二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法与流程

1.本发明涉及二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法。


背景技术：

2.在锂离子电池等二次电池中，作为对产生了伴随着急剧的温度上升的热失控时的安全性进行评价的试验方法，已知有下述专利文献1的方法。具体而言，专利文献1的试验方法通过将单电池加热而强制地使其热失控。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第6246164号公报


技术实现要素：

6.发明将要解决的课题
7.在如上述专利文献1的试验方法那样从外部加热单电池的表面的试验方法中，热量传递至单电池的内部进而单电池到达热失控为止所需的时间变长，可能产生无法使单电池高效地热失控的问题。
8.另外，上述那样的问题不仅在对构成组电池的多个单电池中的一个单电池产生了热失控时的安全性进行评价的试验中产生，在对一个二次电池产生了热失控时的安全性进行评价的试验中也同样产生。
9.本发明鉴于这种情况而完成，其目的在于提供在评价二次电池的安全性时能够高效地使其热失控的二次电池的试验夹具试验装置以及试验方法。
10.用于解决课题的手段
11.本发明的一方面的二次电池的试验夹具具备：钉部，其构成为能够刺入所述二次电池；以及加热器，其接受电力的供给而使所述钉部升温。
12.根据该试验夹具，能够利用加热器使刺入二次电池而与二次电池的内部接触的钉部升温。因此，利用来自由加热器升温的钉部的导热将该钉部的热量直接传递到二次电池的内部，能够将二次电池的内部强制地加热。另外，在通过刺入钉部而在二次电池产生内部短路而发热那样的情况下，除了该发热之外，也能够利用来自由加热器升温的钉部的导热将二次电池的内部强制地加热。由此，在强制地使二次电池热失控来评价安全性时，能够高效地使其热失控。
13.在上述试验夹具中，所述加热器也可以是内置于所述钉部的构成。
14.在该方式中，加热器内置于钉部，因此能够使加热器发出的热量不向外部扩散地高效地传递到钉部。因此，加热器能够有效地使钉部升温。由此，能够有效地进行伴随着来自钉部的导热的二次电池的内部的强制的加热。另外，通过将加热器内置于钉部，能够避免加热器自身与二次电池接触。
15.在上述试验夹具中，所述加热器也可以是安装于所述钉部的外周面的构成。
16.在该方式中，由于加热器安装于钉部的外周面，因此能够使在钉部刺入二次电池的状态下与该二次电池的内部相接的钉部的外周面高效地升温。因此，能够有效地进行伴随着来自钉部的导热的二次电池的内部的强制的加热。另外，利用在钉部的外周面安装加热器的构造，能够减小钉部。
17.上述试验夹具也可以是还具备检测所述钉部的温度的温度检测部的构成。
18.在该方式中，能够基于温度检测部的测温结果检测由加热器升温的钉部的温度。
19.本发明的另一方面的二次电池的试验装置具备上述试验夹具和使所述钉部朝向所述二次电池移动的移动机构。
20.另外，二次电池的试验装置具备：上述试验夹具；支承所述钉部的支承部件；以及移动机构，其通过使所述支承部件移动，从而伴随着该支承部件的移动使所述钉部朝向所述二次电池移动，所述加热器经由所述支承部件使所述钉部升温。
21.根据该试验装置，伴随着移动机构的移动将钉部刺入二次电池。此时，能够利用从由加热器升温的钉部向二次电池内部的导热强制地加热二次电池的内部。由此，在使用试验装置强制地使二次电池热失控来评价安全性时，能够高效地使其热失控。
22.本发明的另一方面的二次电池的试验方法包含利用加热器使钉部升温的加热工序和将所述钉部刺入所述二次电池钉刺工序。
23.根据该试验方法，能够在加热工序中利用加热器使在钉刺工序中刺入二次电池而与二次电池的内部接触的钉部升温。因此，利用来自由加热器升温的钉部的导热将该钉部的热量直接传递到二次电池的内部，能够将二次电池的内部强制地加热。另外，在通过刺入钉部而在二次电池产生内部短路而发热那样的情况下，除了该发热之外，还能够利用来自由加热器升温的钉部的导热强制地加热二次电池的内部。由此，在强制地使二次电池热失控而评价安全性时的试验方法中，能够高效地使二次电池热失控。
24.在上述试验方法中，也可以在所述钉刺工序之后实施所述加热工序。
25.在该方式中，可以在钉刺工序中将钉部向二次电池刺入，之后，在加热工序中利用来自升温的钉部的导热强制地加热二次电池的内部。由此，在强制地使二次电池热失控来评价安全性时，能够高效地使其热失控。
26.上述试验方法也可以是，在所述钉刺工序之后，还包含对与伴随着所述钉部的刺入的内部短路相应的所述二次电池的热失控进行监视的热失控监视工序，在所述热失控监视工序中，若判断为在规定时间内未产生所述二次电池的热失控，则实施所述加热工序。
27.在该方式中，在由于钉部的刺入而在二次电池产生了内部短路的状态下，在二次电池未达到热失控的情况下，能够利用来自在加热工序中升温的钉部的导热将二次电池加热。由此，能够引发二次电池的热失控。
28.在上述试验方法中，也可以在所述加热工序之后实施所述钉刺工序。
29.在该方式中，将在加热工序中预先升温的钉部在钉刺工序中向二次电池刺入，并从内部加热该二次电池。因此，能够利用来自预先升温的钉部的导热迅速地加热二次电池。由此，在强制地使二次电池热失控而评价安全性时，能够高效地使其热失控。
30.如以上说明那样，根据本发明，能够提供在评价二次电池的安全性时能够高效地使其热失控的二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法。
附图说明
31.图1是表示本发明的第一实施方式的试验装置的构成的图。
32.图2是表示应用于图1的试验装置的试验夹具的构成的剖面图。
33.图3是表示应用于图1的试验装置的试验夹具的变形例的构成的剖面图。
34.图4是表示本发明的第二实施方式的试验装置的构成的图。
35.图5是表示应用于图4的试验装置的试验夹具的构成的剖面图。
36.图6是表示本发明的第三实施方式的试验装置的构成的图。
37.图7是表示本发明的第四实施方式的试验装置的构成的图。
38.图8是表示应用于图7的试验装置的试验夹具的构成的剖面图。
39.图9是表示应用于图7的试验装置的试验夹具的第一变形例的构成的剖面图。
40.图10是表示应用于图7的试验装置的试验夹具的第二变形例的构成的剖面图。
41.图11是表示本发明的第五实施方式的试验装置的构成的图。
42.图12是表示应用于图11的试验装置的试验夹具的构成的剖面图。
43.图13是表示应用于图11试验装置的试验夹具的变形例的构成的剖面图。
44.图14是表示本发明的第六实施方式的试验装置的构成的图。
45.图15是表示在图14的试验装置中使用的钉部的构成的剖面图。
46.图16是表示在图14的试验装置中使用的钉部的变形例的构成的剖面图。
47.图17是使用了试验装置的第一试验方法的流程图。
48.图18是使用了试验装置的第二试验方法的流程图。
49.图19是使用了试验装置的第三试验方法的流程图。
50.附图标记说明
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试验夹具
[0052]
11
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钉部
[0053]
12
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加热器
[0054]
14
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热电偶(温度检测部)
[0055]2ꢀꢀ
支承部件
[0056]
e1～e6
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试验装置
具体实施方式
[0057]
以下，基于附图，对本实施方式的二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法进行说明。
[0058]
本实施方式的二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法适用于评价在锂离子电池等二次电池中产生了伴随着急剧的温度上升的热失控时的安全性所用的试验。本实施方式的适用范围不仅涉及以一个二次电池为对象的试验，也涉及以将多个单电池组合而构成的组电池为对象的试验。在以一个二次电池为试验对象的情况下，强制地使该二次电池热失控而评价是否产生着火、破裂等的安全性。另一方面，在以组电池为试验对象的情况下，强制地使构成该组电池的多个单电池中的一个单电池热失控而评价其他单电池是否产生延烧的安全性。以下，对于本实施方式的二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法，列举以组电池为试验对象的情况为例进行说明。
[0059]
[关于试验装置]
[0060]
(第一实施方式)
[0061]
图1是表示本发明的第一实施方式的试验装置e1的构成的图。图1所例示的试验装置e1适用于强制地使构成组电池lb的多个单电池lb2中的一个单电池lb2热失控而评价其他单电池lb2是否产生延烧的耐延烧试验。
[0062]
在对试验装置e1的构成进行说明之前，对组电池lb进行说明。组电池lb通过在塑料制的组电池壳体lb1内排列多个单电池lb2而成。各单电池lb2是锂离子电池等二次电池。各单电池lb2具有金属制的电池壳体lb21、收容于电池壳体lb21内的电解液(未图示)、在电池壳体lb21内浸渍于电解液的正极lb22以及负极lb23、在电池壳体lb21内夹设于正极lb22与负极lb23之间的分隔件lb24。在图1所示的例子中，平板状的多个正极lb22与多个负极lb23相互平行地交替排列，在相互邻接的正极lb22与负极lb23之间配置有平板状的分隔件lb24。而且，在正极lb22或者负极lb23与电池壳体lb21对置的位置也以在它们之间夹设分隔件lb24的方式配置。
[0063]
如图1所示，试验装置e1具备试验夹具1、支承部件2、电力供给部3、促动器4以及控制器5。
[0064]
试验夹具1是在强制地使构成组电池lb的多个单电池lb2中的一个单电池lb2热失控时使用的夹具。关于该试验夹具1，参照图2的剖面图进行说明。试验夹具1具备钉部11与加热器12。
[0065]
钉部11是通过贯通组电池壳体lb1并刺入与该组电池壳体lb1对置的一个单电池lb2、从而能够使该单电池lb2产生模拟的内部短路的棒状的部件。模拟的内部短路指的是在单电池lb2的内部利用钉部11使正极lb22与负极lb23短路的状态、利用钉刺带来的物理变形而使正极lb22与负极lb23短路的状态。钉部11的与轴向垂直的剖面形状不被特别限定，但在本实施方式中是圆形状。钉部11由导电性以及热传导性良好、并且具有刺入单电池lb2时不会变形那样的硬度的金属原材料构成。另外，钉部11也可以由陶瓷等不具有导电性的原材料构成。钉部11具有位于轴向的一侧的端部的顶端的尖锐的尖端部113、及位于轴向的与一侧相反的另一侧的端部的基端部114。钉部11在基端部114由后述的支承部件2支承的状态下使尖端部113刺入单电池lb2。
[0066]
而且，钉部11在其内部具有从基端部114在轴向上延伸至尖端部113与基端部114之间的中间部115的有底孔111。该有底孔111形成于钉部11的径向的中央。在钉部11的有底孔111填充有具有电绝缘性的粒状的无机绝缘材料112。
[0067]
加热器12若从后述的电力供给部3接受电力的供给，则发热以使钉部11升温。加热器12通过自身的发热使钉部11升温而将该钉部11加热。在加热器12连接有一对导线121。加热器12若经由一对导线121被供给电力则发热。若加热器12发热，则钉部11升温。加热器12以在收容于钉部11的有底孔111内的状态下配置于中间部115的方式内置于钉部11。即，加热器12内置于钉部11的中间部115。加热器12在收容于钉部11的有底孔111内的状态下，被填充于有底孔111内的无机绝缘材料112限制了位移，以防止与钉部11的内表面的接触。
[0068]
加热器12是通过经由一对导线121被供给电力而发热的电阻发热体。加热器12利用由镍
·
铬、铁
·
铬
·
铝等金属构成的金属发热体构成。另外，加热器12也可以由碳化硅、碳等非金属的发热体构成。加热器12的形状不被特别限定，也可以是直线状、螺旋状、板状
等任意形状。加热器12优选的是在钉部11的有底孔111内配置于钉部11的径向的中央，但也可以配置于在允许范围内从径向的中央向外侧偏离的位置。另外，也可以将多个加热器12配置于钉部11的有底孔111内。在该情况下，多个加热器12在有底孔111内沿钉部11的径向相互隔开规定的间隔而配置。
[0069]
一对导线121是在对加热器12供给电力时流过电流的导线。一对导线121的一端连接于加热器12，与一端相反的另一端连接于后述的电力供给部3的升温调整器31。一对导线121从钉部11的基端部114向钉部11的外侧延伸突出。一对导线121中的从钉部11的延伸突出部分由具有电绝缘性的覆盖材料13覆盖。
[0070]
另外，加热器12并不限定于上述构成，也可以由在填充有无机绝缘材料的金属套管的内部收容有电阻发热体而成的筒式加热器构成。在该情况下，筒式加热器收容于钉部11的有底孔111。筒式加热器在收容于有底孔111的状态下被填充于该有底孔111的无机绝缘材料112限制了位移。另外，在作为加热器12使用筒式加热器的情况下，无需在钉部11的有底孔111填充无机绝缘材料112。在该情况下，以使筒式加热器的金属套管的至少前端接触规定有底孔111的钉部11的内表面的方式将筒式加热器压入有底孔111，从而能够相对于钉部11固定筒式加热器。也可以在规定有底孔111的钉部11的内表面使用热传导性以及耐热性良好的粘合剂粘合筒式加热器来固定。
[0071]
如图1所示，支承部件2是支承钉部11的部件。支承部件2通过夹持钉部11的基端部114来支承钉部11。另外，作为支承部件2对钉部11的支承构造，也可以采用钉部11的基端部114利用紧固部件等紧固于支承部件2的构造。支承部件2由电绝缘性以及热传导性良好的原材料构成。支承部件2利用后述的促动器4移动。通过该支承部件2的移动，能够使支承于该支承部件2的钉部11移动。
[0072]
电力供给部3经由一对导线121向加热器12供给电力。电力供给部3具有升温调整器31与电源32。在升温调整器31连接有一对导线121，并且连接有电源32。升温调整器31是能够调整经由一对导线121向加热器12供给的电力的电力调整器。升温调整器31通过调整电源32对加热器12的供给电力，能够调整加热器12的发热量。即，升温调整器31通过调整电源32对加热器12的供给电力，能够调整加热器12进行的钉部11的升温。升温调整器31由后述的控制器5控制。
[0073]
促动器4是通过来自电源32的电力供给使支承部件2直线移动的移动机构。促动器4伴随着该支承部件2的移动使钉部11朝向单电池lb2直线移动。促动器4在钉部11向单电池lb2刺入时以及使刺入单电池lb2的钉部11离开单电池lb2时，使支承部件2移动。另外，促动器4只要是相对于单电池lb2使钉部11相对移动的构造即可。例如促动器4也可以取代使支承部件2移动的构造而为使保持组电池lb的保持台移动的构造。在该情况下，促动器4也能够使钉部11朝向单电池lb2相对地移动。促动器4由后述的控制器5控制。
[0074]
电源32经由升温调整器31向加热器12供给电力，并且向促动器4供给电力。在图1中，例示了在升温调整器31以及促动器4连接一个电源32的构成，但也可以在升温调整器31与促动器4分别分开地设置电源32。
[0075]
控制器5由cpu(central pocessing unit)、存储控制程序的rom(read only memory)、被用作cpu的作业区域的ram(random access memory)等构成。控制器5通过由cpu执行存储于rom的控制程序来控制升温调整器31以及促动器4。另外，如图1所示，在控制器5
电连接有检测单电池lb2的表面温度的温度传感器ts。由此，由温度传感器ts检测出的单电池lb2的表面温度相关的信息被输入到控制器5。温度传感器ts安装于单电池lb2的表面。
[0076]
控制器5在强制地使构成组电池lb的多个单电池lb2中的一个单电池lb2热失控的试验中，进行钉刺控制、加热控制、热失控监视控制以及试验结束控制。
[0077]
控制器5在钉刺控制中控制促动器4，使支承部件2移动以使钉部11刺入单电池lb2。在刺入了钉部11的单电池lb2中产生模拟的内部短路。若在单电池lb2产生内部短路，则在该单电池lb2的内部短路部发热。
[0078]
控制器5在加热控制中控制升温调整器31，使其调整经由一对导线121向加热器12供给的电力。由此，通过加热器12的发热使钉部11升温。
[0079]
控制器5在热失控监视控制中基于温度传感器ts的检测结果监视单电池lb2的热失控，判断单电池lb2是否达到热失控。控制器5在温度传感器ts的检测结果是表示单电池lb2的急剧的温度上升的结果的情况下，判断为单电池lb2达到热失控。另一方面，在没有单电池lb2的急剧的温度上升的情况下，控制器5判断为单电池lb2未达到热失控。
[0080]
控制器5在单电池lb2达到热失控然后经过了规定时间时，进行试验结束控制。控制器5在试验结束控制中控制促动器4，使支承部件2移动以使刺入单电池lb2的钉部11离开单电池lb2。进而，控制器5在试验结束控制中控制升温调整器31，使经由一对导线121向加热器12的电力的供给停止。
[0081]
如以上说明那样，在具备试验夹具1的试验装置e1中，能够利用加热器12使刺入单电池lb2而与单电池lb2的内部接触的针部11升温。因此，通过向单电池lb2刺入钉部11，能够利用来自由加热器12升温的钉部11的导热，使该钉部11的热量直接传递到单电池lb2的内部，将单电池lb2的内部强制地加热。另外，在通过刺入钉部11而在单电池lb2产生内部短路而发热那样的情况下，除了该发热之外，也能够利用来自由加热器12升温的钉部11的导热将单电池lb2的内部强制地加热。由此，在强制地使单电池lb2热失控而评价安全性时，能够高效地使其热失控。
[0082]
另外，在使用了试验夹具1的试验中，利用来自刺入单电池lb2的钉部11的导热将单电池lb2的内部加热，因此能够直接加热单电池lb2的内部短路部。并且，通过利用来自钉部11的导热将单电池lb2的内部加热，例如与将单电池lb2的表面加热的情况比较，能够减少加热对构成组电池lb的其他单电池lb2的影响。
[0083]
另外，在试验夹具1中，由于是加热器12内置于钉部11的构造，因此能够使加热器12产生的热量不向外部扩散而是高效地传递到钉部11。因此，加热器12能够有效地使钉部11升温。由此，能够有效地进行伴随着从钉部11向内部短路部的导热的单电池lb2的内部的强制的加热。另外，通过将加热器12内置于钉部11，能够避免加热器12自身接触单电池lb2。
[0084]
(第一实施方式的变形例)
[0085]
适用于第一实施方式的试验装置e1的试验夹具的构造并不限定于上述试验夹具1的构造。图3是表示适用于试验装置e1的试验夹具1的变形例的剖面图。在本变形例的试验夹具1中，加热器12相对于钉部11的配置位置与上述试验夹具1不同。
[0086]
如图3所示，在本变形例的试验夹具1中，在钉部11中，填充有无机绝缘材料112的有底孔111形成为从基端部114延伸到包含尖端部113的区域。而且，加热器12以在收容于钉部11的有底孔111内的状态下配置于尖端部113的方式内置于钉部11。即，加热器12内置于
钉部11的尖端部113。在这种构造的试验夹具1中，能够利用加热器12的发热高效地使刺入单电池lb2的钉部11的尖端部113升温。因此，在使单电池lb2强制地热失控而评价安全性时，能够高效地使其热失控。
[0087]
(第二实施方式)
[0088]
图4是表示本发明的第二实施方式的试验装置e2的构成的图。图5是表示适用于试验装置e2的试验夹具1的构成的剖面图。这里，对与第一实施方式不同的构成要素进行说明，关于其他构成要素省略说明。
[0089]
在第二实施方式的试验装置e2中，试验夹具1的构造与应用于第一实施方式的试验装置e1的情况不同。
[0090]
在第二实施方式的试验夹具1中，在钉部11未形成有有底孔。而且，加热器12安装于钉部11的外周面。具体而言，加热器12为在钉部11的外周面安装于尖端部113与基端部114之间的中间部115的构造。即，加热器12在钉部11的外周面配置于在钉部11刺入单电池lb2的状态下不与该单电池lb2接触的位置。加热器12相对于钉部11的外周面的安装位置只要是不与单电池lb2接触的位置即可，并不限定于中间部115。例如加热器12也可以在钉部11的外周面安装于比中间部115靠尖端部113侧，或者也可以安装于比中间部115靠基端部114侧。加热器12为多层构造体，该多层构造体具有经由一对导线121被供给电力从而发热的电阻发热层、及配置于电阻发热层与钉部11的外周面之间的绝缘层。电阻发热层由金属发热体、非金属发热体等电阻发热体构成。绝缘层由电绝缘性良好的原材料构成。加热器12的形状不被特别限定，也可以是片状、筒状等任意形状。加热器12通过使用了热传导性以及耐热性良好的粘合剂的粘合、使用了铆接部件的紧固等，安装于钉部11的中间部115的外周面。
[0091]
在试验装置e2中，能够使向单电池lb2刺入的钉部11利用安装于该钉部11的外周面的加热器12的发热来升温。因此，通过向单电池lb2刺入钉部11，能够利用来自由加热器12升温的钉部11的导热强制地加热单电池lb2的内部。另外，在通过刺入钉部11而在单电池lb2产生内部短路来发热那样的情况下，除了该发热之外，也能够利用来自由加热器12升温的钉部11的导热强制地加热单电池lb2的内部。由此，在强制地使单电池lb2热失控来评价安全性时，能够高效地使其热失控。
[0092]
另外，由于是加热器12安装于钉部11的外周面的构造，因此能够在钉部11刺入单电池lb2的状态下高效地加热与该单电池lb2的内部相接的钉部11的外周面。因此，能够有效地进行伴随着来自钉部11的导热的单电池lb2的内部的强制的加热。另外，通过在钉部11的外周面安装加热器12的构造，能够减小钉部11。
[0093]
(第三实施方式)
[0094]
图6是表示本发明的第三实施方式的试验装置e3的构成的图。这里，对与第一实施方式不同的构成要素说明，对于其他的构成要素省略说明。
[0095]
适用于试验装置e3的钉部11是在评价二次电池的安全性的钉刺试验中通常使用的钉部件。因此，钉部11与第一实施方式以及第二实施方式的试验夹具1不同，不具备加热器。取代于此，在试验装置e3中，在支承钉部11的支承部件2安装有加热器12。
[0096]
加热器12经由支承部件2使钉部11升温。具体而言，加热器12利用与经由一对导线121的电力供给相应的发热使支承部件2升温，伴随着于此，使支承于支承部件2的钉部11升
温。
[0097]
加热器12也可以安装于支承部件2的外周面，也可以埋设于支承部件2的内部。在采用安装于支承部件2的外周面的构造的情况下，作为加热器12，能够使用具有电阻发热层和绝缘层的多层构造体等，该电阻发热层通过经由一对导线121被供给电力而发热，该绝缘层配置于电阻发热层与钉部11的外周面之间。另一方面，在采用埋设于支承部件2的内部的构造的情况下，作为加热器12，能够使用在填充有无机绝缘材料的金属套管的内部收容有电阻发热体而成的筒式加热器等。
[0098]
在试验装置e3中，由于将加热器12安装于支承部件2，因此能够利用来自由加热器12加热的支承部件2的导热使钉部11升温。因此，通过从由加热器12升温的钉部11向单电池lb2的内部的导热，能够强制地加热单电池lb2的内部。
[0099]
(第四实施方式)
[0100]
图7是表示本发明的第四实施方式的试验装置e4的构成的图。图8是表示适用于试验装置e4的试验夹具1的构成的剖面图。这里，对与第一实施方式不同的构成要素进行说明，对于其他的构成要素省略说明。
[0101]
在第四实施方式的试验装置e4中，试验夹具1的构造与应用于第一实施方式的试验装置e1的情况不同。而且，在试验装置e4中，在图7所示那样设有测量器6。
[0102]
第四实施方式的试验夹具1除了钉部11以及加热器12之外还具备热电偶14。
[0103]
第四实施方式的试验夹具1在钉部11的中间部115内置有加热器12这一点与第一实施方式的试验夹具相同。
[0104]
热电偶14构成检测由加热器12升温的钉部11的温度的温度检测部。热电偶14如图8所示，具有热电偶线材141与测温部142。热电偶14以测温部142位于尖端部113的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111，从而内置于钉部11。另外，热电偶线材141插入于有底孔111的状态下的测温部142的位置并不限定于尖端部113。例如，在热电偶14中，也可以以测温部142位于尖端部113与基端部114之间的规定位置的方式将热电偶线材141插入于有底孔111。
[0105]
热电偶线材141在填充有无机绝缘材料112的钉部11的有底孔111内与加热器12分离地配置。热电偶线材141具有由不同种类的金属构成的一对(或者多对)线材。热电偶线材141中的一对线材结合于测温部142，并且与测温部142相反的一侧的端部也是例如经由补偿导线而结合。如此，热电偶线材141由不同种类的金属形成闭环，并基于若在其两结合部间赋予温度差则产生热电动势这一公知的塞贝克效应构成。即，热电偶线材141根据测温部142检测的温度产生热电动势，并输出与该热电动势相应的信号(热电动势信号)。从热电偶线材141输出的热电动势信号被输入到测量器6。
[0106]
另外，热电偶14并不限定于上述构成，也可以通过在填充有无机绝缘材料的保护管的内部插入热电偶线材141而成。保护管可以由不锈钢等金属原材料构成，也可以由聚四氟乙烯等非金属原材料构成。
[0107]
如图7所示，在测量器6连接有热电偶线材141，并且连接有电源。测量器6被输入从热电偶线材141输出的热电动势信号。测量器6将输入的热电动势信号所示的热电动势换算为温度，并将表示该换算的温度的测量温度信号向控制器5输出。
[0108]
控制器5基于从测量器6输出的测量温度信号，控制升温调整器31。
[0109]
如以上说明那样，在试验装置e4中，能够利用加热器12使刺入单电池lb2的钉部11升温。因此，能够利用从由加热器12升温的钉部11向单电池lb2的内部的导热，强制地加热单电池lb2的内部。
[0110]
而且，在试验装置e4中，能够基于根据来自热电偶线材141的热电动势从测量器6输出的测量温度信号，检测由加热器12升温的钉部11的温度。因此，控制器5能够在监视钉部11的温度的同时控制升温调整器1。由此，控制器5能够通过升温调整器31的控制，根据钉部11的温度调整加热器12的发热量。
[0111]
另外，控制器5也能够基于钉部11的温度的检测结果预测与该钉部11相接的单电池lb2的内部短路部的温度。
[0112]
(第四实施方式的第一变形例)
[0113]
适用于第四实施方式的试验装置e4的试验夹具1的构造并不限定于上述构造。图9是表示适用于试验装置e4的试验夹具1的变形例的剖面图。在本变形例的试验夹具1中，加热器12相对于钉部11的配置位置与上述试验夹具1不同。
[0114]
如图9所示，在本变形例的试验夹具1中，加热器12以在收容于钉部11的有底孔111内的状态下配置于尖端部113的方式内置于钉部11。即，加热器12内置于钉部11的尖端部113。
[0115]
另外，在本变形例的试验夹具1中，热电偶14以测温部142位于尖端部113的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111从而内置于钉部11。热电偶线材141在填充有无机绝缘材料112的钉部11的有底孔111内配置为与加热器12分离。
[0116]
在这种构造的试验夹具1中，能够利用加热器12的发热高效地加热刺入单电池lb2的钉部11的尖端部113，并且能够利用热电偶14检测钉部11的温度。
[0117]
(第四实施方式的第二变形例)
[0118]
图109是表示适用于试验装置e4的试验夹具1的变形例的剖面图。在本变形例的试验夹具1中，热电偶14相对于钉部11的配置位置与上述试验夹具1不同。
[0119]
如图10所示，在本变形例的试验夹具1中，加热器12以在收容于钉部11的有底孔111内的状态下配置于中间部115的方式内置于钉部11。即，加热器12内置于钉部11的中间部115。
[0120]
另外，在本变形例的试验夹具1中，热电偶14以测温部142位于中间部115的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111从而内置于钉部11。热电偶线材141在填充有无机绝缘材料112的钉部11的有底孔111内配置为与加热器12分离。
[0121]
在这种构造的试验夹具1中，能够利用热电偶14适当地检测加热器12所配置的钉部11的中间部115的温度。
[0122]
(第五实施方式)
[0123]
图11是表示本发明的第五实施方式的试验装置e5的构成的图。图12是表示适用于试验装置e5的试验夹具1的构成的剖面图。这里，对与第四实施方式不同的构成要素说明，对于其他的构成要素省略说明。
[0124]
在第五实施方式的试验装置e5中，试验夹具1的构造与应用于第四实施方式的试验装置e4的情况不同。
[0125]
在第五实施方式的试验夹具1中，钉部11从基端部114到尖端部113形成有有底孔
111。另外，加热器12为安装于钉部11的中间部115的外周面的构造。即，第五实施方式的试验夹具1在钉部11的中间部115的外周面安装有加热器12这一点与第二实施方式的试验夹具1相同。
[0126]
在第五实施方式的试验夹具1中，热电偶14以测温部142位于尖端部113的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111从而内置于钉部11。
[0127]
在试验装置e5中，能够使刺入单电池lb2的钉部11利用安装于该钉部11的外周面的加热器12的发热而升温，并且能够利用热电偶14检测钉部11的温度。
[0128]
(第五实施方式的变形例)
[0129]
适用于第五实施方式的试验装置e5的试验夹具1的构造并不限定于上述构造。图13是表示适用于试验装置e5的试验夹具1的变形例的剖面图。在本变形例的试验夹具1中，热电偶14相对于钉部11的配置位置与上述试验夹具1不同。
[0130]
如图13所示，在本变形例的试验夹具1中，钉部11从基端部114到中间部115形成有有底孔111。而且，热电偶14以测温部142位于中间部115的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111从而内置于钉部11。
[0131]
在这种构造的试验夹具1中，能够利用热电偶14适当地检测在钉部11的外周面配置加热器12的中间部115的温度。
[0132]
(第六实施方式)
[0133]
图14是表示本发明的第六实施方式的试验装置e6的构成的图。图15是表示在试验装置e6中使用的钉部11的构成的剖面图。这里，对与第四实施方式不同的构成要素进行说明，对于其他的构成要素省略说明。
[0134]
在试验装置e6中，在支承钉部11的支承部件2安装有加热器12。在这一点，试验装置e6与第三实施方式的试验装置e3相同。加热器12经由支承部件2使钉部11升温。
[0135]
在试验装置e6中，由于加热器12安装于支承部件2，因此能够利用来自由加热器12加热的支承部件2的导热使刺入单电池lb2的钉部11升温。而且，在试验装置e6中，能够利用内置于钉部11的热电偶14检测钉部11的温度。
[0136]
(第六实施方式的变形例)
[0137]
在第六实施方式的试验装置e6中使用的钉部11的构造也可以是图16所例示的构造。在图16所示的例子中，在钉部11的基端部114形成有有底孔111。在该情况下，热电偶14以测温部142位于基端部114的方式使热电偶线材141插入于钉部11的有底孔111，从而内置于钉部11的基端部114。
[0138]
在基端部114内置有热电偶14的钉部11中，能够利用热电偶14适当地检测由加热器12加热的支承部件2相接的基端部114的温度。
[0139]
[关于试验方法]
[0140]
接下来，对二次电池的试验方法进行说明。二次电池的试验方法的各工序基于第一～第六实施方式的试验装置e1～e6所具备的控制器5的控制来进行。以下，列举使用了第一实施方式的试验装置e1的情况为例，对二次电池的试验方法进行说明。
[0141]
(第一试验方法)
[0142]
图17是使用了试验装置e1的第一试验方法的流程图。在试验夹具1的钉部11由支承部件2支承的状态下，在与钉部11的尖端部113对置的规定位置放置组电池lb，若按下开
始按钮，则控制器5的控制开始。若控制器5的控制开始，则评价组电池lb的安全性的试验开始。另外，在从试验开始到试验结束的试验期间，构成组电池lb的多个单电池lb2中的试验对象的一个单电池lb2的表面温度被温度传感器ts检测，其检测结果被输入到控制器5。
[0143]
首先，控制器5控制促动器4，进行使支承部件2移动以向试验对象的单电池lb2刺入钉部11的钉刺控制(步骤a1、钉刺工序)。在被刺入了钉部11的单电池lb2产生模拟的内部短路。若在单电池lb2产生内部短路，则在该单电池lb2的内部短路部中发热。
[0144]
接着，控制器5控制升温调整器31，使其调整经由一对导线121的对于加热器12的供给电力，并进行利用加热器12使钉部11升温的加热控制(步骤a2、加热工序)。
[0145]
在执行钉刺控制以及加热控制之后，控制器5基于温度传感器ts的检测结果，进行判断单电池lb2是否达到热失控的热失控监视控制(步骤a3、热失控监视工序)。控制器5在温度传感器ts的检测结果是表示单电池lb2的急剧的温度上升的结果的情况下，判断为单电池lb2达到热失控。另一方面，在没有单电池lb2的急剧的温度上升的情况下，控制器5判断为单电池lb2未达到热失控。在该情况下，控制器5控制升温调整器31，使经由一对导线121向加热器12供给的电力增加。由此，加热器12的发热量提高，能够加强加热器12对钉部11的加热。因此，能够提高单电池lb2达到热失控的可能性。
[0146]
若单电池lb2达到热失控然后经过规定时间，则控制器5进行试验结束控制(步骤a4)。控制器5在试验结束控制中控制促动器4，使支承部件2移动以使刺入单电池lb2的钉部11离开单电池lb2。进而，控制器5控制升温调整器31，使经由一对导线121的向加热器12的电力供给停止。
[0147]
在控制器5执行试验结束控制之后，作业员目视确认是否产生了向试验对象的单电池lb2以外的其他单电池的延烧。另外，也可以在与试验对象的单电池lb2邻接的单电池预先安装有第二温度传感器。在该情况下，基于第二温度传感器的检测结果，能够确认是否产生了向安装有该第二温度传感器的单电池的延烧。
[0148]
如以上说明那样，在第一试验方法中，向试验对象的单电池lb2刺入钉部11而使其产生内部短路，之后，利用加热器12使刺入单电池lb2的钉部11升温。由此，能够高效地使单电池lb2热失控。
[0149]
另外，在上述说明了控制器5在钉刺控制之后进行加热控制的试验方法，但并不限定于此。例如在第一试验方法中，控制器5也可以构成为在钉刺控制的同时进行加热控制。即，控制器5同时进行钉刺控制与加热控制。在该情况下，能够向试验对象的单电池lb2刺入钉部11而使其产生内部短路，并且利用加热器12使刺入该单电池lb2的钉部11升温。
[0150]
另外，在第一试验方法中，控制器5也可以省略上述热失控监视控制。在该情况下，控制器5在钉刺控制之后进行加热控制，或者在钉刺控制的同时进行加热控制。然后，若利用加热器12使刺入试验对象的单电池lb2的钉部11升温然后经过规定时间，则控制器5进行试验结束控制。
[0151]
(第二试验方法)
[0152]
图18是使用了试验装置e1的第二试验方法的流程图。在第二试验方法中，若开始按钮被按下，则控制器5控制升温调整器31，使其调整经由一对导线121的对于加热器12的供给电力，并进行利用加热器12使钉部11升温的加热控制(步骤b1、加热工序)。
[0153]
接着，控制器5控制促动器4，进行使支承部件2移动以向试验对象的单电池lb2刺
入钉部11的钉刺控制(步骤b2、钉刺工序)。在刺入了钉部11的单电池lb2产生模拟的内部短路。
[0154]
在执行加热控制以及钉刺控制之后，控制器5与第一试验方法相同地进行热失控监视控制(步骤b3，热失控监视工序)，之后，进行试验结束控制(步骤b4)。
[0155]
如以上说明那样，在第二试验方法中，将预先由加热器12升温的钉部11向试验对象的单电池lb2刺入而使其产生内部短路。由此，能够利用来自预先升温的钉部11的导热迅速地加热单电池lb2。因此，能够高效地使单电池lb2热失控。
[0156]
另外，在上述说明了控制器5在加热控制之后进行钉刺控制的试验方法，但并不限定于此。例如在第二试验方法中，控制器5也可以构成为在加热控制的同时钉刺控制。即，控制器5同时进行加热控制与钉刺控制。在该情况下，能够利用加热器12使钉部11升温，并且将该钉部11向试验对象的单电池lb2刺入而使其产生内部短路。
[0157]
另外，在第二试验方法中，控制器5也可以省略上述热失控监视控制。在该情况下，控制器5在加热控制之后进行钉刺控制，或者在加热控制的同时钉刺控制。然后，若利用加热器12升温的钉部11向试验对象的单电池lb2刺入然后经过规定时间，则控制器5进行试验结束控制。
[0158]
(第三试验方法)
[0159]
图19是使用了试验装置e1的第三试验方法的流程图。在第三试验方法中，若开始按钮被按下，则控制器5控制促动器4，进行使支承部件2移动以向试验对象的单电池lb2刺入钉部11的钉刺控制(步骤c1、针刺工序)。在刺入了钉部11的单电池lb2产生模拟的内部短路。
[0160]
接着，控制器5基于温度传感器ts的检测结果，进行根据伴随着钉部11的刺入的内部短路判断单电池lb2是否达到热失控的热失控监视控制(步骤c2、热失控监视工序)。
[0161]
控制器5在判断为钉部11刺入单电池lb2然后在规定时间内未产生该单电池lb2的热失控的情况下，进行加热控制(步骤c3、加热工序)。控制器5在加热控制中控制升温调整器31，使其调整经由一对导线121的对于加热器12的供给电力，利用加热器12使钉部11升温。然后，若单电池lb2达到热失控然后经过规定时间，则控制器5进行试验结束控制(步骤c4)。
[0162]
控制器5也可以构成为，在热失控监视控制(步骤c2)中，在根据钉部11的刺入判断为单电池lb2产生了热失控的情况下，省略加热控制(步骤c3)而进行试验结束控制(步骤c4)。
[0163]
如以上说明那样，在第三试验方法中，在通过钉部11的刺入而在单电池lb2产生了内部短路的状态下，单电池lb2未达到热失控的情况下，能够利用来自由加热器12升温的钉部11的导热加热单电池lb2。由此，能够引发单电池lb2的热失控。
[0164]
以上，说明了本发明的实施方式的二次电池的试验夹具、试验装置以及试验方法，但本发明并不限定于此，例如能够采用如下那样的变形实施方式。
[0165]
在上述实施方式中，说明了以组电池为试验对象的情况下的试验夹具、试验装置以及试验方法，但本发明并不限定于此。本发明也能够适用于以一个二次电池为试验对象的情况。
[0166]
在上述第四～第六实施方式中，说明了测量器6将由从热电偶线材141输出的热电
动势信号所示的热电动势换算为温度的构成，但并不限定于这种构成。例如也可以是控制器5具有将热电动势换算为温度的功能构成。在该情况下，省略测量器6的设置，从热电偶线材141输出的热电动势信号被直接输入到控制器5。控制器5将输入的热电动势信号所示的热电动势换算为温度。
[0167]
在上述第四～第六实施方式中，说明了检测钉部11的温度的温度检测部由热电偶14构成这一点，但温度检测部并不限定于热电偶14。例如温度检测部也可以由热敏电阻、测温电阻体等构成。
[0168]
在上述第四～第六实施方式中，说明了构成温度检测部的热电偶14内置于钉部11的构成，但并不限定于这种构成。例如温度检测部也可以安装于钉部11的外周面。在该情况下，温度检测部在钉部11的外周面配置于在钉部11刺入单电池lb2的状态下不与该单电池lb2接触的位置。