測定裝置及測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對物性互不相同的多個結構體層疊而成的層疊體中的各結構體間的界面的界面電阻值進行測定的測定裝置及測定方法。
【背景技術】
[0002]作為使用由物性互不相同的板狀或膜狀的多個結構體層疊而成的層疊體的結構體，已知有鋰離子電池。該鋰離子電池通過疊加多個由活性物質層構成的電極(膜狀的兩個結構體層疊而成的層疊體)來制作得到，該活性物質層通過在金屬箔的一面或兩面涂布活性物質來形成。該情況下，作為判定構成鋰離子電池的各電極是否合格的一個判定項目，具有判定金屬箔與活性物質層之間的密接狀態是否良好。作為判定該密接狀態是否良好的試驗方法，已知有剝離試驗(剝皮試驗)、附著力試驗。剝離試驗中，在拉起粘貼于活性物質層表面的粘貼膠帶時，對活性物質層從金屬箔的剝離處于何種程度進行觀察，根據該觀察結果來判定密接狀態是否良好。在附著力試驗中，對例如以0.5mm左右的間距排列的多根針進行推壓，對電極的活性物質層的表面施加規定的加重，并通過使該多根針沿著表面直線移動來對活性物質層進行刮擦，接著，使電極旋轉90°，并以同樣的方式利用各針來對活性物質層進行刮擦。接著，觀察因刮擦而產生的活性物質層的剝離程度，根據該觀察結果來判定密接狀態是否良好。
[0003]然而，在上述剝離試驗、附著力試驗中，由于通過試驗者的觀察來進行是否良好的判定，因此，判定結果中存在有較多試驗者的主觀成分，其結果導致存在難以準確地進行金屬箔與活性物質層之間的密接狀態是否良好的判定的問題。并且，在剝離試驗、附著力試驗中，由于試驗步驟復雜且需要花費時間，因此也存在試驗效率較差的問題。發明人對解決這些問題的技術進行了研宄，結果發現通過對金屬箔與活性物質層之間的界面電阻進行測定，根據該測定值能夠判定金屬箔與活性物質層之間的密接狀態是否良好，只要能夠準確且容易地進行界面電阻的測定，則能夠解決上述問題。該情況下，作為測定電極這樣的板狀體的電阻的技術，已知有利用四探針法來測定電阻(表面電阻、體積固有電阻)的測定方法(例如，日本專利第2833623號公報所公開的測定方法)，考慮采用該方法來作為測定界面電阻的方法。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利第2833623號公報(第3_22頁、第I圖)
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0005]然而，在現有已知的四探針法中，難以準確地測定構成上述電極的金屬箔與活性物質層的界面的電阻。即，從測定原理上來看，四探針法是以測定由單一材料形成的測定對象的電阻為前提的。因此，在對由物性互不相同的多個結構體層疊而成的測定對象的體積固有電阻進行測定時，較難確定測定值是作為測定對象整體的平均體積固有電阻的值，還是靠近表面的部分的體積固有電阻的值。因此，難以利用四探針法來準確地測定金屬箔與活性物質層的界面的電阻。由此，難以利用現有的四探針法來測定對準確且容易地判定金屬箔與活性物質層的密接狀態是否良好而言不可或缺的金屬箔與活性物質層的界面的電阻，從而期望能開發出取而代之的技術。
[0006]本發明是鑒于上述問題而完成的，其主要目的在于提供一種能夠準確且容易地對物性互不相同的多個結構體層疊而成的層疊體中各結構體的密接狀態是否良好進行判定的測定裝置及測定方法。
解決技術問題所采用的技術方案
[0007]為達成上述目的，權利要求1所述的測定裝置包括:測定部，該測定部在向物性互不相同的板狀或膜狀的多個結構體層疊而成的層疊體的表面提供電信號的狀態下，執行對該表面的測定對象部位的電位進行測定的電位測定處理；以及處理部，該處理部使用由所述電位測定處理測定得到的所述電位的測定值，來執行預先確定的計算處理，由此求得所述層疊體中各所述結構體間的界面的界面電阻值。
[0008]權利要求2所述的測定裝置的特征在于，在權利要求1所述的測定裝置中，所述處理部執行以下處理來作為所述計算處理，即:將作為所述界面電阻值的代入值的代入電阻值代入包含有該界面電阻值作為參數的數學式，計算所述電位的計算值，并且邊改變該代入電阻值，邊執行比較該計算值與所述測定值的比較處理，然后將該比較處理中的比較結果滿足預先規定的規定條件時的所述代入電阻值作為所述界面電阻值。
[0009]權利要求3所述的測定裝置的特征在于，在權利要求2所述的測定裝置中，所述處理部將所述代入電阻值和作為所述結構體的電阻率的代入值的代入電阻率代入包含有所述界面電阻值和所述結構體的電阻率作為參數的所述數學式，計算所述計算值，并且邊改變該代入電阻值和該代入電阻率，邊執行比較該計算值與所述測定值的所述比較處理，然后將該比較處理中的比較結果滿足所述規定條件時的所述代入電阻值作為所述界面電阻值，并將該比較結果滿足該規定條件時的所述代入電阻率作為所述電阻率。
[0010]權利要求4所述的測定裝置的特征在于，在權利要求3所述的測定裝置中，所述測定部在所述電位測定處理中，在向所述結構體的所述表面的兩個信號輸入部位提供所述電信號的狀態下，對垂直于連接該各信號輸入部位的線段且通過各所述信號輸入部位的兩根直線所夾著并劃分得到的所述表面上的劃分區域內的部位、即與該各信號輸入部位中的某一個之間的間隔距離互不相同的至少三個所述測定對象部位的電位進行測定，所述處理部對于各所述測定對象部位中的一對測定對象部位的組合不同的多個組計算出該一對測定對象部位的各所述測定值的差分值，并且基于規定了第I比率和第2比率之間關系的關系式，計算出在所述比較處理中最開始代入所述數學式的所述代入電阻值和所述代入電阻率各自的初始值，然后執行該比較處理，其中該第I比率為所述多個組的各所述差分值彼此的比率，該第2比率為根據所述電阻率確定的所述結構體的電阻值與所述界面電阻值的比率。
[0011]權利要求5所述的測定裝置的特征在于，在權利要求4所述的測定裝置中，所述測定部在向所述電阻率互不相同的兩個所述結構體層疊而成的所述層疊體的該各結構體中該電阻率較高的結構體的所述表面的兩個所述信號輸入部位提供所述電信號的狀態下，對與任意一個所述信號輸入部位之間的間隔距離互不相同的三個所述測定對象部位的電位進行測定，所述處理部基于規定了作為所述多個組的兩組的所述第I比率和所述第2比率之間關系的所述關系式，來計算所述初始值。
[0012]權利要求6所述的測定裝置的特征在于，在權利要求5所述的測定裝置中，所述處理部將與任意一個所述信號輸入部位之間的間隔距離最短的所述測定對象部位作為基準部位，并將該基準部位作為所述兩組中的一對所述測定對象部位中的一個，由此來計算所述初始值。
[0013]權利要求7所述的測定裝置的特征在于，在權利要求6所述的測定裝置中，所述處理部基于所述關系式，來計算所述初始值，該關系式中將除所述基準部位以外的其他兩個所述測定對象部位中的與該基準部位之間的間隔距離較短的第I測定對象部位和該基準部位作為第I組，并將該兩個測定對象部位中的與所述基準部位之間的間隔距離較長的第2測定對象部位和該基準部位作為第2組，將所述第I組的所述差分值與該第2組的所述差分值的比率作為所述第I比率，并將所述結構體的所述電阻值與所述界面電阻值的比率作為所述第2比率。
[0014]權利要求8所述的測定裝置的特征在于，在權利要求4所述的測定裝置中，各所述測定對象部位設定在連接各所述信號輸入部位的所述線段上。
[0015]權利要求9所述的測定裝置的特征在于，在權利要求8所述的測定裝置中，所述第2測定對象部位設定于所述線段的中心部。
[0016]權利要求10所述的測定裝置的特征在于，在權利要求4所述的測定裝置中，各所述測定對象部位以使得相鄰測定對象部位彼此的間隔互相相等的方式進行設定。
[0017]權利要求11所述的測定裝置的特征在于，在權利要求2至10的任一項所述的測定裝置中，所述處理部將計算所述測定值與所述計算值的差分值來作為所述比較結果的處理作為所述比較處理并加以執行，在使用所述差分值并利用統計方法計算得到的值小于預先規定的規定值時，設定為滿足所述規定條件。
[0018]在權利要求12所述的測定方法中，在向物性互不相同的板狀或膜狀的多個結構體層疊而成的層疊體的表面提供電信號的狀態下，執行對該表面的測定對象部位的電位進行測定的電位測定處理，使用由所述電位測定處理測定得到的所述電位的測定值，來執行預先確定的計算處理，由此求得所述層疊體中各所述結構體間的界面的界面電阻值。
[0019]權利要求13所述的測定方法的特征在于，在權利要求12所述的測定方法中，將作為所述界面電阻值的代入值的代入電阻值代入包含有該界面電阻值作為參數的數學式，計算所述電位的計算值，并且，邊改變該代入電阻值，邊執行對該計算值和所述電位測定處理中測定得到的所述測定值進行比較的比較處理，并且作為所述計算處理，執行將所述比較處理中的比較結果滿足預先規定的規定條件時的所述代入電阻值作為所述界面電阻值的處理。
發明效果
[0020]權利要求1所述的測定裝置、以及權利要求12所述的測定方法中，執行對物性互不相同的多個結構體層疊而成的層疊體的表面的測定對象部位的電位進行測定的電位測定處理，使用由電位測定處理測定得到的電位的測定值，來執行預先確定的計算處理，由此求得層疊體中各結構體間的界面的界面電阻值。由此，根據該測定裝置及測定方法，與伴隨著復雜操作的剝離試驗、附著力試驗不同，能夠基于測定得到的界面電阻值來可靠且容易地對各結構體間彼此的密接狀態是否良好進行判定。此外，根據該測定裝置及測定方法，能夠利用與以測定由單一材料形成的測定對象的電阻為前提的四探針法完全不同的測定原理來測定電阻，從而能夠準確地對物性互不相同的多個結構體層疊而成的層疊體中的界面的電阻進行測定。因此，根據該測定裝置及測定方法，例如能夠準確且容易地對由物性互不相同的金屬箔和活性物質層層疊而構成的鋰離子電池的電極中的金屬箔與活性物質層的密接狀態是否良好進行判定。
[0021]權利要求2所述的測定裝置、以及權利要求13所述的測定方法中，將代入電阻值代入包含界面電阻值作為參數的數學式，邊改變代入電阻值，邊執行對計算得到的測定對象部位的電位的計算值和電位測定處理中測定得到的電位的測定值進行比較的比較處理，并且作為計算處理執行將比較處理中的比較結果滿足預先規定的規定條件時的代入電阻值作為界面電阻值的處理。因此，根據該測定裝置及測定方法，能夠根據求取界面電阻值的目的來任意地進行調整，例如嚴格地對規定條件進行規定，以提高界面電阻值的精度，或者放寬規定條件，以使得相比于界面電阻值的精度提高，優先實現處理時間的縮短。
[0022]在權利要求3所述的測定裝置中，將代入電阻值和作為電阻率的代入值的代入電阻率代入包含界面電阻值和結構體的電阻率作為參數的數學式，邊改變代入電阻值和代入電阻率，邊執行對計算得到的計算值和測定值進行比較的比較處理，并且將比較處理的比較結果滿足規定條件時的代入電阻值作為界面電阻值，將比較結果滿足規定條件時的代入電阻率作為電阻率。由此，在該測定裝置中，能夠在結構體的電阻率未知的情況下，在測定界面電阻值的同時一并對電阻率進行測定。因此，根據該測定裝置，除了能夠準確且容易地判定層疊體中各結構體彼此的密接狀態是否良好，例如，還能夠準確且容易地判定結構體是否具有符合規定的物性，從而能夠詳細地判定層疊體是否合格。
[0023]權利要求4所述的測定裝置中，基于規定了多個組的各測定對象部位的電位的測定值的差分值彼此的比率即第I比率、以及結構體的電阻值和界面電阻值的比率即第2比率之間關系的關系式，計算比較處理中最開始代入數學式的代入電阻值和代入電阻率各自的初始值，并執行比較處理。通過使用由此計算得到的代入電阻值和代入電阻率的各初始值，能夠得到比較處理中最初的比較結果在一定程度上接近規定條件的狀態。因此，根據該測定裝置，與代入電阻值和代入電阻率的各初始值規定為任意值的結構相比，能夠減少到