测定装置及测定方法

文档序号:9260545阅读:487来源:国知局
测定装置及测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对物性互不相同的多个结构体层叠而成的层叠体中的各结构体间的界面的界面电阻值进行测定的测定装置及测定方法。
【背景技术】
[0002]作为使用由物性互不相同的板状或膜状的多个结构体层叠而成的层叠体的结构体,已知有锂离子电池。该锂离子电池通过叠加多个由活性物质层构成的电极(膜状的两个结构体层叠而成的层叠体)来制作得到,该活性物质层通过在金属箔的一面或两面涂布活性物质来形成。该情况下,作为判定构成锂离子电池的各电极是否合格的一个判定项目,具有判定金属箔与活性物质层之间的密接状态是否良好。作为判定该密接状态是否良好的试验方法,已知有剥离试验(剥皮试验)、附着力试验。剥离试验中,在拉起粘贴于活性物质层表面的粘贴胶带时,对活性物质层从金属箔的剥离处于何种程度进行观察,根据该观察结果来判定密接状态是否良好。在附着力试验中,对例如以0.5mm左右的间距排列的多根针进行推压,对电极的活性物质层的表面施加规定的加重,并通过使该多根针沿着表面直线移动来对活性物质层进行刮擦,接着,使电极旋转90°,并以同样的方式利用各针来对活性物质层进行刮擦。接着,观察因刮擦而产生的活性物质层的剥离程度,根据该观察结果来判定密接状态是否良好。
[0003]然而,在上述剥离试验、附着力试验中,由于通过试验者的观察来进行是否良好的判定,因此,判定结果中存在有较多试验者的主观成分,其结果导致存在难以准确地进行金属箔与活性物质层之间的密接状态是否良好的判定的问题。并且,在剥离试验、附着力试验中,由于试验步骤复杂且需要花费时间,因此也存在试验效率较差的问题。发明人对解决这些问题的技术进行了研宄,结果发现通过对金属箔与活性物质层之间的界面电阻进行测定,根据该测定值能够判定金属箔与活性物质层之间的密接状态是否良好,只要能够准确且容易地进行界面电阻的测定,则能够解决上述问题。该情况下,作为测定电极这样的板状体的电阻的技术,已知有利用四探针法来测定电阻(表面电阻、体积固有电阻)的测定方法(例如,日本专利第2833623号公报所公开的测定方法),考虑采用该方法来作为测定界面电阻的方法。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利第2833623号公报(第3_22页、第I图)

【发明内容】

发明所要解决的技术问题
[0005]然而,在现有已知的四探针法中,难以准确地测定构成上述电极的金属箔与活性物质层的界面的电阻。即,从测定原理上来看,四探针法是以测定由单一材料形成的测定对象的电阻为前提的。因此,在对由物性互不相同的多个结构体层叠而成的测定对象的体积固有电阻进行测定时,较难确定测定值是作为测定对象整体的平均体积固有电阻的值,还是靠近表面的部分的体积固有电阻的值。因此,难以利用四探针法来准确地测定金属箔与活性物质层的界面的电阻。由此,难以利用现有的四探针法来测定对准确且容易地判定金属箔与活性物质层的密接状态是否良好而言不可或缺的金属箔与活性物质层的界面的电阻,从而期望能开发出取而代之的技术。
[0006]本发明是鉴于上述问题而完成的,其主要目的在于提供一种能够准确且容易地对物性互不相同的多个结构体层叠而成的层叠体中各结构体的密接状态是否良好进行判定的测定装置及测定方法。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]为达成上述目的,权利要求1所述的测定装置包括:测定部,该测定部在向物性互不相同的板状或膜状的多个结构体层叠而成的层叠体的表面提供电信号的状态下,执行对该表面的测定对象部位的电位进行测定的电位测定处理;以及处理部,该处理部使用由所述电位测定处理测定得到的所述电位的测定值,来执行预先确定的计算处理,由此求得所述层叠体中各所述结构体间的界面的界面电阻值。
[0008]权利要求2所述的测定装置的特征在于,在权利要求1所述的测定装置中,所述处理部执行以下处理来作为所述计算处理,即:将作为所述界面电阻值的代入值的代入电阻值代入包含有该界面电阻值作为参数的数学式,计算所述电位的计算值,并且边改变该代入电阻值,边执行比较该计算值与所述测定值的比较处理,然后将该比较处理中的比较结果满足预先规定的规定条件时的所述代入电阻值作为所述界面电阻值。
[0009]权利要求3所述的测定装置的特征在于,在权利要求2所述的测定装置中,所述处理部将所述代入电阻值和作为所述结构体的电阻率的代入值的代入电阻率代入包含有所述界面电阻值和所述结构体的电阻率作为参数的所述数学式,计算所述计算值,并且边改变该代入电阻值和该代入电阻率,边执行比较该计算值与所述测定值的所述比较处理,然后将该比较处理中的比较结果满足所述规定条件时的所述代入电阻值作为所述界面电阻值,并将该比较结果满足该规定条件时的所述代入电阻率作为所述电阻率。
[0010]权利要求4所述的测定装置的特征在于,在权利要求3所述的测定装置中,所述测定部在所述电位测定处理中,在向所述结构体的所述表面的两个信号输入部位提供所述电信号的状态下,对垂直于连接该各信号输入部位的线段且通过各所述信号输入部位的两根直线所夹着并划分得到的所述表面上的划分区域内的部位、即与该各信号输入部位中的某一个之间的间隔距离互不相同的至少三个所述测定对象部位的电位进行测定,所述处理部对于各所述测定对象部位中的一对测定对象部位的组合不同的多个组计算出该一对测定对象部位的各所述测定值的差分值,并且基于规定了第I比率和第2比率之间关系的关系式,计算出在所述比较处理中最开始代入所述数学式的所述代入电阻值和所述代入电阻率各自的初始值,然后执行该比较处理,其中该第I比率为所述多个组的各所述差分值彼此的比率,该第2比率为根据所述电阻率确定的所述结构体的电阻值与所述界面电阻值的比率。
[0011]权利要求5所述的测定装置的特征在于,在权利要求4所述的测定装置中,所述测定部在向所述电阻率互不相同的两个所述结构体层叠而成的所述层叠体的该各结构体中该电阻率较高的结构体的所述表面的两个所述信号输入部位提供所述电信号的状态下,对与任意一个所述信号输入部位之间的间隔距离互不相同的三个所述测定对象部位的电位进行测定,所述处理部基于规定了作为所述多个组的两组的所述第I比率和所述第2比率之间关系的所述关系式,来计算所述初始值。
[0012]权利要求6所述的测定装置的特征在于,在权利要求5所述的测定装置中,所述处理部将与任意一个所述信号输入部位之间的间隔距离最短的所述测定对象部位作为基准部位,并将该基准部位作为所述两组中的一对所述测定对象部位中的一个,由此来计算所述初始值。
[0013]权利要求7所述的测定装置的特征在于,在权利要求6所述的测定装置中,所述处理部基于所述关系式,来计算所述初始值,该关系式中将除所述基准部位以外的其他两个所述测定对象部位中的与该基准部位之间的间隔距离较短的第I测定对象部位和该基准部位作为第I组,并将该两个测定对象部位中的与所述基准部位之间的间隔距离较长的第2测定对象部位和该基准部位作为第2组,将所述第I组的所述差分值与该第2组的所述差分值的比率作为所述第I比率,并将所述结构体的所述电阻值与所述界面电阻值的比率作为所述第2比率。
[0014]权利要求8所述的测定装置的特征在于,在权利要求4所述的测定装置中,各所述测定对象部位设定在连接各所述信号输入部位的所述线段上。
[0015]权利要求9所述的测定装置的特征在于,在权利要求8所述的测定装置中,所述第2测定对象部位设定于所述线段的中心部。
[0016]权利要求10所述的测定装置的特征在于,在权利要求4所述的测定装置中,各所述测定对象部位以使得相邻测定对象部位彼此的间隔互相相等的方式进行设定。
[0017]权利要求11所述的测定装置的特征在于,在权利要求2至10的任一项所述的测定装置中,所述处理部将计算所述测定值与所述计算值的差分值来作为所述比较结果的处理作为所述比较处理并加以执行,在使用所述差分值并利用统计方法计算得到的值小于预先规定的规定值时,设定为满足所述规定条件。
[0018]在权利要求12所述的测定方法中,在向物性互不相同的板状或膜状的多个结构体层叠而成的层叠体的表面提供电信号的状态下,执行对该表面的测定对象部位的电位进行测定的电位测定处理,使用由所述电位测定处理测定得到的所述电位的测定值,来执行预先确定的计算处理,由此求得所述层叠体中各所述结构体间的界面的界面电阻值。
[0019]权利要求13所述的测定方法的特征在于,在权利要求12所述的测定方法中,将作为所述界面电阻值的代入值的代入电阻值代入包含有该界面电阻值作为参数的数学式,计算所述电位的计算值,并且,边改变该代入电阻值,边执行对该计算值和所述电位测定处理中测定得到的所述测定值进行比较的比较处理,并且作为所述计算处理,执行将所述比较处理中的比较结果满足预先规定的规定条件时的所述代入电阻值作为所述界面电阻值的处理。
发明效果
[0020]权利要求1所述的测定装置、以及权利要求12所述的测定方法中,执行对物性互不相同的多个结构体层叠而成的层叠体的表面的测定对象部位的电位进行测定的电位测定处理,使用由电位测定处理测定得到的电位的测定值,来执行预先确定的计算处理,由此求得层叠体中各结构体间的界面的界面电阻值。由此,根据该测定装置及测定方法,与伴随着复杂操作的剥离试验、附着力试验不同,能够基于测定得到的界面电阻值来可靠且容易地对各结构体间彼此的密接状态是否良好进行判定。此外,根据该测定装置及测定方法,能够利用与以测定由单一材料形成的测定对象的电阻为前提的四探针法完全不同的测定原理来测定电阻,从而能够准确地对物性互不相同的多个结构体层叠而成的层叠体中的界面的电阻进行测定。因此,根据该测定装置及测定方法,例如能够准确且容易地对由物性互不相同的金属箔和活性物质层层叠而构成的锂离子电池的电极中的金属箔与活性物质层的密接状态是否良好进行判定。
[0021]权利要求2所述的测定装置、以及权利要求13所述的测定方法中,将代入电阻值代入包含界面电阻值作为参数的数学式,边改变代入电阻值,边执行对计算得到的测定对象部位的电位的计算值和电位测定处理中测定得到的电位的测定值进行比较的比较处理,并且作为计算处理执行将比较处理中的比较结果满足预先规定的规定条件时的代入电阻值作为界面电阻值的处理。因此,根据该测定装置及测定方法,能够根据求取界面电阻值的目的来任意地进行调整,例如严格地对规定条件进行规定,以提高界面电阻值的精度,或者放宽规定条件,以使得相比于界面电阻值的精度提高,优先实现处理时间的缩短。
[0022]在权利要求3所述的测定装置中,将代入电阻值和作为电阻率的代入值的代入电阻率代入包含界面电阻值和结构体的电阻率作为参数的数学式,边改变代入电阻值和代入电阻率,边执行对计算得到的计算值和测定值进行比较的比较处理,并且将比较处理的比较结果满足规定条件时的代入电阻值作为界面电阻值,将比较结果满足规定条件时的代入电阻率作为电阻率。由此,在该测定装置中,能够在结构体的电阻率未知的情况下,在测定界面电阻值的同时一并对电阻率进行测定。因此,根据该测定装置,除了能够准确且容易地判定层叠体中各结构体彼此的密接状态是否良好,例如,还能够准确且容易地判定结构体是否具有符合规定的物性,从而能够详细地判定层叠体是否合格。
[0023]权利要求4所述的测定装置中,基于规定了多个组的各测定对象部位的电位的测定值的差分值彼此的比率即第I比率、以及结构体的电阻值和界面电阻值的比率即第2比率之间关系的关系式,计算比较处理中最开始代入数学式的代入电阻值和代入电阻率各自的初始值,并执行比较处理。通过使用由此计算得到的代入电阻值和代入电阻率的各初始值,能够得到比较处理中最初的比较结果在一定程度上接近规定条件的状态。因此,根据该测定装置,与代入电阻值和代入电阻率的各初始值规定为任意值的结构相比,能够减少到
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