JP2002164086A - 非水系二次電池の製造法 - Google Patents
非水系二次電池の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極と負極とセパレータと電解液とからなる
二次電池において、前記正極と前記電解液との界面およ
び、前記負極と前記電解液との界面、および、前記セパ
レータと前記電解液との界面を均一かつ均質し、電池特
性、充放電サイクル特性、過充電時安全性に優れた二次
電池の製造法を提供する。 【解決手段】 界面活性剤を添加した電池を初期充電時
の充電電気量が電池容量の１０％〜５０％の範囲で、か
つ、４５℃〜１００℃の範囲でエージングする。
二次電池において、前記正極と前記電解液との界面およ
び、前記負極と前記電解液との界面、および、前記セパ
レータと前記電解液との界面を均一かつ均質し、電池特
性、充放電サイクル特性、過充電時安全性に優れた二次
電池の製造法を提供する。 【解決手段】 界面活性剤を添加した電池を初期充電時
の充電電気量が電池容量の１０％〜５０％の範囲で、か
つ、４５℃〜１００℃の範囲でエージングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池構成要素間の
界面状態を均一化かつ均質化し、前記界面の一部に電流
が集中することを防ぎ、電池特性、充放電サイクル特
性、過充電時の安全性等を良好にする非水系二次電池の
製造法に関する。
界面状態を均一化かつ均質化し、前記界面の一部に電流
が集中することを防ぎ、電池特性、充放電サイクル特
性、過充電時の安全性等を良好にする非水系二次電池の
製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、民生用電子機器のポータブル化、
コードレス化が急速に進んでいる。これにつれて駆動用
電源を担う小型、軽量、かつ高エネルギー密度を有する
二次電池への要望が高まっている。このような観点か
ら、特に非水系二次電池は、とりわけ高電圧、高エネル
ギー密度が可能な電池としてその期待は大きく開発が急
がれている。
コードレス化が急速に進んでいる。これにつれて駆動用
電源を担う小型、軽量、かつ高エネルギー密度を有する
二次電池への要望が高まっている。このような観点か
ら、特に非水系二次電池は、とりわけ高電圧、高エネル
ギー密度が可能な電池としてその期待は大きく開発が急
がれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エネルギー密
度増加のため、極板内の活物質比率が増すに従い、従来
の製造プロセスでは、正極及び負極と電解液との濡れ性
が悪化し、これらの界面が不均一、不均質になる。これ
により、電流が極板内の一部に集中し、電池特性、サイ
クル特性、過充電時安全性が悪化する問題が生じた。本
発明は、上記のような非水系二次電池の製造に関する問
題を解決し、電池特性、充放電サイクル特性、過充電時
の安全性に優れた非水系二次電池を提供することを目的
とする。
度増加のため、極板内の活物質比率が増すに従い、従来
の製造プロセスでは、正極及び負極と電解液との濡れ性
が悪化し、これらの界面が不均一、不均質になる。これ
により、電流が極板内の一部に集中し、電池特性、サイ
クル特性、過充電時安全性が悪化する問題が生じた。本
発明は、上記のような非水系二次電池の製造に関する問
題を解決し、電池特性、充放電サイクル特性、過充電時
の安全性に優れた非水系二次電池を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明は、遷移金属酸化物からなる正極、リ
チウム金属、リチウム合金、リチウムを吸蔵、放出でき
る物質または導電性物質からなる負極、セパレ−タ、及
び非水電解液を基本構成要素とする非水系二次電池の製
造法であって、前記正極、負極、セパレータ及び電解液
に界面活性剤を含ませる工程、初期充電後にエージング
を施す工程を有することを特徴とする。
の本願の第１発明は、遷移金属酸化物からなる正極、リ
チウム金属、リチウム合金、リチウムを吸蔵、放出でき
る物質または導電性物質からなる負極、セパレ−タ、及
び非水電解液を基本構成要素とする非水系二次電池の製
造法であって、前記正極、負極、セパレータ及び電解液
に界面活性剤を含ませる工程、初期充電後にエージング
を施す工程を有することを特徴とする。
【０００５】上記の製造法によって得られた電池要素
は、初期充放電後にエージングが施されることで、各構
成要素間の界面、すなわち正極と電解液との界面、負極
と電解液との界面およびセパレータと電解液との界面が
均一かつ均質に保たれる。これにより、極板の一部に負
荷が集中することなく充放電反応が進行し、負荷の集中
に起因する活物質の劣化及びリチウムの析出が抑制され
る。さらに、ハイレート放電や低温放電などの電池特
性、充放電サイクル特性、過充電安全性試験時において
良好な特性を示す非水系二次電池が得られるものであ
る。
は、初期充放電後にエージングが施されることで、各構
成要素間の界面、すなわち正極と電解液との界面、負極
と電解液との界面およびセパレータと電解液との界面が
均一かつ均質に保たれる。これにより、極板の一部に負
荷が集中することなく充放電反応が進行し、負荷の集中
に起因する活物質の劣化及びリチウムの析出が抑制され
る。さらに、ハイレート放電や低温放電などの電池特
性、充放電サイクル特性、過充電安全性試験時において
良好な特性を示す非水系二次電池が得られるものであ
る。
【０００６】また、本願の第２発明は、第１発明におけ
るセパレータに代えて高分子固体電解質を用いた非水系
二次電池の製造法であって、前記正極、負極、及び高分
子固体電解質に界面活性剤を含ませる工程、初期充電後
にエージングを施す工程を有することを特徴とする。
るセパレータに代えて高分子固体電解質を用いた非水系
二次電池の製造法であって、前記正極、負極、及び高分
子固体電解質に界面活性剤を含ませる工程、初期充電後
にエージングを施す工程を有することを特徴とする。
【０００７】上記の製造法によって得られた電池要素
は、正極と高分子固体電解質との界面、および、負極と
高分子固体電解質との界面が均一かつ均質に保たれる。
これにより、第１発明と同様の効果を奏する電池が得ら
れるものである。
は、正極と高分子固体電解質との界面、および、負極と
高分子固体電解質との界面が均一かつ均質に保たれる。
これにより、第１発明と同様の効果を奏する電池が得ら
れるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら説明するが、これらは、本発明を何ら
限定するものではない。
面を参照しながら説明するが、これらは、本発明を何ら
限定するものではない。
【０００９】図１は円筒形リチウムイオン電池の断面図
を示し、１は電池ケース、２は絶縁板、３はカスケッ
ト、４は安全部材を組み込んだ封口板、５はアルミニウ
ム製正極リード、６は正極板、７はセパレータ、８は負
極板、９は銅製負極リードである。
を示し、１は電池ケース、２は絶縁板、３はカスケッ
ト、４は安全部材を組み込んだ封口板、５はアルミニウ
ム製正極リード、６は正極板、７はセパレータ、８は負
極板、９は銅製負極リードである。
【００１０】正極板６は、正極活物質、導電剤、結着剤
とを溶剤に混練分散させた正極ペーストをアルミニウム
製の正極集電体に塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法
に切断することにより得られる。
とを溶剤に混練分散させた正極ペーストをアルミニウム
製の正極集電体に塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法
に切断することにより得られる。
【００１１】負極板８は、負極活物質、結着剤、必要に
応じて導電助剤とを溶剤に混練分散させた負極ペースト
を銅製の負極集電体に塗着、乾燥、圧延したものを所定
寸法に切断することにより得られる。
応じて導電助剤とを溶剤に混練分散させた負極ペースト
を銅製の負極集電体に塗着、乾燥、圧延したものを所定
寸法に切断することにより得られる。
【００１２】界面活性剤を正極板６、負極板８、および
セパレータ７、電解液に含ませるには、界面活性剤を正
極ペースト、負極ペーストに添加するか、電解液に添加
することにより容易に含ませることができる。
セパレータ７、電解液に含ませるには、界面活性剤を正
極ペースト、負極ペーストに添加するか、電解液に添加
することにより容易に含ませることができる。
【００１３】また、図２は扁平型リチウムポリマー電池
の断面図を示し、１１はアルミニウム箔を含む樹脂ラミ
ネート製の電池ケース、１２はリード部の溶着シール
部、１５はアルミニウム製正極リード、１６は正極板、
１７はゲル状の高分子固体電解質、１８は負極板、１９
は銅製負極リードである。
の断面図を示し、１１はアルミニウム箔を含む樹脂ラミ
ネート製の電池ケース、１２はリード部の溶着シール
部、１５はアルミニウム製正極リード、１６は正極板、
１７はゲル状の高分子固体電解質、１８は負極板、１９
は銅製負極リードである。
【００１４】正極板１６は、正極活物質、導電剤、結着
剤、必要に応じて可塑剤とを溶剤に混練分散させた正極
ペーストをアルミニウム製ラス材からなる正極集電体に
塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することに
より得られる。また、負極板１８は、負極活物質、結着
剤、必要に応じて導電助剤と、可塑剤を溶剤に混練分散
させた負極ペーストを銅製ラス材からなる負極集電体に
塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することに
より得られる。
剤、必要に応じて可塑剤とを溶剤に混練分散させた正極
ペーストをアルミニウム製ラス材からなる正極集電体に
塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することに
より得られる。また、負極板１８は、負極活物質、結着
剤、必要に応じて導電助剤と、可塑剤を溶剤に混練分散
させた負極ペーストを銅製ラス材からなる負極集電体に
塗着、乾燥、圧延したものを所定寸法に切断することに
より得られる。
【００１５】得られた正極板１６及び負極板１８を、高
分子化合物と溶剤、必要に応じて可塑剤を添加してペー
スト化し、耐熱性の支持シートに塗着、乾燥後、剥離す
ることにより得られた高分子膜８を介して配し、熱ロー
ルや熱平板プレスにより積層一体化した後、可塑剤を用
いた場合には、キシレン中に浸漬して可塑剤を除去した
後、電池ケース１１内に収納し、電解液を注液し、加温
して高分子膜と結着剤をゲル化させてゲル状高分子固体
電解質１７が得られる。
分子化合物と溶剤、必要に応じて可塑剤を添加してペー
スト化し、耐熱性の支持シートに塗着、乾燥後、剥離す
ることにより得られた高分子膜８を介して配し、熱ロー
ルや熱平板プレスにより積層一体化した後、可塑剤を用
いた場合には、キシレン中に浸漬して可塑剤を除去した
後、電池ケース１１内に収納し、電解液を注液し、加温
して高分子膜と結着剤をゲル化させてゲル状高分子固体
電解質１７が得られる。
【００１６】界面活性剤を正極板１６、負極板１８、お
よびゲル状高分子固体電解質１７に含ませるには、界面
活性剤を正極ペースト、負極ペーストに添加するか、電
解液に添加することにより容易に含ませることができ
る。
よびゲル状高分子固体電解質１７に含ませるには、界面
活性剤を正極ペースト、負極ペーストに添加するか、電
解液に添加することにより容易に含ませることができ
る。
【００１７】このようにして得られた界面活性剤を含む
電池を、初期充電することにより、正極および、負極の
活物質粒子の層間隔を広げ、エージングにより電解液ま
たは、高分子固体電解質を活物質層間細部にまで浸透さ
せ、界面均質、均一化を実現し、マイクロクリスタルの
発生を抑制することができる。
電池を、初期充電することにより、正極および、負極の
活物質粒子の層間隔を広げ、エージングにより電解液ま
たは、高分子固体電解質を活物質層間細部にまで浸透さ
せ、界面均質、均一化を実現し、マイクロクリスタルの
発生を抑制することができる。
【００１８】界面活性剤としては、表面張力低下効果が
大きいフルオロカーボン鎖を有するフッ素系界面活性剤
が好ましく、特に、フッ化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアルコキシレート、パーフルオロアルキル
スルホン酸のアンモニウム塩あるいはアルカリ塩などの
少なくとも１種が望ましい。添加量としては０．０１重
量部〜１重量部の範囲が好ましい。
大きいフルオロカーボン鎖を有するフッ素系界面活性剤
が好ましく、特に、フッ化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアルコキシレート、パーフルオロアルキル
スルホン酸のアンモニウム塩あるいはアルカリ塩などの
少なくとも１種が望ましい。添加量としては０．０１重
量部〜１重量部の範囲が好ましい。
【００１９】初期充電時の充電電気量としては、電池容
量に対して１０％から５０％の充電電気量が、活物質層
間を十分広げ、かつ、リチウムマイクロクリスタル析出
が発生しない領域として好ましい。
量に対して１０％から５０％の充電電気量が、活物質層
間を十分広げ、かつ、リチウムマイクロクリスタル析出
が発生しない領域として好ましい。
【００２０】エージング条件としては、４５℃〜１００
℃の雰囲気下で、１時間〜３時間が、電解液の粘度が低
下し、活物質層間に十分浸透する領域として望ましい。
℃の雰囲気下で、１時間〜３時間が、電解液の粘度が低
下し、活物質層間に十分浸透する領域として望ましい。
【００２１】二次電池を構成する構成部材については特
に限定されず、従来使用されている構成部材を使用でき
る。
に限定されず、従来使用されている構成部材を使用でき
る。
【００２２】例えば、正極活物質としては、リチウムイ
オンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属
化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニ
ッケル、クロム、鉄およびバナジウムから群より選ばれ
る少なくとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化
物、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣ
ｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）、ＬｉＣｒＯ2、αＬｉ
ＦｅＯ2、ＬｉＶＯ2等が挙げられる。
オンをゲストとして受け入れ得るリチウム含有遷移金属
化合物が使用される。例えば、コバルト、マンガン、ニ
ッケル、クロム、鉄およびバナジウムから群より選ばれ
る少なくとも一種類の金属とリチウムとの複合金属酸化
物、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣ
ｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）、ＬｉＣｒＯ2、αＬｉ
ＦｅＯ2、ＬｉＶＯ2等が挙げられる。
【００２３】負極活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵、脱離し得る黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを
含む材料、例えば天然黒鉛や人造黒鉛が使用される。特
に、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５０
〜３．４００Åである黒鉛型結晶構造を有する炭素材料
を使用することが好ましい。
蔵、脱離し得る黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを
含む材料、例えば天然黒鉛や人造黒鉛が使用される。特
に、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が３．３５０
〜３．４００Åである黒鉛型結晶構造を有する炭素材料
を使用することが好ましい。
【００２４】非水系電解液溶媒としては、主成分として
環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが含有され、
前記環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびブ
チレンカーボネート（ＢＣ）から選ばれる少なくとも一
種以上であることが好ましく、前記鎖状カーボネートと
しては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカ
ーボネート（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）等から選ばれる少なくとも一種以上である
ことが好ましい。
環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが含有され、
前記環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびブ
チレンカーボネート（ＢＣ）から選ばれる少なくとも一
種以上であることが好ましく、前記鎖状カーボネートと
しては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカ
ーボネート（ＤＥＣ）、およびエチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）等から選ばれる少なくとも一種以上である
ことが好ましい。
【００２５】非水系電解液溶質としては、電子吸引性の
強いリチウム塩、例えば、ＬｉＰＦ 6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ
ＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ
2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣ（ＳＯ2Ｃ
Ｆ3）3等が好ましく、これらの溶質は、一種類で使用し
ても良く、二種類以上組み合わせて使用しても良い。ま
た、これらの溶質は、前記非水系溶媒に０．５Ｍ〜１．
５Ｍの濃度で溶解されていることが好ましい。
強いリチウム塩、例えば、ＬｉＰＦ 6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ
ＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ
2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣ（ＳＯ2Ｃ
Ｆ3）3等が好ましく、これらの溶質は、一種類で使用し
ても良く、二種類以上組み合わせて使用しても良い。ま
た、これらの溶質は、前記非水系溶媒に０．５Ｍ〜１．
５Ｍの濃度で溶解されていることが好ましい。
【００２６】セパレータ７としては、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂か
らなる微多孔膜、織布、不織布などが好ましい。
脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂か
らなる微多孔膜、織布、不織布などが好ましい。
【００２７】セパレータの代わりに用いても良い有機高
分子化合物と電解液をゲル化により一体化させたゲル状
高分子固体電解質１７を構成する有機高分子化合物とし
ては、イオン伝導度が高いポリフッ化ビニリデン系樹
脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアクリレート系
樹脂などが好ましい。
分子化合物と電解液をゲル化により一体化させたゲル状
高分子固体電解質１７を構成する有機高分子化合物とし
ては、イオン伝導度が高いポリフッ化ビニリデン系樹
脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアクリレート系
樹脂などが好ましい。
【００２８】電池ケース１としては、鉄やアルミニウム
合金からなる円筒形や角型のものを用いることができ、
樹脂ラミネートケース１１としては、アルミニウム箔を
中間の一層とし、その内側にポリプロピレンフィルム
を、外側にナイロンフィルムをそれぞれラミネートで積
層一体化したアルミラミネートフィルムなどが好まし
い。
合金からなる円筒形や角型のものを用いることができ、
樹脂ラミネートケース１１としては、アルミニウム箔を
中間の一層とし、その内側にポリプロピレンフィルム
を、外側にナイロンフィルムをそれぞれラミネートで積
層一体化したアルミラミネートフィルムなどが好まし
い。
【００２９】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００３０】（実施例１）まず、正極活物質としてＬｉ
ＣｏＯ2、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤と
して２−エチルヘキシルアクリレートとアクリル酸とア
クリロニトリル共重合体のＮＭＰディスパージョン（固
形分８％）、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）を混練分散させた正極ペーストを、厚さ１５
μｍのアルミ箔上に、スリットダイコーターを用いて両
面塗布し乾燥後に、ロールプレスし、所定寸法にスリッ
トすることで、正極板６を作製した。
ＣｏＯ2、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤と
して２−エチルヘキシルアクリレートとアクリル酸とア
クリロニトリル共重合体のＮＭＰディスパージョン（固
形分８％）、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）を混練分散させた正極ペーストを、厚さ１５
μｍのアルミ箔上に、スリットダイコーターを用いて両
面塗布し乾燥後に、ロールプレスし、所定寸法にスリッ
トすることで、正極板６を作製した。
【００３１】次に、負極活物質として人造塊状黒鉛、結
着材としてスチレンとブタジエンゴムのディスパージョ
ン（固形分４８％）、増粘剤としてカルボキシメチルセ
ルロース水溶液（固形分１％）、を混錬分散させた負極
ペーストを、厚さ１０μｍの銅箔上に、スリットダイコ
ーターを用いて両面塗布し乾燥後に、ロールプレスし、
所定寸法にスリットすることで、負極板８を作製した。
着材としてスチレンとブタジエンゴムのディスパージョ
ン（固形分４８％）、増粘剤としてカルボキシメチルセ
ルロース水溶液（固形分１％）、を混錬分散させた負極
ペーストを、厚さ１０μｍの銅箔上に、スリットダイコ
ーターを用いて両面塗布し乾燥後に、ロールプレスし、
所定寸法にスリットすることで、負極板８を作製した。
【００３２】そして、得られた正極板と負極板の間に、
厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレン製セパレータを配
設し、巻回することにより、渦巻きの極板群を構成し
た。
厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレン製セパレータを配
設し、巻回することにより、渦巻きの極板群を構成し
た。
【００３３】さらに、前記極板群を、直径１８ｍｍ、総
高６５ｍｍの円筒形の電池ケース１に挿入した後、絶縁
板２で前記極板群を押さえ、非水電解液を注液した後、
ガスケット３および安全部材を組み込んだ封口板４と電
池ケース１とをかしめて、電池容量が１７００ｍＡｈの
リチウムイオン電池を作製した。なお、非水電解液はエ
チレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）を重量比１：３で混合した溶媒に、溶質と
してＬｉＰＦ6を１．５モル・ｄｍ-3、界面活性剤とし
てパーフルオロアルキルアルコキシレートを０．０５重
量部添加した非水電解液を用いた。
高６５ｍｍの円筒形の電池ケース１に挿入した後、絶縁
板２で前記極板群を押さえ、非水電解液を注液した後、
ガスケット３および安全部材を組み込んだ封口板４と電
池ケース１とをかしめて、電池容量が１７００ｍＡｈの
リチウムイオン電池を作製した。なお、非水電解液はエ
チレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネー
ト（ＥＭＣ）を重量比１：３で混合した溶媒に、溶質と
してＬｉＰＦ6を１．５モル・ｄｍ-3、界面活性剤とし
てパーフルオロアルキルアルコキシレートを０．０５重
量部添加した非水電解液を用いた。
【００３４】このようにして作製した活性剤を含む電池
を、電池容量の４０％の充電電気量になるまで初期充電
した後、６０℃の雰囲気下で１日間エージングすること
により作製した電池を、実施例１の電池とした。
を、電池容量の４０％の充電電気量になるまで初期充電
した後、６０℃の雰囲気下で１日間エージングすること
により作製した電池を、実施例１の電池とした。
【００３５】（実施例２）電池容量の１０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、実施例２の電池とした。
量になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、実施例２の電池とした。
【００３６】（実施例３）電池容量の５０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、４５℃の雰囲気下で３日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、実施例３の電池とした。
量になるまで初期充電した後、４５℃の雰囲気下で３日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、実施例３の電池とした。
【００３７】（実施例４）正極活物質としてＬｉＣｏＯ
2、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤としてフ
ッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン
（ＨＦＰ）との共重合体Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、溶剤と
してＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を混練分散
させた正極ペーストを、厚み６０μｍのラス加工したア
ルミニウム製集電体に塗着、乾燥、圧延し、所定寸法に
スリットすることで、正極板１６を作製した。
2、導電剤としてアセチレンブラック、結着剤としてフ
ッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン
（ＨＦＰ）との共重合体Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、溶剤と
してＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を混練分散
させた正極ペーストを、厚み６０μｍのラス加工したア
ルミニウム製集電体に塗着、乾燥、圧延し、所定寸法に
スリットすることで、正極板１６を作製した。
【００３８】次に、負極活物質として人造塊状黒鉛、結
着材として前記Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、溶剤としてＮ−
メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を混練分散させた負
極ペーストを、厚み５０μｍのラス加工した銅製集電体
に塗着、乾燥、圧延し、所定寸法にスリットすること
で、負極板１８を作製した。
着材として前記Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、溶剤としてＮ−
メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を混練分散させた負
極ペーストを、厚み５０μｍのラス加工した銅製集電体
に塗着、乾燥、圧延し、所定寸法にスリットすること
で、負極板１８を作製した。
【００３９】そして、高分子化合物として前記Ｐ（ＶＤ
Ｆ−ＨＦＰ）を、溶剤としてアセトンとシクロヘキサノ
ンからなる混合溶剤に添加してペースト化し、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製の支持シートに塗
着、乾燥後、剥離することにより作製した高分子膜、正
極板１６、負極板１８を熱平板プレスにより図２に示す
ような積層一体化された極板群を作製した。
Ｆ−ＨＦＰ）を、溶剤としてアセトンとシクロヘキサノ
ンからなる混合溶剤に添加してペースト化し、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製の支持シートに塗
着、乾燥後、剥離することにより作製した高分子膜、正
極板１６、負極板１８を熱平板プレスにより図２に示す
ような積層一体化された極板群を作製した。
【００４０】アルミニウム箔を中間の一層とし、その内
側にポリプロピレンフィルムを、外側にナイロンフィル
ムをそれぞれラミネートで積層一体化した樹脂ラミネー
トケース１１に収納し、電解液を注液し、前記Ｐ（ＶＤ
Ｆ−ＨＦＰ）をゲル化させてゲル状高分子固体電解質１
７を作製し、前記樹脂ラミネートケース１１の開口部を
熱融着して封口し、電池容量が５００ｍＡｈのリチウム
ポリマー電池を作製した。
側にポリプロピレンフィルムを、外側にナイロンフィル
ムをそれぞれラミネートで積層一体化した樹脂ラミネー
トケース１１に収納し、電解液を注液し、前記Ｐ（ＶＤ
Ｆ−ＨＦＰ）をゲル化させてゲル状高分子固体電解質１
７を作製し、前記樹脂ラミネートケース１１の開口部を
熱融着して封口し、電池容量が５００ｍＡｈのリチウム
ポリマー電池を作製した。
【００４１】なお、非水電解液はエチレンカーボネート
（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）との重量比が３：５：２で
混合した溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ6を１．０モル・
ｄｍ-3、界面活性剤としてパーフルオロアルキルアルコ
キシレートを０．０５重量部添加した非水電解液を用い
た。
（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）との重量比が３：５：２で
混合した溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ6を１．０モル・
ｄｍ-3、界面活性剤としてパーフルオロアルキルアルコ
キシレートを０．０５重量部添加した非水電解液を用い
た。
【００４２】このようにして作製した活性剤を含む電池
を、電池容量の５０％の充電電気量になるまで初期充電
した後、１００℃の雰囲気下で１時間エージングするこ
とにより作製した電池を、実施例４の電池とした。
を、電池容量の５０％の充電電気量になるまで初期充電
した後、１００℃の雰囲気下で１時間エージングするこ
とにより作製した電池を、実施例４の電池とした。
【００４３】（実施例５）電池容量の１０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、１００℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例４と同様にして作製し
た電池を、実施例５の電池とした。
量になるまで初期充電した後、１００℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例４と同様にして作製し
た電池を、実施例５の電池とした。
【００４４】（比較例１）非水電解液に界面活性剤を添
加しなかった以外は実施例１同様にして作製した電池
を、比較例１の電池とした。
加しなかった以外は実施例１同様にして作製した電池
を、比較例１の電池とした。
【００４５】（比較例２）非水電解液に界面活性剤を添
加しなかった以外は実施例４と同様にして作製した電池
を、比較例２の電池とした。
加しなかった以外は実施例４と同様にして作製した電池
を、比較例２の電池とした。
【００４６】（比較例３）電池容量の５％の充電電気量
になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日間
エージングした以外は実施例１と同様にして作製した電
池を、比較例３の電池とした。
になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日間
エージングした以外は実施例１と同様にして作製した電
池を、比較例３の電池とした。
【００４７】（比較例４）電池容量の６０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、比較例４の電池とした。
量になるまで初期充電した後、６０℃の雰囲気下で１日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、比較例４の電池とした。
【００４８】（比較例５）電池容量の４０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、３０℃の雰囲気下で７日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、比較例５の電池とした。
量になるまで初期充電した後、３０℃の雰囲気下で７日
間エージングした以外は実施例１と同様にして作製した
電池を、比較例５の電池とした。
【００４９】（比較例６）電池容量の４０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、１１０℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例１と同様にして作製し
た電池を、比較例６の電池とした。
量になるまで初期充電した後、１１０℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例１と同様にして作製し
た電池を、比較例６の電池とした。
【００５０】（比較例７）電池容量の６０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、１００℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例４と同様にして作製し
た電池を、比較例７の電池とした。
量になるまで初期充電した後、１００℃の雰囲気下で１
時間エージングした以外は実施例４と同様にして作製し
た電池を、比較例７の電池とした。
【００５１】（比較例８）電池容量の４０％の充電電気
量になるまで初期充電した後、３０℃の雰囲気下で７日
間エージングした以外は実施例４と同様にして作製した
電池を、比較例８の電池とした。
量になるまで初期充電した後、３０℃の雰囲気下で７日
間エージングした以外は実施例４と同様にして作製した
電池を、比較例８の電池とした。
【００５２】（充放電サイクル特性）このように作製し
た実施例１〜実施例３、比較例１、比較例３〜比較例６
のリチウムイオン電池を２０℃恒温槽中で１７００ｍＡ
（１Ｃ）の充電電流で電池電圧が４．２Ｖになるまで充
電し、その後、４．２Ｖの定電圧で充電電流が８５ｍＡ
（０．０５Ｃ）になるまで充電し、次に１７００ｍＡ
（１Ｃ）の放電電流で終止電圧が３．０Ｖまで放電し、
この充放電を繰り返した。
た実施例１〜実施例３、比較例１、比較例３〜比較例６
のリチウムイオン電池を２０℃恒温槽中で１７００ｍＡ
（１Ｃ）の充電電流で電池電圧が４．２Ｖになるまで充
電し、その後、４．２Ｖの定電圧で充電電流が８５ｍＡ
（０．０５Ｃ）になるまで充電し、次に１７００ｍＡ
（１Ｃ）の放電電流で終止電圧が３．０Ｖまで放電し、
この充放電を繰り返した。
【００５３】同様にして作製した実施例４〜実施例５、
比較例２、比較例７〜比較例８のリチウムポリマー電池
を２０℃恒温槽中で５００ｍＡ（１Ｃ）の充電電流で電
池電圧が４．２Ｖになるまで充電し、その後、４．２Ｖ
の定電圧で充電電流が２５ｍＡ（０．０５Ｃ）になるま
で充電し、次に５００ｍＡ（１Ｃ）の放電電流で終止電
圧が３．０Ｖまで放電し、この充放電を繰り返した。
比較例２、比較例７〜比較例８のリチウムポリマー電池
を２０℃恒温槽中で５００ｍＡ（１Ｃ）の充電電流で電
池電圧が４．２Ｖになるまで充電し、その後、４．２Ｖ
の定電圧で充電電流が２５ｍＡ（０．０５Ｃ）になるま
で充電し、次に５００ｍＡ（１Ｃ）の放電電流で終止電
圧が３．０Ｖまで放電し、この充放電を繰り返した。
【００５４】初期放電容量を１００％としたときの５０
０サイクル時での放電容量維持率は、表１に示す結果と
なった。
０サイクル時での放電容量維持率は、表１に示す結果と
なった。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１から明らかなように、実施例１と比較
例１、実施例４と比較例２より界面活性剤を添加するこ
とにより、界面状態を均一且つ均質にすることができ、
極板の一部に負荷が集中することに起因する活物質の劣
化が抑制されていると推測される。また、実施例１〜実
施例３と比較例３〜比較例６、実施例４〜実施例５と比
較例７〜比較例８より、界面活性剤を添加しても初期充
電時の充電電気量とエージング条件が適切でないと、界
面状態を均一且つ均質にすることができないので、極板
の一部に負荷が集中し、活物質が劣化すると推測され
る。
例１、実施例４と比較例２より界面活性剤を添加するこ
とにより、界面状態を均一且つ均質にすることができ、
極板の一部に負荷が集中することに起因する活物質の劣
化が抑制されていると推測される。また、実施例１〜実
施例３と比較例３〜比較例６、実施例４〜実施例５と比
較例７〜比較例８より、界面活性剤を添加しても初期充
電時の充電電気量とエージング条件が適切でないと、界
面状態を均一且つ均質にすることができないので、極板
の一部に負荷が集中し、活物質が劣化すると推測され
る。
【００５７】以上のことから、界面活性剤を添加した電
池を初期充電時の充電電気量が電池容量の１０％〜５０
％の範囲で、かつ、エージング条件が４５℃〜１００℃
の範囲が最適であった。
池を初期充電時の充電電気量が電池容量の１０％〜５０
％の範囲で、かつ、エージング条件が４５℃〜１００℃
の範囲が最適であった。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明の二次電池の製造方
法によれば、正極と電解液との界面、負極と電解液との
界面、セパレータと電解液との界面、または、正極と高
分子固体電解質との界面、負極と高分子固体電解質との
界面を均一かつ均質にすることができるので、電池特
性、充放電サイクル特性、過充電時の安全性に優れた二
次電池を提供することができる。
法によれば、正極と電解液との界面、負極と電解液との
界面、セパレータと電解液との界面、または、正極と高
分子固体電解質との界面、負極と高分子固体電解質との
界面を均一かつ均質にすることができるので、電池特
性、充放電サイクル特性、過充電時の安全性に優れた二
次電池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態における円筒形リチウムイ
オン電池の断面図
オン電池の断面図
【図２】本発明の一実施形態における扁平形リチウムポ
リマー電池の断面図
リマー電池の断面図
１ 電池ケース ２ 絶縁板 ３ ガスケット ４ 封口板 ５ 正極リード ６ 正極板 ７ セパレータ ８ 負極板 ９ 負極リード １１ 樹脂ラミネートケース １２ リード部溶着シール部 １５ 正極リード １６ 正極板 １７ 高分子固体電解質 １８ 負極板 １９ 負極リード
Claims (5)
- 【請求項１】 遷移金属酸化物からなる正極、リチウム
金属、リチウム合金、リチウムを吸蔵、放出できる物質
または導電性物質からなる負極、セパレ−タ、及び非水
電解液を基本構成要素とする非水系二次電池の製造法で
あって、 前記正極、負極、セパレータ及び電解液に界面活性剤を
含ませる工程、初期充電後にエージングを施す工程を有
することを特徴とする非水系二次電池の製造法。 - 【請求項２】 請求項１記載のセパレータに代えて高分
子固体電解質を用いた非水系二次電池の製造法であっ
て、 前記正極、負極、及び高分子固体電解質に界面活性剤を
含ませる工程、初期充電後にエージングを施す工程を有
することを特徴とする非水系二次電池の製造法。 - 【請求項３】 前記界面活性剤に、フッ素系界面活性剤
を用いる請求項１または請求項２のいずれか記載の非水
系二次電池の製造法。 - 【請求項４】 前記初期充電において、構成された非水
系電池の容量に対して１０％から５０％の充電電気量に
なるまで充電を施す請求項１または請求項２のいずれか
記載の非水系二次電池の製造法。 - 【請求項５】 前記エージングを４５℃から１００℃の
雰囲気下で行う請求項１または請求項２のいずれか記載
の非水系二次電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360623A JP2002164086A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 非水系二次電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000360623A JP2002164086A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 非水系二次電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002164086A true JP2002164086A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18832191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000360623A Pending JP2002164086A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 非水系二次電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002164086A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294282A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Maxell Ltd | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
| JP2009526349A (ja) * | 2006-02-06 | 2009-07-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 界面活性剤を含む電極活性物質を含むリチウム二次電池 |
| CN106471661A (zh) * | 2014-05-20 | 2017-03-01 | 戴森技术有限公司 | 制造电化学电池的方法 |
| CN108666616A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池电解液及电池 |
Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH07263027A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-10-13 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
| JPH07335259A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | リチウム二次電池の製造方法 |
| JPH08162155A (ja) * | 1994-12-02 | 1996-06-21 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPH09147835A (ja) * | 1995-11-29 | 1997-06-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池およびその製造方法 |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000360623A patent/JP2002164086A/ja active Pending
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| CN108666616A (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-16 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子电池电解液及电池 |
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