above modifications can also be applied to this embodiment. The feature points described from the first embodiment to the present embodiment described above may be combined.

4.まとめ
以上,詳細に説明したように,本実施の形態に係る評価用治具700は,その内部に評価用のリチウムイオン二次電池を形成するものである。ここで,製造ラインにおける塗工・乾燥工程を経ていないため,混練した塗工液と,その塗工液により作成される電池の性能と,負極合材層NA(もしくは正極合材層PA)の体積変化に起因して発生する音波とを対応して評価することができる。
4). Summary As described above in detail, the evaluation jig 700 according to the present embodiment forms an evaluation lithium ion secondary battery therein. Here, since the coating / drying process in the production line has not been performed, the kneaded coating liquid, the performance of the battery produced by the coating liquid, and the negative electrode mixture layer NA (or the positive electrode mixture layer PA) A sound wave generated due to a volume change can be evaluated correspondingly.

また,本実施の形態に係る電池の評価方法は,真空チャンバ201を用いて評価用治具100の内部を減圧する溶媒揮発工程を有する方法である。そのため,製造ラインにおける塗工・乾燥工程で生じうる影響を除去して,電池の評価を行うことができる。そのため,塗工液とそれを用いて作成されるリチウムイオン二次電池の性能とを対応付けて評価を行うことができる。   In addition, the battery evaluation method according to the present embodiment is a method including a solvent volatilization step in which the inside of the evaluation jig 100 is decompressed using the vacuum chamber 201. Therefore, the battery can be evaluated by removing the influence that may occur in the coating / drying process in the production line. Therefore, it is possible to perform the evaluation by associating the coating solution with the performance of the lithium ion secondary battery created using the coating solution.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,リチウムイオン二次電池に限らない。電極芯材に塗工液を塗工・乾燥させて作成された電極板を用いる電池であれば,適用することができる。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, it is not limited to a lithium ion secondary battery. Any battery that uses an electrode plate prepared by coating and drying a coating solution on the electrode core material can be applied.

100,500,600,700…評価用治具
110…容器
111…底面
120,520,620,720…蓋体
121…上面
122,123…逆止弁
130…Oリング
150…正極集電部
151…表面
160…負極集電部
161…表面
170…ガラス板
201…真空チャンバ
202…大気開放用バルブ
203…排気バルブ
204…真空ポンプ
205…グローブボックス
301,302…拘束治具
400…制御用PC
410…充放電装置
420…インピーダンス測定装置
430…赤外線サーモグラフィー
440…データロガー
450…解析用PC
510…圧力センサー
630…円筒部材
640…シート
730…AEセンサー
PA…正極合材層
PA1…正極ペースト層
NA…負極合材層
NA1…負極ペースト層
S…セパレータ
100, 500, 600, 700 ... Evaluation jig 110 ... Container 111 ... Bottom 120, 520, 620, 720 ... Lid 121 ... Top 122, 123 ... Check valve 130 ... O-ring 150 ... Positive current collector 151 ... Surface 160 ... Negative electrode current collector 161 ... Surface 170 ... Glass plate 201 ... Vacuum chamber 202 ... Air release valve 203 ... Exhaust valve 204 ... Vacuum pump 205 ... Glove box 301, 302 ... Restraint jig 400 ... Control PC
410: Charge / discharge device 420 ... Impedance measurement device 430 ... Infrared thermography 440 ... Data logger 450 ... Analysis PC
510 ... Pressure sensor 630 ... Cylindrical member 640 ... Sheet 730 ... AE sensor PA ... Positive electrode mixture layer PA1 ... Positive electrode paste layer NA ... Negative electrode mixture layer NA1 ... Negative electrode paste layer S ... Separator

Claims (8)

正極合材層を形成される正極集電部と,
負極合材層を形成される負極集電部と,
前記正極集電部と前記負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,
前記容器の開口部を覆う蓋体と,
前記容器と前記蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,
前記容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,
前記容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有し,
前記容器本体と前記蓋体との少なくとも一方は,
前記正極集電部もしくは前記負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有し,
前記状態情報検出部の検出する状態情報は,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報であり,
前記状態情報検出部は,
前記集電部加圧部材により加圧された前記正極集電部もしくは前記負極集電部の変位量を測定する変位量測定部を有することを特徴とする電池の評価用治具。
A positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed;
A negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed;
A container body provided with at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector;
A lid covering the opening of the container;
A sealing member for sealing a gap between the container and the lid;
An electrolyte inflow portion for allowing the electrolyte to flow into the container;
A gas outflow part for allowing gas to flow out of the container,
At least one of the container body and the lid is
Have at least part of the state information detection unit for detecting the state information of the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion,
The status information detected by the status information detector is
Information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer,
The state information detector
Evaluation jig battery characterized by have a displacement amount measuring unit for measuring the displacement amount of said pressurized by the current collector pressing member positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion.
正極合材層を形成される正極集電部と,
負極合材層を形成される負極集電部と,
前記正極集電部と前記負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,
前記容器の開口部を覆う蓋体と,
前記容器と前記蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,
前記容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,
前記容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有し,
前記容器本体と前記蓋体との少なくとも一方は,
前記正極集電部もしくは前記負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有し,
前記状態情報検出部の検出する状態情報は,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報であり,
前記状態情報検出部は,
前記正極集電部もしくは前記負極集電部に作用する面圧を測定する圧力測定部を有することを特徴とする電池の評価用治具。
A positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed;
A negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed;
A container body provided with at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector;
A lid covering the opening of the container;
A sealing member for sealing a gap between the container and the lid;
An electrolyte inflow portion for allowing the electrolyte to flow into the container;
A gas outflow part for allowing gas to flow out of the container,
At least one of the container body and the lid is
Have at least part of the state information detection unit for detecting the state information of the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion,
The status information detected by the status information detector is
Information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer,
The state information detector
The positive electrode current collector or the evaluation jig battery characterized by have a pressure measuring unit for measuring the surface pressure acting on the negative electrode current collecting portion.
正極合材層を形成される正極集電部と,
負極合材層を形成される負極集電部と,
前記正極集電部と前記負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,
前記容器の開口部を覆う蓋体と,
前記容器と前記蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,
前記容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,
前記容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有し,
前記容器本体と前記蓋体との少なくとも一方は,
前記正極集電部もしくは前記負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有し,
前記状態情報検出部の検出する状態情報は,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報であり,
前記状態情報検出部は,
前記容器における前記正極集電部もしくは前記負極集電部より外側の位置に配置されているとともに,赤外線を透過する赤外線透過部材を有することを特徴とする電池の評価用治具。
A positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed;
A negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed;
A container body provided with at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector;
A lid covering the opening of the container;
A sealing member for sealing a gap between the container and the lid;
An electrolyte inflow portion for allowing the electrolyte to flow into the container;
A gas outflow part for allowing gas to flow out of the container,
At least one of the container body and the lid is
Have at least part of the state information detection unit for detecting the state information of the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion,
The status information detected by the status information detector is
Information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer,
The state information detector
Wherein together it is arranged at a position outside the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion, evaluation jig battery, characterized by chromatic infrared transmitting member that transmits infrared of the container.
正極合材層を形成される正極集電部と,
負極合材層を形成される負極集電部と,
前記正極集電部と前記負極集電部との少なくとも一方が設けられた容器本体と,
前記容器の開口部を覆う蓋体と,
前記容器と前記蓋体との間の隙間を密閉する密閉部材と,
前記容器の内部に向かって電解液を流入させる電解液流入部と,
前記容器の外部に向かって気体を流出させる気体流出部とを有し,
前記容器本体と前記蓋体との少なくとも一方は,
前記正極集電部もしくは前記負極集電部の状態情報を検出する状態情報検出部の少なくとも一部を有し,
前記状態情報検出部の検出する状態情報は,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の内部で生ずる電極反応により変化する情報であり,
前記状態情報検出部は,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の内部で発生するアコースティックエミッション(AE)波を検出するAE波検出部を有することを特徴とする電池の評価用治具。
A positive electrode current collector portion on which a positive electrode mixture layer is formed;
A negative electrode current collector portion on which a negative electrode mixture layer is formed;
A container body provided with at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector;
A lid covering the opening of the container;
A sealing member for sealing a gap between the container and the lid;
An electrolyte inflow portion for allowing the electrolyte to flow into the container;
A gas outflow part for allowing gas to flow out of the container,
At least one of the container body and the lid is
Have at least part of the state information detection unit for detecting the state information of the positive electrode current collecting portion or the negative electrode current collecting portion,
The status information detected by the status information detector is
Information that changes due to an electrode reaction occurring inside the positive electrode mixture layer or the negative electrode mixture layer,
The state information detector
Evaluation jig battery characterized by have a AE wave detection unit for detecting an acoustic emission (AE) waves generated within the positive-electrode mixture layer or the negative-electrode mixture layer.
請求項1から請求項までのいずれかに記載の電池の評価用治具であって,
前記電解液流入部は,
前記容器本体の内部に向かう向きに流体を流入させる逆止弁であり,
前記気体流出部は,
前記容器本体の外部に向かう向きに流体を流出させる逆止弁であることを特徴とする電池の評価用治具。
A battery evaluation jig according to any one of claims 1 to 4 , comprising:
The electrolyte inflow portion is
A check valve that allows fluid to flow in a direction toward the interior of the container body;
The gas outflow part is
A battery evaluation jig, which is a check valve that allows a fluid to flow in a direction toward the outside of the container body.
請求項1から請求項までのいずれかに記載の電池の評価用治具であって,
前記蓋体は,
前記容器本体の内側壁に沿って可動なものであることを特徴とする電池の評価用治具。
A battery evaluation jig according to any one of claims 1 to 5 ,
The lid is
A battery evaluation jig, which is movable along the inner wall of the container body.
容器に正極用塗工液と負極用塗工液との一方を供給して第1のペースト層とし,前記第1のペースト層の上にセパレータを載置し,前記セパレータの上に正極用塗工液と負極用塗工液との他方を供給して第2のペースト層として積層体を形成するペースト積層工程と,
前記容器の内部を減圧することで第1のペースト層および第2のペースト層に含まれる溶媒を揮発させて積層電極体を作成する溶媒揮発工程と,
前記容器に電解液を注入して前記容器の内部に評価用電池を形成する電解液注入工程と,
前記評価用電池に充放電を行いつつ,前記正極合材層と前記負極合材層との少なくとも一方の反応状態を反応状態検出部によって検出する反応状態検出工程とを有し,
前記反応状態検出工程で検出する反応状態が,
前記正極合材層もしくは前記負極合材層の温度と,面圧分布と,厚み方向の変位量と,AE波とのうちの少なくとも1以上であることを特徴とする電池の評価方法。
One of the positive electrode coating liquid and the negative electrode coating liquid is supplied to the container to form a first paste layer, a separator is placed on the first paste layer, and the positive electrode coating liquid is placed on the separator. A paste lamination step of supplying the other of the working liquid and the negative electrode coating liquid to form a laminate as a second paste layer;
A solvent volatilization step of creating a laminated electrode body by volatilizing the solvent contained in the first paste layer and the second paste layer by depressurizing the inside of the container;
An electrolyte injection step of injecting an electrolyte into the container to form an evaluation battery in the container;
Wherein while performing the charge and discharge test battery, possess a reaction state detection step of detecting the reaction state detection unit at least one of the reaction conditions of the negative-electrode mixture layer and the positive-electrode mixture layer,
The reaction state detected in the reaction state detection step is:
And the temperature of the mixture layer or the negative-electrode mixture layer, and the surface pressure distribution, and the displacement amount in the thickness direction, the evaluation method of the battery, wherein Der Rukoto least one or more of an AE wave.
請求項に記載の電池の評価方法であって,
前記電解液注入工程の後に,
前記容器の内部を減圧して電解液を前記セパレータに含浸させる電解液含浸工程を有することを特徴とする電池の評価方法。
The battery evaluation method according to claim 7 , comprising:
After the electrolyte injection step,
A method for evaluating a battery, comprising a step of impregnating an electrolytic solution by depressurizing the inside of the container and impregnating the separator with an electrolytic solution.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022035080A1 (en) * 2020-08-11 2022-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module simulation system and method
EP3979389A4 (en) * 2019-10-14 2022-08-10 LG Energy Solution, Ltd. Method and system for evaluating insulation and lithium ion conductivity characteristics of separator for electrochemical device
KR102657239B1 (en) 2016-11-18 2024-04-15 에스케이온 주식회사 Degassing apparatus for secondary battery

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5609859B2 (en) * 2011-12-21 2014-10-22 トヨタ自動車株式会社 Battery system
JP2016051642A (en) * 2014-09-01 2016-04-11 株式会社コベルコ科研 Evaluation method of battery and evaluation cell used therefor
JP2017117526A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing battery pack
KR102000632B1 (en) * 2016-06-09 2019-10-01 주식회사 엘지화학 Thickness change measurement apparatus for electrode of secondary battery and secondary battery mounting the same
KR102192676B1 (en) 2017-01-24 2020-12-17 주식회사 엘지화학 Apparatus for predicting deformation of battery module
KR20210048224A (en) 2019-10-23 2021-05-03 주식회사 엘지화학 Resistance measuring apparatus and method of pressing type for separator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306396A (en) * 1995-05-01 1996-11-22 Tanaka Kagaku Kenkyusho:Kk Battery evaluation cell, and battery evaluation system
JP3731142B2 (en) * 1996-05-01 2006-01-05 株式会社京浜理化工業 Non-aqueous battery cell for testing
JP5521944B2 (en) * 2010-09-27 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 Battery evaluation jig and battery evaluation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657239B1 (en) 2016-11-18 2024-04-15 에스케이온 주식회사 Degassing apparatus for secondary battery
EP3979389A4 (en) * 2019-10-14 2022-08-10 LG Energy Solution, Ltd. Method and system for evaluating insulation and lithium ion conductivity characteristics of separator for electrochemical device
WO2022035080A1 (en) * 2020-08-11 2022-02-17 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module simulation system and method

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