JPH1126020A - 非水系電解液二次電池の製造法 - Google Patents
非水系電解液二次電池の製造法Info
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- JPH1126020A JPH1126020A JP9175439A JP17543997A JPH1126020A JP H1126020 A JPH1126020 A JP H1126020A JP 9175439 A JP9175439 A JP 9175439A JP 17543997 A JP17543997 A JP 17543997A JP H1126020 A JPH1126020 A JP H1126020A
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- battery
- charging
- electrolyte secondary
- secondary battery
- aqueous electrolyte
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実使用での充放電時に反応ムラが起きて、負
極表面への金属リチウムの析出や、あるいは容量にバラ
ツキが起こるといったことがなく、容量の安定化や、負
極表面へのリチウムの析出を防止することができる非水
系電解液二次電池を容易に提供できる製造法を実現す
る。 【解決手段】 正極と負極と電解液を含み、正極または
負極から電解液中へイオンを放出したり吸蔵する反応を
繰り返し充放電ができる電池を組み立て、電解液を注液
した後に一次充電を行い、その後高温で維持した後、さ
らに二次充電と続いて放電を行うことにより課題を解決
する。
極表面への金属リチウムの析出や、あるいは容量にバラ
ツキが起こるといったことがなく、容量の安定化や、負
極表面へのリチウムの析出を防止することができる非水
系電解液二次電池を容易に提供できる製造法を実現す
る。 【解決手段】 正極と負極と電解液を含み、正極または
負極から電解液中へイオンを放出したり吸蔵する反応を
繰り返し充放電ができる電池を組み立て、電解液を注液
した後に一次充電を行い、その後高温で維持した後、さ
らに二次充電と続いて放電を行うことにより課題を解決
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水系電解液二次
電池に係わり、特に、電解液注液後に充電をしなければ
実使用に供することができない型式の非水系電解液二次
電池に関するものである。
電池に係わり、特に、電解液注液後に充電をしなければ
実使用に供することができない型式の非水系電解液二次
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウムを吸蔵したり放出が可能な電極
を用いた非水系電解液二次電池は、電池を組み立てた後
に適切に充電を行って、負極にリチウムを吸蔵させた後
に、実用に供されている。
を用いた非水系電解液二次電池は、電池を組み立てた後
に適切に充電を行って、負極にリチウムを吸蔵させた後
に、実用に供されている。
【０００３】しかし、注液後に単に充電を行っただけで
は、充電時に発生したガスが極板間に残存しているた
め、実使用での充放電時に反応ムラが起こり、負極表面
へのリチウムの析出や、あるいは電池容量にバラツキが
起こるといった問題があった。
は、充電時に発生したガスが極板間に残存しているた
め、実使用での充放電時に反応ムラが起こり、負極表面
へのリチウムの析出や、あるいは電池容量にバラツキが
起こるといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、前記
するような問題を解消し、充電時に発生したガスを極板
間に残存させないで電池容量の安定化や、負極表面への
リチウムの析出を防止することができる非水系電解液二
次電池の製造法を実現することを目的としたものであ
る。
するような問題を解消し、充電時に発生したガスを極板
間に残存させないで電池容量の安定化や、負極表面への
リチウムの析出を防止することができる非水系電解液二
次電池の製造法を実現することを目的としたものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記する課題を解決する
ために、本発明の非水系電解液二次電池の製造法は、電
池を組み立て電解液を注液した後に一次充電を行い、そ
の後高温維持した後、さらに二次充電と続いて放電を行
うことにより実使用における充放電反応がムラなくでき
る非水系電解液二次電池を提供することができるように
したものである。そして、本発明の製造法を経過した非
水系電解液二次電池は実使用における充放電時に反応ム
ラが起こることなく、電池容量にバラツキが起こること
がない。
ために、本発明の非水系電解液二次電池の製造法は、電
池を組み立て電解液を注液した後に一次充電を行い、そ
の後高温維持した後、さらに二次充電と続いて放電を行
うことにより実使用における充放電反応がムラなくでき
る非水系電解液二次電池を提供することができるように
したものである。そして、本発明の製造法を経過した非
水系電解液二次電池は実使用における充放電時に反応ム
ラが起こることなく、電池容量にバラツキが起こること
がない。
【０００６】
【発明の実施の形態】非水系電解液二次電池は、電池組
み立て後の最初の一次充電において、負極に含まれる微
量水分の分解等により、ガスを発生する。本明細書では
この発生ガスを以下、初期ガスという。この初期ガス
は、発生後、正極に吸収されて減少するが、この正極の
ガス吸収反応は、高温であるほど速く起こる。しかし、
このガス吸収反応が不充分であると、極板間に残存して
いる初期ガスにより、充放電反応が不均一になり、電池
容量の不安定化や、負極表面へのリチウムの析出を引き
起こす。本発明の製造法においては、未充電の非水系電
解液二次電池を組み立てた後、電解液を注液して一次充
電を行い、その後高温維持した後、さらに二次充電と続
いて放電を行っているため、極板間に残存している初期
ガスを早期に取り除くことができ、その結果、実使用に
おける充放電反応が均一化され、電池容量の安定化を図
り、負極表面へのリチウムの析出を抑制することができ
る。
み立て後の最初の一次充電において、負極に含まれる微
量水分の分解等により、ガスを発生する。本明細書では
この発生ガスを以下、初期ガスという。この初期ガス
は、発生後、正極に吸収されて減少するが、この正極の
ガス吸収反応は、高温であるほど速く起こる。しかし、
このガス吸収反応が不充分であると、極板間に残存して
いる初期ガスにより、充放電反応が不均一になり、電池
容量の不安定化や、負極表面へのリチウムの析出を引き
起こす。本発明の製造法においては、未充電の非水系電
解液二次電池を組み立てた後、電解液を注液して一次充
電を行い、その後高温維持した後、さらに二次充電と続
いて放電を行っているため、極板間に残存している初期
ガスを早期に取り除くことができ、その結果、実使用に
おける充放電反応が均一化され、電池容量の安定化を図
り、負極表面へのリチウムの析出を抑制することができ
る。
【０００７】本発明は前記する理由より、非水系電解液
二次電池を実使用に供する前に必要な充放電を行う条件
を特定するもので、各請求項に記載された形態によって
実施できるものである。すなわち、請求項１記載のよう
に、正極と負極と電解液とを含み、その正極または負極
から電解液中へイオンを放出したり吸蔵する反応を繰り
返し充放電する非水系電解液二次電池を組み立てた後、
その非水系電解液二次電池を充電する一次充電工程と、
前記一次充電工程で充電した電池を高温下に維持する高
温維持工程と、前記高温維持工程を経過した後の電池を
二次充電し、さらに放電を行う工程を有する非水系電解
液二次電池の製造法とすることにより、本製造法にて製
造した非水系電解液二次電池は実使用における充放電の
反応ムラがなく、従って電池容量にバラツキがない。そ
して、請求項２記載のように、一次充電は、電池容量の
１０〜３０％相当分の充電量とすることが望ましく、ま
た、請求項３記載のように、高温維持工程における温度
は４５〜６０℃の範囲とし、請求項４記載のように、高
温維持工程における期間は１．５〜１４日とすることに
より有効に実施し得るものである。
二次電池を実使用に供する前に必要な充放電を行う条件
を特定するもので、各請求項に記載された形態によって
実施できるものである。すなわち、請求項１記載のよう
に、正極と負極と電解液とを含み、その正極または負極
から電解液中へイオンを放出したり吸蔵する反応を繰り
返し充放電する非水系電解液二次電池を組み立てた後、
その非水系電解液二次電池を充電する一次充電工程と、
前記一次充電工程で充電した電池を高温下に維持する高
温維持工程と、前記高温維持工程を経過した後の電池を
二次充電し、さらに放電を行う工程を有する非水系電解
液二次電池の製造法とすることにより、本製造法にて製
造した非水系電解液二次電池は実使用における充放電の
反応ムラがなく、従って電池容量にバラツキがない。そ
して、請求項２記載のように、一次充電は、電池容量の
１０〜３０％相当分の充電量とすることが望ましく、ま
た、請求項３記載のように、高温維持工程における温度
は４５〜６０℃の範囲とし、請求項４記載のように、高
温維持工程における期間は１．５〜１４日とすることに
より有効に実施し得るものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例により製造した非水
系電解液二次電池について詳述する。
系電解液二次電池について詳述する。
【０００９】正極として、正極活物質であるＬｉＣｏＯ
2 に導電材および結着剤を混合したものを、正極芯材で
あるアルミニウム箔に塗布したものを用いた。
2 に導電材および結着剤を混合したものを、正極芯材で
あるアルミニウム箔に塗布したものを用いた。
【００１０】同様に負極は、黒鉛粉末に結着剤を混合し
たものを、負極芯材である銅箔に塗布したものを用い
た。
たものを、負極芯材である銅箔に塗布したものを用い
た。
【００１１】また電解液には、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの体積比１：１の混合溶媒にＬ
ｉＰＦ6 を１モル／リットル溶かしたものを用いた。
ジメチルカーボネートとの体積比１：１の混合溶媒にＬ
ｉＰＦ6 を１モル／リットル溶かしたものを用いた。
【００１２】こられのものを用いて、図１に示すような
円筒型非水系電解液二次電池を組み立てた。図１におい
て、正極１と負極２はセパレータ３を介して巻回されて
おり、正極１には正極リード４が、負極２には負極リー
ド５が接続されていて、正極外部端子６を有する負極缶
７中に前記の巻回された発電要素が収納されている。
円筒型非水系電解液二次電池を組み立てた。図１におい
て、正極１と負極２はセパレータ３を介して巻回されて
おり、正極１には正極リード４が、負極２には負極リー
ド５が接続されていて、正極外部端子６を有する負極缶
７中に前記の巻回された発電要素が収納されている。
【００１３】（実施例１）上記で述べた非水系電解液二
次電池を組み立てた後、一次充電を行い、その後４５℃
で３日間維持し、その後さらに二次充電と続いて放電を
行い、本発明電池Ａ１を作製した。
次電池を組み立てた後、一次充電を行い、その後４５℃
で３日間維持し、その後さらに二次充電と続いて放電を
行い、本発明電池Ａ１を作製した。
【００１４】（実施例２）一次充電後の電池の維持条件
を４５℃で７日とした以外は実施例１と同様にして、本
発明電池Ａ２を作製した。
を４５℃で７日とした以外は実施例１と同様にして、本
発明電池Ａ２を作製した。
【００１５】（比較例１）上記で述べた非水系電解液二
次電池を組み立てた後、充電を行っただけのものを比較
電池Ｂ１とした。
次電池を組み立てた後、充電を行っただけのものを比較
電池Ｂ１とした。
【００１６】図２は、これらの電池の放電特性図であ
る。図２より、二次充電と放電を行った本発明電池Ａ１
およびＡ２は、一回の充電だけを行った比較電池Ｂ１に
比して、放電容量が優れていることがわかる。
る。図２より、二次充電と放電を行った本発明電池Ａ１
およびＡ２は、一回の充電だけを行った比較電池Ｂ１に
比して、放電容量が優れていることがわかる。
【００１７】（実施例３および比較例２，３）一次充電
後の電池の維持条件を４５℃で５日，１０日，１４日と
した以外は実施例１と同様にして、本発明電池Ａ３およ
び比較電池Ｂ２，Ｂ３を作製した。
後の電池の維持条件を４５℃で５日，１０日，１４日と
した以外は実施例１と同様にして、本発明電池Ａ３およ
び比較電池Ｂ２，Ｂ３を作製した。
【００１８】図３は、これらの電池の一次充電後の電池
の維持条件と放電容量との特性相関図である。図３よ
り、比較電池Ｂ２，Ｂ３は、一次充電後の電池の維持期
間が長いために、放電容量劣化が起こっていることがわ
かる。
の維持条件と放電容量との特性相関図である。図３よ
り、比較電池Ｂ２，Ｂ３は、一次充電後の電池の維持期
間が長いために、放電容量劣化が起こっていることがわ
かる。
【００１９】（実施例４，５および比較例４，５）一次
充電後の電池の維持条件を６０℃で１．５日，３日，５
日，７日とした以外は実施例１と同様にして、本発明電
池Ａ４，Ａ５および比較電池Ｂ４，Ｂ５を作製した。
充電後の電池の維持条件を６０℃で１．５日，３日，５
日，７日とした以外は実施例１と同様にして、本発明電
池Ａ４，Ａ５および比較電池Ｂ４，Ｂ５を作製した。
【００２０】図４は、これらの電池の一次充電後の電池
の維持条件と放電容量との特性相関図である。図４よ
り、比較電池Ｂ４，Ｂ５は、一次充電後の電池の維持期
間が長いために、放電容量劣化が起こっていることがわ
かる。
の維持条件と放電容量との特性相関図である。図４よ
り、比較電池Ｂ４，Ｂ５は、一次充電後の電池の維持期
間が長いために、放電容量劣化が起こっていることがわ
かる。
【００２１】また、これらの電池を１００サイクルおよ
び５００サイクル充放電を行った後の、負極表面のリチ
ウム析出の状態を観察した。この結果、二次充電と放電
を行っていない比較電池Ｂ１の負極表面にはリチウムの
析出が見られた。また、それ以外の電池の負極表面には
リチウムは析出していなかった。
び５００サイクル充放電を行った後の、負極表面のリチ
ウム析出の状態を観察した。この結果、二次充電と放電
を行っていない比較電池Ｂ１の負極表面にはリチウムの
析出が見られた。また、それ以外の電池の負極表面には
リチウムは析出していなかった。
【００２２】このように、本発明のように非水系電解液
を注液後、高温で維持した後、さらに二次充電と続いて
放電を行うことにより、実使用における充放電時の反応
ムラをなくし、放電容量の安定化を図り、また負極表面
への金属リチウムの析出を抑制し、優れた電池を提供す
ることができる。
を注液後、高温で維持した後、さらに二次充電と続いて
放電を行うことにより、実使用における充放電時の反応
ムラをなくし、放電容量の安定化を図り、また負極表面
への金属リチウムの析出を抑制し、優れた電池を提供す
ることができる。
【００２３】一次充電後の電池の維持条件としては、４
５〜６０℃で１．５〜１４日が望ましく、さらには４５
℃で３〜７日、または６０℃で１．５〜３日であること
が望ましい。
５〜６０℃で１．５〜１４日が望ましく、さらには４５
℃で３〜７日、または６０℃で１．５〜３日であること
が望ましい。
【００２４】また、本実施例においては、正極にはＬｉ
ＣｏＯ2 を使用した例を示したが、正極材料としては他
にＶ2Ｏ5 ，Ｎｂ2Ｏ5 ，ＭｎＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，Ｌｉ
Ｍｎ 2Ｏ4 等の金属酸化物で結晶の層間や格子位置また
は格子間隙間にリチウムがインターカレート／デインタ
ーカレートする材料であれば特に制限されるものではな
い。負極としても本実施例では黒鉛粉末を使用した例を
示したが、正極材料と同様にリチウムをインターカレー
ト／デインターカレートする材料、例えばコークス等の
各種の炭素材料、ＷＯ3 ，Ｆｅ2Ｏ3 ，ＳｉＣＯ2 ，Ｓ
ｎＯ等の金属酸化物であれば特に制限されるものではな
い。
ＣｏＯ2 を使用した例を示したが、正極材料としては他
にＶ2Ｏ5 ，Ｎｂ2Ｏ5 ，ＭｎＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，Ｌｉ
Ｍｎ 2Ｏ4 等の金属酸化物で結晶の層間や格子位置また
は格子間隙間にリチウムがインターカレート／デインタ
ーカレートする材料であれば特に制限されるものではな
い。負極としても本実施例では黒鉛粉末を使用した例を
示したが、正極材料と同様にリチウムをインターカレー
ト／デインターカレートする材料、例えばコークス等の
各種の炭素材料、ＷＯ3 ，Ｆｅ2Ｏ3 ，ＳｉＣＯ2 ，Ｓ
ｎＯ等の金属酸化物であれば特に制限されるものではな
い。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
製造法による非水系電解液二次電池によれば、電解液を
注液した後に一次充電を行い、その後高温維持した後、
さらに二次充電と続いて放電を行うことにより、容量の
安定化を図り、負極表面への金属リチウムの析出を抑制
することができる。
製造法による非水系電解液二次電池によれば、電解液を
注液した後に一次充電を行い、その後高温維持した後、
さらに二次充電と続いて放電を行うことにより、容量の
安定化を図り、負極表面への金属リチウムの析出を抑制
することができる。
【図１】本発明と比較例における非水系電解液二次電池
を示す断面図
を示す断面図
【図２】本発明による電池および比較電池の放電特性図
【図３】一次充電後の４５℃における維持期間と放電容
量との相関図
量との相関図
【図４】一次充電後の６０℃における維持期間と放電容
量との相関図
量との相関図
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 正極リード ５ 負極リード ６ 正極外部端子 ７ 負極缶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大尾 文夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 正極と負極と電解液とを含み、前記正極
または負極から前記電解液中へイオンを放出したり吸蔵
する反応を繰り返し充放電する非水系電解液二次電池を
組み立てた後、その非水系電解液二次電池を充電する一
次充電工程と、前記一次充電工程で充電した電池を高温
下に維持する高温維持工程と、前記高温維持工程を経過
した後の電池を二次充電し、さらに放電を行う工程を具
備することを特徴とする非水系電解液二次電池の製造
法。 - 【請求項２】 一次充電工程における一次充電は、電解
液を電池内に注液した後、電池容量の１０〜３０％相当
分の充電量で行うことを特徴とする請求項１記載の非水
系電解液二次電池の製造法。 - 【請求項３】 高温維持工程における温度は、４５〜６
０℃の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の非水
系電解液二次電池の製造法。 - 【請求項４】 高温維持工程における期間は、１．５〜
１４日としたことを特徴とする請求項１記載の非水系電
解液二次電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175439A JPH1126020A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水系電解液二次電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9175439A JPH1126020A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水系電解液二次電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126020A true JPH1126020A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15996118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9175439A Pending JPH1126020A (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 非水系電解液二次電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126020A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015159A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池の製造方法 |
| JP2001283914A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムポリマー電池の製造方法 |
| KR100416093B1 (ko) * | 2001-05-23 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지의 제조방법 |
| JP2005056609A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Toyota Motor Corp | 蓄電素子およびその製造方法 |
| WO2009139252A1 (ja) | 2008-05-13 | 2009-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の放電制御装置 |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP9175439A patent/JPH1126020A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015159A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液電池の製造方法 |
| JP2001283914A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムポリマー電池の製造方法 |
| KR100416093B1 (ko) * | 2001-05-23 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지의 제조방법 |
| JP2005056609A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Toyota Motor Corp | 蓄電素子およびその製造方法 |
| WO2009139252A1 (ja) | 2008-05-13 | 2009-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の放電制御装置 |
| US9136723B2 (en) | 2008-05-13 | 2015-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Discharge control device for secondary battery |
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