JP7325469B2 - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解液二次電池の製造方法に関する。
現在、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、車両や携帯端末等の様々な分野において広く使用されている。この種の二次電池の典型例として、正極板および負極板を有する電極体と、非水電解液と、該電極体および該非水電解液を収容する電池ケースと、を備える非水電解液二次電池が挙げられる。
非水電解液二次電池の製造において、一般的に、電極体と非水電解液とが電池ケースに収容された状態の二次電池組立体を初期充電する。初期充電を行うことによって、負極板の表面に、いわゆるＳＥＩ被膜を形成することができる。一方で、初期充電時には、二次電池組立体に含まれる成分に由来するガスが、電極体内で発生し得る。このような電極体内でのガス発生は、電極体における充電ムラ発生の要因となり得る。そのため、上記ガス発生に起因する充電ムラの発生を抑制するための技術開発が求められている。ここで、電極体内でのガス発生に関する先行技術の一例として、特許文献１が挙げられる。当該文献に開示される二次電池の製造方法では、二次電池前駆体が鉛直方向で最上位に開口部を有するように立設され、発生するガスを該開口部から逃がしながら初期充電を行うことが提案されている。上記製造方法によると、二次電池前駆体において、気泡による充電ムラをより十分に防止できると記載されている。
国際公開第２０１９／０４４５６０
ところで、上記電極体の一例として、帯状の正極板および帯状の負極板が、帯状のセパレータを介在させつつ捲回された扁平形状の捲回電極体が挙げられる。本発明者らは、このような捲回電極体の充電を行うと、該捲回電極体の一部の領域で、正極板に含まれる遷移金属（例えば、マンガン等）を含み、局所的に抵抗が高い高抵抗領域が形成され得ることを新たに知得した。そして、本発明者らは、上記高抵抗領域の形成が初期充電時のガス発生に起因し得ること、上記高抵抗領域が形成した捲回電極体を備える非水電解液二次電池では、その電池特性（例えば、容量維持率等）が低くなり得ることを見出した。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、捲回電極体を備える非水電解液二次電池において、該捲回電極体における高抵抗領域の形成を抑制する技術を提供することである。
ここで開示される製造方法は、帯状の正極板および帯状の負極板が、帯状のセパレータを介在させつつ捲回された扁平形状の捲回電極体と、非水電解液と、上記捲回電極体および上記非水電解液を収容する電池ケースと、を備える非水電解液二次電池の製造方法である。上記正極板は、マンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいる。この製造方法は、以下の工程：上記捲回電極体と上記非水電解液とを上記電池ケースに収容して二次電池組立体を構築する組立工程；電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖとなるように、上記二次電池組立体に対して初期充電を行う第１充電工程；および、上記第１充電工程の後に、上記二次電池組立体の放電を行う放電工程、を有する。かかる構成の製造方法では、放電工程を行うことによって、第１充電後の捲回電極体内での電位のバラつきを解消することができる。この結果、捲回電極体における高抵抗領域の形成を抑制することができる。
ここで開示される製造方法の好適な一態様では、上記放電工程の後、上記二次電池組立体を電池電圧が３．２Ｖ以下の状態で少なくとも１２時間維持する維持工程を有する。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果がより好適に実現され得る。
ここで開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記負極板は、負極芯体と、該負極芯体上に形成された負極活物質層とを有しており、上記捲回電極体の捲回軸方向における上記負極活物質層の長さが少なくとも２０ｃｍである。かかる構成の捲回電極体を有する非水電解液二次電池の製造において、ここで開示される技術の効果が好適に実現され得る。
ここで開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記維持工程の後、電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖとなるように、上記二次電池組立体に対して充電を行う第２充電工程を有する。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果を適切に発揮することができる。
ここで開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記第２充電工程の後、上記二次電池組立体を１５℃～３０℃の状態で６時間～７２時間保持するエージング工程を有する。かかる構成によると、電極表面上に形成されるＳＥＩ被膜が安定化し、保護効果を最大化することができる。
ここで開示される製造方法の好適な他の一態様では、上記二次電池組立体が上記捲回電極体の厚み方向に拘束された状態で、上記維持工程を実施する。かかる構成によると、上記高抵抗領域の形成抑制効果をより高めることができる。
ここで開示される製造方法を用いると、以下の構成の非水電解液二次電池を好ましく製造できる。当該非水電解液二次電池は、上記電池ケースは、開口および該開口に対向する底部を含む外装体と、上記開口を封口する封口板と、を備えており、上記捲回電極体は、上記捲回軸が上記底部と平行になる向きで上記外装体内に配置されている。
ここで開示される製造方法を用いると、以下の構成の非水電解液二次電池を好ましく製造できる。当該非水電解液二次電池は、上記外装体内には、複数個の上記捲回電極体が収容されている。
ここで開示される製造方法を用いると、以下の構成の非水電解液二次電池を好ましく製造できる。当該非水電解液二次電池は、上記捲回電極体に電気的に接続された正極集電体および負極集電体と、上記捲回電極体の上記捲回軸方向の一方の端部に突出した複数のタブを含む正極タブ群と、同方向の他方の端部に突出した複数のタブを含む負極タブ群と、を備えている。上記正極集電体と上記正極タブ群とが接続され、上記負極集電体と上記負極タブ群とが接続されている。
第１実施形態に係る製造方法で製造される非水電解液二次電池を模式的に示す斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う模式的な横断面図である。 第１実施形態に係る製造方法で用いられる捲回電極体を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態に係る製造方法で用いられる捲回電極体の構成を示す模式図である。 初期充電による正極電位および負極電位の変化を示す模式図である。 第１実施形態における非水電解液二次電池の製造方法の工程図である。 第１実施形態に係る製造方法における拘束体の斜視図である。 放電工程による正極電位および負極電位の変化を説明する模式図である。 第２充電工程による正極電位および負極電位の変化を説明する模式図である。 第３実施形態に係る製造方法における拘束体の斜視図である。 第４実施形態に係る製造方法における拘束体の上面図である。
以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術のいくつかの好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、ここで開示される技術を特徴付けない二次電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。本明細書において「活物質」とは、電荷担体（例えばリチウムイオン）を可逆的に吸蔵・放出できる材料をいう。
本明細書において参照する各図における符号Ｘは「奥行方向」を示し、符号Ｙは「幅方向」を示し、符号Ｚは「高さ方向」を示す。また、奥行方向ＸにおけるＦは「前」を示し、Ｒｒは「後」を示す。幅方向ＹにおけるＬは「左」を示し、Ｒは「右」を示す。そして、高さ方向ＺにおけるＵは「上」を示し、Ｄは「下」を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、二次電池の設置形態を何ら限定するものではない。また、本明細書において数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、「Ａ以上Ｂ以下」という意味と共に、「Ａを上回り、かつ、Ｂを下回る」という意味も包含する。
＜第１実施形態＞
ここで開示される製造方法において製造される非水電解液二次電池の一例を、図１，２に示す。非水電解液二次電池１００は、捲回電極体２０、および図示されない非水電解液と、該捲回電極体、および該非水電解液を収容する電池ケース１０と、を備えている。非水電解液二次電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。
非水電解液は、非水溶媒と支持塩とを含み得る。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられる各種のカーボネート類等の有機溶媒を、特に制限なく用いることができる。具体例として、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等の鎖状カーボネート；エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、メチルエチレンカーボネート、エチルエチレンカーボネート等の環状カーボネート；メチル２，２，２－トリフルオロエチルカーボネート（ＭＴＦＥＣ）等のフッ素化鎖状カーボネート；モノフルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）等のフッ素化環状カーボネート；が挙げられる。このような非水溶媒は、１種を単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
支持塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４等が挙げられる。非水電解液中の支持塩の濃度は、０．７ｍｏｌ／Ｌ～１．３ｍｏｌ／Ｌの範囲で設定するとよい。非水電解液は、上述した成分以外の成分として、例えば、ホウ素（Ｂ）原子および／またはリン（Ｐ）原子を含むオキサラト錯体化合物（例えば、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ））、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ジフルオロリン酸リチウム等の被膜形成剤；ビフェニル（ＢＰ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）等のガス発生剤；を含み得る。また、ここで開示される技術の効果を著しく損なわない限り、増粘剤；分散剤；等の従来公知の添加剤を含み得る。
電池ケース１０は、開口を有する外装体１２と、該開口を封口する封口板（蓋体）１４と、を備えている。電池ケース１０は、外装体１２の開口の周縁に封口板１４が接合されることによって、一体化されて気密に封止（密閉）されている。外装体１２は、上記開口と、該開口に対向する矩形状の底部１２ａと、底部１２ａの長辺から立ち上がった一対の大面積側壁１２ｂと、底部１２ａの短辺から立ち上がった一対の小面積側壁１２ｃとを含む、有底角筒状の角形外装体である。封口板１４には、非水電解液の注液孔１５と、ガス排出弁１７と、正極端子３０と、負極端子４０と、が設けられている。注液孔１５は、封止部材１６で封止されている。正極端子３０および負極端子４０は、電池ケース１０内に収容された捲回電極体２０と電気的に接続されている。電池ケース１０は、例えば金属製である。電池ケース１０を構成する金属材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等が挙げられる。
捲回電極体２０は、非水電解液二次電池１００の発電要素であり、正極板、負極板、およびセパレータを備えている。本実施形態では、図２に示すように、電池ケース１０（外装体１２）内に、複数個（例えば、２個以上、３個以上、あるいは４個以上。図２では３個）の捲回電極体２０が奥行方向Ｘに配列された状態で収容されている。図１～４に示すように、捲回電極体２０は、捲回軸ＷＬが底部１２ａと平行になる向きで、外装体１２の内部に配置されている。捲回電極体２０は、電極体ホルダ７０内に収容された状態で、電池ケース１０に収容されている。なお、捲回電極体２０を構成する正極板以外の各部材（負極板およびセパレータ等）の構成材料は、一般的な非水電解液二次電池で使用され得る材料を特に制限なく使用でき、ここで開示される技術を限定するものではないため詳細な説明を省略することがある。
捲回電極体２０のサイズは、特に限定されない。捲回電極体２０の捲回軸ＷＬ方向の長さＬ１は、例えば１０ｃｍ以上、２０ｃｍ以上、あるいは３０ｃｍ以上に設定され得る。また、上記長さＬ１は、例えば６０ｃｍ以下、５０ｃｍ以下、あるいは４０ｃｍ以下であり得る。いくつかの態様において、上記長さＬ１は、少なくとも２０ｃｍである。ここで開示される技術の効果は、上記長さＬ１が２０ｃｍ以上の場合に特に好ましく実現され得る。なお、上記長さＬ１には、後述の正極タブ２２ｔの長さおよび負極タブ２４ｔの長さのいずれも含まれない。
図４に示すように、捲回電極体２０は、正極板２２および負極板２４を有する。捲回電極体２０は、ここでは、長尺な帯状の正極板２２と長尺な帯状の負極板２４とが長尺な帯状のセパレータ２６を介在させつつ長手方向に直交する捲回軸ＷＬを中心として捲回された、扁平形状の捲回電極体である。図３に示すように、捲回電極体２０は、一対の扁平部２０ａと、一対の幅方向Ｙの端部２０ｂと、を有している。端部２０ｂは、正極板２２、負極板２４、およびセパレータ２６の積層面であり、捲回電極体２０の外部に対して開放されている。
正極板２２は、長尺な帯状の正極芯体２２ｃと、正極芯体２２ｃ（例えば、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔等）の少なくとも一方の表面上（好ましくは両面）に固着された正極活物質層２２ａとを有する。特に限定するものではないが、正極板２２の幅方向Ｙにおける一方の側縁部には、必要に応じて、正極保護層２２ｐが設けられてもよい。正極芯体２２ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図４の左端部）には、複数の正極タブ２２ｔが設けられている。複数の正極タブ２２ｔは、それぞれ幅方向Ｙの一方側（図４の左側）に向かって突出している。複数の正極タブ２２ｔは、正極板２２の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。正極タブ２２ｔは、正極芯体２２ｃの一部であり、正極芯体２２ｃの正極活物質層２２ａおよび正極保護層２２ｐが形成されていない部分（芯体露出部）である。複数の正極タブ２２ｔは幅方向Ｙの一方の端部（図４の左端部）で積層され、複数の正極タブ２２ｔを含む正極タブ群２３を構成している。正極タブ群２３に、正極集電体５０が接合されている（図２～４参照）。
正極板２２のサイズは特に限定されず、捲回電極体２０の上記長さＬ１を実現するように設定され得る。即ち、捲回軸ＷＬ方向における正極板２２の長さは、例えば１０ｃｍ以上、２０ｃｍ以上、あるいは３０ｃｍ以上に設定され得る。また、当該長さは、例えば６０ｃｍ以下、５０ｃｍ以下、あるいは４０ｃｍ以下であり得る。なお、上記長さには、正極タブ２２ｔの長さは含まれない。
正極活物質層２２ａは、正極活物質、バインダ、および導電材を含み得る。正極板２２は、マンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいる。詳しくは、正極板２２は、正極活物質としてマンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含んでいる。リチウム遷移金属複合酸化物としては、層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物等を用いることができる。例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＮＣＭ）、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケルマンガン複合酸化物、リチウム鉄ニッケルマンガン複合酸化物等が挙げられる。なお、本明細書における「リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物」とは、主要構成元素（Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏ）の他に、添加的な元素を含む酸化物を包含する用語である。このことは、「～複合酸化物」と記載した他のリチウム遷移金属複合酸化物についても同様である。上記バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）等が挙げられる。上記導電材としては、アセチレンブラック（ＡＢ）等が挙げられる。
負極板２４は、長尺な帯状の負極芯体２４ｃ（例えば、銅箔や銅合金箔等）と、負極芯体２４ｃの少なくとも一方の表面上（好ましくは両面）に固着された負極活物質層２４ａと、を有する。負極芯体２４ｃの幅方向Ｙの一方の端部（図４の右端部）には、複数の負極タブ２４ｔが設けられている。複数の負極タブ２４ｔは、幅方向Ｙの一方側（図４の右側）に向かって突出している。複数の負極タブ２４ｔは、負極板２４の長手方向に沿って間隔を置いて（間欠的に）設けられている。負極タブ２４ｔは、ここでは負極芯体２４ｃの一部であり、負極芯体２４ｃの負極活物質層２４ａが形成されていない部分（芯体露出部）である。複数の負極タブ２４ｔは幅方向Ｙの一方の端部（図４の右端部）で積層され、複数の負極タブ２４ｔを含む負極タブ群２５を構成している。負極タブ群２５に、負極集電体６０が接合されている（図２～４参照）。
負極板２４のサイズは特に限定されず、捲回電極体２０の上記長さＬ１を実現するように設定され得る。即ち、捲回軸ＷＬ方向における負極板２４の長さ（負極活物質層２４ａの長さ）は、例えば１０ｃｍ以上、２０ｃｍ以上、あるいは３０ｃｍ以上に設定され得る。また、当該長さは、例えば６０ｃｍ以下、５０ｃｍ以下、あるいは４０ｃｍ以下であり得る。いくつかの態様において、上記長さは、少なくとも２０ｃｍである。ここで開示される技術の効果は、上記長さＬ１が２０ｃｍ以上の場合に特に好ましく実現され得る。なお、上記長さには、負極タブ２４ｔの長さは含まれない。
ところで、二次電池組立体の初期充電を行うと、上記のとおり、負極板の表面（詳しくは、負極活物質層の表面）に被膜が形成され得るとともに、二次電池組立体に含まれる成分（例えば水分、非水電解液の構成成分等）に由来するガスが、電極体の内部で発生し得る。電極体内で発生したガスは、該電極体の開放面から電極体外に放出される。ここで、電極体が例えば捲回電極体２０のような構成であると、上記ガスの放出が捲回電極体２０の開放面である端部２０ｂからに限られるため、発生したガスの一部が電極体内に残りやすい。
ここで、本発明者らは、捲回電極体を備え、かつ、正極板がマンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含む構成の非水電解液二次電池を製造する時に、負極板でマンガンを含む高抵抗領域が形成し得ることを見出した。高抵抗領域では充電反応が生じにくいため、捲回電極体（詳しくは、負極板）内で充電ムラが発生する虞がある。そして、本発明者らは、高抵抗領域の形成が初期充電時のガス発生に起因し得ることを見出した。このことについて、本発明者らは、以下のメカニズムを推察している。
捲回電極体２０を備える二次電池組立体を初期充電すると、図５に示すように、捲回電極体２０の正極電位は上昇し、負極電位は低下する。なお、図５では、正極板２２と負極板２４との間に介在するセパレータの図示を省略している（図８，９も同じ）。図５に示すように、初期充電後、上記ガス（符号Ｇ）が捲回電極体２０内（詳しくは、正極板２２と負極板２４との間）に残ると、負極板２４においてガスＧと対向する部分では、充電反応が生じにくい。そのため、当該部分では、負極電位が下がらず、他の部分よりも局所的に負極電位が高くなる。そうすると、その後の充電処理（例えば、高温エージング時の充電等）において、当該部分での正極電位が他の部分よりも局所的に上昇することとなる。ここで、正極板２２が正極活物質としてマンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含む場合、上記正極電位の局所的な上昇によって、正極活物質からマンガンが溶出し、溶出部分と対向する負極板２４（負極活物質層）で析出し、高抵抗領域を形成し得る。
また、本発明者らの検討により、高抵抗領域の形成は、図３に示す捲回電極体２０の中央部２０１で発生しやすいことがわかった。中央部２０１は、捲回電極体２０の扁平部２０ａの幅方向Ｙの中心線Ｃを含む領域をいう。同方向における中央部２０１の長さＬ２と、上記長さＬ１との比（Ｌ２／Ｌ１）は、例えば、１／６以上、１／４以上、また、１／２以下、１／３以下であり得る。「中心線Ｃを含む」とは、中央部２０１中に中心線Ｃを含んでいればよく、例えば、中央部２０１の中心線と中心線Ｃとの距離が１／４Ｌ２以下である。
本発明者らの鋭意検討の結果、ここで開示される技術を用いて非水電解液二次電池を製造することによって、上記高抵抗領域の形成を抑制できることがわかった。図６に示すように、この製造方法は、少なくとも組立工程Ｓ１、第１充電工程Ｓ２、および放電工程Ｓ３を有する。組立工程Ｓ１では、捲回電極体と非水電解液とを電池ケースに収容して二次電池組立体を構築する。まず、捲回電極体２０を、上記の材料を用いて従来公知の方法で作製する。次いで、捲回電極体２０の正極タブ群２３に正極集電体５０を取り付け、さらに負極タブ群２５に負極集電体６０を取り付けて、捲回電極体と電極集電体との合体物（第１合体物）を用意する（図３参照）。本実施形態では、３個の第１合体物を用意する。
次いで、３個の第１合体物と封口板１４とを一体化して、第２合体物を用意する。具体的には、例えば、封口板１４に予め取り付けられた正極端子３０と、第１合体物の正極集電体５０とを接合する。同様に、蓋体１４に予め取り付けられた負極端子４０と、第１合体物の負極集電体６０とを接合する。接合手段としては、例えば、超音波接合、抵抗溶接、レーザ溶接等を用いることができる。
次いで、第２合体物を、外装体１２に収容する。具体的には、例えば、絶縁性の樹脂シート（例えばポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン製）を、袋状または箱状に折り曲げて作製した電極体ホルダ７０に３個の捲回電極体２０を収容する。そして、電極体ホルダ７０で覆われた捲回電極体２０を、外装体１２に挿入する。この状態で、外装体１２の開口部に封口板１４を重ね合わせて、外装体１２と封口板１４とを溶接し、外装体１２を封口する。そして、従来公知の方法にて注液孔１５を介して、電池ケース１０に非水電解液を注液する。注液した非水電解液を捲回電極体２０に含浸させる。このようにして、捲回電極体２０と非水電解液とが電池ケース１０に収容された二次電池組立体を構築する。
第１充電工程Ｓ２では、電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖとなるように、二次電池組立体に対して初期充電を行う。本工程では、まず、公知の充放電手段を用いて、組立工程Ｓ１で得られた二次電池組立体の初期充電を開始し、該電池組立体の電池電圧が上記範囲内での所望の電池電圧となるように充電する。また、本工程では、上記二次電池組立体の充電深度（以下、適宜「ＳＯＣ；ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ」とも称する。）が上記範囲内での所望の充電深度となるように充電するとよい。上記充電深度は、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがさらに好ましい。一方、上記充電深度は、５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましく、３０％以下であることがさらに好ましい。初期充電の温度条件は、４５℃以下であることが好ましく、１５℃～３５℃であることがより好ましく、２０℃～３０℃であることがさらに好ましい。初期充電のための充電レートは特に限定されず、適宜設定し得るが、例えば１Ｃ以下とすることができる。なお、特に限定するものではないが、本工程の実施によって発生したガスを放出する観点から、第１充電工程Ｓ２は、注液孔１５を開放した状態（即ち、電池ケース１０を開放した状態）で行うことが好ましい。
放電工程Ｓ３では、上記第１充電工程Ｓ２の後に、二次電池組立体の放電を行う。詳しくは後述するが、本工程を行うことによって、負極板２４における電位ムラを解消し、高抵抗領域の形成を抑制することができる。本工程では、上記充放電手段を用いて二次電池組立体を放電する。ここで、電池電圧が所定の範囲内となるまで、二次電池組立体を放電するとよい。当該電池電圧は、３．２Ｖ以下とすることが好ましく、３．０Ｖ以下とすることがより好ましく、２．８Ｖ以下とすることがさらに好ましく、また、２．５Ｖ以上とすることが好ましい。また、充電深度が所定の範囲内となるまで、二次電池組立体を放電するとよい。当該充電深度は、６％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、４％以下とすることがさらに好ましい。
この製造方法は、さらに維持工程Ｓ４、第２充電工程Ｓ５、エージング工程Ｓ６を有し得る。維持工程Ｓ４では、放電工程Ｓ３の後、二次電池組立体を電池電圧が３．２Ｖ以下の状態で少なくとも１２時間維持する。本工程の実施は必須ではないが、ここで開示される技術の効果をよりよく実現する観点から、本工程を実施することが好ましい。維持工程Ｓ４を実施することによって、捲回電極体２０内で発生したガスを移動させて、電極体外に放出しやすくすることができる。維持工程Ｓ４の開始時には、放電工程Ｓ３後の二次電池組立体の電池電圧および充電深度が維持され得る。即ち、当該電池電圧は、好ましくは３．２Ｖ以下であり、より好ましくは３．０Ｖ以下であり、さらに好ましくは２．８Ｖ以下であり、また、好ましくは２．５Ｖ以上である。上記充電深度は、好ましくは６％以下であり、より好ましくは５％以下であり、さらに好ましくは４％以下であり、０％以上であり得る。上記維持の時間は、上記範囲内で、ここで開示される技術の効果を実現し得るように適宜設定され得る。例えば、上記時間は、１２時間以上が好ましく、２４時間以上がより好ましく、４８時間以上がより好ましく、また、１４４時間以下が好ましい。また、上記時間は、７２時間以上としてもよく、１２０時間以下としてもよい。維持工程Ｓ４は、非高温状態で実施されることが好ましい。即ち、本工程の温度条件は、４５℃以下とすることが好ましく、４０℃以下とすることがより好ましく、また、０℃以上とすることが好ましく、１０℃以上とすることがより好ましい。特に限定するものではないが、発生したガスを放出する観点から、上記維持工程Ｓ４は、封口板１４の注液孔１５を開放した状態（即ち、電池ケース１０を開放した状態）で行うことが好ましい。
特に限定するものではないが、捲回電極体２０内でのガスの移動・拡散や捲回電極体２０外へのガス放出の観点から、二次電池組立体が拘束された状態で、上記維持工程Ｓ４を実施することが好ましい。図７に示すように、二次電池組立体１０１は電池ケース１０の奥行方向Ｘ（即ち、捲回電極体２０の厚み方向（図３等参照））に拘束するとよい。具体的には、一対の拘束治具８０を、電池ケース１０（外装体１２の）の一対の大面積側壁１２ｂ（図１参照）の全体に対向するように配置するとよい。
上記のようにして、二次電池組立体１０１および一対の拘束治具８０からなる拘束体１８０を構築する。そして、例えば、拘束体１８０の奥行方向Ｘの両端（即ち、一対の拘束治具８０）を拘束ベルトで架橋することによって、二次電池組立体１０１に所定の拘束圧を付与することができる。上記拘束圧は、特に限定されないが、例えば１ｋＮ以上であり、３ｋＮ～１５ｋＮであることが好ましく、６ｋＮ～１０ｋＮであることがより好ましい。あるいは、複数の拘束体１８０を奥行方向Ｘに配列し、両端の拘束体を拘束ベルトで架橋することによって、各々の二次電池組立体１０１に上記拘束圧を付与してよい。この場合、各々の二次電池組立体１０１に対して均一に拘束圧を付与する観点から、拘束体１８０と拘束体１８０との間に、バネ等の弾性体を配置するとよい。
二次電池組立体１０１を拘束するタイミングは、特に限定されず、第１充電工程Ｓ２の後でもよく、放電工程Ｓ３の後でもよい。効果をよりよく得る観点からは、第１充電工程Ｓ２の後であって放電工程Ｓ３の前に、二次電池組立体１０１を拘束するとよい。
第２充電工程Ｓ５では、維持工程Ｓ４の後、電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖとなるように、二次電池組立体に対して充電を行う。本工程では、上記充放電手段を用いて、維持工程Ｓ４の後の二次電池組立体の充電を開始し、該電池組立体の電池電圧が上記範囲内での所望の電池電圧となるように充電する。また、本工程では、上記二次電池組立体の充電深度が上記範囲内での所望の充電深度となるように充電するとよい。上記充電深度は、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがさらに好ましい。一方、上記充電深度は、５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。また、初期充電の温度条件は、４５℃以下であることが好ましく、１５℃～３５℃であることがより好ましく、２０℃～３０℃であることがさらに好ましい。上記充電のための充電レートは特に限定されず、適宜設定し得るが、例えば１Ｃ以下とすることができる。なお、上記のように二次電池組立体を拘束している場合は、本工程の開始時に解除しておくとよい。
エージング工程Ｓ６では、第２充電工程Ｓ５後の二次電池組立体に対して高温でのエージングを行う。高温エージングは、充電状態を維持しながら、二次電池組立体を高温環境で保持する処理である。ここでは、第２充電工程Ｓ５後の二次電池組立体を、その電池電圧および充電深度のまま高温環境に配置し、高温エージングを開始する。高温エージングにおける温度は、特に限定されず、例えば３０℃以上であり、好ましくは４０℃以上であり、より好ましくは５０℃以上であり、また、８０℃以下とするとよく、７０℃以下としてもよい。上述のとおり、ここで開示される製造方法を実施することによって、使用可能状態の非水電解液二次電池を製造することができる。
ここで開示される技術の効果が実現されるメカニズムに関する本発明者らの考察を、図５、８、９等を参照しつつ、説明する。ただし、上記効果のカニズムを下記のものに限定する意図ではない。図５、図８、９における点線Ｂ１および点線Ｂ２は、初期充電前の正極電位および負極電位を示している。
初期充電によって、二次電池組立体の正極電位および負極電位は、点線Ｂ１または点線Ｂ２の位置から、図５の実線Ｄ１または実線Ｄ２で示された位置まで変化し得る。次いで、放電工程Ｓ３において二次電池組立体の放電を行うことによって、正極電位が低下し、負極電位が上昇し得る。具体的には、図８に示すように、正極電位は、初期充電後の電位（点線Ｄ１）から実線Ｅ１まで低下する。負極電位は、初期充電後の電位（点線Ｄ２）から実線Ｅ２まで上昇する。ここで、実線Ｅ２に示すように、初期充電後の負極電位のバラつきが小さくなっている。次いで、維持工程Ｓ４において放電工程Ｓ３の状態を維持すると、ガスＧが電極体外に放出される。
次いで、第２充電工程Ｓ５において二次電池組立体の充電を行うことによって、正極電位が上昇し、負極電位が低下し得る。具体的には、図９に示すように、正極電位は、放電工程Ｓ３後（あるいは維持工程Ｓ４後）の電位（点線Ｅ１）から実線Ｆ１まで上昇する。負極電位は、放電工程Ｓ３後（あるいは維持工程Ｓ４後）の電位（点線Ｅ２）から実線Ｆ２まで低下する。ここで、実線Ｆ２に示すように、負極電位分布には、バラつきの発生が抑制されている。このように、放電工程Ｓ３を実施することによって、初期充電後の負極板２４における電位ムラを解消することができる。このため、高温エージング処理において正極板２２からのマンガンの溶出を抑制することができるため、負極板２４にマンガンを含む高抵抗領域の形成を抑制することができる。なお、図９における点線Ｄ１および点線Ｄ２は、初期充電後の正極電位および負極電位を示している。
高抵抗領域の形成抑制効果は、例えば後述の試験例に記載のとおり、高温エージング処理後の捲回電極体を解体し、負極板を目視で観察することによって評価することができる。あるいは、従来公知の元素分析法によって評価してもよい。
ここで開示される製造方法によって製造された非水電解液二次電池は、各種用途に利用可能である。好適な用途としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。また、非水電解液二次電池は、小型電力貯蔵装置等の蓄電池として使用することができる。非水電解液二次電池は、典型的には複数個を直列および／または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。
［試験例］
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。
＜電池組立体の構築＞
正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物（ＮＣＭ）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）とを、質量比がＮＣＭ：ＰＶｄＦ：ＡＢ＝９８：１：１となるように秤量し、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中で混合して、正極スラリーを調製した。この正極スラリーを、長尺な帯状の正極芯体（アルミニウム箔、厚み１８μｍ）の両面に塗布し、乾燥させた。これを所定のサイズに切り取り、ロールプレスで圧延することにより、正極芯体の両面に正極活物質層を備えた正極板を得た。なお、正極活物質層の密度は３．４ｇ／ｃｍ３であり、厚みは片面１１０μｍであった。また、正極板の長手方向の長さは７２ｍであり、幅方向の長さは２４２ｍｍであった。
負極活物質としての黒鉛粉末（Ｃ）と、バインダとしてのスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、質量比がＣ：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝９８：１：１となるように秤量し、水中で混合して、負極スラリーを調製した。この負極スラリーを長尺な帯状の負極芯体（銅箔、１２μｍ）の両面に塗布し、乾燥させた。これを所定のサイズに切り取り、ロールプレスで圧延することにより、負極芯体の両面に負極活物質層を備えた負極板を得た。なお、負極活物質層の密度は１．４ｇ／ｃｍ３であり、厚みは片面２００μｍであった。また、正極板の長手方向の長さは８０ｍであり、幅方向の長さは２５２ｍｍであった。
次に、上記作製した正極板と負極板とを、セパレータ（セパレータシート）を介して対向させて積層した。これをシート長手方向に捲回することにより、図４に示すような捲回電極体を作製した。なお、上記セパレータは、ポリオレフィン製の多孔質層からなる基材と、アルミナおよび樹脂バインダを含む耐熱層を備えていた。上記基材の厚みは１６μｍであり、上記耐熱層の厚みは４μｍであった。また、耐熱層は、上記正極板側の面に形成されていた。また、セパレータの長手方向の長さは８２ｍであり、幅方向の長さは２６０ｍｍであった。
上記のとおり作製した捲回電極体の寸法関係については、以下のとおり：
Ｗ：８ｍｍ；
Ｌ１：２６０ｍｍ；および、
Ｈ：８２ｍｍ、
であった。なお、各符号は、図３に記載のとおりである。具体的には、Ｗは、捲回電極体２０の厚みである。Ｌ１は、捲回電極体２０の幅である。Ｈは、捲回電極体２０の高さである。
次いで、正極集電体および負極集電体を介して、捲回電極体と電池ケースの蓋体とを接続した。これをケース本体に挿入し、該ケース本体と蓋体とを溶接した。次いで、電池ケース（封口板）の注液孔から非水電解液を注入した。非水電解液には、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＝３０：４０：３０の体積比（２５℃、１ａｔｍ）で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ、および添加剤（被膜形成剤）としてのビニレンカーボネート（ＶＣ）を０．３重量％の濃度で溶解させたものを用いた。このようにして、試験用二次電池組立体を構築した。
（例１）
－第１充電工程－
上記のとおり電池ケース内に非水電解液を注液した後、封口板の注液孔を開放した状態で（封止せずに）、２５℃、窒素雰囲気、および１ａｔｍの環境下で、初期充電を行った。上記初期充電では、０．３Ｃの電流で、試験用二次電池組立体の規定容量に対して充電深度（ＳＯＣ）が１５％となるまで充電を行った。初期充電終了時の電池電圧は、３．５Ｖであった。初期充電後の試験用二次電池組立体の拘束を行った。具体的には、図７に示すような一対の拘束板で試験用二次電池組立体を厚み方向両側から拘束した。この時の拘束圧は、６ｋNであった。
－放電工程－
次いで、上記初期充電後の試験用二次電池組立体の放電を行った。当該放電では、０．５Ｃの電流で、試験用二次電池組立体の電池電圧が３．０Ｖとなるまで放電した。放電後の試験用二次電池組立体の充電深度は、０％であった。
－第２充電工程－
次いで、試験用二次電池組立体の拘束を解除した。封口板の注液孔を封止部材により封止し、電池ケースを密閉した。そして、０．５Ｃの電流で、試験用二次電池組立体の規定容量に対して充電深度が３５％となるまで充電を行った。
－エージング工程－
次いで、試験用二次電池組立体を６０℃の環境下に置いて、１５時間放置した。このようにして、例１に係る試験用二次電池組立体を用意した。
（例２）
放電工程と第２充電工程との間に、維持工程を実施した。例２における維持工程では、放電後の試験用二次電池組立体を、封口板の注液孔を開放した状態で（封止せずに）、２５℃、窒素雰囲気、および１ａｔｍの環境下で２４時間放置した。このような維持工程を実施したこと以外は、例１と同様の手順で上記第１充電工程から上記エージング工程の各工程を実施し、本例に係る試験用二次電池組立体を用意した。
（例３，４）
維持工程における放置時間を表１の該当欄に記載した期間としたこと以外は、例２と同様の手順で上記第１充電工程から上記エージング工程の各工程を実施し、本例に係る試験用二次電池組立体を用意した。
（例５）
上記放電工程を実施しなかったこと以外は、例１と同様の手順で上記第１充電工程から上記エージング工程の各工程を実施し、本例に係る試験用二次電池組立体を用意した。なお、表１の「放電工程」欄中に記載の「－」は、該工程の不実施を示している。また、表１の「維持工程」欄中に記載の「－」は、該工程の不実施を示している（例１も同じ）。
＜高抵抗領域形成の評価＞
上記のように用意した例１～５に係る試験用二次電池組立体を、０．５Ｃの電流で、試験用二次電池組立体の規定容量に対して充電深度が０％となるまで放電を行った。次いで、各例の試験用二次電池組立体を解体して、負極板を洗浄液（ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、１００ｖｏｌ％）で洗浄し、乾燥させた。乾燥後の負極板について、目視で黒色化している箇所の有無を確認した。解体した負極板について、捲回の半周分を１Ｔ（ターン）とした。負極板の全３５Ｔ中で、目視にて高抵抗領域の形成が認められたターン数を表１の「高抵抗領域（負極板の全３５Ｔ中）」欄に示す。なお、表１の該当欄中、「－」は、高抵抗領域の形成が認められなかったことを示している。
Figure 0007325469000001
表１に示されるように、例１～４と例５とを比較すると、第１充電工程における初期充電後に放電工程を実施することによって、負極板における高抵抗領域の形成を抑制できることが確認された。また、例１～４の結果を比較すると、放電工程後に維持工程を実施することによって、高抵抗領域の形成抑制効果が高まり得ることが確認された。さらに、例２～４の結果を比較すると、維持工程における放置時間を長くすることによって、高抵抗領域の形成抑制効果がより高まり得ることが確認された。
上述した第１実施形態は、ここで開示される製造方法の一例に過ぎない。ここで開示される技術は、他の形態にて実施することができる。以下、ここで開示される技術の他の実施形態について説明する。
＜第２実施形態＞
ここで開示される技術の効果をよりよく実現する観点から、必要に応じて、上記第１実施形態の第２充電工程Ｓ５とエージング工程Ｓ６との間に、常温エージング工程を実施することができる。常温エージング工程では、第２充電工程Ｓ５の後、二次電池組立体を１５℃～３０℃の状態で６時間～７２時間保持する。常温エージング工程の実施によって、Ｓ５工程で発生した電極体内のガスの電極体外への放出や、充電ムラの緩和などが規定できる。なお、第２実施形態に係る製造方法は、常温エージング工程を実施する点を除いて、第１実施形態に係る製造方法と同様であってよい。
＜第３実施形態＞
上記第１実施形態では、図７に示すように、一対の拘束治具８０を、電池ケース１０（外装体１２）の一対の大面積側壁１２ｂ（図１参照）の全体に対向するように配置している。しかし、少なくとも捲回電極体２０の中央部２０１に所定の拘束圧が付与されていればよく、これが実現される限り、拘束治具の形状、寸法等は限定されない。図１０に示すように、二次電池組立体１０１を、電池ケース１０の奥行方向Ｘ（即ち、捲回電極体２０の厚み方向（図３等参照））において、捲回電極体２０の中央部２０１に所定の拘束圧を付与できるように、一対の拘束治具８３で挟み込むとよい。このようにして、二次電池組立体１０１および一対の拘束治具８３からなる拘束体３８０を構築する。
拘束治具８３を用いると、捲回電極体２０の中央部２０１に所定の拘束圧を付与するが、端部２０２および端部２０３に拘束圧を付与しない。中央部２０１に対して選択的に拘束圧を付与することによって、中央部２０１からのガス放出を促進することができる。なお、第３実施形態に係る製造方法は、拘束治具８３を使用する点を除いて、第１実施形態に係る製造方法と同様であってよい。
＜第４実施形態＞
あるいは、他の例として、図１１に示す拘束治具８４を使用することもできる。図１１に示すように、二次電池組立体１０１を、電池ケース１０の奥行方向Ｘ（即ち、捲回電極体２０の厚み方向（図３等参照））において、一対の拘束治具８４で挟み込むとよい。このようにして、二次電池組立体１０１および一対の拘束治具８４からなる拘束体４８０を構築する。
ここで、拘束治具８４は、平坦な幅広面８４ａと、幅広面８４ａに対向する湾曲面８４ｂとを有している。湾曲面８４ｂは、電池ケース１０の大面積側壁１２ｂに対向しており、大面積側壁１２ｂに向かって湾曲している。湾曲面８４ｂの湾曲頂点８４ｔを含む拘束部８４１は、大面積側壁１２ｂと接している。ここで、湾曲頂点８４ｔの位置および拘束部８４１の幅方向Ｙにおける長さは特に限定されず、拘束によって捲回電極体２０の中央部２０１に所定の拘束圧が付与されるように適宜設定することができる。湾曲面８４ｂにおける、拘束部８４１を除く他の部分は、大面積側壁１２ｂと接していない。
拘束治具８４を用いると、捲回電極体２０の中央部２０１に所定の拘束圧を付与するが、端部２０２および端部２０３に拘束圧を付与しない。中央部２０１に対して選択的に拘束圧を付与することによって、中央部２０１からのガス放出を促進することができる。なお、第４実施形態に係る製造方法は、拘束治具８４を使用する点を除いて、第１実施形態に係る製造方法と同様であってよい。
以上、ここで開示される技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。ここで開示される技術には上記の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０ 電池ケース
１２ 外装体
１４ 封口板（蓋体）
１５ 注液孔
１６ 封止部材
１７ ガス排出弁
２０ 捲回電極体
２２ 正極板
２３ 正極タブ群
２４ 負極板
２５ 負極タブ群
２６ セパレータ
３０ 正極端子
４０ 負極端子
５０ 正極集電体
６０ 負極集電体
７０ 電極体ホルダ
８０、８３、８４ 拘束治具
１００ 非水電解液二次電池
１０１ 二次電池組立体
１８０、３８０、４８０ 拘束体

Claims (7)

  1. 帯状の正極板および帯状の負極板が、帯状のセパレータを介在させつつ捲回された扁平形状の捲回電極体と、
    非水電解液と、
    前記捲回電極体および前記非水電解液を収容する電池ケースと、
    を備える非水電解液二次電池の製造方法であって、
    前記正極板は、正極活物質として、マンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含んでおり、
    前記負極板は、負極活物質として、黒鉛を含んでおり、
    前記電池ケースは、開口および該開口に対向する底部を含む外装体と、前記開口を封口する封口板と、を備えており、
    前記捲回電極体は、捲回軸が前記底部と平行になる向きで前記外装体内に配置されており、
    以下の工程：
    前記捲回電極体と前記非水電解液とを前記電池ケースに収容して二次電池組立体を構築する組立工程；
    電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖであり、かつ、充電深度が５０％以下となるように、前記二次電池組立体に対して初期充電を行う第１充電工程；
    前記第１充電工程の後に、前記二次電池組立体の放電を行う放電工程；
    前記放電工程の後、前記二次電池組立体を電池電圧が３．２Ｖ以下の状態で少なくとも１２時間維持する維持工程；および、
    前記維持工程の後に、電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖであり、かつ、充電深度が５０％以下となるように、前記二次電池組立体に対して充電を行う第２充電工程；
    を有する、製造方法。
  2. 前記負極板は、負極芯体と、該負極芯体上に形成された負極活物質層とを有しており、
    前記捲回電極体の捲回軸方向における前記負極活物質層の長さが少なくとも２０ｃｍである、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記第２充電工程の後、前記二次電池組立体を１５℃～３０℃の状態で６時間～７２時間保持するエージング工程を有する、請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 前記二次電池組立体が前記捲回電極体の厚み方向に拘束された状態で、前記維持工程を実施する、請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法。
  5. 前記外装体内には、複数個の前記捲回電極体が収容されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 前記非水電解液二次電池は、
    前記捲回電極体に電気的に接続された正極集電体および負極集電体と、
    前記捲回電極体の前記捲回軸方向の一方の端部に突出した複数のタブを含む正極タブ群と、同方向の他方の端部に突出した複数のタブを含む負極タブ群と、
    を備えており、
    前記正極集電体と前記正極タブ群とが接続され、前記負極集電体と前記負極タブ群とが接続されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の製造方法。
  7. 帯状の正極板および帯状の負極板が、帯状のセパレータを介在させつつ捲回された扁平形状の捲回電極体と、
    非水電解液と、
    前記捲回電極体および前記非水電解液を収容する電池ケースと、
    を備える非水電解液二次電池の製造方法であって、
    前記正極板は、正極活物質として、マンガンを含むリチウム遷移金属複合酸化物を含んでおり、
    前記負極板は、負極活物質として、黒鉛を含んでおり、
    前記電池ケースは、開口および該開口に対向する底部を含む外装体と、前記開口を封口する封口板と、を備えており、
    前記捲回電極体は、捲回軸が前記底部と平行になる向きで前記外装体内に配置されており、
    以下の工程：
    前記捲回電極体と前記非水電解液とを前記電池ケースに収容して二次電池組立体を構築する組立工程；
    電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖであり、かつ、充電深度が５０％以下となるように、前記二次電池組立体に対して初期充電を行う第１充電工程；
    前記第１充電工程の後に、前記二次電池組立体の放電を行う放電工程、；および、
    前記放電工程の後に、電池電圧が３．１Ｖ～３．７Ｖであり、かつ、充電深度が５０％以下となるように、前記二次電池組立体に対して充電を行う第２充電工程；
    を有しており、
    ここで、
    前記二次電池組立体は、前記第１充電工程の後であって前記放電工程の前に、前記捲回電極体の厚み方向において拘束され、
    前記拘束は、前記第２充電工程の前に解除される、製造方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033279A (ja) 2010-07-28 2012-02-16 Nec Energy Devices Ltd リチウムイオン二次電池
JP2016058264A (ja) 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 電極群及び非水電解質電池
JP2016062738A (ja) 2014-09-17 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP2017168258A (ja) 2016-03-15 2017-09-21 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2018160435A (ja) 2017-03-24 2018-10-11 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック及び車両
WO2020183614A1 (ja) 2019-03-12 2020-09-17 株式会社 東芝 拘束冶具及び電池の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033279A (ja) 2010-07-28 2012-02-16 Nec Energy Devices Ltd リチウムイオン二次電池
JP2016058264A (ja) 2014-09-10 2016-04-21 株式会社東芝 電極群及び非水電解質電池
JP2016062738A (ja) 2014-09-17 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP2017168258A (ja) 2016-03-15 2017-09-21 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2018160435A (ja) 2017-03-24 2018-10-11 株式会社東芝 電極、二次電池、電池パック及び車両
WO2020183614A1 (ja) 2019-03-12 2020-09-17 株式会社 東芝 拘束冶具及び電池の製造方法

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