特許 6233105 通電チャッキング耐久試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233105

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】通電チャッキング耐久試験装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-44817(P2014-44817)

(22)【出願日】2014年3月7日

(65)【公開番号】特開2015-170495(P2015-170495A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】315017720

【氏名又は名称】株式会社富士通テレコムネットワークス福島

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100151002

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 剛之

(74)【代理人】

【識別番号】100201673

【弁理士】

【氏名又は名称】河田 良夫

(72)【発明者】

【氏名】西原 孝

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 勉

(72)【発明者】

【氏名】原沢 和樹

【審査官】 山内 達人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−３９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０９３６５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２９８９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８６７３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｍ ２／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の電極タブを模擬した板状の試験電極タブと、
前記試験電極タブに対してチャッキング動作と通電動作とを複数箇所で遂行して電気的な導通確保動作の耐久信頼性試験を遂行するチャッキングユニットと、
前記チャッキングユニットにチャッキングされる箇所を順次変更させるように、前記板状の試験電極タブを少なくとも一方向に移動させる試験電極タブ移動手段と、を備える
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項2】

請求項１に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記チャッキング動作後に前記通電動作を遂行して、チャッキング箇所毎の接触抵抗を順次測定する
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記試験電極タブ移動手段は、チャッキングされる箇所が毎回新しい箇所となるように、前記試験電極タブを板状の面内において、第一の方向と前記第一の方向と垂直な第二の方向に移動させる
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記板状の試験電極タブは、導電性電極に絶縁層が被覆された層構成を備える
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項5】

請求項４に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記導電性電極はアルミニウム電極であり、前記絶縁層は酸化アルミニウム層である
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記通電動作に異常があった場合にオペレータに通知するための通知手段を備える
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
前記試験電極タブは、互いに垂直な少なくとも第一面と第二面とに設けられ、前記第一面に設けられた前記試験電極タブの通電チャッキング耐久試験が完了すれば、前記第二面に設けられた前記試験電極タブの通電チャッキング耐久試験を遂行する
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の通電チャッキング耐久試験装置において、
複数の試験電極タブを備え、前記複数の試験電極タブを順次にチャッキング動作可能なように前記チャッキングユニットに送出する第二の移動手段を備える
ことを特徴とする通電チャッキング耐久試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被膜除去による電気的導通確保動作の連続的な耐久性試験を遂行する通電チャッキング耐久試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図６は薄型二次電池の外観を説明する斜視図である。図に示すように、シート状に形成された薄型二次電池４１が多くの技術分野で利用されており、この薄型二次電池４１は、扁平なケース４３から一組の薄片状の電極端子４５，４７が一方向に突出した構造を備えている。

【0003】

また、従来の二次電池と同様に、図６に示す薄型二次電池４１も、工場生産されてから何回かの充放電試験の品質検査が行われた後、品質検査における合格品が半充電された状態で製品として出荷される。

【0004】

また、下記特許文献１に開示された薄型二次電池の充放電試験装置は、薄型二次電池の電極端子に接続するクリップ型接続端子群を垂架状に備えた充放電用ラックと、接続端子群に対向して配置され、各接続端子に接離する接触子群を支持する接触子支持体と、接触子支持体を所定方向に進退させ、対応する接続端子及び接触子を接離する支持体進退機構と、接触子群にそれぞれ接続する充放電電源とを備えたもので、充放電試験装置によって一度に多くの薄型二次電池の充放電試験が可能となっている。

【0005】

また、特許文献２には、底板に形成された多くの挿通穴に薄型二次電池の電極端子を夫々挿入して、多数の薄型二次電池を一定方向に収納、配置する電池収納容器と、前記電池収納容器の挿通穴から突出する各電極端子をチャックするチャック機構を備え、前記電池収納容器に多数の薄型二次電池を収納、配置した後、第１動作（昇降）機構によりチャック機構を電池収納容器に近づけ、その後、第２動作（昇降）機構によって各電極端子をチャック機構でチャックさせる薄型二次電池の充放電及び検査システムが開示されている。

【0006】

また、下記特許文献３には、一度に多くの薄型二次電池の充放電試験を行うに当たり、従来の煩わしい作業、即ち、クリップ型接続端子群への薄型二次電池の取付けや、多数の薄型二次電池を電池収納容器に収納、配置するといった作業を軽減し、併せて薄型二次電池（電極）に対する確実なチャックを可能とした薄型二次電池用充放電試験装置のチャック機構を提供することを目的とする発明が開示されている。

【0007】

特許文献３によれば、並列する複数の薄型二次電池を保持する電池収納体に結合可能な第１ガイド部と、前記第１ガイド部と連結されて弾性的に並列する複数のチャッキング部（以下適宜「チャック部」とも称する）とを備え、前記各チャッキング部は、前記電池収納体の対応する所定数の薄型二次電池と弾性的に位置合わせする第２ガイド部を有する薄型二次電池用充放電試験装置のチャック機構とすることにより、電池収納体側では並列させた薄型二次電池を挟持するだけで、後は電池収納体側をチャック機構に近づけることで、先ず、第１ガイド部によって電池収納体側の電池収容幅に応じたチャック機構のチャック幅が調整され、この後は、第２ガイド部によって、第１ガイド部と弾性的に連結するチャッキング部が、順次自動的、弾性的に薄型二次電池と位置合わせが行われる構造のため、結果的に作業負担を少なくしつつチャック精度が向上する利点を有することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０００−５８１３５号公報

【特許文献2】特開２００４−３１９３３４号公報

【特許文献3】特開２０１２−００３９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述した量産される二次電池は、その品質検査を受ける場合に、各々の二次電池のタブと充放電試験装置のチャッキング部との間で電気的に導通させた上で試験評価されることとなる。そして、試験ラインにおいても量産対応するため、一つの二次電池の試験評価が完了すれば、次の二次電池の試験評価を遂行することとなる。

【0010】

このため、充放電試験装置のチャッキング部は、多数の二次電池のタブに対して一定の試験評価時間をおいて連続的に電気的な導通を次々とはかっていく必要がある一方、電気的な導通に万一障害が生じると試験評価の結果そのものの信頼性が低下することになるので極めて高い信頼性のもとに電気的な導通が確保される必要を生じる。

【0011】

また、二次電池のタブは薄い絶縁被膜や薄い保護膜等で被覆保護されており、これらの被膜を打ち破って電気的な導通を確保する必要があるところ、絶縁膜や被膜の材質や特性と、チャッキング部の構造や材質や特性との相対的な関係や相性によっては、耐久性が劣る場合も生じ得るものと推察される。

【0012】

このため、二次電池を現実に量産して充放電試験ラインに大量に流す前に、当該二次電池のタブと充放電試験装置のチャッキング部との間での電気的導通を信頼性高く確保するための通電チャッキング耐久試験を予め遂行することが好ましい。通電チャッキング耐久試験により、二次電池のタブの被膜材質等と、これに適応した充放電試験装置のチャッキング部の形状・材質等と、のマッチングを事前に確認し、量産試験ラインとしてチャッキング導通の耐久性を見極めることが可能となることが期待される。

【0013】

本発明は、上述の課題等に鑑み為されたものであり、二次電池のタブと充放電試験装置のチャッキング部と間の電気的導通確保動作の連続的な耐久性試験を遂行することが可能な通電チャッキング耐久試験装置を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、二次電池の電極タブを模擬した板状の試験電極タブと、試験電極タブに対してチャッキング動作と通電動作とを複数箇所で遂行して電気的な導通確保動作の耐久信頼性試験を遂行するチャッキングユニットと、チャッキングユニットにチャッキングされる箇所を順次変更させるように、板状の試験電極タブを少なくとも一方向に移動させる試験電極タブ移動手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

二次電池のタブと充放電試験装置のチャッキング部と間の電気的導通確保動作の連続的な耐久性試験を遂行することが可能な通電チャッキング耐久試験装置を提案できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第一の実施形態にかかる通電チャッキング耐久試験装置の構成概要を説明する斜視図である。

【図2】通電チャッキング耐久試験装置の回路構成等について概念的に説明するブロック図である。

【図3】試験電極タブに対して、チャッキング部の正電極と負電極とで電気的なコンタクトを確保して、定電流（Ｉ）＝３４Ａを流して電圧測定する状態を模式的に説明する図である。

【図4】第二の実施形態にかかる通電チャッキング耐久試験装置の構成概要について説明する斜視図である。

【図5】チャック部の配列状態及び形状概要を説明する概念図である。

【図6】薄型二次電池の外観を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本実施形態で説明する通電チャッキング耐久試験装置は、量産ラインにおいて充放電試験対象となる現実の多数の二次電池の電極タブと同一構造、同一材質の試験電極タブを備える。試験電極タブは、現実の二次電池の電極タブよりもその大きさや形状（面積）が大きく板状に形成されており、一つの試験電極タブに対して多数回のチャッキング動作が可能であるように構成される。

【0018】

また、本実施形態で説明する通電チャッキング耐久試験装置は、チャッキング動作の後、所定時間だけ通電処理して接触箇所を少し発熱させた後、接触抵抗を測定して記録する。このようなチャッキング動作と通電発熱処理と接触抵抗の測定動作を、１セットとして、例えば大凡３万セット程度繰り返すことにより、現実の量産ラインにおける充放電試験装置に求められるチャッキング動作及び電気的導通確保の信頼性や耐久性を予め確認することができる。

【0019】

二次電池の電極タブは多様な保護被膜等でコーティングされることもあり、チャッキング及び電気的導通確保処理を遂行する場合には、チャッキング動作１回毎に、保護被膜等を打ち破って下層の導電層と接触することが必要となる。保護被膜の種類や形状や膜厚及び層構成、及び充放電装置側（チャッキングユニット側）のチャック電極の材質や形状等によっては、チャッキング動作を数万回繰り返すと、耐久性や信頼性に大きな差異が生じることも予想される。

【0020】

本実施形態で説明する通電チャッキング耐久試験装置においては、上述のような耐久性や信頼性、生じ得るリスク等を予めシミュレーションすることが可能であり、より適切な電極タブの被膜材料や膜厚・層構成を選定したり、より適切なチャック電極形状・材質へと変更する等の事前対策も可能となる。

【0021】

また、常に新しい被膜箇所へのチャッキング動作等を数万回繰り返すためには、相当な面積の試験電極タブが必要となるが、本実施形態で説明する通電チャッキング耐久試験装置においては、現実の二次電池の電極タブよりも相当に広い縦長長方形状の試験電極タブを複数備えている。この試験電極タブは、これを順次長手方向にずらしていく移動手段により、一枚で少なくとも８０回のチャッキング動作が可能であるので、人的負荷を最小限に抑えて自動的に耐久・信頼性試験を遂行することができる。

【0022】

（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかる通電チャッキング耐久試験装置１０００の構成概要を説明する斜視図である。図１に示すように、通電チャッキング耐久試験装置１０００は、チャッキングユニット１１００と、筐体フレーム１２００と、筐体フレーム１２００に対してＸ方向及びＺ方向に移動可能に取り付けられた試験電極タブ１３００とを備える。

【0023】

また、通電チャッキング耐久試験装置１０００は、試験電極タブ１３００をＸ方向及びＺ方向にそれぞれ移動させるための試験電極タブ移動手段１４００，１５００を備える。図１においては、試験電極タブ移動手段１４００がＺ方向へ試験電極タブ１３００を移動させ得るものとし、試験電極タブ移動手段１５００がＸ方向へ試験電極タブ１３００を移動させ得るものとして示している。

【0024】

チャッキングユニット１１００の構造や機能等は後述するものとし、ここでは詳述しない。また、試験電極タブ移動手段１４００，１５００は、周知のＸ−Ｙステージ移動手段や数値制御（ＮＣ）によるステッピングモータ制御等を利用する構成としてもよいので、ここでは説明を省略する。

【0025】

また、試験電極タブ１３００は、突出した板状に形成されておりその材質及び層構成は、現実の二次電池の電極タブと同一である。また、試験電極タブ１３００は、複数枚が並行に並列配置された構成であるが、図１においては８枚の電極タブが同一方向に突出して並列配置されているものとして示している。一方、試験電極タブ１３００は、現実の二次電池のタブに比較して面積が相当に大きく形成されており、長手方向（Ｚ方向）に少しずつずらす（試験電極タブ移動手段１４００により移動させる）ことにより、上端から下端までの間で８０回程度、常に新しい被膜コーティング箇所でチャッキング動作及び通電・抵抗測定処理が遂行できるものである。

【0026】

また、試験電極タブ１３００は、試験電極タブ移動手段１５００により、Ｘ方向にも少しずらす（移動させる）ことができ、１回Ｘ方向にずらせば計８０×２＝１６０回程度、２回Ｘ方向にずらせば計８０×３＝２４０回程度の、試験が可能となる。Ｘ方向にずらすことにより、試験電極タブ１３００の奥行き方向の新しい被膜箇所にもチャッキング動作を可能とする。限られた資源で試験効率を可能な限り増大させるためには、一つの試験電極タブ１３００で可能な限り多くの回数だけ、チャッキング動作及び通電測定処理を試験できることが好ましい。

【0027】

図１から理解できるように、仮に図１に示されている試験電極タブ１３００について新たにチャッキング動作可能な新規被膜コーティング箇所が無くなれば、オペレータが新たな試験電極タブ１３００と交換することができる。また、この交換作業を自動的に遂行できるように、例えば不図示のＹ方向から新しい試験電極タブ１３００が順次にコンベヤ等の搬送ラインを流れて送出されセッティングされる構成としてもよい。このようなワーク搬送装置は、各種の生産ラインや量産ラインにおいて既に種々のものが使用されており、広く公知の技術であるのでここでは詳述しない。

【0028】

また、図１において、試験電極タブ１３００は、８枚の突出した板状とされて、一度に電極タブ８枚を同時にチャッキングして通電可能とする。そして、タブ８枚一組を一カートリッジとして、カートリッジ交換できるものとしてもよい。また、試験電極タブ１３００は、例えば４５０ｍｍ×７０ｍｍの大きさに形成してもよい。

【0029】

図２は、通電チャッキング耐久試験装置１０００の回路構成等について概念的に説明するブロック図である。図２に示すように、試験電極タブ１３００は、試験電極タブ移動手段１５００に対応するＸ軸モータ２５００と、試験電極タブ移動手段１４００に対応するＺ軸モータ２４００とにより、数ミリ単位で少しずつずらして移動させることが可能である。

【0030】

図２から理解できるように、このような移動制御は、パソコンＰＣ２１００から制御ＰＬＣ２２００及びアンプ２７００を介した指令により精確に制御されるものとする。また、図２において制御ＰＬＣ２２００は、ＡＩＲ制御２６００を制御し、試験電極タブ１３００をエア吹き付け制御による強制空冷してもよい。なお、ＡＩＲ制御２６００は、０．３５〜０．４ＭＰａでレギュレータ２３００を介して為されるものとする。

【0031】

また、制御ＰＬＣ２２００は、ＤＶＲ２９５０を制御して、チャック部１１１０を介して試験電極タブ１３００に定電流Ｉを流すことができる。電流Ｉを流した場合の、電圧は計測（１）２９００で測定されて、接触抵抗が算出される。算出された接触抵抗は、制御ＰＬＣ２２００を介してＰＣ２１００へと保存されてもよい。

【0032】

なお、図２においては、試験電極タブ１３００の保護を目的とする保護センサ２８００を備えている。保護センサ２８００は、例えば接触抵抗が３０ｍオーム以上になった場合に、電流供給等を停止させることができるものとする。

【0033】

図３は、試験電極タブ１３００に対して、チャッキング部の正電極１１１１と負電極１１１２とで電気的なコンタクトを確保して、定電流（Ｉ）＝３４Ａを流して電圧測定する状態を模式的に説明する図である。図３において、正電極１１１１と負電極１１１２とは、試験電極タブ１３００に施されている酸化膜等の各種コーティング層を打ち破って、それぞれ試験電極タブ１３００と電気的に導通されるものとする。また、電圧の測定は、チャック１回につき通電３０秒による発熱処理及び無通電３０秒の後、測定してもよい。なお、上述した定電流（Ｉ）＝３４Ａは一例であってこれに限定されるものではない。

【0034】

図３に示すように、チャッキングユニット１１００が備える正電極１１１１と負電極１１１２とは、試験電極タブ１３００を挟持するように両側から挟み込んで、その表面に施された保護膜や酸化膜の下層にある導電層と各々電気的な導通を確保する。このため、正電極１１１１と負電極１１１２とは、先端の尖った剣山状の接触部を備えるものとしてもよい。

【0035】

また、図３において、正電極１１１１と負電極１１１２とは、１回のチャック毎にチャック箇所を１１１１（ａ１），１１１１（ａ２），１１１１（ａ３），・・と替えながら常に新しい箇所に対してチャッキング動作を順次遂行していく。また、好ましくは、試験電極タブ１３００の奥行き方向である１１１１（ｂ１），１１１１（ｂ２），・・についても、チャッキング動作を順次遂行していく。このため、上述したように、試験電極タブ１３００は、好ましくはＸＹＺ各方向に移動可能な移動手段により懸架または保持されるものとする。但し、チャッキング動作の遂行順序は、上述した順番に限定されるものではなく、例えば１１１１（ａ１），１１１１（ｂ１），１１１１（ａ２），１１１１（ｂ２）・・・の順で遂行してもよい。

【0036】

また、図３から理解できるように、第一の筐体フレーム１２００（１）に配置されたＺ軸方向の試験電極タブ移動手段１４００には、移動フレーム１２００（２）が固定されており、移動フレーム１２００（２）にはＸ軸方向の試験電極タブ移動手段１５００が配置されている。また、Ｘ軸方向の試験電極タブ移動手段１５００に対して、試験電極タブ１３００が固定されている。

【0037】

すなわち、Ｚ軸方向の試験電極タブ移動手段１４００が移動フレーム１２００（２）をＺ方向に移動させることにより試験電極タブ１３００がＺ方向に移動し、Ｘ軸方向の試験電極タブ移動手段１５００により試験電極タブ１３００がＸ方向に移動させることが可能となる。試験電極タブ移動手段１４００，１５００は、公知の各種アクチュエータ等を用いて構成することができる。

【0038】

上述の通電チャッキング耐久試験装置１０００により、薄型二次電池の電極タブの評価及び充放電試験装置用コンタクトユニットの信頼性評価・耐久性評価を、現実の充放電試験に先立ち短時間で遂行することが可能となる。

【0039】

（第二の実施形態）
図４は、第二の実施形態にかかる通電チャッキング耐久試験装置４０００の構成概要について説明する斜視図である。図４に示すように、通電チャッキング耐久試験装置４０００は、現時点でチャッキング試験されている試験電極タブ４３００（１）の横に次にチャッキング試験される試験電極タブ４３００（２）が待機している。

【0040】

すなわち、図４に示す通電チャッキング耐久試験装置４０００においては、試験電極タブ１３００が順次に搬送されてくるので、カートリッジの取り替え作業を自動で遂行することができる。さらに、一カートリッジあたりの各四方にそれぞれ八枚のタブが突出されていることから、少なくとも８０回×４面の回数だけチャッキング動作が可能である。

【0041】

このため、通電チャッキング耐久試験装置４０００は、Ｘ方向へ試験電極タブ４３００を移動させる試験電極タブ移動手段４５００と、Ｚ方向へ試験電極タブ４３００を移動させる試験電極タブ移動手段４４００と、不図示のＹ方向へ試験電極タブ４３００を移動させる試験電極タブ移動手段４６００とを備える。これらの試験電極タブ移動手段４４００，４５００，４６００は、通電チャッキング耐久試験装置４０００の筐体フレーム４２００に設けられるものとできる。

【0042】

また、図５は、チャック部１１４０の配列状態及び形状概要を説明する概念図である。図５を用いて図１等に示したチャッキングユニット１１００のチャック箇所について説明する。図５に示すように、チャック部１１４０は、二次電池の電極端子４５，４７に各々対応するように紙面上下に配置された一対のチャック部１１４０（１），１１４０（２），１１４０（３），１１４０（４）を備える。

【0043】

図５から理解できるように、上側の電極端子４５をチャッキングする上側のチャック部１１４０（１）が４対のクリップ状の電極構造を有し、下側の電極端子４７をチャッキングする下側のチャック部１１４０（１）が３対のクリップ状の電極構造を有する構成を例示している。

【0044】

また、図５においては説明の便宜上、チャック部１１４０（１）乃至１１４０（４）のみを示しているが、チャッキングするべき二次電池を構成する薄型二次電池４１の積層枚数に対応する個数（ｎ個）までのチャック部１１４０（ｎ）を備えるものとする。チャック部の形状は、二次電池の電極タブを両側から挟み込んで導通確保するものであれば限定されるものではなく、実施形態で例示した形状や構造に限定されるものではない。

【0045】

本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、二次電池の電極タブを模擬した板状の試験電極タブと、試験電極タブに対してチャッキング動作と通電動作とを複数箇所で遂行して電気的な導通確保動作の耐久信頼性試験を遂行するチャッキングユニットと、チャッキングユニットにチャッキングされる箇所を順次変更させるように、板状の試験電極タブを少なくとも一方向に移動させる試験電極タブ移動手段と、を備えることを特徴とする。

【0046】

これにより、現実の充放電試験装置に搭載されるチャッキングユニットの数万回に及ぶチャッキング動作及び電気的導通動作を事前にシミュレーションすることが可能となる。現実の量産ラインに配置された充放電試験装置は、２４時間連続で量産された多数の二次電池の充放電試験を順次に遂行していくこととなるため、数ヶ月間以上に亘って連続稼働状態となることも少なくない。

【0047】

このような稼働環境においては、新しい二次電池に対して次々とチャッキング動作及びその後の通電試験を遂行するので、結果として数万回のチャッキング動作と通電とを連続的に遂行することとなる。一方、二次電池の電極タブには絶縁被膜等がコーティングされていることもあり、その材質や被膜厚さや積層数等は、二次電池の種類や電池メーカーによって種々異なる場合もある。

【0048】

チャッキング動作においては、このような絶縁被膜等を部分的に破壊穿孔して被膜下の導電性電極と電気的な導通を確保することになるが、チャッキング動作の回数が数万回程度にも及ぶと、被膜等の材質や層構成とチャッキング部の構造等との関係によって耐久性に差異が生じることとなり、電気的な導通を確保できなってくる場合も生じ得る。

【0049】

本発明により、事前にチャッキング動作と通電とのシミュレーションを遂行できるため、現実の二次電池のタブ電極に模擬した電極タブに対して、接触位置をずらして常に新しい被膜部分に対して数万回のチャッキング動作及び通電動作を遂行させて、チャッキング動作の耐久性及びチャッキング動作の信頼性を確認することが可能となる。

【0050】

これにより、仮に、あるタブ電極構造に対してチャッキング及び通電の耐久性が劣ることが判明した場合には、そのタブ電極構造に対する最適なチャック電極の材質や構造を新たに工夫・選択したり、メンテナンスの時期を早めに設定したりして、現実の充放電試験ラインにおける対応策を講じることが可能となる。

【0051】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、好ましくはチャッキング動作後に通電動作を遂行して、チャッキング箇所毎の接触抵抗を順次測定することを特徴とする。

【0052】

これにより、二次電池の電極タブに対する接触抵抗から、導通の適否を判断することが可能となる。さらに好ましくは、測定した接触抵抗を順次に記録し、オペレータがその推移を確認できるような表示モニターまたは印字機能を備えることが好ましい。チャッキングユニットのチャック部が劣化すれば、二次電池の電極タブに対して電気的な導通を適切に確保できなくなり接触抵抗が次第に増大するものとなる。

【0053】

また、二次電池の電極タブの被膜材質等が異なれば、他の被膜材質に対しては充分な耐久性を有するチャック部であっても、耐久性が劣り、当該異なる材質等の二次電池の電極タブに対して電気的な導通を適切に確保できなくなり、接触抵抗が次第に増大するものとなることが考えられる。

【0054】

この発明により、常に新しい被膜箇所の電極タブに対して数万回にも及ぶチャッキング動作及び通電動作に対する耐久性・信頼性を事前に試験して確認することが可能となるので、現実の充放電試験ラインにおける充放電試験時にはスムースな試験遂行が可能となり、適切な時期にメンテナンスを遂行することも可能となる。

【0055】

また、通電動作は、チャック１回について例えば３４Ａの電流を３０秒間通電して軽く発熱させるとともに接触抵抗を測定するものとしてもよいし、３０秒間通電の後さらに３０秒間無通電状態として安定させてから接触抵抗を測定するものとしてもよい。

【0056】

また、一つの試験電極タブについて、チャッキングによる接触箇所を毎回変えて、例えば計８０回のチャッキング動作を遂行させることとしてもよい。このような試験電極タブを１００セット準備しておけば、例えば８０００回程度のチャッキング動作の耐久試験が可能となる。

【0057】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは試験電極タブ移動手段が、チャッキングされる箇所が毎回新しい箇所となるように、試験電極タブを板状の面内において、第一の方向と第一の方向と垂直な第二の方向に移動させることを特徴とする。

【0058】

実施形態でも説明したように、本発明の通電チャッキング耐久試験装置において移動手段は、試験電極タブの少なくとも長手方向にチャック１回ごとに少しずつ位置をずらしてチャッキングできるように順次に試験電極タブを移動させて、例えば一つの試験電極タブで計８０回のチャッキング動作を可能とする。

【0059】

耐久性・信頼性確認のためチャッキング動作が数万回にも及ぶため、この間の人的な介入や操作を可能な限り低減させて人的負荷を少なくすることが好ましい。本発明においては、板状の試験電極タブの面内において、長手方向とともに長手方向に垂直な奥行き方向にもチャッキングされる箇所を少しずらすことにより、新しい被膜箇所に対するチャッキング動作を一つの試験電極タブ当たり２倍〜３倍以上に増大させることも可能となる。

【0060】

これにより、試験電極タブの使用総数を低減させ得るだけではなく、次の試験電極タブを準備する人的負荷も少なくて済むので好ましいものとなる。

【0061】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは板状の試験電極タブが、導電性電極に絶縁層と保護膜とが被覆された層構成を備えることを特徴とする。これにより、現実の二次電池の電極タブと同様の条件下において、チャッキング動作及び通電の耐久・信頼性シミュレーションを、充放電試験ラインでの試験実施より事前に、確認することが可能となるので好ましい。

【0062】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは導電性電極がアルミニウム電極であり、絶縁層は酸化アルミニウム層であることを特徴とする。二次電池の現実の電極タブは、特にプラス側電極がアルミニウム電極に酸化アルミニウム被膜が設けられている場合が多い。このため、試験電極タブにおいても、導電性電極をアルミニウム電極とし、絶縁層は酸化アルミニウム層として、その層厚も同等とすることで、忠実かつ精緻なチャッキングシミュレーションが可能となるので好ましい。

【0063】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは通電動作に異常があった場合にオペレータに通知するための通知手段を備えることを特徴とする。通電動作に異常があった場合には、すなわち電気的な導通が適切に確保できていないこととなるので、速やかにオペレータに通知することが好ましい。

【0064】

典型的には、通電動作により測定した接触抵抗値が事前に設定した閾値よりも大きな値を示した場合に、オペレータに通知するものとできる。オペレータへの通知は、ブザーや警報音を発報するものでもよいし、表示モニターに異常状態であることを表示するものでもよいし、異常状態を印字出力するプリンターであってもよいし、パトライト（登録商標）を点等させる等してもよい。

【0065】

好ましくは、異常状態の前の通電結果を含めてその推移や経過状態をオペレータに、例えばグラフ表示等により、知らせるものであることが望まれる。接触抵抗の増大として現れる電気的導通確保の耐久劣化は、一般には突然出現するものではなく、時間の経過とともに次第に顕現化するものであるからである。

【0066】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは試験電極タブは、互いに垂直な少なくとも第一面と第二面とに設けられ、第一面に設けられた試験電極タブの通電チャッキング耐久試験が完了すれば、第二面に設けられた試験電極タブの通電チャッキング耐久試験を遂行することを特徴とする。

【0067】

これにより、一つの試験電極タブが最大４面においてチャッキング耐久試験を遂行されるものとできるので、例えば１面あたり８０回のチャッキングとすれば最大３２０回のチャッキング動作を遂行させるものとできる。仮に、試験電極タブの長手方向とともに長手方向に垂直な奥行き方向にもチャッキングされる箇所を少しずらすものとすれば、新しい被膜箇所に対するチャッキング動作を一つの試験電極タブ当たり２倍〜３倍以上に増大させることも可能となるので、約１０００回／試験電極タブ１個のチャッキング動作遂行も実現できるものとなる。

【0068】

これにより、試験電極タブの使用総数を低減させ得るだけではなく、次の試験電極タブを準備する人的負荷も少なくて済むので好ましいものとなる。また、このような試験電極タブを順次連続的に自動送出して交換できる構成としてもよい。

【0069】

また、本発明の通電チャッキング耐久試験装置は、さらに好ましくは複数の試験電極タブを備え、前記複数の試験電極タブを順次にチャッキング動作可能なように前記チャッキングユニットに送出する第二の移動手段を備えることを特徴とする。これにより、数万回にも及ぶチャッキング耐久試験を人的負担を極力低減させて、かつ連続的に遂行することが可能となる。

【0070】

上述の実施形態で例示した通電チャッキング耐久試験装置１０００，４０００等は、各実施形態での説明に限定されるものではなく、各実施形態で説明する技術思想の範囲内かつ自明な範囲内で、適宜その構成や動作及び動作方法等を変更することができる。また、説明の便宜上実施形態においては個別に説明しているが、実施形態の構成を適宜組み合わせて適用し、またその動作も適宜組み合わせてアレンジしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明の通電チャッキング耐久試験装置等は、充放電試験装置に限らず各種電気的接触をスパイク等による酸化被膜等の除去により確保する導通装置の耐久試験装置として幅広く適用できる。

【符号の説明】

【0072】

１０００・・通電チャッキング耐久試験装置、１１００・・チャッキングユニット、１２００・・筺体フレーム、１３００・・試験電極タブ、１４００・・試験電極タブ移動手段、１５００・・試験電極タブ移動手段。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】