CN104756303A - 非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池 - Google Patents

非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池 Download PDF

Info

Publication number
CN104756303A
CN104756303A CN201380055901.4A CN201380055901A CN104756303A CN 104756303 A CN104756303 A CN 104756303A CN 201380055901 A CN201380055901 A CN 201380055901A CN 104756303 A CN104756303 A CN 104756303A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
active material
negative electrode
electrode active
pole
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.)
Pending
Application number
CN201380055901.4A
Other languages
English (en)
Inventor
冢越贵史
北条伸彦
大冢友
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 Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management 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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN104756303A publication Critical patent/CN104756303A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0421—Methods of deposition of the material involving vapour deposition
    • H01M4/0423—Physical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/049—Manufacturing of an active layer by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making
    • Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating

Abstract

形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于负极活性物质层的理论容量的量的锂与负极活性物质层接触，由此准备负极。准备包含能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料的正极。将正极、负极、隔板和非水电解质封入外包装中。通过与负极活性物质层接触的锂来进行负极活性物质的化成处理。

Description

非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池
技术领域
本发明涉及非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池。
背景技术
作为便携式电子设备的电源，锂二次电池等非水电解质电池已广泛普及。也已提出大量用于改善非水电解质电池的各个特性的技术。
在专利文献1中公开了使用活性炭作为正极活性物质、使用事先吸藏有相当于理论容量的35％以上的量的锂的硅或硅化合物作为负极活性物质的蓄能元件。公开了锂的吸藏量优选为50％以上。并且，公开了锂的吸藏量为90％以下，优选为80％以下。
在专利文献2中公开了在负极的表面贴附金属锂箔或金属锂合金箔、在正极中混入氟化碳的非水电解质二次电池，所述氟化碳在1V以上且低于3.5V的电压范围内与锂离子不可逆地反应。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2007-299801号公报
专利文献2：日本特开2003-115327号公报
发明内容
作为非水电解质电池所追求的特性之一，有在几秒或1秒以下的短时间内的大电流放电特性(脉冲放电特性)。但是，关于具有优异的脉冲放电特性的非水电解质电池的具体结构和制造方法的了解仍然不足。本发明的目的是改善非水电解质电池的脉冲放电特性。
即，本公开提供一种负极的制造方法，该方法包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
如果使用通过上述方法制造的负极，则能够提供具有优异的脉冲放电特性的非水电解质电池。
附图说明
图1是非水电解质电池的一实施方式的硬币型电池的截面图。
图2是经过负极准备工序制作的负极的截面图。
图3是经过正极准备工序制作的正极的截面图。
图4是经过正极准备工序制作的另一正极的截面图。
图5是示出负极的输出特性的评价结果的图。
具体实施方式
本发明人对于具备正极、和包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极的非水电解质电池的脉冲放电特性进行了详细研究。其结果，明确了使超过相当于负极活性物质层的理论容量的量的锂与负极活性物质层接触，并通过锂对负极活性物质进行化成处理，由此能够大幅改善非水电解质电池的脉冲放电特性。特别是，也明确了，如果将本说明书中所公开的技术应用于非水电解质二次电池，则即使在反复进行充放电后也可持续地得到上述效果。
即，本公开的第1方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；
正极准备工序，该工序准备正极，所述正极包含能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料；
组装工序，该工序将所述正极、所述负极、隔板和非水电解质封入外包装中；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
根据第1方式，能够提供具有优异的脉冲放电特性的非水电解质电池。
本公开的第2方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1方式的基础上，所述负极活性物质层的理论容量为所述负极活性物质层的可逆容量与不可逆容量的合计容量，在所述负极准备工序中，使相当于所述理论容量的锂量和相当于所述可逆容量的5～40％的锂量这二者的合计量的锂与所述负极活性物质层接触。如果锂的量在适当的范围内，则能够确实地实施负极活性物质的化成处理，因此能够有效地改善非水电解质电池的脉冲放电特性。
本公开的第3方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1或第2方式的基础上，在将通过从与所述负极活性物质层接触的锂的总量减去相当于所述理论容量的量而算出的量定义为过剩量时，在所述正极中包含其量能够不可逆地吸藏全部所述过剩量的锂的所述锂吸藏材料。根据第3方式，能够提供降低了充电时的锂向负极上析出的可能性的、充放电循环特性优异的二次电池。
本公开的第4方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第3方式的任一方式的基础上，所述负极化成工序是使所述负极与所述非水电解质或其它非水电解质接触一定时间的工序。该方法不需要特别的技术，在简便这点上优异。
本公开的第5方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第4方式的基础上，在所述负极化成工序中加热所述负极。本公开的第6方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第5方式的基础上，通过将所述负极置于40～80℃的范围的温度环境下来加热所述负极。由此，能够促进负极活性物质的化成处理，确实地进行负极活性物质的化成处理。
本公开的第7方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第3方式的任一方式的基础上，所述负极准备工序包括将锂蒸镀于所述负极活性物质层的工序，所述负极化成工序与所述蒸镀工序同时进行。根据第7方式，工序数量实质上减少1个，因此能够期待生产性的提高。
本公开的第8方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第7方式的任一方式的基础上，还包括放电工序，该工序使所述正极的所述锂吸藏材料吸藏超过相当于所述理论容量的量并与所述负极活性物质层接触的过剩的锂。根据第8方式，能够提供降低了充电时的锂向负极上析出的可能性的、充放电循环特性优异的二次电池。
本公开的第9方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第8方式的任一方式的基础上，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，在所述正极准备工序中，使用有吸藏锂的余地的材料作为所述正极活性物质。根据第9方式，能够得到具有高的能量密度的非水电解质电池。
本公开的第10方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第8方式的任一方式的基础上，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，在所述正极准备工序中，使用钒氧化物作为所述正极活性物质。根据第10方式，能够得到具有3V级(class)的电压和高的能量密度、且循环特性优异的非水电解质电池。
本公开的第11方式，提供一种非水电解质电池的制造方法，所述方法在第1～第10方式的任一方式的基础上，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，所述锂吸藏材料为氟化石墨。氟化石墨的不可逆地吸藏锂的能力非常大。因此，能够以少量的锂吸藏材料吸藏大量锂，进而能够将由正极中包含锂吸藏材料导致的能量密度的减少保持在最低限度。另外，由于氟化石墨在吸藏锂之后生成导电性高的碳，因此有助于正极活性物质的反应性的提高。
本公开的第12方式，提供一种非水电解质电池，所述非水电解质电池是采用第1～第11方式的任一方法制造的。
本公开的第13方式，提供一种非水电解质二次电池，所述非水电解质二次电池具备正极和负极，
所述正极包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质、以及能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料，
所述负极包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质，
在所述非水电解质二次电池处于满充电状态时，被所述负极活性物质吸藏的量锂、和被所述锂吸藏材料吸藏的锂量的合计量，超过相当于所述负极的理论容量的锂量。
本公开的第14方式，提供一种非水电解质二次电池，所述非水电解质二次电池在第13方式的基础上，所述正极活性物质为钒氧化物。根据第14方式，能够得到具有3V级的电压和高的能量密度、且循环特性优异的非水电解质电池。
本公开的第15方式，提供一种负极的制造方法，所述方法包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
本公开的第16方式，提供一种非水电解质一次电池的制造方法，所述方法包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；
正极准备工序，该工序准备正极，所述正极包含能够吸藏锂的正极活性物质；
组装工序，该工序将所述正极、所述负极、隔板和非水电解质封入外包装中；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
以下，对于本发明的实施方式，一边参照附图一边进行说明。再者，并不通过以下的实施方式限定本发明。
如图1所示，本实施方式的硬币型电池10，具有通过硬币型壳体11、封口板15和垫片16而使内部密闭的结构。在硬币型电池10的内部收纳有正极12、负极13和隔板14。隔板14配置于正极12与负极13之间。正极12和负极13，夹着隔板14彼此相对。在由正极12、负极13和隔板14构成的电极群中，浸渗有非水电解液17(液状的非水电解质)。
对以硬币型电池10为代表的非水电解质二次电池的制造方法进行说明。
(1)负极准备工序
首先，在负极集电体上形成包含负极活性物质的负极活性物质层。作为负极活性物质，可以使用选自硅和硅化合物中的至少一者。作为硅化合物，可举出Ti-Si合金、氧化硅、氮化硅等。关于Ti-Si合金，Ti与Si的组成比，例如在Ti:Si＝10:90～45:55的范围内。作为负极集电体，可以使用公知的材料作为非水电解质二次电池的负极集电体。具体而言，可以使用由铜、镍、不锈钢等金属制成的金属箔或网。再者，如参照图1说明那样，在封口板15承担负极集电体的作用的情况下，可以省略负极集电体。
对于将负极活性物质层形成于负极集电体上的方法不特别限定，可以采用公知的湿式成膜法或公知的干式成膜法。作为干式成膜法，可举出真空蒸镀法、化学气相沉积法、溅射法、粉末成形法。湿式成膜法是采用例如刮刀法等方法在负极集电体上涂布包含负极活性物质的浆液的方法。也可以形成具有独立性的负极活性物质层(例如颗粒状的负极活性物质层)，然后将负极活性物质层与负极集电体压接，由此制作负极。也不特别限定负极活性物质的形状。负极活性物质可以具有粒子的形状，也可以具有薄膜的形状。
负极活性物质层可以实质由负极活性物质构成，也可以根据需要包含用于辅助电子传导性的导电助剂、用于保持负极活性物质层的形状的粘结剂等添加剂。作为导电助剂，可以使用在负极活性物质的充放电电位下不发生化学变化的各种电子传导性材料。具体而言，可以使用与在正极中能够使用的导电助剂相同的材料。作为粘结剂，可以使用与在正极中能够使用的粘结剂相同的材料。再者，“负极活性物质层实质由负极活性物质构成”意味着没有向负极活性物质层中有意地添加负极活性物质以外的其它材料。
接着，如图2所示，在负极活性物质层21上形成锂层22。不特别限定锂层22的形状和锂层22的形成方法。例如，能够通过将锂箔贴附于负极活性物质层21而形成锂层22。另外，能够通过蒸镀(期望为真空蒸镀)而在负极活性物质层21上形成锂层22。
应适当控制锂层中的锂的量。在锂层中包含超过相当于负极活性物质层的理论容量的量的锂。详细而言，锂层中包含相当于理论容量的量的锂、和相当于可逆容量的5～40％(优选为15～40％)的量的锂这二者的合计量的锂。如果锂层中的锂的量在适当的范围内，则如后所述，能够切实地实施负极活性物质的化成处理，因此能够有效地改善非水电解质二次电池的脉冲放电特性。并且，如后所述，能够避免正极的锂吸藏材料的量增加，因此能够得到能量密度高的非水电解质二次电池。再者，“负极活性物质层的理论容量”意味着负极活性物质层的可逆容量与不可逆容量的合计容量。不可逆容量例如为理论容量的10～50％左右。
再者，从准确地控制锂层中的锂的量的观点出发，通过将锂箔贴附于负极活性物质层而形成锂层的方法较好。与此相对，从生产性的观点出发，通过将锂蒸镀于负极活性物质层而形成锂层的方法较好。这是由于，通过蒸镀时的热，可以在形成锂层的同时进行负极活性物质的化成处理。
(2)负极化成工序
接着，通过与负极活性物质层接触的锂来进行负极活性物质的化成处理(chemical conversion treatment)。作为化成处理的方法，可举出在使负极活性物质层与锂电短路的状态下，使负极浸渍于非水电解液，提高锂与负极活性物质的反应性的方法。换言之，负极化成工序是使负极与非水电解液接触一定时间的工序。该方法不需要特别的技术，在简便这点上优异。再者，在本说明书中，“化成”这个用语，以通过化学作用而使物质的特性从某状态变化为另一状态的意思被广泛使用。
采用除了蒸镀以外的方法形成锂层的情况下，负极活性物质的化成处理，期望在将由正极、负极和隔板构成的极板群与非水电解液一同封入电池的外包装中之后实施。这是由于，通过密封外包装，能够抑制在化成处理中负极活性物质和非水电解液与空气中的氧气反应。
如果将极板群与非水电解液一起封入电池的外包装中，并经过一定时间，则化成处理自动结束。也就是说，如果将组装起来的电池在开路状态下放置一定时间，则化成处理自然进行、结束。当然，可以采用以下的方法获知化成处理所需的时间。即，化成处理刚开始后，负极的电位受锂层中所含的锂的电位支配，因此电池显示出高的开路电压。如果化成处理进展，则锂被负极活性物质层充分吸藏，电池的开路电压降低。由电池的开路电压成为一定值，能够获知化成处理的结束时间点。再者，上述的一定时间，例如在温度45℃时为12小时～3天左右。
另外，在负极化成工序中可以加热负极。例如，一边维持使负极与非水电解液接触的状态，一边将负极置于比室温高的温度环境下。详细而言，通过将负极置于40～80℃的范围的温度环境下来加热负极。由此，能够促进负极活性物质的化成处理，切实地进行负极活性物质的化成处理。
另一方面，通过蒸镀形成锂层的情况下，负极化成工序可在将正极、负极和隔板组合形成极板群之前实施。即，通过蒸镀形成锂层的情况下，借助蒸镀时的热，与锂层的形成一同进行负极活性物质的化成处理。负极化成工序与蒸镀工序同时进行。由于工序数量实质减少1个，因此能够期待生产性的提高。也存在利用蒸镀时的热没能完成化成处理，化成处理中断的可能性。该情况下，可以通过对负极追加加热而使化成处理完成。如果考虑在电池的组装后化成处理自然地进行，则也许不需要追加的加热。
即使在采用除了蒸镀以外的方法形成锂层的情况下，也能够在形成极板群之前实施负极化成工序。例如，能够通过将经过负极准备工序而得到的负极浸渍于任意非水电解液中，来实施负极活性物质的化成处理。任意非水电解液可以具有与非水电解质二次电池的非水电解液相同的组成，也可以具有不同的组成。
另外，在通过将具有独立性的负极活性物质层与负极集电体压接来制作负极的情况下，能够在将负极活性物质层与负极集电体压接之前实施负极活性物质的化成处理。并且，通过在使锂与负极活性物质层接触的状态下将负极活性物质层加热至充分的温度(例如高于锂的熔点的温度)，能够实施负极活性物质的化成处理。
如由以上的说明能够理解的那样，对负极化成工序的实施时期不特别限定。正极准备工序、负极化成工序和电池的组装工序的顺序是任意的。
(3)正极准备工序
在正极准备工序中，准备正极，所述正极包含能够可逆地吸藏和放出锂离子的正极活性物质、和能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料。具体而言，在正极集电体上形成包含正极活性物质和锂吸藏材料的正极活性物质层。作为正极活性物质，可以使用作为非水电解质二次电池的正极活性物质公知的材料。典型地可以使用过渡金属氧化物。作为包含锂的过渡金属氧化物，可举出钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、它们的混合物、它们的复合氧化物。作为不含锂的过渡金属氧化物，可举出五氧化二钒(V2O5)等钒氧化物、二氧化锰(MnO2)等锰氧化物。在本实施方式中，由于通过锂进行负极活性物质的化成处理，因此在电池的组装时负极为充电状态。因此，正极活性物质也为充电状态，即不含锂的材料可很好地用作正极活性物质。
作为正极集电体，可以使用作为非水电解质二次电池的正极集电体公知的材料。具体而言，可以使用由铝、碳、不锈钢等金属制成的金属箔或金属网。不特别限定将正极活性物质层形成于正极集电体上的方法，可以与负极的情况同样地采用公知的方法。再者，如参照图1进行说明那样，在壳体11承担正极集电体的作用的情况下，能够省略正极集电体。
如果采用本实施方式的方法制造非水电解质二次电池，则以负极接近满充电状态的状态完成电池。因此，为了得到具有高的能量密度的非水电解质二次电池，期望在正极准备工序中，使用有吸藏锂的余地的材料作为正极活性物质。换言之，能够使用放出了至少一部分的锂的状态的材料作为正极活性物质。更期望使用虽然能够吸藏和放出锂离子、但在正极的制作时不具有锂离子的正极活性物质。作为这样的正极活性物质，可举出以五氧化二钒(V2O5)为代表的钒氧化物和以二氧化锰(MnO2)为代表的锰氧化物。例如，V2O5的能量密度约为150mAh/g。MnO2的能量密度约为310mAh/g。如果使用钒氧化物或锰氧化物作为正极活性物质，则能够得到具有3V级的电压和高的能量密度、且循环特性优异的非水电解质电池。
作为锂吸藏材料，可举出碳的卤化物、碳的氧化物、过渡金属的卤化物、过渡金属的氧化物等。在这些候补材料之中，可很好地使用以锂的电位为基准，在1V以上且低于3.5V的电位范围内与锂离子不可逆地进行反应的材料。更期望可以使用在2V以上且低于3.5V的电位范围内与锂离子不可逆地进行反应的材料。
作为碳的卤化物，可举出氟化石墨等。作为碳的氧化物，可举出氧化石墨等。作为过渡金属的卤化物，可举出氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl2)等。作为过渡金属的氧化物，可举出氧化铜等。如果锂吸藏材料在吸藏锂后具有导电性，则能够使锂吸藏材料作为导电助剂发挥作用，因此能够减少除了锂吸藏材料以外的导电助剂。也就是说，能够使由正极中包含锂吸藏材料导致的能量密度的减少量停留在最低限度。另外，锂吸藏材料的重量越轻越好。氟化石墨由于符合这些条件因此适合作为锂吸藏材料。另外，氟化石墨的能量密度根据CFn的系数n的值而不同，但非常大，约为800～1000mAh/g。
应适当控制正极活性物质层中的锂吸藏材料的量。具体而言，将通过从与负极活性物质层接触的锂的总量减去相当于负极活性物质层的理论容量的量而算出的量定义为过剩量。在正极中包含其量能够不可逆地吸藏过剩量的全部锂的锂吸藏材料较好。这样能够降低充电时的锂向负极上析出的可能性。在锂吸藏材料能够吸藏比过剩量的锂多很多的锂的情况下，甚至连应该参与可逆的充放电反应的锂都被锂吸藏材料吸藏，导致电池的能量密度降低。因此，在正极中包含其量稍微超过能够不可逆地吸藏过剩量的全部锂的锂吸藏材料较好。具体而言，以过剩量的锂为基准(作为100％)，锂吸藏材料的量是能够吸藏100～150％的量的锂的量较好。更期望锂吸藏材料的量是以过剩量的锂为基准，能够吸藏100％～125％的量的锂的量。
在本说明书中，“能够不可逆地吸藏锂的材料”意味着虽然能够放电但不能充电的材料，也就是能够作为锂一次电池的活性物质使用，但不能作为锂二次电池的活性物质使用的材料。“能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质”意味着能够放电也能够充电的材料，也就是锂二次电池的正极活性物质。
正极可以根据需要包含导电助剂、粘结剂等添加剂。作为导电助剂，可以使用在正极活性物质的充放电电位下不发生化学变化的各种电子传导性材料。具体而言，可以使用炭黑、乙炔黑等碳材料、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性聚合物、碳纤维、金属纤维等导电性纤维、金属粉末、导电晶须、导电性金属氧化物等。这些材料可以单独或以混合物的形态使用。作为粘结剂，可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂；聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯与六氟乙烯的共聚物(FEP)等氟树脂及它们的共聚物树脂；苯乙烯丁二烯橡胶；聚丙烯酸；丙烯酸与其它单体的共聚物树脂等。这些材料可以单独或以混合物的形态使用。
在本实施方式中，不特别限定正极的结构。例如，如图3所示，正极活性物质23和锂吸藏材料24可以均匀地分布于正极12。即，正极活性物质23和锂吸藏材料24可以均匀分散于基质25中。正极活性物质23和锂吸藏材料24的形状例如为粒子状。在非水电解质二次电池中，基质25由导电助剂、粘结剂等添加剂和非水电解质构成。另外，如图4所示，正极12可以具有包含正极活性物质23的层与包含锂吸藏材料24的层的多层结构。
(4)组装工序
在组装工序中，通过将正极、负极和隔板组合而形成极板群，将极板群与非水电解液一同封入外包装中。由此，可得到非水电解质二次电池。在参照图1进行说明的电池10中，通过硬币型壳体11、封口板15和垫片16形成电池10的外包装。
需要在组装工序之后实施负极化成工序的情况下，将经过组装工序而得到的非水电解质二次电池在开路状态下放置一定时间。此时，也可以将非水电解质二次电池加热至适当的温度。
隔板是由不具有电子传导性的树脂构成的。隔板典型地，是具有大的离子透过度、充分的机械强度和电绝缘性的微多孔膜。从疏水性和对于有机溶剂的耐久性的观点出发，作为隔板的材料，聚烯烃树脂是合适的。具体而言，可举出聚丙烯、聚乙烯或它们的组合。
非水电解液是由非水溶剂、和溶解于非水溶剂中的支持盐构成的。作为非水溶剂，可以使用在非水二次电池或非水双电层电容器的领域中公知的溶剂。具体而言，可以很好地使用包含环状碳酸酯的溶剂。这是由于以碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯为代表那样，环状碳酸酯具有非常高的相对介电常数。在环状碳酸酯之中优选碳酸亚丙酯。这是由于碳酸亚丙酯的凝固点为-49℃，比碳酸亚乙酯低，能够使非水电解质二次电池在低温中工作。另外，也可以很好地使用包含环状酯的溶剂。这是由于，以γ-丁内酯为代表那样，环状酯具有非常高的相对介电常数。通过使用具有高的相对介电常数的溶剂，能够赋予非水电解液高的介电常数。作为非水溶剂，可以单独使用上述的材料，也可以使用选自上述材料中的多种溶剂的混合物。作为其它非水溶剂，可举出链状碳酸酯、链状酯、环状或链状的醚等。具体而言，可以使用碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、四氢呋喃、二氧杂环戊烷、环丁砜、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜等。
不特别限定支持盐的种类。例如，可以使用由以下的阴离子和锂离子构成的支持盐。作为阴离子，可举出卤化物阴离子、高氯酸阴离子、三氟甲基磺酸阴离子、四氟硼化物阴离子、三氟磷酸六氟化物阴离子、三氟甲基磺酸阴离子、双(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子、双(全氟乙基磺酰)亚胺阴离子等。这些阴离子可以单独使用，也可以组合2种以上使用。作为支持盐的具体例，可举出氟化锂、氯化锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、硫氰酸锂等。
经过以上的工序，可得到非水电解质二次电池。所得到的非水电解质二次电池为满充电状态。在初次放电时，超过相当于负极活性物质层的理论容量的量并与负极活性物质层接触的过剩的锂被正极的锂吸藏材料吸藏(放电工序)。由此，充电时的锂向负极上析出的可能性降低。被锂吸藏材料电化学地吸藏的锂的量(过剩量)，与通过从接触负极活性物质层的锂的总量减去相当于理论容量的量的锂而算出的量相等。用于使锂吸藏材料不可逆地吸藏锂的放电工序，可以在非水电解质二次电池的出货前进行，也可以与出货后的初次使用时的放电同时进行。
接着，对采用本实施方式的方法，能够制造输出特性优异的非水电解质二次电池的理由进行说明。以下的见解来自于本申请的提出申请时本发明人的推测。
如图2所示，锂层22形成于负极活性物质层21上。在负极化成工序中，负极活性物质层21中所含的负极活性物质的化成处理通过锂层22的锂而进行。锂层22具有超过相当于负极活性物质层21的理论容量的量的过剩的锂。因此，可进行负极活性物质层21的全部的负极活性物质的化成处理。另外，成为全部的负极活性物质吸藏了锂的状态(充电状态)。因此，在负极活性物质层21之中形成锂的移动路径。其结果，锂能够顺畅地移动，改善非水电解质二次电池的输出特性。
通常，向负极或正极赋予锂的目的是事先补偿由于正极或负极的不可逆容量而消耗的锂离子。因此，只限于以补偿不可逆容量为目的，不能将超过相当于理论容量的量的锂赋予负极或正极，这一点与本实施方式的方法不同。当然，根据本实施方式，负极的不可逆容量也得到补偿。
根据本实施方式，在非水电解质二次电池的负极活性物质层上没有锂残存。过剩的锂被锂吸藏材料吸藏。因此，由正极的可逆容量、负极的可逆容量和电池中所含的锂的总量，能够验证形成于负极活性物质层上的锂层是否具有超过相当于负极活性物质层的理论容量的锂量。
具体而言，通过在单电极的测定，确定正极的可逆容量和负极的可逆容量。进行充电状态下的正极和负极的组成分析，确定正极和负极中所含的锂的量。通过正极中所含的锂量加上相当于负极的可逆容量的锂量，能够确定放电状态的正极中所含的锂量。通过放电状态的正极中所含的锂量减去能够充放电的正极活性物质可具有的最大的锂量，确定正极中所含的锂的过剩量。通过所得到的锂的过剩量加上充电状态的负极中所含的锂量，能够确定在非水电解质二次电池的制造时形成于负极活性物质层上的锂层中所含的锂量。并且，由形成于负极活性物质层上的锂层中所含的锂量、和通过单电极测定得到的放电容量，能够算出过剩的锂的量相对于与负极的可逆容量相当的量的比例。另一方面，正极中所含的锂的过剩量，与正极中所含的锂吸藏材料的锂吸藏容量相对应。因此，能够求出形成于负极活性物质层上的锂层的锂的过剩量相对于与正极中所含的锂吸藏材料的锂吸藏容量相当的量的比例。另外，如果是在锂吸藏材料吸藏锂之前，则能够通过评价负极的容量，掌握是否存在过剩的锂以及其量。
例如，非水电解质二次电池处于满充电状态时，被负极活性物质吸藏的锂量(锂原子的数量)、和被锂吸藏材料吸藏的锂量(锂原子的数量)的合计量，超过相当于负极的理论容量的锂量(锂原子的数量)。
再者，也能够将在本实施方式中公开的技术应用于非水电解质一次电池。前面说明的(1)负极准备工序、(2)负极化成工序和(4)组装工序，可原样应用于非水电解质一次电池的制造方法。非水电解一次电池和非水电解质二次电池的不同点在于正极的材料。在非水电解质一次电池的情况下，在正极准备工序中，准备包含能够吸藏锂的正极活性物质的正极。例如，在正极集电体上形成正极活性物质层。作为正极活性物质，可以使用作为非水电解质一次电池的正极活性物质公知的材料。典型地，可以考虑氟化石墨、亚硫酰氯等。即，在非水电解质一次电池的情况下，不需要区分锂吸藏材料和正极活性物质。锂吸藏材料可以是与正极活性物质不同的材料。
实施例
(样品1)
采用以下方法制作了作为样品1的非水电解质二次电池。在样品1中，将过剩量设定为可逆容量的8.4％。如前面说明的那样，“过剩量”是通过从与负极活性物质层接触的锂的总量减去相当于理论容量的量而算出的。
首先，采用以下方法制作了负极。采用机械合金化法，制作了作为负极活性物质的Ti-Si合金。具体而言，将Ti和Si以36:64的质量比与直径15mm的不锈钢球一起投入振动球磨装置。将振动球磨装置的内部用氩气置换，维持在1个大气压。在振幅8mm、转速1200rpm的条件下驱动振动球磨装置，花费80小时进行了机械合金化。其结果，得到平均粒径为10μm的合金粉末。
接着，将Ti-Si合金、导电剂和粘结剂以固体成分的质量比率成为100:30:10而混合，得到了糊。使用重均分子量为15万的非交联型聚丙烯酸的水溶液(和光純薬工業公司制)作为粘结剂。使用平均粒径为10μm的石墨(日本黒鉛公司制)作为导电剂。将所得到的糊成形为直径15.0mm、厚度0.05mm的圆形颗粒状。将颗粒在160℃干燥12小时，得到负极活性物质层。在该负极活性物质层上贴合0.10mm的厚度的锂箔，得到负极。
再者，使用样品1的负极活性物质层(无锂箔)、和作为对电极的锂箔制作了硬币型电池。该硬币型电池的容量(可逆放电容量)为23mAh。容量的测定是通过放电上限电压0.8V、充电下限电压0V、电流值2.0mA的恒流充放电试验进行的。
接着，采用以下的方法制作了正极。称量180mg的V2O5(Aldrich公司制)、和10mg作为导电助剂的乙炔黑(電気化学工業公司制，デンカブラック)，将它们放入研钵中进行捏合。向所得到的混合物中添加包含10mg作为粘结剂的PTFE的分散体(ダイキン工業公司制)，在研钵中捏合，使其干燥。使用φ16mm的粉体压缩成型机以10MPa的压力将这样得到的合剂压缩成形，制作了厚度为0.6mm的颗粒。为了除去颗粒中的残留水分，用200℃的热风使颗粒干燥。接着，通过使14mg的氟化石墨(Aldrich公司制)、和1mg的聚偏二氟乙烯分散并溶解于50mg的N-甲基吡咯烷酮(和光純薬工業公司制)，得到糊。采用旋涂法，在颗粒的表面涂布糊。通过使涂布膜在120℃真空干燥1小时，除去了涂布膜中的溶剂。由此得到了正极。
使用上述的负极和正极制作了非水电解质二次电池。将碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)和二甲氧基乙烷(DME)以体积比2:1:2混合，得到溶剂。以1mol/L的浓度使双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于该溶剂中，得到非水电解液。使该非水电解液浸渗正极、负极和隔板。作为隔板，使用了多孔聚乙烯片(厚度20μm)与聚丙烯无纺布(厚度160μm)的层叠片。在硬币型壳体上将正极、隔板和负极以该顺序配置。将安装了垫片的封口板覆盖硬币型壳体，用轧制机将硬币型壳体敛缝。由此得到硬币型电池(非水电解质二次电池)。再者，在此时，负极活性物质的化成处理没有充分进行。
接着，为了促进负极活性物质的化成处理，将硬币型电池在45℃的恒温槽中保存3天。由硬币型电池的开路电压变为稳定，确认了化成处理的结束。
然后，使正极的氟化石墨吸藏过剩的锂。具体而言，在放电下限电压1.5V、电流值2.6mA的恒流条件下使硬币型电池放电。
(样品2)
在样品2中，将过剩量设定为可逆容量的19.5％。具体而言，除了将贴合在负极活性物质层的锂箔的厚度设为0.11mm，将正极中所含的氟化石墨的量设为33mg以外，采用与样品1同样的方法制作了硬币型电池。
(样品3)
在样品3中，将过剩量设定为可逆容量的36.0％。具体而言，除了将贴合在负极活性物质层的锂箔的厚度设为0.12mm，将正极中所含的氟化石墨的量设为66mg以外，采用与样品1同样的方法制作了硬币型电池。
(样品4)
在样品4中，将包含相当于负极活性物质层的理论容量的96.0％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层上。具体而言，除了将贴合在负极活性物质层的锂箔的厚度设为0.092mm，以及在正极没有使用氟化石墨以外，采用与样品1同样的方法制作了硬币型电池。
(样品5)
在样品5中，将包含相当于负极活性物质层的理论容量的100.1％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层上。具体而言，除了将贴合在负极活性物质层的锂箔的厚度设为0.095mm，以及在正极没有使用氟化石墨以外，采用与样品1同样的方法制作了硬币型电池。
(样品6)
在样品6中，将过剩量设定为可逆容量的19.5％。具体而言，除了将贴合在负极活性物质层的锂箔的厚度设为0.11mm，以及在正极没有使用氟化石墨以外，采用与样品1同样的方法制作了硬币型电池。不含氟化石墨，取而代之将正极活性物质(V2O5)增量为210mg，使正极(颗粒)的厚度成为0.7mm。
(非水电解质二次电池的特性的评价)
评价了样品1～6的电池的容量和输出特性。测定容量时的充电条件为充电上限电压3.4V、电流值2.6mA、下限电流值0.1mA的恒流恒压充电。测定容量时的放电条件为放电下限电压1.5V、电流值2.6mA。使用-20℃的脉冲放电时的闭路电压评价了输出特性。具体而言，在25℃进行充电上限电压3.4V、电流值2.6mA的恒流充电(与容量的测定时同样)，然后，在-20℃的恒温槽中测定了以20mA的电流值进行了1秒钟的放电时的1秒后的闭路电压。另外，将评价输出特性后的电池再次以上述条件充电，在满充电状态下拆解，通过目测观察调查了负极活性物质层上有没有残存锂。将结果示于表1。
表1
如表1所示，样品1～3和6的电池，在脉冲放电时显示出高的闭路电压。该结果表示可得到脉冲放电时的内部电阻减少、且输出特性优异的非水电解质二次电池。该效果在将过剩量设定为可逆容量的15～40％(详细地为19.5～36％)的范围的样品2、3和6中显著。再者，根据表1所示的结果，过剩量的下限值可设定为可逆容量的5％或15％。过剩量的上限值可设定为可逆容量的30％或40％。过剩量的范围可通过选自它们的下限值和上限值中的任意组合而规定。
另外，样品2和6具有同等的脉冲放电特性。样品2和6，在贴附于负极活性物质层的锂箔的重量相等这点上一致，在正极是否具有锂吸藏材料这点上不同。在样品2中，过剩的锂被锂吸藏材料吸藏。在样品6中，过剩的锂没有被正极吸藏而是残存于负极。如果通过过剩的锂来进行负极活性物质的化成处理，则不管过剩的锂的去向如何，都可得到脉冲放电特性的改善效果。如样品6那样，如果锂以金属状态残存于负极，则在非水电解质二次电池的信赖性的观点上不一定优选。与此相对，根据样品2，不仅可得到脉冲放电特性的改善效果，也能够防止锂残存于负极。也就是说，通过使用具有锂吸藏材料的正极组装电池，使锂吸藏材料不可逆地吸藏过剩的锂，能够提供具有优异的脉冲放电特性和高信赖性的非水电解质二次电池。
(样品11)
接着，制作了用于评价负极(单电极)的输出特性的单元电池。在样品11中，对于与样品1相同的负极活性物质层，贴合包含相当于负极的理论容量的80.0％的量的锂的锂箔，由此得到负极。使该负极与金属锂对电极相对，使用与样品1相同的电解液和隔板，制作了硬币型单元电池。制作出的硬币型单元电池，与样品1同样地在45℃的恒温槽中保存3天，促进负极活性物质的化成处理。
(样品12)
除了将包含相当于负极的理论容量的100.0％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层这点以外，采用与样品11同样的方法制作了样品12的硬币型单元电池。
(样品13)
除了将包含相当于负极的理论容量的114.7％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层这点以外，采用与样品11同样的方法制作了样品13的硬币型单元电池。样品13的锂的过剩量，相对于与负极的可逆容量相当的量为19.5％。
(样品14)
除了将包含相当于负极的理论容量的127.2％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层这点以外，采用与样品11同样的方法制作了样品14的硬币型单元电池。样品14的锂的过剩量，相对于与负极的可逆容量相当的量为36.0％。
(样品15)
除了将包含相当于负极的理论容量的140.0％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层这点以外，采用与样品11同样的方法制作了样品15的硬币型单元电池。样品15的锂的过剩量，相对于与负极的可逆容量相当的量为53.3％。
(样品16)
除了将包含相当于负极的理论容量的163.0％的量的锂的锂箔贴合在负极活性物质层这点以外，采用与样品11同样的方法制作了样品16的硬币型单元电池。样品16的锂的过剩量，相对于与负极的可逆容量相当的量为84.0％。
(负极(单极)的输出特性的评价)
将样品11～16的硬币型单元电池配置于-20℃的恒温槽内，以20mA的电流值进行1秒钟的脉冲放电。通过此时的开路电压与闭路电压的电压差除以电流值，算出了电阻值[Ω]。将结果示于表2和图5。
表2
如表2和图5所示，与样品11和12相比，样品13～16显示出低的电阻值。另外，样品14～16与样品13相比，显示出低的电阻值。也就是说，通过增加锂的过剩量，使得减少电阻值的效果提高了。样品14～16显示出相同的电阻值。也就是说，减少电阻值的效果饱和了。为了一边抑制锂的过剩量的增加，一边最大限度地得到减少电阻值的效果，锂的过剩量的上限大致可以设定为相当于可逆容量的40％的量。
由以上的结果可知，采用本说明书中公开的方法，能够制造输出特性、特别是低温的脉冲放电特性优异的非水电解质二次电池。
产业可利用性
采用本说明书中公开的方法制造的负极，能够很好地用于一次电池、二次电池、电容器、电解电容器、传感器、电致变色原件等电化学设备。
采用本说明书中公开的方法制造的非水电解质电池(典型地为二次电池)，能够很好地用于：运输设备、电子设备的电源；与火力发电、风力发电、燃料电池发电等的发电设备组合使用的电力平稳化用的二次电池；一般家庭和集体住宅用的应急蓄电系统、深夜电力存储系统等蓄电系统；不间断电源等。
采用本说明书中公开的方法制造的非水电解质电池，作为便携式电子设备、电动工具、吸尘器、机器人等电子设备的电源是有用的。这些之中，作为以手机、移动设备、手持终端(PDA)、笔记本电脑、摄像机、游戏机为代表的便携式电子设备的电源，可以很好地使用通过本说明书中公开的方法制造的非水电解质电池。

Claims (15)

1.一种非水电解质电池的制造方法，包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；
正极准备工序，该工序准备正极，所述正极包含能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料；
组装工序，该工序将所述正极、所述负极、隔板和非水电解质封入外包装中；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
2.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，所述负极活性物质层的理论容量为所述负极活性物质层的可逆容量与不可逆容量的合计容量，
在所述负极准备工序中，使相当于所述理论容量的锂量和相当于所述可逆容量的5～40％的锂量这二者的合计量的锂与所述负极活性物质层接触。
3.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，在将通过从与所述负极活性物质层接触的锂的总量减去相当于所述理论容量的量而算出的量定义为过剩量时，
在所述正极中包含其量能够不可逆地吸藏全部所述过剩量的锂的所述锂吸藏材料。
4.根据权利要求1所述的非水电解质的制造方法，所述负极化成工序是使所述负极与所述非水电解质或其它非水电解质接触一定时间的工序。
5.根据权利要求4所述的非水电解质电池的制造方法，在所述负极化成工序中加热所述负极。
6.根据权利要求5所述的非水电解质电池的制造方法，通过将所述负极置于40～80℃的范围的温度环境下来加热所述负极。
7.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，所述负极准备工序包括将锂蒸镀于所述负极活性物质层的工序，
所述负极化成工序与所述蒸镀工序同时进行。
8.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，还包括放电工序，该工序使所述正极的所述锂吸藏材料吸藏超过相当于所述理论容量的量并与所述负极活性物质层接触的过剩的锂。
9.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，
在所述正极准备工序中，使用有吸藏锂的余地的材料作为所述正极活性物质。
10.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，
在所述正极准备工序中，使用钒氧化物作为所述正极活性物质。
11.根据权利要求1所述的非水电解质电池的制造方法，所述正极还包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质，
所述锂吸藏材料为氟化石墨。
12.一种非水电解质电池，是采用权利要求1所述的方法制造的。
13.一种非水电解质二次电池，具备正极和负极，
所述正极包含能够可逆地吸藏和放出锂的正极活性物质、及能够不可逆地吸藏锂的锂吸藏材料，
所述负极包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质，
在所述非水电解质二次电池处于满充电状态时，被所述负极活性物质吸藏的锂量、和被所述锂吸藏材料吸藏的锂量的合计量，超过相当于所述负极的理论容量的锂量。
14.根据权利要求13所述的非水电解质二次电池，所述正极活性物质为钒氧化物。
15.一种负极的制造方法，包括：
负极准备工序，该工序形成包含选自硅和硅化合物中的至少一者作为负极活性物质的负极活性物质层，使超过相当于所述负极活性物质层的理论容量的量的锂与所述负极活性物质层接触，由此准备负极；以及
负极化成工序，该工序通过与所述负极活性物质层接触的锂来进行所述负极活性物质的化成处理。
CN201380055901.4A 2012-11-12 2013-11-11 非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池 Pending CN104756303A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-248495 2012-11-12
JP2012248495 2012-11-12
PCT/JP2013/006619 WO2014073217A1 (ja) 2012-11-12 2013-11-11 非水電解質電池の製造方法及び非水電解質電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104756303A true CN104756303A (zh) 2015-07-01

Family

ID=50684342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380055901.4A Pending CN104756303A (zh) 2012-11-12 2013-11-11 非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9761902B2 (zh)
JP (1) JPWO2014073217A1 (zh)
CN (1) CN104756303A (zh)
WO (1) WO2014073217A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108886134A (zh) * 2016-03-31 2018-11-23 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023059070A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지
WO2023059072A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182602A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池
JP2003115327A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 非水電解質二次電池
CN1694298A (zh) * 2004-04-29 2005-11-09 三星Sdi株式会社 锂二次电池
JP2011054324A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法
CN102113162A (zh) * 2008-08-04 2011-06-29 松下电器产业株式会社 锂二次电池的制造方法和锂二次电池
CN102449811A (zh) * 2009-05-26 2012-05-09 株式会社Lg化学 具有高能量密度的锂二次电池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3167513B2 (ja) * 1993-08-03 2001-05-21 三洋電機株式会社 非水電解液電池
JP2007299801A (ja) 2006-04-27 2007-11-15 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 蓄エネルギ素子
US9293773B2 (en) * 2008-04-08 2016-03-22 California Institute Of Technology Electrolytes for wide operating temperature lithium-ion cells
US8241793B2 (en) * 2009-01-02 2012-08-14 Nanotek Instruments, Inc. Secondary lithium ion battery containing a prelithiated anode
US20110179637A1 (en) * 2010-01-24 2011-07-28 Kevin Wilmot Eberman Slurry coating method for making batteries

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000182602A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池
JP2003115327A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 非水電解質二次電池
CN1694298A (zh) * 2004-04-29 2005-11-09 三星Sdi株式会社 锂二次电池
CN102113162A (zh) * 2008-08-04 2011-06-29 松下电器产业株式会社 锂二次电池的制造方法和锂二次电池
CN102449811A (zh) * 2009-05-26 2012-05-09 株式会社Lg化学 具有高能量密度的锂二次电池
JP2011054324A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108886134A (zh) * 2016-03-31 2018-11-23 松下知识产权经营株式会社 非水电解质二次电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20150244020A1 (en) 2015-08-27
US9761902B2 (en) 2017-09-12
JPWO2014073217A1 (ja) 2016-09-08
WO2014073217A1 (ja) 2014-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102598388B (zh) 锂二次电池
JP6971575B2 (ja) 再充電可能な電気化学セル
JP4834030B2 (ja) リチウム二次電池用正極及びこれを用いたリチウム二次電池
CN105609704B (zh) 锂离子电池电极
WO2010012179A1 (en) Electrolyte for lithium batteries, lithium batteries and method for producing the same
CN104078708B (zh) 预掺杂剂、使用该预掺杂剂的蓄电装置及其制造方法
CN102792509B (zh) 锂离子二次电池
CN103456918B (zh) 电池正极及其制备方法和使用该正极的锂离子电池
CN109937499A (zh) 用于锂二次电池的正电极和包括其的锂二次电池
CN106797022A (zh) 钾离子二次电池用负极或钾离子电容器用负极、钾离子二次电池或钾离子电容器以及钾离子二次电池负极用或钾离子电容器负极用的粘结剂
WO2006080110A1 (ja) リチウム二次電池用正極材料
CN101809790A (zh) 电极体、使用该电极体的锂二次电池
JP2012209161A (ja) リチウム二次電池
US20060127771A1 (en) Energy storage device
JP2010123331A (ja) 非水電解質二次電池
CN104835652A (zh) 锂超级电容电池用嵌锂负极片及制备方法、锂超级电容电池
JP2015088437A (ja) 非水系二次電池のプリドープ方法及びプリドープ方法により得られる電池
JP2001176557A (ja) 非水電解液二次電池
CN101651233A (zh) 一种锂离子二次电池及其制备方法
JP6047086B2 (ja) ナトリウム二次電池
CN103400993B (zh) 一种电池正极和锂离子电池
CN104756303A (zh) 非水电解质电池的制造方法和非水电解质电池
JP2000228224A (ja) 非水電解液二次電池
JP2006066298A (ja) リチウム二次電池
JP2000228199A (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20180814