[发明专利]电池试验装置和电池试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及内置在移动电话等移动设备中的锂离子电池等电池的性能和安全性等的试验装置和试验方法。 

背景技术

内置在移动电话等移动设备中的可以充电的二次电池、例如锂离子电池由正极的钴酸锂化合物、负极的石墨以及电解液中包含锂盐的有机电解液构成。这种二次电池采用在由很薄的薄膜构成的正极与负极之间夹着使正极与负极之间电绝缘的隔离物的状态下，将该正极、负极和隔离物卷起来而形成的结构。尤其是在方形的锂离子电池中，使卷起来的结构变形为方形，将其插入方形的铝罐等中，注入电解液并进行密闭，由此来形成该锂离子电池。 

这种锂离子电池的特征在于小型化、轻量化以及高能量密度化，而为了实现这种目的则利用了化学上活性度高的钴氧化物和有机电解液，并使用薄的正极和负极的薄膜来构成电池。而且，为了实现电池的小型化和轻量化而在轻量的铝壳中容纳上述电池材料。 

在这种结构的锂离子电池中，由于外压导致的电池内部电极的损坏，而会产生正极与负极的内部短路等，有可能产生电池异常发热和冒烟等问题。因此，以往已经开始进行通过有意地破坏锂离子电池来实现损坏状态下的安全性的安全性试验(参照专利文件1)。例如，在这种安个性试验中，从外部用金属的金属棒(圆棒)抵压充满电的锂离子电池使其完全损坏(完全压坏)，然后对完全压坏后的电池的动作、例如是否发生大约160°以上的异常发热或冒烟等进行确认。然后，仅将没有出现异常发热和冒烟等异常状态的电池判断为质量良好的电池(OK电池)，由此对电池的安全性进行了评价。

【专利文献1】日本特开2005—327616号公报 

然而，作为放入到移动电话等中的一般锂离子电池所遭受的来自外部的力很少是上述那样的使电池完全压坏的力，而比较容易受到使电池部分损坏(部分压坏)的力。因此，在移动电话等中所通常使用的范围内使电池完全压坏的试验可以称为极端试验，其不适合于用于实现电池损坏的情况下的动作的试验。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够对电池损坏的情况下的动作进行恰当的检验的电池试验装置和电池试验方法。 

本申请的发明人重复地进行了对电池安全性进行恰当的评价的讨论，作为结果得到了如下见解：在锂离子电池等电池中，当完全压坏时电池系统被完全损坏，因此由内部短路所导致的内部发热有可能迅速结束，而与其相反，在使锂离子电池等电池部分损坏而产生内部短路的情况下，电池系统的被损坏的部分以外的部分仍然动作，因此由内部短路导致的内部发热容易持续。作为该结果，发明人得到了如下结论：在从外部对锂离子电池等电池施加力使其损坏时，部分压坏更容易导致安全性的不稳定(产生异常的发热或冒烟)。本发明正是基于该结论而完成的。 

本发明所涉及的电池试验装置的特征在于，该电池试验装置具有：试验台，其用于设置电池；挤压部件，其用于压坏电池；加压单元，其用于控制挤压部件向电池施加的挤压力；以及测定单元，其对电池的温度和电压中的至少一方进行测定，加压单元对挤压力进行控制，使得电池成为不完全的部分压坏状态，测定单元对被部分压坏的电池的温度和电压中的至少一方进行测定，所述挤压部件分别对作为试验对象的相同的多个电池进行部分压坏，所述加压单元对所述挤压力进行控制，使得所述多个电池各自被部分压坏的深度不同，所述测定单元对被部分压坏的所述多个电池各自的温度和电压中的至少一方进行测定，所述加压单元对所述挤压力进行控制，使得所述多个电池各自的被部分压坏的深度D、所述试验对象的总个数N_M、与所述多个电池分别对应的从1到N_M 的自然数Na以及设置在所述试验台上的状态下的所述电池从上端到下端的距离L成为下式(1)的关系：D＝(Na/N_M)×L    (1)。 

电池的完全压坏状态是在使用移动电话等移动设备的状况中极少发生的状态，而且，电池的完全压坏状态在因内部短路等引起的异常判定中并不是最差条件，因此不能够对电池在损坏情况下的动作进行恰当的检验。但是根据本发明，是在使电池部分压坏的状态下对温度或电压进行测定，因此能够对电池在损坏情况下的动作进行恰当的检验。

由于作为试验对象的多个电池各自被部分压坏的深度不同，因此能够利用各自的部分压坏深度来对电池在损坏情况下的动作进行恰当的检验。根据这种电池试验装置，能够根据式(1)进行定量的检验，从而容易进行与其他种类的电池等的评价判定。