JP2017161334A - 電池試験装置及び電池試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池を迅速に安全処理することが可能な電池試験装置を提供する。
【解決手段】電池試験装置１は、電池１０の圧壊試験又は釘刺し試験を行うための電池試験装置である。電池試験装置１は、対向部４との間に電池１０が位置するように配置される加圧部６と、加圧部６を、電池１０を加圧する方向Ｄ１又は加圧を解除する方向Ｄ２に移動させる駆動部７と、電池１０を短絡又は消火するための処理液８１が貯留される容器８と、加圧部６が駆動部７によって加圧を解除する方向Ｄ２に移動することにより、電池１０を容器８に向かって移動させる電池移動手段５０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池試験装置及び電池試験方法に関する。

従来、リチウムイオン電池などの二次電池の安全性を評価する試験として、圧壊試験や釘刺し試験などの機械的な安全性試験が行われている。これらの試験が実施された後の電池は、塩水などの処理液の中に入れて完全に電気的に短絡させることにより安全処理が行われる。また試験中に電池の異常な発熱、発火又は発火破裂などの事態が発生した場合にも、消火器などによって消火した後に電池を塩水の中に入れる処理が行われる。

下記特許文献１には、電池試験装置の例として、評価対象である電池が配置される加振台と、当該加振台に隣接して配置され、電池を消火するための処理液が入った容器と、を備えた振動試験装置が開示されている。この試験装置は、試験中に電池の異常な発熱や発火などを検知すると、加振台上に配置された押出しユニットによって電池を押し出すことにより、当該電池を容器内に落下させて消火する構造となっている。

特開２０１３−２２４８３２号公報

上記特許文献１に開示された試験装置は、押出しユニットによって電池を押し出すことにより処理液が入った容器に当該電池を自動で落下させる構造である。この場合、押出しユニットを設けるために装置コストが増大し、また設置スペースも増大するという問題がある。また装置コストを抑えるべく、押出しユニットを設けずに試験後の電池を人手によって処理液の中に入れる場合には、当該電池が試験中に物理的なダメージを受けることにより電気的に不安定な状態になることから、作業上の危険性が問題となる。また発火した電池を処理液の中に入れる場合には、電池が燃え尽きるまで長時間待つ必要があり、そもそも電池が完全に燃え尽きたか否かを判断するのも困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池を迅速に安全処理することが可能な電池試験装置及び電池試験方法を提供することである。

本発明の一局面に係る電池試験装置は、電池の圧壊試験又は釘刺し試験を行うための電池試験装置である。上記電池試験装置は、対向部との間に前記電池が位置するように配置される加圧部と、前記加圧部を、前記電池を加圧する方向又は前記加圧を解除する方向に移動させる駆動部と、前記電池を短絡又は消火するための処理液が貯留される容器と、前記加圧部が前記駆動部によって前記加圧を解除する方向に移動することにより、前記電池を前記容器に向かって移動させる電池移動手段と、を備えている。

上記電池試験装置では、駆動部によって加圧部を移動させて電池を加圧することにより、圧壊試験又は釘刺し試験を行うことができる。そして、駆動部によって加圧部を移動させて電池の加圧を解除する際に、電池移動手段によって電池を容器に向かって移動させることができる。これにより、電池を容器内に収容し、処理液によって電池の短絡又は消火を行うことができる。このため、試験中又は試験後の電気的に不安定な電池を処理液の中に入れる作業を人手で行う必要がなく、より安全に電池の短絡又は消火処理を行うことができる。また、人手を介さずに電池を処理液の中に入れることができるため、電池が発火した場合でも当該電池が燃え尽きるまで待つ必要がなく、迅速に安全処理を行うことができる。

また上記電池試験装置では、電池の加圧を解除する際に加圧部を移動させるための駆動力を利用して電池を容器に向かって移動させることができる。このため、従来のように電池を容器に向かって押し出すための大型且つ高価な駆動機構を、加圧部を駆動させる機構とは別に設ける必要がなく、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。従って、上記電池試験装置によれば、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池を迅速に安全処理することができる。

上記電池試験装置において、前記電池移動手段は、前記加圧部と前記電池とを互いに接続する接続部材により構成されていてもよい。

この構成によれば、加圧部と電池とを接続部材によって直接接続するため、当該加圧部を移動させる駆動力により電池を容器に向かってより確実に移動させることができる。

上記電池試験装置において、前記接続部材は、前記圧壊試験又は前記釘刺し試験における前記電池の発熱に耐える耐熱性を有していてもよい。

この構成によれば、試験中に電池の発熱量が多くなった場合でも、接続部材が溶けて消失することを防止できる。

上記電池試験装置において、前記接続部材は、前記圧壊試験又は前記釘刺し試験における前記電池の発火に耐える耐火性を有していてもよい。

この構成によれば、試験中に電池が発火した場合でも、接続部材が燃え尽きてしまうことを防止できる。

上記電池試験装置において、前記電池移動手段は、前記電池における前記加圧部により加圧される部位と反対側の部位に対向するように配置される治具部材を有していてもよい。前記電池移動手段は、前記加圧を解除する方向に前記加圧部を移動させる駆動力により前記治具部材を移動させ、前記治具部材により前記電池を押すように構成されていてもよい。

この構成によれば、電池自体の構造や試験時における電池の変形などに起因して電池と加圧部とを直接接続することができない場合でも、治具部材によって押すことにより電池を容器に向かって移動させることができる。

上記電池試験装置は、前記電池を設置するための設置部をさらに備えていてもよい。前記容器は、前記設置部から見て前記対向部と反対側に配置されていてもよい。

この構成によれば、加圧部が加圧を解除する方向に移動するのに伴い、設置部に設置された電池を容器側へより確実に移動させることができる。

本発明の他局面に係る電池試験方法は、加圧部により電池を加圧して圧壊試験又は釘刺し試験を行うための電池試験方法である。上記電池試験方法では、前記加圧部を前記加圧が解除される方向に移動させる駆動力を用いて、前記電池を短絡又は消火するための処理液が貯留された容器に向かって前記電池を移動させる。

上記電池試験方法では、加圧部を用いた電池の圧壊試験又は釘刺し試験において、電池の加圧を解除するときに加圧部を移動させる駆動力を用いて電池を容器に向かって移動させ、当該容器内の処理液によって電池の短絡又は消火を行うことができる。このため、試験中又は試験後の電気的に不安定な電池を処理液の中に入れる作業を人手で行う必要がなく、より安全に電池の短絡又は消火処理を行うことができる。また、人手を介さずに電池を処理液の中に入れることができるため、電池が発火した場合でも当該電池が燃え尽きるまで待つ必要がなく、迅速に安全処理を行うことができる。また上記電池試験方法では、従来のように、電池を容器に向かって押し出す大型且つ高価な駆動機構が加圧部を駆動させる機構と別に設けられた試験装置を用いる必要がなく、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。従って、上記電池試験方法によれば、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池を迅速に安全処理することができる。

上記電池試験方法において、前記加圧部と前記電池とを互いに接続する接続部材により前記電池を前記容器に向かって移動させてもよい。

この方法によれば、加圧部と電池とを直接接続する接続部材を用いることにより、当該加圧部を移動させる駆動力を用いて電池を容器に向かってより確実に移動させることができる。

上記電池試験方法において、前記電池における前記加圧部により加圧される部位と反対側の部位に対向するように配置される治具部材を用い、前記駆動力によって前記治具部材を前記加圧が解除される方向に移動させると共に、前記治具部材により前記電池を押して前記容器に向かって移動させてもよい。

この方法によれば、電池自体の構造や試験時における電池の変形などに起因して電池と加圧部とを直接接続することができない場合でも、治具部材によって押すことにより電池を容器に向かって移動させることができる。

本発明によれば、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池を迅速に安全処理することが可能な電池試験装置及び電池試験方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る電池試験装置の側方から見た構成を示す模式図である。 上記電池試験装置の上方から見た構成を示す模式図である。 上記電池試験装置を用いて電池が加圧される様子を示す模式図である。 上記電池試験装置を用いて電池を容器内に落下させた状態を示す模式図である。 上記実施形態１に係る電池試験装置の変形例を示す模式図である。 上記電池試験装置において加圧部と電池との接続部分を拡大して示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る電池試験装置の側方から見た構成を示す模式図である。 上記実施形態２に係る電池試験装置の変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態３に係る電池試験装置における加圧部の近傍を拡大して示す模式図である。 ボールねじの構造を示す模式図である。 ラックアンドピニオンの構造を示す模式図である。 電池に設けられた磁石と加圧部に設けられた磁石とが吸着した状態を示す模式図である。 電池が重力により容器へ落下する様子を示す模式図である。 ピン及びこれに係合する係合部材が設けられた電池試験装置の構成の一部を示す模式図である。 係合部材がピンに引っ掛かった状態を示す模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

（実施形態１）
［電池試験装置］
まず、本発明の実施形態１に係る電池試験装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、電池試験装置１の全体構成を模式的に示している。図１中、横方向が水平方向であり、縦方向が重力方向（鉛直方向）である。

電池試験装置１は、例えばリチウムイオン電池などの車載用の二次電池である電池１０の圧壊試験を行うための装置である。圧壊試験は、電池１０の安全性試験の一種であり、電池１０に所定の加圧力を付与することにより疑似的に内部短絡を発生させ、その時の電圧及び温度変化を測定し、また電池１０が発火するか否かを外部観察によって確認することにより、電池１０の安全性を確認する試験である。

図１に示すように、電池試験装置１は、電池１０を設置するための設置部３と、電池１０を加圧する加圧部６と、加圧部６との間に電池１０が位置するように当該加圧部６に対向する対向部４と、加圧部６を水平方向に移動させる駆動力を発生させる駆動部７と、駆動部７を支持する支持部５と、電池１０を電気的に短絡させ又は発火した電池１０を消火するための処理液８１が貯留される容器８と、を有する。これらの構成部材は、空調部を備えた恒温槽や恒温恒湿槽などの環境試験装置内に配置されていてもよい。また図示は省略するが、電池試験装置１は、駆動部７を動作させる制御部、試験中の電池１０の温度変化を測定するセンサなどである温度測定部、及び試験中の電池１０の電圧変化を測定する電圧測定部などをさらに有する。

設置部３は、側面視で四角形状のブロック体であり、電池１０が設置される平坦な設置面３１を有する。対向部４は、側面視で縦方向に長い長方形状の板体であり、圧壊試験において電池１０の第２側部１０Ｂを加圧するための平坦な加圧面４Ａを有する。対向部４は、圧壊試験中に移動しないように土台４Ｂに固定されており、設置部３における一方の側面３２に接するように又は設置部３と一体となるように配置されている。

加圧部６は、側面視で四角形状の板体（加圧板）であり、電池１０の第１側部１０Ａを加圧するための平坦な加圧面６１を有する。図１に示すように、第１側部１０Ａは、電池１０において加圧面６１に対して水平方向に対向する部位である。加圧部６において加圧面６１と反対側の部位である非加圧面６４には駆動部７が接続されており、加圧部６は駆動部７を駆動することによって水平方向に移動可能となっている。これにより、圧壊試験中において、加圧部６を電池１０に近づくように移動させることにより当該電池１０に加圧力を付与し、加圧部６を電池１０から離れるように移動させることにより当該加圧力を解除することができる。このように、電池試験装置１は、電池１０を水平方向に加圧して圧壊試験を行う水平押し型の圧壊試験装置となっている。

駆動部７は、加圧部６を水平方向に移動させるための駆動力を発生させるためのものである。駆動部７は、シリンダ７２と、シリンダ７２に対して水平方向に進退移動可能に設けられたロッド７１と、を有する。図１に示すように、ロッド７１は、その先端部が加圧部６における高さ方向の略中央の部位に接続され、支持部５に形成された挿入孔５Ｂを貫通し、後端部（先端部と反対側の部位）が支持部５の外面５Ｃよりも外側に突き出ている。そして、当該後端部にシリンダ７２が接続されている。シリンダ７２は、油圧ポンプ、空気圧ポンプ又は電動モータなどの不図示の駆動源を有している。この駆動源を駆動することによってロッド７１を水平方向に進退移動させ、電池１０を加圧する方向Ｄ１（図１中左方向）及び電池１０の加圧を解除する方向Ｄ２（図１中右方向）に加圧部６を水平移動させることができる。

容器８は、上方に開口部８２が設けられた箱体である。容器８は、設置部３よりも高さが低く、設置部３に対して対向部４と反対側に配置されている。具体的に、容器８は、設置部３における他方の側面３３に接するように配置されている。このため、図１に示すように、開口部８２は設置面３１よりも下方に位置し、開口部８２と設置面３１との間に段差が形成されている。これにより、設置面３１上に配置された電池１０を方向Ｄ２に移動させることで、容器８内に落下させることができる。

容器８は、所定量の処理液８１を貯留可能な深さを有する。処理液８１は、試験中又は試験後の電池１０を電気的に短絡させ又は発火した電池１０を消火するための消火液であり、例えば塩化ナトリウム水溶液（塩水）を用いることができる。しかし、処理液８１はこれに限定されず、電池１０の短絡及び消火処理を行うことができる液体であればよい。

電池試験装置１は、加圧部６が駆動部７によって加圧を解除する方向Ｄ２に移動することにより、電池１０を容器８に向かって移動させる電池移動手段５０をさらに有する。具体的に、電池移動手段５０は、加圧部６の加圧面６１と電池１０とを互いに接続するワイヤーなどの接続部材により構成されている。当該電池移動手段（接続部材）５０を設けることによって、加圧部６が方向Ｄ２に移動するのに伴い電池１０を同じ方向Ｄ２に引っ張ることができ、当該電池１０を設置面３１上において引きずりながら容器８に向かって移動させることができる。これにより、図４に示すように、電池１０を容器８内に落下させ、処理液８１中に浸漬することによって電池１０の短絡及び消火処理を行うことができる。

このように、電池試験装置１では、電池１０の加圧を解除する際に加圧部６を方向Ｄ２に移動させる駆動力を利用して、電池１０を容器８に向かって移動させることができる。つまり、加圧部６を移動させるための駆動機構と電池１０を容器８に向かって移動させるための駆動機構とを併用することができる。このため、加圧部６を水平移動させるための駆動機構（駆動部７）とは別に電池１０を容器８に向かって押し出すための駆動機構を別途設ける必要がない。これにより、試験中又は試験後における電気的に不安定な電池１０を、人手を介することなく処理液８１の中に入れることができ、電池１０の短絡及び消火処理をより安全に行うことができる。

ところで、圧壊試験においては、電池１０を加圧して内部短絡させることによって当該電池１０が異常発熱し、また発火する場合がある。これに対して、接続部材５０は、電池１０の発熱に耐える耐熱性を有すると共に、電池１０の発火に耐える耐火性を有する。具体的に、接続部材５０は、ステンレスなどの材質からなるワイヤーによって構成されている。このため、試験中に電池１０が発火した場合でも接続部材５０が燃え尽きてしまうことがなく、また電池１０が異常発熱して温度が大幅に上昇した場合でも溶けずに存在することができる。但し、接続部材５０は、ステンレスからなるものに限定されず、他の材質からなるものでもよい。また接続部材５０は、ワイヤーによって構成される場合に限定されず、例えばチェーン等の他の部材によって構成されていてもよい。

また、接続部材５０により電池１０を容器８に向かって引っ張るとき、接続部材５０には電池１０の重量に応じた荷重が加わる。これに対して、接続部材５０は、電池１０を容器８に向かって移動させるときに加わる荷重により破断しない程度の耐久性を有する。

図２は、電池試験装置１を上方から見たときの平面図である。図２に示すように、加圧面６１には、電池１０における被加圧部である第１側部１０Ａに対向する第１面部６１Ａと、第１面部６１Ａの両側に位置する一対の第２面部６１Ｂと、が設けられている。また接続部材５０は、第１端部５１と、第１端部５１と反対側の端部である第２端部５２と、を有する。そして、接続部材５０は、第１端部５１が第２面部６１Ｂに接続されると共に（接続部Ｐ１）、第２端部５２が電池１０の第３側部１０Ｃに接続されている（接続部Ｐ２）。第１及び第２端部５１，５２は、例えばボルト、接着剤又はシール部材など、耐熱性及び耐火性を有する任意の固定手段によってそれぞれ固定されている。また第３側部１０Ｃは、第１側部１０Ａに垂直な部位であり、加圧部６により加圧されない部位である。このため、図２に示すように、接続部材５０は、第１側部１０Ａと第１面部６１Ａとの間の空間Ｓを通らないように加圧部６と電池１０とを接続することができる。これにより、圧壊試験時に加圧部６を電池１０に近づけたときに、加圧部６と電池１０との間に接続部材５０が挟まるのを防止することができる。

なお、接続部材５０の第１及び第２端部５１，５２を接続する箇所は、図２に示した箇所に限定されない。例えば、第１端部５１は、加圧部６の下面６２（図１）に接続されてもよいし、第２端部５２は、電池１０の第２側部１０Ｂ（第１側部１０Ａと反対側の部位）に接続されてもよいし、電池１０の第４側部１０Ｄに接続されてもよいし、電池１０の上面に接続されてもよい。また、第２端部５２をボルト、接着剤又はシール部材などによって電池１０に固定する場合に限定されず、接続部材５０を電池１０の外周に巻き付けてもよい。

また、１本の接続部材５０が設けられる場合に限定されず、図５に示すように複数本（例えば２本）の接続部材５０Ａ，５０Ｂが設けられ、第１接続部材５０Ａにより加圧部６における一方の第２面部６１Ｂと電池１０の第３側部１０Ｃとを接続し、第２接続部材５０Ｂにより加圧部６における他方の第２面部６１Ｂと電池１０の第４側部１０Ｄ（第３側部１０Ｃと反対側の部位）とを接続してもよい。このように、２本の接続部材５０Ａ，５０Ｂを電池１０の両側部１０Ｃ，１０Ｄにそれぞれ接続し、これを用いて電池１０を容器８に向かって引っ張ることにより、１本の接続部材５０を用いる場合に比べて電池１０をより安定して引っ張ることができる。

図６は、電池１０と加圧部６との接続部分を拡大して示している。図６に示すように、接続部材５０は、接続部Ｐ１と接続部Ｐ２との間の最短距離Ｌ１に相当する長さを有していてもよいが、当該最短距離Ｌ１以上の全長Ｌを有していてもよい。つまり、接続部材５０は、全長Ｌと最短距離Ｌ１との差長に相当する余分長Ｌ−Ｌ１を有し、図６に示すようにスタンバイ状態において弛んだ状態となっていてもよい。

しかし、当該余分長Ｌ−Ｌ１が長すぎると、加圧部６をスタンバイ位置（図１）から退避位置（図４）まで移動させても、電池１０を容器８に落下させることができなくなる。具体的には、図１に示すように、スタンバイ状態における加圧部６の非加圧面６４と支持部５の内面５Ａとの間の距離Ｌ２は装置構造上決められており、加圧部６が退避移動できる距離は当該距離Ｌ２に相当するため、この間に電池１０を容器８内へ落下可能な位置まで移動させる必要がある。このような観点で余分長Ｌ−Ｌ１の上限値を決めておくことで、加圧部６が距離Ｌ２だけ移動する間に、電池１０を容器８内へより確実に落下させることができる。

［電池試験方法］
次に、上記電池試験装置１を用いて実施される本実施形態に係る電池試験方法について説明する。上記電池試験方法では、加圧部６により電池１０を水平方向に加圧することにより圧壊試験が行われる。

図１に示すように、まず、スタンバイ状態の電池試験装置１において、評価対象である電池１０が設置部３の設置面３１上に配置される。このとき、電池１０は、第２側部１０Ｂが加圧面４Ａに接するように、図１中左寄りの位置に配置される。そして、接続部材５０により、加圧部６（加圧面６１）と電池１０（第３側部１０Ｃ）とが接続される。また、試験条件として、加圧部６を水平方向に移動させて電池１０を加圧する速度である圧壊速度（ｍｍ／ｓ）、加圧部６から電池１０に対して付与する加圧力（ｋＮ）、加圧部６を水平方向に移動させる距離であるストローク（ｍｍ）などが、制御部においてユーザにより入力される。

次に、ユーザにより開始スイッチが押下されると、駆動部７によって加圧部６が方向Ｄ１への移動を開始し、加圧面６１が電池１０の第１側部１０Ａに当接する。これにより、電池１０は、第１及び第２側部１０Ａ，１０Ｂが加圧部６と対向部４とにより挟まれた状態となる。この状態において、駆動部７によって加圧部６が設定された圧壊速度（ｍｍ／ｓ）で方向Ｄ１にさらに移動することにより、図３に示すように電池１０は加圧面６１，４Ａにより水平方向に押しつぶされる。この間、電池１０の温度変化や電圧変化が経時的に測定される。

そして、加圧部６が設定されたストローク（ｍｍ）だけ移動した後、駆動部７によって加圧部６が方向Ｄ２に移動することにより、電池１０の加圧が解除される。そして、図１に示すように加圧部６が当初のスタンバイ位置に戻り、この状態で圧壊後の電池１０に対する外部観察が行われる。

その後、駆動部７によって加圧部６が方向Ｄ２にさらに移動する。これにより、加圧部６に対して接続部材５０を介して接続された電池１０は、設置面３１上を引きずられながら同じ方向Ｄ２に移動する。そして、図４に示すように加圧部６を退避位置（非加圧面６４が内面５Ａに接触する位置）まで移動させることにより、電池１０を容器８内に落下させることができる。

このように、本実施形態に係る電池試験方法では、加圧部６を電池１０の加圧が解除される方向Ｄ２に移動させる駆動力を用いて、電池１０を容器８に向かって引っ張って移動させることができる。これにより、試験後の電気的に不安定な電池１０を人手を介することなく処理液８１の中に入れることができ、処理液８１によって電池１０を電気的に短絡させ、また発火した場合には電池１０を消火することができる。なお、電池１０の加圧中に発火が起こり、緊急に消火の必要が生じた場合でも、同様に加圧部６を方向Ｄ２に移動させることにより電池１０を容器８に向かって移動させ、処理液８１によって電池１０を緊急消火することもできる。

［作用効果］
次に、上記本実施形態に係る電池試験装置１及び電池試験方法の特徴及びその作用効果について説明する。

上記電池試験装置１は、電池１０の圧壊試験を行うための装置である。上記電池試験装置１は、対向部４との間に電池１０が位置するように配置される加圧部６と、加圧部６を、電池１０を加圧する方向Ｄ１又は当該加圧を解除する方向Ｄ２に移動させる駆動部７と、電池１０を短絡又は消火するための処理液８１が貯留される容器８と、加圧部６が駆動部７によって加圧を解除する方向Ｄ２に移動することにより、電池１０を容器８に向かって移動させる電池移動手段５０と、を備えている。

上記電池試験方法は、加圧部６により電池１０を加圧して圧壊試験を行うための試験方法である。上記電池試験方法では、加圧部６を加圧が解除される方向Ｄ２に移動させる駆動力を用いて、電池１０を短絡又は消火するための処理液８１が貯留された容器８に向かって電池１０を移動させる。

上記特徴によれば、駆動部７によって加圧部６を移動させて電池１０を加圧することにより、圧壊試験を行うことができる。そして、駆動部７によって加圧部６を移動させて電池１０の加圧を解除する際に、電池移動手段５０によって電池１０を容器８に向かって移動させることができる。このとき、駆動部７が発生させた駆動力を利用して電池１０を容器８側へ移動させることができる。これにより、電池１０を容器８内に収容し、処理液８１によって電池１０の短絡又は消火を行うことができる。このため、試験中又は試験後の電気的に不安定な電池１０を処理液８１の中に入れる作業を人手で行う必要がなく、より安全に電池１０の短絡又は消火処理を行うことができる。また、人手を介さずに電池１０を処理液８１の中に入れることができるため、電池１０が発火した場合でも当該電池１０が燃え尽きるまで待つ必要がなく、迅速に安全処理を行うことができる。

また上記特徴によれば、電池１０の加圧を解除する際に加圧部６を移動させるための駆動力を利用して電池１０を容器８に向かって移動させることができる。このため、電池１０を容器８に向かって押し出すための大型且つ高価な駆動機構を、加圧部６を駆動させる機構とは別に設ける必要がなく、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。従って、上記特徴によれば、装置コスト及び設置スペースの増大を抑制すると共に、試験後の電池１０を迅速に安全処理することができる。

上記電池試験装置１において、電池移動手段５０は、加圧部６と電池１０とを互いに接続する接続部材５０により構成されている。また上記電池試験方法では、接続部材５０により電池１０を容器８に向かって移動させる。これにより、加圧部６と電池１０とを接続部材５０によって直接接続することで、加圧部６を移動させる駆動力を利用して電池１０を容器８に向かってより確実に移動させることができる。

上記電池試験装置１において、接続部材５０は、圧壊試験における電池１０の発熱に耐える耐熱性を有している。これにより、試験中に電池１０の発熱量が多くなった場合でも、接続部材５０が溶けて消失することを防止できる。

上記電池試験装置１において、接続部材５０は、圧壊試験における電池１０の発火に耐える耐火性を有している。これにより、試験中に電池１０が発火した場合でも、接続部材５０が燃え尽きてしまうことを防止できる。

上記電池試験装置１において、接続部材５０は、電池１０を容器８に向かって移動させるときに加わる荷重により破断しない耐久性を有している。これにより、接続部材５０によって電池１０を移動させる際に接続部材５０が破断するのを防止することができ、電池１０を容器８に向かってより確実に移動させることができる。

上記電池試験装置１は、電池１０を設置するための設置部３を備えている。容器８は、設置部３に対して対向部４と反対側に配置されている。これにより、加圧部６が加圧を解除する方向Ｄ２に移動するのに伴い、設置部３に設置された電池１０を容器８側へより確実に移動させることができる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る電池試験装置１Ａ及びこれを用いた電池試験方法について、図７を参照して説明する。実施形態２は、基本的に上記実施形態１と同様であるが、電池移動手段５０が治具部材５３と接続部材５４とにより構成されている点で上記実施形態１と異なっている。以下、上記実施形態１と異なる電池移動手段５０の構成についてのみ詳細に説明する。

図７に示すように、電池移動手段５０は、側面視Ｌ字状の形状を有する治具部材５３と、当該治具部材５３と加圧部６（加圧面６１）とを互いに接続する接続部材５４と、を有する。実施形態２では、接続部材５４の一方端が加圧面６１に接続されている一方で、他方端が電池１０に直接接続されていない。

治具部材５３は、設置面３１上において図７中左寄りに配置されている。治具部材５３は、電池１０（第２側部１０Ｂ）と対向部４との間に介在し、縦方向に延びる形状を有する第１治具部５３Ａと、電池１０の下面と設置面３１との間に介在し、水平方向に延びる形状を有する第２治具部５３Ｂと、を有する。第１治具部５３Ａは、電池１０の第２側部１０Ｂに対向し、当該第２側部１０Ｂを水平方向（方向Ｄ２）に押圧する押圧面５３ＡＡを有する。第２治具部５３Ｂは、第１治具部５３Ａの下方端に接続され、第１治具部５３Ａと一体に形成されている。

接続部材５４は、上記実施形態１の接続部材５０と同様の材質及び直径を有するワイヤーからなり、電池１０の発熱及び発火に耐える耐熱性及び耐火性、並びに電池１０を引っ張る際に破断しない程度の耐久性を有する。接続部材５４は、一方端が加圧面６１に接続され、他方端が第１治具部５３Ａの上部に接続されている。また図７に示すように、接続部材５４は、電池１０の上方を通るように設けられている。なお、接続部材５４の配置方法はこれに限定されず、第１治具部５３Ａではなく第２治具部５３Ｂに接続されてもよい。また複数の接続部材５４を設け、第１治具部５３Ａ及び第２治具部５３Ｂのそれぞれに対して接続部材５４が接続されてもよい。

上記構成を有する電池試験装置１Ａにおいて、駆動部７によって加圧部６を方向Ｄ２に移動させると、治具部材５３は設置面３１上において引きずられながら同じ方向Ｄ２に移動する。このとき、電池１０は、押圧面５３ＡＡによって第２側部１０Ｂが方向Ｄ２に押されることにより、容器８に向かって移動する。つまり、本実施形態において、電池移動手段５０は、加圧部６を方向Ｄ２に移動させる駆動力により治具部材５３を同じ方向Ｄ２に移動させ、当該治具部材５３により電池１０を方向Ｄ２に押すように構成されている。

次に、上記電池試験装置１Ａを用いた電池試験方法について説明する。まず、電池１０が治具部材５３上に配置される。このとき、電池１０は、第２側部１０Ｂが第１治具部５３Ａに接触し、下面が第２治具部５３Ｂに接触した状態となる。そして、ユーザにより各試験条件が入力された後、上記実施形態１と同様に駆動部７によって加圧部６を方向Ｄ１に移動させることにより電池１０を加圧により押しつぶし、その後、加圧部６を方向Ｄ２に移動させることによりスタンバイ状態に戻る。

その後、駆動部７によって加圧部６が方向Ｄ２にさらに移動する。これにより、治具部材５３は、設置面３１上を引きずられながら同じ方向Ｄ２に移動する。このとき、電池１０は、押圧面５３ＡＡによって方向Ｄ２に押されることにより、容器８に向かって移動する。そして、加圧部６を退避位置まで移動させることにより、電池１０を容器８内に落下させ、処理液８１によって電池１０の短絡及び消火処理を行うことができる。

このように、実施形態２では、加圧部６を方向Ｄ２に移動させる駆動力によって治具部材５３を同じ方向Ｄ２に移動させると共に、治具部材５３により電池１０を方向Ｄ２に押して容器８に向かって移動させる。これにより、電池１０が接続部材５４を固定可能な構造でない場合や圧壊試験中の加圧による電池１０の変形などに起因して、電池１０と加圧部６とを接続部材５４により直接接続することができない場合でも、治具部材５３によって押すことにより電池１０を容器８に向かって移動させることができる。

また図８に示すように、治具部材５３は、電池１０の下面と設置面３１との間に介在せず、電池１０の第２側部１０Ｂと対向部４との間にのみ介在していてもよい。つまり、治具部材５３が第１治具部５３Ａ（図７）のみによって構成されてもよい。これにより、治具部材５３をより単純な形状で且つ小さく形成することができる。

また逆に、治具部材５３は、第２治具部５３Ｂ（図７）のみによって構成され、電池１０の下面と設置面３１との間にのみ介在していてもよい。この場合、治具部材５３を方向Ｄ２に移動させるときに電池１０が治具部材５３上から滑り落ちないように、治具部材５３と電池１０との間の摩擦係数を一定以上にすることが好ましい。

なお、圧壊試験は、様々な形状の圧壊治具を加圧部６に固定して行われてもよい。この圧壊治具は試験規格により指定されるものであり、このように圧壊治具を固定して試験が行われる形態でもよい。但し、上記実施形態１，２のように、圧壊治具を固定せずに平板状の加圧部６を用いてもよい。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る電池試験装置について、図９を参照して説明する。実施形態３は、基本的に上記実施形態１，２と同様であるが、釘刺し試験を行う点で上記実施形態１，２と異なっている。

図９は、電池試験装置における加圧部６の近傍部分を拡大して示している。図９に示すように、加圧部６の加圧面６１には、電池１０を貫通させるための釘部６３が設けられている。このため、駆動部７によって加圧部６を電池１０に近づく方向に移動させることにより、釘部６３を電池１０に貫通させることができる。これにより、電池１０に内部短絡を発生させ、その時の温度及び電圧の変化、電池１０の外観状態などを確認する釘刺し試験を行うことができる。

そして、釘刺し試験が完了した後、上記実施形態１，２と同様に、加圧部６を退避移動させる駆動力を用いて電池１０を容器８に向かって移動させ、容器８内に落下させることにより、電池１０の短絡及び消火処理を行うことができる。

なお、釘部６３の径や電池１０の重量によっては釘部６３が電池１０から抜けない可能性があるため、釘部６３を電池１０から外すための機構を設けるようにしてもよい。

（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。

上記実施形態１〜３では、駆動部７がロッド７１及びシリンダ７２を有する場合について説明したがこれに限定されず、加圧部６を方向Ｄ１，Ｄ２に移動させるための駆動力を発生する様々な直動機構を採用することができる。例えば、図１０に示すように、駆動部７は、ねじ軸７５と、ねじ軸７５に装着されたナット７３と、ねじ軸７５に設けられたねじ溝７５Ａに沿って循環する複数のボール７４と、を備えたボールねじにより構成されてもよい。この構成では、ねじ軸７５を軸周りに回転させることによりナット７３を直進運動させることができ、フランジ面７３Ａによって加圧部６を押すことで水平移動させることができる。また、ナット７３のフランジ面７３Ａに加圧部６が固定されていてもよい。

また図１１に示すように、駆動部７は、ラック７７及びピニオン７６を備えた歯車（ラックアンドピニオン）により構成されてもよい。この構成では、ピニオン７６の回転力をラック７７の直線運動に変換することができ、この直線運動を利用して加圧部６を水平移動させることができる。またその他にも、リニアガイドウェイやベルト式の直動機構などが用いられてもよい。

また上記実施形態１では電池移動手段が接続部材５０により構成され、上記実施形態２では電池移動手段が治具部材５３及び接続部材５４により構成される場合について説明したがこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、加圧部６の側面に取り付けられた第１磁石６５と、電池１０の第３側部１０Ｃに取り付けられた第２磁石６６と、により電池移動手段が構成されてもよい。第１磁石６５と第２磁石６６は、互いに極が異なるため、吸引力を発生させる。このため、加圧部６を方向Ｄ２に退避移動させるときに電池１０を第１及び第２磁石６５，６６の吸引力によって容器８側へ引っ張ることができる。そして、図１３に示すように、電池１０が設置面３１から離れると、重力によって電池１０は容器８内に落下する。これにより、上記実施形態１のように電池１０と加圧部６とを物理的に接続した場合と同様に、加圧部６を移動させる駆動力を利用して電池１０を容器８側へ移動させることができる。なお、上記実施形態２の治具部材５３に磁石を配置し、当該治具部材５３を磁石の吸引力によって引っ張る構成としてもよい。また電池１０自体が磁性を有する場合、第２磁石６６を省略することもできる。

また図１４に示すように、電池移動手段は、治具部材５３と、治具部材５３に設けられたピン５５（紙面手前側に延びるピン）と、加圧部６に設けられ、ピン５５に係合するフック部６７Ａが先端に形成された係合部材６７と、により構成されてもよい。係合部材６７は、図１４に示すように、加圧部６に対する接続部である支点６８を中心に回動可能とされている。この構成では、加圧部６によって電池１０を加圧するときに、フック部６７Ａの先端に設けられた傾斜部がピン５５に当接することで当該フック部６７Ａが上に上がり、図１５に示すように係合部材６７をピン５５に引っ掛けることができる。この状態で、加圧部６を方向Ｄ２に退避移動させることにより、電池１０が載置された治具部材５３を容器８に向かって移動させることができる。また治具部材５３ではなく、電池１０自体にピン５５を取り付けた構成としてもよい。

また評価対象である電池１０は、リチウムイオン電池に限定されず、例えばニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などのアルカリ二次電池であってもよい。

また処理液８１は、塩水に限定されず、塩化カリウムや塩化リチウムなどの他の電解質を溶解させた電解質水溶液であってもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 電池試験装置
３ 設置部
４ 対向部
６ 加圧部
７ 駆動部
８ 容器
１０ 電池
５０，５０Ａ，５０Ｂ 接続部材（電池移動手段）
５３ 治具部材（電池移動手段）
５４ 接続部材（電池移動手段）
８１ 処理液

Claims (9)

1. 電池の圧壊試験又は釘刺し試験を行うための電池試験装置であって、
   対向部との間に前記電池が位置するように配置される加圧部と、
   前記加圧部を、前記電池を加圧する方向又は前記加圧を解除する方向に移動させる駆動部と、
   前記電池を短絡又は消火するための処理液が貯留される容器と、
   前記加圧部が前記駆動部によって前記加圧を解除する方向に移動することにより、前記電池を前記容器に向かって移動させる電池移動手段と、を備えた、電池試験装置。
2. 前記電池移動手段は、前記加圧部と前記電池とを互いに接続する接続部材により構成されている、請求項１に記載の電池試験装置。
3. 前記接続部材は、前記圧壊試験又は前記釘刺し試験における前記電池の発熱に耐える耐熱性を有する、請求項２に記載の電池試験装置。
4. 前記接続部材は、前記圧壊試験又は前記釘刺し試験における前記電池の発火に耐える耐火性を有する、請求項２又は３に記載の電池試験装置。
5. 前記電池移動手段は、前記電池における前記加圧部により加圧される部位と反対側の部位に対向するように配置される治具部材を有し、
   前記電池移動手段は、前記加圧を解除する方向に前記加圧部を移動させる駆動力により前記治具部材を移動させ、前記治具部材により前記電池を押すように構成されている、請求項１に記載の電池試験装置。
6. 前記電池を設置するための設置部をさらに備え、
   前記容器は、前記設置部から見て前記対向部と反対側に配置されている、請求項１〜５の何れか１項に記載の電池試験装置。
7. 加圧部により電池を加圧して圧壊試験又は釘刺し試験を行うための電池試験方法であって、
   前記加圧部を前記加圧が解除される方向に移動させる駆動力を用いて、前記電池を短絡又は消火するための処理液が貯留された容器に向かって前記電池を移動させることを特徴とする、電池試験方法。
8. 前記加圧部と前記電池とを互いに接続する接続部材により前記電池を前記容器に向かって移動させることを特徴とする、請求項７に記載の電池試験方法。
9. 前記電池における前記加圧部により加圧される部位と反対側の部位に対向するように配置される治具部材を用い、前記駆動力によって前記治具部材を前記加圧が解除される方向に移動させると共に、前記治具部材により前記電池を押して前記容器に向かって移動させることを特徴とする、請求項７に記載の電池試験方法。

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