BR102016002376B1

BR102016002376B1 - Método de carga inicial para uma bateria de íon de lítio

Info

Publication number: BR102016002376B1
Application number: BR102016002376-9A
Authority: BR
Inventors: Tomohide SUMI; Yoshio Matsuyama; Yosuke SHIMURA
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2022-02-08
Also published as: US10033216B2; US20160233691A1; EP3057195B1; CN105870523B; KR101712523B1; JP2016149211A; EP3057195A1; JP6299623B2; BR102016002376A2; KR20160098081A; CN105870523A

Abstract

processo de carga inicial e processo de produção para bateria de íon de lítio. a presente invenção refere-se a um processo de carga inicial para uma bateria de íon de lítio, que, de acordo com uma concretização, inclui um processo (s1) de preparar uma célula tendo um eletrodo positivo, um eletrodo negativo e um eletrólito, e a um processo de carga da célula por uso de voltagens, com base no grau de variação em uma capacidade da célula por voltagem unitária, como uma voltagem específica.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um processo de carga iniciale a um processo de produção para uma bateria de íon de lítio.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Recentemente, uma bateria de íon de lítio vem sendoamplamente usada como uma bateria secundária. Na bateria de íon de lítio, um filme é formado em uma superfície do eletrodo por meio de um processo de carga inicial. De acordo com a publicação do pedido de patente japonesa de n° 2012-227035 (JP 2012-227035 A), por exemplo, um filme de interface de eletrodo sólido (SEI) é formado quando um material à base de carbono, em uma superfície de uma camada de mistura de eletrodo negativa, reage com um eletrólito em uma bateria de íon de lítio do tipo de eletrólito não aquoso.

[0003] No pedido de patente japonesa JP 2012-227035, a carga ea descarga são repetidas em uma região de tensão formadora de filme no processo de carga inicial para a bateria de íon de lítio (bateria), para a formação do filme SEI. Mais especificamente, a bateria é submetida ao primeiro carregamento inicial em um processo de pré-carregamento, para que seja deixada entrar na região de tensão formadora de filme. Depois, um processo de repetição de carga e descarga é iniciado de modo que a carga e a descarga sejam repetidas na região de tensão formadora de filme. Uma vez que o processo de repetição de carga e descarga esteja terminado, a bateria é carregada até uma tensão de carga total. O filme SEI é formado quando a carga e a descarga são repetidas, como descrito acima, na região de tensão formadora de filme adequada para formação de filme.

[0004] A tensão formadora de filme depende das condições materiais relativas a um material ativo de eletrodo negativo, um eletrólito, um aditivo e semelhantes, bem como de um material ativo de eletrodo positivo e das condições de carga. Consequentemente, em alguns casos, o filme é formado insuficientemente e um desempenho de saída suficiente não é obtido, mesmo quando uma tensão de decomposição, atribuível ao material ativo de eletrodo positivo, é usada como uma tensão específica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] A invenção proporciona um processo de carga inicial e umprocesso de produção para uma bateria de íon de lítio, propiciando uma formação de filme adequada.

[0006] Um processo de carga inicial para uma bateria de íon de lítio,de acordo com um aspecto da invenção, inclui a preparação de uma célula tendo um eletrodo positivo, um eletrodo negativo e um eletrólito, e a carga da célula por uso de tensões baseadas em um grau de variação em uma capacidade da célula por tensão unitária, como uma tensão específica. De acordo com esse aspecto, um filme pode ser formado adequadamente.

[0007] No processo de carga inicial descrito acima, a carga CCCVpode ser executada com a mais alta das tensões, com base no grau de variação na capacidade da célula por tensão unitária, que é usada como a tensão específica. Essa carga usando uma tensão formadora de filme, como a tensão específica, permite que o filme seja formado com um maior nível de precisão.

[0008] No processo de carga inicial descrito acima, várias tensõesespecíficas podem ser estabelecidas, e a carga CCCV, com relação às várias tensões específicas, pode ser conduzida de uma baixa tensão no sentido de uma alta tensão. Nesse caso, a carga CV pode ser conduzida na tensão de decomposição de cada material, e, desse modo, o filme pode ser formado com um maior nível de precisão.

[0009] O processo de carga inicial descrito acima pode incluir aindaum primeiro processo de carga de execução de carga CC da célula até a tensão específica, a uma capacidade de corrente superior a uma capacidade de corrente da carga CC no primeiro processo de carga, após o primeiro processo de carga. No segundo processo de carga, a carga é conduzida a uma maior capacidade, após o filme ser formado adequadamente pelo primeiro processo de carga, e, desse modo, o filme pode ser formado adequadamente, e uma duração de um processo de carga inicial pode ser, ao mesmo tempo, abreviada.

[0010] No processo de carga inicial descrito acima, a tensãoespecífica pode ser baseada em uma tensão de extremidade de pico de uma curva de capacidade diferencial, mostrando uma variação na capacidade da célula por tensão unitária. Então, o filme pode ser posteriormente formado adequadamente.

[0011] No processo de carga inicial descrito acima, a tensãoespecífica pode ser estabelecida com base em uma tensão de topo de pico de uma curva de capacidade diferencial, mostrando uma variação na capacidade da célula por tensão unitária. Então, o filme pode ser posteriormente formado adequadamente.

[0012] De acordo com a invenção, um processo de carga inicial eum processo de produção para uma bateria de íon de lítio, propiciando uma formação de filme adequada, podem ser proporcionados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Os aspectos, as vantagens e a importância técnica eindustrial das concretizações exemplificativas da invenção vão ser descritos abaixo com referência aos desenhos em anexo, nos quais os números similares denotam elementos similares, e em que:a Figura 1 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial, em um caso no qual uma amostra da primeira concretização é submetida à carga inicial; a Figura 2 é um gráfico ilustrando uma relação entre uma capacidade de corrente e uma tensão de pico, relativa à amostra da primeira concretização;a Figura 3 é uma tabela ilustrando os modelos de carga e descarga de baterias, de acordo com a primeira concretização e a segunda concretização;a Figura 4 é um gráfico ilustrando uma corrente de carga e uma tensão de carga relativas à carga inicial da bateria, de acordo com a primeira concretização;a Figura 5 é um gráfico ilustrando uma corrente de carga e uma tensão de carga relativas à carga inicial da bateria, de acordo com a segunda concretização;a Figura 6 é um desenho ilustrando os desempenhos de saída à baixa temperatura das baterias carregadas por processos de carga inicial, de acordo com a primeira concretização e a segunda concretização;a Figura 7 é um gráfico ilustrando uma relação entre uma capacidade de corrente e uma tensão de topo de pico, relativa a uma amostra da terceira concretização;a Figura 8 é uma tabela ilustrando os modelos de carga e descarga de baterias, de acordo com a terceira concretização e a quarta concretização;a Figura 9 é um desenho ilustrando os desempenhos de saída à baixa temperatura das baterias carregadas por processos de carga inicial, de acordo com a terceira concretização e a quarta concretização;a Figura 10 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial em um caso no qual uma amostra da quinta concretização é carregada duas vezes;a Figura 11 é um gráfico ilustrando uma relação entre uma capacidade de corrente e uma tensão de extremidade de pico;a Figura 12 é uma tabela ilustrando os modelos de carga, de acordo com um processo de carga inicial relativo à quinta concretização;a Figura 13 é um desenho ilustrando um desempenho de saída à baixa temperatura de uma bateria carregada pelo processo de carga inicial, de acordo com a quinta concretização;a Figura 14 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial, em um caso no qual a carga é conduzida duas vezes até uma primeira tensão de topo de pico;a Figura 15 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial, em um caso no qual a carga é conduzida duas vezes até uma primeira tensão de extremidade de pico;a Figura 16 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial, em um caso no qual a carga é conduzida duas vezes até uma segunda tensão de extremidade de pico;a Figura 17 é um desenho para uma comparação entre as relações de reações residuais dependendo da tensão de carga;a Figura 18 é um fluxograma ilustrando um processo de produção de bateria; ea Figura 19 é um fluxograma ilustrando um processo para obtenção de uma tensão específica, relativo ao processo de carga inicial para a bateria.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[0014] A seguir, um processo de carga inicial e um processo deprodução para uma bateria de íon de lítio, de acordo com as concretizações da invenção, vão ser descritos em detalhes com referência aos desenhos em anexo. A invenção não é limitada às concretizações apresentadas a seguir. A descrição e os desenhos apresentados a seguir são simplificados adequadamente para clareza de descrição. Os mesmos números de referência nos desenhos representam configurações substancialmente idênticas.Primeira concretização

[0015] Um processo de carga inicial, de acordo com essaconcretização, inclui um processo para preparar uma célula, que tem um eletrodo positivo, um eletrodo negativo e um eletrólito, e um processo para carregar a célula até uma tensão específica. A tensão específica é estabelecida por uma tensão baseada no grau de variação em capacidade.

[0016] Um teste, conduzido pelo inventor do presente pedido depatente para estabelecer a tensão específica, vai ser descrito primeiro. As amostras para avaliação para estabelecimento da tensão específica são preparadas. As amostras têm a seguinte configuração material:material ativo do eletrodo positivo: sistema ternário Ni - Mn - CO;material ativo do eletrodo negativo: carbono; esolvente do eletrólito: sistema misto de carbonato de etileno (EC), carbonato de dimetila (DMC) e carbonato de etila e metila (EMC): sal de eletrólito de suporte: aditivo de LiPF6: dois à base de fósforo.

[0017] Uma curva de capacidade diferencial (dQ/dV) é obtida porcarga das amostras preparadas a capacidades de corrente constantes. Nesse caso, cinco amostras são preparadas e a carga CC é conduzida nas capacidades de corrente de 0,25 C, 0,75 C, 1,5 C, 5 C e 7,5 C. A capacidade C, que é uma unidade das capacidades de corrente, é um valor que é obtido por divisão de uma corrente de carga (A) por um valor de capacidade (Ah).

[0018] A Figura 1 mostra a curva de capacidade diferencial obtidapela medida da amostra. A curva de capacidade diferencial é um gráfico ilustrando uma relação entre a capacidade diferencial (dQ/dV), obtida por diferenciação de tensão de uma capacidade de carga e descarga e a tensão. Consequentemente, a Figura 1 mostra o grau de variação na capacidade da célula por tensão unitária, no caso de carga inicial das amostras para avaliação nas capacidades de corrente descritas acima. O eixo horizontal na Figura 1 representa a tensão (V), e o eixo vertical na Figura 1 representa a capacidade diferencial (dQ/dV).

[0019] A capacidade diferencial (dQ/dV) é um índice, que mostraum grau de reação de formação de filme. Em um caso no qual se considera que a bateria tem uma resistência interna constante, por exemplo, a tensão varia, dependendo da formação de filme, a despeito da carga inicial baseada em uma corrente constante. Em outras palavras, o filme é formado no eletrodo por um grau de sobretensão da corrente de carga. A formação de filme progride na medida em que a capacidade diferencial aumenta. Como ilustrado na Figura 1, três picos derivados de formação de filme são confirmados na curva de capacidade diferencial, com base na carga inicial das amostras. Os três picos são considerados como, por exemplo, uma primeira tensão de pico V1 a uma terceira tensão de pico V3 em ordem. A primeira tensão de pico V1 e a terceira tensão de pico V3, que são ilustradas na Figura 1, no caso de carga à corrente constante, a 0,25 C.

[0020] Na tensão de pico, o grau de variação na capacidade portensão unitária é grande. Consequentemente, supõe-se que a tensão de pico é uma tensão formadora de filme, na qual a formação de filme está em curso. Na tensão formadora de filme, o filme é formado no eletrodo positivo e no eletrodo negativo. O filme é formado em uma interface do eletrodo e do eletrólito. Em uma bateria de íon de lítio do tipo de eletrólito não aquoso, por exemplo, um filme SEI é formado por um material de carbono do eletrodo negativo reagindo com o eletrólito. O filme pode ser formado adequadamente pela carga inicial a uma baixa capacidade de corrente, executada nessa tensão formadora de filme.

[0021] As tensões de pico medidas nas respectivas capacidades decorrente são mostradas na Figura 2. O eixo horizontal na Figura 2 representa a capacidade de corrente (C), e o eixo vertical na Figura 2 representa a tensão de pico (V). Na Figura 2, todas as primeira tensão de pico, segunda tensão de pico e terceira tensão de pico são representadas graficamente. Como ilustrado na Figura 2, todas as tensões de pico aumentam com o aumento de corrente.

[0022] Em um primeiro processo de carga, a carga é conduzida auma baixa capacidade até a tensão específica. Consequentemente, a capacidade de corrente durante a formação de filme pode ser baixa. Após o primeiro processo de carga, a carga é conduzida a uma alta capacidade até carga total. Consequentemente, a carga pode ser conduzida a uma alta velocidade, após a formação de filme. Quando a carga é conduzida a uma alta capacidade, durante a formação de filme, um efeito de sobretensão aumenta. Consequentemente, o filme pode não ser formado adequadamente. Por conseguinte, é preferível que a tensão de pico seja extraída da curva de capacidade diferencial, em um caso no qual a carga CC é conduzida a uma capacidade de corrente de 0,5 C ou menos, e essa tensão de pico fica sendo a tensão específica. Nessa concretização, as tensões de pico (V1 a V3) são extraídas da curva de capacidade diferencial, no caso de carga a 0,25 C.

[0023] Um segundo processo de carga é um processo de cargasubsequente a uma formação de filme adequada, e, desse modo, a capacidade de corrente pode ser aumentada. Em outras palavras, uma deterioração das características da bateria pode ser eliminada, mesmo em um caso no qual o segundo processo de carga é conduzido a uma alta capacidade de carga. Consequentemente, um bom filme pode ser formado e um desempenho da bateria pode ser aperfeiçoado, mesmo em um caso no qual a carga inicial é conduzida a uma alta velocidade.

[0024] A tensão específica é estabelecida com base na curva decapacidade diferencial, como descrito acima. Especificamente, a tensão específica é estabelecida com base na tensão de pico na capacidade diferencial. A tensão de pico na curva de capacidade diferencial varia dependendo dos materiais dos eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito e semelhantes. Consequentemente, a tensão específica pode ser estabelecida de acordo com os materiais da bateria. Em outras palavras, diferentes tensões específicas são estabelecidas para diferentes materiais. Consequentemente, a amostra para avaliação é preparada para cada material, e, então, a curva de capacidade diferencial, no caso da carga inicial, é medida. Então, a tensão específica é estabelecida para cada material. Dessa maneira, a tensão específica pode ser estabelecida adequadamente, e o filme pode ser formado adequadamente.

[0025] O processo de carga inicial usando a tensão específica vaiser descrito abaixo. Uma bateria, que tem a mesma configuração material que a bateria de amostra, para avaliação com a curva de capacidade diferencial, é preparada para estabelecer a tensão específica. Então, a carga inicial é conduzida nessa bateria. Os modelos de carga relativos à carga inicial são ilustrados na tabela da Figura 3. Não apenas os modelos de carga, relativos ao processo de carga inicial de acordo com a primeira concretização, mas também os modelos de carga relativos à segunda concretização (descrita abaixo) são ilustrados na Figura 3. Uma corrente de carga e uma tensão de carga, em consequência da carga de acordo com os modelos de carga ilustrados na Figura 3 são ilustradas na Figura 4. O eixo horizontal na Figura 4 representa o tempo (minuto), o eixo vertical esquerdo na Figura 4representa a tensão de carga (V), e o eixo vertical direito na Figura 4 representa a corrente de carga (C). A linha tracejada na Figura 4representa uma forma de onda de tensão, e a linha sólida na Figura 4 representa uma forma de onda de corrente.

[0026] Na primeira concretização, os primeiro ao quarto modelossão estabelecidos, como ilustrado na Figura 3. No primeiro modelo, a primeira tensão de pico é a tensão específica (primeira tensão específica V1). No segundo modelo, a segunda tensão de pico é a tensão específica (segunda tensão específica V2). No terceiro modelo, a terceira tensão de pico é a tensão específica (terceira tensão específica V3). No quarto modelo, a quarta tensão de pico é a tensão específica (quarta tensão específica V4).

[0027] O primeiro modelo é um modelo de carga do início da cargainicial à primeira tensão específica (V1 na Figura 4). O segundo modelo é um modelo de carga da primeira tensão específica para a segunda tensão específica (V2 na Figura 4). O terceiro modelo é um modelo de carga da segunda tensão específica à terceira tensão específica (Vmax na Figura 4). O quarto modelo é um modelo de carga da terceira tensão específica à carga total.

[0028] Na primeira concretização, os primeiro ao terceiro modeloscorrespondem ao primeiro processo de carga, e o quarto modelo corresponde ao segundo processo de carga. Em outras palavras, o primeiro processo de carga é conduzido de acordo com os primeiro ao terceiro modelos. O segundo processo de carga é conduzido de acordo com o quarto modelo.

[0029] No primeiro processo de carga, a carga em tensão e correnteconstantes (carga CCCV) é conduzida mais de uma vez. Durante a carga CCCV, a carga é conduzida inicialmente a um valor de corrente constante, e então a carga é conduzida enquanto o valor de corrente é diminuído, de modo que a tensão seja mantida, após a tensão específica ser atingida. Consequentemente, no primeiro modelo, a carga CC é conduzida a 5 C, até que a primeira tensão específica V1 seja atingida. Após V1 ser atingida, a carga CV é conduzida a uma tensão constante de V1. A carga CV tem uma corrente de terminação de 0,25 C. Em outras palavras, a corrente de carga é monitorada durante a carga CV a V1, e o segundo modelo é habilitado após a corrente de carga ser diminuída e atingir 0,25 C.

[0030] No segundo modelo, a carga CC é conduzida a 5 C, até quea segunda tensão específica de V2 seja atingida. Após V2 ser atingida, a carga CV é conduzida a uma tensão constante de V2. A corrente de carga CV tem uma corrente de terminação de 0,25 C. Em outras palavras, a corrente de carga é monitorada durante a carga CV a V2, e o terceiro modelo é habilitado após a corrente de carga ser diminuída e atingir 0,25 C.

[0031] No terceiro modelo, a carga CC é conduzida a 5 C, até quea terceira tensão específica de V3 seja atingida. Após V3 ser atingida, a carga CV é conduzida a uma tensão constante de V3. A carga CV tem uma corrente de terminação de 0,25 C. Em outras palavras, a corrente de carga é monitorada durante a carga CV a V3, e o quarto modelo, que é o segundo processo de carga, é habilitado após a corrente de carga ser diminuída e atingir 0,25 C.

[0032] No quarto modelo, a carga CCCV é conduzida com a tensãode carga total de V4, usada como a quarta tensão específica. Em outras palavras, a carga CC é conduzida a 5 C, até que V4 seja atingida. Após V4 ser atingida, a carga CV é conduzida a uma tensão constante de V4. A carga CV tem uma corrente de terminação de 0,25 C. Em outras palavras, a carga total é atingida quando a corrente de carga é diminuída e atingir 0,25 C, durante a carga CV na tensão de V4. Como ilustrado na Figura 4, o segundo processo de carga continua por um período de tempo mais longo do que para o primeiro processo de carga.

[0033] Como descrito acima, a carga CCCV é conduzida comrelação às primeira a terceira tensões específicas no primeiro processo de carga. Em outras palavras, a carga CCCV, das primeira a terceira tensões específicas, é conduzida em ordem. Além da terceira tensão específica, a carga CCCV é conduzida até carga total. Então, um efeito da tensão formadora de filme pode ser reduzido, e, desse modo, o filme pode ser formado adequadamente. Em outras palavras, a carga CV é posta em execução após a primeira tensão específica, a segunda tensão específica e a terceira tensão específica, à medida que as tensões formadores de filme são atingidas. Consequentemente, na tensão formadora de filme, a corrente é ligada em diminuição gradual, e a carga a uma baixa capacidade é possível. Por conseguinte, o filme pode ser formado adequadamente, e a deterioração da bateria pode ser eliminada.

[0034] Nessa concretização, a tensão específica é estabelecida deacordo com a tensão, com base no grau de variação na capacidade da célula por tensão unitária. Especificamente, a tensão de pico, na qual a curva de capacidade diferencial tem um valor máximo, é considerada como a tensão formadora de filme, na qual o filme é formado, e essa tensão de pico é estabelecida como a tensão específica. Então, a carga é conduzida a uma baixa capacidade de carga na tensão específica (tal como V3), e a carga é conduzida a uma alta capacidade de corrente (tal como 5 C), a uma tensão maior do que a tensão específica (V3). Em outras palavras, a carga é conduzida a uma alta capacidade de corrente, a uma tensão maior do que a tensão formadora de filme. Então, a carga pode ser conduzida a uma alta velocidade.

[0035] Em um caso no qual a curva de capacidade diferencialapresenta várias tensões de pico, todas as tensões de pico sendo consideradas como as tensões específicas. Quando a carga CCCV, com relação às várias tensões específicas, é conduzida em ordem da tensão baixa no sentido da alta tensão, a carga CV pode ser conduzida na tensão de decomposição de cada material. Consequentemente, a formação de filme pode ser precisa, e um alto desempenho da bateria pode ser obtido. O tempo de carga inicial pode ser diminuído, enquanto o alto desempenho da bateria é mantido.

[0036] Na descrição acima, as três picos são extraídos da curva de capacidade diferencial, e, desse modo, as três tensões específicas são estabelecidas no primeiro processo de carga. No entanto, o número das tensões específicas não é particularmente limitado a esse. Em outras palavras, as tensões específicas podem ser estabelecidas de acordo com o número das tensões de pico. Em um caso no qual a curva de capacidade diferencial tem uma tensão de pico, por exemplo, apenas uma tensão específica pode ser estabelecida. Em um caso no qual a curva de capacidade diferencial tem duas tensões de pico, duas tensões específicas podem ser estabelecidas. Quatro ou mais tensões específicas podem ser estabelecidas em um caso no qual a curva de capacidade diferencial tem quatro ou mais tensões de pico. Nessa concretização, cada tensão de pico pode ser estabelecida como a tensão específica, como descrito acima.

[0037] As capacidades de corrente (5 C) para a carga CC, nosprimeiro ao terceiro modelos, são iguais à capacidade de corrente para o quarto modelo. No entanto, as capacidades de corrente para a carga CC, nos primeiro ao terceiro modelos, podem também diferir da capacidade de corrente para o quarto modelo. As capacidades de corrente para a carga CC, nos primeiro ao terceiro modelos, podem ser inferiores à capacidade de corrente para o quarto modelo. Além disso, as capacidades de corrente para a carga CC, nos primeiro ao terceiro modelos, podem ser três valores diferentes. Além disso, as correntes de para a carga CV, nos primeiro ao quarto modelos, podem ser valores diferentes entre si. Por exemplo, a corrente de terminação dos primeiro ao terceiro modelos pode ser inferior à corrente de terminação do quarto modelo.

Segunda concretização

[0038] Um processo de carga inicial, de acordo com a segundaconcretização, vai ser descrito. Na primeira concretização descrita acima, as várias tensões específicas são estabelecidas e a carga CCCV é conduzida repetidamente no primeiro processo de carga. Na segunda concretização, no entanto, apenas uma tensão específica é estabelecida para o primeiro processo de carga, e a carga CC, a uma baixa capacidade de corrente, é conduzida até que a tensão específica seja atingida. A bateria de íon de lítio, relativa à segunda concretização, tem um material similar àquele da primeira concretização.

[0039] O processo de carga inicial, relativo à segundaconcretização, vai ser descrito com referência às Figuras 3 e 5. A Figura 3 é uma tabela ilustrando os modelos de carga de acordo com a segunda concretização. A Figura 5 é um gráfico ilustrando uma forma de onda de corrente e uma forma de onda de tensão, no caso de carga seguindo os modelos de carga de acordo com essa concretização. O eixo horizontal na Figura 5 representa o tempo (minuto), o eixo vertical esquerdo na Figura 5 representa a tensão de carga (V), e o eixo vertical direito na Figura 5 representa a corrente de carga (C). A linha tracejada na Figura 5 representa a forma de onda de tensão, e a linha sólida na Figura 5 representa a forma de onda de corrente.

[0040] Na segunda concretização, os modelos de carga consistemdos terceiro e quarto modelos. O terceiro modelo é o primeiro processo de carga e o quarto modelo é o segundo processo de carga. O segundo processo de carga seguindo o quarto modelo é similar àquele da primeira concretização.

[0041] No primeiro processo de carga seguindo o terceiro modelo,a carga a 0,25 C é conduzida até que a terceira tensão de pico (V3) seja obtida. Em outras palavras, a carga CC a uma baixa capacidade de corrente é conduzida com a mais alta das várias tensões de pico usadas como a tensão específica. Após a tensão específica ser atingida, a carga CC, a uma capacidade de corrente maior do que no primeiro processo de carga, é conduzida como o segundo processo de carga. Então, a forma de onda de carga, que é ilustrada na Figura 5, é obtida. A capacidade de corrente no segundo processo de carga é 5 C. No segundo processo de carga, a carga CCCV é conduzida, com a tensão de carga total (V4) sendo considerada como a tensão específica, como na primeira concretização.

[0042] Consequentemente, a carga CC, a uma baixa capacidade decorrente de 0,25 C, é conduzida até que V3 seja atingida após início da carga inicial. Então, a carga CC até V4 é conduzida a 5 C, após V3 ser excedida. Após V4 ser atingida, a carga CV é conduzida a V4. Então, a bateria é carregada até carga total.

[0043] Na segunda concretização bem como na primeiraconcretização, a tensão específica é obtida com base na curva de capacidade diferencial, usando a medida da amostra tendo material igual. Além disso, a mais alta das tensões, baseada no grau de variação na capacidade da célula por tensão unitária, é estabelecida como a tensão específica. Especificamente, a mais alta das tensões de pico é usada como a tensão específica. Então, no primeiro processo de carga, a carga CC é conduzida a uma baixa capacidade de corrente até a tensão específica. No segundo processo de carga, a carga CC é conduzida a uma alta capacidade de corrente a partir da tensão específica. Como descrito acima, a capacidade de corrente é alterada quase que ao mesmo tempo que a tensão específica é atingida. Então, um efeito na tensão formadora de filme pode ser reduzido ainda mais, e, desse modo, o filme pode ser formado adequadamente. No primeiro processo de carga, é preferível que a carga seja conduzida a uma capacidade de corrente igual ou inferior a 0,5 C. Nesse caso, a carga CC é conduzida a 0,25 C, que é a capacidade de corrente da curva de capacidade diferencial, da qual a tensão de pico é extraída.

(Avaliação de características)

[0044] As características das baterias carregadas pelos processosde carga inicial, relativos às primeira e segunda concretizações, são ilustradas na Figura 6. Na Figura 6, a bateria submetida à carga CC a 5 C é mostrada como o Exemplo Comparativo B, a bateria carregada com o modelo de carga relativo à primeira concretização é mostrada como a bateria C, e a bateria carregada com o modelo de carga relativo à segunda concretização é mostrada como a bateria D. O eixo vertical na Figura 6 representa uma saída de baixa temperatura, mostrando um valor relativo em um caso no qual uma saída de uma bateria, submetida à carga CC a 1,5 C (a seguir, referida como uma bateria de referência) é 100. Os tempos de carga são mostrados entre parênteses na Figura 6.

[0045] De acordo com o Exemplo Comparativo B, a saída relativa,em um caso no qual a saída da bateria de referência é 100, é aproximadamente 98. De acordo com a bateria C da primeira concretização, o tempo de carga inicial é um período de tempo curto de 0,28 h (16,8 minutos), e a saída é aproximadamente 100, que é maior do que aquela do Exemplo Comparativo B. Consequentemente, a carga rápida é possível sem deterioração das características de saída. De acordo com a bateria D da segunda concretização, o tempo de carga inicial é um período de tempo curto de 0,36 h (21,6 minutos), e a saída é pelo menos 99, que é maior do que aquela do Exemplo Comparativo B. A deterioração do desempenho pode ser impedida, mesmo no caso de carga inicial de alta velocidade. Por conseguinte, uma bateria de íon de lítio de alto desempenho pode ser produzida com um alto nível de produtividade.

[0046] A avaliação de características foi feita com a capacidade decorrente do modelo de carga da primeira concretização alterada de 5 C a 7,5 C, de modo que o tempo seja diminuído ainda mais. Por conseguinte, a saída de baixa temperatura relativa, em um caso no qual a saída da bateria de referência era de 100, ficou sendo 98, e um aperfeiçoamento de desempenho equivalente àquele da bateria C não foi verificado. Consequentemente, é preferível que a capacidade de corrente, durante a carga CC, seja igual ou inferior a 5 C. No caso da carga CC a 7,5 C, o tempo de carga é de 0,22 h.

[0047] As primeira e segunda concretizações podem sercombinadas entre si. Por exemplo, várias tensões específicas podem ser estabelecidas, e, então, a carga a algumas das tensões específicas pode ser conduzida pela carga CC a uma baixa capacidade, como na segunda concretização, enquanto que a carga CCCV é conduzida como na primeira concretização para as outras tensões específicas.

Terceira concretização

[0048] Em um processo de carga inicial, de acordo com essaconcretização, uma bateria, que tem um material diferente daquele da bateria da primeira concretização, é submetida à carga inicial. Nessa terceira concretização, o eletrólito tem um aditivo à base de fósforo e um à base de boro, diferentemente da primeira concretização. Os materiais diferentes daqueles dos aditivos de eletrólito são similares àqueles na primeira concretização. Devido às diferenças em material, a terceira concretização tem uma tensão específica diferente daquela da primeira concretização. A terceira concretização é similar à primeira concretização em termos daqueles diferentes de material e tensão específica, e, desse modo, a descrição dela vai ser omitida adequadamente.

[0049] Uma bateria de amostra para avaliação, tem que um aditivode eletrólito à base de fósforo e um à base de ácido bórico, juntamente com outros materiais similares àqueles da primeira concretização, é preparada. Então, a carga CC é conduzida na amostra e a curva de capacidade diferencial é obtida. Nessa concretização, cinco amostras são preparadas e a carga CC é conduzida nas capacidades de carga de 0,25 C, 0,75 C, 1,5 C, 5 C e 7,5 C. A Figura 7 mostra as relações de corrente de pico - tensão de pico. O eixo horizontal na Figura 7 representa a capacidade de corrente (C), e o eixo vertical na Figura 7 representa a tensão de pico (V). Na amostra de acordo com essa concretização, dois picos são obtidos na curva de capacidade diferencial. Nenhuma tensão de pico é representada graficamente relativa à capacidade de corrente (7,5 C), não propiciando qualquer extração de tensão de pico.

[0050] A primeira tensão específica é V1 e a segunda tensãoespecífica é V2, com base na tensão de pico a 0,25 C. O aditivo dessa concretização difere dos aditivos das primeira e segunda concretizações. Consequentemente, a primeira tensão específica V1 e a segunda tensão específica V2, de acordo com essa concretização, são valores que diferem das primeira tensão específica V1 e segunda tensão específica V2, de acordo com as primeira e segunda concretizações. Como descrito acima, a tensão de pico e o número de picos variam, dependendo dos materiais da bateria. Consequentemente, a amostra é criada e a curva de capacidade diferencial é obtida, de acordo com o material da bateria a ser carregada. Então, a tensão específica dependente do material dabateria pode ser obtida. Em outras palavras, diferentes tensões específicas são estabelecidas para baterias com diferentesconfigurações materiais.

[0051] Na terceira concretização, os modelos de carga sãoestabelecidos de acordo com duas tensões específicas. Consequentemente, a carga inicial é conduzida de acordo com os modelos de carga, que são ilustrados na Figura 8. A Figura 8 é uma tabela ilustrando os modelos de carga, de acordo com um processo de carga inicial da terceira concretização, e os modelos de carga, de acordo com a quarta concretização (descrita abaixo).

[0052] Como descrito acima, V1 e V2 são extraídas das tensões depico. O primeiro processo de carga inclui o primeiro modelo, que tem a primeira tensão de pico (V1) como a tensão específica (primeira tensão específica), e o segundo modelo, que tem a segunda tensão de pico (V2) como a tensão específica. O segundo processo de carga inclui o terceiro modelo, que tem a tensão de carga total (V3) como a tensão específica.

[0053] No primeiro processo de carga, a carga CCCV com relaçãoà primeira tensão específica V1 e a carga CCCV com relação à segunda tensão específica são conduzidas. A carga CV tem uma corrente de terminação de 0,25 C. A carga CC a 5 C é conduzida até que a primeira tensão específica (V1) seja obtida, e a carga CV é conduzida à tensão constante (a primeira tensão específica V1), após a primeira tensão específica V1 ser atingida. Então, a carga CC é conduzida a 5 C até que a segunda tensão específica V2 seja obtida, após a corrente de carga ser diminuída e atingir a corrente de terminação (0,25 C) na carga CV. Após a segunda tensão específica V2 ser atingida, a carga CV na tensão constante (a segunda tensão específica V2) é conduzida. Então, o terceiro modelo, que é o segundo processo de carga, é habilitado após a corrente de carga ser diminuída e atingir a corrente de terminação (0,25 C) na carga CV.

[0054] No terceiro modelo, a carga CCCV é conduzida com atensão de carga total (V3), usada como a tensão específica (terceira tensão específica). A carga CC a 5 C é conduzida até que V3 seja obtida. Após V3 ser atingida, a tensão CV é conduzida em tensão constante (a tensão de carga total V3). Então, a carga inicial é terminada uma vez que a corrente seja diminuída e atinja a corrente de terminação (0,25 C). Dessa maneira, o filme pode ser formado adequadamente, mesmo no caso de carga rápida. Consequentemente, efeitos similares àqueles obtidos pela primeira concretização podem ser obtidos, mesmo para a bateria com diferentes materiais.

[0055] Na descrição apresentada acima, os primeiro ao terceiro modelos têm os mesmos valores para a capacidade de corrente da carga CC e a corrente de terminação da carga CV. No entanto, alguns ou todos os valores podem diferir entre si.

Quarta concretização

[0056] Um processo de carga inicial de acordo com a quartaconcretização vai ser descrito. Na quarta concretização, uma bateria, usando um material similar àquele da terceira concretização, é submetida à carga inicial em diferentes modelos de carga. Na quarta concretização, a carga CC a uma baixa capacidade de corrente é conduzida no processo de carga inicial, como na segunda concretização. Consequentemente, os modelos de carga, de acordo com a quarta concretização, são dotados com o segundo modelo, como o primeiro processo de carga, e o terceiro modelo, como o segundo processo de carga. Em outras palavras, o primeiro processo de carga é conduzido de acordo com o segundo modelo, e o segundo processo de carga é conduzido de acordo com o terceiro modelo.

[0057] No primeiro processo de carga, a carga CC a 0,25 C éconduzida até que a tensão específica (V2), como a segunda tensão de pico, seja obtida. Então, o segundo processo de carga é habilitado após a tensão específica ser obtida. No segundo processo de carga, a carga CCCV é conduzida até que a tensão de carga total (V3) seja obtida. Em outras palavras, a carga CC é conduzida a 5 C até V3, e a carga CC é conduzida a 5 CV até V3, e a carga CV é conduzida após a tensão de carga total ser obtida. A carga inicial é terminada uma vez que a corrente de terminação (0,25 C) seja obtida na carga CV.

[0058] A tensão específica é estabelecida com base na curva decapacidade diferencial, como descrito acima. No primeiro processo de carga, a carga CC é conduzida até a tensão específica, a uma baixa capacidade de corrente. No segundo processo de carga, a carga CC é conduzida a uma capacidade de corrente mais alta do que no primeiro processo de carga. Então, a carga CV é conduzida após a tensão de carga total ser obtida. Então, a carga CV é terminada após uma redução na corrente de terminação na carga CV. Dessa maneira, a carga inicial pode ser conduzida para atingir a carga total. Então, o filme pode ser formado adequadamente, mesmo no caso de carga rápida. Consequentemente, efeitos similares àqueles obtidos pela primeira concretização podem ser obtidos, mesmo para bateria com diferentes materiais.

(Avaliação de características)

[0059] As características das baterias carregadas pelos processosde carga inicial, relativos às terceira e quarta concretizações, são ilustradas na Figura 9. Na Figura 9, a bateria submetida à carga CC a 1,5 C é mostrada como o Exemplo Comparativo E, a bateria submetida à carga CC a 5 C é mostrada como o Exemplo Comparativo F, a bateria submetida à carga CC a 5 C é mostrada como o Exemplo Comparativo F, a bateria carregada pelo processo de carga inicial, relativo à terceira concretização, é mostrado como uma bateria G, e a bateria carregada pelo processo de carga inicial, relativo à quarta concretização, é mostrado como uma bateria H. O eixo vertical na Figura 9 representa a saída à baixa temperatura, mostrando um valor relativo em um caso no qual uma saída do Exemplo Comparativo E é 100. Os tempos de carga são mostrados em parênteses na Figura 9.

[0060] O Exemplo Comparativo E, submetido à carga CC a 1,5 C,tem uma alta saída (100), mas um tempo de carga inicial tão longo quanto 0,8 h (48 minutos). O Exemplo Comparativo F, submetida à carga CC a 5 C, tem um tempo de carga curto de 0,25 h (15 minutos), mas com uma saída relativa reduzida em um caso no qual a saída do Exemplo Comparativo E é 100.

[0061] Na bateria G de acordo com a terceira concretização, otempo de carga é um período de tempo curto de 0,28 h (16,8 minutos), e a saída relativa, em um caso no qual a saída do Exemplo Comparativo E é 100, é também pelo menos 100. Na bateria H de acordo com a quarta concretização, o tempo de carga inicial é um período de tempo curto de 0,35 h (21 minutos), e a saída relativa, em um caso no qual a saída do Exemplo Comparativo E é 100, é pelo menos 100. Consequentemente, os modelos de carga inicial das terceira e quarta concretizações permitem que o desempenho seja aperfeiçoado. Em outras palavras, uma saída maior do que aquela da bateria submetida à carga CC a 1,5 C pode ser obtida com os materiais das terceira e quarta concretizações. A deterioração do desempenho pode ser impedida, mesmo no caso da carga inicial à alta velocidade. Por conseguinte, uma bateria de íon de lítio de alto desempenho pode ser produzida com um alto nível de produtividade.

[0062] A terceira concretização e a quarta concretização podem sercombinadas entre si. Por exemplo, várias tensões específicas podem ser estabelecidas, e, então, a carga a algumas das tensões específicas pode ser conduzida pela carga CC, a uma baixa capacidade como na segunda concretização, enquanto que a carga CCCV é conduzida como na primeira concretização para as outras tensões específicas.

Quinta concretização

[0063] Um processo de carga inicial de acordo com essa quintaconcretização vai ser descrito com referência à Figura 10. A Figura 10 é um gráfico ilustrando uma curva de capacidade diferencial da bateria de amostra para avaliação. Uma curva de capacidade diferencial, no caso da carga CC a 0,25 C, é ilustrada na Figura 10. Além disso, as curvas de capacidade diferencial do primeiro ciclo de carga (carga inicial) e do segundo ciclo de carga são ilustradas na Figura 10. Um caso no qual a carga inicial (primeira na Figura 10) até carga total é conduzida, a amostra é descartada uma vez, e então a amostra é recarregada, o que mostrado como a segunda carga. Nessa concretização, a curva de capacidade diferencial é obtida por uma amostra sendo usada, que tem o mesmo material daquele da primeira concretização.

[0064] Na primeira concretização, a tensão específica é obtida combase em uma tensão de topo de pico. Nessa concretização, no entanto, a tensão específica é obtida com base em uma tensão de extremidade de pico. Como ilustrado na Figura 10, a tensão de extremidade de pico, com relação ao topo de pico (primeira tensão de pico) de V1, é Ve1. A tensão de extremidade de pico, com relação ao topo de pico (segunda tensão de pico) de V2, é Ve2. A tensão de extremidade de pico, com relação ao topo de pico (terceira tensão de pico), é Ve3.

[0065] As respectivas tensões de extremidade de pico, obtidas comrelação a 0,25 C, 0,75 C, 1,5 C, 5 C e 7,5 C, são ilustradas na Figura 11. Na Figura 11, as primeira à terceira tensões de extremidade de pico, em um caso no qual a capacidade de corrente varia, são ilustradas. Um valor mínimo da curva de capacidade diferencial para a carga inicial pode ser extraído como a tensão de extremidade de pico.

[0066] Nessa concretização, a tensão específica é estabelecidacom base na tensão de extremidade de pico da carga inicial. Nesse caso, as tensões de extremidade de pico Ve1, Ve2, Ve3 a 0,25 C são as tensões específicas. A tensão específica pode ser estabelecida com base na tensão de extremidade de pico da curva de capacidade diferencial, como descrito acima. Nessa concretização, a bateria tem uma configuração material da qual os três picos aparecem, e, desse modo, as três tensões específicas são estabelecidas. No entanto, a tensão de extremidade de pico e o número dos picos variam, dependendo da configuração material.

[0067] Além disso, nessa concretização, a curva de capacidadediferencial no primeiro ciclo de carga e a curva de capacidade diferencial baseada no segundo ciclo de carga são usadas, de modo que a tensão de extremidade de pico seja extraída da curva de capacidade diferencial para a carga inicial. Em outras palavras, a tensão de extremidade de pico é obtida por meio de uma comparação entre a curva de capacidade diferencial do primeiro ciclo e a curva de capacidade diferencial do segundo ciclo. Por exemplo, um valor é obtido por subtração da curva de capacidade diferencial do primeiro ciclo da curva de capacidade diferencial do segundo ciclo. Uma tensão, na qual o valor obtido pela subtração tem um valor mínimo, pode ser a tensão de extremidade de pico.

[0068] A Figura 12 é uma tabela ilustrando modelos de carga emum caso no qual a tensão específica é estabelecida da tensão de extremidade de pico. Ve1 é estabelecida como a primeira tensão específica, Ve2 é estabelecida como a segunda tensão específica e Ve3 é estabelecida como a terceira tensão específica. A bateria é carregada de acordo com os modelos de carga ilustrados na Figura 12. Em outras palavras, a primeira tensão específica V1 à terceira tensão específica Ve3, de acordo com os modelos de carga da primeira concretização, são, respectivamente, substituídas por Ve1, Ve2, Ve3 nesses modelos de carga. A quarta tensão específica V4, que é a tensão de carga total, é igual como na primeira concretização.

[0069] Nessa concretização, a tensão de extremidade de pico éestabelecida como a tensão específica, como descrito acima. Então, um desempenho da bateria melhor do que na primeira concretização pode ser obtido. A Figura 13 mostra as características de saída da bateria carregada no modelo de carga de acordo com a quinta concretização. Na Figura 13, a saída à baixa temperatura da bateria, submetida à carga inicial no modelo de carga de acordo com a quinta concretização, bem como o Exemplo Comparativo B e as baterias C, D, de acordo com a Figura 6, são ilustrados (I na Figura 13). Além disso, o tempo de carga é ilustrado entre parênteses. A Figura 13 também mostra uma saída relativa, em um caso no qual a saída da bateria de referência, submetida à carga de corrente constante a 1,5 C, é 100.

[0070] Na bateria I, a saída à baixa temperatura relativa, em umcaso no qual a saída da bateria de referência é 100, é aproximadamente 102. Uma vez que a tensão específica do primeiro processo de carga é estabelecida com base na tensão de extremidade de pico, as características de saída à baixa temperatura podem ser aperfeiçoadas para superar aquelas do Exemplo Comparativo B e das baterias C, D. Nessa concretização, a carga inicial pode ser conduzida em um curto período de tempo de 0,28 h, que é igual àquele da bateria C. Consequentemente, a carga inicial pode ser conduzida em um curto período de tempo pela tensão específica, que é estabelecida com base na tensão de extremidade de pico, e o desempenho de saída pode ser aperfeiçoado ainda mais.

[0071] Uma diferença entre um caso, no qual a tensão específica éestabelecida com base na tensão de extremidade de pico, e um caso, no qual a tensão específica é estabelecida com base na tensão de topo de pico, vai ser descrita com referência às Figuras 14 a 16. A Figura 14 é um desenho ilustrando uma curva de capacidade diferencial em um caso no qual a carga CC até V1, como a primeira tensão de topo de pico, é conduzida duas vezes. Em outras palavras, a amostra é descarregada após o primeiro ciclo de carga até V1 ser conduzido a 0,25 C. Então, a amostra descarregada é recarregada até V1 a 0,25 C. A curva de capacidade diferencial, nesse caso no qual a carga CC é conduzida duas vezes, é ilustrada na Figura 14. A capacidade de corrente é 0,25 C.

[0072] As curvas de capacidade diferencial, em um caso no qual acarga CC até Ve1, Ve2 é conduzida duas vezes em uma maneira similar, são ilustradas nas Figuras 15 e 16. Em quaisquer das tensões específicas, a capacidade diferencial do segundo ciclo de carga é menor do que a capacidade diferencial do primeiro ciclo de carga. Em outras palavras, o filme é formado no primeiro ciclo de carga, e, desse modo, o segundo ciclo de carga tem uma capacidade diferencial reduzida.

[0073] Na carga até a primeira tensão de topo de pico V1, noentanto, a primeira carga e a segunda carga têm uma pequena diferença de capacidade diferencial, como ilustrado na Figura 14. A diferença de capacidade diferencial é grande, como ilustrado nas Figuras 15 e 16, na carga até a primeira tensão de extremidade de pico Ve1 e na carga até a segunda tensão de extremidade de pico Ve2. Em outras palavras, no caso da carga até a tensão de extremidade de pico, a capacidade diferencial no segundo ciclo de carga é substancialmente menor do que a capacidade diferencial no primeiro ciclo de carga. Isso é considerado como sendo porque a formação de filme no eletrodo está em curso, em comparação com a carga até a tensão de topo de pico. Consequentemente, o filme pode ser formado adequadamente pela carga a uma baixa capacidade de corrente na tensão de extremidade de pico.

[0074] A Figura 17 mostra uma razão de reação residual, em umcaso no qual a carga é conduzida duas vezes. Na Figura 17, um valor, que é obtido por divisão de uma área da curva de capacidade diferencial, durante a segunda carga, por uma área da curva de capacidade diferencial, durante a primeira carga nas Figuras 14 a 16, é mostrado como a razão de reação residual. Em um caso no qual a curva de capacidade diferencial do primeiro ciclo de carga e a curva de capacidade diferencial do segundo ciclo de carga não têm qualquer diferença, a razão de reação residual é 100%. A razão de reação residual aumenta com o aumento da diferença.

[0075] Como ilustrado na Figura 17, a razão de reação residual étão alta quanto aproximadamente 60% na carga até a primeira tensão de topo de pico. A razão de reação residual é igual ou inferior a 10% na carga até a primeira tensão de extremidade de pico. Além disso, a razão de reação residual é quase zero na carga até a segunda tensão de extremidade de pico. Como descrito acima, a razão de reação residual cai rapidamente por meio da carga até a tensão de extremidade de pico. Consequentemente, é concebível que o filme pode ser formado adequadamente quando a carga inicial é conduzida a uma baixa capacidade de corrente na tensão de extremidade de pico. Quando a tensão específica é estabelecida com base na tensão de extremidade de pico, como descrito acima, o filme pode ser ainda formado adequadamente. Nessa concretização, a carga CCCV é conduzida repetidamente no primeiro processo de carga. No entanto, a carga CC pode ser conduzida com uma tensão específica como a segunda concretização.

[0076] Um processo de produção para uma braço de controlesuperior 8, de acordo com uma concretização da invenção, vai ser descrito abaixo com referência à Figura 18. Primeiramente, a bateria é produzida (S11). Por exemplo, a célula da bateria, que é dotada com o eletrodo positivo, o eletrólito e o eletrodo negativo, é produzida. Nesse caso, os materiais, que são descritos com relação às primeira e segunda concretizações, podem ser usados. Então, o primeiro processo de carga da carga inicial é conduzido nas células da bateria não submetida à carga inicial (S12). A bateria é conectada a um dispositivo de carga para esse fim. O dispositivo de carga carrega a bateria de acordo com o modelo de carga, determinado de antemão durante o monitoramento da corrente de carga e da tensão de carga, durante a carga. Em outras palavras, o dispositivo de carga carrega a célula da bateria até que a tensão específica, estabelecida com base na curva de capacidade diferencial.

[0077] Após o primeiro processo de carga, o segundo processo decarga é conduzido (S13). Em outras palavras, a célula da bateria é carregada a carga total da tensão específica a uma alta capacidade de corrente. Qualquer um dos modelos de carga, descritos com relação às primeira à quinta concretizações, pode ser empregado para o primeiro processo de carga e o segundo processo de carga. Então, um processo de envelhecimento, um processo de autodescarga, um processo de inspeção de transporte e semelhantes são conduzidos para a bateria. A bateria de íon de lítio pode ser assim produzida.

[0078] Um processo para estabelecer a tensão específica noprocesso de carga inicial, de acordo com as concretizações da invenção, vai ser descrito com referência à Figura 19. Primeiramente, uma bateria, que tem a mesma configuração que a bateria a ser produzida, é produzida como a amostra para avaliação (S21). Nesse caso, é preferível que a amostra seja produzida por meio do mesmo processo de produção que aquele para a bateria produzida em S11, ilustrado na Figura 18. Em outras palavras, uma amostra tendo o mesmo material que aquele para uma bateria para produção em massa é produzida.

[0079] Então, a curva de capacidade diferencial da amostra émedida (S22). A amostra é conectada ao dispositivo de carga e é submetida à carga CC. Então, a curva de capacidade diferencial, ilustrada nas Figuras 1 e 10, é obtida pela corrente de carga e a tensão de carga, durante a carga sendo monitorada. Como previsto, várias amostras podem ser produzidas e carregadas a diferentes capacidades de corrente. Dessa maneira, a capacidade diferencial pode ser medida para cada capacidade de corrente. Além disso, a curva de capacidade diferencial é medida para cada configuração material da bateria submetida à carga inicial. Isso é porque a tensão específica, adequada para configuração de filme, é diferente para cada material de bateria.

[0080] Então, a tensão específica é estabelecida da curva decapacidade diferencial (S23). A tensão específica define uma faixa de tensão, na qual o filme é formado pela carga inicial. Nesse caso, a tensão específica pode ser ajustada com base na tensão de topo de pico, como ilustrado nas primeira à quarta concretizações. Alternativamente, a tensão específica pode ser estabelecida com base na tensão de extremidade de pico, como ilustrado na quinta concretização. As várias amostras podem ser usadas na mesma capacidade de corrente na obtenção da curva de capacidade diferencial, e um valor médio dos picos pode ser obtido. Além disso, a tensão de topo de pico ou a tensão de extremidade de pico pode ser extraída por um usuário ou extraída automaticamente por um computador.

[0081] No caso das várias tensões de pico, como ilustrado nasprimeira e terceira concretizações, todas podem ser a tensão específica. Alternativamente, apenas uma tensão de pico pode ser a tensão específica, como ilustrado nas segunda e quarta concretizações. Nesse caso, a tensão específica pode ser estabelecida com base na tensão de extremidade de pico, bem como na tensão de topo de pico. Alternativamente, qualquer tensão, variando da tensão de topo de pico para a tensão de extremidade de pico, pode ser a tensão específica.

[0082] A curva de capacidade diferencial pode ser medida a váriascapacidades de corrente. Nesse caso, o pico pode ser extraído com segurança, mesmo no caso de uma curva de capacidade diferencial, na qual o pico é diminuído de uma determinada capacidade de corrente, para que seja enterrado na capacidade diferencial circundante. Então, após o estabelecimento da tensão específica, a bateria do mesmo material é submetida à carga inicial, de acordo com o fluxo ilustrado na Figura 18. Dessa maneira, o filme pode ser formado adequadamente, mesmo no caso de carga a uma alta velocidade. Por conseguinte, uma bateria de alto desempenho pode ser produzida com um alto nível de produtividade.

[0083] A invenção não é limitada às concretizações descritas acimae pode ser modificada, se adequado.

Claims

1. Método de carga inicial para uma bateria de íon de lítio, caracterizado pelo fato de que compreende:preparar uma célula tendo um eletrodo positivo, um eletrodo negativo e um eletrólito;carregar a célula por uso de tensões que são definidas com base em uma curva de capacidade diferencial que mostra uma quantidade de uma mudança em uma capacidade da célula por unidade de tensão;em que um dentre a pluralidade de tensões é definida para uma tensão final de pico que corresponde a um mínimo local da curva de capacidade diferencial.

2. Método de carga inicial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga da célula compreende:realizar uma carga de tensão e corrente constantes (CCCV) na célula por meio do uso de uma tensão mais alta dentre a pluralidade de tensões que formam a curva de capacidade diferencial que mostra a quantidade da mudança na capacidade da célula por tensão unitária.

3. Método de carga inicial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga da célula compreende:definir a pluralidade de tensões com base na curva de capacidade diferencial; erealizar uma carga CCCV aplicando-se a pluralidade de tensões em ordem, de uma tensão baixa para uma tensão alta.

4. Método de carga inicial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:um primeiro processo de carga de condução de carga de corrente constante (CC) na célula até a tensão que é definida para a tensão final de pico; e um segundo processo de carga de carregar a célula até tensão de carga total, a uma capacidade de corrente maior do que uma capacidade de corrente da carga CC no primeiro processo de carga, após o primeiro processo de carga.

5. Método de carga inicial para uma bateria de íon de lítio, caracterizado pelo fato de que compreende:preparar uma célula que tem um eletrodo positivo, um eletrodo negativo e um eletrólito; ecarregar a célula usando uma pluralidade de tensões que são definidas com base em uma curva de capacidade diferencial que mostra uma quantidade de uma mudança em uma capacidade da célula por tensão unitária,em que uma dentre a pluralidade de tensões é definida para uma tensão superior de pico que corresponde a um máximo local da curva de capacidade diferencial..