密闭型二次电池的监视传感器、密闭型二次电池及密闭型二次电池的监视方法技术

本发明专利技术的密闭型二次电池的监视传感器具有：含有磁性填料且安装于外装体或电极组的高分子基质层3、和检测与该高分子基质层3的变形相伴的磁变化的磁检测部4。磁性填料沿着高分子基质层3的面内方向被磁化。在使边缘对置排列的高分子基质层3之间形成界面层5，磁性填料的磁化方向在夹持该界面层5的一侧与另一侧互为相反方向且从高分子基质层3的厚度方向看为与界面层5交叉的方向。磁检测部4配置在通过界面层5而向高分子基质层3的厚度方向延伸的直线L1上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密闭型二次电池的监视传感器、密闭型二次电池及密闭型二次电池的监视方法
本专利技术涉及用于监视密闭型二次电池的监视传感器、安装有该监视传感器的密闭型二次电池和该密闭型二次电池的监视方法。
技术介绍
近年来，以锂离子二次电池为代表的密闭型二次电池(以下有时简称为“二次电池”)不仅作为便携电话、笔记本电脑等移动设备的电源来利用，而且还作为电动汽车、混合动力车这样的电动车辆用电源来利用。构成二次电池的单电池(cell)具有在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的结构，该电极组将正极和负极隔着在这两者间设置的隔板卷绕或层叠来构成。一般而言，外装体使用铝层压箔等层压膜、圆筒型或方型的金属罐。在该二次电池中存在以下问题：若因过充电等而使电解液分解，则随着因该分解气体所致的内压上升，单电池发生膨胀而变形，当在该状态下不停止充电电流或放电电流时形成破裂。以往，装配在规定以上的内压(例如1～2MPa左右)下开放的安全阀，但是在开放时电解液飞散而污染周围，因此期望即使不依赖于安全阀也能将破裂防患于未然的方法。另外，虽然铝层压膜型的二次电池达到破裂的危险性低，但是存在因单电池膨胀而使搭载有该二次电池的电气设备、模块损坏的风险。从此种情况出发，需要进行对二次电池的变形的监视，并且需要能够将其高灵敏度地进行检测的方法。在专利文献1中记载了一种监视装置，其在锂离子二次电池的安全阀的内侧空间配置压力传感器，并将利用该压力传感器检测到的压力用显示器来显示。但是，需要从容器内部的压力传感器向容器外部的显示器的电气布线，因此只要不追加密封该电气布线的周围的结构，就会妨碍密闭结构。另外，在专利文献2中记载了在电池壳体内具有电阻值会因内压的上升而发生变化的压敏导电性橡胶的密闭型蓄电池。但是，需要具有从电池壳体的内部向外部的电气布线，并且需要使电池壳体具有用于保持密闭结构的特殊结构。在专利文献3中记载了一种层压式电池，其在将层压膜的周边彼此熔接而成的熔接部的一部分形成不存在树脂层而使金属层彼此接触的部分，利用该部分剥离时的金属层的电压值的变化或电阻值的变化来检测内压的上升。但是，在电池中，若不达到在熔接部产生剥离的程度的内压，则无法进行检测，而且，在熔接部形成不存在树脂层的部分或剥离金属层便会成为故障的原因，因此并不理想。在专利文献4中记载了具有包含磁性填料的弹性体和检测因该弹性体的变形所致的磁变化的磁传感器的触觉传感器，该触觉传感器作为检测作用于弹性体的压力的压力传感器而构成。但是，该触觉传感器是假定应用于比较大的外力所作用的机器人的手、皮肤等的传感器，在监视如上所述的密闭型二次电池的变形的方面存在灵敏度不充分的情况。在实用上，为了监视密闭型二次电池的变形，提高该检测的灵敏度至关重要，但是并未公开用于此用途的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002－289265号公报专利文献2：日本特开2001－345123号公报专利文献3：日本特开2009－245879号公报专利文献4：日本特开2014－98687号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述实际情况完成的专利技术，其目的在于提供能够在不妨碍密闭结构的前提下高灵敏度地检测变形的密闭型二次电池的监视传感器、密闭型二次电池及密闭型二次电池的监视方法。用于解决课题的手段本专利技术的密闭型二次电池的监视传感器是在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的密闭型二次电池的监视传感器，该密闭型二次电池的监视传感器具有：含有磁性填料且安装于上述外装体或上述电极组的高分子基质层、和检测与上述高分子基质层的变形相伴的磁变化的磁检测部。进而，在本专利技术的密闭型二次电池的监视传感器中，关于高分子基质层中所含的磁性填料的磁化方向和对该高分子基质层的磁检测部的位置，采用后述的第1方案～第4方案中的任意。在该监视传感器中，若在二次电池的外装体或电极组发生变形，则相应会使高分子基质层发生变形，利用磁检测部来检测与该高分子基质层的变形相伴的磁变化。由于为此种检测磁变化的构成，因此无需从高分子基质层向磁检测部的电气布线，从而不妨碍密闭结构。而且，关于磁性填料的磁化方向和磁检测部的位置，具体采用第1方案～第4方案中的任意，由此可以高灵敏度地检测二次电池的变形。根据第1方案，提供以下构成：上述磁性填料沿着上述高分子基质层的面内方向被磁化，在使边缘对置排列的上述高分子基质层之间形成界面层，上述磁性填料的磁化方向在夹持该界面层的一侧与另一侧互为相反方向且从上述高分子基质层的厚度方向看为与上述界面层交叉的方向，在通过上述界面层而向上述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置有上述磁检测部。在该构成中，如上述那样在形成有界面层的高分子基质层的磁通密度变高的(磁场变强的)位置配置磁检测部，因此能够高灵敏度地检测二次电池的变形。根据第2方案，提供以下构成：上述磁性填料沿着上述高分子基质层的厚度方向被磁化，在通过上述高分子基质层的边缘而向上述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置上述磁检测部。根据该构成，如上述那样在高分子基质层的磁通密度变高的(磁场变强的)位置配置磁检测部，因此能够高灵敏度地检测二次电池的变形。根据第3方案，提供以下的构成：上述磁性填料沿着上述高分子基质层的厚度方向被磁化，在使边缘对置排列的上述高分子基质层之间设有间隙，上述磁性填料的磁化方向在夹持该间隙的一侧与另一侧互为相同，在通过上述间隙而向上述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置上述磁检测部。在该构成中，如上述那样在设有间隙的高分子基质层的磁通密变高的(磁场变强的)位置配置磁检测部，因此能够高灵敏度地检测二次电池的变形。根据第4方案，提供以下构成：上述磁性填料沿着上述高分子基质层的厚度方向被磁化，在使边缘对置排列的上述高分子基质层之间形成界面层，上述磁性填料的磁化方向在夹持该界面层的一侧与另一侧互为相反方向，在通过上述界面层而向上述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置上述磁检测部。在该构成中，如上述那样在形成有界面层的高分子基质层的磁通密度变高的(磁场变强的)位置配置磁检测部，因此能够高灵敏度地检测二次电池的变形。本专利技术的密闭型二次电池安装有上述的监视传感器。在该密闭型二次电池中，若外装体或电极组发生变形，则相应会使高分子基质层发生变形，利用磁检测部来检测与该高分子基质层的变形相伴的磁变化。由于为此种检测磁变化的构成，因此无需从高分子基质层向磁检测部的电气布线，不会妨碍密闭结构。而且，关于磁性填料的磁化方向和磁检测部的位置，通过采用第1方案～第4方案中的任意，从而能够高灵敏度地检测其变形。本专利技术的密闭型二次电池的监视方法如下：使用上述监视传感器，利用上述磁检测部检测与上述高分子基质层的变形相伴的磁变化，并基于该磁变化检测上述密闭型二次电池的变形。根据该监视方法，如上述那样能够在不妨碍二次电池的密闭结构的前提下高灵敏度地检测其变形。附图说明图1为表示安装有监视传感器的密闭型二次电池的一例的(a)立体图和(b)A－A剖视图。图2为表示不均匀地分布有磁性填料的高分子基质层的结构的示意图。图3为表示第1方案的监视传感器的一例的示意图。图4为表示由图3的监视传感器得到的磁通密度测定的结果的图表。图5为对磁通密度的测定方法进行说明的图。图6为表示第2方案的监视传感器的一例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密闭型二次电池的监视传感器，其特征在于，其是在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的密闭型二次电池的监视传感器，该密闭型二次电池的监视传感器具有：含有磁性填料且安装于所述外装体或所述电极组的高分子基质层、和检测与上述高分子基质层的变形相伴的磁变化的磁检测部，所述磁性填料沿着所述高分子基质层的面内方向被磁化，在使边缘对置排列的所述高分子基质层之间形成界面层，所述磁性填料的磁化方向在夹持该界面层的一侧与另一侧互为相反方向且从所述高分子基质层的厚度方向看为与所述界面层交叉的方向，在通过所述界面层而向所述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置有所述磁检测部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 JP 2014-2389021.一种密闭型二次电池的监视传感器，其特征在于，其是在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的密闭型二次电池的监视传感器，该密闭型二次电池的监视传感器具有：含有磁性填料且安装于所述外装体或所述电极组的高分子基质层、和检测与上述高分子基质层的变形相伴的磁变化的磁检测部，所述磁性填料沿着所述高分子基质层的面内方向被磁化，在使边缘对置排列的所述高分子基质层之间形成界面层，所述磁性填料的磁化方向在夹持该界面层的一侧与另一侧互为相反方向且从所述高分子基质层的厚度方向看为与所述界面层交叉的方向，在通过所述界面层而向所述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置有所述磁检测部。2.一种密闭型二次电池的监视传感器，其特征在于，其是在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的密闭型二次电池的监视传感器，该密闭型二次电池的监视传感器具有：含有磁性填料且安装于所述外装体或所述电极组的高分子基质层、和检测与所述高分子基质层的变形相伴的磁变化的磁检测部，所述磁性填料沿着所述高分子基质层的厚度方向被磁化，在通过所述高分子基质层的边缘而向所述高分子基质层的厚度方向延伸的直线上配置有所述磁检测部。3.一种密闭型二次电池的监视传感器，其特征在于，其是在经密闭的外装体的内部容纳有电极组的密闭型...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田武司，河合敏晃，
申请(专利权)人：东洋橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP