專利名稱：異常檢測裝置和方法以及電池制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異常檢測裝置和方法以及電池制造設(shè)備，特別是涉及檢測二次電池的制造工序中的異常升溫的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在電池的制造線中，在電池組裝后，進行充放電、保管、性能檢查等的各工序，作為成品出廠。例如，在充電工序中，通過程序控制，進行充電直到達到預(yù)先設(shè)定的適當(dāng)?shù)某潆姞顟B(tài)。此時，起因于充電程序的出錯等，電池變?yōu)檫^充電狀態(tài)，在電池內(nèi)部，反應(yīng)顯著地急速開始，產(chǎn)生電池異常升溫這樣的不良情況。另外，在其他的工序中，起因于由電池不良等導(dǎo)致的內(nèi)部短路、來自外部的熱量的附加等，也會產(chǎn)生電池異常升溫這樣的不良情況。由于這樣的異常升溫牽涉到電池的熱失控(thermorimaway)反應(yīng)，因此在以往的電池制造線中，檢測這樣的電池的異常狀態(tài)的各種技術(shù)被使用。在專利文獻1中，公開了 在進行電池的充放電的充放電裝置中，對收容電池的殼體內(nèi)的所有電池安裝溫度傳感器，根據(jù)由這些溫度傳感器檢測出的溫度停止充電的設(shè)備、 以及基于由上述溫度傳感器檢測出的溫度發(fā)出警報的裝置。由此，可以利用溫度傳感器檢測電池的異常升溫，可以將由電池的異常升溫引起的熱失控等防患于未然。但是，在專利文獻1中公開的異常檢測設(shè)備中，必須對收容于殼體內(nèi)的各電池安裝溫度傳感器，或者必須將各電池設(shè)置在設(shè)置有溫度傳感器的特定的地方。因此，專利文獻 1的設(shè)備，在下述方面是不利的，所述方面為向電池安裝溫度傳感器的作業(yè)變得煩雜，或者電池的設(shè)置作業(yè)變得煩雜。特別是在對于制造多個電池的大規(guī)模的設(shè)備應(yīng)用專利文獻1的設(shè)備的情況下，若考慮安裝作業(yè)、監(jiān)視作業(yè)、設(shè)備成本等，則對一個一個的電池準(zhǔn)備溫度傳感器以及對一個一個的電池用溫度傳感器準(zhǔn)確地檢測溫度是不實用的。此外，可以由溫度傳感器進行溫度檢測的范圍，被限于與溫度傳感器的檢測部抵接的地方等，因此為了實現(xiàn)電池表面的大范圍的溫度檢測等的對電池的整體的檢測，必須配置相當(dāng)數(shù)量的溫度傳感器，這是不現(xiàn)實的。專利文獻1 日本特開平11-219732號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種與電池個數(shù)的多少無關(guān)地可以檢測電池發(fā)生的異常升溫的異常檢測裝置和方法，并且提供與電池個數(shù)的多少無關(guān)地可以檢測電池發(fā)生的異常升溫并可以將由該異常升溫引起的不良情況防患于未然的電池制造設(shè)備。作為本發(fā)明的第一方式的異常檢測裝置，是檢測多個電池的異常狀態(tài)的異常檢測裝置，具備低溫反應(yīng)物質(zhì)和檢測傳感器，該低溫反應(yīng)物質(zhì)在比上述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)，并且以與上述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的狀態(tài)設(shè)置，該檢測傳感器檢測上述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化。在上述異常檢測裝置中，優(yōu)選上述多個電池被收容在由阻燃性構(gòu)件形成的收容構(gòu)件內(nèi)，在上述收容構(gòu)件內(nèi)，在上述多個電池之間配置有由阻燃性構(gòu)件形成的分隔構(gòu)件，上述低溫反應(yīng)物質(zhì)被設(shè)置在上述分隔構(gòu)件上。 作為本發(fā)明的第二方式的異常檢測方法，是檢測多個電池的異常狀態(tài)的異常檢測方法，通過使在比上述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)的低溫反應(yīng)物質(zhì)與上述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|，并檢測上述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化，來檢測上述電池的異常狀態(tài)。在上述異常檢測方法中，優(yōu)選將上述低溫反應(yīng)物質(zhì)設(shè)置在分隔構(gòu)件上，該分隔構(gòu)件配置在上述多個電池之間。作為本發(fā)明的第三方式的電池制造設(shè)備，是制造多個電池的電池制造設(shè)備，具備異常檢測裝置，該異常檢測裝置具有低溫反應(yīng)物質(zhì)和檢測傳感器，該低溫反應(yīng)物質(zhì)在比上述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)，并且以與上述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的狀態(tài)設(shè)置，該檢測傳感器檢測上述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化，根據(jù)由上述檢測傳感器檢測出的結(jié)果來檢測電池的異常狀態(tài)；根據(jù)由上述異常檢測裝置檢測出的電池的異常狀態(tài)來停止制造工序或發(fā)出警報。根據(jù)本發(fā)明，可以提供與電池個數(shù)的多少無關(guān)地可以檢測電池發(fā)生的異常狀態(tài) (特別是電池的異常升溫)的異常檢測裝置和方法，并且可以提供與電池個數(shù)的多少無關(guān)地可以檢測電池發(fā)生的異常狀態(tài)(特別是電池的異常升溫)并且可以將由該異常狀態(tài)引起的不良情況防患于未然的電池制造設(shè)備。


圖1是表示作為本發(fā)明涉及的電池的第一實施方式的二次電池的概略立體圖。圖2是表示二次電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概略分解立體圖。圖3是表示收容二次電池的收容托盤和分隔板的立體圖。圖4是表示二次電池的充電工序的示意圖。圖5是表示在二次電池的充電工序中容易變?yōu)楦邷氐牟糠值膱D。圖6是表示二次電池的電池制造設(shè)備的示意圖。圖7是表示二次電池的異常檢測裝置的示意圖。圖8是表示二次電池和分隔板的配置形態(tài)的放大剖視圖。圖9是表示作為本發(fā)明涉及的收容構(gòu)件的第二實施方式的收容夾具的圖。圖10是表示將低溫反應(yīng)物質(zhì)在分隔構(gòu)件上配置成帶狀的形態(tài)的圖。圖11是表示將低溫反應(yīng)物質(zhì)在分隔構(gòu)件上配置成散點狀的形態(tài)的圖。圖12是表示將低溫反應(yīng)物質(zhì)在分隔構(gòu)件上配置成Z字狀的形態(tài)的圖。圖13是表示作為本發(fā)明涉及的電池的第二實施方式的圓筒型的二次電池的概略剖視圖。圖14是表示收容圓筒型的二次電池的收容構(gòu)件的形態(tài)和在分隔構(gòu)件上設(shè)置了低溫反應(yīng)物質(zhì)的形態(tài)的圖。圖15是表示作為本發(fā)明涉及的電池的第三實施方式的電池組的概略立體圖。
圖16是表示構(gòu)成電池組的單元電池和分隔構(gòu)件的配置形態(tài)的放大剖視圖。
具體實施例方式以下，參照圖1和圖2，對作為本發(fā)明涉及的電池的第一實施方式的二次電池1進行說明。二次電池1為鋰離子二次電池、鋰二次電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等的可通過進行充電來反復(fù)使用的充電式電池。如圖1所示，二次電池1為具有大致長方體形狀的方型的鋰二次電池。如圖1和圖2所示，二次電池1具備容器10、從容器10突出而設(shè)置的正極端子2和負(fù)極端子3、和被收容在容器10內(nèi)的電極體15等。另外，二次電池1也可以為用層壓膜被覆電極體15的層壓型的二次電池。如圖1和圖2所示，容器10為用于收容電極體15的金屬制或樹脂制的箱體(筐體)，是包括具有開口面的容器主體11和將容器主體11的開口面封口的蓋體12的結(jié)構(gòu)體。 在容器10內(nèi)，填充有非水系電解液。容器主體11為一面開口的具有大致長方體形狀的箱狀構(gòu)件。容器主體11的開口面，通過使蓋體12在與該開口面抵接的狀態(tài)下進行焊接而被焊接固定。蓋體12為具有與容器主體11的開口面對應(yīng)的形狀的平板狀構(gòu)件，在中央部設(shè)置有安全閥4，在兩端部的規(guī)定位置設(shè)置有正極端子2、負(fù)極端子3。安全閥4，在容器10內(nèi)的壓力達到一定值以上時動作，向外部排出容器10內(nèi)的氣體。正極端子2，向容器10外部突出，并且通過正極引線加與電極體15的正極板16 電連接。負(fù)極端子3，向容器10外部突出，并且通過負(fù)極引線3a與電極體15的負(fù)極板17 電連接。二次電池1通過正極端子2和負(fù)極端子3與外部電連接。如圖2所示，電極體15為卷繞型的電極體，通過將長的形狀的正極板16和長的形狀的負(fù)極板17隔著具有通氣性的長的形狀的隔板18層疊并且呈扁平狀地卷繞多圈來形成。正極板16，在由鋁箔形成的金屬箔正極集電體的表面涂布正極活性物質(zhì)之后，經(jīng)由輥壓縮等的規(guī)定處理來形成，負(fù)極板17，在由銅箔形成的金屬箔負(fù)極集電體的表面涂布負(fù)極活性物質(zhì)之后，經(jīng)由輥壓縮等的規(guī)定處理來形成。在電極體15的一端部，為了與正極引線加電連接，正極板16的一部分突出，在電極體15的另一端部，為了與負(fù)極引線3a電連接，負(fù)極板17的一部分突出。電極體15，通過正極引線加和正極端子2以及負(fù)極引線3a和正極端子3，與外部端子(省略圖示)電連接，進行與外部的能量交換。如以上那樣構(gòu)成的二次電池1，1，· · ，經(jīng)由適當(dāng)?shù)慕M裝工序組裝之后，以被收容在收容托盤20內(nèi)的狀態(tài)在各工序之間以及各工序內(nèi)移動。如圖3所示，收容托盤20是具有四個側(cè)面、和底面的箱狀的收容構(gòu)件。收容托盤 20具有與二次電池1的形狀相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，將多個(例如5個 100個)的二次電池1， 1 · · ·以朝向規(guī)定方向(二次電池1的寬度窄的方向)的狀態(tài)收容，所述多個二次電池1， 1· · 中，相鄰的兩個二次電池1，1之間分別被插入分隔板21，被保持成相鄰的二次電池 1，1不直接密接。
分隔板21，為平板狀的分隔構(gòu)件，具有與收容托盤20的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的形狀(與二次電池1的形狀相對應(yīng)的形狀)。更加具體來說，分隔板21具有與二次電池1的容器10的寬的面(wide face)大致相同的形狀。收容托盤20和分隔板21由具有充分強度的阻燃性構(gòu)件形成，由至少在直到二次電池1變?yōu)闊崾Э氐臏囟?例如150°C 200°C )之前不會分解、熔化、著火的材料形成。作為該阻燃性構(gòu)件，可以舉出例如陶瓷、耐熱性樹脂、耐熱性樹脂與填料的混合物、實施了表面被覆的金屬。在本實施方式中，收容托盤20的各側(cè)面和底面以及分隔板21，由耐熱性樹脂與玻璃填料的混合物形成，通過公知的注射成型等成形。如圖4所示，在對二次電池1進行充電的充電工序中，在將多個二次電池1， 1· · 收容在收容托盤20內(nèi)的狀態(tài)下進行充電。另外，在收容托盤20內(nèi)，二次電池1，1 · · ·和分隔板21，21 · · ·以相互地使寬面對向而接觸的狀態(tài)交替地排列。在該排列狀態(tài)下，二次電池1通過分隔板21，21或者通過收容托盤20側(cè)面的內(nèi)壁和分隔板21保持，以在排列方向上受到規(guī)定的壓力的狀態(tài)被充電。在充電工序后，也同樣地以被收容在收容托盤20內(nèi)的狀態(tài)被運送到下一道工序。另外，在充電工序中，多個二次電池1，1 · · 被運送直到被收容在收容托盤20 內(nèi)，在規(guī)定位置被定位之后，在二次電池1的正極端子2和負(fù)極端子3上連接外部端子(省略圖示)，通過該外部端子被供給電能。而且，通過從外部供給的電能在二次電池1內(nèi)被轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，二次電池1被充電。如上述那樣，在充電工序中，在二次電池1內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。特別是，如圖5所示， 在電極體15的正極板16和負(fù)極板17隔著隔板18重疊的重疊部分19 (在圖中用斜線表示的區(qū)域)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。該重疊部分19，在被供給過量的電能而變?yōu)檫^充電的情況下，為二次電池1的溫度容易敏感地上升的部分，為二次電池1內(nèi)的容易變?yōu)楦邷氐牟糠帧Ａ硗?，二次電?的重疊部分19為二次電池1的芯部分，不限于如上述那樣在充電工序中變?yōu)檫^充電的情況，是在制造二次電池1的電池制造設(shè)備30中的運送工序、老化工序、保管工序、熱處理工序等中，起因于二次電池1的內(nèi)部短路或者從外部施加的熱等， 在二次電池1內(nèi)的容易變?yōu)楦邷氐牟糠?。如以上那樣，二次電?的電極體15中的重疊部分19，為在組裝后的制造工序中容易變?yōu)楦邷氐牟糠?。而且，在二次電?的外側(cè)(容器10側(cè))容易變?yōu)楦邷氐牟糠?，為與二次電池1內(nèi)部的容易變?yōu)楦邷氐闹丿B部分19接近或者接觸、且經(jīng)由電極體15等容易熱傳遞的部分，為被配置重疊部分19的容器10外側(cè)(更加嚴(yán)謹(jǐn)來說，是容器主體11的外周面)的區(qū)域A (在圖中用斜線表示的區(qū)域)。以下，參照圖6 圖8，對電池制造設(shè)備30和異常檢測裝置40進行說明。電池制造設(shè)備30為制造二次電池1的設(shè)備。更加具體來說，電池制造設(shè)備30為在具有空調(diào)設(shè)備等且可以進行內(nèi)部的溫度調(diào)整的封閉的空間內(nèi)，組裝二次電池1，對組裝后的二次電池1進行充放電、老化、保管、熱處理等的直到將二次電池1作為成品出廠的規(guī)定的工序的設(shè)備。如圖6所示，在該電池制造設(shè)備30中，依次運送多個收容托盤20，20 · · ，使其在各工序之間和各工序內(nèi)移動，組裝后的二次電池1，1· · 以被收容在這些收容托盤20， 20· · 內(nèi)的狀態(tài)在各工序之間和各工序內(nèi)移動。并且，在最終的工序結(jié)束之后，將成品化了的二次電池1，1· · 從收容托盤20內(nèi)取出，收容托盤20和分隔板21被反復(fù)用于收容新的二次電池1，1 · · ·。異常檢測裝置40，為檢測二次電池1的異常狀態(tài)的裝置，特別是為檢測二次電池1 的異常升溫并預(yù)知二次電池1的熱失控的裝置。異常檢測裝置40作為制造二次電池1的電池制造設(shè)備30的一部分而被設(shè)置。如圖7所示，異常檢測裝置40包含低溫反應(yīng)物質(zhì)41和檢測傳感器42等。低溫反應(yīng)物質(zhì)41以與二次電池1的容易變?yōu)楦邷氐牟糠旨粗丿B部分19相對的狀態(tài)并且通過容器 10與其接觸的狀態(tài)被配置在分隔構(gòu)件21上，二次電池1反應(yīng)至異常狀態(tài)(在本實施方式中，在以至于異常升溫的過程中反應(yīng))而產(chǎn)生變化。檢測傳感器42檢測低溫反應(yīng)物質(zhì)41 的變化。這樣一來，異常檢測裝置40通過低溫反應(yīng)物質(zhì)41和檢測傳感器42檢測二次電池 1的異常狀態(tài)如圖7和圖8所示，低溫反應(yīng)物質(zhì)41被設(shè)置在分隔板21的大致中央部，且面對分隔板21的寬面的兩面的表面而設(shè)置。更具體來說，低溫反應(yīng)物質(zhì)41被配置在下述部分，所述部分為在收容托盤20內(nèi)被插入到二次電池1，1之間的分隔板21中，與二次電池1的容易變?yōu)楦邷氐牟糠旨慈萜?0的區(qū)域A相對，并且能夠在收容狀態(tài)下與容器10的區(qū)域A接觸的部分。低溫反應(yīng)物質(zhì)41，由低溫分解性構(gòu)件形成，由至少在相對于二次電池1變?yōu)椴话踩臓顟B(tài)的溫度(例如變?yōu)闊崾Э氐臏囟?50°C 200°C )為充分低溫的溫度區(qū)域產(chǎn)生分解的材料形成。作為該低溫分解性構(gòu)件的材料，可以舉出氯乙烯樹脂和ABS樹脂等的合成樹脂、腈橡膠和天然橡膠等的橡膠、鄰苯二甲酸酯和聚酯等的含有增塑劑的樹脂系物質(zhì)等。在本實施方式中，低溫反應(yīng)物質(zhì)41由以規(guī)定的比例含有增塑劑的氯乙烯樹脂形成，在60°C 100°C左右下低溫反應(yīng)物質(zhì)41中含有的增塑劑分解(揮發(fā))，產(chǎn)生氣味、煙等的粒子。這樣產(chǎn)生的氣味、煙等的粒子朝向大致鉛直上方發(fā)散，從二次電池1和分隔板21 之間通過，釋放到電池制造設(shè)備30的空間。檢測傳感器42，為對氣味、煙等的粒子進行感應(yīng)的粒子檢測型的傳感器，如圖6和圖7所示，被設(shè)置在檢測裝置45內(nèi)。檢測傳感器42作為氣味傳感器、煙傳感器或者它們的復(fù)合傳感器而構(gòu)成，對在低溫反應(yīng)物質(zhì)中含有的增塑劑發(fā)出的氣味、煙或者其兩方進行檢測，計算這些粒子的數(shù)量，作為每單位體積的濃度來檢測。在本實施方式中，檢測傳感器42為氣味傳感器和煙傳感器的復(fù)合傳感器，檢測作為來自低溫反應(yīng)物質(zhì)41的分解性成分的增塑劑發(fā)出的氣味和煙，作為每單位體積的濃度來檢測。檢測裝置45，是根據(jù)檢測傳感器42的檢測結(jié)果，發(fā)出警報聲(siren)等警報或者產(chǎn)生使充電工序等的各工序停止等的用于對電池制造設(shè)備30采取規(guī)定的措施的控制信號的異常報知裝置。如圖6和圖7所示，檢測裝置45的檢測傳感器42，在電池制造設(shè)備30內(nèi)與連通到收容二次電池1，1 · · ·的收容托盤20被運送或移動的空間內(nèi)的多個管道46，46 · · 連接。管道46，被設(shè)置在電池制造設(shè)備30的充電工序、老化工序、保管工序等的各工序的規(guī)定位置，配置排列有多個未圖示的微細(xì)孔。管道46內(nèi)，通過檢測裝置45的抽吸風(fēng)扇(省略圖示)等被保持為負(fù)壓。通過該負(fù)壓，起因于低溫反應(yīng)物質(zhì)41的氣味和煙的分解性成分通過管道46的上述微細(xì)孔被抽吸到檢測裝置45內(nèi)。另外，優(yōu)選設(shè)置于管道46上的微細(xì)孔被設(shè)置在與收容托盤20的開口面(在圖示中為上面)相對的部分。由此，變得容易將來自設(shè)置在分隔板21上的低溫反應(yīng)物質(zhì)41的分解性成分抽吸到管道46內(nèi)，可以提高檢測傳感器42的檢測靈敏度。另外，優(yōu)選在管道46，46 · · ·和檢測裝置45之間分別裝有閥和旋塞(cock)等的開關(guān)裝置。由此，可以特定由檢測裝置45的檢測傳感器42檢測到的低溫反應(yīng)物質(zhì)41的分解性成分是通過哪個管道46檢測出的，可以特定在電池制造設(shè)備30的哪個工序中發(fā)生了二次電池1的異常。如以上那樣，異常檢測裝置40的低溫反應(yīng)物質(zhì)41被設(shè)置在收容二次電池1， 1· · 的收容托盤20的分隔板21，21 · · 上。另外，低溫反應(yīng)物質(zhì)41被配置成與二次電池1內(nèi)的容易變?yōu)楦邷氐牟糠?更嚴(yán)格地說，二次電池1的內(nèi)部的異常升溫在二次電池 1的外部表現(xiàn)出來的部分即容器10的一部分)接觸。由此，能夠使低溫反應(yīng)物質(zhì)41與收容在收容托盤20中的所有的二次電池1， 1· · 的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|。因此，即使在電池制造設(shè)備30為大規(guī)模的情況下，也可以在大范圍檢測二次電池1，1· · 的異常升溫，并且可以讀出二次電池1，1· · 的溫度真值(二次電池1的溫度是否達到規(guī)定溫度以上)。另外，不需要對多個二次電池1，1 · · 分別安裝溫度傳感器等的溫度檢測手段， 也不需要將二次電池1，1· · 設(shè)置在設(shè)置有溫度傳感器等的溫度檢測單元的特定的地方。 因此，可以相對于二次電池1，1 · · 簡易地配置作為溫度檢測單元的低溫反應(yīng)物質(zhì)41，可以避免安裝作業(yè)和設(shè)置作業(yè)的煩雜性，并且經(jīng)濟性也優(yōu)異。在二次電池1內(nèi)的溫度上升，且變得比低溫反應(yīng)物質(zhì)41的反應(yīng)溫度高的情況下， 從與該二次電池1的升溫部位接觸的低溫反應(yīng)物質(zhì)41發(fā)生氣味、煙等的分解性成分。而且，通過檢測傳感器42檢測該分解性成分，根據(jù)檢測傳感器42的檢測結(jié)果，通過檢測裝置 45進行電池制造設(shè)備30的停止(特別是充電工序中的充電作業(yè)的中止)或警報等的適當(dāng)?shù)膱笾＿@樣，在電池制造設(shè)備30中，通過異常檢測裝置40檢測二次電池1的異常升溫， 且與此相伴，實施適當(dāng)?shù)奶幚?，因此可以將二次電?的熱失控等的不良情況防患于未然。 特別是，在二次電池1的充電工序中，可停止充電用的電能的投入，隱藏可以使二次電池1 的內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)停止，可以防止進一步的升溫，可以將由二次電池1的異常升溫引起的熱失控防患于未然。另外，收容和保持二次電池1的收容托盤20以及分隔板21由阻燃性構(gòu)件形成，低溫反應(yīng)物質(zhì)41被設(shè)置在分隔板21上，該分隔板21在收容托盤20內(nèi)被配置在二次電池1， 1之間。由此，在二次電池1沒有異常升溫的情況下，可以反復(fù)使用。因此，與將低溫反應(yīng)物質(zhì)41安裝在一個一個的二次電池1，1 · · ·或者組裝于二次電池1的一部分相比，特別是在經(jīng)濟方面優(yōu)異。在電池制造設(shè)備30中，組裝后的二次電池1，1 · · ·以被收容在收容托盤20內(nèi)的狀態(tài)進行各工序的處理。由此，不限于充放電工序，在組裝后的所有的工序中也能夠檢測起因于二次電池1，1· · 的內(nèi)部短路等的電池不良和來自外部的熱能的賦予的異常升溫。
另外，對于沒有實施熱失控對策等的特殊對策的一般的制造二次電池的電池制造設(shè)備，通過在該電池制造設(shè)備中，使用收容二次電池的收容托盤20和包括低溫反應(yīng)物質(zhì)41 的分隔板21，21· · 來運送和移動二次電池，也能夠適用，通用性也優(yōu)異。另外，在本實施方式中，將收容托盤20和分隔板21，21 · · 設(shè)為分體的構(gòu)件，但不限于此，也可以為在收容托盤20內(nèi)固定了分隔板21，21 · · 的形態(tài)。在本實施方式中，作為收容二次電池1，1 · · 的收容構(gòu)件，使用了收容托盤20， 但也可以使用如圖9所示的收容夾具50等。如圖9所示，收容夾具50為可以收容多個(例如5個 100個程度)的二次電池 1,1 · · 的收容構(gòu)件，在相鄰的二次電池1，1之間可配置分隔板21。收容夾具50包括: 位于縱向兩端部的側(cè)壁51，51 ；貫通側(cè)壁51，51，并支撐二次電池1和分隔板21的底部的兩個底部軸52，52和貫通側(cè)壁51，51并支撐二次電池1和分隔板21的側(cè)部的四個側(cè)部軸53， 53，53，53。在這些軸52，53的端部形成有螺紋部，在該螺紋部可與適當(dāng)?shù)穆菟莺?。這樣， 收容夾具50構(gòu)成為通過調(diào)整上述螺栓的緊固量而可以調(diào)整側(cè)壁51 · 51之間的距離。另外，作為收容二次電池1，1 · · ·的收容構(gòu)件，也可以使用現(xiàn)有的電池制造設(shè)備所設(shè)置的收容物，在這種情況下，通過將包括低溫反應(yīng)物質(zhì)41的分隔板42形成為與該收容物相適應(yīng)的形狀，就可以應(yīng)用本發(fā)明。因此，對于現(xiàn)有的設(shè)備也可以容易地應(yīng)用本發(fā)明。在本實施方式中，將低溫反應(yīng)物質(zhì)41配置成在分隔板21上與二次電池1的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的位置全區(qū)域，但低溫反應(yīng)物質(zhì)41的配置方式不限于此，考慮分隔板 21的強度和耐久性與可檢測區(qū)域的范圍的平衡，也可以設(shè)為與上述容易變?yōu)楦邷氐牟糠植糠中缘亟佑|的配置方式，例如可設(shè)為圖10(a)和(b)所示的帶狀、圖11所示的散點狀、或者圖12所示的Z字狀的配置。另外，這些情況也可以通過公知的兩階段注射成型等來實現(xiàn)。另外，向分隔板21設(shè)置低溫反應(yīng)物質(zhì)41的方法，不限于上述兩階段的注射成型， 也可以設(shè)為下述構(gòu)成將低溫反應(yīng)物質(zhì)41涂布、粘結(jié)、熔敷或者嵌入到分隔板21的寬面的兩面的表面。另外，低溫反應(yīng)物質(zhì)41由通過二次電池1的升溫而分解的低溫分解性構(gòu)件構(gòu)成， 因此，考慮到熱的性質(zhì)，優(yōu)選為一定配置在分隔板21的上部的形態(tài)。即，考慮到向與重力作用的方向相反的方向的熱對流的流動特性，優(yōu)選為如下形態(tài)一定配置在分隔板21的上部，使得與二次電池1的容器10中更容易變?yōu)楦邷氐纳喜拷佑|。在本實施方式中，將作為通過異常檢測裝置40檢測異常狀態(tài)的對象的電池設(shè)為方型的二次電池1，但電池的形態(tài)不限于此，也可以設(shè)為圖13和圖14所示的圓筒型的二次電池60或圖15和圖16所示的電池組80等。如圖13所示，圓筒型的二次電池60，為在圓筒形的容器61內(nèi)具有卷繞型的電極體65的鋰離子二次電池，該卷繞型的電極體65是將正極板和負(fù)極板(都圖示省略)層疊并卷繞成圓筒狀而成電極體。二次電池60包括電極體65、正極端子66和負(fù)極端子67，在電極體65的軸向兩端部分別固定有正極端子66和負(fù)極端子67。正極端子66，與電極體65的正極板電連接，與容器61絕緣并且從容器61突出而設(shè)置。負(fù)極端子67，與電極體65的負(fù)極板電連接，與容器61內(nèi)側(cè)面的與正極端子66相反側(cè)的端部接觸而固定。與方型的二次電池1同樣地，該二次電池60的內(nèi)部的容易變?yōu)楦邷氐牟糠?，為上述正極板和負(fù)極板重疊的重疊部分69。二次電池60的外周面的容易變?yōu)楦邷氐牟糠?，為容?1的與重疊部分69對向并且接近或者接觸的區(qū)域B(圖中示出的區(qū)域)。如圖14所示，在收容圓筒型的二次電池60的收容托盤70內(nèi)，二次電池60， 60· · 之間由分隔構(gòu)件71，71分隔。在分隔構(gòu)件71上形成有與二次電池60的形狀相對應(yīng)的三角形的溝槽72，72· · ，二次電池60被分隔構(gòu)件71，71的溝槽72，72夾持。這樣， 二次電池60，以在收容托盤70內(nèi)由分隔構(gòu)件71，71夾持的狀態(tài)在各工序之間和各工序內(nèi)移動。在這種情況下，低溫反應(yīng)物質(zhì)41，被直線狀地設(shè)置在分隔構(gòu)件71的槽72與二次電池60接觸的部分。即，低溫反應(yīng)物質(zhì)41被配置成與二次電池60的容易變?yōu)楦邷氐牟糠值囊徊糠纸佑|。如以上那樣，對于圓筒型的二次電池60也同樣地，在二次電池60異常升溫了的情況下，被配置成與二次電池60的容易變?yōu)楫惓Ｉ郎氐牟糠值囊徊糠纸佑|的低溫反應(yīng)物質(zhì) 41升溫，產(chǎn)生分解性成分，通過如上述那樣檢測該分解性成分，可以檢測異常升溫。如圖15和圖16所示，電池組80，被構(gòu)成為在收容構(gòu)件81內(nèi)沿規(guī)定方向排列多個單元電池82，82· · ·。收容構(gòu)件81，具有與多個單元電池82，82 · · 相對應(yīng)的形狀，以沿排列方向加壓的狀態(tài)拘束單元電池82，82· · ·。單元電池82，是在大致長方形的容器 83內(nèi)具有層疊正極板、隔板和負(fù)極板且卷繞成扁平狀的卷繞型的電極體85的鋰離子二次電池，為與第一實施方式中示出的二次電池1大致相同的形態(tài)。另外，電池組80的單元電池82，也可以為用層壓膜被覆電極體85的層壓型的二次電池。在該單元電池82中，容易變?yōu)楦邷氐牟糠郑c方型二次電池1同樣地，為上述正極板和負(fù)極板重疊的重疊部分(省略圖示)。電池組80的外周面的容易變?yōu)楦邷氐牟糠郑?為單元電池82的容器83的與上述重疊部分相對并且接近或接觸的區(qū)域C(圖中所示的區(qū)域)。與上述正極板電連接的正極端子90和與上述負(fù)極板電連接的負(fù)極端子92分別從單元電池82的容器83突出。單元電池82被反轉(zhuǎn)地配置，使得各單元電池82的正極端子 90以及負(fù)極端子92從排列方向看被交替地配置，各個單元電池82被串聯(lián)連接。在這樣連接的單元電池82，82之間插有散熱板95。散熱板95，是用于避免相鄰的單元電池82，82的直接接觸的構(gòu)件，并且是用于確保單元電池82，82· · 的散熱性的分隔構(gòu)件。電池組80，以通過收容構(gòu)件81按單元電池82、散熱板95、單元電池82、散熱板 95· · 的順序被約束的狀態(tài)在各工序之間和各工序內(nèi)移動。如圖16所示，低溫反應(yīng)物質(zhì)41，在收容構(gòu)件81中，被設(shè)置在被插入到單元電池 82,82 - · 之間的散熱板95，95· · 上。即，被配置成與單元電池82外周面的容易變?yōu)楦邷氐牟糠旨磪^(qū)域C的一部分接觸。如以上那樣，對于電池組80也同樣地，可以通過異常檢測裝置40檢測異常升溫。另外，通過將包括低溫反應(yīng)物質(zhì)41和檢測傳感器42的異常檢測裝置40用于電池組，也能夠檢測實際使用二次電池時的異常升溫。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以適用于制造電池的設(shè)備，特別是適用于如下技術(shù)檢測制造鋰離子二次電池等的二次電池的設(shè)備的異常升溫，將起因于該異常升溫的不良情況防患于未然。
權(quán)利要求
1.一種異常檢測裝置，是檢測多個電池的異常狀態(tài)的異常檢測裝置，具備低溫反應(yīng)物質(zhì)，其在比所述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)，并且以與所述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的狀態(tài)設(shè)置；和檢測傳感器，其檢測所述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異常檢測裝置，其中，所述多個電池被收容于由阻燃性構(gòu)件形成的收容構(gòu)件內(nèi)；在所述收容構(gòu)件內(nèi)，在所述多個電池之間配置有由阻燃性構(gòu)件形成的分隔構(gòu)件；所述低溫反應(yīng)物質(zhì)設(shè)置于所述分隔構(gòu)件上。
3.一種異常檢測方法，是檢測多個電池的異常狀態(tài)的異常檢測方法，使低溫反應(yīng)物質(zhì)與所述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|，所述低溫反應(yīng)物質(zhì)在比所述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)；通過檢測所述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化來檢測所述電池的異常狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異常檢測方法，其中，將所述低溫反應(yīng)物質(zhì)設(shè)置于分隔構(gòu)件上，所述分隔構(gòu)件配置于所述多個電池之間。
5.一種電池制造設(shè)備，是制造多個電池的電池制造設(shè)備，其具備異常檢測裝置，并根據(jù)由所述異常檢測裝置檢測出的電池的異常狀態(tài)來停止制造工序或者發(fā)出警報，所述異常檢測裝置具有低溫反應(yīng)物質(zhì)和檢測傳感器，并根據(jù)所述檢測傳感器的檢測結(jié)果來檢測電池的異常狀態(tài)，所述低溫反應(yīng)物質(zhì)在比所述電池升溫而變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)，并且以與所述電池的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的狀態(tài)設(shè)置；所述檢測傳感器檢測所述低溫反應(yīng)物質(zhì)的變化。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種與電池個數(shù)的多少無關(guān)地檢測電池發(fā)生的異常升溫，并將起因于該異常升溫的不良情況防患于未然的技術(shù)。制造二次電池(1)的電池制造裝備(30)具備異常檢測裝置(40)和檢測裝置(45)，所述異常檢測裝置(40)檢測多個二次電池(1，1，···)的異常狀態(tài)特別是異常升溫，所述檢測裝置(45)根據(jù)異常檢測裝置(40)的檢測結(jié)果發(fā)出用于采取規(guī)定措施的控制信號。異常檢測裝置(40)具備低溫反應(yīng)物質(zhì)(41)和檢測傳感器(42)，所述低溫反應(yīng)物質(zhì)(41)在比二次電池(1)變?yōu)楫惓顟B(tài)的溫度低的溫度發(fā)生反應(yīng)，并且以與二次電池(1)的容易變?yōu)楦邷氐牟糠纸佑|的狀態(tài)設(shè)置，所述檢測傳感器(42)檢測低溫反應(yīng)物質(zhì)(41)的變化，根據(jù)由檢測傳感器(42)檢測出的結(jié)果，檢測二次電池(1)的異常狀態(tài)。
文檔編號H01M10/44GK102273002SQ20098015413
公開日2011年12月7日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者成瀨洋一, 角博康 申請人:豐田自動車株式會社