CN101542783A - 非水电解质二次电池及其制造方法 - Google Patents

非水电解质二次电池及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101542783A
CN101542783A CNA2008800005737A CN200880000573A CN101542783A CN 101542783 A CN101542783 A CN 101542783A CN A2008800005737 A CNA2008800005737 A CN A2008800005737A CN 200880000573 A CN200880000573 A CN 200880000573A CN 101542783 A CN101542783 A CN 101542783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
metal impurities
battery
slurry
ionization
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.)
Granted
Application number
CNA2008800005737A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101542783B (zh
Inventor
武野光弘
佐野秀树
井口彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101542783A publication Critical patent/CN101542783A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101542783B publication Critical patent/CN101542783B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种非水电解质二次电池的制造方法,其包括以下工序:(a)调配电极合剂浆料的工序;(b)使所述电极合剂浆料中存在的金属杂质氧化从而离子化的离子化工序;以及(c)使用所述离子化工序后的电极合剂浆料以制造电极的工序。在本发明中,在电极合剂以浆料的状态存在的阶段,使所述电极合剂中含有的金属杂质离子化,并尽可能减少杂质的量。因此,根据本发明,可以提供一种高可靠性的非水电解质二次电池,同时可以尽可能地抑制由金属杂质引起的生产合格率的降低。

Description

非水电解质二次电池及其制造方法
技术领域
本发明主要涉及一种非水电解质二次电池的制造方法,具体地说,涉及其制造工序中所使用的电极合剂的优选处理。
背景技术
非水电解质二次电池例如可以包括含有正极活性物质的正极、含有负极活性物质的负极、配置在正极和负极之间的隔膜、以及非水电解质。作为正极活性物质,例如可以使用钴酸锂之类的含锂复合氧化物。作为负极活性物质,例如可以使用石墨材料。所述隔膜具有使正极和负极绝缘、并保持非水电解质的作用。作为隔膜,例如可以使用由聚乙烯树脂构成的微多孔性片材。
在这样的非水电解质二次电池的制造工序中,由于生产设备所使用的机械设备中含有的金属部件彼此之间的摩擦,例如有可能在正极中混入金属状态的杂质。当在正极中混入这种不希望的杂质时,由于正极的电位较高,所以上述杂质(金属)在正极发生离子化而溶解于非水电解质中。离子化的金属通过对电池进行充放电而在负极上析出。在负极上析出的金属当其量达到预定量以上时,则成长为枝晶状。成长为枝晶状的金属杂质刺穿隔膜而达到正极,从而使正极和负极短路。当发生这样的短路时,则电池电压和电池容量下降。
因此,优选尽可能减少电池材料中含有的杂质量和/或制造工序混入到电池中的杂质量。
然而,由于上述的金属部件彼此之间的摩擦,杂质的产生不能容易地受到抑制。于是,在现有技术中提出了检测杂质的方法。
例如,在专利文献1中提出了使用磁体检测正极浆料所含有的杂质的方法。在专利文献2中提出了如下的方法:使用根据磁致阻抗效应而检测磁场扰动的装置,以检测薄层状锂二次电池用电极材料中产生磁场扰动的杂质的有无。
在专利文献1所公开的技术中,将正极材料制成浆料状,抽取其中的一部分,使用磁体检测其中含有的金属杂质。也就是说,在专利文献1中,并不对调配的整个电极材浆料料进行检查。再者,在专利文献1所公开的方法中,难以检测不锈钢合金等磁化率较低的金属种类。
专利文献2所公开的技术是测定由电极所含有的杂质引起的磁致阻抗的扰动。不过,电极材料包含具有预定分布的粒子。也就是说,电极材料所含有的粒子的粒径并不是恒定的。另外,在活性物质为反磁性体的情况下,阻抗达到极小值。在此情况下,电极的磁致阻抗测定受到地磁的变动的影响。再者,将检测到测量装置附近存在的磁性体、以及由电源产生的磁场的扰动。因此,在专利文献2所公开的技术中,容易产生测量误差。
专利文献1:特开2002-358952号公报
专利文献2:特开2005-183142号公报
发明内容
于是,本发明的目的在于:提供一种不论杂质是否是非磁性、而且不论测定杂质存在时有无误差,都使杂质对电池特性的影响得以降低的非水电解质二次电池,进而尽可能地抑制由杂质引起的生产合格率的降低。
本发明涉及一种非水电解质二次电池的制造方法,其包括以下工序:(a)调配电极合剂浆料的工序;(b)使所述电极合剂浆料中存在的金属杂质氧化从而离子化的离子化工序;以及(c)使用所述离子化工序后的电极合剂浆料以制造电极的工序。
在本发明优选的实施方式中,所述离子化工序包括采用氧化剂,使所述金属杂质产生化学氧化,从而进行离子化的工序。所述氧化剂优选含有选自氧气、臭氧气体、无机过氧化物以及有机过氧化物之中的至少1种。
在本发明的其它优选的实施方式中,所述离子化工序包括通过向所述电极合剂浆料通电,使所述金属杂质产生电化学氧化,从而进行离子化的工序。
另外,本发明还涉及一种采用所述制造方法制作的非水电解质二次电池。
根据本发明,可以在制作电池之前,使非水电解质二次电池用电极合剂浆料中含有的金属杂质扩散至不会影响电池特性的水平。因此,根据本发明,可以提供一种高可靠性的非水电解质二次电池。再者,如上所述,由于将金属杂质离子化,所以能够尽可能地抑制由金属杂质引起的生产合格率的降低。
附图说明
图1是表示本发明实施例中所添加的铁粉的量和电池合格率之间的关系的曲线图。
图2是表示比较例中所添加的铁粉的量和电池合格率之间的关系的曲线图。
具体实施方式
如上所述,如果金属杂质以金属种类的形式存在于电极上,则电位变得较正时发生氧化而溶解,并且借助于电泳而向负极移动。此时,特别是在锂离子电池中,电池电压高达4V左右,所以金属杂质容易被氧化而得以离子化。上述离子化的金属杂质在向电解质中扩散之前,以枝晶的形式集中地在负极上析出和生长。生长的枝晶刺破隔膜而达到正极,由此产生自放电。因此,电池电压和电池容量得以降低。
于是,本发明提出了在使用电极合剂浆料制作电极之前,使电极合剂浆料中所含的金属杂质离子化的方案。也就是说,在本发明中,在电极合剂处于浆料状的阶段,将非水电解质二次电池的电极特别是正极中含有的金属杂质从氧化数为零的金属状态转化为氧化数为1以上的离子。
具体地说,本发明的非水电解质二次电池的制造方法包括以下工序:
(a)调配电极合剂浆料的工序;
(b)使所述电极合剂浆料中存在的金属杂质氧化从而离子化的离子化工序;以及
(c)使用所述离子化工序后的电极合剂浆料以制造电极的工序。
在工序(a)中,调配电极合剂浆料。电极合剂浆料例如可以含有活性物质、粘结剂以及分散介质。进而根据需要,电极合剂浆料也可以含有导电剂。
具体地说,正极合剂浆料例如可以含有正极活性物质、粘结剂、导电剂以及分散介质。负极合剂浆料例如可以含有负极活性物质、粘结剂、导电剂以及分散介质。此外,在负极活性物质由碳素材料构成的情况下,负极合剂浆料既可以含有导电剂,也可以不含导电剂。
正极活性物质、以及正极中所含的粘结剂和导电剂可以从非水电解质二次电池以前所采用的材料之中加以适当的选择。这对于负极活性物质、以及负极中所含的粘结剂和导电剂也是同样的。
作为调配浆料时所使用的分散介质,并没有特别的限定。例如可以使用水、N-甲基-2-吡咯烷酮等。
上述电极合剂浆料可以使用本领域公知的方法进行调配。
在工序(b)中,使电极合剂浆料中含有的金属杂质氧化从而离子化。通过使电极合剂浆料特别是正极合剂浆料中含有的金属杂质离子化,来源于金属杂质的离子便在上述浆料中溶解。上述来源于金属杂质的离子就在其浓度梯度的作用下向浆料内扩散。当上述来源于金属杂质的离子发生扩散时,浆料中的上述离子的浓度变得很低。也就是说,在含有金属杂质粒子的情况下,浆料中的金属杂质浓度局部升高。在本发明中,通过使上述金属杂质离子化并发生扩散,可以使浆料中的来源于金属杂质的离子浓度大致均匀并且非常低。因此,即使对包括使用这样的合剂浆料而制作的电极的电池反复进行充放电,也可以抑制由金属杂质构成的枝晶在负极局部地生成。因此,根据本发明,可以提供一种高可靠性的非水电解质二次电池,同时可以抑制由金属杂质引起的生产合格率的降低。
再者,在本发明中,通过氧化而使金属杂质离子化。金属杂质的氧化反应与磁性无关。因此,测量杂质的存在时的误差和非磁性的杂质的存在等在专利文献1或2所提出的技术中成为问题,而对本发明并不产生影响。
上述离子化工序(b)可以包括采用氧化剂,使所述金属杂质产生化学氧化,从而进行离子化的工序。或者,上述离子化工序(b)也可以包括通过向所述电极合剂浆料通电,使所述金属杂质产生电化学氧化,从而进行离子化的工序。
首先,就上述离子化工序包括采用氧化剂,使金属杂质产生化学氧化,从而进行离子化的工序(b-1)的情况进行说明。
在上述工序(b-1)中,作为氧化剂,优选使用选自氧气、臭氧气体、无机过氧化物以及有机过氧化物之中的至少1种。
在将氧气用作氧化剂的情况下,通过使氧气在电极合剂浆料中鼓泡,便可以有效地使金属杂质离子化。
由于空气含有约20%的氧气,剩余部分主要为不活泼的氮气,因而也可以使用空气作为氧化剂。也可以使用在空气中进一步混合有氧气的混合气体。
此外,在使用含有氧气的混合气体的情况下,氧气的浓度优选为10体积%以上。
由于具有比氧气更高的氧化能力,因而也可以将臭氧气体用作氧化剂。另外,也可以将氧气和臭氧气体的混合气体用作氧化剂。此外,臭氧可以使用本领域公知的方法和装置,由氧气来进行制造。
来源于金属杂质的离子的扩散可以通过搅拌浆料来高效地进行。因此,在使用氧气、臭氧气体、空气等气态氧化剂的情况下,优选一边使氧化剂气体在合剂浆料中鼓泡,一边对合剂浆料进行搅拌。
作为有机过氧化物,并没有特别的限制,但可以使用叔丁基过氧化氢、叔己基过氧化物、异丙苯过氧化氢等叔碳氢化过氧化物类、过乙酸、过甲酸、以及过氧化酮等。在将有机过氧化物用作氧化剂的情况下,有机过氧化物在合剂浆料中的添加量可以是0.1重量%~1重量%左右。
此外,有机过氧化物的添加量因为如上述那样为少量,所以即使在单独使用有机过氧化物的情况下,也可以安全地使用。
在上述有机过氧化物中,优选使用低分子量的过氧化物例如过乙酸、叔丁基过氧化氢等。这是因为这样的氧化剂在浆料的干燥工序中,由于分解产物容易挥发,因而分解后不会残留在电极上。
作为无机过氧化物,可以使用过碳酸钠、过氧化氢、高氯酸钠等。在将无机过氧化物用作氧化剂的情况下,无机过氧化物在合剂浆料中的添加量可以是0.1重量%~1重量%左右。
在它们之中,特别优选的是过氧化氢。这是因为过氧化氢分解为氧和水,所以在环境方面是优选的,而且比较廉价。
或者,例如使用过氧化氢和乙酸,也可以在浆料中产生作为氧化剂的过乙酸。
此外,上述氧化剂并不是能够对活性物质产生影响那样的强氧化剂。因此,浆料中所含的活性物质几乎不会受到上述氧化剂的影响。
其次,就上述离子化工序包括通过向所述电极合剂浆料通电,使所述金属杂质产生电化学氧化,从而进行离子化的工序(b-2)的情况进行说明。
上述工序(b-2)应用所谓的电解氧化,使金属杂质离子化。
工序(b-2)例如可以如以下那样进行。
将阳极和阴极两个电极插入电极合剂浆料中,在这两个电极之间施加预定的电压而进行通电。此时,优选施加比浆料中含有的分散介质发生分解的电压(电位)稍低的电压(电位)。这是因为如果浆料中含有的分散介质发生了分解,则浆料的固体成分比率有可能发生变化。
具体地说,在以水为分散介质而调配浆料的情况下,施加的电压优选为1.5V以下。在将N-甲基吡咯烷酮(N-甲基-2-吡咯烷酮)等有机溶剂用作分散介质的情况下,施加的电压优选为3.0V以下。此外,如上所述,为金属杂质的离子化而施加的电压大大低于电池电压。因此,活性物质几乎不会受到上述工序(b-2)的影响。
工序(b-2)的目的在于:使金属杂质与投入到合剂浆料中的阳极接触,以致在上述阳极和金属杂质之间进行电子的授受,从而使金属杂质离子化。然而,为了使金属杂质离子化,未必需要使金属杂质与阳极接触。这是因为:例如在电极合剂浆料含有导电剂的情况下,则在浆料内形成由导电剂产生的导电网络;阳极附近存在的金属杂质通过该导电网络而接受电子,从而实现离子化。
在工序(b-2)中,也优选一边通电,一边对合剂浆料进行搅拌。由此,可以使在通电所使用的电极的附近生成的来源于金属杂质的离子的扩散得以高效地进行。
下面就为进行通电而投入到浆料中的电极进行说明。
阴极优选的是由在浆料中稳定的材料构成。作为这样的材料,可以没有特别限定地使用良导体。例如,作为这样的材料,可以使用金属、碳素材料等。再者,也可以将用于收纳浆料的金属容器或金属配管等用作阴极。
作为阳极,必须使用耐氧化性高的电极。作为这样的电极,优选的是由铂金构成的电极、以及由金构成的电极。或者,也可以使用将铂金等烧结于钛金属表面而得到的不溶性电极等。此外,这样的电极是廉价的。
本发明的制造方法在电极合剂浆料含有0.1ppm以上的金属杂质的情况下是特别有效的。一般地说,电极合剂浆料中所含的金属杂质的量在1ppm以下。因此,通过使上述金属杂质离子化并发生扩散,可以如上所述地使浆料中的来源于金属杂质的离子浓度大致均匀并且明显降低。因此,如果进行上述的离子化工序,则在本发明中,不必进行金属杂质的分离等费事的工序。
在上述工序(c)中,使用离子化工序后的浆料以制造电极。例如在正极的情况下,使用离子化工序后的正极合剂浆料以制造多片正极板。
作为电极的制造方法,可以使用本领域公知的方法。例如在集电体的两面涂布离子化工序后的浆料,使其干燥并进行压延,便可以得到电极。
在本发明的制造方法中,对电极合剂浆料中含有的金属杂质粒子进行离子化。因此,一般认为在电极合剂浆料中,金属杂质并不以例如用X射线微观分析器或电子显微镜可以检测出的粒子的形式存在。也就是说,一般认为在采用上述制造方法制作的电极中,金属杂质并不以通过分析仪器可以检测出的粒子的形式存在。
在本发明中,非水电解质二次电池例如通过如下的工序而得到:制作正极和负极的工序(i),使用正极和负极制作电极组的工序(ii),使用上述电极组制作非水电解质二次电池的工序(iii)。
在上述工序(i)中,正极和负极两者也可以采用上述所说明的工序(a)~(c)来进行制作。或者,正极和负极之一也可以采用上述所说明的工序(a)~(c)来进行制作。
在上述工序(ii)中制作的电极组即可以是卷绕型,也可以是层叠型。卷绕型的电极组例如通过卷绕由正极、负极以及配置在正极和负极之间的隔膜构成的层叠体而得到。层叠型的电极组通过以上述隔膜配置在正极和负极之间的方式层叠正极、负极和隔膜而得到。
在上述工序(iii)中,例如将工序(ii)得到的电极组收纳在电池壳体中,并向上述电池壳体中添加非水电解质,接着采用封口板对电池壳体的开口部进行封口,由此便可以制作出非水电解质二次电池。
所制作的非水电解质二次电池的形状并没有特别的限制,例如既可以是圆筒形,也可以是方形,还可以是硬币形等。
作为隔膜,可以使用由本领域公知的材料构成的多孔片材。
非水电解质例如可以含有非水溶剂、和溶解于非水溶剂中的溶质。作为非水溶剂和溶质,可以使用本领域公知的材料。
实施例
下面使用实施例进一步进行详细的说明。
《实施例1》
(正极的制作)
将1000g钴酸锂(日本化学工业(株)生产的Cellseed C)、3g羧甲基纤维素(Daicel化学工业(株)生产)、4g乙炔黑(电化学工业(株)生产的DENKA BLACK)以及2000ml蒸馏水进行混合,便得到正极合剂浆料。在该浆料中添加1mg铁粉(关东化学(株)生产)作为杂质。该浆料中的金属杂质的量为0.3ppm。
接着将含有杂质的正极合剂浆料转移到3dm3的不锈钢制容器中。将经由调压阀连接在收纳有99.999%氧气的氧气瓶(Japan AirGases株式会社生产、7m3)上的直径为6mm的气管插入正极合剂浆料中。一边搅拌上述浆料,一边用氧气鼓泡5小时。氧气的流量设定为2L/min。
将鼓泡处理后的浆料涂布在20μm的铝箔的两面,并进行干燥和压延。将得到的正极板裁切成预定的尺寸,便得到正极。将铝制的正极引线的一端安装在上述正极上。
这样,使用上述正极合剂浆料,便制作出100个正极。
(负极的制作)
将1000g石墨材料(美国Timcal公司生产的KS-4)、3g聚偏氟乙烯、以及2000ml N-甲基吡咯烷酮(三菱化学(株)生产)进行混合,便得到负极合剂浆料。将得到的浆料涂布在20μm的铜箔的两面,并进行干燥和压延。将得到的负极板裁切成预定的尺寸,便得到负极。将镍制的引线的一端安装在上述负极上。
这样,使用上述负极合剂浆料,便制作出100个负极。
(电池的组装)
使用得到的正极和负极,制作100个圆筒形的锂二次电池。
具体地说,介入厚度为27μm的聚乙烯制隔膜(东燃化学(株)生产的E27)而进行卷绕,便得到电极组。在得到的电极组的上下配置绝缘板,将该电极组收纳在直径为18mm、高为650mm的铁制电池壳体中。正极引线的另一端与封口板连接,负极引线的另一端与电池壳体的内底面连接。
往收纳着上述电极组的电池壳体中注入预定量的非水电解质(三菱化学(株)生产),使非水电解质浸渍在电极组中。接着使用封口板,对电池壳体的开口部进行封口。这样一来,便制作出设计容量为2000mAh的锂二次电池。
上述非水电解质包含以1∶1(体积比)含有碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的混合溶剂、以及在该混合溶剂中以1.0mol/L的浓度溶解的六氟化磷酸锂。
(评价)
将制作的各电池在400mA的电流下充电至4.2V。此后,将充电后的电池在60℃下保存24小时,接着测定保存后的电池电压。在电池的开路电压低于4.1V的情况下,设定为电池不良,在开路电压为4.1V以上的情况下,设定为电池合格。本实施例制作的电池的合格率如表1所示。
《实施例2~6》
将作为杂质添加的铁粉的量分别设定为2mg(实施例2)、4mg(实施例3)、6mg(实施例4)、8mg(实施例5)和10mg(实施例6),除此以外,与实施例1同样地制作出电池2~6。电池2~6分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
此外,实施例2的浆料中的金属杂质的量为0.7ppm,实施例3的浆料中的金属杂质的量为1.3ppm,实施例4的浆料中的金属杂质的量为2.0ppm,实施例5的浆料中的金属杂质的量为2.7ppm,实施例6的浆料中的金属杂质的量为3.3ppm。
《实施例7~12》
使用空气作为在正极合剂浆料中鼓泡的气体,除此以外,与实施例1同样地制作出电池7~12。电池7~12分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
《实施例13~18》
使用氧气和臭氧的混合气体作为在正极合剂浆料中鼓泡的气体,除此以外,与实施例1同样地制作出电池13~18。电池13~18分别各制作100个。上述混合气体采用使实施例1所使用的氧气通过Silver精工株式会社的臭氧发生装置(Silver精工(株)生产的SP-01A)的方法而制得。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
《实施例19~24》
将作为杂质添加的铁粉设定为1mg,与实施例1同样地调配正极合剂浆料。将得到的浆料转移到3dm3的不锈钢制容器中,一边搅拌,一边在上述浆料中添加10ml 35%过氧化氢水溶液(和光纯药工业(株)生产),进而搅拌5小时。除上述以外,与实施例1同样地制作出电池19。
将所添加的铁粉的量分别设定为2mg、4mg、6mg、8mg和10mg,除此以外,与电池19同样地得到电池20~24。电池19~24分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
《实施例25~30》
将作为杂质添加的铁设定为1mg,与实施例1同样地调配正极合剂浆料。将得到的浆料转移到3dm3的不锈钢制容器中,一边搅拌,一边在上述浆料中添加20ml 10%叔丁基过氧化氢水溶液,进而搅拌5小时。除上述以外,与实施例1同样地制作出电池25。
将所添加的铁粉的量分别设定为2mg、4mg、6mg、8mg和10mg,除此以外,与实施例1同样地得到电池26~30。电池25~30分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
《实施例31~36》
将作为杂质添加的铁粉的量设定为1mg,与实施例1同样地调配正极合剂浆料。将得到的浆料转移到3dm3的不锈钢制容器中,并在上述浆料中插入阳极和阴极。一边搅拌上述浆料,一边在两电极间施加5小时的1.0V的电压。除上述以外,与实施例1同样地制作出电池31。此外,将所添加的铁粉的量分别设定为2mg、4mg、6mg、8mg和10mg,除此以外,与实施例1同样地得到电池32~36。电池31~36分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表1所示。
《比较例1~6》
将实施例1所调配的正极合剂浆料中添加的铁的量分别设定为1mg(比较例1)、2mg(比较例2)、4mg(比较例3)、6mg(比较例4)、8mg(比较例5)和10mg(比较例6),并且以氮气代替氧气进行鼓泡,除此以外,与实施例1同样地得到比较电池1~6。比较电池1~6分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表2所示。
《比较例7~12》
除了在阳极和阴极之间不施加电压以外,与实施例32~37同样地得到比较电池7~12。电池7~12分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表2所示。
《比较例13~18》
除了不将调配的正极合剂浆料供给至杂质的离子化工序以外,与实施例1~6同样地得到比较电池13~18。比较电池13~18分别各制作100个。
使用这些电池,与实施例1同样地求出合格率。结果如表2所示。
图1是表示实施例1~36中铁粉的量与电池合格率之间的关系的曲线图。在图1中,实施例1~6用涂黑的四角表示,实施例7~12用涂黑的圆圈表示,实施例13~18用涂黑的三角表示,实施例19~24用“×”表示,实施例25~30用涂黑的菱形表示,实施例31~36用十字表示。
图2是表示比较例1~18中铁粉的量与电池合格率之间的关系的曲线图。在图2中,比较例1~6用空心的圆圈表示,比较例7~12用空心的四角表示,比较例13~18用空心的三角表示。
表1
  添加的铁粉的量(mg)   合格率(%)   添加的铁粉的量(mg)   合格率(%)
  实施例1   1   100   实施例19   1   100
  实施例2   2   99   实施例20   2   100
  实施例3   4   97   实施例21   4   97
  实施例4   6   98   实施例22   6   95
  实施例5   8   98   实施例23   8   96
  实施例6   10   96   实施例24   10   97
  实施例7   1   99   实施例25   1   100
  实施例8   2   100   实施例26   2   99
  实施例9   4   98   实施例27   4   100
  实施例10   6   96   实施例28   6   99
  实施例11   8   99   实施例29   8   98
  实施例12   10   96   实施例30   10   96
  实施例13   1   100   实施例31   1   100
  实施例14   2   100   实施例32   2   100
  实施例15   4   100   实施例33   4   100
  实施例16   6   97   实施例34   6   99
  实施例17   8   99   实施例35   8   98
  实施例18   10   98   实施例36   10   98
表2
  添加的铁粉的量(mg)   合格率(%)
  比较例1   1   100
  比较例2   2   100
  比较例3   4   93
  比较例4   6   87
  比较例5   8   53
  比较例6   10   35
  比较例7   1   100
  比较例8   2   100
  比较例9   4   90
  比较例10   6   80
  比较例11   8   40
  比较例12   10   26
  比较例13   1   99
  比较例14   2   100
  比较例15   4   89
  比较例16   6   75
  比较例17   8   60
  比较例18   10   38
从表1和表2以及图1和图2的结果可知:在实施例1~37的电池中,即使增加作为杂质而添加的铁粉的量,也不大可以看出电池电压的降低。也就是说,可知正如实施例1~37那样,通过使正极合剂浆料中含有的金属杂质离子化,可以抑制电池电压的降低。正极合剂浆料中添加的铁粉在氧化剂产生的氧化或电化学氧化的作用下,被氧化成铁离子。该铁离子由于在浆料内均匀地扩散,因而一般认为不会产生金属杂质的局部溶解和析出,从而电池电压的下降受到抑制。
另一方面,在比较例1~18的电池中,在增加作为杂质而添加的铁粉的量的情况下,电池电压得以降低。一般认为产生这样的电池电压降低的原因在于:在对正极含有铁粉的电池进行充放电时,上述铁粉要么从正极发生电化学溶解,要么在负极上析出,如此反复循环,以致正极和负极在来源于铁的枝晶的作用下发生短路,从而产生自放电。
根据本发明,能够以高的合格率制作出可靠性高的非水电解质二次电池。

Claims (5)

1.一种非水电解质二次电池的制造方法,其包括以下工序:
(a)调配电极合剂浆料的工序;
(b)使所述电极合剂浆料中存在的金属杂质氧化从而离子化的离子化工序;以及
(c)使用所述离子化工序后的电极合剂浆料以制造电极的工序。
2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池的制造方法,其中,所述离子化工序包括采用氧化剂,使所述金属杂质产生化学氧化,从而进行离子化的工序。
3.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池的制造方法,其中,所述氧化剂含有选自氧气、臭氧气体、无机过氧化物以及有机过氧化物之中的至少1种。
4.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池的制造方法,其中,所述离子化工序包括通过向所述电极合剂浆料通电,使所述金属杂质产生电化学氧化,从而进行离子化的工序。
5.一种非水电解质二次电池,其是采用权利要求1所述的制造方法而制造的。
CN2008800005737A 2007-01-24 2008-01-23 非水电解质二次电池及其制造方法 Expired - Fee Related CN101542783B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007013323A JP2008181726A (ja) 2007-01-24 2007-01-24 非水電解質二次電池およびその製造方法
JP013323/2007 2007-01-24
PCT/JP2008/050876 WO2008090915A1 (ja) 2007-01-24 2008-01-23 非水電解質二次電池およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101542783A true CN101542783A (zh) 2009-09-23
CN101542783B CN101542783B (zh) 2011-07-06

Family

ID=39644489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800005737A Expired - Fee Related CN101542783B (zh) 2007-01-24 2008-01-23 非水电解质二次电池及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8470056B2 (zh)
JP (1) JP2008181726A (zh)
CN (1) CN101542783B (zh)
WO (1) WO2008090915A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108134126A (zh) * 2017-11-29 2018-06-08 清华大学 电池内短路的触发方法
CN112216829A (zh) * 2020-10-13 2021-01-12 湖北亿纬动力有限公司 一种复合正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN115136341A (zh) * 2020-02-21 2022-09-30 松下知识产权经营株式会社 杂质处理装置及杂质处理方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5158453B2 (ja) * 2009-07-06 2013-03-06 トヨタ自動車株式会社 電池用電極の製造方法
EP4109578A4 (en) * 2020-02-21 2023-08-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING CONTAMINATION

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5927454A (ja) * 1982-08-05 1984-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電解質電池の製造法
JPS61284061A (ja) * 1985-06-07 1986-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電解液電池
JPS61288374A (ja) * 1985-06-14 1986-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電解液電池
CN1149696C (zh) * 1995-10-17 2004-05-12 三洋电机株式会社 使用海绵状金属基体的碱性蓄电池
TW496008B (en) * 1999-06-21 2002-07-21 Toshiba Corp Active material for anode of secondary cell and method for production thereof and non-aqueous electrolyte secondary cell, and recycled electrical functional material and regenerative method of electrical functional material
JP2002358952A (ja) 2001-05-30 2002-12-13 Sony Corp 非水電解質電池及びその製造方法、並びに正極の評価方法
EP1313158A3 (en) * 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof
JP2003346795A (ja) * 2002-03-19 2003-12-05 Tanaka Chemical Corp 電解酸化によるオキシ水酸化ニッケルの製造方法
CN1182607C (zh) * 2003-01-29 2004-12-29 西安交通大学 锂离子电池正极材料的制备方法
JP4701608B2 (ja) 2003-12-18 2011-06-15 三菱化学株式会社 リチウム二次電池用電極材料の異物の検出方法
JP4819342B2 (ja) * 2004-11-08 2011-11-24 エレクセル株式会社 リチウム電池用正極及びこれを用いたリチウム電池
JP4617886B2 (ja) * 2005-01-11 2011-01-26 パナソニック株式会社 非水二次電池およびその正極ペーストの製造方法
JP2006221832A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水系二次電池用正極ペーストの製造方法
JP5137301B2 (ja) * 2005-09-08 2013-02-06 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108134126A (zh) * 2017-11-29 2018-06-08 清华大学 电池内短路的触发方法
CN115136341A (zh) * 2020-02-21 2022-09-30 松下知识产权经营株式会社 杂质处理装置及杂质处理方法
CN112216829A (zh) * 2020-10-13 2021-01-12 湖北亿纬动力有限公司 一种复合正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN112216829B (zh) * 2020-10-13 2022-05-13 湖北亿纬动力有限公司 一种复合正极材料及其制备方法和锂离子电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20090288289A1 (en) 2009-11-26
JP2008181726A (ja) 2008-08-07
CN101542783B (zh) 2011-07-06
US8470056B2 (en) 2013-06-25
WO2008090915A1 (ja) 2008-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5399892B2 (ja) リチウム充電式電気化学電池
CN101861676B (zh) 空气二次电池及其制造方法
CN101542783B (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
EP1435675A1 (en) Accumulator
US9608301B2 (en) Electrochemical energy store
US10741865B2 (en) Flow battery having electrode immersed in liquid with dissolved lithium
JP6859317B2 (ja) 半固体フローLi/O2電池
WO1989010636A1 (en) Electrolyte additive for lithium-sulfur dioxide electrochemical cell
VanGelder et al. Surface functionalization of polyoxovanadium clusters: generation of highly soluble charge carriers for nonaqueous energy storage
US3806368A (en) Zinc bromide battery
CN113964289A (zh) 一种表面有机磷酸刻蚀复合亲锌性钝化膜改性锌金属负极及其制备方法与应用
US20180342776A1 (en) Sodium-air battery comprising high-concentration electrolyte
EP2883262B1 (en) Metal/oxygen battery with modified electrode
WO2017087907A1 (en) Transition metal depositi0n and oxidation on symmetric metal oxide electrodes for storage application
JP5994982B2 (ja) 電解質としてイオン性液体、空気極としてカーボンを分散したイオン性ゲルを用いたリチウム−空気二次電池
EP1843426A1 (en) Lithium rechargeable electrochemical cell
US3330701A (en) Peroxides as cathode depolarizers
US20190097291A1 (en) Lithium air battery that includes nonaqueous lithium ion conductor
CN107482284B (zh) 一种锂氧气电池
CN1104747C (zh) 用于胶卷式电极的隔板
US20150017567A1 (en) Electrochemical energy storage device or energy conversion device comprising a galvanic cell having electrochemical half-cells containing a suspension or fullerene and ionic liquid
US4888256A (en) Separator
CN112952188A (zh) 一种双相电解质锂电池
AU2021238135B2 (en) Metal-air battery system
US11901593B2 (en) Air battery and method for using the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110706

Termination date: 20130123

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee