JP2023081160A - 二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023081160A JP2023081160A JP2021194886A JP2021194886A JP2023081160A JP 2023081160 A JP2023081160 A JP 2023081160A JP 2021194886 A JP2021194886 A JP 2021194886A JP 2021194886 A JP2021194886 A JP 2021194886A JP 2023081160 A JP2023081160 A JP 2023081160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- secondary battery
- negative electrode
- electrode
- separator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 65
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 51
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 49
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 48
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 29
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 16
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 16
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 49
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 25
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 16
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004813 Perfluoroalkoxy alkane Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
- H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
- H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
- H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
- H01M4/0447—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling of complete cells or cells stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
- H01M50/461—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
- H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
Description
ここではまず、作成対象である二次電池100の構成を説明した後に、各工程について説明する。図2は、二次電池100の斜視図である。図3は、図2のIII-III線に沿う模式的な縦断面図である。図4は、図2のIV-IV線に沿う模式的な縦断面図である。図5は、図2のV-V線に沿う模式的な横断面図である。図6は、封口板に取り付けられた電極体群を模式的に示す斜視図である。図7は、正極第2集電部と負極第2集電部とが取り付けられた巻回電極体を模式的に示す斜視図である。図8は、巻回電極体20の構成を示す模式図である。以下の説明において、図面中の符号L、R、F、Rr、U、Dは、左、右、前、後、上、下を表し、図面中の符号X、Y、Zは、二次電池100の短辺方向、短辺方向と直交する長辺方向、上下方向を、それぞれ表すものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、二次電池100の設置形態を何ら限定するものではない。
電池ケース10は、電極体群200を収容する筐体である。電池ケース10は、ここでは扁平かつ有底の直方体形状(角形)の外形を有する。電池ケース10の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース10は、金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等からなることがより好ましい。図3に示すように、電池ケース10は、開口12hを有する外装体12と、開口12hを塞ぐ封口板(蓋体)14と、を備えている。電池ケース10は、外装体12の厚み方向(短辺方向X)において、電極体群200を収容した際に、わずかに寸法的なゆとり(クリアランス)を有していることが好ましい。これにより、後述する剥離工程S20において複数の巻回電極体20のそれぞれの正極板22および負極板24と、セパレータ26とを剥離させたときに、電極体群200の厚み(短辺方向Xの長さ)が増大するための空間を確保することができる。
上述したように、二次電池100は、電解液を備えている。電解液は従来と同様でよく、特に制限はない。電解液は、例えば、非水系溶媒と支持塩とを含有する非水電解液である。非水系溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類を含んでいる。非水系溶媒は、鎖状カーボネート及び環状カーボネートを含むことが好ましい。支持塩は、例えば、LiPF6等のフッ素含有リチウム塩である。電解液は、必要に応じて添加剤を含有してもよい。
正極端子30および負極端子40は、それぞれ封口板14に固定されている。正極端子30は、封口板14の長辺方向Yの一方側(図2、図3の左側)に配置されている。かかる正極端子30は、電池ケース10の外側において、板状の正極外部導電部材32と電気的に接続されている。正極端子30は、金属製であることが好ましく、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることがより好ましい。一方、負極端子40は、封口板14の長辺方向Yの他方側(図2、図3の右側)に配置されている。かかる負極端子40は、電池ケース10の外側において、板状の負極外部導電部材42と電気的に接続されている。負極端子40は、金属製であることが好ましく、例えば銅または銅合金からなることがより好ましい。負極端子40は、2つの導電部材が接合され一体化されて構成されていてもよい。例えば、後述する負極集電部60と接続される部分が銅または銅合金からなり、封口板14の外側の表面に露出する部分がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなっていてもよい。また、電極集電部(正極集電部50および負極集電部60)にも、導電性に優れた金属(アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等)が好適に使用できる。
図3~図6に示すように、本実施形態に係る二次電池100では、電池ケース10内に複数個(ここでは3つ)の巻回電極体20が収容されている。詳しい構造は後述するが、各々の巻回電極体20には、正極タブ群23と負極タブ群25とが設けられている。上述した正極端子30は、正極集電部50を介して、複数の巻回電極体20の各々の正極タブ群23と接続されている。具体的には、正極集電部50は、電池ケース10の内部に収容されている。この正極集電部50は、図3および図6に示すように、封口板14の内側面に沿って長辺方向Yに延びる板状の導電部材である正極第1集電部51と、上下方向Zに沿って延びる板状の導電部材である複数の正極第2集電部52とを備えている。そして、正極端子30の下端部30cは、封口板14の端子引出孔18を通って電池ケース10の内部に挿入され、正極第1集電部51と接続されている(図3参照)。一方で、図5~図7に示すように、この二次電池100では、巻回電極体20の個数に対応した個数の正極第2集電部52が設けられている。それぞれの正極第2集電部52は、複数の巻回電極体20の各々の正極タブ群23に接続される。そして、複数の巻回電極体20の各々の正極タブ群23は、正極第2集電部52と巻回電極体20の一方の側面20eとが対向するように折り曲げられる。これによって、正極第2集電部52の上端部と正極第1集電部51とが電気的に接続される。
また、この二次電池100では、電極体群200と電池ケース10との導通を防止する種々の絶縁部材が取り付けられている。具体的には、正極外部導電部材32(負極外部導電部材42)と封口板14の外側面との間には、外部絶縁部材92が介在している(図2および図3参照)。これによって、正極外部導電部材32や負極外部導電部材42が封口板14と導通することを防止できる。また、封口板14の端子引出孔18、19の各々にはガスケット90が装着されている(図3参照)。これによって、端子引出孔18、19に挿通された正極端子30(または負極端子40)が封口板14と導通することを防止できる。また、正極第1集電部51(または負極第1集電部61)と封口板14の内側面との間には、内部絶縁部材94が配置されている。この内部絶縁部材94は、正極第1集電部51(または負極第1集電部61)と封口板14の内側面との間に介在する板状のベース部94aを備えている。これによって、正極第1集電部51や負極第1集電部61が封口板14と導通することを防止できる。さらに、内部絶縁部材94は、封口板14の内側面から電極体群200に向かって突出する突出部94bを備えている(図3および図4参照)。これによって、上下方向Zにおける電極体群200の移動を規制し、電極体群200と封口板14が直接接触することを防止できる。なお、上述した各々の絶縁部材の材料は、所定の絶縁性を有していれば特に限定されない。一例として、ポリオレフィン系樹脂(例、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE))、フッ素系樹脂(例、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))等の合成樹脂材料を使用できる。
電極体群200は、図4に示すように、ここでは3つの巻回電極体20を有する。ただし、1つの外装体12の内部に配置される巻回電極体の数は、2つ以上(複数)であれば特に限定されない。電極体群200は、各巻回電極体の巻回軸WLが底壁12aに沿った向き(すなわち、巻回軸WLが長辺方向Yと平行になる向き)で外装体12の内部に配置されている。言い換えれば、巻回電極体20は、巻回軸WLが底壁12aと平行になり、短側壁12cと直交する向きで、外装体12の内部に配置されている。巻回電極体20の端面(言い換えれば、正極板22と負極板24とが積層された積層面、図8の長辺方向Yの端面)は、短側壁12cと対向している。すなわち、以下の説明における「巻回軸方向」は、図中の長辺方向Yと略同一の方向である。
なお、セパレータ26は、ポリオレフィン樹脂製の多孔性の基材層26aを含み、両表面が接着層26bであることが好ましい。接着層26bはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含むことが好ましい。接着層26bと基材層26aの間に、他の層が形成されていてもよい。
なお、正極板22及び負極板24と、接着層26bとは、例えば押圧により接着することが好ましい。押圧は、例えば、常温、あるいは加熱状態で行うことができる。
以上、作成対象である二次電池100の構成を説明した。次に、図1を参照しながら、かかる二次電池100の製造方法について説明する。上記したように、ここに開示される二次電池の製造方法は、剥離工程S20において、複数の巻回電極体20のそれぞれに剥離領域が形成された状態とするように、各巻回電極体20の正極板22および負極板24の少なくとも一方と、セパレータ26との間を剥離させることよって特徴づけられており、それ以外の製造プロセスは従来と同様であってもよい。
配置工程S10では、上記したような電極体群200を電池ケース10の内部に配置する。具体的には、まず、上記したような電極体群200(3つの巻回電極体20)と、電池ケース10(外装体12および封口板14)と、正極端子30と、負極端子40と、正極集電部50(正極第1集電部51および正極第2集電部52)と、負極集電部60(負極第1集電部61および負極第2集電部62)と、を用意する。そして電極体群200を電池ケース10に挿入する。
巻回処理では、2枚のセパレータ26を介して正極板22と負極板24とを積層して、巻回することによって巻回電極体20を用意する。より詳細には、帯状のセパレータ26、帯状の負極板24、帯状のセパレータ26、帯状の正極板22を、この順序で積層した積層体を作製する(図8参照)。このとき、長辺方向Yの一方(図8の左側)の側縁から正極板22の正極タブ22tのみが突出し、かつ、他方(図8の右側)の側縁から負極板24の負極タブ24tのみが突出するように、各々のシート部材の長辺方向Yにおける積層位置を調節する。そして、作製した積層体を巻回して筒状体を作製する。このときの巻回数は、目的とする巻回電極体20の性能や製造効率などを考慮して適宜調節することが好ましい。一例として、巻回電極体20における正極板22の巻回数は、10回~60回が好ましく、30回~40回がより好ましい。
プレス成形処理では、上記作製した筒状体に対してプレス成形をすることによって、扁平形状の巻回電極体20を用意する。プレス成形は、常温で実施してもよく、加熱した状態(例えば、40℃~80℃程度)で実施してもよい。巻回された筒状体をプレス成形すると、成形された巻回電極体20の湾曲部20rに残留した弾性作用によって、平坦部20fの厚みが膨張するスプリングバックが生じ得る。ここに開示される製造方法で製造される二次電池100は、複数の巻回電極体20を有しており、スプリングバックが生じた場合には、後述する配置処理において、電池ケース10への収容が難しくなる虞がある。しかしながら、ここに開示される技術によれば、セパレータ26が所定の接着性を有する接着層26bを有しているため、当該接着層26bを有する巻回電極体20に対してプレス成形を実施した結果、セパレータ26の接着層26bと正極板22、および、接着層26bと負極板24とがより好適に接着され、スプリングバックが抑制される。このため、複数の巻回電極体20を有する電極体群200を好適に電池ケース10に収容することができる。
一方で、正極板22、負極板24が接着層26bと過度に接着された場合には、後述する剥離工程S20において、複数の巻回電極体20のそれぞれに剥離領域を生じさせることが困難になる可能性がある。そこで、プレス成形処理において巻回された筒状体をプレスするプレス圧は、剥離工程において各巻回電極体20のそれぞれに好適な剥離領域が形成されるように調整されることが好ましい。プレス圧は、接着層26bの性状(例えば材質や厚み)や、巻回電極体20の大きさ等によって異なるため、一概には言えないが、例えば50kN程度~400kN程度であるとよい。これにより、配置工程S10においては、電極体群200をスムーズに収容でき、剥離工程S20においては、各巻回電極体20のそれぞれに剥離領域を形成させやすくすることができる。
配置処理では、上記用意した複数の巻回電極体20を有する電極体群200を電池ケース10内に収容する。まず、図6に示すように、電極体群200に正極集電部50、負極集電部60および封口板14が取り付けられた合体部材を用意する。まず、巻回電極体20の正極タブ群23に正極第2集電部52を接合し、負極タブ群25に負極第2集電部62を接合する。次いで、図6に示すように、複数個(ここでは3つ)の巻回電極体20を、平坦部20fが対向するように並列に配置する。そして、複数個の巻回電極体20の上方に封口板14を配置し、各正極第2集電部52と巻回電極体20の一方の側面20eとが対向するように、各々の巻回電極体の正極タブ群23を折り曲げる。これによって、正極第1集電部51と正極第2集電部52とが接続される。同様に、各負極第2集電部62と巻回電極体20の他方の側面20gとが対向するように、各々の巻回電極体の負極タブ群25を折り曲げる。これによって、負極第1集電部61と負極第2集電部62とが接続される。この結果、正極集電部50と、負極集電部60とを介して、封口板14に電極体群200が取り付けられる。
そして、外装体12の開口12hの縁部に封口板14を接合して、開口12hを封止する。例えば、外装体12と封口板14とが溶接接合されることによって封止されることが好ましい。外装体12と封口板14との溶接接合は、例えばレーザ溶接等で行うことができる。これにより、電極体群200が電池ケース10内に配置された電池組立体を用意することができる。
剥離工程S20は、上記配置工程S10において用意した電池組立体に収容される複数の巻回電極体20のそれぞれに剥離領域を生じさせる工程である。剥離領域は、正極板22および負極板24の数なくとも一方と、セパレータ26との接触面が剥離された領域である。具体的には、正極板22とセパレータ26とが接着層26bにより接着され、負極板24とセパレータ26とが接着層26bにより接着された状態の各巻回電極体20に対して、後述する加熱処理および第1減圧処理を実施する。これにより、各巻回電極体20のそれぞれにおいて、正極板22および負極板24の少なくとも一方と、セパレータ26との間に剥離領域を生じさせる。
ここで、剥離領域では、正極板22又は負極板24と、セパレータ26との間に隙間が生じた状態であることが好ましい。剥離領域の有無は、巻回電極体20の巻回軸方向の中央部において巻回軸WLに対して垂直な断面のX線CT画像から判断できる。
加熱処理は、上記したような巻回電極体20のセパレータ26の接着層26bを軟化させ、正極板22および負極板24からセパレータ26をより剥離させやすくするための処理である。かかる加熱処理は、各巻回電極体20のそれぞれの温度が概ね同じとなるように均一に加熱することが好ましい。これにより、各巻回電極体20のそれぞれに剥離領域が形成されやすくなる。加熱処理の加熱温度は、接着層26bに用いられるバインダの種類によって異なるため、一概には言えないが、各巻回電極体20のそれぞれの温度が80℃以上となるように保持することが好ましい。例えば、加熱処理は、各巻回電極体20のそれぞれの温度が90℃以上となるように保持することがより好ましく、各巻回電極体20のそれぞれの温度が100℃以上となるように保持することがさらに好ましい。温度が高すぎる場合には、二次電池100の内部で意図しない副反応が発生して電池特性が悪化することが懸念されるため、好ましくない。このため、加熱処理の温度は、各巻回電極体20のそれぞれの温度が例えば130℃以下となるように保持することが好ましく、120℃以下となるように保持することがより好ましい。昇温速度は、特に限定されないが、例えば4~8℃/min程度に設定するとよい。
第1減圧処理は、上記加熱処理後の電池組立体の内部を大気圧(すなわち、電池組立体の外側の空気の圧力)よりも低くなるように減圧し、正極板22および負極板24とセパレータ26とを剥離させるための処理である。かかる第1減圧処理において、従来よりも減圧速度を速く設定することにより、各巻回電極体20の正極板22および負極板24と、セパレータ26との間に好適に隙間を生じさせ、各巻回電極体20のそれぞれに剥離領域を形成できる。
加圧工程は、上記第1減圧処理によって減圧された電池組立体の内部を大気圧程度まで加圧(復圧)する工程である。当該加圧工程はここに開示される技術において必須の工程ではなく、適宜省略することも可能である。例えば、上記第1減圧処理の実施後に後述する注液工程S30(より詳細には注液処理)を実施してもよい。当該加圧工程を以下の条件で剥離工程S20の後に実施することにより、複数の巻回電極体20のそれぞれにおいて剥離領域を好ましい状態に維持することができる。
注液工程S30は、電池組立体の内部に電解液を注液する工程である。ここに開示される技術においては、上記した剥離工程S20によって各巻回電極体20のそれぞれに剥離領域が形成された状態であり、かかる状態の巻回電極体20を有する電極体群200に電解液を注液することにより、電解液の注液時間の短縮と、電極体群200全体への電解液の含浸が不均一となることを抑制できる。
第2減圧処理は、上記した加圧工程を実施した場合において、後述する注液処理を好適に実施するために、電池組立体の内部を減圧する処理である。当該第2減圧処理は、ここに開示される技術において必須の処理ではなく、適宜省略することも可能である。例えば、上記第1減圧処理の実施後(すなわち、減圧状態を維持した状態で)後述する注液処理を実施してもよい。また、加圧工程後、第2減圧処理を実施せずに後述する注液処理を実施してもよい。加圧工程を実施した場合において、第2減圧処理を実施することにより、電池組立体を減圧した状態で注液処理を実施できる。これにより、注液処理の時間が短縮され、かつ、巻回電極体20の内部まで電解液が浸透しやすくなるため好ましい。
注液処理は、電池組立体の内部に電解液を注液する処理である。当該注液処理は、大気圧雰囲気で実施されてもよいし、減圧雰囲気で実施されてもよい。好ましくは、減圧雰囲気で実施されるとよい。これにより、電解液をより早く注液することができる。注液処理では、電解液が巻回電極体20の全体にいきわたる分量となるよう電解液を注液する。当該注液処理は、従来公知の電解液注液装置を適宜利用することができる。なお、このとき、電解液を圧送するために用いられ得る圧送ガスとしては、従来と同様、窒素(N2)等の不活性ガス、乾燥空気等が挙げられる。
電解液の注液後、電池組立体の封口板14の注液孔15を封止する。注液孔15の封止は、当該注液孔15に適合した形状の封止部材16を組み付けることによって実施することができる。これにより、密閉された二次電池100を構築することができる。
ここに開示される製造方法においては、上記注液工程の後に、初期充電工程を好ましく行うことができる。より好ましい一態様では、上記構築した二次電池100を拘束した状態で初期充電工程を実施するとよい。二次電池100の拘束は、外装体12の長側壁12b(図2参照)を短辺方向Xに沿って所定の大きさの荷重を付与することによって実施することができる。初期充電の条件は、従来と同様であってよい。例えば、二次電池100は、拘束された状態において、電池駆動電圧範囲を0.1~2Cの充電レートで充電及び放電するサイクルを、1~5回程度実施するとよい。以上のようにして、二次電池100を製造することができる。
以下、本発明に関する試験例を説明する。なお、以下に記載する試験例の内容は、本発明を限定することを意図したものではない。
正極活物質粉末としてのLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2と、導電材としてのアセチレンブラック(AB)と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)との質量比が、97.5:1.5:1.0となるように秤量し、これらの材料を溶媒としてのN-メチルピロリドン(NMP)に分散させてペースト状の正極活物質層形成用組成物を調製した。該組成物を帯状の正極芯体(アルミニウム箔)の両面に塗布し、乾燥させることで正極芯体上に正極活物質層を備える、帯状の正極板を作製した。
負極活物質としての天然黒鉛(C)と、バインダとしてのスチレンブタジエンゴム(SBR)と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)との質量比が、98.3:0.7:1.0となるように秤量し、これらの材料を溶媒としてのイオン交換水に分散させてペースト状の負極活物質層形成用組成物を調製した。該組成物を帯状の負極芯体(銅箔)の両面に塗布し、乾燥させることで負極芯体上に負極活物質層を備える、帯状の負極板を作製した。
また、セパレータとしては、ポリエチレン(PE)製の多孔質基材層の表面にアルミナ粉末とポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを含む接着層が形成されたものを使用した。なお、セパレータは接着層の目付量が異なるものを2種類用意した。
本試験では、上記用意した評価用電池組立体に対して、第1減圧処理の減圧速度を変更して剥離工程を実施し、その後加圧工程を実施した。そして、各巻回電極体における剥離領域の有無を確認した。
まず、上記作製した評価用二次電池組立体に対して、最高温度105℃の条件で加熱処理を実施した。次いで、加熱開始4時間後に、第1減圧処理を実施した。第1減圧処理は、減圧速度90kPa/min、評価用電池組立体の内部の圧力を絶対圧力で10Paまで減圧し、減圧維持時間4時間の条件で実施した。第1減圧処理後、大気圧まで加圧(復圧)する加圧工程を実施した。
まず、上記作製した評価用二次電池組立体に対して、最高温度105℃の条件で加熱処理を実施した。次いで、加熱開始4時間後に、第1減圧処理を実施した。第1減圧処理は実施例1と同様の条件で実施した。第1減圧処理後、大気圧まで加圧(復圧)する加圧工程を実施した。なお、実施例2のセパレータの接着層の目付量は、実施例1のセパレータの接着層の目付量よりも少ないものを使用した。
まず、上記作製した評価用二次電池組立体に対して、最高温度105℃の条件で加熱処理を実施した。次いで、加熱開始4時間後に、第1減圧処理を実施した。第1減圧処理は減圧速度を10kPa/minに変更したこと以外は、実施例1と同様の条件で実施した。第1減圧処理後、大気圧まで加圧(復圧)する加圧工程を実施した。なお、比較例1のセパレータは、実施例1のセパレータと同じものを使用した。
まず、上記作製した評価用二次電池組立体に対して、最高温度105℃の条件で加熱処理を実施した。次いで、加熱開始4時間後に、第1減圧処理を実施した。第1減圧処理は減圧速度を10kPa/minに変更したこと以外は、実施例1と同様の条件で実施した。第1減圧処理後、大気圧まで加圧(復圧)する加圧工程を実施した。なお、比較例2のセパレータの接着層の目付量は、実施例1のセパレータの接着層の目付量よりも少ないものを使用した。
上記用意した各実施例および各比較例の巻回電極体の中央部(巻回軸方向の中央部)において、X線CT装置(東芝ITコントロールシステム社製)を用いて巻回軸に対して垂直な断面を撮影し、X線CT画像を取得した。
そして、当該X線CT画像において、巻回電極体20の平坦部20fにおいて、剥離領域の有無を確認した。
巻回電極体20の平坦部20fにおいて、正極板22の積層方向において隣接する2層の正極板22の一方の正極板22の厚み方向の中心と他方の正極板22の厚み方向の中心との距離を距離D(μm)する。前述の2つの中心の間に存在する各部材の合計の厚み(一方の正極板22の厚みの半分、一方のセパレータ26の厚み、負極板24の厚み、他方のセパレータ26の厚み、及び他方の正極板22の厚みの半分の合計の厚み)を、厚みT(μm)とする。そして、距離D(μm)が、厚みT(μm)よりも30μm以上大きい部分には剥離領域が存在すると判断した。
3つの巻回電極体の全てにおいて剥離領域が形成されたものを「〇」とした。また、3つの巻回電極体のうち、いずれかの巻回電極体において剥離領域が確認できなかったものを「×」とした。結果を表1に示す。
剥離工程の条件を上記したように変更した各実施例および各比較例に対して、注液工程を実施した。注液工程で用いる電解液は、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)と、ジメチルカーボネート(DMC)とをEC:EMC:DMC=3:4:3の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのLiPF6を、1.1mol/Lの濃度で溶解したものを用意した。注液工程は、評価用電池組立体の内部の圧力を絶対圧力で5kPaまで減圧する第2減圧処理を実施し、その後、上記した電解液を注液する注液処理を実施した。
注液工程において、注液が完了するまでの時間を計測した。比較例2の注液時間を1としたときの各実施例および各比較例の注液時間の比を表1に示す。
剥離工程において、複数の巻回電極体の全てに剥離領域が形成された実施例1および2は、注液時間が比較例と比べて非常に短くなっていることがわかる。これは、上記したように比較的速い減圧速度で第1減圧処理を実施することにより、各巻回電極体に剥離領域が形成されたことにより、電解液が含浸しやすくなったためと推測される。したがって、剥離工程において、複数の巻回電極体のそれぞれに剥離領域を形成させることにより高容量かつ電池全体としての注液性が向上した二次電池を製造することができる。
一つの巻回電極体20の平坦部20fにおいて、正極板22の総積層数がN層である場合、剥離領域が形成されたユニットが0.1N以上形成されていることが好ましく、0.2N以上形成されていることがより好ましい。
巻回電極体20の巻回軸方向の中央部において巻回軸に対して垂直な断面において、剥離領域の幅は、10mm以上であることが好ましく、20mm以上であることがより好ましく、30mm以上であることがさらに好ましい。
巻回電極体20の巻回軸方向の中央部において巻回軸に対して垂直な断面において、巻回電極体20の平坦部20fにおける正極板22の幅を幅W2(mm)とし、一つの層における剥離領域の幅を幅W3(mm)とした場合、W3/W2が0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましく、0.3以上であることがさらに好ましい。
14 封口板(蓋体)
15 注液孔
16 封止部材
20 巻回電極体
22 正極板
24 負極板
26 セパレータ
26a 基材層
26b 接着層
30 正極端子
40 負極端子
50 正極集電部
60 負極集電部
100 二次電池
200 電極体群
Claims (7)
- 正極と、負極とが、セパレータを介して巻回された扁平形状の巻回電極体と、
複数の前記巻回電極体を収容する電池ケースと、
を備えた二次電池の製造方法であって、
複数の前記巻回電極体を、前記電池ケース内に配置する配置工程と、
複数の前記巻回電極体のそれぞれの前記正極および前記負極の少なくとも一方と、前記セパレータとを剥離させる剥離工程と、
前記電池ケース内に電解液を注液する注液工程と、
を含み、
ここで、前記剥離工程において、複数の前記巻回電極体のそれぞれに剥離領域が形成された状態となるように、各巻回電極体の前記正極および前記負極の少なくとも一方と、前記セパレータとを剥離させる、二次電池の製造方法。 - 前記セパレータの両表面には、接着層が形成されている、請求項1に記載の二次電池の製造方法。
- 前記配置工程において、前記正極と前記セパレータとが前記接着層により接着され、前記負極と前記セパレータとが前記接着層により接着された前記巻回電極体を、前記電池ケース内に配置する、請求項2に記載の二次電池の製造方法。
- 前記セパレータは、
ポリオレフィン樹脂製の多孔性の基材層を含み、
前記接着層は、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む、請求項2または3に記載の二次電池の製造方法。 - 前記負極の幅が20cm以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記電池ケースは、
底壁と、前記底壁から延び相互に対向する一対の第1側壁と、前記底壁から延び相互に対向する一対の第2側壁と、前記底壁に対向する開口とを有する角型外装体と、
前記開口を封口する封口板と、を備え、
前記配置工程において、前記巻回電極体は、前記巻回電極体の巻回軸が前記底壁に沿った向きに配置される、請求項1~5のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。 - 前記注液工程の後に、前記二次電池の初期充電を行う初期充電工程を含み、
前記初期充電工程は、前記二次電池を拘束した状態で行う、請求項1~6のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021194886A JP2023081160A (ja) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 二次電池の製造方法 |
EP22209283.5A EP4187663A3 (en) | 2021-11-30 | 2022-11-24 | Manufacturing method of secondary battery |
KR1020220160302A KR20230081657A (ko) | 2021-11-30 | 2022-11-25 | 이차 전지의 제조 방법 |
CN202211509532.9A CN116207367A (zh) | 2021-11-30 | 2022-11-29 | 二次电池的制造方法 |
US18/070,752 US20230170520A1 (en) | 2021-11-30 | 2022-11-29 | Manufacturing method of secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021194886A JP2023081160A (ja) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 二次電池の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023081160A true JP2023081160A (ja) | 2023-06-09 |
Family
ID=84361534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021194886A Pending JP2023081160A (ja) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 二次電池の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230170520A1 (ja) |
EP (1) | EP4187663A3 (ja) |
JP (1) | JP2023081160A (ja) |
KR (1) | KR20230081657A (ja) |
CN (1) | CN116207367A (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3116643B2 (ja) * | 1992-09-11 | 2000-12-11 | 三菱電機株式会社 | 電気化学素子、及び組電池並びに電気化学素子の製造方法 |
CN107004812B (zh) * | 2014-12-15 | 2020-07-21 | 帝人株式会社 | 非水电解质电池用隔膜、非水电解质电池及非水电解质电池的制造方法 |
US10355315B2 (en) * | 2016-03-04 | 2019-07-16 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device |
JP6839384B2 (ja) | 2017-04-24 | 2021-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 密閉型電池の製造方法 |
JP7209659B2 (ja) * | 2020-03-13 | 2023-01-20 | パナソニックホールディングス株式会社 | 電池の製造方法 |
-
2021
- 2021-11-30 JP JP2021194886A patent/JP2023081160A/ja active Pending
-
2022
- 2022-11-24 EP EP22209283.5A patent/EP4187663A3/en active Pending
- 2022-11-25 KR KR1020220160302A patent/KR20230081657A/ko unknown
- 2022-11-29 CN CN202211509532.9A patent/CN116207367A/zh active Pending
- 2022-11-29 US US18/070,752 patent/US20230170520A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230081657A (ko) | 2023-06-07 |
EP4187663A3 (en) | 2023-07-05 |
CN116207367A (zh) | 2023-06-02 |
US20230170520A1 (en) | 2023-06-01 |
EP4187663A2 (en) | 2023-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6202347B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP6195311B2 (ja) | 電池パックとその製造方法、及びこれを備える電動車両並びに蓄電装置 | |
KR101758002B1 (ko) | 비수전해질 이차 전지 | |
TWI466365B (zh) | An insulating layer with heat-resistant insulation | |
JP6024990B2 (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
WO2014157417A1 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6007315B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6604324B2 (ja) | 非水電解液二次電池及びその製造方法 | |
JP2013125650A (ja) | 密閉型リチウム二次電池とその製造方法 | |
KR20140014839A (ko) | 이차전지 | |
JP2019053862A (ja) | 積層電極体及び蓄電素子 | |
JP5381588B2 (ja) | リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器 | |
JP6079870B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2019071178A (ja) | 蓄電素子の製造方法 | |
KR101357311B1 (ko) | 파우치형 이차전지 및 그의 제조방법 | |
JP2011124058A (ja) | リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器 | |
JP2023081160A (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2023081158A (ja) | 二次電池の製造方法 | |
CN116868402A (zh) | 一种极片、电极组件、电池单体、电池以及用电设备 | |
JP2017098207A (ja) | 電極体を有する二次電池 | |
JP2011081973A (ja) | リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器 | |
JP6681017B2 (ja) | 電極体を有する二次電池 | |
JP2024017915A (ja) | 電池 | |
JP2024017916A (ja) | 電池 | |
JP2024031547A (ja) | 二次電池の製造方法および二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231019 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240314 |