JP5870767B2 - 非水電解液二次電池の電池保守再生方法 - Google Patents
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Description
正極シート30の基材となる正極集電体32を形成するための材料は、当業界で公知のものを適宜用いることができ、特に制限されない。例えば、アルミニウムやアルミニウムを主成分とする合金又は複合金属等の導電性に優れる金属が挙げられる。
負極シート40の基材となる負極集電体42を形成するための材料は、当業界で公知のものを適宜用いることができ、特に制限されない。例えば、銅や銅を主成分とする合金又は複合金属等の導電性に優れる金属が挙げられる。
このリチウム二次電池100に用いられる非水電解液は、非水溶媒と、支持電解質(支持塩)としてのリチウム塩と、ビフェニル及び/又はビフェニル誘導体と少なくとも含み、好ましくは上述した正極活物質層34及び/又は負極活物質層44の表面に被膜を生成する添加剤をさらに含む。
A=Q×N/B …(1)
図1及び図2に示すリチウム二次電池100と同等の構成を有し、且つ、非水電解液として、ビフェニル及びビフェニル誘導体の何れも含有しないものを比較例1として用意した。
比較例1の非水電解液に代えて、比較例1の非水電解液にビフェニルを所定量添加した実施例1〜4の非水電解液を用いること以外は、比較例1と同様にして、実施例1〜4のリチウム二次電池100を作製した。なお、実施例1〜4の非水電解液において、非水電解液中のビフェニルの含有割合は、正極の空孔体積に対して、それぞれ1.0mmol/cc(実施例1)、2.0mmol/cc(実施例2)、5.0mmol/cc(実施例3)、及び、6.0mmol/cc(実施例4)とした。
比較例1の非水電解液に代えて、比較例1の非水電解液にビフェニルを所定量添加した実施例5〜8の非水電解液を用いること以外は、比較例1と同様にして、実施例5〜8のリチウム二次電池100を作製した。なお、実施例5〜8の非水電解液において、非水電解液中のビフェニルの含有割合は、正極の空孔体積に対して1.0mmol/cc以上6.0mmol/cc未満の範囲内とし、さらに非水電解液の全体量に対して、それぞれ1.0wt%(実施例5)、2.0wt%(実施例6)、5.0wt%(実施例7)、及び、6.0wt%(実施例8)とした。
実施例1、2、5及び6並びに比較例1のリチウム二次電池を車両に搭載し、その車両を、アクセルON/OFF回数=4000サイクル条件下で運転したときの容量維持率(運転後の容量/運転前の容量の百分率)を測定した。また、実施例1〜8及び比較例1のリチウム二次電池の電極間の抵抗を測定した。図4及び図6に容量維持率の測定結果を、図5及び図7に抵抗の測定結果を、ともに棒グラフで示す。同図中、符号E1〜E8がそれぞれ実施例1〜8の測定データを示し、符号R1が比較例1の測定データを示す。
実施例1と同等の構成を有するリチウム二次電池を車両に搭載し、その車両を、負極にリチウムが過度に析出するような所定の耐久運転条件下で運転した後、そのリチウム二次電池に対して、異なる条件で過放電及び過充電を実施し、実施例9及び10のリチウム二次電池を得た。これらのうち実施例9においては、過放電及び過充電ともに、電圧2V〜4.1V及び容量1Cで1サイクル(1回ずつ)実施した。また、実施例10においては、過放電の条件を、電圧2V〜4.1V、及び容量10Cで1回あたり10秒とし、過充電の条件を、電圧2V〜4.1V、及び容量2.5Cで1回あたり40秒とし、それらの過放電及び過充電を交互に100サイクル繰り返した。
図11及び図12は、それぞれ、実施例9及び10で得たリチウム二次電池におけるビフェニル含有割合の測定結果を示すグラフである。両図において、白抜きの棒グラフで示す値が、先述した図9及び図10におけるのと同様に、それぞれ、各リチウム二次電池を、正極、負極、セパレータ、及び、非水電解液の余剰液に分解し、それらの各部位におけるビフェニル含有割合を破壊分析して得られた値である。また、両図においては、実施例9及び10と同等の構成を有し且つ同じ耐久運転条件下で運転したリチウム二次電池に対して過放電及び過充電を実施することなく、同様に破壊分析して得られたビフェニル含有割合の測定値を、斜線を付した棒グラフで併せて示す(つまり、それらの値は、実施例9及び10のリチウム二次電池に過放電及び過充電を実施する前のビフェニル含有割合に相当し、図10に対応する。)。
10 電池ケース
12 開口部
14 蓋体
20 捲回電極体
30 正極シート
32 正極集電体
34 正極活物質層
36 正極活物質層非形成部
37 正極集電端子
38 外部正極集電端子
40 負極シート
42 負極集電体
44 負極活物質層
46 負極活物質層非形成部
47 負極集電端子
48 外部負極集電端子
50 セパレータ
100 リチウム二次電池(非水電解液二次電池)
Claims (7)
- 車両に搭載され、該車両を駆動するための電源として用いられる非水電解液二次電池の電池保守再生方法であって、
前記非水電解液二次電池は、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、非水溶媒中にリチウム塩を含む非水電解液とを備えており、
前記非水電解液は、前記正極の空孔体積に対して1.0mmol/cc以上の含有割合で、ビフェニル及び/又はビフェニル誘導体を含むものであり、
前記車両の運転において前記負極にリチウムが析出したことを検知したときに、過放電及び過充電を少なくとも1回実施することを含む、電池保守再生方法。 - 前記過放電及び過充電の電圧が2V〜4.1Vの範囲内にある、請求項1記載の電池保守再生方法。
- 前記過放電を前記過充電よりも過酷な条件で実施する、請求項1記載の電池保守再生方法。
- 前記非水電解液は、前記正極の空孔体積に対して6.0mmol/cc未満の含有割合で、ビフェニル及び/又はビフェニル誘導体を含むものである、請求項1〜3のいずれか1記載の電池保守再生方法。
- 前記非水電解液は、前記非水電解液の全体量に対して1.0wt%以上6.0wt%未満の含有割合で、前記ビフェニル及び/又はビフェニル誘導体を含むものである、
請求項1〜4のいずれか1項記載の電池保守再生方法。 - 当該非水電解液二次電池は、前記車両の運転において前記負極にリチウムの析出を伴う可能性のある所定の負荷急変事象が生じたときに、回生エネルギーの一部によって前記ビフェニル及び/又はビフェニル誘導体を分解せしめることにより、前記リチウムの析出を抑制するように構成されたものである、請求項1〜5のいずれか1項記載の電池保守再生方法。
- 前記所定の負荷急変事象が、前記車両のアクセルのON/OFF、又は、前記車両のタイヤに生じるスリップグリップである、請求項6記載の電池保守再生方法。
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