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片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法與流程

2023-12-05 11:29:46 2


本發明涉及一種片狀電池的試驗裝置及試驗方法,可以適用於例如片狀二次電池的試驗裝置及試驗方法。



背景技術:

在電池中,有基本構成為片狀的構成。並且在這種片狀的電池基本構成(以下,也簡稱為片狀電池)的製造工序中,在製造途中或者完成之後,進行片狀電池的性能等試驗。

在此,本說明書的所謂「片狀電池」是指:至少包括電極層(正極層及負極層)和夾在該電極層之間的電極間隔層的薄板狀(片狀)電池。該電極層和電極間隔層既可以在片狀電池的厚度方向上的多個重疊,也可以是在擴展方向上的多個排列。另外,該電極間隔層既防止兩電極的接觸,同時又有助於電動勢的產生及蓄電的部分,例如,可以是電解質及隔膜、充放電層(蓄電層)等。另外,「試驗」是指:包含了「評價」、「檢查」、「測定」的術語,「電池的試驗」是指:包含了電池的性能檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等的概念。

片狀電池的試驗方法例如如專利文獻1記載的那樣,有對非水電解液二次電池中所使用的卷繞電極體進行檢查的方法。作為檢查對象的卷繞電極體是將帶狀的正極材料及負極材料與帶狀的第1隔膜材料及第2隔膜材料卷繞在一起而形成的。並且,公開有通過輸送用傳送帶將多個卷繞電極體一個一個地輸送到試驗位置依次進行試驗的技術。

另外,例如在專利文獻2中,涉及一種構成片狀電池的電極板的檢查方法,公開了對牽涉到二次電池用電極板的內部短路的缺陷進行判定的方法。作為檢查對象的電極板在由正極板或負極板構成的電極板的表面上形成多孔性絕緣層。於是,將該帶有多孔性絕緣層的電極板的電極板開卷/卷取並通過輥子使其移動,利用設在其移動途中的一對檢查電極施加電壓,從而連續地對電流進行測定。

另外,作為電池的試驗裝置,例如在專利文獻3中公開有對多個二次電池同時並列地進行充放電動作的充放電裝置。並且,示出了將該充放電裝置適用於二次電池的調節試驗的例子。

可是,近年來,作為固體薄膜化而構成的全固體型的二次電池被研究開發,作為實現小型化的二次電池而被期待。作為這種二次電池的一種,專利文獻4中公開了基於利用金屬氧化物半導體的光激發構造變化,在帶隙中形成新的能級並捕獲電子的動作原理的二次電池。該電池在第1電極和第2電極之間具備充填有由絕緣性的膜所覆蓋的微粒子的n型金屬氧化物半導體的充電層。通過紫外線照射而產生的光激發構造變化現象,該充電層在n型金屬氧化物半導體的帶隙內形成有新的能級,在該能級上將電子捕獲並進行能量充電。這裡,在本說明書中,將利用這種金屬氧化物的光激發構造變化的全固體型物理二次電池稱作「量子電池」。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2004-273216號公報

專利文獻2:日本特開2010-40362號公報

專利文獻3:國際公開第2014/017463號

專利文獻4:國際公開第2013/065093號



技術實現要素:

發明要解決的課題

但是,專利文獻1中記載的現有的電池的試驗裝置中,為了將非檢查物搬入至試驗位置或從試驗位置搬出,需要傳送帶等輸送裝置。為此,試驗裝置整體的裝置規模也將會變大,需要寬闊的試驗空間。

另外,在該試驗裝置中,存在由於僅具備一對供給試驗用的電力的端子,所以必須一個一個地依次進行試驗,試驗花費時間這樣的問題。

對此,也可以考慮設置多個試驗用端子並同時在多個位置進行試驗,來縮短處理時間。但是,在這種情況下,有必要沿傳送帶的傳送方向設置多個試驗裝置、試驗位置,僅該部分傳送帶的移動距離就將變長,可以預料試驗裝置的規模及試驗所需要的空間將會更大。

另外,也可以考慮如專利文獻2記載的技術那樣,考慮將如下做法應用於片狀電池的檢查:將呈卷狀的片狀構件拉出,並在其移動途中配置試驗用電極以進行試驗。但是,在這種情況下,假如想要設置多個試驗用端子並同時在多個位置能進行試驗的話,則需要在沿所拉出的卷的移動方向設置多個試驗裝置及試驗位置,僅該部分所拉出的卷的移動距離就將變長,可以預料試驗裝置的規模及試驗所需要的空間將會更大。

因此,要求一種片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法,其能夠縮小電池的試驗裝置的裝置規模,並實現試驗空間的狹小化的同時,通過能夠在多處同時進行試驗來實現試驗時間的縮短。

用於解決課題的手段

為了解決此課題,第一,本發明的片狀電池試驗裝置,其特徵在於,包括:摺疊部,其將兩面具備電極層的片狀電池交替改變摺疊方向地進行摺疊;試驗部,其在將電極端子夾入到所述片狀電池的被摺疊後的部分的狀態下,向所述電極端子供給電力並進行規定的試驗。

第二,本發明的片狀電池試驗方法,其特徵在於,具有:摺疊工序,將兩面具備電極層的片狀電池交替改變摺疊方向地進行摺疊;試驗工序,在將電極端子夾入到所述片狀電池的被摺疊後的部分的狀態下,向所述電極端子供給電力並進行規定的試驗。

發明的效果

根據本發明,通過將片狀電池交替摺疊,將電極端子夾入於該被摺疊的片狀電池之間,能夠縮小電池的試驗裝置的裝置規模,實現試驗空間的狹小化。另外,將作為試驗對象的片狀電池搬入至試驗工序或搬出至下道工序的操作能夠容易地進行。另外,因為能夠在小的空間在多處同時進行試驗,所以能夠實現試驗時間的縮短。

附圖說明

圖1是示出第1實施方式的試驗裝置的概略構成的構成圖。

圖2是示出第1實施方式的片狀量子電池的圖(其一)。

圖3是示出第1實施方式的片狀量子電池的圖(其二)。

圖4是示出第1實施方式的摺疊後的片狀電池與電池試驗機的連接關係的圖。

圖5是對第1實施方式的正極端子板的構造進行說明的說明圖。

圖6是示出實施方式的電極端子板的表面中的導電性構件的形狀的圖(其一)。

圖7是示出實施方式的電極端子板的表面中的導電性構件的形狀的圖(其二)。

圖8是示出實施方式的電極端子板的表面中的導電性構件的形狀的圖(其三)。

圖9是示出實施方式的電極端子板的表面中的導電性構件的形狀的圖(其四)。

圖10是對第1實施方式的負極端子板的構造進行說明的說明圖。

圖11是對第1實施方式的摺疊後的片狀電池與電極端子板的接觸關係進行說明的剖面圖。

圖12是對第1實施方式的片摺疊機構部122的摺疊動作例子進行說明的說明圖。

圖13是示出第2實施方式的片狀電池的圖(其一)。

圖14是示出第2實施方式的片狀電池的圖(其二)。

圖15是示出第2實施方式的試驗裝置的概略構成的構成圖。

圖16是對第2實施方式的摺疊後的片狀電池與電極端子板的接觸關係進行說明的剖面圖。

圖17是對第2實施方式的片摺疊機構部的動作進行說明的說明圖。

圖18是示出第3實施方式的片狀電池的圖(其一)。

圖19是示出第3實施方式的片狀電池的圖(其二)。

圖20是示出第3實施方式的試驗裝置的概略構成的構成圖。

圖21是示出第3實施方式的摺疊後的片狀電池與電池試驗機的連接關係的圖(其一)。

圖22是示出第3實施方式的摺疊後的片狀電池與電池試驗機的連接關係的圖(其二)。

圖23是示出第4實施方式的片狀電池的圖(其一)。

圖24是示出第4實施方式的片狀電池的圖(其二)。

圖25是示出第4實施方式的摺疊後的片狀電池與電池試驗機的連接關係的圖。

具體實施方式

(A)第1實施方式

以下,一邊參照附圖一邊對本發明的片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法的第1實施方式進行詳細地說明。

這裡,關於片狀電池的種類,只要是具有電極層(正極層及負極層)和夾在該電極層之間的電極間隔層的具有片狀的電池的基本構成即可,並沒有特別的限定,例如可廣泛適用於化學電池或物理電池的一次電池或二次電池,尤其適用於全固體型的二次電池,更優選地可適用於量子電池。另外,電極間隔層是既防止兩電極的接觸,又有助於電動勢的產生及蓄電的部分,例如,可以是電解質及隔膜、充放電層等,優選是二次電池的充放電層,更優選地,可以是量子電池的充放電層。

另外,電池的試驗裝置可以廣泛適用於進行電池性能試驗的裝置中,例如,可以是進行電池的性能檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等。

(A-1)關於量子電池

在該實施方式中,例示了片狀電池為量子電池的情形。因此,首先對量子電池的基本構成進行說明。

量子電池是基於利用金屬氧化物的光激發構造變化、在帶隙中形成新的能級並捕獲電子的動作原理的二次電池。

量子電池是全固體型的二次電池,作為單獨的二次電池發揮功能的構成在負極層和正極層之間具有固體的充放電層(在本說明書中,也僅稱為「充電層」)。

充電層是以充電動作將電子儲存,以放電動作釋放蓄電的電子,在未進行充放電的狀態下將電子保持(蓄電)的層,適用光激發構造變化技術而形成。

這裡,光激發構造變化是例如,國際公開WO/2008/053561所記載的、由作為該申請的發明人的中澤明先生發現的現象(技術)。即,中澤明先生發現:具有規定值以上的帶隙的半導體、具有透光性的金屬氧化物在被絕緣覆蓋的狀態下,被給予有效的激發能的話,在帶隙內產生許多電子不在的能級。量子電池通過在這些能級捕獲電子來進行充電,通過釋放捕獲的電子來進行放電。

充電層的由絕緣覆膜所覆蓋的n型金屬氧化物半導體的微粒子薄膜狀地附著在負極層3上,n型金屬氧化物半導體通過紫外線照射而產生光激發構造變化,變化成能夠將電子進行儲存。

正極層具有正極主體層和形成為與充電層接觸的p型金屬氧化物半導體層。p型金屬氧化物半導體層是為了防止電子從正極主體層流入到充電層而設置的。

負極層和正極層的正極主體層只要是作為導電層而形成的即可。

由這種基本構成所構成的量子電池可以根據需要將電極端子安裝在電極層,或將外裝構件及覆蓋構件等安裝在四周來準備好作為電池的樣式。另外,也可以將多個該量子電池的基本構成層疊串聯或並聯連接進行包裝。

(A-2)關於片狀量子電池

該實施方式中的試驗對象的片狀電池以具備上述基本構成的片狀的量子電池的情形進行說明。以下,參照附圖對該片狀量子電池進行說明。

圖2及圖3是示出該實施方式的片狀量子電池1(以下,也記作「片狀電池1」)的圖。圖2是片狀電池1的主視圖,圖3是圖1的片狀電池1的A-A線剖面圖。

如圖2及圖3所示,該實施方式的片狀電池1是將作為上述量子電池的基本構成的負極層3、充電層6、及正極層2依次層疊的薄板狀的長條物。正極層2由充電層6上所形成的p型金屬氧化物半導體層和其上所層疊的正極主體層構成。所述正極主體層及負極層3隻要是導電性良好的層即可,例如,可以利用金屬板及金屬膜、透明導電膜等。

如圖2所示,片狀電池1的長度方向中的兩側緣相互平行地形成。該片狀電池1的寬度沒有特別的限定,但可以是例如寬度從10mm到500mm左右。片狀量子電池1的長度只要是至少一次折彎並重合的長度以上的話,沒有特別的限定,可以是例如10mm~100m左右。

正極層2及負極層3的膜厚可做成10nm~1μm左右,充電層6的膜厚可做成50nm~10μm左右。可以使該片狀電池1構成為具有柔軟性,製造後也能夠捲成卷狀。

(A-3)第1實施方式的構成

圖1是對第1實施方式的電池的試驗方法及試驗裝置的整體流程進行說明的說明圖。

如圖1所示,第1實施方式的電池的試驗方法及試驗裝置100大體具有:進行片狀電池1的供給的電池供給部(電池供給工序)51;將從電池供給部51供給的片狀電池1進行摺疊的電池摺疊部(電池摺疊工序)52;將電極端子供給至通過電池摺疊部52摺疊後的片狀電池1之間的電極端子供給部(電極端子供給工序)53;對通過電極端子供給部53供給了電極端子的片狀電池1進行試驗的試驗部(試驗工序)54。

試驗部54是對片狀電池1進行試驗的部分,例如,進行電池的性能檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等。該試驗部54具有電池試驗機106和推壓部107。

電池試驗機106進行必要的電力供給及電特性的測定,用以對由電池摺疊部52摺疊成波紋狀的片狀電池1(以下,將被摺疊成波紋狀的片狀電池也稱作「波紋狀電池」)採用配設在其間或上下表面的電連接用的正極端子板21及負極端子板22,進行電池性能的檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等試驗。

在波紋狀電池1的摺疊部分或上下表面上配置有正極端子板21及負極端子板22的狀態下,推壓部107從波紋狀電池1的兩個外表面將波紋狀電池1夾持並施加壓力。推壓部107通過將壓力施加給片狀電池1,能夠使被夾在波紋狀電池1的摺疊部分或者配置在上下表面的正極端子板21及負極端子板22切實地與片狀電池1的電極層2、3接觸。在該實施方式中,推壓部107具有放置被摺疊的片狀電池1的推壓臺109;將放置在該推壓臺109上的片狀電池1從上方向下方進行推壓的推壓板108;以及使該推壓板108在推壓方向上可移動的未圖示的推壓機構部。

推壓板108是用於對波紋狀電池1例如從上方向下方施加壓力的板狀體。推壓板108具有可推壓的平坦的推壓面,通過所述推壓機構部從片狀電池1的上方朝向推壓臺109,一邊將所述推壓面保持大致水平一邊向下方移動,且對波紋狀電池1的上表面進行推壓。這裡,為使正極端子板21及負極端子板22與片狀電池1良好地接觸,推壓板108可以具有將波紋狀電池1的上表面整體進行推壓的推壓面,但也可以具有至少對正極端子板21及負極端子板22的導電部與波紋狀電池1的電極層2、3接觸的區域(即,片狀電池1的上表面的一部分區域)進行推壓的推壓面。

所述推壓機構部是以使被摺疊的片狀電池1的上表面用預先設定的壓力進行推壓的方式來使推壓板108動作的部分。所述推壓機構部包括使推壓板108上下移動的機構,構成為能夠使推壓板108的所述推壓面朝下保持水平地向下方移動的同時,維持規定壓力下的推壓狀態。

推壓臺109載置波紋狀電池1,並設在推壓板108的推壓方向的下側。推壓臺109具有與推壓板108的推壓面相對且平坦的載置面,對由推壓板108推壓的載置面上的片狀電池1從下表面進行支承。所述載置面可以對波紋狀電池1的下表面整體進行支承,但也可以至少對正極端子板21及負極端子板22的導電性構件與波紋狀的片狀電池1的電極層接觸的區域(即,片狀電池1的下表面的一部分區域)進行支承。由此,能夠將被摺疊後的片狀電池1用推壓板108和推壓臺109夾住且施加壓力。

此外,由推壓部107推壓的被摺疊後的片狀電池1既可以直接放置在推壓臺109的載置面上,也可以如後述那樣地以放置於託盤101上的狀態來進行放置。

另外,在該實施方式中,雖然例示了在推壓臺109固定的狀態下,使推壓板108從上方向下方移動並推壓的情形,但並不限於此。也就是說,只要是能夠將被摺疊的片狀電池1從兩面夾住並施加壓力的話,例如,也可以將推壓板108固定並將推壓臺109從下方向上方推上去來進行推壓。又,例如,也可以是推壓臺109及推壓板108是可動式的,推壓臺109從下方向上方移動的同時,推壓板108從上方向下方移動。

而且,在該實施方式中,例示了推壓板108的推壓面被保持水平地向下方移動的情形。但是,並不限於此,例如也可以是所述推壓機構部使推壓板108轉動。即,也可以是通過片狀電池1被放置到推壓臺109上後,將推壓板108設定成規定的高度,並使推壓板108的推壓面從垂直或傾斜的狀態轉動至水平的位置,由此來將片狀電池1進行推壓。

圖5是對第1實施方式的正極端子板21的構造進行說明的說明圖,圖5的(A)是正極端子板21的俯視圖,圖5的(B)是圖5的(A)的B-B線剖面向視圖。

如圖5所示,正極端子板21在由絕緣性材料構成的絕緣層211c的兩面上層疊有由導電性構件構成的導電部212a、212b。也就是說,正極端子板21為將絕緣層211c用第1導電部212a及第2導電部212b夾住的構造。由此,第1導電部212a和第2導電部212b之間被絕緣層211c絕緣。導電部212a及212b的端部分別連接有電線213a、213b。導電部212a及212b的端部(在此例中連接有電線213a、213b一側的端部)是在被夾入片狀電池1之際,有可能從摺疊部分露出的部分,表面上形成有絕緣層211a、211c。由此,能夠防止試驗中的短路。電線213a、213b連接在電池試驗機106的正極側端子105a上。

另外,雖然示出了正極端子板21的導電部212a、212b在整個面上發揮電接觸功能的情形,但也可以是在一部分或多個點上發揮電接觸的功能。

例如,正極端子板21的導電部212a及212b如圖6中例示的那樣,也可以在正極端子板21的表面設有條紋狀的導電性構件。又,例如也可以如圖7中例示的那樣,在正極端子板21的表面設有格子狀的導電性構件。而且,例如,如圖8中例示的那樣,也可以在正極端子板21的表面設有多個波狀的導電性構件。又,如圖9中例示的那樣,也可以在正極端子板21的表面設有浮雕花樣狀的導電性構件。正極端子板21的表面中的導電部212a及212b的形狀並不限定於圖6~圖9中所例示的,也可以是其他梳齒狀、網狀的等。

圖10是對第1實施方式的負極端子板22的構造進行說明的說明圖,圖10的(A)是負極端子板22的俯視圖,圖10的(B)是圖10的(A)的C-C線剖面向視圖。

如圖10所示,負極端子板22包括由平板狀的導電性構件構成的導電部222,其端部連接有電線223。電線223連接在電池試驗機106的負極側端子105b上。

雖然示出了負極端子板22的導電部222在整個面上發揮電接觸功能的情形,但也可以是在一部分或多個點上發揮電接觸的功能。

例如,與圖6至圖9所示的正極端子板21的情形同樣地,導電部222在負極端子板22的表面,也可以設有條紋狀或格子狀、多個波狀、浮雕花樣狀的導電性構件。另外,也可以設有梳齒狀及網狀等的導電性構件。

正極端子板21隻要是能夠藉助導電部212a、212b,以足夠低的電阻值在正極層2和電池試驗機106的正極側連接端子105a之間電連接的話,其形狀及材質沒有限定。同樣地,負極端子板22隻要是能夠藉助導電部222,以足夠低的電阻值在負極層3和電池試驗機106的負極側連接端子105b之間電連接的話,其形狀及材質沒有限定。此外,關於正極端子板21及負極端子板22的主視形狀,在此例中,一個試驗體的形狀為長方形,所以從能夠與試驗體大面積接觸這點來看長方形狀較好。

此外,雖然為了便於說明而將正極端子板21及負極端子板22表達為「板」,但正極端子板21及負極端子板22可以不僅是薄板,而且也可以是薄膜狀的。另外,也可以是線狀的、或棒狀的。

圖4是示出第1實施方式的摺疊後的片狀電池1與電池試驗機106的連接關係的圖。在圖4中,示出了對於片狀電池1插入有電連接用的正極端子板21及負極端子板22的狀態。另外,在圖4中,示出了與片狀電池1接觸的正極端子板21及負極端子板22和電池試驗機106的連接關係。

在圖4中,利用電池摺疊部52被摺疊後的片狀電池1成為波紋狀,在其內側被折入的部分的間隙中,通過電極端子供給部53插入有電極端子板21、22。另外,在被摺疊後的片狀電池1的上表面及下表面配置有負極端子板22。

在以片狀電池1的正極層2成為內側的方式而被折入的部分,插入有作為正極端子的正極端子板21。另外,在以片狀電池1的負極層3成為內側的方式而被折入的部分,插入有作為負極端子的負極端子板22。也就是說,在波紋狀電池1的摺疊部分,正極端子板21和負極端子板22交替地與片狀電池1接觸。

電池試驗機106將與波紋狀電池1接觸的正極端子板21及負極端子板22作為電連接用的電極端子而與連接端子105a、105b連接,進行用於試驗的電力供給(例如,施加電壓、或流經電流)。正極端子板21藉助電線213a、213b與電池試驗機106的正極側端子105a連接。另外,負極端子板22藉助電線223與電池試驗機106的負極側端子105b連接。

此外,電池試驗機106除了在正極端子板21和負極端子板22之間施加電壓或流經電流的功能,還可以具有對正極端子板21和負極端子板22之間的電流或電壓等電特性進行測定的功能。另外,電池試驗機106也可以具有對所測定的電特性是否在預先登錄的允許範圍內進行判斷,並判定該測定處的電池是正常的還是異常的功能。異常處(試驗體)通過確定測定到判定為該異常的測定值的正極端子板21和負極端子板22、或者確定正極端子板21的導電部212a、212b來判斷。

另外,在將被摺疊的片狀電池的相鄰折線之間或者片狀電池1的端邊及其相鄰的折線之間的片部視為1個試驗體的情況下,電池試驗機106可以對多個試驗體同時並列地進行試驗。而且,由於電池試驗機106能夠對多個試驗體並列地進行試驗,所以在同時進行試驗的多個試驗體當中、任一個試驗體存在問題的情況下,能夠個別地切斷向該有問題的試驗體的電力供給。換言之,由於能夠讓未發生問題的試驗體繼續進行試驗,所以能夠實現試驗的高效化。

試驗結束後,電極端子板21、22被拔出,片狀電池1保持波紋狀被移送至下道工序、或進行保管。此外,對在試驗工序中被檢測出異常的部分的電池(例如,夾在檢測出異常的正極端子板21和負極端子板22的試驗體),可以在其後的工序中對該部分進行修補或拆除。

這裡,如圖4所示,由於能夠將片狀電池1摺疊成波紋狀,所以能夠縮小試驗空間。另外,能夠很好地進行從前道工序轉移到試驗工序、或從試驗工序轉移到下道工序時的操作,也能夠縮小保管時的空間。另外,由於能夠將片狀電池1做成波紋狀並將電連接用的電極端子板21、22夾入至摺疊部分,所以能夠對片狀電池1的多處同時進行試驗,實現試驗的高效化。另外,通過對試驗中所使用的電極端子及其導電部進行確定,使片狀電池1中的試驗處的確定變得容易,利用電特性的測定來進行異常處的確定也變得容易。

圖11是對摺疊和的片狀電池1和電極端子板21及22的接觸關係進行詳細說明的剖面圖。此外,在圖11中,為了明確接觸關係,對片狀電池1的厚度方向的尺寸進行了強調顯示。

圖11示出了將片狀電池1交替摺疊時的一部分。在圖11中,片狀電池1的負極層3與負極端子板22(導電部222)接觸,片狀電池1的正極層2與正極端子板21的導電部212a、212b接觸。通過將片狀電池1摺疊,正極層2變成夾著正極端子板21相對,負極層3變成夾著負極端子板22相對。正極端子板21的頂端與被摺疊的片狀電池1的折彎部的內表面相接或被插入至其稍微跟前。另外,同樣地,負極端子板22的頂端與被摺疊的片狀電池1的折彎部的內表面相接或被插入至其稍微跟前。

另外,片狀電池1的兩端的試驗體被摺疊成負極層3在外側,配置成負極端子板22(導電部222)與該負極層3接觸。此外,也可以在片狀電池1的端的試驗體上被摺疊成正極層2在外側的情況下,在該正極層2上配置正極端子板21,僅將與正極層2接觸的導電部所連接的電線與電池試驗機106的端子連接。

這樣,通過電極端子板21、22與片狀電池1接觸,一個試驗體的負極層3與一個負極端子板22(導電部222)連接,正極層2與一個正極端子板21的一面的導電部212a或212b連接。

接下來,參照圖1對電池供給部51的構成進行說明。

電池供給部51是用於將片狀電池1送出到後面的電池摺疊工序及接著它的電極端子供給工序的。

如圖1所示,電池供給部51具有片供給部111和片取出部112。

片供給部111包括用於對將片狀電池1卷繞成的卷狀(以下,也簡稱為「片卷」)進行可旋轉地支承的卷支承部114。片卷的卷繞軸以與卷支承部114的旋轉軸一致的方式安裝在卷支承部114上。也可以構成為在卷支承部114上設置未圖示的驅動部(例如馬達等),通過它來進行旋轉。

片取出部112將從片供給部111放出的片狀電池1取出到規定位置。例如,片取出部112可以構成為具有將片狀電池1的兩面進行夾持的夾持部,該夾持部將片狀電池1夾入並僅使片狀電池1移動規定的量。如所記載的那樣,在卷支承部114上設有驅動部的情況下,也可以用對片取出部112的取出量和卷支承部114的旋轉進行調整的方式,一邊使驅動部協作一邊將片狀電池1取出到規定位置。

此外,在本實施方式中,因為卷支承部114的旋轉軸設定成朝水平方向,片的取出方向設定成垂直方向下側,所以構成為片狀電池1從試驗裝置100的上方送出到下方。另外,雖然例示了實施方式的片供給部111將卷狀的片狀電池1放出的情形,但並不限定於此。例如,也可以將未卷繞的片狀的電池1原樣放出。另外,為使片狀電池1不產生位置偏差地被正常放出,片供給部111也可以具有對放出的片狀電池1的寬度方向進行檢測的傳感器及位置補正控制部以進行位置補正,另外,也可以設置防止片狀電池1鬆弛的機構。

接下來,參照圖1對電池摺疊部52的構成進行說明。電池摺疊部52是將片狀電池1進行摺疊的機構。

在該實施方式中,例示了片狀電池1的摺疊為一邊交替地改變摺疊方向一邊摺疊成波紋狀的情形。

電池摺疊部52具有片切斷部121和片摺疊機構部122。

片切斷部121是將通過電池供給部51放出的片狀電池1進行切斷的機構。根據片摺疊機構部122進行的摺疊的間隔及次數來設定切斷的長度。

片摺疊機構部122交替地改變摺疊方向將片狀電池1摺疊成波紋狀。

圖12是對第1實施方式的片摺疊機構部122的摺疊動作的例子進行說明的說明圖。

例如,片摺疊機構部122具有:在摺疊片狀電池1的寬度方向具有旋轉軸的轉動部128;設在該轉動部128的一對摺彎部125a、125b;將片狀電池1推壓到該折彎部125a、125b上並在片狀電池1上賦予摺痕的按壓部126a、126b。一對摺彎部125a、125b隔著轉動部128的旋轉軸並與該旋轉軸平行且隔開間隔地安裝在轉動部128上。如圖12所示,例如,折彎部125a、125b是剖面為銳角的構件,具有形成該銳角的頂端部124a、124b的斜面部127a、127b和支承面部129a、129b。一對摺彎部125a、125b以頂端部124a、124b相互朝向外側且斜面部127a、127b相互朝相反側傾斜的方式設在轉動部128上。另外,支承面部129a、129b位於同一平面上或間隔片狀電池1的厚度左右的平行的位置。

並且,在片狀電池1通過一對摺彎部125a、125b之間的狀態下,讓轉動部128朝支承面129a、129b與片狀電池1接觸的方向旋轉,在支承面部129a、129b與片狀電池1接觸之後,再旋轉規定角度。由此,利用折彎部125a、125b的頂端部124a、124b片狀電池1被折彎。而且,具有與折彎部125a、125b的斜面部127a、127b大致平行的按壓面的按壓部126a、126b向斜面部127a、127b移動並推壓片狀電池1。由此,在折彎部125a、125b的頂端部124a、124b的位置處變成摺痕,片狀電池1被折彎。

並且,折彎之後,按壓部126a、126b回到原來的位置,轉動部128反向地旋轉到原來的位置。其後,被折彎了的片狀電池1利用電池供給部51通過折彎部125a、125b之間而被送出。

另外,每當片狀電池1前進規定的距離,片摺疊機構部122通過反覆進行:利用折彎部125a、125b將片狀電池1折彎;利用按壓部126a、126b進行推壓;及將折彎部125a、125b和按壓部126a、126b回到原來的位置並將片狀電池1放出規定長度,來形成波紋狀的片狀電池1。

此外,在此例中,因為用一次摺疊動作,能夠賦予片狀電池1兩個摺痕,所以摺疊動作隔開一個試驗體部分的間隔來進行。被摺疊後的片狀電池1被送出到電極端子供給部53。

接下來,參照圖1對電極端子供給部53的構成進行說明。

電極端子供給部53將電極端子板21、22夾入被摺疊後的片狀電池1中。電極端子供給部53具有:將凹折部分的間隙以規定的間隔保持於規定的位置的未圖示的片保持部;和將電極端子板21、22插入到由該片保持部形成的間隙中的電極端子板供給部135。在本實施方式中,電極端子板供給部135具有:用於插入正極端子板21的正極端子板供給部135a和用於供給負極端子板22的負極端子板供給部135b。

在正極端子板供給部135a的附近預先,準備有插入的多個正極端子板21,正極端子板供給部135a在將該準備的正極端子板21中的1個取出且水平地保持的狀態下,將正極端子板21插入至由所述片保持部形成的正極層2被摺疊到內側的部分的間隙中。

同樣地,在負極端子板供給部135b的附近,預先準備有插入的多個負極端子板22,負極端子板供給部135b在將該準備的負極端子板22中的1個取出且水平地保持的狀態下,將負極端子板22插入至由所述片保持部形成的負極層3被摺疊到內側的部分的間隙中。

對通過電池摺疊部52摺疊並送出到電極端子供給部53上的片狀電池1,反覆進行該動作。插入有電極端子的片狀電池1被層疊到託盤101上。

此外,對被摺疊的片狀電池1的上表面和下表面,配置有與其電極層相應的電極端子板。例如在波紋狀電池1的上表面及下表面為負極層3的情況下,在波紋狀電池1的下表面之下配置負極電極端子板22,在上表面之上防止負極電極端子板22。

另外,關於電極端子板21、22的插入位置,考慮片狀電池1的摺疊間隔及片寬等,設定成電極端子板21、22的導電部212a、212b、222大致位於試驗體的中央。另外,雖然插入有電極端子板21、22的波紋狀電池1也可以原樣移至作為下道工序的試驗工序,但也可以以維持從被摺疊的片狀電池1的上下表面輕輕地推壓的狀態的方式暫時停下之後再進行移動。在這種情況下,在電極端子板21、22難以偏離片狀電池1這點上則較好。

另外,電極端子板21、22和電池試驗機106的連接也可以在例如電線213a、213b、223的兩端或中間等任意的位置設置連接器來進行。另外,電極端子板21、22也可以在與電池試驗機106連接的狀態下供給至片狀電池1,還可以在供給之後,與電池試驗機106連接。另外,也可以在利用推壓部107進行推壓過程中來連接。

堆疊在託盤101上的片狀電池1就放在託盤101上被移至試驗工序。

此外,試驗裝置100除了上述構成要素以外也可以包含其他構成要素。例如,電池摺疊部51也可以包括:用於對片狀電池1的張力進行控制的機構部、及用於對片狀電池1的寬度方向的位置進行檢測並將電連接用的電極端子固定到規定位置上的機構部等。另外,也可以適宜地設置用於將片狀電池1進行保持並送出的輥子。

另外,在該實施方式中,例示了將卷狀的片狀電池1從試驗裝置100的上方放出到下方並摺疊成波紋狀的情形。但是,試驗裝置100也可以使卷狀的片狀電池1暫且在試驗裝置100的水平方向上移動,並摺疊成波紋狀,將摺疊後的波紋狀的片狀電池1堆疊在下側。

接下來,用圖1對第1實施方式的電池的試驗裝置100的動作進行說明。

[步驟1](片狀電池的準備步驟)

卷繞成卷狀的片狀電池1安裝在片供給部111,片狀電池1的端部以到達片取出部112的方式設置。

[步驟2](片狀電池的供給步驟)

如果設有片狀電池1的端部的話,片取出部112就可以將片狀電池1取出到規定的位置。此時,例如也可以通過片取出部112具有的夾持部將片狀電池1的兩面夾持,夾持部向下方移動,將片狀電池1向下方取出。另外,也可以作為別的方法,片取出部112具有一對輥,通過該對輥將片狀電池1夾入並旋轉,把片狀電池1向下方取出。

該片狀電池1的取出以配合電池摺疊部52及電極端子供給部53的動作適宜地供給必要的長度的方式來繼續進行。

[步驟3](片狀電池摺疊步驟)

一旦被取出的片狀電池1到達片摺疊機構部122,就用該折彎部125a、125b及按壓部126a、126b等的折彎機構進行折彎。關於詳細的動作因為前面已經敘述過了,所以說明省略。由此,片狀電池1通過以規定的間隔交替地折彎,被摺疊成波紋狀。被折彎了的片狀電池1,被堆積設在電極端子供給部53的託盤101上。規定次數折彎了的片狀電池1被片切斷部121切斷。

[步驟4](電極端子的供給步驟)

在堆積在託盤101上的片狀電池1的堆積途中或者折彎結束後,負極端子板22被夾入片狀電池1的負極層3側的凹折部,正極端子板21被夾入正極層2側的凹折部。即,被摺疊的片狀電池1通過未圖示的片保持部,被保持成負極層3側的凹折部的開口以規定的間隔來到規定位置,在那裡,在將負極端子板22在地保持的狀態下,待機的負極端子板供給部135b將該負極端子板22插入至規定位置。其後,負極端子板供給部135b將插入的負極端子板22放開的同時,也解除由所述片保持部對開口進行的保持。同樣地,被摺疊的片狀電池1通過未圖示的片保持部,被保持成正極層2側的凹折部的開口以規定的間隔來到規定位置,在那裡,將正極端子板21水平地保持的狀態下,待機的正極端子板供給部135a將該正極端子板21插入至規定位置。其後,正極端子板供給部135a將插入的正極端子板21放開的同時,也解除由所述片保持部對開口進行的保持。通過反覆進行該插入操作,夾入有電極端子板21、22的波紋狀電池1被堆積在載置託盤101上。此外,配置在波紋狀電池1的下表面的電極端子板預先配置在託盤101的規定位置,配置在上表面的電極端子板在摺疊結束後放置在上表面。

[步驟5](已插入電極端子板的片狀電池輸送步驟)

承載插入有電極端子板21、22的波紋狀電池1的託盤101被送到試驗部54,且放在推壓臺109上。

[步驟6](電池試驗機的連接步驟)

插入於放在推壓臺109上的片狀電池1中的正極端子板21藉助電線213a、213b與電池試驗機106的正極側端子105a連接。另外,負極端子板22藉助電線223與電池試驗機106的負極側端子105b連接。

[步驟7](推壓步驟)

一旦波紋狀電池1被放在推壓臺109上,推壓部107的推壓板108就從波紋狀電池1的上方向下方施加壓力。由此,波紋狀電池1通過推壓板108和推壓臺109,從上下被夾住並被施加壓力,因而電極端子板21、22的導電部212a、212b、222緊貼片狀電池1的電極層2、3。

[步驟8](試驗步驟)

插入于波紋狀電池1的電極端子21、22與電池試驗機106連接的同時,通過推壓部107被推壓,電極端子板21、22的導電部212a、212b、222切實地與片狀電池1的電極層2、3接觸的話,則電池試驗機106就對片狀電池1進行想要的試驗所需要的電力供給及電特性的測定並進行試驗。試驗一旦結束,推壓部107就解除對片狀電池1的推壓,讓推壓板108上升到規定的高度。另外,電極端子板21、22與電池試驗機106的連接被解除。通過試驗檢測出異常處時,由於檢測出該異常的電極端子板21、22的導電部212a、212b、222被確定,所以根據該導電部與片狀電池1的接觸位置的信息,能夠確定片狀電池1的檢測到異常的試驗體。

[步驟9](搬出步驟)

試驗結束了的片狀電池1,電極端子板21、22被拔出,保持在託盤101上被摺疊成波紋狀,被輸送至下道工序。

此外,作為後面的工序,可以進行片狀電池1的切割或層疊、卷繞等加工、電極端子及覆蓋構件、外裝構件等安裝部件的安裝等。

另外,片狀電池1可以由一塊試驗體形成,也可以將割開的多個試驗體重疊地堆放。另外,也可以在不割斷的狀態下,保持摺疊成波紋狀進行重疊地堆放。在將多個片狀電池1重疊的情況下,可以將各片狀電池1串聯或並列地連接。另外,在試驗工序中,有判斷為缺陷處的試驗體的情況下,也可以將該試驗體拆除。

此外,在該實施方式中,雖然對電極端子板21、22與電池試驗機106連接的試驗專用的電極端子板21、22的情形進行了說明,但也可以兼用作電池產品自身的電連接用的電極端子板。在這種情況下,試驗工序結束後,只解開與電池試驗機106的連接,而不將電極端子板21、22從片狀電池1拔出,轉到下道工序。

(A-4)第1實施方式的效果

如上所述,根據第1實施方式,通過將片狀電池交替地摺疊,在該被摺疊的片狀電池之間夾入電極端子,能夠縮小電池的試驗裝置的裝置規模,並實現試驗空間的狹小化。另外,因為能夠對片狀電池同時在多處進行試驗,所以能夠縮短試驗時間。另外,從作為試驗對象的片狀電池的電極端子供給工序搬入到試驗工序,或從試驗工序搬出到下道工序的操作將變得容易。

另外,由於正極端子板的上表面的導電部和下表面的導電部通過絕緣層被絕緣,所以能夠就每個試驗體進行試驗用的電力供給及電特性的測定。

而且,由於對被摺疊的片狀電池至少在試驗中進行推壓,所以能夠防止通過折彎成波紋狀產生的復原力而引起的接觸不良。

(B)第2實施方式

接下來,參照附圖對本發明的片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法的第2實施方式進行詳細地說明。

在第2實施方式中,也與第1實施方式同樣地,例示了片狀電池為量子電池的情形。

另外,電池的試驗裝置與第1實施方式同樣地,可以廣泛適用於對電池性能進行檢查/試驗的裝置。

(B-1)關於試驗對象的片狀量子電池

第2實施方式中的試驗對象的片狀量子電池進行說明。

圖13及圖14是示出第2實施方式的片狀量子電池1A(以下,也記作「片狀電池1A」)的圖。圖13是片狀電池1A的主視圖,圖14的(A)是圖13的片狀電池1A的D-D線剖面圖,圖14的(B)是圖13的片狀電池1A的E-E線剖面圖。

如圖13及圖14所示,雖然第2實施方式的片狀電池1A與第1實施方式的片狀電池1同樣地,由作為上述量子電池的基本構成的負極層3、充電層6、及正極層2a依次層疊的薄板狀的長條物構成,但在斷續地形成有多個該正極層2a這一點上與第1實施方式不同。即,正極層2a在充電層6上於片狀電池1A的長度方向隔開間隔排列並層疊。在此例中,各個正極層2a形成正視形狀相同的長方形狀,在相鄰的正極層2a之間,分別以一定的寬度形成有不存在正極層的部分(僅層疊有負極層3和充電層6的部分)。因為未形成有該正極層2a的部分相當於折彎成波紋狀時的折彎部分,所以通過未形成有該正極層的部分隔開的部分分別成為一個試驗體。作為斷續地形成正極層2a的方法,也可以是在形成正極層2a時斷續地生成,能夠通過在與第1實施方式同樣地形成正極層後,削去正極層、或利用例如蝕刻法及雷射照射等進行去除來形成。除上述點以外因為與第1實施方式相同所以說明省略。

這樣,因為可以通過在摺疊部分不形成正極層2,而對每個試驗體進行試驗用電力的供給、電特性的測定,所以能夠更精確地得到每個試驗體的測定結果。

(B-2)第2實施方式的構成

圖15是示出第2實施方式的試驗裝置100A的概略構成的構成圖。關於與第1實施方式相同的構成,賦予相同的編號並省略說明,以不同於第1實施方式的部分為中心來進行說明。

第2實施方式的試驗裝置100A具有:進行片狀電池1A供給的電池供給部(電池供給工序)51;一邊向由電池供給部51供給的片狀電池1A提供電極端子板(正極端子板21、負極端子板22),一邊進行摺疊的電極端子供給/摺疊部(電極端子供給/摺疊工序)55;通過電極端子供給/摺疊部55進行摺疊的同時,對供給有電極端子板21、22的片狀電池1A進行試驗的試驗部(試驗工序)54。

由於電池供給部51和試驗部54能夠適用於與第1實施方式的試驗裝置100相同或對應的構件,所以在此詳細說明省略。

圖16是對摺疊後的片狀電池1A與電極端子板21及22的接觸關係進行詳細說明的剖面圖,示出了將片狀電池1交替摺疊時的一部分。此外,在圖16中,為了明確接觸關係,將片狀電池1A的厚度方向的尺寸進行強調顯示。

在圖16中,與第1實施方式不同的點是,未形成有正極層的部分位於正極層2a被摺疊在內側的摺痕部分及正極層2a被摺疊在外側的部分的摺痕部分這點。通過將片狀電池1A摺疊,位於同一內折部的2個正極層2a夾著正極端子板21相對。並且,片狀電池1A的各正極層2a與正極端子板21的導電部212a或212b接觸。因為除上述以外,與第1實施方式的圖11相同,所以詳細說明省略。

電極端子供給/摺疊部55對從電池供給部51放出來的片狀電池1A,一邊交替改變摺疊方向一邊摺疊的同時,形成在摺疊後的片狀電池1A之間夾入電連接用的電極端子板21、22的波紋狀的片狀電池1A。

電極端子供給/摺疊部55具有片切斷部121和片摺疊機構部122A。由於片切斷部121與第1實施方式相同或對應,所以在此詳細說明省略。

片摺疊機構部122A將電極端子板21、22配置在從電池供給部51放出片狀電池1A的一面側或兩面側,從兩邊外側一起推壓該電極端子板21、22與片狀電池1A,一邊支承電極端子板21、22一邊摺疊片狀電池1A。

圖17是對第2實施方式的片摺疊機構部122A的動作的例子進行說明的說明圖。

例如,片摺疊機構部122A具有:使電極端子板21、22與片狀電池1A的表面平行接近並配置的未圖示的電極端子板供給部;連同所述電極端子板供給部供給的各電極端子板21、22,從片狀電池1A的兩面側將片狀電池1A夾持且以片狀電池1A的寬度方向為軸進行旋轉的一對摺彎部525a、525b;使該一對摺彎部525a、525b相互接近並一起旋轉的夾持可動部528;將片狀電池1A推壓在該折彎部525a、525b上並使片狀電池1A具有摺痕的按壓部526a、526b。

如圖17所示,例如折彎部525a、525b是兩端的頂端的剖面為銳角的構件,具有形成該銳角的頂端部524a、524b的斜面部527a、527b和夾持面部529a、529b。一對摺彎部525a、525b以頂端部524a、524b與片狀電池1A的寬度方向平行、並且夾持面部529a、529b隔開間隔而相對的方式配置。

並且,在片狀電池1A通過一對摺彎部525a、525b之間的狀態下,所述電極端子板供給部使負極電極端子板22接近片狀電池1A的負極層3側,使正極端子板21接近正極層2側。在該狀態下,夾持可動部528以折彎部525a、525b的夾持面部529a、529b相互接近的方式移動折彎部525a、525b,連同電極端子板21、22地將片狀電池1A夾持。其後,夾持可動部528保持該夾持的狀態,使折彎部525a、525b旋轉規定角度,例如直到夾持面529a、529b成為水平。由此,利用折彎部525a、525b的頂端部524a、524b來折彎片狀電池1A。

而且,具有與折彎部525a、525b的斜面部527a、527b大致平行的按壓面的按壓部526a、526b向斜面部527a、527b移動並推壓片狀電池1A。由此,折彎部525a、525b的頂端部524a、524b的位置處變成摺痕,片狀電池1A被折彎。

並且,折彎後,按壓部526a、526b回到原來的位置,並且通過夾持可動部528折彎部525a、525b朝相互離開的方向移動並解除夾持狀態。其後,折彎了的片狀電池1A通過電池供給部51被送出。此時,折彎部525a、525b根據需要退避至不妨礙片狀電池1A移動的位置即可。

另外,片狀電池A每前進規定的距離,片摺疊機構部122A通過反覆進行如下動作來形成波紋狀的片狀電池1A:通過折彎部525a、525b將片狀電池1A折彎;通過按壓部526a、526b進行推壓;以及,將按壓部526a、526b的推壓和折彎部525a、525b的夾持解除並將片狀電池1A放出規定的長度。插入有電極端子的片狀電池1A被堆積在託盤101上。

在此例中,因為能夠用一次摺疊動作將電極端子供給至片狀電池1A的兩面,並賦予片狀電池1A二個摺痕,所以摺疊動作隔開一個試驗體部分的間隔來進行。另外,片狀電池的放出以所述的未形成有正極層2的部分將成為摺痕的方式來設定。

此外,只要是片狀電池1A被交替地摺疊且在其凹折部分分別插入有一個電極端子板,進行摺疊動作的間隔、折彎部525a、525b的旋轉方向及電極端子板的供給方式等可以進行適宜地更改。

堆積在託盤101上的片狀電池1A就這樣放在託盤101上被移至試驗工序。

接下來,用圖15對第2實施方式的試驗裝置100A的動作進行說明。

關於第1實施方式的試驗裝置100中的步驟1及2以及步驟5~9,因為與第2實施方式相同或對應,所以在此詳細說明省略。因此,以下,對步驟2和步驟5之間的動作進行說明。

[電極端子供給/電池摺疊步驟]

從電池供給部51向電極端子供給/摺疊部55將片狀電池1A放出至規定的位置時,片摺疊機構部122A通過電極端子板供給部來供給電極端子板21、22,並採用折彎部525a、525b及按壓部526a、526b等折彎單元來進行折彎。關於詳細的動作如前所述,因此省略說明。由此,能夠在將片狀電池1A進行摺疊的同時,使正極端子板21及負極端子板22配置在摺疊成了波紋狀的片狀電池1A的摺疊部分。折彎後的片狀電池1被堆積在託盤101上。規定次數折彎後的片狀電池1通過片切斷部121被切斷。此外,對於配置在波紋狀電池1的下表面的電極端子板,也可以預先配置在託盤101的規定位置,對於配置上表面的電極端子板,也可以在摺疊結束後放在上表面。

(B-3)第2實施方式的效果

如上所述,根據第2實施方式,因為在夾有電極端子的狀態下片狀電池被摺疊,所以能夠具有與第1實施方式同樣的效果。另外,在第2實施方式中,因為在使電極端子接觸的狀態下進行摺疊,所以無需在摺疊後將電極端子插入片狀電池的工序,能夠簡化裝置及縮短處理時間。

另外,因為能夠通過在摺疊部分不形成正極層2,對每個試驗體進行試驗用電力的供給及電特性的測定,所以測定結果將更加精確。

(C)第3實施方式

接下來,參照附圖對本發明的片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法的第3實施方式進行詳細地說明。

與第1實施方式同樣地,在第3實施方式中也例示了片狀電池為量子電池的情形。

另外,與第1實施方式同樣地,電池的試驗裝置可以廣泛適用於對電池性能進行檢查/試驗的裝置。

(C-1)關於試驗對象的片狀量子電池

參照附圖對第3實施方式中的試驗對象的片狀量子電池進行說明。

圖18及圖19是示出第3實施方式的片狀量子電池10(以下,也記作「片狀電池10」)的圖。圖18是片狀電池10的主視圖,圖19是圖18的片狀電池10的F-F線剖面圖。

如圖18及圖19所示,雖然第3實施方式的片狀電池10由層疊有作為上述量子電池的基本構成的負極層13、充電層16a、16b及正極層12a、12b的薄板狀的長條物構成,但在負極層13的兩面依次分別層疊有充電層16a、16b及正極層12a、12b這點上,與上述第1實施方式的片狀電池1是不同的。即,在負極層13的一面上,依次層疊有充電層16a和正極層12a,在負極層13的另一面上,依次層疊有充電層16b和正極層12b。並且,在負極層13的周邊部(例如寬度方向及長度方向的端部),設有沒有被充電層16a、16b及正極層12a、12b覆蓋的部分,這部分用來與電池試驗機的負極側端子連接。在本實施方式中,由於負極層13比起充電層16a、16b及正極層12a、12b寬度要寬,且各個層在寬度方向中央聚集並層疊,所以沒有被充電層16a、16b及正極層12a、12b覆蓋的負極層3的部分形成在片狀電池10的寬度方向的兩側。因為除上述點以外與第1實施方式相同,所以說明省略。

這樣,第3實施方式的片狀電池10由於兩面具備充電層16a、16b,所以能夠增大正面的單位面積的蓄電量。

(C-2)第3實施方式的構成

圖20是示出第3實施方式的試驗裝置100B的概略構成的構成圖。對與第1實施方式相同的構成,賦予相同的編號其說明予以省略,以與第1實施方式不同的部分為中心進行說明。

第3實施方式的試驗裝置100B具有進行片狀電池10供給的電池供給部(電池供給工序)51;將由電池供給部51供給的片狀電池10進行摺疊的電池摺疊部(電池摺疊工序)52;將電極端子供給到由電池摺疊部52摺疊後的片狀電池10之間的電極端子供給部(電極端子供給工序)56;對通過電極端子供給部56供給有電極端子的片狀電池10進行試驗的試驗部(試驗工序)57。

關於電池供給部51和電池摺疊部52,由於可以與第1實施方式的試驗裝置100相同或對應,所以在此詳細說明省略。

電極端子供給部56將正極端子板21夾入到被摺疊的片狀電池10中。正極端子板可以使用在第1實施方式中說明的正極端子板21。

電極端子供給部56具有:將片狀電池10的凹折部分的間隙以規定的間隔且保持在規定的位置的未圖示的片保持部;和將正極端子板21插入到由該片保持部形成的間隙中的電極端子板供給部165。

在本實施方式中,電極端子板供給部165具有用於將正極端子板21插入一側開口的凹折部的正極端子板供給部165a;和用於將正極端子板21供給另一側開口的凹折部的正極端子板供給部165b。

在正極端子板供給部165a、165b的附近,預先準備有要插入的多個正極端子板21,正極端子板供給部165a、165b在將該準備好的正極端子板21中的1個取出且保持成水平的狀態下,將正極端子板21插入到由所述片保持部形成的片狀電池10的凹折部分的間隙中。

對通過電池摺疊部52摺疊並送出到電極端子供給部56的片狀電池10反覆進行該動作。插入有正極端子板的片狀電池10被堆積在託盤101上。

此外,關於被摺疊的片狀電池10的上表面和下表面,可以使用僅在單面設導電部的正極端子板23(也稱作單面正極端子板23)。單面正極端子板23,如圖21所示,一面形成有絕緣層231,另一面形成有由導電性構件構成的導電部232。導電部232的端部連接有電線233。連接有該電線233一側的端部是在配置到被摺疊的片狀電池1的上下表面上時,有可能從該上下表面露出的部分,兩面由絕緣層覆蓋。電線233與電池試驗機116的正極側端子115a連接。該單面正極端子板23的導電部232與上述正極端子板21的導電部212同樣地,可以是在整個面有電接觸功能的,也可以是在一部分的或多點上有電接觸功能的。單面正極端子板23以導電部232接觸的方向被配置在被摺疊的片狀電池10的上表面或下表面。該配置也可以用正極端子板供給部165a、165b來進行,也可以預先配置在託盤101上,或用別的方法放在被摺疊的片狀電池的上表面。

堆積在託盤101上的片狀電池10就這樣放在託盤101上被移至試驗工序。

試驗部57與第1實施方式同樣地,是進行片狀電池10試驗的部分,具有電池試驗機116和推壓部107。由於推壓部107可以與第1實施方式的試驗裝置100相同或對應,所以這裡的詳細說明予以省略。

電池試驗機116進行必要的電力供給及電特性的測定,用以對由電池摺疊部52摺疊的片狀電池10,採用配置在其間或上下表面的電連接用的正極端子板21、23,進行電池性能的檢查、充放電試驗、調節、充放電循環試驗、老化試驗等試驗。

圖21是示出第3實施方式的摺疊後的片狀電池10和電池試驗機116的連接關係的圖,圖22是圖21中的K-K線剖面圖。在圖21中,用剖面圖示出了被摺疊的片狀電池10和設在其間或上下表面的電連接用的正極端子板21、23的接觸狀態。另外,也示出了與片狀電池10接觸的正極端子板21、23和電池試驗機116的連接關係。此外,在圖21及圖22中,為了明確接觸關係,對片狀電池1的厚度方向的尺寸進行了強調顯示。另外,圖21雖然示出了摺疊了6次的例子,但摺疊次數並不限定於此。

在圖21中,通過電池摺疊部52摺疊的片狀電池10成為波紋狀,正極端子板21通過電極端子供給部56被插入到被折入其內側的部分的間隙中。另外,被摺疊的片狀電池的上下表面配置有單面正極端子板23。

在圖21中,片狀電池10的正極層12a、12b與正極端子板21、23的導電部接觸。通過將片狀電池10摺疊,正極層12a變成夾著正極端子板21相對,正極層12b變成夾著正極端子板21相對。

另外,片狀電池10兩端的試驗體被摺疊成正極層12b來到外側,配置成單面正極端子板23的導電部232與該正極層12b接觸。此外,在此例中,雖然被摺疊的片狀電池的上下表面採用了單面正極端子板23,單也可以採用與中間所插入的正極端子板21相同的。在這種情況下,僅將與正極層12接觸的導電部212所連接的電線213和電池試驗機116的連接端子連接即可。

電池試驗機116將與波紋狀電池10接觸的正極端子板21作為電連接用的電極端子與正極側端子115a連接,將片狀電池10的負極層13露出的部分與負極側端子115b連接,來進行用於試驗的電力供給(例如,施加電壓或流經電流)。

正極端子板21藉助電線213a、213b、單面正極端子板23藉助電線233與電池試驗機116的正極側端子115a連接。另外,片狀電池10的負極層13藉助電線223與電池試驗機116的負極側端子115b連接。負極層13與電線223的連接可以使用未形成有充電層16及正極層12的負極層13的部分來進行連接。此外,連接處可以是1處,也可以是多處(例如與每個試驗體連接)。另外,也可以在負極層13設連接端子並藉助它來連接。

此外,除了在正極端子板21和負極層13之間施加電壓或流經電流的功能,電池試驗機116也可以具有對正極端子板21和負極層之間的電流及電壓等電特性進行測定的功能。另外,電池試驗機116也可以具有對所測定的電特性是否在預先登錄的允許範圍內進行判斷,對該測定處的電池是正常的或是異常的進行判定的功能。異常處通過確定測定到判定為該異常的測定值的正極端子板21、23或其導電部來判斷。

試驗結束後,電極端子板21、23被拔出,片狀電池10保持波紋狀被移送至下道工序、或保管。此外,對在試驗工序中被檢測出異常的部分的電池(例如,與檢測出異常的正極端子板的導電部接觸的試驗體),可以在其後的工序中對該部分進行修補、或拆除。

(C-3)第3實施方式的效果

如上所述,根據第3實施方式,通過將片狀電池交替地摺疊,將電極端子夾入於該被摺疊的片狀電池之間,能夠具有與第1實施例相同的效果。

另外,由於正極端子板的上表面的導電部和下表面的導電部通過絕緣層被絕緣,所以能夠對每個試驗體進行試驗用的電力供給及電特性的測定。

另外,在第3實施方式中,試驗對象的片狀電池的表面的兩面均為正極層,正極端子板配置在被摺疊的片狀電池的凹折部分或上下表面,在這種情況下,也能夠對每個試驗體或者試驗體的每個單面進行測定,能夠容易地確定異常處。

(D)第4實施方式

接下來,參照附圖對本發明的片狀電池試驗裝置及片狀電池試驗方法的第4實施方式進行詳細地說明。

與第1實施方式同樣地,在第4實施方式中也例示了片狀電池為量子電池的情形。

另外,與第1實施方式同樣地,電池的試驗裝置可以廣泛適用於對電池性能進行檢查/試驗的裝置。

(D-1)關於試驗對象的片狀量子電池

參照附圖對第4實施方式中的試驗對象的片狀量子電池進行說明。

圖23及圖24是示出第4實施方式的片狀量子電池10A(以下,也記作「片狀電池10A」)的圖。圖23是片狀電池10A的主視圖,圖24的(A)是圖23的片狀電池10A的G-G線剖面圖,圖24的(B)是圖23的片狀電池10A的H-H線剖面圖。

如圖23及圖24所示,雖然第4實施方式的片狀電池10A與第3實施方式的片狀電池10同樣地,由負極層13的一面依次層疊有充電層16a和正極層12a,另一面依次層疊有充電層16b和正極層12b的薄板狀的長條物構成,但在斷續地形成有該正極層12a、12b這點上與第3實施方式不同。即,正極層12a以在片狀電池10A的長度方向隔開間隔地排列而被層疊在充電層16a上,正極層12b以在片狀電池10A的長度方向隔開間隔地排列而被層疊在充電層16b上。正極層12a和12b相對於負極層形成在對稱的位置。在此例中,各正極層12a、12b形成正視形狀相同的長方形狀,在相鄰的正極層12a、12b之間,分別以一定的寬度形成有不存在正極層的部分(僅層疊有負極層13和充電層16a、16b的部分)。因為未形成有該正極層的部分相當於折彎成波紋狀時的折彎部分,所以通過未形成有該正極層的部分所隔開的部分分別成為一個試驗體。作為斷續地形成正極層12a、12b的方法,也可以在形成正極層12a、12b時斷續地生成,與第3實施方式同樣地,在一樣地形成正極層之後,通過削去正極層,或利用例如蝕刻法及雷射照射等進行去除來形成。因為除上述點以外與第3實施方式相同,所以說明省略。

這樣,通過在摺疊部分不形成正極層,能夠對每個試驗體進行試驗用電力的供給、電特性的測定,所以測定結果更加精確。

(D-2)第4實施方式的構成

第4實施方式的試驗裝置能夠採用第3實施方式的試驗裝置100B,所以有關與第3實施方式相同的構成,附上相同的編號其說明予以省略,而以與第3實施方式不同的部分為中心進行說明。

圖25是示出第4實施方式的摺疊後的片狀電池10A和電池試驗機116的連接關係的圖。在圖25中,用剖面圖示出了被摺疊的片狀電池10A和設在其間或上下表面的電連接用的正極端子板21、23的接觸狀態。另外,也示出與片狀電池10A接觸的正極端子板21、23和電池試驗機116的連接關係。圖25中的L-L線剖面圖因為與圖21中的K-K線剖面圖(參見圖22)相同,所以說明省略。此外,在圖25中,為了明確接觸關係,對片狀電池1的厚度方向的尺寸進行了強調顯示。另外,雖然圖25示出了摺疊了6次的例子,但摺疊次數並不限定於此。

在圖25中,與第3實施方式的不同點是未形成有正極層的部分位於摺疊有片狀電池10A的摺痕部分的兩面這點。通過將片狀電池10A進行摺疊,處於同一內折部的2個正極層12a、12b夾著正極端子板21相對。並且,形成在片狀電池10A的一面的各個正極層12a與正極端子板21的導電部212a或212b接觸,形成在另一面的各個正極層12b與正極端子板21或23的導電部212a、212b或232接觸。除上述以外,因為與第3實施方式的圖21相同,所以詳細說明省略。

(D-3)第4實施方式的效果

如上所述,根據第4實施方式,通過將片狀電池交替地摺疊,將電極端子夾入到該被摺疊的片狀電池之間,能夠具有與第1實施方式同樣的效果。

另外,通過在摺疊部分不形成正極層,能夠對每個試驗體或者試驗體的每個單面進行試驗用電力供給及電特性的測定,所以測定結果更加精確。

(E)其他實施方式

在上述各實施方式的說明中,雖然也提及各種變形實施方式,但還可以進一步廣泛適用於以下例示的變形實施方式。

雖然在上述各實施方式中,例示了將電極端子板交替地夾入到所有的摺疊部分中的情形,但也可以夾入到一部分的摺疊部分中,例如,也可以跳過一段等地隔開一定的間隔地夾入。

另外,用第2實施方式的試驗裝置100A來對作為第1實施方式的試驗對象的片狀電池1進行試驗,用第1實施方式的試驗裝置100來對作為第2實施方式的試驗對象的片狀電池1A進行試驗。

另外,在上述各實施方式中,雖然例示了將電極端子板配置在被摺疊後的片狀電池的上下表面的情形,但也可以省略該電極端子板的配置,取而代之,使推壓板及推壓臺、託盤具有電極端子板的功能。在這種情況下,也可以將推壓板及推壓臺、託盤與電池試驗機的連接端子連接。

符號說明

51…電池供給部,52…電池摺疊部,53…電極端子供給部,54…試驗部,55…電極端子供給摺疊部,100、100A及100B…試驗裝置,122及122A…片摺疊機構部,106、116…電池試驗機,107…推壓部,108…推壓板,109…推壓臺,1、1A、10、10A…片狀電池,21…正極端子板,22…負極端子板,211c…絕緣層,212a…第1導電部,212b…第2導電部。

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