JP2001210372A - 電池の製造方法 - Google Patents
電池の製造方法Info
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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】 外装ケースに収容した発電要素から発生する
ガスを出し切らせるとともに、負極材料表面に不活性保
護膜を形成して、その後のガス発生の抑制と電池特性、
信頼性に優れたリチウムポリマー電池の製造法を提供す
る。 【解決手段】 ４５℃〜７０℃の環境下で所定の電池電
圧を発生するまで初充放電を行うとともに、６０℃〜７
０℃の環境下で必要電気量だけ充電した充電状態で所要
時間保存することで発電要素から発生するガスを発生さ
せて出し切らせ、負極材料表面に不活性保護膜を形成す
る。そして、外装ケースを開封して内部に溜まったガス
を排出した後、外装体を再封口する。
ガスを出し切らせるとともに、負極材料表面に不活性保
護膜を形成して、その後のガス発生の抑制と電池特性、
信頼性に優れたリチウムポリマー電池の製造法を提供す
る。 【解決手段】 ４５℃〜７０℃の環境下で所定の電池電
圧を発生するまで初充放電を行うとともに、６０℃〜７
０℃の環境下で必要電気量だけ充電した充電状態で所要
時間保存することで発電要素から発生するガスを発生さ
せて出し切らせ、負極材料表面に不活性保護膜を形成す
る。そして、外装ケースを開封して内部に溜まったガス
を排出した後、外装体を再封口する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムポリマー電
池の製造方法に関し、さらに詳しくは、ガス発生による
膨れを抑制し、良好な電池特性を有するリチウムポリマ
ー電池を安定して製造する方法に関するものである。
池の製造方法に関し、さらに詳しくは、ガス発生による
膨れを抑制し、良好な電池特性を有するリチウムポリマ
ー電池を安定して製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂フイルムの間に金属箔、例えばアル
ミニウム箔を配して全体を積層一体化したラミネートシ
ートからなる袋状外装ケース（以下これを外装ケースと
いう）の内に、それぞれシート状またはフイルム状の正
極板、ポリマー製セパレータおよび負極板を積層一体化
した発電要素を収容し、この発電要素に非水電解液を保
持させるとともに、前記正極板および負極板のそれぞれ
一端が接続された正極リードおよび負極リードを、前記
外装ケースのシール部より外部に引き出した状態で封口
し、所定の電池電圧と容量を発生するまで初充電処理を
施し、この際随伴して発生するガスを排出させた後、外
装ケースの一部を開封してガスを外部に排出させ、外装
ケースを再封口して製造されていた。
ミニウム箔を配して全体を積層一体化したラミネートシ
ートからなる袋状外装ケース（以下これを外装ケースと
いう）の内に、それぞれシート状またはフイルム状の正
極板、ポリマー製セパレータおよび負極板を積層一体化
した発電要素を収容し、この発電要素に非水電解液を保
持させるとともに、前記正極板および負極板のそれぞれ
一端が接続された正極リードおよび負極リードを、前記
外装ケースのシール部より外部に引き出した状態で封口
し、所定の電池電圧と容量を発生するまで初充電処理を
施し、この際随伴して発生するガスを排出させた後、外
装ケースの一部を開封してガスを外部に排出させ、外装
ケースを再封口して製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法によ
って作られる電池では、初充電処理した後の電池特性安
定化のための保存（いわゆるエージング）工程でさらに
ガス発生が認められ、このガスが外装ケース内に蓄積し
て電池の膨れを生じ、電池特性を損なうという問題があ
った。特に、高温環境下ではガス発生が顕著に認めら
れ、高温環境下での電池の信頼性を損なうという問題が
あった。
って作られる電池では、初充電処理した後の電池特性安
定化のための保存（いわゆるエージング）工程でさらに
ガス発生が認められ、このガスが外装ケース内に蓄積し
て電池の膨れを生じ、電池特性を損なうという問題があ
った。特に、高温環境下ではガス発生が顕著に認めら
れ、高温環境下での電池の信頼性を損なうという問題が
あった。
【０００４】本発明は、このようなガス発生に起因した
電池の膨張を抑制して、電池特性、信頼性に優れた電池
を提供できる製造プロセスを提供することを目的とす
る。
電池の膨張を抑制して、電池特性、信頼性に優れた電池
を提供できる製造プロセスを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、前記外装ケース内に、それぞれシート状
またはフイルム状の正極板、ポリマー製セパレータおよ
び負極板を積層一体化した発電要素を収容し、この発電
要素に非水電解液を保持させるとともに、前記正極板お
よび負極板のそれぞれ一端が接続された正極リードおよ
び負極リードを、前記外装ケースのシール部より外部に
引き出した状態で封口する工程と、４５〜７０℃の環境
下で所定の電池電圧を発生するまで初充電処理を施して
初期のガス発生を済ませる工程と、６０℃〜７０℃の環
境下で必要電気量だけ充電処理した充電状態のまま保存
し、更なる発電要素からガス発生及び電池特性を安定化
させる工程と、外装ケースの一部を開封して内部に溜ま
ったガスを排出する工程と、ついで外装ケースを再度封
口する工程とからなる電池の製造方法を提供するもので
ある。
めの本発明は、前記外装ケース内に、それぞれシート状
またはフイルム状の正極板、ポリマー製セパレータおよ
び負極板を積層一体化した発電要素を収容し、この発電
要素に非水電解液を保持させるとともに、前記正極板お
よび負極板のそれぞれ一端が接続された正極リードおよ
び負極リードを、前記外装ケースのシール部より外部に
引き出した状態で封口する工程と、４５〜７０℃の環境
下で所定の電池電圧を発生するまで初充電処理を施して
初期のガス発生を済ませる工程と、６０℃〜７０℃の環
境下で必要電気量だけ充電処理した充電状態のまま保存
し、更なる発電要素からガス発生及び電池特性を安定化
させる工程と、外装ケースの一部を開封して内部に溜ま
ったガスを排出する工程と、ついで外装ケースを再度封
口する工程とからなる電池の製造方法を提供するもので
ある。
【０００６】４５〜７０℃の環境下で所定の電池電圧を
発生するまで初充電処理を施すことで、初充電処理以降
何らかの分解反応で発電要素から発生するガスの生成反
応を加速させてガスを発生させることができ、負極材料
表面に不活性保護膜を形成して、その後のガス発生を抑
制することができる。
発生するまで初充電処理を施すことで、初充電処理以降
何らかの分解反応で発電要素から発生するガスの生成反
応を加速させてガスを発生させることができ、負極材料
表面に不活性保護膜を形成して、その後のガス発生を抑
制することができる。
【０００７】そして、充電状態の発電要素を６０℃〜７
０℃の環境下に保存することにより、発電要素からのガ
ス発生を出し切らせることと、十分に電解液を発電要素
に含有させることにより電池特性を安定化することを同
時に行うことでプロセスを簡略化し、低コスト化を可能
とする。
０℃の環境下に保存することにより、発電要素からのガ
ス発生を出し切らせることと、十分に電解液を発電要素
に含有させることにより電池特性を安定化することを同
時に行うことでプロセスを簡略化し、低コスト化を可能
とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
て図面を用いて説明する。
【０００９】図１および図２は本発明の製造方法による
電池の上面図および断面図、図３は製造プロセスを示す
図である。正極１はラス加工した厚さ４０μｍのアルミ
ニウム箔を集電体１ａとして、この集電体１ａの両面に
コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質１００重
量部と導電剤としてのアセチレンブラック５重量部およ
び結着剤兼非水電解液保持剤としてのポリマー、例えば
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）８重量
部をＮＭＰ（Ｎ−メチルー２−ピロリドン）からなる有
機溶媒に混練分散させたペーストを塗着乾燥し、正極活
物質層１ｂとしたものである。
電池の上面図および断面図、図３は製造プロセスを示す
図である。正極１はラス加工した厚さ４０μｍのアルミ
ニウム箔を集電体１ａとして、この集電体１ａの両面に
コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質１００重
量部と導電剤としてのアセチレンブラック５重量部およ
び結着剤兼非水電解液保持剤としてのポリマー、例えば
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）８重量
部をＮＭＰ（Ｎ−メチルー２−ピロリドン）からなる有
機溶媒に混練分散させたペーストを塗着乾燥し、正極活
物質層１ｂとしたものである。
【００１０】この２枚の正極の間に、前記のＰ（ＶＤＦ
−ＨＦＰ）のフイルムからなるポリマー製セパレータ３
を位置させ、このセパレータ３間にラス加工した厚さ５
０μｍの銅箔からなる集電体２ａの両面にカーボン粉末
１００重量部と前記Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）の粉末１５重
量部をアセトンとシクロヘキサノンの混合有機溶媒に混
練分散させたペーストを塗着乾燥し、負極活物質層２ｂ
を形成した負極２があり、全体が図２に示すように積層
一体化されて発電要素４が構成される。
−ＨＦＰ）のフイルムからなるポリマー製セパレータ３
を位置させ、このセパレータ３間にラス加工した厚さ５
０μｍの銅箔からなる集電体２ａの両面にカーボン粉末
１００重量部と前記Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）の粉末１５重
量部をアセトンとシクロヘキサノンの混合有機溶媒に混
練分散させたペーストを塗着乾燥し、負極活物質層２ｂ
を形成した負極２があり、全体が図２に示すように積層
一体化されて発電要素４が構成される。
【００１１】１ｃは正極の集電体に設けたリード取り付
け部であり、ここにはアルミニウム箔製正極リード５が
溶接されている。２ｃは負極の集電体に設けたリード取
り付け部であり、ここには銅箔製負極リード６が溶接さ
れている。７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イルムを、外側にポリエチレン
テレフタレートフイルムとナイロンフイルムをそれぞれ
ラミネートで一体化したアルミラミネートフイルムから
形成された外装ケースである。
け部であり、ここにはアルミニウム箔製正極リード５が
溶接されている。２ｃは負極の集電体に設けたリード取
り付け部であり、ここには銅箔製負極リード６が溶接さ
れている。７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イルムを、外側にポリエチレン
テレフタレートフイルムとナイロンフイルムをそれぞれ
ラミネートで一体化したアルミラミネートフイルムから
形成された外装ケースである。
【００１２】この外装ケース７の内部に収容された発電
要素４は、正極のリード５および負極のリード６が外装
ケースの外部へ引き出され、その先端が出入力端子８、
９とされている。１０、１１はリード５、６の中間部分
に設けられた絶縁保護フイルムであり、外装ケース７の
開口部を熱融着などで封口する際にリード５、６の電気
的絶縁と気密を確保するものである。尚、外装ケース７
は、前記のアルミラミネートフイルムを帯状に切断し、
その長さ方向の中央部Ｔで２つ折りし、上下の２辺Ｐ１
とＰ２を予め熱融着したものであり、開口している残り
１辺のＰ３部分から発電要素４を挿入し、所定量の電解
液の注入後に、ここも熱融着で封口される。
要素４は、正極のリード５および負極のリード６が外装
ケースの外部へ引き出され、その先端が出入力端子８、
９とされている。１０、１１はリード５、６の中間部分
に設けられた絶縁保護フイルムであり、外装ケース７の
開口部を熱融着などで封口する際にリード５、６の電気
的絶縁と気密を確保するものである。尚、外装ケース７
は、前記のアルミラミネートフイルムを帯状に切断し、
その長さ方向の中央部Ｔで２つ折りし、上下の２辺Ｐ１
とＰ２を予め熱融着したものであり、開口している残り
１辺のＰ３部分から発電要素４を挿入し、所定量の電解
液の注入後に、ここも熱融着で封口される。
【００１３】その後、６０℃の環境下で時間電解液を発
電要素に充分に含有させつつ発電要素の電池容量の０．
２Ｃのレートで２時間充電して得られる４０％の電気量
で初充電処理を施して初期のガス発生を済ませた。初充
放電の温度は、４５℃〜７０℃の範囲が好ましく、４５
℃よりも低い場合には、ガス発生が不十分で、７０℃よ
りも高いと電池特性が劣化するので好ましくない。ま
た、初充放電の電気量は、発電要素の３０％〜５０％の
範囲が好ましく、３５％〜４５％の範囲が最適である。
３０％よりも低い場合には、負極表面に不活性被膜の形
成が不十分で、５０％よりも高くしても、充電時間が長
くなるだけで、不活性被膜は同じである為である。
電要素に充分に含有させつつ発電要素の電池容量の０．
２Ｃのレートで２時間充電して得られる４０％の電気量
で初充電処理を施して初期のガス発生を済ませた。初充
放電の温度は、４５℃〜７０℃の範囲が好ましく、４５
℃よりも低い場合には、ガス発生が不十分で、７０℃よ
りも高いと電池特性が劣化するので好ましくない。ま
た、初充放電の電気量は、発電要素の３０％〜５０％の
範囲が好ましく、３５％〜４５％の範囲が最適である。
３０％よりも低い場合には、負極表面に不活性被膜の形
成が不十分で、５０％よりも高くしても、充電時間が長
くなるだけで、不活性被膜は同じである為である。
【００１４】ついで約２５℃の雰囲気中で発電要素の有
する電池容量の１００％充電処理する。充電処理は、電
池容量の９５％〜１０５％の範囲が好ましい。
する電池容量の１００％充電処理する。充電処理は、電
池容量の９５％〜１０５％の範囲が好ましい。
【００１５】この状態のまま６０℃の環境下で６５時間
保存して発電要素から更なるガスを発生させ、ガスを出
し切らせるとともに、電池特性を安定化させることがで
きる。充電保存の温度は、６０℃〜７０℃の範囲が好ま
しく、６０℃よりも低い場合には、ガスを出し切るのが
不十分で、７０℃よりも高いと電池特性が劣化するので
好ましくなく、保存時間は６０℃の環境下では、５０〜
７２時間の範囲が好ましく、７０℃の環境下では、４０
〜５５時間の範囲が好ましい。
保存して発電要素から更なるガスを発生させ、ガスを出
し切らせるとともに、電池特性を安定化させることがで
きる。充電保存の温度は、６０℃〜７０℃の範囲が好ま
しく、６０℃よりも低い場合には、ガスを出し切るのが
不十分で、７０℃よりも高いと電池特性が劣化するので
好ましくなく、保存時間は６０℃の環境下では、５０〜
７２時間の範囲が好ましく、７０℃の環境下では、４０
〜５５時間の範囲が好ましい。
【００１６】さらに約６０℃で露点がー２０℃のドライ
雰囲気中で外装ケースの一部を開封して０．４Ｍｐａの
荷重で１秒間押えて外装ケース内部に溜まったガスを排
出し、最後に外装ケースを再度封口する。
雰囲気中で外装ケースの一部を開封して０．４Ｍｐａの
荷重で１秒間押えて外装ケース内部に溜まったガスを排
出し、最後に外装ケースを再度封口する。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、４５〜７０℃の
環境下で所定の電池電圧を発生するまで初充電処理を施
すことで、初充電処理以降何らかの分解反応で発電要素
から発生するガスの生成反応を加速させてガスを発生さ
せることができ、負極材料表面に不活性保護膜を形成し
て、その後のガス発生を抑制することができる。
環境下で所定の電池電圧を発生するまで初充電処理を施
すことで、初充電処理以降何らかの分解反応で発電要素
から発生するガスの生成反応を加速させてガスを発生さ
せることができ、負極材料表面に不活性保護膜を形成し
て、その後のガス発生を抑制することができる。
【００１８】そして、充電状態の発電要素を６０℃〜７
０℃の環境下に保存することにより、発電要素からのガ
ス発生を出し切らせることと、十分に電解液を発電要素
に含有させることにより電池特性を安定化し、信頼性に
優れた電池が得られると同時にプロセスを簡略化し、低
コスト化を可能とするリチウムポリマーの製造方法を提
供できる。
０℃の環境下に保存することにより、発電要素からのガ
ス発生を出し切らせることと、十分に電解液を発電要素
に含有させることにより電池特性を安定化し、信頼性に
優れた電池が得られると同時にプロセスを簡略化し、低
コスト化を可能とするリチウムポリマーの製造方法を提
供できる。
【図１】本発明の一実施形態における電池の上面図
【図２】同電池の断面図
【図３】電池の製造プロセスを示す図
１ 正極 １ａ 正極集電体 １ｂ 正極活物質層 １ｃ 正極リード取り付け部 ２ 負極 ２ａ 負極集電体 ２ｂ 負極活物質層 ２ｃ 負極リード取り付け部 ３ セパレータ ４ 発電要素 ５ 正極リード ６ 負極リード ７ アルミラミネートフイルム ８ 正極出力端子 ９ 負極出力端子 １０ 正極リード絶縁保護フイルム １１ 負極リード絶縁保護フイルム Ｐ１ アルミラミネートフイルム熱溶着部 Ｐ２ アルミラミネートフイルム熱溶着部 Ｐ３ アルミラミネートフイルム熱溶着部 Ｔ アルミラミネートフイルム折り曲げ部
Claims (5)
- 【請求項１】 樹脂フイルムの間に金属箔を配して全体
を積層一体化したラミネートシートからなる袋状外装ケ
ース内に、それぞれシート状またはフイルム状の正極
板、ポリマー製セパレータおよび負極板を積層一体化し
た発電要素を収容し、この発電要素に非水電解液を保持
させるとともに、前記正極板および負極板のそれぞれ一
端が接続された正極リードおよび負極リードを、前記外
装ケースのシール部より外部に引き出した状態で封口す
る工程と、４５℃〜７０℃の環境下で所定の電池電圧を
発生するまで初充電処理を施して初期のガス発生を済ま
せる工程と、必要電気量だけ充電処理した充電状態のま
ま６０℃〜７０℃の環境下で保存し、更なる発電要素か
らのガス発生及び電池特性を安定化させる工程と、外装
ケースの一部を開封して内部に溜まったガスを排出する
工程と、ついで外装ケースを再度封口する工程とからな
る電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記所定の電池電圧は発電要素が有する
電池容量の３０％〜５０％充電して得られる電池電圧で
ある請求項１に記載の電池の製造方法。 - 【請求項３】 前記必要電気量は発電要素が有する電池
容量の１００％充電して得られる電気量である請求項１
に記載の電池の製造方法。 - 【請求項４】 更なる発電要素からのガス発生及び電池
特性を安定化させる工程は４０時間〜７２時間保存する
工程である請求項１または３に記載の電池の製造方法。 - 【請求項５】 樹脂フイルムの間に金属箔を配して全体
を積層一体化したラミネートシートからなる袋状外装ケ
ース内に、それぞれシート状またはフイルム状の正極
板、ポリマー製セパレータおよび負極板を積層一体化し
た発電要素を収容し、この発電要素に非水電解液を保持
させるとともに、前記正極板および負極板のそれぞれ一
端が接続された正極リードおよび負極リードを、前記外
装ケースのシール部より外部に引き出した状態で封口す
る工程と、４５℃〜７０℃の環境下で発電要素が有する
電池容量の３０％〜５０％充電して得られる電池電圧ま
で初充電処理を施して初期のガス発生を済ませる工程
と、発電要素が有する電池容量の１００％充電して得ら
れる電気量の充電状態のまま６０℃〜７０℃の環境下で
４０時間〜７２時間保存し、更なる発電要素からのガス
発生及び電池特性を安定化させる工程と、外装ケースの
一部を開封して内部に溜まったガスを排出する工程と、
ついで外装ケースを再度封口する工程とからなる電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015314A JP2001210372A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015314A JP2001210372A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001210372A true JP2001210372A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18542635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015314A Pending JP2001210372A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001210372A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327592A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池の製造方法 |
| JP2010528404A (ja) * | 2007-02-16 | 2010-08-19 | エスケー エナジー 株式会社 | リチウム二次電池の製造方法 |
| JP2014107020A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
| KR20180076158A (ko) | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 주식회사 엘지화학 | 균일한 sei 형성을 위한 버퍼 플레이트 및 이를 이용한 전지 제조방법 |
| US10490808B2 (en) | 2011-02-18 | 2019-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof |
| WO2023277055A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | ダイキン工業株式会社 | 電極形成用組成物、電極および二次電池 |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000015314A patent/JP2001210372A/ja active Pending
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