JPWO2016132444A1 - リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
図7は、プレ充電工程を説明するための図である。本実施形態のプレ充電工程では、充電器50が、プレ充電処理を実行して、リチウムイオン二次電池10を充電する。
図9は、ガス抜き前のリチウムイオン二次電池10の外観を示す図である。図9に示すとおり、ガス抜き前のリチウムイオン二次電池10は、外装体13の側部に余剰部131が設けられている。外装体13の周縁部は熱融着されており、外装体13の内部には、発電要素20が電解液とともに収容されている。
図14は、充電器50が実行する初充電処理の手順を示すフローチャートである。
11 正極リード、
12 負極リード、
13 外装体、
20 発電要素、
21 正極、
22 負極、
23 セパレータ、
24 正極集電体、
25 正極活物質層、
26 負極集電体、
27 負極活物質層、
50 充電器、
60 加圧ローラ、
70 減圧チャンバ、
131 余剰部、
132 ガス抜き孔、
133 外装体の部分。
技術分野
[0001]
本発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法に関する。
背景技術
[0002]
電気自動車(EV)およびハイブリッド電気自動車(HEV)のモータ駆動用電源として、繰り返し充放電可能なリチウムイオン二次電池が注目されている。リチウムイオン二次電池(セル)は、正極と負極とがセパレータを介して積層された発電要素が電解液とともに外装体の内部に封入されて構成される。
[0003]
リチウムイオン二次電池の製造工程では、リチウムイオン二次電池を満充電状態まで充電する初充電工程を行った後、リチウムイオン二次電池の内部に存在するガスを除去するガス抜き工程を行う(たとえば、特許文献1)。ガス抜き工程によれば、リチウムイオン二次電池の内部のガスが電池特性を低下させることを防止することができる。
先行技術文献
特許文献
[0004]
特許文献1:特開2013−149521号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005]
しかしながら、上記の製造工程では、たとえば、リチウムイオン二次電池の負極に水系バインダーが用いられる場合、リチウムイオン二次電池を充電する過程で発生するガスにより、初充電工程において負極の表面にリチウム金属が析出してしまうという問題がある。負極の表面へのリチウム金属の析出は、電池容量を減少させる可能性があり、好ましくない。
[0006]
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、リチウムイオン二次電池を満充電状態まで充電する初充電工程において、負極の表面にリチウム金属が析出することを防止して、雷池容量を向上させることができるリチウムイオン二次電池の製造方法を提供することである。
[0007]
課題を解決するための手段
[0008]
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
[0009]
本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、正極と負極とがセパレータを介して積層された発電要素を電解液とともに外装体の内部に封入してなるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、セル電圧が4.0V以下の範囲でリチウムイオン二次電池を充電する。本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、4.0V以下の範囲で充電されたリチウムイオン二次電池の外装体を開封して、リチウムイオン二次電池の内部のガスを外部に排出し、その後、再度封止する。そして、本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、ガスが排出されたリチウムイオン二次電池を、セル電圧が4.0Vよりも大きくなるまで充電する。セル電圧が4.0V以下の範囲でリチウムイオン二次電池を充電する工程は、セル電圧が2.8V以下の範囲でリチウムイオン二次電池を充電し、その後、2.8V以下の範囲で充電されたリチウムイオン二次電池を、セル電圧が2.8Vよりも大きく4.0V以下の範囲で充電する。
[0010]
発明の効果
[0011]
本発明によれば、リチウムイオン二次電池を満充電に近い4.0V超のセル電圧にまで充電する前に、リチウムイオン二次電池を4.0V以下の範囲で充電してガス抜きを行う。このため、リチウムイオン二次電池を満充電状態まで充電する初充電工程において、負極の表面にリチウム金属が析出する
Claims (15)
- 正極と負極とがセパレータを介して積層された発電要素を電解液とともに外装体の内部に封入してなるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記リチウムイオン二次電池のセル電圧が4.0V以下の範囲で前記リチウムイオン二次電池を充電する工程(a)と、
前記工程(a)において充電された前記リチウムイオン二次電池の前記外装体を開封して、前記リチウムイオン二次電池の内部のガスを外部に排出し、その後、再度封止する工程(b)と、
前記工程(b)においてガスが排出された前記リチウムイオン二次電池を、前記セル電圧が4.0Vよりも大きくなるまで充電する工程(c)と、
を有するリチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記工程(a)は、
前記セル電圧が2.8V以下の範囲で前記リチウムイオン二次電池を充電する工程(a1)と、
前記工程(a1)において2.8V以下の範囲で充電された前記リチウムイオン二次電池を、前記セル電圧が2.8Vよりも大きく4.0V以下の範囲で充電する工程(a2)と、を有する、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記工程(a)において、定電流−定電圧充電方式により前記リチウムイオン二次電池が充電される、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記工程(a)と前記工程(b)との間に、
前記リチウムイオン二次電池を1時間以上放置する工程(d)をさらに有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記工程(b)において、前記発電要素の外周端と前記外周端に対向する前記外装体の内周端との間が開封される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記工程(b)において、前記外装体の開封前に、前記外装体の前記内周端から前記発電要素の前記外周端に向かって前記リチウムイオン二次電池がロールプレスされる、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記外装体は、熱融着可能な材料により構成されており、
前記工程(b)において、前記発電要素の前記外周端と前記外装体の開封部との間に位置する前記外装体の部分が熱融着されることにより前記外装体が再度封止される、請求項5または6に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記工程(b)において、前記外装体が再度封止された後に、前記熱融着された部分と前記開封部との間で前記外装体が切断される、請求項7に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記工程(b)において、少なくとも前記外装体が開封された後から、再度封止される前までの工程は減圧下で行われる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記工程(c)において、定電流−定電圧充電方式により前記リチウムイオン二次電池が充電される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記発電要素の前記負極は、水系バインダーを含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記水系バインダーは、スチレンブタジエンラバー(SBR)とカルボキシメチルセルロース(CMC)との混合物である、請求項11に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 正極と負極とがセパレータを介して積層された発電要素を電解液とともに外装体の内部に封入してなるリチウムイオン二次電池であって、
前記外装体の内部空間の体積に対する前記内部空間に存在する有機ガスの体積の割合が2%以上である、リチウムイオン二次電池。 - 出荷後の充放電サイクルが10サイクル経過する前の前記リチウムイオン二次電池における前記割合が2%以上である、請求項13に記載のリチウムイオン二次電池。
- 出荷後30日が経過する前の前記リチウムイオン二次電池における前記割合が2%以上である、請求項13に記載のリチウムイオン二次電池。
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