JP6097678B2

JP6097678B2 - 接触不良を検出する充放電試験装置

Info

Publication number: JP6097678B2
Application number: JP2013261235A
Authority: JP
Inventors: 征吾手塚; 和樹原沢
Original assignee: 株式会社富士通テレコムネットワークス福島
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: JP2015117995A

Description

本発明は、チャック部と二次電池の端子との電気的な接続不良等を迅速かつ確実に検出可能な充放電試験装置に関する。

板状に形成された薄型二次電池の充放電試験装置に用いる電極端子のチャック機構に関する発明であって、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、既述した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、知られている。

上記公知技術によれば、例えば、充放電試験に先立ち、従来の如く多数の薄型二次電池を所定の収納容器等内に収納、固定させるというような煩わしい作業を軽減しつつ、正確、良好にチャック部で電極端子をチャックすることができ、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ク部が、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開示されている。

また、二次電池の製造時に使用する充放電試験装置を自動的に校正する校正機ユニットおよび充放電試験装置を提供することを目的とし、二次電池の試験に使用する充放電試験装置を校正するための校正機ユニットにおいて、校正機ユニットは、二次電池と同じ配置の接続端子および同形状の筐体で構成され、二次電池の代わりに接続端子を介して充放電試験装置に接続して充放電試験装置との間の電気的特性を計測する計測部と、充放電試験装置との間で無線通信を行う無線通信子機と、計測部と無線通信子機とに電源を供給するユニット用二次電池とを有する校正機ユニットとすることにより、二次電池の製造時に使用する充放電試験装置を自動的に校正することができ、保守者による定期的な校正を行う必要がなく、二次電池の生産効率を大幅に向上できることが下記特許文献２に記載されている。

また、下記特許文献６には、被試験物と適切に電気的接触を得るためのコンタクトプローブおよび充放電装置を提供することを目的とする発明であって、被試験物と電気的に接続するためのコンタクトプローブであって、導電材料で形成され、被試験物に当接する当接面を備える当接端子と、当接端子を支持する支持部とを備え、当接端子は、当接面の傾きを被試験物の表面の傾きに沿わせて変化させることができるように、支持部に取り付けられているコンタクトプローブとすることにより、被試験物と適切に電気的接触を得ることのできるコンタクトプローブおよびコンタクトプローブをもちいた充放電装置を提供することができることが開示されている。

特開２０１３−１０６４６０号公報特開２０１３−１２３７５９号公報特開２００６−０８６２４４号公報特開２００９−１１５７２０号公報実用新案登録第３０７２４２３号公報特開２０１２−０６８０６３号公報

充放電試験対象となる二次電池のプラス端子とマイナス端子とには、それぞれ充放電試験電流が流れる負荷線と電圧検出するための検知線とが接続されている。検知線は専ら二次電池の電圧を測定するために二次電池の±各端子に接続され、殆ど電流が流れることがないので、その接触抵抗については無視することができる。

一方、負荷線については充電電流または放電電流が流れるものであり、負荷線と二次電池の端子との接触抵抗が大きければ異常発熱の原因となったり、充放電試験装置の破損や劣化を誘因することとなる。

また、二次電池の端子が酸化膜等で絶縁被覆されている場合には、充放電試験を遂行する時にのみ負荷線と二次電池が接続されるように、充放電試験装置のチャック部を介して当該絶縁被覆を破って絶縁被覆の下層の導電部材と電気的な導通を確保する。そして、多数の二次電池を順次に充放電試験する場合等には、発生した絶縁被覆の屑が次第に積層等して付着し、良好な導通確保の妨げになる懸念も生じる。

このような導通不良を迅速かつ確実に検出することにより、例えば充放電試験を中断してチャック部の清掃やメンテナンスをするなど適切な対応が図れることが期待できる。

本発明は、上述した問題点に鑑み為された発明であって、チャック部と二次電池の端子との電気的な接続不良等を迅速かつ確実に検出可能な充放電試験装置を提案することをその目的とする。

本発明の充放電試験装置は、試験対象となる二次電池が備える正負端子の各々に対して、充放電電流が流れる負荷線と二次電池の電圧を検出するセンス線とが接続されて、二次電池の充放電試験を遂行する充放電試験装置において、第一負荷線と正端子との電気的接続部に近接する第一負荷線と、第二負荷線と負端子との電気的接続部に近接する第二負荷線と、の間の電圧を測定する電圧測定部と、電圧測定部で測定した電圧からセンス線を介して検出した二次電池の電圧を減算した値を、負荷線の充放電電流値で除算することで、負荷線と正負端子との接触抵抗を算出する接触抵抗算出部と、を備え、接触抵抗算出部で算出した抵抗値の大小に基づいて、負荷線と正負端子との接触不良を検出することを特徴とする。

チャック部と二次電池の端子との電気的な接続不良等を迅速かつ確実に検出可能な充放電試験装置を提案できる。

第一の実施形態にかかる充放電試験装置の二次電池との電気的な接続部位構造について模式的に説明する図である。充放電試験装置の全体構成概要を説明する概念図である。充放電試験装置が備える充放電制御部について、第一の実施形態の接触抵抗測定関係部位にフォーカスして概念的に説明するブロック図である。第二の実施形態にかかる充放電試験装置の二次電池との電気的な接続部位構造について模式的に説明する図である。充放電試験装置の全体構成概要を説明する概念図である。充放電試験装置が備える充放電制御部について、第二の実施形態の接触抵抗測定関係部位にフォーカスして概念的に説明するブロック図である。従来の充放電試験装置の構成概要について、図１及び図４との比較可能なように、概念的に説明する概要図である。薄型二次電池の充放電試験を遂行する充放電試験部を薄型二次電池との配置関係が理解容易なように説明する概念図である。充放電試験をされる複数の薄型二次電池が収容されたマガジンを説明する図である。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。充放電試験をされる複数の薄型二次電池が収容されたマガジン（二次電池に対応）が、充放電試験装置の試験位置にコンベヤー等で運ばれた後、チャック部が電極端子をチャッキングする状態を説明する図である。チャック電極の拡大構成概要を説明する概念図であり、（ａ）がチャック電極の斜視図であり（ｂ）がチャック電極のＡ−Ａ´断面図である。

本実施形態で説明する充放電試験装置は、負荷線の抵抗を含まないように負荷線と二次電池の電極端子との接触抵抗を測定することができる。正確な接触抵抗を測定することで、接触不良や導通不良を適確に検知し、オペレータに通知したり充放電試験を中断する等の適切な処置を講ずることができる。

これにより、接触不良等を存置したまま充放電試験を遂行してしまい、誤った試験結果を出力する等の不適切な充放電試験が遂行されることを回避可能となる。また、充放電試験装置のメンテナンスや清掃作業等をするタイミングも、接触抵抗の値に基づいて判断することができる。従って、常に導通不良等がない状態で充放電試験を遂行することが可能となる。

また、接触抵抗が大きな値のままで充放電試験を遂行した場合に、異常な発熱が生じたり充放電試験装置や二次電池の破損や劣化等の予期せぬ障害が発生する懸念についても、これを払拭することが可能となる。そこで、図面の説明に基づいて、実施形態の充放電試験装置について下記に説明する。

（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかる充放電試験装置１０００の二次電池１５００との電気的な接続部位構造について模式的に説明する図である。図１に示すように、二次電池１５００は、正電極１５１０と負電極１５２０とを備える。

正電極１５１０には、充放電試験装置１０００から充放電電流（Ｉ）が流れる第一負荷線１１１０が第一接触部１４１０を介して電気的に接続される。負電極１５２０には、充放電試験装置１０００から充放電電流が流れる第二負荷線１１２０が第二接触部１４２０を介して電気的に接続される。

第一接触部１４１０と第二接触部１４２０とは、充放電試験装置１０００が備える不図示のチャック部により、酸化被膜などで形成された正負電極１５１０，１５２０の絶縁被膜を貫通することで、該絶縁被膜下層の導電体との電気的な導通が形成されてもよい。

また、図１に示すように、正電極１５１０には、充放電試験装置１０００のセンス線（検知線とも称する）１２１０が電気的に接続され、同様に負電極１５２０には、充放電試験装置１０００のセンス線１２２０が電気的に接続され、センス線１２１０とセンス線１２２０との間に電圧計（Ｖ_２）１２３０が接続される。センス線１２１０とセンス線１２２０と電圧計（Ｖ_２）１２３０により、二次電池１５００の電圧がリアルタイムで測定される。なお、センス線１２１０とセンス線１２２０と電圧計（Ｖ_２）１２３０は、専ら電圧測定のために設けられている系であり、ハイインピーダンスのために流れる電流は実質的に無視できるものとする。

また、図１に示すように、第一の実施形態にかかる充放電試験装置１０００は、第一接触部１４１０に近接する第一負荷線１１１０の部位と、第二接触部１４２０に近接する第二負荷線１１２０の部位と、の間の電圧を測定する接触抵抗電圧計（Ｖ_３）１１３０を備える。接触抵抗電圧計１１３０で測定された電圧値は、後述するように、第一接触部１４１０の抵抗値（Ｒ_１）と第二接触部１４２０の抵抗値（Ｒ_２）との合計した接触抵抗値（Ｒ_１＋Ｒ_２）を算出するのに用いられる。

ここで、接触抵抗電圧計１１３０は、第一負荷線１１１０と第二負荷線１１２０との配線抵抗を実質的に含まない程度に、それぞれ第一接触部１４１０及び第二接触部１４２０に近接した部位間の電圧を測定するものとする。例えば、第一負荷線１１１０上であっても第一接触部１４１０から相当に離間した部位において電圧測定すると、当該離間した間隔に対応する第一負荷線１１１０の配線抵抗が含まれることとなるので、好ましいものではない。

図２は、充放電試験装置１０００の全体構成概要を説明する概念図である。図２において、図１と対応する部位には対応する符号を付している。図２に示すように、第一負荷線１１１０には第一配線抵抗（Ｒ_３）１１１１が存在し、第二負荷線１１２０には第二配線抵抗（Ｒ_４）１１２１が存在する。

しかし、接触抵抗電圧計１１３０は、第一配線抵抗（Ｒ_３）１１１１と第二配線抵抗（Ｒ_４）１１２１とが含まれないように、かつ、第一接触部１４１０の抵抗値（Ｒ_１）と第二接触部１４２０の抵抗値（Ｒ_２）とが含まれるように、第一接触部１４１０に近接する第一負荷線１１１０の部位と、第二接触部１４２０に近接する第二負荷線１１２０の部位と、の間の電圧を測定する。

また、図２において、電源部１３００は、第一負荷線１１１０及び第二負荷線１１２０を介して二次電池１５００に充放電電流（Ｉ）を供給する。電源部１３００は、例えば直流電源１３３０を備えていてもよく、不図示の商用電源等から各種コンバータ等を介して直流電源１３３０を構成してもよい。

また、電源部１３００は、図２に示すように、充放電電流（Ｉ）の電流値を計測する電流計１３１０と充放電電圧を計測する電圧計１３２０とを備えていてもよい。

また図３は、充放電試験装置１０００が備える充放電制御部３０００について、本実施形態の接触抵抗測定関係部位にフォーカスして概念的に説明するブロック図である。図３に示すように、充放電制御部３０００は、電圧計（Ｖ_２）１２３０の値と接触抵抗電圧計（Ｖ_３）１１３０の値とを取得する電圧測定部３１００を備える。

電圧測定部３１００が取得した電圧計（Ｖ_２）１２３０の値と接触抵抗電圧計（Ｖ_３）１１３０の値とは、充放電制御部３０００の接触抵抗算出部３２００へと送出される。接触抵抗算出部３２００は、電流計１３１０で計測された充放電電流の電流値（Ｉ）と、電圧計１２３０の値（Ｖ_２）と接触抵抗電圧計１１３０の値（Ｖ_３）とに基づいて、接触抵抗（Ｒ_１＋Ｒ_２）を（Ｖ_３−Ｖ_２）／Ｉにより算出する。

また、充放電制御部３０００は、接触抵抗算出部３２００で算出された接触抵抗（Ｒ_１＋Ｒ_２）と、予めオペレータ等により設定された「（Ｒ_１＋Ｒ_２）閾値」とを比較して、接触抵抗（Ｒ_１＋Ｒ_２）が「（Ｒ_１＋Ｒ_２）閾値」より大きいか否かを判断する比較部３３００を備える。

また、充放電制御部３０００は、比較部３３００が、接触抵抗（Ｒ_１＋Ｒ_２）が「（Ｒ_１＋Ｒ_２）閾値」より大きいと判断した場合に、接触抵抗が異常に大きいことを警報アラーム等によりオペレータ等に通知する通知部３４００を備えてもよい。上記構成により、充放電試験装置１０００は、接触抵抗の異常有無を常時監視することも可能であり、異常が生じた場合には適切な処置を講ずることも可能となる。

（第二の実施形態）
図４は、第二の実施形態にかかる充放電試験装置４０００の二次電池４５００との電気的な接続部位構造について模式的に説明する図である。図４に示すように、二次電池４５００は、正電極４５１０と負電極４５２０とを備える。

正電極４５１０には、充放電試験装置４０００から充放電電流（Ｉ）が流れる第一負荷線４１１０が第一接触部４４１０を介して電気的に接続される。負電極４５２０には、充放電試験装置４０００から充放電電流が流れる第二負荷線４１２０が第二接触部４４２０を介して電気的に接続される。

第一接触部４４１０と第二接触部４４２０とは、充放電試験装置４０００が備える不図示のチャック部により、酸化被膜などで形成された正負電極４５１０，４５２０の絶縁被膜を貫通することで、該絶縁被膜下層の導電体との電気的な導通が形成されてもよい。

また、図４に示すように、正電極４５１０には、充放電試験装置４０００のセンス線（検知線とも称する）４２１０が電気的に接続され、同様に負電極４５２０には、充放電試験装置４０００のセンス線４２２０が電気的に接続され、センス線４２１０とセンス線４２２０との間に電圧計（Ｖ_２）４２３０が接続される。センス線４２１０とセンス線４２２０と電圧計（Ｖ_２）４２３０により、二次電池４５００の電圧がリアルタイムで測定される。なお、センス線４２１０とセンス線４２２０と電圧計（Ｖ_２）４２３０は、専ら電圧測定のために設けられている系であり、ハイインピーダンスのために流れる電流は実質的に無視できるものとする。

また、図４に示すように、第二の実施形態にかかる充放電試験装置４０００は、第一接触部４４１０に近接する第一負荷線４１１０の部位と、正電極４５１０と、の間の電圧を測定する第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１を備える。また、図４に示すように、第二の実施形態にかかる充放電試験装置４０００は、第二接触部４４２０に近接する第二負荷線４１２０の部位と、負電極４５２０と、の間の電圧を測定する第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２を備える。

第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１と第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２とで測定された電圧値は、後述するように、各々第一接触部４４１０の抵抗値（Ｒ_１）と第二接触部４４２０の抵抗値（Ｒ_２）とを算出するのに用いられる。

ここで、第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１と第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２とは、第一負荷線１１１０と第二負荷線１１２０との配線抵抗を実質的に含まない程度に、それぞれ第一接触部１４１０及び第二接触部１４２０に近接した部位の電圧を測定するものとする。

例えば、第一負荷線１１１０上であっても第一接触部１４１０から相当に離間した部位において電圧測定すると、当該離間した間隔に対応する第一負荷線１１１０の配線抵抗が含まれることとなるので、好ましいものではない。

図５は、充放電試験装置４０００の全体構成概要を説明する概念図である。図５において、図４と対応する部位には対応する符号を付している。図５に示すように、第一負荷線４１１０には第一配線抵抗（Ｒ_３）４１１１が存在し、第二負荷線４１２０には第二配線抵抗（Ｒ_４）４１２１が存在する。

しかし、第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１と第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２とは、各々第一配線抵抗（Ｒ_３）４１１１と第二配線抵抗（Ｒ_４）４１２１とが含まれないように、かつ、各々第一接触部４４１０の抵抗値（Ｒ_１）と第二接触部４４２０の抵抗値（Ｒ_２）とが含まれるように、各々第一接触部１４１０に近接する第一負荷線１１１０の部位と、第二接触部１４２０に近接する第二負荷線１１２０の部位と、で各電極端子との電圧を測定する。

すなわち、第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１は、第一配線抵抗（Ｒ_３）４１１１が含まれないように、かつ、第一接触部４４１０の抵抗値（Ｒ_１）が含まれるように、第一接触部４４１０に近接する第一負荷線４１１０の部位と正電極４５１０との間の電圧を測定する。また、第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２は、第二配線抵抗（Ｒ_４）４１２１が含まれないように、かつ、第二接触部４４２０の抵抗値（Ｒ_２）が含まれるように、第二接触部４４２０に近接する第二負荷線４１２０の部位と負電極４５２０との間の電圧を測定する。

また、図５において、電源部４３００は、第一負荷線４１１０及び第二負荷線４１２０を介して二次電池４５００に充放電電流（Ｉ）を供給する。電源部４３００は、例えば直流電源４３３０を備えていてもよく、不図示の商用電源等から各種コンバータ等を介して直流電源４３３０を構成してもよい。

また、電源部４３００は、図５に示すように、充放電電流（Ｉ）の電流値を計測する電流計４３１０と充放電電圧を計測する電圧計４３２０とを備えていてもよい。

また図６は、充放電試験装置４０００が備える充放電制御部３０００について、本実施形態の接触抵抗測定関係部位にフォーカスして概念的に説明するブロック図である。図６に示すように、充放電制御部３０００は、第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１の値と第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２の値とを取得する電圧測定部３１００を備える。

電圧測定部３１００が取得した第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１の値と第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２の値とは、充放電制御部３０００の接触抵抗算出部３２００へと送出される。接触抵抗算出部３２００は、電流計４３１０で計測された充放電電流の電流値（Ｉ）と、第一接触抵抗電圧計（Ｖ_４）４１３１の値とに基づいて、接触抵抗（Ｒ_１）を（Ｖ_４／Ｉ）により算出する。また、接触抵抗算出部３２００は、電流計４３１０で計測された充放電電流の電流値（Ｉ）と、第二接触抵抗電圧計（Ｖ_５）４１３２の値とに基づいて、接触抵抗（Ｒ_２）を（Ｖ_５／Ｉ）により算出する。

また、充放電制御部３０００は、接触抵抗算出部３２００で算出された接触抵抗（Ｒ_１）と、予めオペレータ等により設定された「（Ｒ_１）閾値」とを比較して、接触抵抗（Ｒ_１）が「（Ｒ_１）閾値」より大きいか否かを判断する比較部３３００を備える。

また、充放電制御部３０００は、接触抵抗算出部３２００で算出された接触抵抗（Ｒ_２）と、予めオペレータ等により設定された「（Ｒ_２）閾値」とを比較して、接触抵抗（Ｒ_２）が「（Ｒ_２）閾値」より大きいか否かを判断する比較部３３００を備える。

また、充放電制御部３０００は、比較部３３００が、接触抵抗（Ｒ_１）が「（Ｒ_１）閾値」より大きいと判断した場合または／および比較部３３００が、接触抵抗（Ｒ_２）が「（Ｒ_２）閾値」より大きいと判断した場合に、接触抵抗が異常に大きいことを警報アラーム等によりオペレータ等に通知する通知部３４００を備えてもよい。

上記構成により、充放電試験装置４０００は、接触抵抗の異常有無を常時監視することも可能であり、異常が生じた場合には適切な処置を講ずることも可能となる。なお、上述の第二実施例においては、接触抵抗算出部３２００が、接触抵抗（Ｒ_１）と接触抵抗（Ｒ_１）との両方を算出する例を示したが、いずれか一方のみを測定算出比較対象としてもよい。

例えば、正電極４５１０がアルミニウム電極で構成されており負電極４５２０が銅ニッケルで構成されており、正電極４５１０のみ酸化アルミニウムの絶縁被膜を備える場合には、チャック部の電気的導通確保工程により、正電極４５１０の導通不良が生じやすくなる懸念が生じる。このような場合には、正電極４５１０のみに対して接触抵抗（Ｒ_１）を測定算出するものとし、正電極４５１０の接触抵抗（Ｒ_１）が異常に高くなった場合にオペレータに通知するものとできる。

また、図７は、従来の充放電試験装置の構成概要について、図１及び図４との比較可能なように、概念的に説明する概要図である。図７に示すように、充放電するための「負荷線電極部（Ｘ_１）、（Ｘ_２）」、セルの電圧を計測するための「電圧計測部（Ｖ_２）」、「電圧検出線電極部（Ｙ_１）、（Ｙ_２）」を有している充放電試験装置（図７）のような場合、セルの電圧（Ｖ_２）、装置側ローカル電圧（Ｖ_１）、負荷電流（Ｉ）から抵抗値を求めると、負荷線の抵抗分（Ｒ_３）、（Ｒ_４）を含んでしまう。
（Ｒ_１＋Ｒ_２＋Ｒ_３＋Ｒ_４）＝（Ｖ_１−Ｖ_２）／Ｉ

「負荷線電極部（Ｘ_１）、（Ｘ_２）」と「セル電極部（Ｚ_１）、（Ｚ_２）」の間の接触抵抗（Ｒ_１＋Ｒ_２）を求めるには、負荷線の抵抗成分（Ｒ_３＋Ｒ_４）を引く必要ある。しかし、負荷線に流れる電流や温度により負荷線の抵抗成分（Ｒ_３＋Ｒ_４）も変動するため、正確な値を出すことが従来は難しいものとなる。

（充放電試験装置のチャック部に関する補足説明）
図８は、薄型二次電池４１の充放電試験を遂行する充放電試験部６９を薄型二次電池４１との配置関係が理解容易なように説明する概念図である。図８に示す充放電試験部６９は、薄型二次電池４１の電極端子６５、６７に接続するチャック部（クリップ型の接続端子）６１１群を垂架状に備えた充放電用ラック６１３と、チャック部６１１群に対向して配置され、各チャック部６１１に接離する接触子６１５群を支持する接触子支持体６１７とを備える。

また、図８に示す充放電試験部６９は、接触子支持体６１７を所定方向に進退させ、対応するチャック部６１１及び接触子６１５を接離する支持体進退機構６１９と、前記接触子６１５群にそれぞれ接続する充放電電源６２１とを備えたものであり、この充放電試験部６９によって一度に多くの薄型二次電池４１の充放電試験が可能となっている。

図８に示す例において、チャック部６１１と接触子６１５と接触子支持体６１７と支持体進退機構６１９とは、充放電試験部６９に一体的に構成してもよい。例えば、１０ｍｍ厚程度の板状に形成された薄型二次電池４１を１０枚重ね合わせて合計１００ｍｍ厚程度の二次電池とし、これを量産して試験する場合には、チャック部６１１を１０組の電極端子６５、６７に対応する１０組に構成し、順次に試験ラインを流れてくる複数の二次電池を２４時間体制で継続的に試験していくこととできる。

図９は、充放電試験をされる複数の薄型二次電池４１が収容されたマガジン７１３１を説明する図である。図９に示すように、マガジン７１３１は、平面視矩形状の基台７１５９上の左右に設置された一対の側板７１６１、７１６３と、両側板７１６１、７１６３間に配置された複数枚の隔壁７１６５と、薄型二次電池４１の収納枚数に適合する幅（Ｌ）を提供するように隔壁７１６５群の一端側（一方の側板７１６３側）に配置された電池押圧板７１３３と、隔壁７１６５と電池押圧板７１３３の四隅を貫通して側板７１６１、７１６３の四隅間に架設された４本のガイドステー７１６７を備える。また、隔壁７１６５と電池押圧板７１３３はガイドステー７１６７に沿って移動可能となっている。

図９において、１０ｍｍ厚程度の板状に形成された薄型二次電池４１を仮に１０枚重ね合わせた場合には、二次電池の幅はＬ＝１００ｍｍとなる。すなわち、薄型二次電池４１がその用途等に合致するようにマガジン７１３１に複数枚配置されることにより、一つの二次電池が形成される。なお、図９に示すように、チャック部１１４０側に突出するロック挟持片（位置決め部）７１７５、７１７１を備えることができる。

なお、図９においては、薄型二次電池４１の積層数を任意に調整できるマガジン７１３１の構成を例示して説明したが、薄型二次電池４１の積層数が固定されて個別にパッケージングされた複数の二次電池を試験対象とした場合も同様に、コンベヤー等で試験位置にまで順次運ばれて試験されることができるものであり、図９の構成に限定されるものではない。

また、図１０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１０に示すように、チャック部１１４０は、二次電池の電極端子６５、６７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。

図１０から理解できるように、上側の電極端子６５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６７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。

また、図１０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。なお、図１０に示すチャック部１１４０のチャック電極１１４１の詳細な構成については、図１２を用いて後述する。

また、図１１は、充放電試験をされる複数の薄型二次電池４１が収容されたマガジン７１３１（二次電池に対応）が、充放電試験装置１１００の試験位置にコンベヤー等で運ばれた後、チャック部１１４０が電極端子６５、６７をチャッキングする状態を説明する図である。

図１１から理解できるように、各薄型二次電池４１の電極端子６５、６７は、それぞれ対応するチャック部１１４０に対向するように配置された後、該チャック部１１４０が対応する電極端子６５、６７を挟持するようにクリップ状の電極で押圧する。チャック部１１４０が、電極端子６５、６７を挟持するようにクリップ状の電極で押圧することにより、電極端子６５、６７を被覆していた酸化アルミニウム薄膜が破られて、電気的な接続が確保された後、所定の充放電試験が遂行される。

図１２は、チャック電極１１４１の拡大構成概要を説明する概念図であり、（ａ）がチャック電極１１４１の斜視図であり（ｂ）がチャック電極１１４１のＡ−Ａ´断面図である。

図１２から理解できるように、チャック電極１１４１は、高さが大凡数百ミクロン程度の突設された複数のチャック電極針１１４２を備えている。チャック部１１４０がチャッキングする場合に、チャック電極針１１４２が電極端子６５、６７の酸化アルミニウム被膜を突き破ることにより、チャック部１１４０のチャック電極１１４１と電極端子６５、６７との電気的な導通が実現される。

このため、多数の二次電池を順次に充放電試験する充放電試験装置１１００においては、酸化アルミニウム被膜を突き破った際に発生する微量の酸化アルミニウム塵芥等がチャック電極１１４１に付着し次第に積層される。このような塵芥等に起因して、チャック電極針１１４２が酸化アルミニウム被膜を突き破る機能が低下したり、チャック電極１１４１と電極端子６５、６７との間の電気的導通が阻害されたりして、適切な充放電試験が遂行されなくなる事態が懸念される。

このような懸念を払拭するために、本実施形態の充放電試験装置が適切に導通不良等を検知することで、常に安定して電気的導通を確実に確保し、所望の充放電試験が遂行されるようにすることができる。

これにより、第一負荷線と二次電池の正端子、及び第二負荷線と二次電池の負端子の接触抵抗の合計が適切に把握可能となり、接触不良を適切に検出可能な充放電試験装置を実現可能となる。例えばオペレータが設定した任意の閾値に対して、接触抵抗がこれを超えた場合に接触不良と判断してアラームを発して、充放電試験装置がオペレータに通知することとしてもよい。また、接触不良と判断した場合には、予め試験遂行プログラムで定められた手順に従って、充放電試験装置が自動停止してもよい。

特に、複数の二次電池を順次にかつ継続的（典型的には２４時間体制）に試験するような生産ラインや試験ラインで用いられる充放電試験装置においては、新しい二次電池の試験を開始するに当たり、二次電池の端子を絶縁被覆する被膜を破って二次電池と電気的導通を確保する工程を繰り返すこととなる。

このため、被膜の屑や塵芥等が長期間に亘って次第に蓄積されることも懸念され、時間の経過とともに、このような被膜の塵芥等に起因する接触不良が生じ易くなることも想定される。本実施形態の充放電試験装置は、被膜の塵芥等に起因する接触不良や導通不良、接触抵抗の異常が生じたとしても、迅速かつ適正に当該接触不良等を検知することができるので、当該接触不良を生じたまま試験遂行することを防止できる。また接触不良を生じたまま試験遂行することにより、誤った試験結果を生じる懸念を払拭できる。また、オペレータ等がその後のメンテナンスや修理点検等の適切な対応を講じることが可能となる。

また、本発明の充放電試験装置は、好ましくは正端子が酸化アルミニウム被膜で被覆されたアルミニウム電極であり、第一負荷線と正端子との電気的接続部において、酸化アルミニウム被膜を貫通することにより、第一負荷線が正端子に電気的に接続されることを特徴とする。

二次電池の正端子はアルミニウム電極で構成され、負端子は銅ニッケル電極で構成される場合も多い。このような場合には、正端子のアルミニウム電極にはいわゆる酸化アルミ（アルマイト）の絶縁被膜が形成されており、自然状態における放電が防止できるものとなっている。

このため、充放電試験装置が正端子をチャック部で掴んで電気的導通を図る場合に、剣山状の当該チャック部が酸化アルミの被膜を貫通してその下層のアルミニウム電極と直接接触するものとなる。この場合に、貫通された酸化アルミ被膜の屑が弱冠発生することもあるので、長時間に亘り複数の二次電池に対して順次電気的導通を図る工程を繰り返す試験ラインの充放電試験装置においては、蓄積された酸化アルミ被膜の屑が、良好な導通を阻害する原因にもなり得る。本実施形態の充放電試験装置は、このような導通不良であっても適切に検知することが可能となる。

また、本発明の充放電試験装置は、さらに好ましくは充放電試験装置が、複数の二次電池を連続的かつ順次に充放電試験することを特徴とする。

複数の二次電池を連続的かつ順次に充放電試験するような試験ライン等の充放電試験装置においては、酸化アルミ被膜の屑等がチャック部等に蓄積される懸念が増大するので、これに起因する導通不良の懸念も増大する。しかし、本実施形態の充放電試験装置は、このような導通不良であっても適切に検知することが可能となる。

また、本発明の充放電試験装置は、試験対象となる二次電池が備える正負端子の各々に対して、充放電電流が流れる負荷線と二次電池の電圧を検出するセンス線とが接続されて、二次電池の充放電試験を遂行する充放電試験装置において、第一負荷線と正端子との電気的接続部に近接する第一負荷線と、正端子と、の間の電圧を測定する電圧測定部と、電圧測定部で測定した電圧を、負荷線の充放電電流値で除算することで、負荷線と正端子との接触抵抗を算出する接触抵抗算出部と、を備え、接触抵抗算出部で算出した抵抗値の大小に基づいて、負荷線と正端子との接触不良を検出することを特徴とする。

これにより、第一負荷線と二次電池の正端子の接触抵抗が適切に把握可能となり、接触不良を適切に検出可能な充放電試験装置を実現可能となる。例えばオペレータが設定した任意の閾値に対して、接触抵抗がこれを超えた場合に接触不良と判断してアラームを発して、充放電試験装置がオペレータに通知することとしてもよい。また、接触不良と判断した場合には、予め試験遂行プログラムで定められた手順に従って、充放電試験装置が自動停止してもよい。

また、本発明の充放電試験装置は、さらに好ましくは充放電試験装置が、複数の二次電池を連続的かつ順次に充放電試験することを特徴とする。
複数の二次電池を連続的かつ順次に充放電試験するような試験ライン等の充放電試験装置においては、酸化アルミ被膜の屑等がチャック部等に蓄積される懸念が増大するので、これに起因する導通不良の懸念も増大する。しかし、本実施形態の充放電試験装置は、このような導通不良であっても適切に検知することが可能となる。

上述の実施形態で例示した充放電試験装置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。

本発明の充放電試験装置は、各種の電源システム及び、マイクロプロセッサの電源監視やリセット回路、ＡＤ−ＤＡ変換回路、パソコン及びその周辺機器、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、各種ＰＤＡ、その他の各種産業機器等の構成として幅広く適用できる。

１０００・・充放電試験装置、１１１０・・第一負荷線、１１２０・・第二負荷線、１１３０・・接触抵抗電圧計（Ｖ_３）、１２１０・・センス線、１２２０・・センス線、１２３０・・電圧計（Ｖ_２）、１４１０・・第一接触部、１４２０・・第二接触部、１５００・・二次電池、１５１０・・正電極、１５２０・・負電極。

Claims

試験対象となる二次電池が備える正負端子の各々に対して、充放電電流が流れる負荷線と前記二次電池の電圧を検出するセンス線とが接続されて、前記二次電池の充放電試験を遂行する充放電試験装置において、
第一負荷線と正端子との電気的接続部に近接する前記第一負荷線と、第二負荷線と負端子との電気的接続部に近接する前記第二負荷線と、の間の電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部で測定した電圧から前記センス線を介して検出した前記二次電池の電圧を減算した値を、前記負荷線の充放電電流値で除算することで、前記負荷線と前記正負端子との接触抵抗を算出する接触抵抗算出部と、を備え、
前記接触抵抗算出部で算出した抵抗値の大小に基づいて、前記負荷線と前記正負端子との接触不良を検出する
ことを特徴とする充放電試験装置。
請求項１に記載の充放電試験装置において、
前記正端子は酸化アルミニウム被膜で被覆されたアルミニウム電極であり、
前記第一負荷線と前記正端子との電気的接続部において、前記酸化アルミニウム被膜を貫通することにより、前記第一負荷線が前記正端子に電気的に接続される
ことを特徴とする充放電試験装置。
請求項１または請求項２に記載の充放電試験装置において、
前記充放電試験装置は、複数の二次電池を連続的かつ順次に充放電試験する
ことを特徴とする充放電試験装置。