片状电池的评价装置以及评价方法
【专利摘要】对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价。本发明的特征在于，使电极用探针与正电极或负电极中的至少一方的外表面的测量部位接触，对有关该测量部位的电量进行测量，以评价上述片状电池。例如，将充电源以及电压计连接于电极用探针，根据电压计的测量电压的变化，获取使片状电池从无充电状态变化到充满电状态的充电特性并进行评价。又例如，将放电源以及电压计连接于电极用探针，根据电压计的测量电压的变化，获取使片状电池从充满电状态变化到无充电状态的放电特性并进行评价。进一步例如，将充电源以及电压计连接于电极用探针，获取片状电池的充满电状态下的电压计的测量电压并进行评价。
【专利说明】片状电池的评价装置以及评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及片状电池的评价装置以及评价方法，例如能够适用于基于利用金属氧化物的光激发结构变化，在能隙中形成新的能级并获取电子的动作原理的充电电池的评价。本说明书中的用语“评价”是包含了“试验”、“检查”和“测量”的用语。
【背景技术】
[0002]现有的二次电池是利用化学反应引起的离子(带电物质)的移动，积蓄电力或输出电流的化学型电池。另一方面，作为物理型电池已知有太阳能电池和原子能电池。最近，正发展使用锂的二次电池技术(参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2002-42863
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]物理型电池都没有充电功能，无法构成二次电池。
[0008]采用化学型二次电池的话，由于利用了化学反应，因此充放电性能会劣化，或寿命会降低。在此，在使用电解液的情况下，时常伴随着漏液的风险。
[0009]采用锂离子型二次电池的话，由于过度充电、充放电导致可靠性降低，或在电极之间短路的情况下存在起火的危险。通过将电解质做成聚合物或对其进行固体化，由短路引起的起火的可能性会降低，但是，采用当前情况下的二次电池的话，500?800Whr/L的能量密度就是界限了。以进一步高容量化为目标，尝试了负极的金属锂和各种各样的正极的组合，但是由于利用了电解质，总有导致电极短路的危险。又，由于使用锂等稀有金属，在材料成本和筹措方面也有困难。
[0010]在此，专利 申请人:进行片状(平行平板状)二次电池的研究和开发，该片状二次电池没有漏液或发热、由电极之间的短路导致的起火等危险，在通常使用中不存在寿命的劣化因素，与现有的化学型相比具有较高的能量密度。但是，在当前情况下，社会上作为片状电池上市的产品很少，很难说已经确定了如何评价片状电池。
[0011]因此，希望有一种适用于片状电池的评价的片状电池的评价装置以及评价方法。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了解决该课题，第一个本发明是一种对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价的片状电池的评价方法，其特征在于，使电极用探针与上述正电极或上述负电极中的至少一方的外表面的测量部位接触，对有关该测量部位的电量进行测量，评价上述片状电池。
[0014]第二个本发明是一种对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价的评价装置，其特征在于，具有:电极用探针，所述电极用探针与上述正电极或上述负电极中的至少一方的外表面的测量部位接触；和测量评价部，所述测量评价部通过上述电极用探针，对有关上述测量部位的电量进行测量，评价上述片状电池。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能够对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是示出作为实施形态所涉及的评价装置以及评价方法的评价对象的片状电池的基本结构的说明图。
[0018]图2是示出安装有正极端子以及负极端子的作为评价对象的片状电池的说明图。
[0019]图3是对于图2的片状电池应用了采用现有评价装置的现有评价方法的情况的说明图。
[0020]图4是对片状电池的充放电特性进行评价的一般方法的说明图。
[0021]图5是示出实施形态所涉及的评价装置的概略结构的说明图。
[0022]图6是基于利用实施形态所涉及的评价装置中的探针测定的两个部位的电压的评价方法的说明图。
[0023]图7是将作为评价对象的片状电池分割为假想的单元的方法的说明图。
[0024]图8是示出图7中的假想的单元的等价电路的说明图。
[0025]图9是示出应用了图8的等价电路的、在存在充电电压缺陷的情况下的每个单元的测量电压的模拟实验结果的说明图。
[0026]图10是用灰度示出相对于存在内部电阻缺陷的试制品的每个单元的测量电压的说明图。
[0027]图11是基于流过实施形态所涉及的评价装置中的两个探针之间的电流的评价方法的说明图。
[0028]图12是示出获取流过电流的方向的、图11的变形例的评价装置的说明图。
[0029]图13是用于在实施形态所涉及的评价装置中，从多个测量电压部位适当地检测出缺陷部位的方法(其一)的说明图。
[0030]图14是用于在实施形态所涉及的评价装置中，从多个测量电压部位适当地检测出缺陷部位的方法(其二)的说明图。
[0031]图15是实施形态所涉及的评价装置的评价结果的利用方法的说明图。
[0032]图16是示出将实施形态所涉及的评价装置扩展为多点探针的变形实施形态的说明图。
【具体实施方式】
[0033](A)主要实施形态
[0034]下面，一边参照附图一边对本发明的片状电池的评价装置以及评价方法的一个实施形态进行说明。
[0035](A-1)能够成为评价对象的片状电池的说明
[0036]图1是示出作为实施形态所涉及的评价装置以及评价方法的评价对象的片状电池的层叠结构的说明图。[0037]作为评价对象的片状电池不仅限于作为二次电池被实用化的电池，也可以是作为一次电池被实用化的电池。下面，对片状电池为二次电池的情况进行说明。又，评价对象只要是片状(平行平板状)电池即可。例如，如图1所示，只要是在蓄电上发挥作用的蓄电层2被正电极4以及负电极3的层夹持的固体的片状电池1，就可以作为评价对象。并且，例如也可以将固体锂电池作为评价对象。又例如，可以将具有利用了光激发结构变化的蓄电层的片状电池作为评价对象。并且，可以把将图1中示出的片状电池I整体串联地层叠多个以提高充电电压的电池，或将图1中示出的片状电池I整体并联地层叠多个以提高充电电容的电池作为评价对象。
[0038]下面，对能够成为评价对象的、具有利用了光激发结构变化的蓄电层的片状电池(以下有时也称为量子电池)简单地进行说明。鉴于其特性，将量子电池中的蓄电层称为充电层。
[0039]充电层通过充电动作积蓄电子，通过放电动作释放蓄电电子，充电层是在没有充放电的状态下保持电子(蓄电)的层，通过应用光激发结构变化技术而形成。
[0040]光激发结构变化是国际专利申请JP2006/322011的
【发明者】中泽明氏发现的现象(技术)。即，中泽明氏发现，如果具有规定值以上的能隙的半导体在具有透光性的金属氧化物被绝缘覆盖的状态下被给予有效的激发能量，则就会在能隙内产生多个没有电子的能级。量子电池是使这些能级获取电子从而进行充电，使其释放获取的电子从而进行放电的电池。
[0041]在量子电池的情况下，正电极4具有电极主体层和P型金属氧化物半导体层，所述P型金属氧化物半导体层被形成为与充电层2接触。P型金属氧化物半导体层是为了防止电子从电极主体层向充电层2的注入而设置的。
[0042]负电极3以及正电极4的电极主体层只要是作为导电层而形成的层即可。
[0043]充电层2构成为:用绝缘膜覆盖的η型金属氧化物半导体的微粒以薄膜状附着于负电极3，η型金属氧化物半导体通过紫外线照射产生光激发结构变化，变化为能够蓄积电子。
[0044](Α-2)相对于作为评价对象的片状电池的、基于现有技术的延长的评价方法以及课题
[0045]上述的图1示出了作为评价对象的片状电池I的基本结构。图2示出了二次电池设备10，其中，在作为支撑体使用的基板7上设置有片状电池1，并且分别在片状电池I的负电极3以及正电极4上安装有负极端子5和正极端子6。
[0046]稍后详述的实施形态的评价方法以及装置主要旨在作为制造工序内检查而适用。关于实施形态的评价方法以及装置，即便不安装负极端子5以及正极端子6也能进行检查，安装了负极端子5以及正极端子6之后也能进行检查。
[0047]对于安装有电极端子5以及6的二次电池设备10，和对于其他的二次电池进行的检查相同，都考虑进行获取其充放电特性的检查。
[0048]例如，如图3所示，能够利用开关13将供给充电电流的电压源(或者电流源)11、引出放电电流的电流源12择一地连接在正极端子6以及负极端子5之间，并设置电压计(例如数字电压计(DVM)) 14，所述电压计14检测出该充电时或放电时的端子之间的电压。另夕卜，作为其他用途，也可以设置检测充电电流的电流计或检测放电电流的电流计。并且，例如，如图4所示的那样，通过检查测量从无充电状态到充满电状态所需要的充电时间CC+CV(在此，CC是以恒流充电的充电时间，CV是以恒压充电的充电时间)和从充满电状态到无充电状态所需要的放电时间，评价二次电池设备10 (即片状电池I)。
[0049]二次电池设备10 (即片状电池I)为层叠结构，并构成为平板状具有实用性。若像这样以层叠结构形成，则在充放电特性发生异常时，在其原因不表现在表面或外侧的情况下，需要分解(或者破坏)作为对象的片状电池1，分析、观察其内部。若缺陷在内部，则只要电极不是透明电极，就难以光学性地观察内部，又，为了非破坏性地观察内部，需要采用利用了X射线或β射线等的特别的手段。即，难以确定异常部位，或者，为了确定需要特别的手段等。
[0050]实施形态的评价装置以及评价方法正是鉴于这一点而做出的。
[0051](Α-3)实施形态的评价
[0052]本实施形态的评价方法是:在片状电池I的正电极4的表面的任意部位接触探针测量电特性值(例如电压)，根据该测量结果，若存在缺陷等异常，则确定异常的部位。由于将正电极4的表面的探测作为必要的条件，因此本实施形态能够在片状电池I处于能在正电极4的任意部位使用探针的状态时适用。在此，探测是指将探针电接触于接触部位。
[0053]下面，对将探针接触到片状电池I的正电极4的表面的任意部位以测量电特性值进行评价的情况进行说明，在片状电池I被从基板取下的状态等、片状电池I的负电极3的表面露出在外部的情况下，也可以将探针接触到负电极3的表面的任意部位以测量电特性值进行评价，又，也可以将探针接触到正电极4以及负电极3的表面的任意部位以测量电特性值进行评价。
[0054]图5是示出实施形态所涉及的评价装置的关键部位结构的说明图，对于和图3相同的对应结构显示相同的对应符号。用实施形态的评价装置检查的片状电池可以是设置了正极端子以及负极端子后的电池，又，也可以是未设置正极端子以及负极端子的电池。图5示出的片状电池I表示的是未设置正极端子以及负极端子的电池。
[0055]实施形态的评价装置20在上述的电压源(或者电流源)11、电流源12、开关13以及电压计14之外，还具有与负电极3接触的第一探针21，与正电极4的任意部位接触的第二探针22，使这些探针21以及22移动并使它们处于接触或非接触状态的探针移动机构23，以及控制部(例如个人电脑)24，所述控制部24进行电压源11的电源供给、恒流源12的电流引出、开关13的切换、来自电压计14的测量值的获取和探针移动机构23的移动控制等。
[0056]另外，负电极3例如为了能够连接负极端子，具有在上部未设置蓄电层2等的部分(参照图2)，对于该部分，能够接触第一探针21。在作为评价对象的片状电池I没有安装于基板7的情况下，也可以使第一探针21能连接到负电极3的任意部位。
[0057]在图5中，示出的是与正电极4连接的第二探针22只设置了一个的情况，但是从正电极4的多个位置选择性地形成充电或放电路径的探针的设置方法不仅限于图5示出的情况。例如，也可以设置多个第二探针，与正电极4的不同部位连接，从这多个探针中选择一个探针而形成充电或放电路径。关于该变形实施形态，通过后述(其他的实施形态)的项目进行详述。
[0058]在充放电特性的检查中，控制部24首先利用开关13，使电压源(或者电流源)11连接于负电极3以及正电极4，并经过一段时间以使得两端的电压一定，处于充满电状态。接下来，控制部24在该状态下，使开关13连接于电流源12，一边使电流按照与充电时相反的方向流动进行放电，一边测量两端的电压。即，能够进行与以往相同的充放电特性的检查。例如，通过检查测量从无充电状态到充满电状态所需要的充电时间和从充满电状态到无充电状态所需要的放电时间，评价片状电池I。评价也可以由评价者来进行。也可以替代这种评价方式，由控制部24来判定测量到的充电时间是否处于预先设定的正常范围内，测量到的放电时间是否处于预先设定的正常范围内，从而评价充放电特性。
[0059]充放电特性的检查可以仅在正电极4上的任意一点(例如轮廓重心)进行，也可以在正电极4上的多个点分别进行。在后者的情况下，也可以在全部的点都评价为正常的情况下将作为评价对象的片状电池I判定为正常。
[0060]可以应用图5示出的那样的评价结构来确定异常部位。图6是能够确定异常部位的原理的说明图。在此，用于确定异常部位的评价可以在充放电特性的评价结果为NG时进行，又，也可以与充放电特性的评价结果无关地进行。
[0061]如图6的(A)所示，充电后，打开开关13，在无负载的状态下，在正电极4上的任意两点ml、m2测量电压时，只要片状电池I没有理想地工作，就测量到不同的电压Vml和Vm2。图6的(B)表示在两点用探针探测时的片状电池I的等价电路。任意点ml、m2的电压通过从该点ml、m2看向片状电池I侧(负电极3侧)的情况下的被充电的电压(有时称之为电动势，但是电动势因放电等随时间经过而变化)V1、V2和内电阻Rl、R2表现出来。图6的点ml的测量电压Vml如式(I)所示，通过电动势Vl和内电阻R1，被正电极4上的等价电阻Re分压而表示出来，点m2的测量电压Vm2如式(2)所示,通过电动势V2和内电阻R2,被正电极4上的等价电阻Re分压而表示出来。但是，为了简单起见，负电极3的电阻值相比于正电极4的电阻值和内电阻足够小，可以近似忽略。
[0062]Vml= {(Rc+R2) X Vl+Rl X V2} / (Rl+Rc+R2)......(I)
[0063]Vm2= {(Rc+Rl) XV2+R2XVI}/(Rl+Rc+R2)......(2)
[0064]通过以上那样的两点的充电电压测量动作，能够获知测量点的电动势、内电阻的特性和异常。例如，在片状电池I的各层正常并且均匀地形成的情况下，从式(I)以及式(2)可知，任意两点ml以及m2的测量电压Vml以及Vm2大致相等，并且，获得与稳定时的等价电阻Re相对应的值。正电极4通常由均匀的金属膜形成，等价电阻Re是稳定的，但是例如如果在测量点ml和m2之间产生了裂缝等的话，等价电阻Re的值就会等价地增大，测量电压Vml以及Vm2就表现为异常值。又，如果在任意两点ml以及m2的充电层2的生成状态不同，或者电动势Vl以及V2有较大差异的话，测量电压Vml以及Vm2也会表现出较大的差异。但是，在处于片状电池被完全破坏的状态(死亡状态)时，测量电压Vml以及Vm2就相等且变为O (测量电压Vml以及Vm2相同)。
[0065]另外，可以就电动势Vl以及V2对式(I)以及式(2)进行整理，在应用了该整理后的式子的情况下可知，能够根据两点的测量电压Vml以及Vm2算出电动势Vl和V2。这意味着，从测量电压Vml以及Vm2读取充电电压Vl和V2。
[0066]在此，在负电极3侧没有连接基板7的情况下，和正电极4 一样，只要用探针进行电探测，就能够适用和上述一样的动作原理。
[0067]通过在多个点进行以上那样的每个任意点的充放电特性的评价，或与多个点的电动势(充电电压)相关的基于测量电压的关系的评价，就能够对片状电池I的整个面进行特性评价或异常的检测。本实施形态致力于这种多点检查。
[0068]下面，一边参照图7?图9，一边根据模拟实验的结果证实能够根据任意部位的测量电压(Vml，Vm2)评价片状电池I。
[0069]如图7所示，假定将作为评价对象的片状电池I在纵方向上N等分，且在横方向上M等分，分割为共计NXM个相同结构的单元。换言之，假定共计NXM个相同结构的单元合为一体形成作为评价对象的片状电池I。并且，假定各单元的正电极4以及负电极3的中心是探针连接的部位。在这样的假定下，可以将各单元的等价电路用图8表示。
[0070]在图8中，VBS、RBS分别是该单元上的电动势(充电电压)和内电阻。RCU和RCB分别表示从正电极4的中心到纵方向的内侧和面前侧的正电极的电阻成分，RCL和RCR分别表示从正电极4的中心到横方向的左侧和右侧的正电极的电阻成分。又，RBU和RBB分别表示从负电极3的中心到纵方向的内侧和面前侧的负电极的电阻成分，RBL和RBR分别表示从负电极3的中心到横方向的左侧和右侧的负电极的电阻成分。
[0071]应用这样的单元的等价电路(电路模型)，进行确定片状电池I的异常部位的模拟实验。
[0072]图9表示的是在片状电池I存在缺陷的情况下，对各单元的正电极4的测量电压如何变化进行模拟后的结果。图9表示片状电池I为量子电池，且片状电池I的纵方向的长度L是36臟，横方向的长度W是37臟，且将纵方向以及横方向分别9等分的情况。又，图9表示负电极3的材质是铜且层的厚度是0.3μπι，正电极4的材质是铜且层的厚度是0.3μπι的情况。并且，表示的是各单元的蓄电层(充电层)2的内电阻PBS为81 Ω (由于共计81个内电阻并联连接，因此蓄电层2的总的内电阻为I Ω )，各单元的蓄电层2的充电电压VBS为
2.0V (理想值)的情况。但是，表示的是X (横方向)为6、Υ (纵方向)为4的位置的单元的充电电压VBS是OV (大缺陷)，X (横方向)为3、Y (纵方向)为6的位置的单元的充电电压VBS是IV (小缺陷)的情况。
[0073]图9在这样的前提下，设灰度的范围(白色?黑色)相当于lmV，将计算到的在正电极4的上表面的各单元的电压的结果表示出来。与存在大缺陷或小缺陷的部位(单元)对应，电压会降低，又，周边部的电压也被缺陷部位所影响，根据使用图6说明的动作原理可以得到计算结果。在评价装置中，该计算结果的电压相当于规定点的测量电压。即，用探针接触测量规定点的电压，能够根据该测量值与该测量电压的理想值的差异或测量电压的分布来确定异常部位。
[0074]以上着眼于充电电压VBS，对蓄电层2的各单元的内电阻RBS没有异常的情况进行了说明。根据上述的式(I)以及式(2)可知，在蓄电层2的各单元的内电阻RBS (对应于各式中的Rl、R2)存在异常的情况下，也和上述相同，各单元的正电极4的上表面的电压(测量电压)会表现出该影响。
[0075]作为片状电池1，使用实际具有30mmX30mm的大小的量子电池的试制品，对纵横6X6分割，进行电压测量。该试制品具有完全短路(内电阻为0Ω )的故障，功率容量也小，因此从外部给予大约IV的电压，用探针接触各单元进行电压测量。用灰度对36个部位的测量电压的平均值和各单元的测量值的差分进行显示，则成为如图10所示的情况。在此可知，将测量电压表现为较低的部位和实际的试制品相比，与认为是短路的地点(用虚线包围的部分)充分一致。[0076]并且，只要知道测量到的两点之间的距离和电位差，就能算出其间流过的电流。
[0077]作为实施形态的评价装置的检查结果的输出方法，例如可以适用下面举例说明的那样的方法。
[0078]将每个单元的测量值或测量加工值(例如，距离测量值的平均值的差)照原样显示或者印刷输出。将每个单元的测量值或测量加工值转换为该测量值或测量加工值所属的阶段，得到图9或图10所示的灰度图像，对灰度图像进行显示或印刷输出。将每个单元的测量值或测量加工值和阈值等进行比较，得到表示正常和异常的两值图像，对两值图像进行显示或印刷输出。
[0079](A-4)实施形态的效果
[0080]根据上述实施形态，由于使探针接触于正电极来测量电量进行评价，因此能够不破坏作为评价对象的片状电池地、容易地对作为评价对象的片状电池进行评价，而且，在存在异常的情况下也可以确定异常部位。
[0081](B)其他的实施形态
[0082](B-1)在上述实施形态中，对在作为评价对象的片状电池I的任意两点测量电压并进行评价的情况进行了说明(参照图6 )。也可以将其替代地，或者，在此基础上，将电流计连接于作为评价对象的片状电池I的任意两点进行评价。
[0083]图11的(A)是示出电流计的连接方法的说明图。使两个探针30、31连接于片状电池I的正电极4的任意两点ml、m2。这些探针30以及31的基端侧通过电流计32 (内电阻值为Ri)串联连接。处于这种连接状态的等价电路用图11的(B)表示。另外，图11的(B)中的V1、V2、Rl、R2、Re分别与上述的图6的(B)示出的相同。流过电流计32的电流值Im用式(3)表不。
[0084]Im= {Rc//Ri/(Rl+Rc//Ri+R2)} X {(V1-V2) /ri}......(3)
[0085]但是，Rc//Ri=RcX Ri/(Rc+Ri)
[0086]只要电流计32的内电阻值Ri已知，如式(3)所示的那样，测量电流值Im，各点ml、m2的内电阻Rl、R2，以及电动势(充电电压)Vl、V2就关联起来。即，通过测量电流，可以进行特性试验和内部检查。特别是，通过应用检流计那样的高灵敏度的电流计，可以准确地获知流过正电极4面上的电流的方向。
[0087](B-2)图12示出了着眼于电流的方向容易地检测缺陷或异常的评价装置33的概略结构，与图11相同、对应的部分米用相同的符号不出。
[0088]探针30接触到测量部位，且探针31-N、31-E、31-S、31_W分别与以该探针30的接触点为中心的、距离相等的四个方向的各点接触。探针31-N、31-E、31-S以及31-W的基端连接于探针选择电路34。探针选择电路34在控制部24的控制下，仅选择探针31-N、31-E、31-S、或者31-W中的一个。电流计(例如检流计)32的一端连接有探针30的基端，电流计32的另一端连接有探针选择电路34的共同端子。通过使控制部24择一且巡回地选择探针31-N、31-E、31-S、31-W，能够测量流过探针30和其周围某一个探针31_N、31_E、31_S、31-W之间流过的电流，根据电流测量值，可以获知最有可能通过中央探针30的点的电流的方向。
[0089]在此优选为，为了防止由探针30、31-N、31-E、31-S、31_W的电位和周围构件等的电位的差引起的误差电流的值进入电流测量值，通过缓冲放大器36等将规定电位Vref2(例如，探针30能取得的理想电位)施加在探针30、31-N、31-E、31-S、31-W的周围构件35等上，使由这些探针与测量外的周围构件35的电位的差异导致的电流(误差电流)不流到电流计32中。即,最好进行防护(Gurding)。
[0090]根据图12的结构，可以增加方向的数量，进一步提高空间分辨能力。
[0091](B-3)在上述实施形态的评价动作的原理说明中，对充电后的状态下的电压测量进行了叙述(参照图6)。对于实际的片状电池(在此为量子电池)1，若从充电后开始经过一段时间，则各部位的电动势就会收敛到最低电动势(电动势的均匀性)。这是由于片状电池I的内部存在多个不同的电动势，电流会从电压较高处流向较低处，内部会产生放电直到达到最低电压点为止。在用有限数量的探针测量多个点的情况下，如图13所示，只要重复进行充满电一点A的测量一充满电一点B的测量……即可，通常，只要在上述那样的不进行内部相互放电的紧随充满电之后的状态下进行测量即可。测量期间的充电不是从未充电开始的充电，因此不需要很长的时间，即便在测量前进行用于达到充满电状态的充电，也不会白白地延长时间。
[0092](B-4)也可以代替上述的紧随充满电之后的电压测量，通过连接负载的电压测量来避免如下不良情况，即电动势随着时间的流逝而变得均匀，从而难以检测出电压因测量部位的不同而原本不相同。即，即便在因内部放电而暂且收敛为最低电动势之后，如图14所示，通过将已知负载(电流源或恒定电阻)40连接于片状电池1，从而相对于外部负载40开始放电，片状电池I内部的平衡状态崩溃，通过将探针接触于任意部位测量电压，从而和上述的紧随充满电之后的测量的情况一样，能够获取到由测量部位引起的电压的差异。
[0093](B-5)并且，由于利用探针或者片状电池I的移动功能，或者利用多点探针，可以获知测量到的电压异常(例如缺陷)的片状电池I的部位，因此通过将该位置信息(也可以附加缺陷的识别信息)输入到修复装置(例如激光？修复机)50中，就能够实现自动检测和自动修复(图15)。例如，在因局部的异物导致负电极3以及正电极4之间短路的情况下，只要用激光使该部位失活，虽然该部位的电动势会消失，电力密度会稍微降低，但是作为电池整体得以挽救，因此可以提高整体的成品率。
[0094](B-6)图16示出了测量任意部位的电压的、应用了多点探针的评价装置的实施形态，与上述的图5相同、对应的部分采用相同、对应的符号。
[0095]在图16示出的评价装置60中，多个探针21-1~21_T被等间隔地配置在纵横方向上。顶端和片状电池I的正电极4的不同部位接触的多个探针21-1~21-Τ的基端连接于探针选择电路61。另外，片状电池I的负电极3被置为固定电位(例如接地)。探针选择电路61由多个开关等构成，选择一个探针21-t，或选择全部的探针21-1~21-T，在控制部24的控制下选择在该时刻发挥作用的探针。探针选择电路61的共同的输入输出端子通过开关62连接于开关13的共同端子。开关13和图5的情况一样，选择电压源(或者电流源)11或者电流源12，选择电压源11时，对片状电池I进行充电，选择电流源12时，从片状电池I放电。开关62在控制部24的控制下选择开关13或者差分电路63。差分电路63根据通过开关62给予的某个探针21-t的启动电压，减少规定电压Vref 1，用电压计(DVM) 14测定该减算后的电压。
[0096]测量减去了规定电压Vrefl后的电压是为了有效地使用电压计14的动态范围，提高测量分辨能力。在将电压的测量部位设定为多个测量部位的情况下，通过在每个部位校准规定电压Vrefl，可以将由测量部位之间的位置差异导致的误差减少到最小。
[0097]在图16中省略了图示，利用探针21-1?21-T的安装体，或者使载置被测量的片状电池I的台子移动的移动机构，能够达到比探针之间间距更小的空间分辨能力，又，能够提高检查的工作效率。
[0098]在图16的例子中，不向负电极3的任意点进行探针探测，使负电极3固定并且稳定地连接于评价装置。但是，也可以向负电极3侧的任意点进行探针探测。
[0099]在图16的例子中，从探针组21-1?21-T中选择一个探针21-t测量电压，但是为了提高工作能力，也可以设置多个差分电路63或电压计(DVM) 14，并行测量多个探针启动的电压。
[0100](B-7)也可以将基于图16示出的那样的电压测量的评价结构和基于上述的图12示出的那样的电流测量的评价结构合为一体，作为一个评价装置构成。
[0101]例如，也可以利用多点探针，测量多个部位的电压(电位)，对于能够判断测量电位异常的部位，应用能够确定方向等的电流测量，高精度地探索异常处。
[0102](B-8)在上述实施形态的说明中，对作为具有图1所示那样的结构的二次电池发挥作用的片状电池I进行了说明。具有图1所示那样的结构的电池在作为一次电池应用的情况下也可以适用上述的评价方法或评价装置。
【权利要求】
1.一种片状电池的评价方法，其是对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价的评价方法，其特征在于， 使电极用探针与上述正电极或上述负电极中的至少一方的外表面的测量部位接触，对有关该测量部位的电量进行测量，以评价上述片状电池。
2.如权利要求1所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 上述电极用探针与上述正电极或上述负电极中的一方的外表面接触，上述正电极或上述负电极中的另一方的电极整体被施加固定电位。
3.如权利要求2所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 将充电源以及电压计连接于上述电极用探针，根据上述电压计的测量电压的变化，获取使上述片状电池从无充电状态变化到充满电状态的充电特性，以对上述片状电池进行评价。
4.如权利要求2所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 将放电源以及电压计连接于上述电极用探针，根据上述电压计的测量电压的变化，获取使上述片状电池从充满电状态变化到无充电状态的放电特性，以对上述片状电池进行评价。
5.如权利要求2所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 将充电源以及电压计连接于上述电极用探针，获取上述片状电池的充满电状态下的上述电压计的测量电压，以对上述片状电池进行评价。
6.如权利要求2所记载的片状电池的评价方法，其特征在于，· 设置测量部位不同的两个以上的上述电极用探针，使用针对上述各电极用探针中的每一个设置的放电源以及电压计，或者，使用与上述各电极用探针切换连接的、上述各电极用探针共同的放电源以及电压计，通过上述各电极用探针从上述各测量部位测量充电后的电压，基于两个以上的测量电压的大小关系，对上述片状电池进行评价。
7.如权利要求2所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 设置测量部位不同的两个上述电极用探针，用电流计测量流过两个上述电极用探针之间的电流，基于测量电流对上述片状电池进行评价。
8.如权利要求1所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 利用上述电极用探针以及上述片状电池中的至少一方的移动，使得上述测量部位能够变更，在多个测量部位对电量进行测量并进行评价。
9.如权利要求1所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 具有与上述正电极或上述负电极的外表面接触的多个电极用探针，和选择上述多个电极用探针作为测量电路的电路要素的探针选择电路，通过上述电极用探针的选择，在多个测量部位对电量进行测量并进行评价。
10.如权利要求8或9所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 将在上述多个测量部位的测量、评价结果统一输出。
11.一种片状电池的评价装置，其是对蓄电层被正电极以及负电极的层夹持的片状电池进行评价的评价装置，其特征在于，具有: 电极用探针，所述电极用探针与上述正电极或上述负电极中的至少一方的外表面的测量部位接触；和测量评价部，所述测量评价部通过上述电极用探针，对有关上述测量部位的电量进行测量，以评价上述片状电池。
12.如权利要求11所记载的片状电池的评价方法，其特征在于， 上述电极用探针与上述正电极或上述负电极中的一方的外表面接触，上述正电极或上述负电极中的另一方的电极整体被施加固定电位。
13.如权利要求12所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有连接于上述电极用探针的充电源，上述测量评价部根据内置的电压计的测量电压的变化，获取使上述片状电池从无充电状态变化到充满电状态的充电特性，以对上述片状电池进行评价。
14.如权利要求12所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有连接于上述电极用探针的放电源，上述测量评价部根据内置的电压计的测量电压的变化，获取使上述片状电池从充满电状态变化到无充电状态的放电特性，以对上述片状电池进行评价。
15.如权利要求12所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有连接于上述电极用探针的充电源，上述测量评价部获取上述片状电池的充满电状态下的内置电压计的测量电压，以对上述片状电池进行评价。
16.如权利要求12所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有测量部位不同的两个以上的上述电极用探针，上述测量评价部使用针对上述各电极用探针中的每一个设置的·放电源以及内置电压计，或者，使用与上述各电极用探针切换连接的、上述各电极用探针共同的放电源以及内置电压计，通过上述各电极用探针从上述各测量部位测量充电后的电压，基于两个以上的测量电压的大小关系，对上述片状电池进行评价。
17.如权利要求12所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有测量部位不同的两个上述电极用探针，上述测量评价部用电流计测量流过两个上述电极用探针之间的电流，基于测量电流对上述片状电池进行评价。
18.如权利要求11所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有移动上述电极用探针以及上述片状电池中的至少一方的相对移动机构，使上述测量部位能够变更，上述测量评价部在多个测量部位对电量进行测量并进行评价。
19.如权利要求11所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有与上述正电极或上述负电极的外表面接触的多个电极用探针，和选择上述多个电极用探针作为测量电路的电路要素的探针选择电路，上述测量评价部通过上述电极用探针的选择，在多个测量部位对电量进行测量并进行评价。
20.如权利要求18或19所记载的片状电池的评价装置，其特征在于， 具有统一输出部，所述统一输出部将在上述多个测量部位的测量、评价结果统一输出。
【文档编号】G01R31/36GK103858271SQ201180073266
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2011年9月5日 优先权日:2011年9月5日
【发明者】出羽晴匡, 桧皮清康 申请人:日本麦可罗尼克斯股份有限公司