CN112805865A - 锂离子电池的制造方法和锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的锂离子电池的制造方法具备使离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的工序。所述离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于所述离子液体中的锂盐。所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子。所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂。所述离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。使所述离子液体电解质浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的所述离子液体电解质浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。

Description

锂离子电池的制造方法和锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池的制造方法和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池由于能量密度高，所以广泛地搭载于智能手机、笔记本电脑等电子/电设备中。在锂离子电池中，作为电解液通常使用将锂盐分散在非水溶剂中的可燃性的非水电解液。另外，在锂离子电池中，有时由过充电、正极-负极间的短路等而导致发热。进而，正极活性物质有时会由于热分解、过充电等而释放晶体中的氧。因此，锂离子电池有异常发热、着火的担心。
为了防止该异常发热、着火引起的事故，提出了在锂离子电池的电解质溶剂中使用离子液体的方案(例如，参照专利文献1、2)。离子液体是由阴离子和阳离子构成的液体，一般蒸汽压低且不可燃。因此，通过将离子液体用于电解质溶剂，可以提高锂离子电池的安全性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-195129号公报
专利文献2：日本特开2018-116840号公报
发明内容
发明要解决的问题
离子液体比有机溶剂粘度高。因此，在使用离子液体电解质的以往的锂离子电池中，离子液体电解质在正极活性物质层和负极活性物质层的细孔中移动时的电阻变高，难以将离子液体电解质填充到正极活性物质层和负极活性物质层的各个角落。另外，如果活性物质层中存在未填充离子液体电解质的细孔，则正极或负极的反应面积变窄，锂离子电池的充放电特性降低。另外，在使用离子液体电解质的锂离子电池中，有时循环特性降低。
本发明是鉴于这种情况而完成的，提供一种能够制造具有优异的充放电特性/循环特性的锂离子电池的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明提供一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，具备使离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的工序，所述离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于所述离子液体中的锂盐，所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子，所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂，所述离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐，使所述离子液体电解质浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的所述离子液体电解质浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。
发明的效果
本发明的制造方法所使用的离子液体电解质中所含的离子液体的阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子。因此，离子液体电解质可以具有低粘性，能够使离子液体电解质浸渗到多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的各个角落中。
溶解于离子液体中的锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂。锂盐和离子液体均具有酰亚胺阴离子，因此可以提高离子液体电解质的锂盐浓度，离子液体电解质可以具有高的离子导电率。其结果，锂离子电池可以具有优异的充放电特性。
使离子液体电解质浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的工序。离子液体的温度越高粘度越小，因此通过将离子液体设为50℃以上的温度，可以降低离子液体电解质的粘度，可以减小离子液体电解质渗入到正极活性物质层或负极活性物质层的细孔中时的阻力。因此，通过使该粘度降低的离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层，可以在正极活性物质层或负极活性物质层几乎所有微细的细孔中填充离子液体电解质。因此，可以扩大进行正极活性物质或负极活性物质与离子液体电解质之间的电极反应的电极的表面积，可以提高锂离子电池的充放电特性。
离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含锂盐。因此，锂离子电池可以具有优异的充放电特性/循环特性。这通过本申请的发明人等进行的实验得以明确。在实验中，使用锂盐浓度为0.8mol/L的离子液体电解质电池中观察到循环特性的降低。因此，可以认为通过将锂盐浓度设为1.6mol/L以上，可以防止离子液体电解质的变性，可以提高循环特性。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式的锂离子电池的示意性立体图。
图2为图1的虚线A-A处的锂离子电池的示意性剖视图。
图3的(a)为本发明的一个实施方式的锂离子电池中所含的正极的示意性俯视图，(b)为(a)的虚线B-B处的正极的示意性剖视图。
图4的(a)为本发明的一个实施方式的锂离子电池中所含的负极的示意性俯视图，(b)为(a)的虚线C-C处的负极的示意性剖视图。
图5为本发明的一个实施方式的锂离子电池中所含的电极集合体的示意性立体图。
图6为本发明的一个实施方式的锂离子电池的制造方法的说明图。
图7为本发明的一个实施方式的锂离子电池的制造方法的说明图。
图8为本发明的一个实施方式的锂离子电池的制造方法的说明图。
图9为本发明的一个实施方式的锂离子电池的制造方法的说明图。
图10为示出离子液体的粘度的温度依赖性的曲线图。
图11为正极活性物质层的孔径分布。
图12为负极活性物质层的孔径分布。
图13为示出DSC测定的测定结果的曲线图。
具体实施方式
本发明的锂离子电池的制造方法的特征在于：具备使离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的工序，所述离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于所述离子液体中的锂盐，所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子，所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂，所述离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐，使所述离子液体电解质浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的所述离子液体电解质浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。
本发明的制造方法中所包括的使离子液体电解质浸渗的工序优选为使具有50mPa·s以下的粘度的离子液体电解质浸渗于正极活性物质层或负极活性物质层的工序。另外，使离子液体电解质浸渗的工序优选在减压下进行。由此，可以使离子液体电解质浸渗到正极活性物质层或负极活性物质层的各个角落中。
离子液体电解质中所含的离子液体的阳离子优选为吡咯烷鎓系离子或咪唑鎓系离子。另外，该阳离子优选为甲基丙基吡咯烷鎓离子或乙基甲基咪唑鎓离子。由此，可以降低离子液体电解质的粘度。
示出正极活性物质层内或负极活性物质层内的细孔的孔径与孔容之间的关系的log微分孔容分布曲线优选在孔径为0.6μm以下的范围具有峰。由此，可以扩大进行正极反应的正极表面或进行负极反应的负极表面，可以提高锂离子电池的充放电特性。
本发明的制造方法中所包括的使离子液体电解质浸渗的工序优选在将电极集合体放入电池壳体中的状态下进行，所述电极集合体包含：含有正极活性物质层的正极、含有负极活性物质层的负极、以及分隔件。由此，可以使离子液体电解质同时浸渗正极活性物质层和负极活性物质层。
本发明也提供一种锂离子电池，其具备电极集合体、离子液体电解质、以及收纳所述电极集合体和所述离子液体电解质的电池壳体。在该锂离子电池中，电极集合体包含：含有多孔性的正极活性物质层的正极、具有多孔性的负极活性物质层的负极、以及分隔件，离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于离子液体中的锂盐，阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子，锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂，离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。
本实施方式的锂离子电池中所含的正极活性物质层或负极活性物质层优选具有孔径为0.6μm以下的细孔，优选离子液体电解质被填充到所述细孔中。由此，锂离子电池可以具有优异的充放电特性。
本实施方式的锂离子电池中所含的离子液体的阳离子优选为甲基丙基吡咯烷鎓离子或乙基甲基咪唑鎓离子。
本实施方式的锂离子电池中所含的正极活性物质层或负极活性物质层优选具有35μm以上且200μm以下的厚度。由此，可以使离子液体电解质浸渗到正极活性物质层或负极活性物质层的各个角落中。
以下，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。附图、以下的记载中所示的构成为示例，本发明的保护范围不限定于附图、以下的记载中所示的方案。
图1为本实施方式的锂离子电池的示意性立体图，图2为图1的虚线A-A处的锂离子电池的示意性剖视图。图3为正极的示意性俯视图和示意性剖视图，图4为负极的示意性俯视图和示意性剖视图，图5为电极集合体的示意性立体图。图6～9为本实施方式的锂离子电池的制造方法的说明图。
本实施方式的锂离子电池50的制造方法具备使离子液体电解质6浸渗于多孔性的正极活性物质层3或多孔性的负极活性物质层8的工序。离子液体电解质6包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于离子液体中的锂盐。所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子(FSI)。所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)。离子液体电解质6以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。使所述离子液体电解质6浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的的离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3或负极活性物质层8的工序。
本实施方式的锂离子电池50具备电极集合体10、离子液体电解质6、以及收纳电极集合体10和离子液体电解质6的电池壳体12。电极集合体10包含：含有多孔性的正极活性物质层3的正极2、具有多孔性的负极活性物质层8的负极7、以及分隔件11。离子液体电解质6包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于离子液体中的锂盐。所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子。所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂。离子液体电解质6以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。
电池壳体12是收纳电极集合体10(包括正极2、负极7和分隔件11)和离子液体电解质6的电池外壳体。电池壳体12可以是通过在熔接部20处熔接层压薄膜而制成袋状的壳体。在这种情况下，锂离子电池50为袋装电池。另外，电池壳体12可以是金属制的壳体，也可以是硬质树脂制的壳体。
正极2为具有多孔性的正极活性物质层3的电极。正极活性物质层3例如为包含设置在片状的正极集电体15上的正极活性物质4的多孔层。正极2例如可以具有如图3所示的结构。正极集电体15与正极端子18电连接。正极集电体14例如为铝箔。
正极活性物质4是直接参与随着正极2中的电荷移动的电子的传送的物质。正极活性物质4例如为LiCoO2、LiNiO2、LiNixCo1-xO2(x＝0.01～0.99)、LiMnO2、LiMn2O4、LiCoxMnyNizO2(x+y+z＝1)或者橄榄石型的LiFePO4或LixFe1-yMyPO4(其中，0.05≤x≤1.2、0≤y≤0.8，M为Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb中的至少1种以上)等。正极活性物质层3可以单独包含一种或多种混合包含这些正极活性物质。另外，正极活性物质可以在表面具有导电覆膜。由此，可以提高进行嵌入反应的正极活性物质表面的导电性，可以降低正极2的内阻。导电覆膜例如为碳覆膜。
伴随锂离子电池50的充放电的正极反应主要在正极活性物质4的表面处进行。因此，通过正极活性物质层3具有多孔性，即使在正极活性物质层3的细孔5的内壁面上也可以进行正极反应，可以提高锂离子电池50的充放电特性。但是，为了使细孔5的内壁面上进行正极反应，该细孔5需要被离子液体电解质6充满。
正极活性物质层3可以以示出正极活性物质层3内的细孔5的孔径与孔容之间的关系的log微分孔容分布曲线在孔径为0.6μm以下的范围具有峰的方式进行设置。
可以以正极活性物质层3的孔径为0.6μm以下的细孔5被离子液体电解质6充满的方式，使离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3。由此，正极活性物质层3可以具有进行正极反应的宽的表面积，可以提高锂离子电池50的充放电特性。关于使离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3的方法，将在后文描述。
正极活性物质层3可以具有35μm以上且200μm以下的厚度。由此，可以使离子液体电解质6浸渗到正极活性物质层3的各个角落中，可以用离子液体电解质6充满正极活性物质层3内的大部分的细孔5。
正极活性物质层3可以包含导电助剂。由此，可以提高正极活性物质层3的导电性，可以降低正极2的内阻。导电助剂例如为乙炔黑。另外，导电助剂也可以是属于易石墨化性碳的焦炭系软碳的微粒。
正极活性物质层3可以包含粘结剂。粘结剂例如为聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丙烯腈橡胶、或丙烯腈橡胶-PTFE混合体等。
例如，将正极活性物质的粉末、导电助剂和粘结剂混合来制备糊剂，将该糊剂涂布于正极集电体15上。然后，使涂布层干燥，进行压制处理从而可以形成正极活性物质层3。作为糊剂的制备中使用的溶剂，可列举出水、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、甲苯等。
负极7为具有多孔性的负极活性物质层8的电极。负极活性物质层8例如为包含设置在片状的负极集电体16上的负极活性物质的多孔层。负极7例如可以具有如图4所示的结构。负极集电体16与负极端子19电连接。负极集电体16例如为铜箔。
负极活性物质是直接参与随着负极中的电荷移动的电子的传送的物质。负极活性物质例如为石墨、部分石墨化碳、硬碳、软碳、钛酸锂(LTO)、Sn合金等。负极活性物质层8可以单独包含一种或多种混合包含这些负极活性物质。
伴随锂离子电池50的充放电的负极反应主要在负极活性物质的表面处进行。因此，通过负极活性物质层8具有多孔性，即使在负极活性物质层8的细孔的内壁面上也可以进行负极反应，可以提高锂离子电池50的充放电特性。但是，为了使细孔的内壁面上进行负极反应，需要该细孔被离子液体电解质6充满。
负极活性物质层8可以以示出负极活性物质层8内的细孔的孔径与孔容之间的关系的log微分孔容分布曲线在孔径为10μm以下的范围具有峰的方式进行设置。负极活性物质层8优选以示出负极活性物质层8内的细孔的孔径与孔容之间的关系的log微分孔容分布曲线在1μm以下、进一步在0.6μm以下的范围具有峰的方式进行设置。
可以以负极活性物质层8的孔径在上述范围内的细孔被离子液体电解质6充满的方式，使离子液体电解质6浸渗于负极活性物质层8。由此，负极活性物质层8可以具有进行负极反应的宽的表面积，可以提高锂离子电池50的充放电特性。关于使离子液体电解质6浸渗于负极活性物质层8的方法，将在后文描述。
负极活性物质层8可以具有35μm以上且200μm以下的厚度。由此，可以使离子液体电解质6浸渗到负极活性物质层8的各个角落中，可以用离子液体电解质6充满负极活性物质层8内的大部分的细孔。
负极活性物质层8可以包含粘结剂。粘结剂例如为聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)、丙烯腈橡胶、或丙烯腈橡胶-PTFE混合体等。
负极活性物质层8可以适当地包含增稠剂等添加物。
例如，将负极活性物质的粉末和粘结剂混合来制备糊剂，将该糊剂涂布于负极集电体16上。然后，使涂布层干燥，进行压制处理从而可以形成负极活性物质层8。作为糊剂的制备中使用的溶剂，例如为水、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、甲苯等。
分隔件11为片状，且配置于正极2与负极7之间。另外，分隔件11可以与正极2、负极7一起构成如图5所示的电极集合体10。通过设置分隔件11，可以防止在正极2与负极7之间流过短路电流。
分隔件11可以防止短路电流流过，只要在正极-负极间传导的离子能透过就没有特别限定，例如可以制成聚烯烃的微多孔性薄膜、纤维素片、芳纶片。另外，分隔件11也可以是包含纤维素纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维中的至少1种的不织布。
电极集合体10如图2、图5所示，可以具有以正极2与负极7交替地配置的方式层叠有多个正极2和多个负极7的结构。另外，电极集合体10可以具有相邻的正极2与负极7之间配置有分隔件11的结构。
离子液体电解质6被收纳在电池壳体12中，成为正极-负极间的离子传导介质。离子液体电解质6包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于离子液体中的锂盐。
离子液体是由阴离子和阳离子构成的液体。离子液体一般蒸气压低且不易燃烧，因此通过使用离子液体电解质6，可以提高锂离子电池50的安全性。
离子液体电解质6中所含的离子液体例如由作为阴离子的双(氟磺酰基)酰亚胺离子(以下称为FSI离子)和作为阳离子的吡咯烷鎓系离子构成。具体而言，离子液体由FSI离子和甲基丙基吡咯烷鎓离子(以下称为MPP离子)构成。通过使用这种离子液体，离子液体电解质6可以具有低粘性。另外，即使在将软碳、硬碳等碳系材料用于负极活性物质的情况下，也可以随着充放电使锂离子向负极活性物质嵌入脱嵌。
另外，离子液体电解质6中所含的离子液体例如由作为阴离子的FSI离子和作为阳离子的咪唑鎓系离子构成。具体而言，离子液体由FSI离子和乙基甲基咪唑鎓离子(以下称为EMI离子)构成。通过使用这种离子液体，离子液体电解质6可以具有低粘性。另外，即使在将软碳、硬碳等碳系材料用于负极活性物质的情况下，也可以随着充放电使锂离子向负极活性物质嵌入脱嵌。
离子液体电解质6中所含的锂盐(溶解于离子液体中的锂盐)为双(氟磺酰基)酰亚胺锂(以下称为LiFSI)或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(以下称为LiTFSI)。通过使用这种锂盐，可以使锂盐以较高的浓度溶解于离子液体中。
离子液体电解质6以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。另外，离子液体电解质6也可以以1.6mol/L以上且3.0mol/L以下的浓度包含所述锂盐。
可以认为离子液体电解质6在锂盐浓度为3.2mol/L左右时成为饱和溶液。
通过将锂盐浓度设为1.6mol/L以上，可以增大离子液体电解质6的离子传导率，可以提高锂离子电池50的充放电特性。
另外，通过将锂盐浓度设为1.6mol/L以上，锂离子电池50可以具有优异的循环特性。这通过本发明人等进行的实验得以明确。
通过将锂盐浓度设为1.6mol/L以上，可以抑制在100℃以下的温度下离子液体与锂盐反应而离子液体电解质6变性。因此，在锂离子电池50的制造工序中可以使离子液体电解质6升温至100℃以下的温度。
接着，对锂离子电池50的制造工序中所包括的工序，使离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3或负极活性物质层8的工序(以下称为浸渗工序)进行说明。通过进行浸渗工序，可以使离子液体电解质6浸渗到正极活性物质层3或负极活性物质层8的各个角落中，可以提高锂离子电池50的充放电特性。
在浸渗工序中，使温度为50℃以上且100℃以下的离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3或负极活性物质层8。由此，可以降低离子液体电解质6的粘度，可以使离子液体电解质6浸渗到正极活性物质层3或负极活性物质层8的各个角落中。另外，也可以使具有50mPa·s以下的粘度的离子液体电解质6浸渗于正极活性物质层3或负极活性物质层8。
浸渗工序可以在减压下进行。由此，可以排出正极活性物质层3的细孔5内的空气和负极活性物质层8的细孔内的空气，可以用离子液体电解质6充满这些细孔。
浸渗工序可以将收纳有电极集合体10和离子液体电解质6的电池壳体12放入真空烘箱22中来进行。例如，浸渗工序可以如图6的(a)～(e)那样进行。
如图6的(a)，在层叠有正极2、负极7、分隔件11的电极集合体10上安装正极端子18和负极端子19。接着，如图6的(b)，将电极集合体10放入电池壳体12中，如图6的(c)，从注入口27将离子液体电解质6放入电池壳体12中。此时，例如，如图7的(a)，可以以正极活性物质层3的上端和负极活性物质层8的上端比离子液体电解质6的液面高的方式放入离子液体电解质6。需要说明的是，图7是针对正极活性物质层3的说明图，但对负极活性物质层8也可以同样地进行说明。
接着，如图6的(d)，将有注入口27开口的电池壳体12放入真空烘箱22中，以真空烘箱22的内部温度成为50℃以上且100℃以下的方式一边用加热器23对真空烘箱22内进行加热，一边用真空泵抽吸真空烘箱22内的气体，使正极活性物质层3的细孔内的气体和负极活性物质层8的细孔内的气体脱气。因此，离子液体电解质6容易进入正极活性物质层3的细孔内和负极活性物质层8的细孔内。
另外，由于离子液体电解质6升温至真空烘箱22的内部温度，因此离子液体电解质6的粘度变小，离子液体电解质6在正极活性物质层3的细孔内和负极活性物质层8的细孔中移动时的阻力变小。因此，如图7的(b)，进行离子液体电解质6向正极活性物质层3和负极活性物质层8的浸渗，正极活性物质层3的细孔5和负极活性物质层8的细孔被离子液体电解质6充满。另外，分隔件11的细孔也被离子液体电解质6充满。
真空烘箱22内的浸渗时间例如可以设为1小时以上且10小时以下。
接着，如图6的(d)，将电池壳体12从真空烘箱22中取出，封住注入口27，从而完成锂离子电池50。
另外，浸渗工序可以在将收纳有电极集合体10的电池壳体12内的气体用真空泵抽吸使正极活性物质层3和负极活性物质层8脱气后，通过将离子液体电解质6注入电池壳体12中来进行。另外，也可以将50℃以上且100℃以下的离子液体电解质6注入电池壳体12中。
例如，浸渗工序可以如图8的(a)～(d)那样进行。如图8的(b)，在将离子液体电解质6放入电池壳体12中之前，通过用真空泵对电池壳体12中进行脱气，可以可靠地去除正极活性物质层3的细孔内的气体和负极活性物质层8的细孔内的气体。而且，如图8的(c)，通过向收纳有去除了细孔内的气体的正极活性物质层3和负极活性物质层8的电池壳体12中注入离子液体电解质6，可以使离子液体电解质6可靠地浸渗于正极活性物质层3和负极活性物质层8。此时，可以向电池壳体12中注入50℃以上且100℃以下的离子液体电解质6。另外，如图8的(d)，封住注入口27后，可以将锂离子电池50放入温度调整至50℃以上且100℃以下的烘箱中。由此，可以进行离子液体电解质6向正极活性物质层3和负极活性物质层8浸渗。
另外，浸渗工序也可以在将电极集合体10放入电池壳体12之前进行。例如，浸渗工序可以如图9的(a)～(d)那样进行。
如图9的(b)，将收纳有电极集合体10和离子液体电解质6的容器25放入真空烘箱22，以真空烘箱22的内部温度成为50℃以上且100℃以下的方式一边用加热器23对真空烘箱22内进行加热，一边用真空泵抽吸真空烘箱22内的气体，使正极活性物质层3的细孔内的气体和负极活性物质层8的细孔内的气体脱气。由此，进行离子液体电解质6向正极活性物质层3和负极活性物质层8的浸渗，用离子液体电解质6充满正极活性物质层3的细孔5和负极活性物质层8的细孔。真空烘箱22中的浸渗时间例如可以设为1小时以上且10小时以下。而且，如图9的(c)，将从离子液体电解质6和容器25取出的电极集合体10放入电池壳体12中，如图9的(d)，封住注入口27从而完成锂离子电池50。
充放电实验
制作表1、2所示的电池1～31进行充放电实验。
正极通过在铝箔(正极集电体)的单面上涂布正极活性物质的糊剂使其干燥来制作。正极活性物质层的尺寸设为90.5mm×51.5mm、厚度39μm。在电池1～31的所有电池中将磷酸铁锂(LiFePO4)用于正极活性物质，使用以相同的方式制作的正极。
负极通过在铜箔(负极集电体)的单面上涂布负极活性物质的糊剂使其干燥来制作。负极活性物质层的尺寸设为93.5mm×55mm、厚度45μm。在电池1～28中将软碳(SC)用于负极活性物质，在电池29、30中将钛酸锂(LTO)用于负极活性物质，在电池31中将硬碳(HC)用于负极活性物质。
以正极活性物质层与负极活性物质层相对的方式，依次重叠已制作的1片正极、分隔件(不织布)、已制作的1片负极来制作电极集合体，将制作的电极集合体和离子液体电解质放入层压薄膜制的电池壳体中。离子液体电解质使用在离子液体中溶解有锂盐的电解质。
在电池1～16、26、29～31中，使用由MPP离子和FSI离子构成的离子液体，在电池17～25中，使用由EMI离子和FSI离子构成的离子液体，在电池27中使用由EMI离子和TFSI离子构成的离子液体，在电池28中使用由MPP离子和TFSI离子构成的离子液体。
另外，在电池1～25、29～31中使用LiFSI作为锂盐，在电池26～28中使用LiTFSI作为锂盐。锂盐的浓度设为0.8M～3.2M，详细示于表1、2。
接着，进行使离子液体电解质浸渗于正极活性物质层和负极活性物质层的浸渗工序。电池1、8、17、20中在常温、常压下进行浸渗工序，在其它电池中，进行真空浸渗。真空浸渗如图6的(d)使用真空烘箱进行。各电池的真空浸渗的时间和温度示于表1、2。另外，真空烘箱内的气体使用MAX减压值为6.7×10-2Pa的真空泵进行抽吸。
然后，通过使电池壳体的内部处于密闭状态来制作电池1～31。
使用制作的电池1～31进行初始充放电。在初始充放电中，第1、2次充放电以0.1C(3.75mA)进行，第3次充放电以1.0C(37.5mA)进行(充电：CCCV、放电：CC)。
然后，重复充放电进行循环试验(充放电电流：1.0C、充电：CCCV、放电：CC、循环次数：100次)。
从初始充放电和循环试验的测定结果计算出各电池的放电容量示于表1、2。需要说明的是，在电池3、6、15中未进行循环试验，在电池5、7、16、21、27～31中，循环试验未进行到第100次。
另外，离子液体的粘度的温度依赖性示于图10，正极活性物质层的孔径分布示于图11，负极活性物质层(软碳)的孔径分布示于图12。
[表1]
Figure BDA0003006475500000151
[表2]
Figure BDA0003006475500000152
在电池1～4中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为0.8M LiFSI，浸渗条件设为常温～100℃。在浸渗条件设为常温常压的电池1中，初始充放电时的放电容量为20.7mAh，与此相对，在60℃以上的温度下进行真空浸渗的电池2～4中，初始充放电时的放电容量为29.9mAh～37.6mAh，比电池1大。
离子液体如图10所示，在室温下粘度高，温度越高粘度越低。因此，在常温常压下使离子液体电解质浸渗于正极活性物质层和负极活性物质层的电池1中，由于离子液体电解质的粘度较高且未抽真空，认为图11、12所示的10μm以下的微细的细孔未被离子液体电解质充分浸渗，并认为在正极活性物质层中或负极活性物质层中存在未被离子液体电解质浸渗的部分。
另外，在60℃以上的真空烘箱中进行浸渗工序的电池2～4中，由于离子液体电解质的粘度较低且抽真空，认为图11、12所示的10μm以下的微细的细孔被离子液体电解质浸渗，并认为正极活性物质层和负极活性物质层的各个角落均被离子液体电解质浸渗。其结果，认为电池2～4的放电容量比电池1大。
另外，也制作了使用非水电解液(非水溶剂：EC/DEC/EMC＝27.5/5/67.5(添加剂VC0.7％、FEC0.3％)、锂盐：LiPF61.2mol/L)来代替离子液体电解质的第1参考电池。除电解液之外的构成、制造方法和实验方法与电池1相同。在第1参考电池中，初始充放电(0.1C)时的放电容量为37.8mAh，第1循环的放电容量为33.7mAh，第100循环的放电容量为32.4mAh。
电池1～4与第1参考电池相比，电池1的初始充放电时的放电容量为第1参考电池的放电容量的50％左右，电池2的初始充放电时的放电容量为第1参考电池的放电容量的80％左右，电池3、4的初始充放电时的放电容量与第1参考电池的放电容量大致相同。
另外，在电池1、2、4的循环试验中，随着循环的重复，放电容量降低，在第100循环中，放电容量成为5mAh以下。因此，可知在电池1、2、4的循环特性不好。
在电池5～7中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为1.6M LiFSI，浸渗条件设为60℃～100℃的真空浸渗。这些电池的初始充放电时的放电容量为30mAh以上，这些电池具有足够大的放电容量。因此，在电池5～7中，认为离子液体电解质能够充分地浸渗正极活性物质层和负极活性物质层。
在电池8～14中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为2.4M LiFSI，浸渗条件设为常温～100℃。
在浸渗条件设为常温常压的电池8和浸渗条件设为40℃、真空浸渗的电池9中，初始充放电时的放电容量为25mAh以下，与此相对，在50℃以上的温度下进行真空浸渗的电池10～14中，初始充放电时的放电容量为34mAh以上，比电池8、9大。因此，在电池10～14中，认为离子液体电解质能够充分地浸渗正极活性物质层和负极活性物质层。因此，可知通过在50℃以上的温度下进行真空浸渗，可以使离子液体电解质充分地浸渗于正极活性物质层和负极活性物质层。
另外，在电池8～14的循环试验中，与电池1、2、4的循环试验不同，未发生大的放电容量的降低。因此，可知锂盐的浓度为2.4M且真空浸渗时的温度为100℃以下的电池8～14具有优异的循环特性。
在电池15中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为3M LiFSI，浸渗条件设为80℃。另外，在电池16中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为3.2M LiFSI，浸渗条件设为100℃。这些电池的初始充放电时的放电容量为33mAh以上，这些电池具有足够大的放电容量。因此，可知即使锂盐的浓度设为3M以上，放电容量也未降低。但是，在电池16中，在室温的离子液体电解质中观察到锂盐的析出。
在电池17～19中，离子液体为EMI-FSI，锂盐为0.8M LiFSI，浸渗条件设为常温～100℃。在浸渗条件设为常温常压的电池17和浸渗条件设为60℃、真空浸渗的电池18中，初始充放电时的放电容量为14mAh以下，与此相对，在100℃下进行真空浸渗的电池19中，初始充放电时的放电容量为29.6mAh，比电池17、18大。因此，在电池19中，认为离子液体电解质能够充分地浸渗于正极活性物质层和负极活性物质层中。另外，可知即使将EMI-FSI用于离子液体电解质的离子液体，电池也具有大的放电容量。
另外，在电池17～19的循环试验中，随着与电池1、2、4同样地循环的重复，放电容量降低。因此，可知电池17～19的循环特性不好。
电池1、2、4、17～19的锂盐的浓度均为0.8M，因此表明循环特性的降低是由锂盐的浓度引起的。
在电池20～25中，离子液体为EMI-FSI，锂盐为2.4M LiFSI，浸渗条件设为常温～100℃。在浸渗条件设为常温常压的电池20和浸渗条件设为60℃、真空浸渗的电池21中，初始充放电时的放电容量为约25mAh以下，与此相对，在70℃以上的温度下进行真空浸渗的电池22～25中，初始充放电时的放电容量为39mAh以上，比电池20、21大。因此，在电池22～25中，认为离子液体电解质能够充分地浸渗于正极活性物质层和负极活性物质层中。
另外，在电池20、22～25的循环试验中，与电池17～19的循环试验不同，未发生大的放电容量的降低。因此，可知锂盐的浓度为2.4M的电池20、22～25具有优异的循环特性。
在电池26中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为1.6M LiTFSI，浸渗条件设为80℃。该电池的初始充放电时的放电容量为32.1mAh以上，该电池具有足够大的放电容量。在循环试验中虽然放电容量成为20mAh以下，但并未发生循环试验中的放电容量的大的降低。因此，可知即使在将LiTFSI用于锂盐的情况下，电池也具有优异的循环特性。
在电池27中，离子液体为EMI-TFSI，锂盐为1.6M LiTFSI，浸渗条件设为80℃。另外，在电池28中，离子液体为MPP-TFSI，锂盐为1.6M LiTFSI，浸渗条件设为80℃。这些电池的放电容量为6mAh以下的较小的值。因此，可知当使用阴离子为TFSI离子的离子液体时，充放电特性降低。
在电池29、30中，将钛酸锂(LTO)用于负极活性物质。另外，在电池29、30中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为0.8M或2.4M LiFSI，浸渗条件设为100℃。在电池29、30中，初始充放电时的放电容量为43mAh以上，这些电池具有大的放电容量。但是，在循环试验中锂盐的浓度设为0.8M的电池29中，放电容量大幅降低，与此相对，在锂盐的浓度设为2.4M的电池30中，未发生这种放电容量的降低。因此，可知将LTO用于负极活性物质的电池显示出与将软碳(SC)用于负极活性物质的电池同样的倾向。
另外，也制作了使用非水电解液(非水溶剂：EC/DEC/EMC＝27.5/5/67.5(添加剂VC0.7％、FEC0.3％)、锂盐：LiPF61.2mol/L)来代替离子液体电解质的第2参考电池。除电解液之外的构成和实验方法与电池29、30相同(浸渗工序为常温、常压)。在第2参考电池中，初始充放电(0.1C)时的放电容量为44.3mAh，第1循环的放电容量为39.6mAh。因此，可知电池30具有与第2参考电池同等的充放电特性。
在电池31中，将硬碳(HC)用于负极活性物质。另外，在电池31中，离子液体为MPP-FSI，锂盐为2.4M LiFSI，浸渗条件设为100℃。在电池31中，初始充放电时的放电容量为52.6mAh，循环试验的第1循环的放电容量为47.4mAh。因此，可知将HC用于负极活性物质的电池具有优异的充放电特性。
另外，也制作了使用非水电解液(非水溶剂：EC/DEC/EMC＝27.5/5/67.5(添加剂VC0.7％、FEC0.3％)、锂盐：LiPF61.2mol/L)来代替离子液体电解质的第3参考电池。除电解液之外的构成和实验方法与电池31相同(浸渗工序为常温、常压)。在第3参考电池中，初始充放电(0.1C)时的放电容量为51.9mAh，第1循环的放电容量为49.2mAh。因此，可知电池31具有与第3参考电池同等的充放电特性。
DSC测定实验
使用差示扫描量热计(DSC)来进行离子液体和离子液体电解质的热物性测定。试样中使用(a)未添加锂盐的MPP-FSI(纯MPP-FSI)、(b)溶解有0.8M的LiFSI的MPP-FSI、(c)溶解有1.2M的LiFSI的MPP-FSI、(d)溶解有1.6M的LiFSI的MPP-FSI、(e)溶解有2.4M的LiFSI的MPP-FSI、(f)溶解有3.0M的LiFSI的MPP-FSI。另外，气氛气体设为氩气，升温速度设为2℃/min。
测定结果示于图13。在图13的(a)所示的纯MPP-FSI的DSC曲线中，几乎没有伴随试样的吸热/发热的热流的变化，与此相对，在图13的(b)～(f)所示的添加LiFSI的MPP-FSI的DSC曲线中，表现出伴随试样的吸热/发热的热流的变化。认为该变化是由LiFSI与MPP-FSI之间的发热反应或吸热反应而引起的。
另外，图13的(b)～(f)中使用的添加LiFSI的MPP-FSI在DSC测定前是仅少许黄色的大致透明的液体，而DSC测定后观察到黄色的程度增强。
另外，虽然图13的(b)所示的0.8M LiFSI/MPP-FSI的DSC曲线在85℃至100℃的范围具有峰，但是图13的(d)(e)所示的1.6M LiFSI/MPP-FSI的DSC曲线和2.4M LiFSI/MPP-FSI的DSC曲线在100℃以下的范围不具有峰。因此，0.8M LiFSI/MPP-FSI比1.6M LiFSI/MPP-FSI和2.4M LiFSI/MPP-FSI热稳定性低，因此认为LiFSI与MPP-FSI容易反应。另外，表明这成为使用0.8M LiFSI/MPP-FSI的锂离子电池(电池1、2、4、17～19)的循环特性降低的原因之一。
图13的(f)所示的3.0M LiFSI/MPP-FSI的DSC曲线在100℃附近具有峰。由此可知，3.0M LiFSI/MPP-FSI与0.8M LiFSI/MPP-FSI相比热稳定性更高，表明即使在该离子液体电解质的浓度下，也能够制作稳定的电池。
附图标记说明
2：正极 3：正极活性物质层 4：正极活性物质 5：细孔 6：离子液体电解质 7：负极8：负极活性物质层 9：负极活性物质 10：电极集合体 11：分隔件 12：电池壳体 15：正极集电体 16：负极集电体 18：正极端子 19：负极端子 20：熔接部 22：真空烘箱 23：加热器25：容器 27：注入口 50：锂离子电池。

Claims (14)

1.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，具备使离子液体电解质浸渗于多孔性的正极活性物质层或多孔性的负极活性物质层的工序，
所述离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于所述离子液体中的锂盐，
所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子，
所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂，
所述离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐，
使所述离子液体电解质浸渗的工序是使温度为50℃以上且100℃以下的所述离子液体电解质浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，使所述离子液体电解质浸渗的工序是使具有50mPa·s以下的粘度的所述离子液体电解质浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，使所述离子液体电解质浸渗的工序在减压下进行。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，使所述离子液体电解质浸渗的工序是不使所述离子液体电解质变性地浸渗于所述正极活性物质层或所述负极活性物质层的工序。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制造方法，其中，所述阳离子为吡咯烷鎓系离子或咪唑鎓系离子。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述阳离子为甲基丙基吡咯烷鎓离子或乙基甲基咪唑鎓离子。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的制造方法，其中，示出所述正极活性物质层内或所述负极活性物质层内的细孔的孔径与孔容之间的关系的log微分孔容分布曲线在孔径为0.6μm以下的范围具有峰。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的制造方法，其中，使所述离子液体电解质浸渗的工序是在将电极集合体放入电池壳体中的状态下进行的，所述电极集合体包含：含有所述正极活性物质层的正极、含有所述负极活性物质层的负极、以及分隔件。
9.一种锂离子电池，其特征在于，具备电极集合体、离子液体电解质、以及收纳所述电极集合体和所述离子液体电解质的电池壳体，
所述电极集合体包含：含有多孔性的正极活性物质层的正极、具有多孔性的负极活性物质层的负极、以及分隔件，
所述离子液体电解质包含由阴离子和阳离子构成的离子液体以及溶解于所述离子液体中的锂盐，
所述阴离子为双(氟磺酰基)酰亚胺离子，
所述锂盐为双(氟磺酰基)酰亚胺锂或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂，
所述离子液体电解质以1.6mol/L以上且3.2mol/L以下的浓度包含所述锂盐。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其中，所述多孔性的正极活性物质层或所述多孔性的负极活性物质层中所述离子液体电解质未变性地浸渗到细孔的各个角落中。
11.根据权利要求9或10所述的锂离子电池，其中，所述正极活性物质层或所述负极活性物质层具有孔径为0.6μm以下的细孔，
所述离子液体电解质被填充到所述细孔中。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的锂离子电池，其中，所述阳离子为甲基丙基吡咯烷鎓离子或乙基甲基咪唑鎓离子。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的锂离子电池，其中，所述正极活性物质层或所述负极活性物质层具有35μm以上且200μm以下的厚度。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的锂离子电池，其初始充放电时的放电容量大于约25mAh。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948777A (zh) * 2021-09-27 2022-01-18 湘潭大学 离子液体电解质及其制备方法、应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11652240B1 (en) * 2019-12-03 2023-05-16 GRU Energy Lab Inc. Solid-state electrochemical cells comprising coated negative electrodes and methods of fabricating thereof
US20240047655A1 (en) * 2020-12-16 2024-02-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery, electronic device, power storage system, and vehicle
CN113945676B (zh) * 2021-09-30 2023-09-22 蜂巢能源科技有限公司 分析电芯内部电解液分布状态的方法及其应用
JP7398128B2 (ja) 2021-11-01 2023-12-14 株式会社スリーダムアライアンス 高耐久リチウム二次電池
CN114975994B (zh) * 2022-06-17 2024-02-13 北京航空航天大学 一种低温可快充锂离子电池负极材料及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257963A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Central Res Inst Of Electric Power Ind 非水電解質二次電池
AU2008271909A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Lithium energy storage device
US20090169992A1 (en) * 2006-02-03 2009-07-02 Eriko Ishiko Lithium Secondary Battery Using Ionic Liquid
JP2015198023A (ja) * 2014-04-01 2015-11-09 住友電気工業株式会社 溶融塩電池の製造方法
CN105340120A (zh) * 2013-06-27 2016-02-17 住友电气工业株式会社 锂电池
US20180233780A1 (en) * 2014-10-10 2018-08-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and electronic device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936653B1 (fr) * 2008-09-30 2011-02-11 Commissariat Energie Atomique Accumulateur a electrolyte liquide et procede de remplissage
TWI404254B (zh) * 2010-07-23 2013-08-01 Univ Nat Cheng Kung 低溫成膠型電解質組成物及使用其製備電子元件之方法
JP5795200B2 (ja) * 2011-06-17 2015-10-14 株式会社フジキン 電気化学素子の製造方法及び電気化学素子の製造装置
JP5726707B2 (ja) * 2011-10-14 2015-06-03 エレクセル株式会社 リチウム二次電池
US20130106029A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Infinite Power Solutions, Inc. Fabrication of High Energy Density Battery
WO2016084792A1 (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 カーリットホールディングス株式会社 イオン液体、その製造方法及びその用途
US20160268064A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and electronic device
JP6264344B2 (ja) * 2015-08-31 2018-01-24 トヨタ自動車株式会社 負極活物質粒子及び負極活物質粒子の製造方法
WO2017062521A1 (en) * 2015-10-05 2017-04-13 Sila Nanotechnologies Inc. Protection of battery electrodes against side reactions
JP2017195129A (ja) 2016-04-22 2017-10-26 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
KR102618539B1 (ko) * 2016-05-27 2023-12-28 삼성전자주식회사 리튬금속전지용 전해질, 이를 포함하는 리튬금속전지 및 리튬금속전지의 제조방법
US9997784B2 (en) * 2016-10-06 2018-06-12 Nanotek Instruments, Inc. Lithium ion battery anode containing silicon nanowires grown in situ in pores of graphene foam and production process
JP6500920B2 (ja) * 2017-01-18 2019-04-17 Tdk株式会社 リチウム二次電池
JP6875522B2 (ja) * 2017-06-15 2021-05-26 株式会社日立製作所 半固体電解質、電極、半固体電解質層付き電極、および二次電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090169992A1 (en) * 2006-02-03 2009-07-02 Eriko Ishiko Lithium Secondary Battery Using Ionic Liquid
JP2008257963A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Central Res Inst Of Electric Power Ind 非水電解質二次電池
AU2008271909A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Lithium energy storage device
CN105340120A (zh) * 2013-06-27 2016-02-17 住友电气工业株式会社 锂电池
JP2015198023A (ja) * 2014-04-01 2015-11-09 住友電気工業株式会社 溶融塩電池の製造方法
US20180233780A1 (en) * 2014-10-10 2018-08-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and electronic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948777A (zh) * 2021-09-27 2022-01-18 湘潭大学 离子液体电解质及其制备方法、应用

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Publication number Publication date
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