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(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】6247055
(24)【登録日】2017年11月24日
(45)【発行日】2017年12月13日
(54)【発明の名称】充放電試験装置
(51)【国際特許分類】
G01R 31/36 20060101AFI20171204BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20171204BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20171204BHJP
【ＦＩ】
G01R31/36 A
H02J7/00 Q
H01M10/44 P
【請求項の数】5
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-182305(P2013-182305)
(22)【出願日】2013年9月3日
(65)【公開番号】特開2015-49191(P2015-49191A)
(43)【公開日】2015年3月16日
【審査請求日】2016年5月30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】100092978
【弁理士】
【氏名又は名称】真田 有
(74)【代理人】
【識別番号】100112678
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 雅久
(72)【発明者】
【氏名】原沢 和樹
(72)【発明者】
【氏名】菊地 章
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 和臣
【審査官】
小川 浩史
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−２９６３１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−３４７１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−２３２８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−１３９５４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第４８７６４９５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｒ ３１／３６
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料とすべき二次電池またはキャパシタの電極と導通すべき接触部と、
前記接触部を介して、前記試料に対して充放電する電源装置と、を備え、
前記電源装置は、
可変電圧源と、
前記電源装置の充放電電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記電源装置の充放電電流を検出する電流検出部と、
前記充放電電圧または前記充放電電流に応じて前記可変電圧源を制御するとともに、前記充放電電圧が設定電圧範囲外になると電圧異常と判定し警告させる制御部と、を有し、
前記制御部は、前記接触部と前記試料の電極が接触し、充放電を開始してから前記充放電電圧が安定するまでの間、前記充放電を開始する前よりも前記設定電圧範囲を広く設定することを特徴とする充放電試験装置。
前記接触部を介して、前記試料に対して充放電する電源装置と、を備え、
前記電源装置は、
可変電圧源と、
前記電源装置の充放電電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記電源装置の充放電電流を検出する電流検出部と、
前記充放電電圧または前記充放電電流に応じて前記可変電圧源を制御するとともに、前記充放電電圧が設定電圧範囲外になると電圧異常と判定し警告させる制御部と、を有し、
前記制御部は、前記接触部と前記試料の電極が接触し、充放電を開始してから前記充放電電圧が安定するまでの間、前記充放電を開始する前よりも前記設定電圧範囲を広く設定することを特徴とする充放電試験装置。
【請求項2】
前記電源装置は、さらに前記試料の正極端子と負極端子間の電圧を検出する第２電圧検出部を有し、
前記制御部は、前記充放電電圧と、前記第２電圧検出部によって検出された前記試料の電圧との差が設定値を超えると、接触異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の充放電試験装置。
前記制御部は、前記充放電電圧と、前記第２電圧検出部によって検出された前記試料の電圧との差が設定値を超えると、接触異常と判定することを特徴とする請求項１に記載の充放電試験装置。
【請求項3】
前記制御部は、充電時、第１電流値より小さい第２電流値で充電を開始し、第１電流切替条件を満足すると前記第１電流値に切り替え、前記試料の電圧値が第１切替電圧値に到達すると定電圧充電に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の充放電試験装置。
【請求項4】
前記制御部は、放電時、第３電流値より小さい第４電流値で放電を開始し、第２電流切替条件を満足すると前記第３電流値に切り替え、前記試料の電圧値が第２切替電圧値に到達すると定電圧放電に切り替えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の充放電試験装置。
【請求項5】
前記試料はラミネート型の二次電池またはキャパシタであり、前記接触部に接触すべき電極はアルミ電極であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の充放電試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次電池またはキャパシタ等の蓄電デバイスの充放電試験を行うための充放電試験装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）が普及してきており、車載用二次電池の出荷が伸びてきている。それに伴い二次電池の充放電試験装置（例えば、特許文献１参照）の需要も伸びている。車載用二次電池セルとして、ラミネート型リチウムイオン電池が普及してきている。一般的にラミネート型リチウムイオン電池の外装には、アルミラミネートフィルムが使用される。
【0003】
図１は、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの構成例を示す図である。図１に示すラミネート型リチウムイオン電池１０ａでは、方形板状の正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２がアルミラミネートフィルムから突出している。タブ端子には、ニッケル、アルミ、銅およびメッキ加工品などが使用されるが、正極タブ端子にはアルミ（アルミ合金を含む）が使用されることが多い。以下、本明細書では正極タブ端子１１にアルミを使用することを想定する。
【0004】
充放電試験装置の充放電端子と試料の電極端子との接触部に、チャック機構が使用されることがある。図２（ａ）−（ｃ）は、充放電試験装置のチャック機構２０ａと、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの正極タブ端子１１との接触動作を示す図である。図２（ａ）に示すようにラミネート型リチウムイオン電池１０ａの正極タブ端子１１がチャック機構２０ａの中の所定位置に挿入される。その後、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように第１チャック部材２１と第２チャック部材２２により、正極タブ端子１１が挟持される。負極タブ端子１２も同様に挟持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０００−５８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
正極タブ端子１１の表面に絶縁被膜が形成されている場合、充放電試験装置と物理的に接触しても接触不良により電流が流れないことがある。その場合、絶縁被膜に高電圧を印加して絶縁被膜を破る必要がある。この高電圧は、充放電試験装置内のＤＣ−ＤＣコンバータの正常な電圧範囲を超えることがある。その場合、電圧異常と検出され、アラームが鳴ったり、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作が停止する。
【0007】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料の端子に絶縁被膜があっても正常に充放電を開始できる充放電試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の充放電試験装置は、試料とすべき二次電池またはキャパシタの電極と導通すべき接触部と、接触部を介して、試料に対して充放電する電源装置と、を備える。電源装置は、可変電圧源と、前記電源装置の充放電電圧を検出する第１電圧検出部と、前記電源装置の充放電電流を検出する電流検出部と、前記充放電電圧または前記充放電電流に応じて可変電圧源を制御するとともに、前記充放電電圧が設定電圧範囲外になると電圧異常と判定し警告させる制御部と、を有する。制御部は、接触部と試料の電極が接触し、少なくとも充放電を開始してから充放電電圧が安定するまでの間、前記充放電を開始する前よりも前記設定電圧範囲を広く設定する。
【0009】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、試料の端子に絶縁被膜があっても正常に充放電を開始できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図３は、本発明の実施の形態に係る充放電試験装置１００を説明するためのブロック図である。充放電試験装置１００は、試料１０の充放電試験を行う。試験対象の試料１０は蓄電デバイスであり、蓄電デバイスにはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタが該当する。本実施の形態では試料１０として、上述したラミネート型リチウムイオン電池１０ａを想定する。
【0013】
充放電試験装置１００は、接触部２０、電源装置３０、回生インバータ４０及びユーザインタフェース５０を備える。電源装置３０は双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。回生インバータ４０は、交流電源（商用電源）２００と電源装置３０との間に接続される。回生インバータ４０は回生機能付きの双方向ＡＣ−ＤＣコンバータである。回生インバータ４０は力行時、交流電源２００からの交流電圧を直流電圧に変換し、電源装置３０に供給する。回生時、電源装置３０からの直流電圧を交流電圧に変換し、交流電源２００に供給する。なおインバータは回生機能付きでなくてもよいが、その場合、余った放電電流をヒータ抵抗により消費する必要がある。
【0014】
接触部２０は、試料１０の電極と電気的に接触する部材である。本実施の形態では上述のチャック機構２０ａを想定する。電源装置３０は接触部２０を介して、試料１０に対して充放電する。
【0015】
電源装置３０にはスイッチング電源を用いることができる。例えば、フルブリッジ型のＤＣ−ＤＣコンバータを用いることができる。本実施の形態では、定電流（ＣＣ）充放電および定電圧（ＣＶ）充放電が可能な電源装置３０であれば、そのタイプは問わない。電源装置３０は可変電圧源３１、制御部３２、電流検出部３３、第１電圧検出部３４及び第２電圧検出部３５を備える。
【0016】
可変電圧源３１は、複数のスイッチング素子を含むフルブリッジ回路、ハーフブリッジ回路、プッシュ・プル回路などにより構成され、制御部３２からの駆動信号に応じて出力電圧を可変できる。例えば、各スイッチング素子のデューティ比、スイッチング素子間の位相差などが制御されて出力電圧を可変する。
【0017】
制御部３２は、各種アナログ素子、各種論理回路、プロセッサ、メモリの任意の組み合わせにより構成される。制御部３２は可変電圧源３１を制御して、電源装置３０の充放電電圧および充放電電流を制御する。
【0018】
電流検出部３３は、電源装置３０の電流路に挿入される電流制限素子（例えば、抵抗）と、当該電流制限素子間の電圧を検出するアンプで構成できる。当該アンプは、検出した電流値を充放電電流値として制御部３２に出力する。第１電圧検出部３４は、二本の充放電端子間の電圧を検出するアンプで構成できる。当該アンプは、検出した電圧値を充放電電圧値として制御部３２に出力する。第２電圧検出部３５は、試料１０の正極端子と負極端子間の電圧を検出するアンプで構成できる。当該アンプは、検出した電圧値を試料電圧値として制御部３２に出力する。制御部３２は電流検出部３３、第１電圧検出部３４及び第２電圧検出部３５からフィードバックされる電流値および電圧値に応じて、可変電圧源３１を適応的に制御する。
【0019】
制御部３２は充電時、設定された第１電流値で定電流充電する。具体的には電流検出部３３により検出される充電電流値と、目標充電電流値が一致するよう可変電圧源３１を制御する。試料１０の電圧値が第１切替電圧値に到達すると、制御部３２は定電流充電から定電圧充電に切り替える。具体的には第１電圧検出部３４により検出される充電電圧値と、目標充電電圧値が一致するよう可変電圧源３１を制御する。電流検出部３３により検出される充電電流値が充電終了電流値まで小さくなると充電を終了する。
【0020】
制御部３２は放電時、設定された第３電流値で定電流放電する。具体的には電流検出部３３により検出される放電電流値と、目標放電電流値が一致するよう可変電圧源３１を制御する。試料１０の電圧値が第２切替電圧値に到達すると、制御部３２は定電流放電から定電圧放電に切り替える。具体的には第１電圧検出部３４により検出される放電電圧値と、目標放電電圧値が一致するよう可変電圧源３１を制御する。電流検出部３３により検出される放電電流値が放電終了電流値まで小さくなると放電を終了する。
【0021】
上述の第１切替電圧値は、試料１０の充電終止電圧より所定値、低い電圧に設定される。第２切替電圧値は、試料１０の放電終止電圧より所定値、高い電圧に設定される。充電終止電圧に近づくと、定電流充電による過充電を防止するため定電圧充電に切り替える。放電時も同様である。定電流充電時の第１電流値および定電流放電時の第３電流値は通常、電源装置３０の定格電流値に設定される。電流値が大きいほど充放電時間を短縮できる。なお後述するように試料１０へのストレスを小さくするため、少なくとも充放電初期には電流値を小さく設定してもよい。
【0022】
制御部３２は、第１電圧検出部３４により検出される電圧値が、保護用の設定電圧範囲外になると電圧異常と判定する。電圧異常には設定電圧範囲の上限を超える過大電圧と、下限を超える過小電圧がある。当該設定電圧範囲は、電源装置３０内で使用されている各種素子の耐圧および電源装置３０の用途などを考慮して設定される。
【0023】
制御部３２は、第１電圧検出部３４により検出される電圧値が、設定電圧範囲外になるとユーザインタフェース５０にアラートを報知させる。ユーザインタフェース５０は、表示部、音声出力部、入力部を含む。タッチパネルディスプレイが用いられてもよいし、ディスプレイとコンソール端末の組み合わせが用いられてもよい。またＰＣが用いられてもよい。制御部３２は、設定電圧範囲外の電圧が検出されると、音声出力部にアラームを鳴らさせる。また同時に、表示部にアラートメッセージを表示させてもよい。また制御部３２は、設定電圧範囲外の電圧が検出されると電源装置３０の動作を停止させることができる。特に過大電圧が検出されたとき、電源装置３０の動作を停止させる。
【0024】
図４（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による充電時の電圧・電流特性１を説明するための図である。図４（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図４（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。充電時の電圧・電流特性１は、接触部２０であるチャック機構２０ａと、試料１０であるラミネート型リチウムイオン電池１０ａの正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２の接触時の電圧・電流特性が理想的な場合を示している。チャック機構２０ａと、正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２の抵抗を無視できる場合を示している。
【0025】
図４（ａ）に示すようにチャック機構２０ａと、正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２が物理的に接触すると、電源装置３０の充放電端子には、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧である試料電圧が現れる。その後、試料電圧より高い充電電圧により定電流充電が開始されると、試料電圧の上昇とともに充放電試験装置１００の充電電圧も上昇する。その後、試料電圧が上述の第１切替電圧値に到達して定電圧充電に切り替えられると、充放電試験装置１００の充電電圧は固定され、充電電流が徐々に小さくなる。
【0026】
図５（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による充電時の電圧・電流特性２を説明するための図である。図５（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図５（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。充電時の電圧・電流特性２は、アルミ電極である正極タブ端子１１の表面に絶縁被膜が形成されている状態である。アルミは酸化しやすい金属であるため、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａを普通に放置しておくだけで、自然に酸化することがある。
【0027】
正極タブ端子１１の表面に絶縁被膜が形成されている場合、チャック機構２０ａが正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２を上下からチャッキングしただけでは、電源装置３０とラミネート型リチウムイオン電池１０ａが導通しない。この状態で電源装置３０から見える抵抗値は非常に大きくなる。その後、定電流充電が開始されると抵抗値が大きいため、図５（ａ）に示すように充電電圧が急上昇する。この充電電圧が、上述の設定電圧範囲の上限電圧値を超えると制御部３２は、アラームを発生させる。また、この例では電源装置３０の動作を停止させている。従って充電動作自体が停止する。
【0028】
図６（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による充電時の電圧・電流特性３を説明するための図である。図６（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図６（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。充電時の電圧・電流特性３ではチャック機構２０ａと正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２が接触して、充電が開始してから電源装置３０の充電電圧が安定するまでの間、上述の設定電圧範囲を広く設定する仕組みを導入している。具体的には、制御部３２内のレジスタに設定される設定電圧範囲の上限電圧値を一時的に変更する。例えば、上限電圧値を６Ｖから８Ｖに変更する。
【0029】
正極タブ端子１１の表面の絶縁被膜は、高電圧を印加すると破壊される。被膜が破壊されると接触不良が解消し、電源装置３０からラミネート型リチウムイオン電池１０ａに電流が流れ出すため充電電圧が低下する。上述の設定電圧範囲の拡大を終了する条件である充電電圧の安定は、充電電流値および試料電圧値から推定できる推定充電電圧レンジに入ったか否かにより判定できる。即ち、制御部３２は充電電圧値が、試料電圧値に近づくと充電電圧が安定したと判定する。どの低度の接近で安定と判定するかは、充電電流値により異なる。なお充電電圧が安定したか否かは、充電電圧カーブの傾きにもとづき判定してもよい。
【0030】
図６（ａ）に示すように上述の設定電圧範囲の上限電圧値が高く変更されたため、充電開始時の充電電圧の上昇が当該上限電圧値まで到達していない。従って電源装置３０が停止しない。また充電電圧の上昇により正極タブ端子１１の表面の絶縁被膜が破壊されると、電源装置３０からラミネート型リチウムイオン電池１０ａに電流が流れ出し、図４（ｂ）と同様に充電できる。
【0031】
制御部３２は充電開始時、充電電圧と試料電圧との差が設定値を超えると、接触異常と判定する。通常の酸化被膜であれば一定レベルの電圧印加で破れるが、ゴミなどの異物が付着している場合、破れない場合がある。異物の付着の場合、正極タブ端子１１だけでなく負極タブ端子１２、またはチャック機構２０ａの第１チャック部材２１若しくは第２チャック部材２２に付着した場合も接触異常となる。異物の付着により、拡大後の設定電圧範囲の上限電圧値に到達した場合、通常のアラート処理が発動する。それに加えて制御部３２は、接触異常発生を示すメッセージを、ユーザインタフェース５０に報知させる。これにより作業員に、正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２を挟持しているチャック機構２０ａの確認を促すことができる。
【0032】
図７（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による充電時の電圧・電流特性４を説明するための図である。図７（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図７（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。充電時の電圧・電流特性４では、定電流充電の電流値を小さな値から大きな値へ段階的に引き上げる仕組みを導入している。具体的には制御部３２は、上述の第１電流値Ｉ１より小さい第２電流値Ｉ２で充電を開始する。その後、第１電流切替条件を満足すると第１電流値Ｉ１に切り替える。そしてラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧値が第１切替電圧値に到達すると定電圧充電に切り替える。
【0033】
第２電流値Ｉ２は、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの容量の１／１００程度の電流値に設定してもよい。第１電流切替条件は充電開始からの設定時間の経過であってもよいし、上述のように充電電圧値が、充電電流値および試料電圧値から推定できる推定充電電圧レンジに入ったか否かであってもよい。なお電流値は、２段階の切替に限定されず３段階以上の切替を実行してもよい。
【0034】
図７（ａ）−（ｂ）に示すように小さな第２電流値Ｉ２で充電開始すると、充電電圧のピークが短くなる。従って充電電圧が、上述の設定電圧範囲の上限電圧値に到達しにくくなる。また充電開始時の充電電圧値および充電電流値が小さくなるため、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａにかかる負担をより小さくできる。充電開始後、設定時間が経過すると第２電流値Ｉ２から第１電流値Ｉ１に切り替える。その後、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧値が上述の第１切替電圧値に到達すると定電圧充電に切り替えられ、図４（ｂ）と同様に充電できる。
【0035】
図８（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による放電時の電圧・電流特性１を説明するための図である。図８（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図８（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。放電時の電圧・電流特性１は、チャック機構２０ａと、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２の接触時の電圧・電流特性が理想的な場合を示している。
【0036】
図８（ａ）に示すようにチャック機構２０ａと、正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２が物理的に接触すると、電源装置３０の充放電端子には、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧である試料電圧が現れる。その後、試料電圧より低い放電電圧で定電流放電が開始されると、試料電圧の下降とともに充放電試験装置１００の放電電圧も下降する。その後、試料電圧が上述の第２切替電圧値に到達して定電圧放電に切り替えられると、充放電試験装置１００の放電電圧は固定され、放電電流が徐々に小さくなる。
【0037】
図９（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による放電時の電圧・電流特性２を説明するための図である。図９（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図９（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。放電時の電圧・電流特性２では、アルミ電極である正極タブ端子１１の表面に絶縁被膜が形成されている状態である。それに対して、チャック機構２０ａと正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２が接触して、放電が開始してから電源装置３０の放電電圧が安定するまでの間、上述の設定電圧範囲を広く設定する仕組みを導入している。具体的には、制御部３２内のレジスタに設定される設定電圧範囲の下限電圧値を一時的に変更する。例えば、上限電圧値を１Ｖから−１Ｖに変更する。
【0038】
正極タブ端子１１の表面の絶縁被膜は、高電圧を印加すると破壊される。被膜が破壊されると接触不良が解消し、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａから電源装置３０に電流が流れ出すため放電電圧が上昇する。上述の設定電圧範囲の拡大を終了する条件である放電電圧の安定は、放電電流値および試料電圧値から推定できる推定放電電圧レンジに入ったか否かにより判定できる。即ち、制御部３２は放電電圧値が、試料電圧値に近づくと放電電圧が安定したと判定する。どの低度の接近で安定と判定するかは、放電電流値により異なる。なお放電電圧が安定したか否かは、放電電圧カーブの傾きにもとづき判定してもよい。
【0039】
図９（ａ）に示すように上述の設定電圧範囲の下限電圧値が低く変更されたため、放電開始時の放電電圧の下降が当該下限電圧値まで到達していない。従ってアラームが発生しない。また放電電圧の下降により正極タブ端子１１の表面の絶縁被膜が破壊されると、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａから電源装置３０に電流が流れ出し、図８（ｂ）と同様に充電できる。
【0040】
制御部３２は放電開始時、放電電圧と試料電圧との差が設定値を超えると、接触異常と判定する。通常の酸化被膜であれば一定レベルの電圧印加で破れるが、ゴミなどの異物が付着している場合、破れない場合がある。異物の付着により、拡大後の設定電圧範囲の下限電圧値に到達した場合、通常のアラート処理が発動する。それに加えて制御部３２は、接触異常発生を示すメッセージを、ユーザインタフェース５０に報知させる。これにより作業員に、正極タブ端子１１及び負極タブ端子１２を挟持しているチャック機構２０ａの確認を促すことができる。
【0041】
図１０（ａ）−（ｂ）は、実施の形態に係る充放電試験装置１００による放電時の電圧・電流特性３を説明するための図である。図１０（ａ）は充放電試験装置１００の電圧特性を示し、図１０（ｂ）は充放電試験装置１００の電流特性を示す。放電時の電圧・電流特性３では、定電流放電の電流値（絶対値）を小さな値から大きな値へ段階的に引き上げる仕組みを導入している。具体的には制御部３２は、上述の第３電流値Ｉ３より小さい第４電流値Ｉ４で放電を開始する。その後、第２電流切替条件を満足すると第３電流値Ｉ３に切り替える。そしてラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧値が第２切替電圧値に到達すると定電圧放電に切り替える。
【0042】
第４電流値Ｉ４は、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの容量の１／１００程度の電流値に設定してもよい。第２電流切替条件は放電開始からの設定時間の経過であってもよいし、上述のように放電電圧値が、放電電流値および試料電圧値から推定できる推定放電電圧レンジに入ったか否かであってもよい。なお電流値は、２段階の切替に限定されず３段階以上の切替を実行してもよい。
【0043】
図１０（ａ）−（ｂ）に示すように小さな第４電流値Ｉ４で放電開始すると、放電電圧のピークが短くなる。従って放電電圧が、上述の設定電圧範囲の下限電圧値に到達しにくくなる。また放電開始時の放電電圧値および放電電流値が小さくなるため、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａにかかる負担をより小さくできる。放電開始後、設定時間が経過すると第４電流値Ｉ４から第３電流値Ｉ３に切り替える。その後、ラミネート型リチウムイオン電池１０ａの電圧値が上述の第２切替電圧値に到達すると定電圧放電に切り替えられ、図８（ｂ）と同様に放電できる。
【0044】
以上説明したように本実施の形態に係る充放電試験装置１００によれば、充放電開始時において保護用の設定電圧範囲を拡大することにより、試料１０の端子に絶縁被膜があっても正常に充放電を開始できる。即ち、絶縁被膜は高電圧の印加により破壊できるが、この高電圧が当該設定電圧範囲を超えてしまう場合がある。その場合、アラームが鳴ったり、電源装置３０の動作が停止してしまう。これに対して当該設定電圧範囲を拡大することにより、保護機能発動の感度を下げることができ、充放電試験が必要以上に停止してしまうことを抑制できる。
【0045】
なお大きな不具合が発生している場合は、保護機能が発動するため電源装置３０の保護も担保される。また当該設定電圧範囲の上限電圧値と下限電圧値のパラメータを変更するだけで足りるため、既存の充放電試験装置１００に殆ど変更を加える必要がない。これに対して、絶縁被膜を破壊するための電圧を可変電圧源３１以外の回路で生成する場合、既存の充放電試験装置１００に対して新たな素子を追加する必要があり、仕様変更が大がかりとなる。
【0046】
また充放電開始時の電流値を小さく設定し、その後に段階的に大きく変更することにより、充放電試験時間の増加を抑制しつつ、試料１０に与えるストレスを小さくできる。従って充放電試験により試料１０に過充電、過放電、過電流が発生することを抑制できる。
【0047】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0048】
上述の実施の形態では接触部２０としてチャック機構２０ａを例に説明したが、それに限定されるものではない。接触部２０としてプローブ電極を用いる場合も同様に、本実施の形態に係る充放電試験装置１００を適用可能である。
【0049】
また試料１０はラミネート型に限らない。円筒型、角型であっても端子部分に絶縁被膜が形成されたり、異物が付着する場合がある。この場合も高電圧印加により破壊できる程度のものであれば、本実施の形態に係る充放電試験装置１００を適用して、上述の効果と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【0050】
１０ 試料、 １０ａ ラミネート型リチウムイオン電池、 １１ 正極タブ端子、 １２ 負極タブ端子、 １００ 充放電試験装置、 ２００ 交流電源、 ２０ 接触部、 ２０ａ チャック機構、 ２１ 第１チャック部材、 ２２ 第２チャック部材、 ３０ 電源装置、 ３１ 可変電圧源、 ３２ 制御部、 ３３ 電流検出部、 ３４ 第１電圧検出部、 ３５ 第２電圧検出部、 ４０ 回生インバータ、 ５０ ユーザインタフェース。