CN104412415A - 制造扁平型非水二次电池的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种电池(1)的制造处理(SI)，电池(1)被配备壳体(10)和电极体(20)，电极体(20)具有正电极(21)、负电极(22)和隔离物(23、24)。电极体(20)具有上R部(20a)，并且各个隔离物(23、24)具有剩余部(23a、24a)。壳体(10)具有容纳部(11)和盖部(12)，容纳部(11)在其上面中具有开口并且容纳电极体，以及盖部(12)封闭容纳部(11)的上面中的开口。该制造处理(SI)包括处理(S20)和处理(S30)，在处理(S20)中，在电池(1)被限制以使电极体(20)通过容纳部(11)被施压的同时，对电池(1)进行充电，其中多个隔离物(23、34)的剩余部(23a、24a)不位于电极体(20)的上R部(20a)处，以及在处理(S30)中，已受到初始充电处理(S20)的电池(1)被保持在预定的高温。
Description
技术领域
本发明涉及制造非水电解质二次电池的方法。
背景技术
传统上，有一种众所周知的非水电解质二次电池，该电池被配备扁平型电极体和壳体，所述扁平型电极体通过以下方式制造：经由隔离物层叠一对形成为片状的电极(正电极和负电极)并缠绕这些电极和隔离物，所述壳体基本呈长方体形状并且容纳电极体以及电解液。
一般而言，上述非水电解质二次电池受到初始充电处理、高温老化处理等以变为最终产品，在初始充电处理中，在电池被限制的同时，对该电池执行初始充电，在高温老化处理中，已受到初始充电处理的电池在被限制的同时，在预定时段内保持在高温(例如，等于或高于60℃的温度)(请参阅公开号为2000-340262的日本专利申请(JP 2000-340262A))。但是，在非水电解质二次电池的电极体具有特定结构的情况下，当非水电解质二次电池受到高温老化处理时，电极体在其特定位置处很可能出现短路。
在受到高温老化处理的情况下很可能发生短路的电池(下文称为“缺陷电池”)将在下面参考图10至14进行描述。
如图10所示，缺陷电池的电极体以这样的方式形成为扁平型：该方式使得电极体具有作为上部弯曲区域的上R部、作为下部弯曲区域的下R部、以及与上R部和下R部连续的平坦部。缺陷电池的电极体被配备正电极、位于正电极外侧的负电极、第一隔离物、以及位于第一隔离物和负电极外侧的第二隔离物。在缺陷电池的电极体中，作为正电极和负电极中的一者的负电极被设置在最外围，并且负电极的最外围区域至少被第二隔离物覆盖。
在缺陷电池的电极体中，隔离物中的每一者在其缠绕方向上的长度大于一对电极在其缠绕方向上的长度。在隔离物中的每一者在其缠绕方向上的终端区域中存在剩余部，该剩余部不与这两个电极接触。隔离物中的每一者的剩余部被设置为从平坦部到上R部，而不是位于下R部处。
如图10和11所示，第二隔离物的剩余部的终端部在第二隔离物的缠绕方向上，通过上R部处的胶带等被固定在第二隔离物的中部，从而缺陷电池的电极体被保持为缠绕状态。而且，在缺陷电池的电极体中，正电极和负电极以这样的状态缠绕：它们在缠绕轴的方向上相对于第一隔离物和第二隔离物被移位，使得正电极的正电极集电体上不支持正电极活性物质的区域(下文称为“正电极非支持部”)和负电极的负电极集电体上不支持负电极活性物质的区域被暴露。
对于缺陷电池，在该缺陷电池受到高温老化处理的情况下，其以下区域很可能发生短路。即，一对电极的最外围区域，就是说，位于上R部的正电极非支持部侧的区域发生短路(请参阅图10和11中的圆圈围住的区域)。
通过检查上述短路的原因，发明者等人已经发现两个隔离物的剩余部是造成短路的原因。
如图12所示，在缺陷电池的电极体中，被包括在形成于负电极最外围区域外侧的“负电极混合物层”中的负电极活性物质层(图12中位于上方的负电极活性物质层)没有相对的正电极活性物质层。这样，在执行初始充电处理的情况下，在缺陷电池的电极体的正电极非支持部侧，锂离子从正电极活性物质层转向形成于负电极最外围区域外侧的负电极活性物质层，该正电极活性物质层与被包括在形成于负电极最外围区域内侧的“负电极混合物层”中的负电极活性物质层(图12中位于下方的负电极活性物质层)相对。结果，可从正电极活性物质层释放被吸附的过量锂离子。也就是说，在与形成于负电极最外围区域内侧的负电极活性物质层相对的正电极活性物质层中，正电极活性物质层中的锂离子不仅被从形成于负电极最外围区域内侧的负电极活性物质层抽出，而且还被从形成于负电极最外围区域外侧的负电极活性物质层抽出。结果，从正电极活性物质层释放被吸附的过量锂离子。顺便提一下，为了便于解释，正电极最外围区域和负电极最外围区域之外的区域未在图12中示出。
此外，如图13所示，两个隔离物的剩余部所位于的缺陷电池的电极体区域处于这样的状态：其中第二隔离物、第一隔离物的剩余部、以及第二隔离物的剩余部在负电极最外围区域的外侧层叠。因此，在负电极最外围区域的外侧，存在已经渗透两个隔离物的剩余部的电解液剩余量。因此，锂离子被促使从正电极活性物质层转向形成于负电极最外围区域外侧的负电极活性物质层，该正电极活性物质层与形成于负电极最外围区域内侧的负电极活性物质层相对(请参阅图12)。
结果，已经从中释放被吸附的过量锂离子的正电极活性物质层的电位局部变高，并且变得不稳定。在此状态下执行高温老化处理时，正电极活性物质被从不稳定的正电极活性物质层洗脱(elute)，并且构成正电极活性物质的金属(例如，Mn、Ni或Co)在负电极上被分离出。结果，很可能发生短路。
如到目前所述的那样，已经发现两个隔离物的剩余部是导致短路的原因。但是，尽管除了上R部之外，还存在两个隔离物的剩余部所在的缺陷电池电极体的区域，但是在上R部之外的区域中几乎不发生短路。在此方面，发明者等已经发现初始充电处理中对缺陷电池的限制会产生影响。
如图14所示，在初始充电处理中，通过使用预定的限制装置对壳体的四个侧面中的两个宽面施压来限制缺陷电池，从而对电极体施压。通过此方式，经由壳体对电极体施压，以便被施加到电极体的负荷根据壳体的变形状态改变。也就是说，由于壳体的变形程度根据其部位的不同而不同，因此被施加到电极体的负荷也不均匀。壳体的中心部尤其可能变形。此外，壳体下部的变形稍微受到壳体底面的阻碍。但是，壳体一般通过拉伸制造，因此可能变形。然而与其它部分相比，壳体上部变形的可能性较低，因为上面通过焊接固定有盖部。这样，通过壳体上部施加到电极体的负荷低于通过其它区域施加到电极体的负荷。
在将等于或高于预定值的负荷施加到电极体时，电解液被从电极体的隔离物挤出。因此，不会促使锂离子从正电极活性物质层转向形成于负电极最外围区域外侧的负电极活性物质层，该正电极活性物质层与形成于负电极最外围区域内侧的负电极活性物质层相对(请参阅图12)，从而在两个隔离物的剩余部所位于的区域中不会发生短路。如上所述，壳体的中心部和壳体的下部可能变形。因此，高负荷被从壳体施加到壳体的中心部和壳体的下部，即使在两个隔离物的剩余部所位于的区域中，也不会发生短路。但是，如上所述，通过壳体上部施加到电极体的负荷低于通过其它区域施加到电极体的负荷。因此，电解液不会从电极体的上部被大量挤出。特别是，由于电极体的上R部不可能被施压，因此短路在电极体的上R部发生。
发明内容
本发明根据上述情况做出，并且提供一种制造非水电解质二次电池的方法，此方法可抑制高温老化处理中短路的发生。
根据本发明的一方面，提供一种制造非水电解质二次电池的方法，该非水电解质二次电池被配备电极体，其具有正电极、负电极和多个隔离物。所述电极体的上R部弯曲。各个隔离物在所述各个隔离物的终端具有剩余部，所述剩余部不与所述正电极和所述负电极接触。所述壳体具有容纳部和盖部。所述容纳部是这样的容器，该容器在所述容器的上面中具有开口并且容纳所述电极体。所述盖部是封闭所述容纳部的所述上面中的所述开口的部件。所述方法包括分别在所述正电极的正电极集电体的两面上形成正电极混合物层的处理；分别在所述负电极的负电极集电体的两面上形成负电极混合物层的处理；在所述电极体中的所述正电极的外侧设置所述负电极的处理；以及缠绕所述正电极、所述负电极和所述多个隔离物的处理。所述方法还包括初始充电处理和高温老化处理。在该初始充电处理中，在所述非水电解质二次电池被限制，以使所述电极体通过所述壳体的所述容纳部被施压的同时，对所述非水电解质二次电池进行充电，其中所述多个隔离物的所述剩余部不位于所述电极体的所述上R部处。在该高温老化处理中，已受到所述初始充电处理的所述非水电解质二次电池被保持在预定的高温。此处需要指出，高温老化处理中的预定的高温也优选地等于或高于60摄氏度。
而且，在制造非水电解质二次电池的方法中，所述非水电解质二次电池优选地被进一步配备一对集电体端子和分隔物，所述一对集电体端子被固定在所述电极体的外周面，并且所述分隔物被设置在所述电极体的所述外周面与所述壳体的所述容纳部的内表面之间，并且以这样的方式设置：与所述一对集电体端子一起夹着所述电极体。
而且，在制造非水电解质二次电池的方法中，所述非水电解质二次电池优选地被进一步配备分隔膜，该分隔膜被设置在所述电极体的外周面与所述壳体的所述容纳部的内表面之间，并且所述分隔膜的厚度被设定为等于或大于预定值。此处需要指出，所述分隔膜的厚度的所述预定值还优选地是大于50μm的值。而且，该预定值还优选地实质上为200μm。
上述根据本发明制造非水电解质二次电池的方法能够抑制高温老化处理中短路的发生。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1是示出根据本发明的实施例的非水电解质二次电池的视图；
图2是示出非水电解质二次电池的电极体配置的视图；
图3是示出被固定到非水电解质二次电池的电极体的一对集电体端子的视图；
图4是示出根据本发明的实施例的非水电解质二次电池的制造处理的视图；
图5是示出非水电解质二次电池的电极体中的隔离物的剩余部位置的示意图；
图6是示出在非水电解质二次电池的初始充电处理中被限制的非水电解质二次电池的视图；
图7是示出非水电解质二次电池的电极体中的隔离物的剩余部位置的示意图；
图8是示出在非水电解质二次电池的壳体内部设置的分隔物的视图；
图9是示出在非水电解质二次电池的壳体内部设置的分隔膜的视图；
图10是示出根据相关技术的非水电解质二次电池的电极体配置的截面图；
图11是示出根据相关技术的非水电解质二次电池的电极体配置的透视图；
图12是示出根据相关技术的非水电解质二次电池中的锂离子转向的视图；
图13是示出根据相关技术的在电极体中设置有隔离物的剩余部的区域的视图；以及
图14是示出根据相关技术的非水电解质二次电池的视图，该非水电解质二次电池在根据相关技术的非水电解质二次电池的初始充电处理中被限制。
具体实施方式
下面将参考图1至3描述作为根据本发明的非水电解质二次电池的一个实施例的电池1。顺便提一下，为了便于解释，图1中的垂直方向被定义为电池1的垂直方向。
如图1所示，电池1被配备壳体10和电极体20，壳体10基本具有长方体形状，电极体20被容纳在壳体10的内部。电池1被配置为所谓的矩形的锂离子二次电池。
壳体10是基本呈长方体形状的容器，并且由铝合金等材料制成。壳体10具有容纳部11和盖部12，容纳部11在该容纳部的上面中具有开口，盖部12封闭容纳部11的上面中的开口。
容纳部11是基本呈长方体形状的容器，并且在该容器的上面中具有开口。电极体20被容纳在容纳部11的内部。
盖部12是平板，其所呈现的形状对应于容纳部11的上面中的开口，并且通过焊接接合到容纳部11。充当电池1的外部端子的正电极端子13和负电极端子14被固定到盖部12。
电极体20通过以下方式制造：经由多个隔离物层叠一对片状电极，并且缠绕这些电极和隔离物。电极体20通过浸渍电解液而充当发电元件。
如图2所示，电极体20通过这样的方式扁平地形成：使得电极体20具有作为上部弯曲区域的上R部20a、作为下部弯曲区域的下R部20b、以及与上R部20a和下R部20b连续的平坦部20c。
电极体20被配备作为一对电极的正电极21和负电极22、作为多个隔离物的第一隔离物23和第二隔离物24，并且被配置为使得第二隔离物24、负电极22、第一隔离物23和正电极21被以这样的顺序从外侧设置。在电极体20中，作为正电极21和负电极22中的一者的负电极22被设置在最外围，并且负电极22的最外围区域至少被第二隔离物24覆盖。
正电极21是这样的电极，其被配备片状正电极集电体、以及分别在正电极集电体的两面上形成的正电极混合物层。正电极集电体是由铝、钛、不锈钢等的金属箔形成的集电体。每个正电极混合物层是这样的电极混合物层，其由包括正电极活性物质的正电极混合物形成。正电极混合物层不在正电极集电体的各个表面的一部分上形成。
负电极22是这样的电极，其被配备片状负电极集电体、以及分别在负电极集电体的两面上形成的负电极混合物层。负电极集电体是由铜、镍、不锈钢等的金属箔形成的集电体。每个负电极混合物层是这样的电极混合物层，其由包括负电极活性物质的负电极混合物形成。与正电极混合物层的情况相同，负电极混合物层不在负电极集电体的各个表面的一部分上形成。
第一隔离物23是由诸如聚烯烃树脂(例如，聚乙烯或聚丙烯)之类的绝缘体形成的隔离物。第一隔离物23沿其缠绕方向的长度大于正电极21沿其缠绕方向的长度，并且大于负电极22沿其缠绕方向的长度。因此，当第一隔离物23作为电极体20的一部分被缠绕时，在第一隔离物23的沿其缠绕方向的终端区域中产生剩余部23a，该剩余部23a不与正电极21和负电极22接触。剩余部23a被设置为从电极体20的平坦部20c到电极体20的下R部20b，以便不位于电极体20的上R部20a处。
第二隔离物24是实质上以与第一隔离物23相同的方式配置的隔离物。第二隔离物24沿其缠绕方向的长度大于正电极21沿其缠绕方向的长度，并且大于负电极22沿其缠绕方向的长度。因此，当第二隔离物24作为电极体20的一部分被缠绕时，在第二隔离物24的沿其缠绕方向的终端区域中产生剩余部24a，剩余部24a不与正电极21和负电极22接触。剩余部24a被设置为从电极体20的平坦部20c到电极体20的下R部20b，以便不位于电极体20的上R部20a处。
第二隔离物24的剩余部24a的终端在下R部20b处，通过胶带等被固定到第二隔离物24的沿其缠绕方向的中部，由此电极体20保持处于缠绕状态。
如图3所示，在电极体20中，正电极21和负电极22以这样的状态被缠绕：正电极21和负电极22沿缠绕轴的方向相对于第一隔离物23和第二隔离物24相互反向移位，使得正电极非支持部21a和负电极非支持部22a被露出，正电极非支持部21a作为正电极21的正电极集电体中不形成正电极混合物层的区域，而负电极非支持部22a作为负电极22的负电极集电体中不形成负电极混合物层的区域。
在电极体20中，板状正电极集电体端子15被固定到正电极非支持部21a，并且板状负电极集电体端子16被固定到负电极非支持部22a。
正电极集电体端子15是板材，其具有导电性并且以沿垂直方向延伸的方式形成。正电极集电体端子15的上端被固定到正电极连接部件，该正电极连接部件被电连接到正电极端子13(未示出)。正电极集电体端子15的下端被固定到正电极21的正电极非支持部21a。更具体地说，正电极集电体端子15被设置在电极体20的平坦部20c的一个宽面侧(在图3的纸面的近侧)，并且正电极集电体端子15的下端通过焊接等被固定到该一个宽面的正电极非支持部21a。通过此方式，通过正电极集电体端子15和正电极连接部件，电极体20的正电极21和正电极端子13被彼此电连接。
负电极集电体端子16是实质上以与正电极集电体端子15相同的方式配置的板材。负电极集电体端子16的上端被固定到负电极连接部件，该负电极连接部件被电连接到负电极端子14(未示出)。负电极集电体端子16的下端被固定到负电极22的负电极非支持部22a。更具体地说，负电极集电体端子16被设置在电极体20的平坦部20c的一个宽面侧(在图3的纸面的近侧)，并且负电极集电体端子16的下端通过焊接等被固定到该一个宽面的负电极非支持部22a。通过此方式，通过负电极集电体端子16和负电极连接部件，电极体20的负电极22和负电极端子14被彼此电连接。
下面参考图4至9描述电池1的制造处理S1，作为根据本发明的制造非水电解质二次电池的方法的一个实施例。
如图4所示，制造处理S1包括电极体制造处理S10、初始充电处理S20和高温老化处理S30。
电极体制造处理S10是其中制造电极体20的处理。在电极体制造处理S10中，通过以下操作制造电极体20：以预定顺序层叠正电极21、负电极22、第一隔离物23和第二隔离物24，缠绕这些电极和隔离物，然后将该缠绕体变形为扁平状。
图5是示出在电极体制造处理S10中制造的电极体20的示意图。在图5中，粗线指示第一隔离物23的剩余部23a和第二隔离物24的剩余部24a。此外，点S指示剩余部23a和24a沿其缠绕方向的始端，并且点E指示剩余部23a和24a沿其缠绕方向的终端。如图5所示，在电极体制造处理S10中，制造电极体20以使剩余部23a和24a被设置为从电极体20的平坦部20c到电极体20的下R部20b，而不位于电极体20的上R部20a处。
在制造之后，电极体20被容纳在壳体10的内部。然后，在电解液被注入壳体10之后，执行初始充电处理S20。顺便提一下，为了方便起见，具有容纳有电极体20并且已被注入电解液的壳体10的未完成电池被称为“中间产品”。
初始充电处理S20是这样的处理，其中在中间产品被限制以使电极体20通过壳体10的容纳部11被施压的同时，对中间产品进行充电。如图6所示，在初始充电处理S20中，首先，通过使用预定限制装置对壳体10的容纳部11的四个侧面中的两个宽面施压来限制中间产品，以使电极体20被施压。
然后，对被限制的中间产品进行充电。此时，因为剩余部23a和24a未被设置在电极体20的上R部20a处，所以在上R部20a处，锂离子被抑制通过渗透剩余部23a和24a的电解液，从正电极活性物质层(其面向形成于负电极22的最外围区域内侧的负电极活性物质层)转向负电极活性物质层(其形成于负电极的最外围区域外侧)(请参阅图12)。壳体10的容纳部11的上部不可能通过盖部12被变形，盖部12通过焊接被固定。因此，被施加到电极体20的上R部20a的负荷很低，并且很难将电解液从第一隔离物23和第二隔离物24大量挤出。但是，因为剩余部23a和24a未被设置在电极体20的上R部20a处，所以锂离子未被促使像上面所述的那样发生转向。另一方面，剩余部23a和24a被设置在电极体20的下R部20b处和电极体20的平坦部20c处，但容纳部11在其下部处和中心部处比在其上部处更可能被变形。因此，电解液被从位于电极体20的下R部20b处和电极体20的平坦部20c处的剩余部23a和24a大量挤出。结果，在电极体20的下R部20b处和电极体20的平坦部20c处，锂离子未被促使像上面所述的那样发生转向。通过此方式，可以通过避免将剩余部23a和24a设置在电极体20的上R部20a处，抑制锂离子转向。
顺便提一下，与电极体20的平坦部20c相比，电极体20的下R部20b被施加负荷的可能性稍小。因此，优选地不将剩余部23a和24a设置在下R部20b处。例如，如图7所示，适当的是，调整剩余部23a和24a的长度，并且确保剩余部23a和24a仅被设置在平坦部20c处，而不位于电极体20的上R部20a处和电极体20的下R部20b处。因此，锂离子可以进一步被抑制像上面所述的那样发生转向。顺便提一下，电极体20的配置不是限制性的，而是至少只要剩余部23a和24a不位于电极体20的上R部20a处便可接受。
此外，优选地在壳体10的容纳部11的内表面与电极体20的外周面之间插入预定部件。在本发明的该实施例中，优选地在壳体10的容纳部11的宽面的内表面与电极体20的平坦部20c的宽面之间插入预定部件。例如，如图8所示，适当的是，将板状分隔物30作为诸如树脂之类的绝缘体设置在电极体20的平坦部20c的另一个宽面侧(在电极体20的平坦部20c的该面的另一侧，正电极集电体端子15和负电极集电体端子16被固定在该面)，并且填充平坦部20c的表面与容纳部11的内表面之间的间隙。即，适当的是，设置分隔物30，以使分隔物30与正电极集电体端子15和负电极集电体端子16一起被夹着。因此，可减少从正电极集电体端子15侧和负电极集电体端子16侧施加到电极体20的负荷与从分隔物30侧施加到电极体20的负荷之间的差异。因此，电解液可以被从第一隔离物23和第二隔离物24很好地挤出，以使锂离子可以进一步被抑制像上面所述的那样发生转向。顺便提一下，分隔物30的尺寸、厚度等可以以这样的方式适当地更改：使得最小化从正电极集电体端子15侧和负电极集电体端子16侧施加到电极体20的负荷与从分隔物30侧施加到电极体20的负荷之间的差异。
此外，如图9所示，在分隔膜40和40被设置在壳体10的容纳部11内部的情况下，还可以将每个分隔膜40的厚度(图9中的每个分隔膜40的横向尺寸)设定为等于或大于预定值。每个分隔膜40是绝缘薄膜，其被设置在壳体10的容纳部11的内表面与电极体20的外周面之间。以这样的方式设置分隔膜40：使得填充电极体20的平坦部20c在其两侧的宽面与容纳部11的宽面的内表面之间的间隙，容纳部11的宽面的内表面分别与平坦部20c的宽面相对。通过将每个分隔膜40的厚度设定为大于常规值(例如，50μm)的值(例如，200μm)，可以通过壳体10的容纳部11将负荷很好地施加到电极体20。因此，电解液可以被从第一隔离物23和第二隔离物24很好地挤出，以使锂离子可以进一步被抑制像上面所述的那样发生转向。顺便提一下，还可以通过层叠多个分隔膜40调整厚度。
高温老化处理S30是其中已受到初始充电处理S20的中间产品被保持在高温的处理。在高温老化处理S30中，已受到初始充电处理S20的中间产品被限制装置限制，并且在预定时间段内被保持在高温(例如，在等于或高于60℃的温度)。如上所述，在初始充电处理S20中，锂离子被抑制像上面所述的那样发生转向。因此，正电极21的正电极活性物质层被抑制发生电位局部变高并且变得不稳定的情况。因此，即使在中间产品已受到高温老化处理S30的情况下，也可以抑制正电极活性物质从正电极21的正电极活性物质层中洗脱，并且可以抑制构成该正电极活性物质的金属(例如，Mn、Ni或Co)在负电极上分离出来。因此，可以抑制在高温老化处理S30中发生短路。
如上所述，在制造处理S1中，通过依次执行电极体制造处理S10、初始充电处理S20和高温老化处理S30来制造电池1。
Claims (6)
1.一种制造非水电解质二次电池的方法，该非水电解质二次电池包括：
电极体，其具有正电极、负电极和多个隔离物，所述电极体的上R部弯曲，各个隔离物在所述各个隔离物的终端具有剩余部，所述剩余部不与所述正电极和所述负电极接触；
壳体，其具有容纳部和盖部，所述容纳部是这样的容器，该容器在所述容器的上面中具有开口并且容纳所述电极体，以及所述盖部是封闭所述容纳部的所述上面中的所述开口的部件，所述方法包括：
分别在所述正电极的正电极集电体的两面上形成正电极混合物层；
分别在所述负电极的负电极集电体的两面上形成负电极混合物层；
在所述电极体中的所述正电极的外侧设置所述负电极；
缠绕所述正电极、所述负电极和所述多个隔离物；
执行初始充电处理，在该初始充电处理中，在所述非水电解质二次电池被限制，以使所述电极体通过所述壳体的所述容纳部被施压的同时，对所述非水电解质二次电池进行充电，其中所述多个隔离物的所述剩余部不位于所述电极体的所述上R部处；以及
执行高温老化处理，在该高温老化处理中，已受到所述初始充电处理的所述非水电解质二次电池被保持在预定的高温。
2.根据权利要求1所述的制造非水电解质二次电池的方法，其中
所述高温老化处理中的所述预定高温等于或高于60摄氏度。
3.根据权利要求1或2所述的制造非水电解质二次电池的方法，其中
所述非水电解质二次电池被进一步配备一对集电体端子和分隔物，
所述一对集电体端子被固定在所述电极体的外周面，并且
所述分隔物被设置在所述电极体的所述外周面与所述壳体的所述容纳部的内表面之间，并且以这样的方式设置：与所述一对集电体端子一起夹着所述电极体。
4.根据权利要求1或2所述的制造非水电解质二次电池的方法，其中
所述非水电解质二次电池被进一步配备分隔膜，该分隔膜被设置在所述电极体的外周面与所述壳体的所述容纳部的内表面之间，并且
所述分隔膜的厚度被设定为等于或大于预定值。
5.根据权利要求4所述的制造非水电解质二次电池的方法，其中
所述分隔膜的厚度的所述预定值是大于50μm的值。
6.根据权利要求5所述的制造非水电解质二次电池的方法，其中
所述分隔膜的厚度的所述预定值实质上为200μm。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101411003A (zh) * | 2006-09-22 | 2009-04-15 | 丰田自动车株式会社 | 电池组件及其制造方法和具有电池组件的车辆 |
| CN101765931A (zh) * | 2007-08-23 | 2010-06-30 | 丰田自动车株式会社 | 电池及其制造方法 |
| CN102447128A (zh) * | 2010-10-08 | 2012-05-09 | Sb锂摩托有限公司 | 二次电池 |
| JP2012109102A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Motor Corp | 非水電解液系二次電池 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2011124058A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池、車両及び電池搭載機器 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101765931A (zh) * | 2007-08-23 | 2010-06-30 | 丰田自动车株式会社 | 电池及其制造方法 |
| CN102447128A (zh) * | 2010-10-08 | 2012-05-09 | Sb锂摩托有限公司 | 二次电池 |
| JP2012109102A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Motor Corp | 非水電解液系二次電池 |
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