CN114503323A - 制造二次电池的方法和制造二次电池的设备 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的制造二次电池的方法包括：步骤(a)，交替堆叠电极和隔膜，以制造电极组件；步骤(b)，以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件，从而将设置在电极组件中的电极和隔膜彼此结合；步骤(c)，将电极组件容纳在电池壳体中并且向电池壳体中注入电解质，然后将电池壳体密封，以制造初步电池；步骤(d)，将初步电池充电和放电，以激活初步电池；和步骤(e)，在60℃至100℃的高温下将初步电池老化(aging)1小时至6小时，以对初步电池进行热处理。

Description

制造二次电池的方法和制造二次电池的设备
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月19日提交的韩国专利申请第10-2019-0148932号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
本发明涉及一种能够同时提高工艺性能和寿命性能的制造二次电池的方法和制造二次电池的设备。
背景技术
通常，与不可充电的一次电池不同，二次电池(secondary battery)是指可充电和可放电的电池。二次电池广泛用在诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的高科技电子领域中。
二次电池分为罐型二次电池和袋型二次电池，罐型二次电池包括电极组件、电解质、容纳电极组件和电解质的罐、以及安装在罐的开口上的盖组件。袋型二次电池包括电极组件、电解质、以及容纳电极组件和电解质的袋。
制造上述二次电池的方法包括：制造电极组件的工序、将制造的电极组件层压并结合的工序、以及将结合的电极组件与电解质一起容纳在壳体组件中的工序。
然而，在制造上述二次电池的方法中，如果在结合电极组件时增强层压，则工艺性能由于电极与隔膜之间的结合强度增加可得到提高，但是电池性能会劣化。另一方面，当减弱层压时，存在电极与隔膜之间的结合强度变弱，从而导致缺陷的问题。
发明内容
技术问题
发明出本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供一种制造二次电池的方法和制造二次电池的设备，在该方法中，在设定压力或更大压力下层压电极组件，然后在高温下老化电极组件从而使其进行热处理，由此同时提高工艺性能和电池性能。
技术方案
为实现上述目的，根据本发明的制造二次电池的方法包括：步骤(a)，交替堆叠电极和隔膜，以制造电极组件；步骤(b)，以5kgf/cm2或更大的压力层压所述电极组件，从而将设置在所述电极组件中的所述电极和所述隔膜彼此结合；步骤(c)，将所述电极组件容纳在电池壳体中并且向所述电池壳体中注入电解质，然后将所述电池壳体密封，以制造初步电池；步骤(d)，将所述初步电池充电和放电，以激活所述初步电池；和步骤(e)，在60℃至100℃的高温下将所述初步电池老化(aging)1小时至6小时，以对所述初步电池进行热处理。
在所述步骤(e)中，高温老化可执行1小时至3小时。
在所述步骤(e)中，可在75℃至90℃的温度下执行高温老化。
所述步骤(d)可包括：对所述初步电池进行一次或多次充放电的工序、以及脱气(degassing)的工序。
可通过老化执行脱气。
所述步骤(d)可包括：将所述初步电池初次充电的工序(d1)；在23℃至27℃的室温下将初次充电的初步电池初次老化的工序(d2)；在所述工序(d2)之后在50℃至80℃的高温下将所述初步电池初次老化的工序(d3)；在所述工序(d3)之后在23℃至27℃的室温下将所述初步电池二次老化的工序(d4)；以及在所述工序(d4)之后将所述初步电池初次放电的工序(d5)。
所述方法可在所述工序(d4)与所述工序(d5)之间进一步包括额外的脱气(degassing)工序。
所述额外的脱气工序可包括将所述初步电池的所述电池壳体打开的工序以及将所述电池壳体再次密封的工序。
所述工序(d1)可执行直至SOC 10至SOC 100。
所述工序(d2)可执行1天至5天。
所述工序(d3)可执行10小时至30小时。
所述工序(d4)可执行10小时至30天。
可执行所述工序(d5)，从而在SOC 90以6.5C放电一分钟。
根据本发明的制造二次电池的设备包括：电极组件制造装置，所述电极组件制造装置配置为通过交替堆叠电极和隔膜来制造电极组件；层压装置，所述层压装置以5kgf/cm2或更大的压力层压所述电极组件，从而将所述电极和所述隔膜彼此结合；初步电池制造装置，所述初步电池制造装置配置为将所述电极组件和电解质容纳在电池壳体中，从而制造初步电池；激活装置，所述激活装置配置为将所述初步电池充电和放电，从而激活所述初步电池；和热处理装置，所述热处理装置配置为在60℃至100℃的高温下将所述初步电池老化1小时至6小时，从而制造二次电池。
有益效果
根据本发明的制造二次电池的方法可包括：步骤(a)，制造电极组件；步骤(b)，以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件；步骤(c)，制造初步电池；步骤(d)，激活初步电池；和步骤(e)，在高温下将初步电池老化(aging)，以对初步电池进行热处理。因此，可通过隔膜的变形提高离子传导率。因此，可通过引起放电端子的开路电压(OCV)的降低来抑制电阻的增加，从而防止电池劣化并且提高寿命特性。特别是，可无损地防止电池性能由于较强层压而劣化。就是说，可同时提高工艺性能和电池性能。
就是说，在根据本发明的制造二次电池的方法中，可以以5kgf/cm2或更大的压力执行层压，以显著增加电极与隔膜之间的结合强度，并且可在60℃至100℃的高温下执行老化(aging)1小时至6小时，以改善由于层压而被干扰的浓差极化电阻，从而提高电池性能。
此外，在根据本发明的制造二次电池的方法中，步骤(e)中的高温老化可在75℃至90℃的温度下执行1小时至3小时。因此，以5kgf/cm2或更大的压力层压的电极组件可有效地被热处理，从而显著提高电池性能。
在根据本发明的制造二次电池的方法中，步骤(d)可包括对初步电池进行一次或多次充放电的工序、以及将初步电池脱气(degassing)的工序。因此，初步电池可有效地充电和放电而被激活。
就是说，在根据本发明的制造二次电池的方法中，步骤(d)可包括：将初步电池初次充电的工序(d1)；在23℃至27℃的室温下将初次充电的初步电池初次老化的工序(d2)；在工序(d2)之后在50℃至80℃的高温下将初步电池初次老化的工序(d3)；在工序(d3)之后在23℃至27℃的室温下将初步电池二次老化的工序(d4)；以及在工序(d4)之后将初步电池初次放电的工序(d5)。因此，可显著提高初步电池的充电/放电效率。
根据本发明的制造二次电池的方法可在工序(d4)与工序(d5)之间进一步包括额外的脱气(degassing)工序。因此，可快速排放初步电池中产生的气体，从而提高充电/放电效率。
附图说明
图1是根据本发明的制造二次电池的设备的示图。
图2是图解根据本发明的制造二次电池的方法的流程图。
图3是图解根据实验例1和2的循环特性的曲线图。
图4至图6是图解根据实验例3的循环特性的曲线图。
图7是图解放电容量的曲线图，用于确认根据实验例4的在充电状态(SOC)阶段中的浓差极化电阻。
图8是图解根据实验例5的高温老化的曲线图。
具体实施方式
下文中，将参照附图以使本发明所属领域的普通技术人员可以容易地执行本发明的技术构思的方式详细地描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以不同的形式体现，不应被解释为限于这里阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本发明来说任何不必要的内容，并且附图中相似的参考标记表示相似的元件。
[根据本发明的制造二次电池的设备]
如图1中所示，根据本发明的制造二次电池的设备100包括：电极组件制造装置110，电极组件制造装置110通过交替堆叠电极和隔膜来制造电极组件10；层压装置120，层压装置120以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10，从而将电极和隔膜彼此结合；初步电池制造装置130，初步电池制造装置130将电极组件10和电解质20容纳在电池壳体30中，以制造初步电池1a；激活装置140，激活装置140将初步电池1a充电和放电，以激活初步电池1a；和热处理装置150，热处理装置150在60℃至100℃的高温下将初步电池1a老化1小时至6小时，以制造二次电池1。
电极组件制造装置
电极组件制造装置110配置为制造电极组件，并且包括：供应电极11的电极供应辊111、供应隔膜12以使隔膜12设置在电极11之间的隔膜供应辊112、将每个电极11切割成预定尺寸的第一切割器113、和将切割的电极11与隔膜12组合成交替堆叠的组合辊114。
在具有上述构造的电极组件制造装置110中，交替堆叠电极和隔膜来制造电极组件10。
层压装置
层压装置120配置为增加电极组件的结合强度，并且包括：加热部121，加热部121将电极组件10加热，从而升高直至设定温度；碾压辊122，碾压辊122碾压被加热直至设定温度的电极组件10，从而增加设置在电极组件10中的每个电极与隔膜之间的结合强度；和第二切割器123，第二切割器123切割彼此对应的电极之间的隔膜，从而制造具有预定尺寸的电极组件10。
在此，碾压辊122以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10，从而将电极11和隔膜12彼此结合。
就是说，在根据本发明的制造二次电池的设备中，被激活的电极组件10可在高温下老化，以改善由于层压而被干扰的电极与隔膜之间的浓差极化电阻。因而，可以以5kgf/cm2或更大，优选7kgf/cm2或更大的压力层压电极组件，从而提高电极组件10的寿命性能。
初步电池制造装置
初步电池制造装置130可包括：向容纳有电极组件10的电池壳体30中注入电解质20的注入部131、和将电池壳体30的开口密封以制造初步电池1a的密封部132。
激活装置
激活装置140可通过以设定电压反复充电和放电激活初步电池1a，从而激活初步电池1a。
热处理装置
热处理装置150可在60℃至100℃的高温下将初步电池1a老化1小时至6小时，以对初步电池1a进行热处理，从而制造二次电池1。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明的制造二次电池的方法。
[根据本发明的制造二次电池的方法]
如图3至图8中所示，根据本发明的制造二次电池的方法包括：步骤(a)，交替堆叠电极11和隔膜12，以制造电极组件10；步骤(b)，以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10，从而将设置在电极组件10中的电极11和隔膜12彼此结合；步骤(c)，将电极组件10容纳在电池壳体30中并且向电池壳体30中注入电解质20，然后将电池壳体20密封，以制造初步电池1a；步骤(d)，将初步电池1a充电和放电，以激活初步电池1a；和步骤(e)，在60℃至100℃的高温下将初步电池1a老化(aging)1小时至6小时，以对初步电池1a进行热处理。
步骤(a)
在步骤(a)中，通过电极组件制造装置110交替堆叠电极11和隔膜12，以制造电极组件10。在此，电极11包括正极和负极。
通过在正极集流体上涂覆作为正极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物的电极混合物，然后将电极混合物干燥来制造正极。需要的话，可进一步给混合物添加填料。
正极活性材料例如可包括：层状化合物，诸如锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)等、或由一种或多种过渡金属所取代的化合物；锂锰氧化物，诸如Li1+xMn2-xO4(其中x为0至0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2等；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，诸如LiV3O8、LiFe3O4、V2O5、Cu2V2O7等；由化学式LiNi1-xMxO2(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，且x＝0.01～0.3)所表示的Ni位型的锂镍氧化物；由化学式LiMn2-xMxO2(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，且x＝0.01至0.1)或化学式Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)所表示的锂锰复合氧化物；由化学式LiNixMn2-xO4表示的具有尖晶石结构的锂镁复合氧化物；其中一部分Li被碱土金属离子取代的LiMn2O4；二硫化合物；Fe2(MoO4)3等，但不限于此。
正极集流体一般被制造为大约3μm至500μm的厚度。正极集流体没有特别限制，只要正极集流体的材料不会在电池中引起化学变化并且具有高导电性即可。例如，正极集流体可由不锈钢、铝、镍、焙烧碳、钛、或表面由碳、镍、钛或银处理过的铝或不锈钢制成。集流体可具有凹凸表面，以提高与活性材料的结合强度，并且正极集流体可被制造成各种形式，诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布。
通常，可基于包含正极活性材料的混合物的总量，以1重量％至30重量％向混合物中添加导电材料。导电材料没有特别限制，只要该材料不会在电池中引起化学变化并且具有高导电性即可。例如，导电材料可包括：石墨，诸如天然石墨和人造石墨；炭黑，诸如乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑和热炭黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳粉末、铝粉和镍粉；导电晶须，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；或聚苯撑的衍生物。市售的导电材料的具体示例包括：乙炔黑系列(ChevronChemical Company、Denka Singapore Private limited、Gulf Oil Company等的产品)、科琴黑(Ketjenblack)、EC基系列(Armak Company的产品)、Vulcan XC-72(Cabot Company的产品)、超级(Super)P(Timcal Company的产品)等。
粘合剂是辅助活性材料与导电材料的结合以及与集流体的结合的成分，并且基于包含正极活性材料的混合物的总量，通常包括大约1重量％至30重量％的粘合剂。粘合剂的示例可包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。
填料是抑制正极膨胀的组分并且可选择地使用。材料没有限制，可使用不会引起相应电池的化学变化并且具有纤维相的材料。例如，可使用烯烃类聚合物，诸如聚乙烯、聚丙烯等；纤维相材料，诸如玻璃纤维、碳纤维等。
通过在负极集流体上涂覆负极活性材料之后执行干燥和按压来制造负极。必要时，可选择地包括导电材料、粘合剂、填料等。
负极活性材料可包括：选自由结晶人造石墨、结晶天然石墨、无定形硬碳、低结晶软碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、超级P、石墨烯(graphene)和纤维状碳构成的群组中的至少一种碳基材料；硅基材料；金属复合氧化物，诸如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、SnxMe1-xMe’yOz(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me’：Al、B、P、Si、元素周期表第1、2和3族元素、卤素；0≤x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)；锂金属；锂合金；硅基合金；锡基合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5；导电聚合物，诸如聚乙炔；Li-Co-Ni基材料；氧化钛；氧化锂钛等，但不限于此。
通常，负极集流体具有3μm至500μm的厚度。负极集流体没有特别限制，只要负极集流体的材料具有合适的导电性而不会在电池中引起不利的化学变化即可。例如，负极集流体可包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、焙烧碳、或表面由碳、镍、钛或银处理过的铜或不锈钢、以及铝镉合金。此外，与正极集流体一样，可通过在负极集流体的表面上形成细微凹凸来增加负极活性材料的结合强度。负极集流体可具有各种形式，诸如膜、片、箔、网、多孔材料、泡沫材料、无纺布材料等。
隔膜设置在正极与负极之间，并且使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘膜作为隔膜。通常，隔膜可具有0.01μm至10μm的孔径和5μm至300μm的厚度。例如，由具有耐化学性和疏水性的诸如聚丙烯之类的烯烃聚合物、玻璃纤维或聚乙烯制成的片或无纺布可用作隔膜。当使用诸如聚合物之类的固体电解质作为电解质时，该固体电解质也可起到隔膜的作用。
具有上述构造的电极组件10可以是其中正极、隔膜、负极、隔膜和正极顺序堆叠的堆叠型电极组件；在正极片与负极片之间插置有隔膜的情况下卷绕的果冻卷型电极组件；或具有其中制造出双电池和/或全电池，然后用隔离膜卷绕的结构的堆叠-折叠型电极组件。
<制造例>
制造正极
0.5Li2MnO3·0.5Li(Ni0.45Mn0.35Ni0.20)O2用作正极活性材料，然后将正极活性材料、导电材料(炭黑，carbon black)和粘合剂(PVdF)以90:5:4的重量比投入NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮，N-methyl-2-pyrrolidone)中并且彼此混合，以制造正极混合物。接着，在具有20μm厚度的铝箔上涂覆80μm厚度的正极混合物，然后碾压并干燥，以制造正极。
制造负极
人造石墨用作负极活性材料，然后将负极活性材料、导电材料(炭黑，carbonblack)和粘合剂(PVdF)以95:3:2的重量比投入NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮，N-methyl-2-pyrrolidone)中并且彼此混合，以制造负极混合物。接着，在具有20μm厚度的铜箔上涂覆80μm厚度的负极混合物，然后碾压并干燥，以制造负极。
制造电极组件
通过电极组件制造装置110供应以交替堆叠如上所述制造的电极11和隔膜12(DB0901，BA1 SRS成分，厚度：18μm，织物厚度：9μm，在SRS的每一侧涂覆4.5μm的厚度，从而具有9μm的总厚度)，以制造电极组件10。
步骤(b)
在步骤(b)中，使用层压装置120以5kgf/cm2或更大，优选7kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10，从而将设置在电极组件10中的电极11和隔膜12彼此结合。
<实验例1>
图3的曲线图中图解了通过以3kgf/cm2的压力层压电极组件10，设置在电极组件10中的电极11与隔膜12之间的间隙和结合强度的变化。
<实验例2>
图3的曲线图中图解了通过以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10，设置在电极组件10中的电极11与隔膜12之间的间隙和结合强度的变化。
<比较例1>
图3中图解了在电极组件10未被层压的状态下，设置在电极组件10中的电极11与隔膜12之间的间隙的变化。
结果，参照图3，根据本发明，当将以5kgf/cm2或更大的压力层压电极组件10的情况与未执行层压的情况相比时，确认电极与隔膜之间的间隙显著减小。在此，比较例1中的结合强度(gf/20mm)为0，实验例1中的结合强度(gf/20mm)为6.7，实验例2中的结合强度(gf/20mm)为70.8。就是说，工艺性能显著提高时，确认寿命性能显著降低。
步骤(c)
在步骤(c)中，使用初步电池制造装置130将电极组件10容纳在电池壳体30中，并且向电池壳体30中注入电解质20，然后将电池壳体20密封，以制造初步电池1a。
使用非水电解质作为电解质。在此，非水电解质由液体电解质和锂盐构成，并且使用非水有机溶剂作为液体电解质。
例如，非水有机溶剂可包括非质子有机溶剂，诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃(franc)、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸丙烯酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯等。
锂盐是能够在非水电解质中易于溶解的材料。例如，锂盐可包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LICF3SO3、LICF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂肪族羧酸锂、四苯硼酸锂、酰亚胺等。
此外，可向电解质添加以下化合物来提高放电和充电特性、阻燃性等。化合物的示例可包括吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、乙二醇二甲醚(glyme)、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的恶唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。在一些情况下，为了赋予不燃性，可进一步包含含卤溶剂，诸如四氯化碳、三氟乙烯等，并且为了改善高温储存特性，可进一步包含二氧化碳气体。此外，可进一步包含氟代碳酸乙烯酯(FEC，Fluoro-Ethylene Carbonate)、丙烯基磺酸内酯(PRS，Propene sultone)、氟代碳酸乙烯酯(FEC，Fluoro-Ethylene Carbonate)等。
就是说，在步骤(c)中，将电极组件容纳在袋型电池壳体中，以1:1:1的体积比混合碳酸乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯，并且添加包含1M的LiPF6作为锂盐的非水电解质，以制造初步电池1a。
步骤(d)
执行步骤(d)，以通过将初步电池充电和放电来激活初步电池，并且步骤(d)包括：将初步电池1a初次充电的工序(d1)、在23℃至27℃的室温下将初次充电的初步电池1a初次老化的工序(d2)、在工序(d2)之后在50℃至80℃的高温下将初步电池1a初次老化的工序(d3)、在工序(d3)之后在23℃至27℃的室温下将初步电池1a二次老化的工序(d4)、以及在工序(d4)之后将初步电池1a初次放电的工序(d5)。可通过上述工序激活初步电池1a。
在此，执行老化工序，以通过充分浸渍电解质来提高隔膜的离子传导率。
步骤(d)可包括：对初步电池1a进行一次或多次充放电的工序、以及将初步电池1a脱气(degassing)的工序。在此，可通过老化执行脱气。
此外，可在工序(d4)与工序(d5)之间进一步执行额外的脱气(degassing)工序，并且该额外的脱气可进一步包括将初步电池的电池壳体打开的工序以及将电池壳体再次密封的工序。
就是说，由于基于激活工序的充电，电极活性材料被激活，并且电解质分解，从而在电池内产生气体。因而，需要去除气体的步骤，即，脱气工序。在此，即使在放置初步电池的老化工序中，也可去除大量的产生的气体。
也可通过放置初步电池的老化工序执行脱气(degassing)。
工序(d1)执行直至SOC 10至SOC 100。详细地说，工序(d1)可执行直至SOC 25至SOC 35。这是因为，用于激活的初始充电不需要完全充电，在上述范围内能够形成足够稳定的钝化层并且能够诱导初始气体产生，就工艺效率而言是优选的。
为了执行对通过浸渍电解质、初始气体产生和初始充电而形成的钝化层的稳定，在老化工序中，工序(d2)执行1天至5天，工序(d3)执行10小时至30小时，工序(d4)执行10小时至30天，并且执行工序(d5)，从而在SOC 90以6.5C放电一分钟。
当完成老化工序时，将初步电池初次放电。在此，初次放电被执行为完全放电至大约SOC 0。
简而言之，在步骤(d)中，将初步电池1a初次充电到SOC 30并且在25℃的室温下老化3天。接着，在60℃的高温下将初步电池1a老化24小时，然后在25℃的室温下再次老化20天之后，打开袋型电池壳体的一部分，以执行脱气(degassing)，然后，将初步电池1a初次放电到SOC 0。之后，将初步电池充电到SOC 100并将初步电池放电到SOC 0的工序重复两次以上，以完成激活工序。
<实施方式1>
激活的初步电池1a被充电到出货(shipping)状态下的SOC 30，然后在80℃的高温下老化1小时，以制造二次电池。
<实施方式2>
激活的初步电池1a被充电到出货(shipping)状态下的SOC 30，然后在80℃的高温下老化3小时，以制造二次电池。
<实施方式3>
激活的初步电池1a被充电到出货(shipping)状态下的SOC 30，然后在80℃的高温下老化6小时，以制造二次电池。
<比较例2>
激活的初步电池1a被充电到出货(shipping)状态下的SOC 30，以制造二次电池，未执行单独的处理。
<实验例3>
评价实验例1至3和比较例2中制造的二次电池的循环特性并且示出在图4至图6的曲线图中。
测量循环特性，诸如基于循环的容量保持率、在放电之后的休息(rest)期间保持的电压(voltage)E0D下OCV的变化、以及电阻增加率。以0.33C将二次电池充电到4.2V并以0.33C将二次电池放电到2.5V的工序重复100次，以测量上述循环特性。
参照图4的循环特性，可以看出与比较例2相比，在实施方式1至3中，基于循环的容量保持率被保持。
参照图5的循环特性，可以看出在放电之后的休息(rest)期间保持的电压(voltage)E0D下OCV的变化降低。
参照图6的循环特性，可以看出与未执行高温老化的情况相比，在激活步骤中执行高温老化的情况下，电阻降低。因此，确认寿命特性显著提高。
当然，OCV值存在差异，但可以看出就基于循环的容量保持率或电阻增加而言，储存1小时至6小时时的变化值没有显著差异。
因此，即使对于大约1小时的老化时间来说，也可提高寿命特性。
<实验例4>
在将实施方式3和比较例1中制造的二次电池针对从SOC 90到SOC 10按照值10变化的每个时段来说以6.5C放电1分钟的同时测量放电容量的变化，以确认浓差极化电阻的差异，结果示出在下面的图7的曲线图中。
参照图7，可以看出当执行高温老化时，表现出较高的放电容量。确定这是因为隔膜的离子传导率提高，并且浓差极化电阻改善。
步骤(e)
在步骤(e)中，通过在60℃至100℃的高温下将初步电池1a老化(aging)1小时至6小时来对初步电池1a进行热处理。因此，可制造二次电池1。
步骤(e)中的高温老化可执行1小时至5小时，更具体地，1小时至3小时。
当执行过短时间时，不会获得本发明的预期效果，但是当执行过长时间时，可通过执行该工序1小时或更多实现本发明的预期效果。结果，可以看出存在较大差异。另一方面，由于处理时间增加，所以不是优选的。
因此，该工序可执行1小时至6小时，考虑到工艺性能，更优选该工序执行1小时至3小时。
可在60℃至100℃，优选75℃至90℃的温度下执行步骤(e)中的高温老化。
如果温度低于上述温度，则时间过长，或者温度不足以对隔膜施加变形。因而，难以实现本发明的预期效果。另一方面，如果温度过高，则会对活性材料等产生影响，因而电池性能会劣化。
换句话说，本发明可在完成了激活工序之后仅通过在SOC 25至SOC 35的状态下，即，出货充电状态下，在高温下老化二次电池就可实现预期效果。结果，可无损地恢复在制造二次电池时由于较强层压而可能发生的电池性能的劣化。
<实验例5>
在75℃的高温下将包括以5kgf/cm2的压力层压的电极组件的初步电池1a老化(aging)3小时，循环的变化示出在图8的曲线图中。
<比较例3>
不单独处理包括以5kgf/cm2的压力层压的电极组件的初步电池1a。
结果，参照图8，可以看出当执行高温老化时，由于层压而劣化的循环被恢复。
因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由以上描述和在此描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同含义内以及在权利要求内做出的各种修改被视为在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种制造二次电池的方法，包括：
步骤(a)，交替堆叠电极和隔膜，以制造电极组件；
步骤(b)，以5kgf/cm2或更大的压力层压所述电极组件，从而将设置在所述电极组件中的所述电极和所述隔膜彼此结合；
步骤(c)，将所述电极组件容纳在电池壳体中并且向所述电池壳体中注入电解质，然后将所述电池壳体密封，从而制造初步电池；
步骤(d)，将所述初步电池充电和放电，以激活所述初步电池；和
步骤(e)，在60℃至100℃的高温下将所述初步电池老化(aging)1小时至6小时，以对所述初步电池进行热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(e)中，高温老化执行1小时至3小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(e)中，在75℃至90℃的温度下执行高温老化。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(d)包括：对所述初步电池进行一次或多次充放电的工序、以及脱气(degassing)的工序。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过老化执行脱气。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(d)包括：
将所述初步电池初次充电的工序(d1)；
在23℃至27℃的室温下将初次充电的初步电池初次老化的工序(d2)；
在所述工序(d2)之后在50℃至80℃的高温下将所述初步电池初次老化的工序(d3)；
在所述工序(d3)之后在23℃至27℃的室温下将所述初步电池二次老化的工序(d4)；以及
在所述工序(d4)之后将所述初步电池初次放电的工序(d5)。
7.根据权利要求6所述的方法，在所述工序(d4)与所述工序(d5)之间进一步包括额外的脱气(degassing)工序。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述额外的脱气工序包括将所述初步电池的所述电池壳体打开的工序以及将所述电池壳体再次密封的工序。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述工序(d1)执行直至SOC 10至SOC 100。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述工序(d2)执行1天至5天。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述工序(d3)执行10小时至30小时。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述工序(d4)执行10小时至30天。
13.根据权利要求6所述的方法，其中执行所述工序(d5)，从而在SOC90以6.5C放电一分钟。
14.一种制造二次电池的设备，包括：
电极组件制造装置，所述电极组件制造装置配置为通过交替堆叠电极和隔膜来制造电极组件；
层压装置，所述层压装置以5kgf/cm2或更大的压力层压所述电极组件，从而将所述电极和所述隔膜彼此结合；
初步电池制造装置，所述初步电池制造装置配置为将所述电极组件和电解质容纳在电池壳体中，从而制造初步电池；
激活装置，所述激活装置配置为将所述初步电池充电和放电，从而激活所述初步电池；和
热处理装置，所述热处理装置配置为在60℃至100℃的高温下将所述初步电池老化1小时至6小时，从而制造二次电池。
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