JP2001185140A - 負極材料の製造方法及び負極の製造方法並びに非水電解質電池の製造方法 - Google Patents

負極材料の製造方法及び負極の製造方法並びに非水電解質電池の製造方法

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博章 谷崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質の負極材料、負極及び非水電解質電池
を安全な製法により作製する。 【解決手段】 非炭素材料と炭素材料との混合物からな
る負極材料の製造方法において、非炭素材料及び炭素材
料の粉砕、分級を不活性ガス雰囲気下で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非炭素材料と炭素
材料との混合物からなる負極材料及びその負極材料を用
いた負極、並びに非水電解質電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、カメラ一体型ビデオテープレコー
ダ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等のポータブ
ル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られてい
る。そして、これらの電子機器のポータブル電源とし
て、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向
上させるための研究開発が活発に進められている。中で
も、リチウムイオン二次電池は、従来の非水電解液二次
電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して
大きなエネルギー密度が得られるため、期待度が大きく
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムイ
オン電池に使用する負極材料としては、難黒鉛化性炭素
や黒鉛等の炭素材料が、比較的高容量を示し、良好なサ
イクル特性を発現する点から広く用いられている。
【０００４】しかしながら、近年の高容量化に伴い、上
述したような炭素材料は、充放電容量が満足できるもの
ではなく、さらなる高性能化が課題となっている。そこ
で、炭素材料に代わって、より高容量を示すケイ素、錫
等の非炭素系の負極材料の研究が行われており、また、
そのような非炭素材料と炭素材料との混合物を用いた負
極材料、及びそれらを用いた負極、並びに非水電解質電
池の研究が盛んに行われている。
【０００５】しかしながら、上述したような負極材料、
及びそれらを用いた負極、並びに非水電解質電池では、
非炭素材料及び炭素材料の粉末を用いるため、製造工程
中に、大気中の水分を吸収する等で品質の低下が生じ
る、粉塵爆発や火災等の危険性がある等の問題点が生じ
ていた。
【０００６】したがって、本発明は、上述したような従
来の実情に鑑みて提案されたものであり、高品質の負極
材料、負極及び非水電解質電池を安全な製法により作製
し、提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る負極材料の
製造方法は、非炭素材料と炭素材料との混合物からなる
負極材料の製造方法であって、非炭素材料及び炭素材料
の粉砕、分級が、不活性ガス雰囲気下で行われることを
特徴とするものである。
【０００８】本発明に係る負極材料の製造方法では、非
炭素材料及び炭素材料の粉砕、分級が、不活性ガス雰囲
気下で行われる。そして、不活性ガスは、反応性に乏し
く不燃性であるため、非炭素材料及び炭素材料等への着
火が防止される。
【０００９】本発明に係る負極材料の製造方法は、非炭
素材料と炭素材料との混合物からなる負極材料の製造方
法であって、非炭素材料と炭素材料との混合が、不活性
ガス雰囲気下で行われることを特徴とするものである。
【００１０】本発明に係る負極材料の製造方法では、非
炭素材料と炭素材料との混合が、不活性ガス雰囲気下で
行われる。そして、不活性ガスは、反応性に乏しく不燃
性であるため、非炭素材料及び炭素材料等への着火が防
止される。
【００１１】本発明に係る負極の製造方法は、非炭素材
料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有する負
極合剤を負極集電体に塗布及び乾燥する負極の製造方法
であって、負極合剤は、不活性ガス雰囲気下、若しくは
乾燥空気雰囲気下で負極集電体に塗布及び乾燥されるこ
とを特徴とするものである。
【００１２】本発明に係る負極の製造方法では、非炭素
材料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有する
負極合剤が、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
囲気下で負極集電体に塗布及び乾燥される。そのため、
負極合剤が負極集電体に塗布及び乾燥される際に、大気
中の水分が負極材料に吸着等することが防止される。
【００１３】本発明に係る負極の製造方法は、非炭素材
料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有する負
極合剤を用いた負極の製造方法であって、負極合剤に対
してホットプレスを施すことを特徴とするものである。
【００１４】本発明に係る負極の製造方法では、負極合
剤に対してホットプレスを施す。そのため、負極合剤に
プレスを施す際に、大気中の水分が負極合剤中の負極材
料に吸着等することが防止され、また、非炭素材料と炭
素材料とが均一に接着される。
【００１５】本発明に係る非水電解質電池の製造方法
は、リチウム複合酸化物を含有する正極と、正極と対向
して配され、リチウムのドープ・脱ドープが可能な非炭
素材料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有す
る負極と、正極と負極との間に介在される非水電解質と
を備えた非水電解質電池の製造方法であって、負極は、
不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で巻回
され、巻層体とされることを特徴とするものである。
【００１６】本発明に係る非水電解質電池の製造方法で
は、負極が、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
囲気下で巻回され、巻層体とされる。そのため、巻層体
を形成する際に、大気中の水分が負極材料に吸着等する
ことが防止される。
【００１７】本発明に係る非水電解質電池の製造方法で
は、リチウム複合酸化物を含有する正極と、正極と対向
して配され、リチウムのドープ・脱ドープが可能な非炭
素材料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有す
る負極と、正極と負極との間に介在される非水電解質と
を備えた非水電解質電池の製造方法であって、非水電解
質として非水電解液を用い、当該非水電解液は、不活性
ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下において非水
電解質電池内に注入されることを特徴とするものであ
る。
【００１８】本発明に係る非水電解質電池の製造方法
は、非水電解質として非水電解液を用い、当該非水電解
液は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下
において非水電解質電池内に注入される。そのため、非
水電解質電池内に非水電解液を注入する際に、大気中の
水分が非水電解液に吸着等することが防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【００２０】図１は、本実施の形態に係るの非水電解液
電池の一構成例を示す縦断面図である。この非水電解液
電池１は、フィルム状の正極２と、フィルム状の負極３
とが、セパレータ４を介して密着状態で巻回された巻層
体が、電池缶５の内部に装填されてなる。そして、電池
缶５の内部には非水電解液が注入されている。
【００２１】上記正極２は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を正極集電体上に塗布、乾燥することに
より正極活物質層が形成されて作製される。正極集電体
には例えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。
【００２２】正極活物質には、目的とする電池の種類に
応じて、金属酸化物、金属硫化物又は特定のポリマーを
用いることができる。
【００２３】例えば、リチウム一次電池を構成する場
合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、ＭｎＯ2、黒鉛、Ｆ
ｅＳ2等を使用することができる。また、リチウム二次
電池を構成する場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2、
ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等の金属硫化物あるいは酸
化物を使用することができる。
【００２４】また、リチウム二次電池を構成する場合、
正極活物質としてＬｉxＭｎＯ2（式中、Ｍは一種以上の
遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異な
り、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である。）を主体とす
るリチウム複合酸化物等を使用することができる。この
リチウム複合酸化物を構成する遷移金属ＭとしてはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合
酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、
ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、ｘ，ｙは、電池の充放電
状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜
１．０２である。）ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができ
る。
【００２５】上述したようなリチウム複合酸化物は、高
電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物質
となる。正極２には、これらの正極活物質の複数種をあ
わせて使用してもよい。
【００２６】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常この種の電池の正極合剤に用いられている公知の結着
剤を用いることができるほか、上記正極合剤に公知の添
加剤等を添加することができる。
【００２７】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、負極集電体上に塗布、乾燥することによ
り負極活物質層が形成されて作製される。負極集電体に
は、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。
【００２８】本実施の形態に係る非水電解液電池１で
は、負極活物質として、非炭素材料と、炭素材料との混
合物を用いる。
【００２９】ここで、非炭素材料としては、例えばリチ
ウムと一般式ＬｉXＭＭ’（式中、Ｍ、Ｍ’は、Ｌｉ、
Ｃを除く元素であり、ｘ≧０．０１である。）で表され
る合金を形成するものを用いることができる。このよう
な非炭素材料としては、例えばケイ素化合物、錫化合
物、インジウム化合物、若しくはアルミニウム化合物等
を好ましく用いることができる。
【００３０】また、この場合、Ｍ、若しくはＭ’のうち
一方が、ケイ素化合物、錫化合物、インジウム化合物、
若しくはアルミニウム化合物等のリチウムと一般式Ｌｉ
XＭＭ’（式中、Ｍ、Ｍ’は、Ｌｉ、Ｃを除く元素であ
り、ｘ≧０．０１である。）を形成する元素を含有する
化合物であれば、Ｍ、若しくはＭ’のうちの他方は、リ
チウムと不活性な非炭素元素を選択することもできる。
【００３１】また、上記一般式中のｘについては、０．
０１以上であることが好ましいが、より好ましくは、ｘ
は、０．１以上である。
【００３２】そして、ケイ素化合物としては、一般式Ｍ
xＳｉで表される化合物を使用することもできる。ここ
で、上記式中Ｍは、Ｌｉ及びＳｉ以外の元素であり、具
体的にはＢ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐ、Ｓ、
Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｙ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓ
ｎ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｃｅ又はＴａ等が挙げられる。
【００３３】一方、炭素材料としては、例えば（００
２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素材
料や、（００２）面の面間隔が０．３４０ｎｍ以下の黒
鉛系材料、又は易黒鉛化性炭素材料を広く利用すること
ができる。
【００３４】上述したような炭素材料として具体的に
は、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等を使
用することができる。上記コークス類には、ピッチコー
クス、ニードルコークス、石油コークス等がある。ま
た、上記有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹
脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの
を示す。
【００３５】上述したような炭素材料は、一種類を単独
で使用してもよいし、複数種を混合して使用してもよ
い。その中でも特に、難黒鉛化性炭素を少なくとも用い
ることが好ましく、難黒鉛化性炭素に易黒鉛化性炭素又
は黒鉛系材料を任意の割合で混合したものを用いること
ができる。
【００３６】そして、この非水電解液電池１では、例え
ば負極活物質中の非炭素材料の平均粒径をＲMとし、炭
素材料の平均粒径をＲCとしたとき、非炭素材料と炭素
材料との粒径比ＲM／ＲCが１以下となされる。すなわ
ち、負極活物質中の非炭素材料の平均粒径が、炭素材料
の平均粒径よりも小さくなるようになされている。非炭
素材料の平均粒径を、炭素材料の平均粒径よりも小さく
することで、非炭素材料は、より大きな粒径を有する炭
素材料が形成する空隙に入り込むことになる。
【００３７】すなわち、本実施の形態に係る非水電解液
電池１では、非炭素材料と炭素材料とを含有する負極に
おいて、より粒径の大きな炭素材料が形成する空隙を、
粒径の小さな非炭素材料のリチウムとのドープ・脱ドー
プの場として利用する。炭素材料が形成する空隙中で、
非炭素材料のリチウムのドープ・脱ドープを行わせるこ
とで、リチウムのドープ・脱ドープの際に非炭素材料の
膨張・収縮による体積変化が現れても、炭素材料が形成
する空隙が、非炭素材料の体積変化を吸収し、負極活物
質全体としての体積変化を抑えることができる。そし
て、リチウムのドープ・脱ドープの際の負極活物質の体
積変化を抑えることで、非水電解質電池１のサイクル特
性を飛躍的に向上することができる。
【００３８】ＲM／ＲCが１よりも大きく、すなわち、非
炭素材料の平均粒径が炭素材料の平均粒径よりも大きく
なると、リチウムのドープ・脱ドープに伴う非炭素材料
の体積変化を炭素材料が吸収することができなくなる。
ＲM／ＲCを１以下とすることで、リチウムのドープ・脱
ドープの際の負極活物質の体積変化を抑えて、非水電解
液電池１のサイクル特性を向上させることができる。
【００３９】なお、上述したような負極活物質中に含有
される炭素材料の平均粒径ＲCとしては、１０μｍ〜７
０μｍ程度が好ましい。また、炭素材料の形状は特に限
定されるものではなく、粒状、鱗片状等、種々の形状の
炭素材料を用いることができる。
【００４０】また、上述したような負極活物質中に含有
される非炭素材料の平均粒径ＲMとしては、２０μｍ以
下程度が好ましく、より好ましい粒径は１０μｍ以下程
度である。
【００４１】ここで、上述した炭素材料や非炭素材料の
粒径及び平均粒径について述べる。不規則形状を有する
粒子の大きさの表し方には、種々の方法があるが、本実
施の形態においては、ＲM／ＲCが１以下となされていれ
ばよく、粒径及び平均粒径の測定方法は特に限定されな
い。
【００４２】粒径の測定方法として具体的には、例え
ば、粒子をふるいにかけ、粒子が通過しないふるい目の
大きさによって粒子の大きさを決める方法や、粒子を液
体中で沈降させて、その沈降速度を測定し、ストークス
式を用いてその粒径（ストークス径）を求める方法等が
挙げられる。このストークス径は、同じ条件下で試料粒
子と等しい速度で沈降する同じ密度の球形粒子の径を示
している。
【００４３】また、粉体は、大きさに分布のある粒子群
からなるのが通常であり、粒径に分布のある粉体でも、
ある現象に対する効果が粒径Ｒなる均一な粒径と同じで
あれば、Ｒを代表径として用いた方が便利である。この
ような機能をもつ径Ｒを、その粉体の平均粒径とする。
したがって、平均粒径の求め方も、目的とするところに
応じて異なってくる。平均粒径の求め方として、具体的
には例えば、長さ平均径（ΣｎＲ／Σｎ）等が挙げられ
るが、これに限定される訳ではない。ここで、Ｒは各粒
子の粒径であり、ｎは粒子の数である。
【００４４】また、本発明においては、非炭素材料と炭
素材料との混合物として、非炭素材料の重量をＷMと
し、上記炭素材料の重量をＷCとするとき、ＷMとＷCと
の比ＷM／ＷCが、１以下であることが好ましい。非炭素
材料の存在比率が５０％を超えた場合には、上述したリ
チウムのドープ・脱ドープに伴う非炭素材料の膨張・収
縮による体積変化が現れても、炭素材料が形成する空隙
が、非炭素材料の体積変化を吸収し、負極活物質全体と
しての体積変化を抑えることができない可能性があるか
らである。そして、炭素材料がリチウムのドープ・脱ド
ープの際の負極活物質の体積変化を抑えることができな
いと、非水電解質電池１のサイクル特性を向上させるこ
とができないからである。
【００４５】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。
【００４６】電解質としては、通常この種の電池の電解
液に用いられている公知の電解質を使用することができ
る。具体的には、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ
6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＣＨ3ＳＯ3Ｌｉ、
ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ、ＬｉＣｌ，ＬｉＢｒ等のリチウム塩を
挙げることができる。
【００４７】また、非水溶媒としては、従来より非水電
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。具体的には、例えばプロピレンカーボネート、
エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−
ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロ
フラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオ
キソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチ
ルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニ
トリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステ
ル、酪酸エステル、プロピオン酸エステル等を使用する
ことができる。これらの非水溶媒は単独で使用してもよ
いし、複数種を混合して使用してもよい。
【００４８】上述したような非水電解液電池１は、負極
に含有されるケイ素化合物と炭素材料との粒径比を規定
することで、リチウムのドープ・脱ドープの際の負極活
物質の体積変化を抑えて、サイクル特性が飛躍的に改善
されたものとなる。
【００４９】そして、上述したような非水電解液電池１
は、次のようにして製造される。
【００５０】正極２は、正極活物質と結着剤とを含有す
る正極合剤を、正極集電体となる例えばアルミニウム箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形
成することにより作製される。上記正極合剤の結着剤と
しては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記
正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００５１】負極３を作製するには、まず、非炭素材料
及び炭素材料を粉砕、分級し非炭素材料粉末、及び炭素
材料粉末を作製し、これらを混合することにより非炭素
材料と炭素材料との混合物からなる負極材料を作製す
る。そして、この負極材料に結着剤を混合することによ
り負極合剤を作製し、この負極合剤を負極集電体となる
例えば銅箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して負極活
物質層を形成し、ホットプレスにより圧縮成型すること
により負極３が作製される。上記負極合剤の結着剤とし
ては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記負
極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【００５２】ここで、上述したような炭素材料や非炭素
材料の粉砕、分級は、不活性ガス雰囲気下で行う。炭素
材料や非炭素材料の粉砕、分級を不活性ガス雰囲気下で
行うことにより、粉塵爆発や火災等の事故を未然に防
ぎ、安全に粉砕・分級作業を行うことができる。
【００５３】また、炭素材料と非炭素材料の混合は、不
活性ガス雰囲気下で行う。このように、炭素材料と非炭
素材料との混合を不活性ガス雰囲気下で行うことによ
り、粉塵爆発や火災等の事故を未然に防ぎ、安全に混合
作業を行うことができる。
【００５４】また、負極合剤の金属箔上への塗布、乾燥
は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で
行う。負極合剤の金属箔上への塗布、乾燥を不活性ガス
雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で行うことによ
り、負極合剤への大気中の水分の吸着等による負極３の
品質の低下を防止することができ、高品質の負極３、及
び非水電解質電池１を作製することができる。なお、上
記において乾燥空気雰囲気とは、露点が−１０℃以下の
状態をいう。
【００５５】そして、上述したホットプレスとは６０℃
以上の温度で行うプレス工程のことであり、負極３を作
製する際に、負極合剤に対してホットプレスを施すこと
により、負極合剤への大気中の水分の吸着等による負極
３の品質の低下を防止することができ、また、非炭素材
料層と炭素材料層との均一な接着を可能とすることがで
きる。したがって、負極合剤に対してホットプレスを施
すことにより、高品質の負極３、及び非水電解質電池１
を作製することができる。そして、負極合剤に対するホ
ットプレスを不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
囲気下で行うことが好ましい。負極合剤に対するホット
プレスを不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気
下で行うことにより、上述した効果をさらに高めること
ができる。なお、上記において乾燥空気雰囲気とは、露
点が−１０℃以下の状態をいう。
【００５６】以上のようにして得られる正極２と、負極
３とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなる
セパレータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体が構成される。
【００５７】ここで、巻層体を構成する際の巻回工程
は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で
行う。巻層体を構成する際の巻回工程を不活性ガス雰囲
気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で行うことにより、負
極合剤への大気中の水分の吸着等による負極３の品質の
低下を防止することができ、高品質の負極３、及び非水
電解質電池１を作製することができる。なお、上記にお
いて乾燥空気雰囲気とは、露点が−１０℃以下の状態を
いう。
【００５８】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに巻層
体を収納する。そして負極の集電をとるために、例えば
ニッケルからなる負極リード７の一端を負極３に圧着さ
せ、他端を電池缶５に溶接する。これにより、電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。また、正極２の集電をとるために、例
えばアルミニウムからなる正極リード８の一端を正極２
に取り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１
０と電気的に接続する。この電流遮断用薄板９は、電池
内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、
電池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解
液電池１の外部正極となる。
【００５９】次に、この電池缶５の中に非水電解液を注
入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解さ
せて調製される。
【００６０】ここで、電池缶５の中に非水電解液を注入
する注液工程は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空
気雰囲気下で行う。注液工程を不活性ガス雰囲気下、若
しくは乾燥空気雰囲気下で行うことにより、非水電解液
への大気中の水分の吸着等による負極３の品質の低下を
防止することができ、高品質の負極３、及び非水電解質
電池１を作製することができる。なお、上記において乾
燥空気雰囲気とは、露点が−１０℃以下の状態をいう。
【００６１】次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガ
スケット１１を介して電池缶５をかしめることにより電
池蓋１０が固定されて円筒型の非水電解液電池１が作製
される。
【００６２】なお、この非水電解液電池１においては、
図１に示すように、負極リード７及び正極リード８に接
続するセンターピン１２が設けられているとともに、電
池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気
体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温度上昇
を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられている。
【００６３】なお、上述した実施の形態では、非水電解
液電池１における負極活物質中の非炭素材料と炭素材料
との粒径比について述べたが、非炭素材料と炭素材料と
の重量組成比について規定してもよい。
【００６４】すなわち、例えば非水電解液電池１の負極
活物質中に含有される非炭素材料の重量をＷＭとし、炭
素材料の重量をＷCとするとき、非炭素材料と炭素材料
との重量組成比ＷM／ＷCが１以下となるようにする。
【００６５】すなわち、炭素材料の重量組成が、非炭素
材料の重量組成よりも大きくなるようになされている。
炭素材料の重量組成を、非炭素材料の重量組成よりも大
きくすることで、リチウムのドープ・脱ドープの際に非
炭素材料の膨張・収縮による体積変化が現れても、重量
組成のより大きな炭素材料が、非炭素材料の体積変化を
吸収し、負極活物質全体としての体積変化を抑えること
ができる。そして、リチウムのドープ・脱ドープの際の
負極活物質の体積変化を抑えることで、非水電解液電池
１のサイクル特性を飛躍的に向上することができる。
【００６６】ＷM／ＷCが１よりも大きく、すなわち、非
炭素材料の重量組成が炭素材料の重量組成よりも大きく
なると、リチウムのドープ・脱ドープに伴う非炭素材料
の体積変化を炭素材料が吸収することができなくなる。
ＷM／ＷCを１以下とすることで、リチウムのドープ・脱
ドープの際の負極活物質の体積変化を抑えて、非水電解
液電池１のサイクル特性を向上することができる。
【００６７】上述した実施の形態では、非水電解質電池
として、非水溶媒に電解質が溶解されてなる非水電解液
を用いた非水電解液電池１を例に挙げて説明したが、本
発明は、有機及び無機の固体電解質、マトリクス高分子
中に電解質が分散されてなる固体電解質を用いた電池
や、膨潤溶媒を含有するゲル状の固体電解質を用いた電
池についても適用可能である。
【００６８】また、本発明の電池は、円筒型、角型、コ
イン型、ボタン型等、その形状については特に限定され
ることはなく、また、薄型、大型等の種々の大きさにす
ることができる。
【００６９】そして、本発明は、上記に限定されること
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能
である。
【００７０】
【実施例】以下、具体的な例を用いて本発明を説明す
る。
【００７１】（実施例１）本発明の効果を確かめるべ
く、図２に示すコイン型非水電解液二次電池２０を作製
し、その特性を評価した。
【００７２】最初に、正極２１を次のように作製した。
【００７３】正極活物質として、炭酸リチウム０．５モ
ルと炭酸コバルト１モルとを混合し、９００℃の空気中
で５時間焼成することにより、ＬｉＣｏＯ2を得た。こ
のＬｉＣｏＯ2は、粉砕、分級することによって粉末と
した。次に、このＬｉＣｏＯ2９１重量部と、導電材と
してグラファイト６重量部と、結着剤としてポリフッ化
ビニリデン３重量部とを混合し、これにＮ−メチルピロ
リドンを分散剤として加えて、ペーストを作製した。そ
して、このペーストを乾燥し、円盤状に成形して正極２
１とした。
【００７４】次に、負極２２を次のように作製した。
【００７５】まず、出発原料に石油ピッチを用い、これ
に酸素を含む官能基を１０〜２０％導入することにより
酸素架橋を行い、次いで不活性ガス気流中１０００℃で
焼成し、ガラス状炭素に近い性質の難黒鉛化性炭素材料
を得た。得られた材料についてＸ線回折測定を行ったと
ころ、（００２）面の面間隔は３．７６オングストロー
ムであり、真比重は１．５８ｇ／ｃｍ3であった。
【００７６】次に、得られた難黒鉛化性炭素材料を粉砕
し、平均粒径５０μｍの炭素材料粉末とし、この炭素材
料粉末を６０重量部と、非炭素材料として窒素雰囲気下
で平均粒径５μｍに粉砕、分級したケイ素化合物（Ｍｇ
2Ｓｉ）粉末を３０重量部と、結着剤としてポリフッ化
ビニリデンを１０重量部とを窒素雰囲気下で混合し、こ
れにＮ−メチルピロリドンを分散剤として加えて、負極
合剤を調製した。そして、この負極合剤を、窒素雰囲気
下において集電体であるニッケルメッシュ（ニッケル繊
維径２０μｍ）の両面に均一に塗布、乾燥して負極活物
質層を形成した後、窒素雰囲気下においてホットプレス
機で圧縮成型することにより円盤状の負極２２を作製し
た。
【００７７】次に、上記正極１をアルミニウム製の正極
缶２３に収納し、負極２２をステンレス（ＳＵＳ３０
４）製の負極カップ２４に収納した。そして、正極２１
と負極２２とをポリプロピレン製のセパレータ２５を介
して積層した。
【００７８】そして、大気中でこの中に非水電解液を注
入した。この非水電解液は、炭酸プロピレンを５０容量
％と、炭酸ジエチルを５０容量％との混合溶媒中に、Ｌ
ｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解させて調製し
た。
【００７９】続いて、正極缶２３と負極カップ２４の外
周縁部を封口ガスケット２６を介してかしめ密閉するこ
とで直径２０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのコイン型非水電解
液二次電池２０を作製した。
【００８０】（比較例１）ケイ素化合物（Ｍｇ2Ｓｉ）
の粉砕、分級を大気中で行ったこと以外は、実施例１と
同様にしてコイン型非水電解液二次電池の作製を試み
た。
【００８１】（比較例２）炭素材料粉末とケイ素化合物
（Ｍｇ2Ｓｉ）粉末との混合を大気中で行ったこと以外
は実施例１と同様にしてコイン型非水電解液二次電池の
作製を試みた。
【００８２】上述したように実施例１、比較例１及び比
較例２のコイン型非水電解液二次電池を作製したとこ
ろ、実施例１においてはアクシデント等の発生はなく、
コイン型非水電解液二次電池を作製することができた。
それに対して、比較例１においては、ケイ素化合物（Ｍ
ｇ2Ｓｉ）の粉砕中にケイ素化合物（Ｍｇ2Ｓｉ）の粉末
が発火してしまい、コイン型非水電解液二次電池を作製
することができなかった。また、比較例２においても、
炭素材料粉末とケイ素化合物（Ｍｇ2Ｓｉ）粉末との混
合中にケイ素化合物（Ｍｇ2Ｓｉ）粉末が発火してしま
い、コイン型非水電解液二次電池を作製することができ
なかった。
【００８３】以上のことより、非炭素材料の粉砕、分級
を不活性ガス雰囲気下で行うことにより、金属粉末の発
火、火災等の発生を防止し、安全に非炭素材料の粉砕、
分級作業を行うことができることがわかった。また、炭
素材料粉末と非炭素材料粉末との混合を不活性ガス雰囲
気下で行うことにより、金属粉末の発火、火災等の発生
を防止し、安全に炭素材料粉末と非炭素材料粉末との混
合を行うことができることがわかった。
【００８４】（実施例２）負極合剤を、露点−２０℃の
乾燥空気雰囲気下においてニッケルメッシュ（ニッケル
繊維径２０μｍ）の両面に塗布、乾燥したこと以外は、
実施例１と同様にしてコイン型非水電解液二次電池を作
製した。
【００８５】（比較例３）負極合剤を、大気中において
ニッケルメッシュ（ニッケル繊維径２０μｍ）の両面に
塗布、乾燥したこと以外は、実施例１と同様にしてコイ
ン型非水電解液二次電池を作製した。
【００８６】以上のようにして作製した実施例１、実施
例２及び比較例３のコイン型非水電解液二次電池につい
て、以下のようにして充放電特性を評価した。
【００８７】充放電特性評価 まず、各非水電解液二次電池に対して、１Ａの定電流定
電圧充電を上限４．２Ｖまで行った。次に、５００ｍＡ
の定電流放電を終止電圧０．０Ｖまで行った。そして、
充電容量に対する放電容量の割合から、充放電効率
（％）を求めた。なお、充放電特性評価試験は、２０℃
の環境下で行った。
【００８８】実施例１、実施例２及び比較例３の各コイ
ン型非水電解液二次電池についての充放電効率を表１に
示す。
【００８９】
【表１】
【００９０】表１から明らかなように、負極合剤の塗
布、乾燥を不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲
気下で行った実施例１及び実施例２のコイン型非水電解
液二次電池は、大気中で負極合剤の塗布、乾燥を行った
比較例３のコイン型非水電解液二次電池に比べて、充放
電効率が大幅に向上していることがわかる。これは、不
活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下において
負極合剤の塗布、乾燥を行うことにより、負極材料に大
気中の水分が吸着等して負極の品質が低下するため、負
極材料の有する本来の性能を発揮できなくなることを防
止することができたためと考えられる。
【００９１】以上のことより、負極合剤の塗布、乾燥を
不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で行う
ことにより、負極の品質低下を防止し、良好な充放電特
性が得られることがわかった。
【００９２】（実施例３）負極合剤を露点−２０℃の乾
燥空気雰囲気下においてホットプレス機で圧縮成型する
こと以外は、実施例１と同様にしてコイン型非水電解液
二次電池を作製した。
【００９３】（実施例４）負極合剤を大気中においてホ
ットプレス機で圧縮成型すること以外は、実施例１と同
様にしてコイン型非水電解液二次電池を作製した。
【００９４】（比較例４）負極合剤を大気中において常
温のプレス機で圧縮成型すること以外は、実施例１と同
様にしてコイン型非水電解液二次電池を作製した。
【００９５】以上のようにして作製した実施例３、実施
例４及び比較例４のコイン型非水電解液二次電池につい
て、上述した方法で充放電特性を評価した。
【００９６】実施例１、実施例３、実施例４及び比較例
４の各コイン型非水電解液二次電池についての充放電効
率を表２に示す。
【００９７】
【表２】
【００９８】表２から明らかなように、負極合剤のプレ
スを不活性ガス雰囲気下、乾燥空気雰囲気下、若しくは
大気中においてホットプレスにより実施例１、実施例３
及び実施例４のコイン型非水電解液二次電池は、負極合
剤のプレスを大気中において常温のプレスにより行った
比較例４のコイン型非水電解液二次電池に比べて、充放
電効率が大幅に向上していることがわかる。これは、負
極合剤のプレスをホットプレスにより行うことにより負
極材料に大気中の水分が吸着等して負極の品質が低下す
るため、負極材料の有する本来の性能を発揮できなくな
ることを防止することができたためと考えられる。ま
た、実施例１、実施例３及び実施例４を比較することに
より、負極合剤のプレスをホットプレスにより行う場
合、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下に
おいてホットプレスを行うことにより上述した効果をさ
らに高めることができると考えられる。
【００９９】以上のことより、負極合剤のプレスをホッ
トプレスにより行うことにより負極の品質低下を防止
し、良好な充放電特性が得られることがわかった。そし
て、ホットプレスを不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥
空気雰囲気下で行うことにより、さらにその効果を高め
られることがわかった。
【０１００】〈実施例５〉本発明の効果を確かめるべ
く、図１に示す非水電解液二次電池１を作製し、その特
性を評価した。
【０１０１】まず、負極３を次のように作製した。
【０１０２】まず、出発原料に石油ピッチを用い、これ
に酸素を含む官能基を１０〜２０％導入することにより
酸素架橋を行い、次いで不活性ガス気流中１０００℃で
焼成し、ガラス状炭素に近い性質の難黒鉛化性炭素材料
を得た。得られた材料についてＸ線回折測定を行ったと
ころ、（００２）面の面間隔は３．７６オングストロー
ムであり、真比重は１．５８ｇ／ｃｍ3であった。
【０１０３】次に、得られた難黒鉛化性炭素材料を粉砕
し、平均粒径５０μｍの炭素材料粉末とし、この炭素材
料粉末を６０重量部と、非炭素材料としての平均粒径５
μｍに粉砕、分級したケイ素化合物（Ｍｇ2Ｓｉ）粉末
を３０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを
１０重量部とを窒素雰囲気下で混合して負極合剤を調製
した。
【０１０４】次に、負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリ
ドンに分散させてスラリー状とした。そして、このスラ
リーを負極集電体である厚さ１０μｍの帯状の銅箔の両
面に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成した後、
プレス機で圧縮成型することにより負極３を作製した。
【０１０５】次に、正極２を以下のように作製した。
【０１０６】まず、炭酸リチウムと炭酸コバルトとを
０．５ｍｏｌ対１ｍｏｌの比率で混合し、空気中９００
℃で５時間焼成して正極活物質となるＬｉＣｏＯ2を得
た。
【０１０７】次に、得られたＬｉＣｏＯ2を９１重量部
と、導電剤として黒鉛を６重量部と、結着剤としてポリ
フッ化ビニリデンを３重量部とを混合して正極合剤を調
製した。
【０１０８】次に、正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドンに分散させてスラリーとした。そして、このスラ
リーを正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミニウム箔
の両面に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成した
後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極２を
作製した。
【０１０９】以上のようにして得られた正極２と、負極
３とを、窒素雰囲気下のグローブボックス内で、厚さ２
５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレ
ータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回すること
により巻層体を作製した。
【０１１０】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに巻層
体を収納した。そして負極３の集電をとるために、ニッ
ケル製の負極リード７の一端を負極３に圧着させ、他端
を電池缶５に溶接した。また、正極２の集電をとるため
に、アルミニウム製の正極リード８の一端を正極２に取
り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１０と
電気的に接続した。この電流遮断用薄板９は、電池内圧
に応じて電流を遮断するものである。
【０１１１】そして、窒素雰囲気下でこの電池缶５の中
に非水電解液を注入した。この非水電解液は、炭酸プロ
ピレンを５０容量％と、炭酸ジエチルを５０容量％との
混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／ｌの濃度で
溶解させて調製した。
【０１１２】最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケット１１を介して電池缶５をかしめることにより
電池蓋１０を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６
５ｍｍの円筒型の非水電解液二次電池を作製した。
【０１１３】（実施例６）露点−２０℃の乾燥空気雰囲
気下のグローブボックス内で電極の巻層体を形成したこ
と以外は、実施例５と同様にして非水電解液二次電池を
作製した。
【０１１４】（比較例５）大気中で電極の巻層体を形成
したこと以外は、実施例５と同様にして非水電解液二次
質電池を作製した。
【０１１５】以上のようにして作製した実施例５、実施
例６及び比較例５の非水電解液二次電池について、以下
のようにしてサイクル特性を評価した。
【０１１６】サイクル特性評価 まず、各非水電解液二次電池に対して、１Ａの定電流定
電圧充電を上限４．２Ｖまで行った。次に、５００ｍＡ
の定電流放電を終止電圧２．５Ｖまで行った。以上の工
程を１サイクルとし、このサイクルを１００サイクル繰
り返した。そして、１サイクル目の放電容量に対する１
００サイクル目の放電容量の割合から、１００サイクル
目の放電容量維持率（％）を求めた。なお、サイクル特
性評価試験は、２０℃の環境下で行った。
【０１１７】実施例５、実施例６及び比較例５の各非水
電解液二次電池についての放電容量維持率を表３に示
す。なお、実施例５、実施例６及び比較例５の各非水電
解液二次電池について、初期容量はいずれもほぼ同等の
容量が得られた。
【０１１８】
【表３】
【０１１９】表３から明らかなように、電極の巻層体を
不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で形成
した実施例５及び実施例６の非水電解質電池は、大気中
で電極の巻層体を形成した比較例５の非水電解質電池に
比べて、１００サイクル目の放電容量維持率が大幅に向
上していることがわかる。これは、不活性ガス雰囲気
下、若しくは乾燥空気雰囲気下において電極の巻層体を
形成することにより、負極材料に大気中の水分が吸着等
して負極の品質が低下するため、負極材料の有する本来
の性能を発揮できなくなることを防止することができた
ためと考えられる。
【０１２０】以上のことより、電極の巻層体を不活性ガ
ス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で形成すること
により、負極の品質低下を防止し、良好なサイクル特性
が得られることがわかった。
【０１２１】（実施例７）非水電解液の注入を露点−２
０℃の乾燥空気雰囲気下で行ったこと以外は、実施例５
と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１２２】（比較例６）非水電解液の注入を大気中で
行ったこと以外は、実施例５と同様にして非水電解質電
池を作製した。
【０１２３】以上のようにして作製した実施例５、実施
例７及び比較例６の非水電解質電池について、上述した
方法でサイクル特性を評価した。
【０１２４】実施例５、実施例７及び比較例６の各非水
電解質電池についての放電容量維持率を表４に示す。な
お、実施例５、実施例７及び比較例６の各非水電解質電
池について、初期容量はいずれもほぼ同等の容量が得ら
れた。
【０１２５】
【表４】
【０１２６】表４から明らかなように、非水電解液の注
入を不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で
行った実施例５及び実施例７の非水電解液二次電池は、
非水電解液の注入を大気中で行った比較例６の非水電解
質電池に比べて、１００サイクル目の放電容量維持率が
大幅に向上していることがわかる。これは、非水電解液
の注入を不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気
下において行うことにより、非水電解液に大気中の水分
が吸着して非水電解液の品質が低下するため、非水電解
液の有する本来の性能が発揮されなくなることを防止す
ることができたためと考えられる。
【０１２７】以上のことより、非水電解液の注入を不活
性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下で行うこと
により、非水電解液の品質低下を防止し、良好なサイク
ル特性が得られることがわかった。
【０１２８】
【発明の効果】本発明に係る負極の製造方法では、非炭
素材料及び炭素材料の粉砕、分級が、不活性ガス雰囲気
下で行われる。そして、不活性ガスは、反応性に乏しく
不燃性であるため、非炭素材料及び炭素材料等への着火
が防止される。
【０１２９】したがって、本発明によれば、安全に作業
が行える負極材料の製造方法を提供することができる。
【０１３０】本発明に係る負極材料の製造方法では、非
炭素材料と炭素材料との混合が、不活性ガス雰囲気下で
行われる。そして、不活性ガスは、反応性に乏しく不燃
性であるため、非炭素材料及び炭素材料等への着火が防
止される。
【０１３１】したがって、本発明によれば、安全に作業
が行える負極材料の製造方法を提供することができる。
【０１３２】本発明に係る負極の製造方法では、非炭素
材料と炭素材料との混合物からなる負極材料を含有する
負極合剤が、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
囲気下で負極集電体に塗布及び乾燥される。そのため、
負極合剤が負極集電体に塗布及び乾燥される際に、大気
中の水分が負極材料に吸着等することが防止される。し
たがって、本発明によれば、製造時において品質の低下
を起こすことがなく、高品質の負極を製造可能な負極の
製造方法を提供することができる。
【０１３３】本発明に係る負極の製造方法では、負極合
剤に対してホットプレスを施す。そのため、負極合剤に
プレスを施す際に、大気中の水分が負極合剤中の負極材
料に吸着等することが防止され、また、非炭素材料と炭
素材料とが均一に接着される。
【０１３４】したがって、本発明によれば、製造時にお
いて品質の低下を起こすことがなく、高品質の負極を製
造可能な負極の製造方法を提供することができる。
【０１３５】本発明に係る非水電解質電池の製造方法で
は、負極が、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
囲気下で巻回され、巻層体とされる。そのため、巻層体
を形成する際に、大気中の水分が負極材料に吸着等する
ことが防止される。
【０１３６】したがって、本発明によれば、製造時にお
いて品質の低下を起こすことがなく、高品質の負極を製
造可能な負極の製造方法を提供することができる。
【０１３７】本発明に係る非水電解質電池の製造方法
は、非水電解質として非水電解液を用い、当該非水電解
液は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下
において非水電解質電池内に注入される。そのため、非
水電解質電池内に非水電解液を注入する際に、大気中の
水分が非水電解液に吸着等することが防止される。
【０１３８】したがって、本発明によれば、製造時にお
いて品質の低下を起こすことがなく、高品質の負極を製
造可能な負極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した非水電解液二次電池の一構成
例を示す断面図である。
【図２】本発明を適用したコイン型非水電解液二次電池
の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 非水電解液二次電池、２ 正極、３ 負極、４ セ
パレータ、５ 電池缶、１０ 電池蓋、２０、コイン型
非水電解液二次電池、２１ 正極、２２ 負極、２５
セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 国華 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 谷崎 博章 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 井本 浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA10 BA00 BA01 BA04 BA05 BB01 5H014 AA02 AA04 BB01 BB05 BB08 EE08 EE10 5H029 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ01 CJ02 CJ03 CJ22 CJ28

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非炭素材料と炭素材料との混合物からな
    る負極材料の製造方法であって、 上記非炭素材料及び上記炭素材料の粉砕、分級は、不活
    性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする負極材料の
    製造方法。
  2. 【請求項２】 非炭素材料と炭素材料との混合物からな
    る負極材料の製造方法であって、 上記非炭素材料と上記炭素材料との混合は、不活性ガス
    雰囲気下で行われることを特徴とする負極材料の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 非炭素材料と炭素材料との混合物からな
    る負極材料を含有する負極合剤を負極集電体に塗布及び
    乾燥する負極の製造方法であって、 上記負極合剤は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空
    気雰囲気下で負極集電体に塗布及び乾燥されることを特
    徴とする負極の製造方法。
  4. 【請求項４】 非炭素材料と炭素材料との混合物からな
    る負極材料を含有する負極合剤を用いた負極の製造方法
    であって、 上記負極合剤に対してホットプレスを施すことを特徴と
    する負極の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記ホットプレスは、不活性ガス雰囲気
    下、若しくは乾燥空気雰囲気下で行われることを特徴と
    する請求項４記載の負極の製造方法。
  6. 【請求項６】 リチウム複合酸化物を含有する正極と、 上記正極と対向して配され、リチウムのドープ・脱ドー
    プが可能な非炭素材料と炭素材料との混合物からなる負
    極材料を含有する負極と、 上記正極と上記負極との間に介在される非水電解質とを
    備えた非水電解質電池の製造方法であって、 上記負極は、不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰
    囲気下で巻回され、巻層体とされることを特徴とする非
    水電解質電池の製造方法。
  7. 【請求項７】 リチウム複合酸化物を含有する正極と、 上記正極と対向して配され、リチウムのドープ・脱ドー
    プが可能な非炭素材料と炭素材料との混合物からなる負
    極材料を含有する負極と、 上記正極と上記負極との間に介在される非水電解質とを
    備えた非水電解質電池の製造方法であって、 上記非水電解質として非水電解液を用い、当該非水電解
    液は、 不活性ガス雰囲気下、若しくは乾燥空気雰囲気下におい
    て上記非水電解質電池内に注入されることを特徴とする
    非水電解質電池の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111547A1 (ja) * 2011-02-18 2012-08-23 株式会社 東芝 非水電解質二次電池及びその製造方法
WO2012124525A1 (ja) * 2011-03-16 2012-09-20 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP2013045759A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP2016213094A (ja) * 2015-05-11 2016-12-15 トヨタ自動車株式会社 二次電池用負極の製造方法
USRE49306E1 (en) 2011-02-18 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8592838B1 (en) * 2007-05-24 2013-11-26 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Low voltage display or indicator system employing combinations of up converters and semiconductor light sources
JP5689976B2 (ja) * 2011-09-29 2015-03-25 日本曹達株式会社 ナトリウム二次電池用負極の製造方法、およびナトリウム二次電池用負極を形成するためのナトリウム分散組成物
US10505183B2 (en) * 2012-04-05 2019-12-10 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries
WO2016029379A1 (zh) * 2014-08-27 2016-03-03 江苏华盛精化工股份有限公司 氟代碳酸丙烯酯基电解液及锂离子电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4022926B2 (ja) * 1995-03-06 2007-12-19 ソニー株式会社 非水電解液二次電池用負極材料、その製造方法及びそれを用いた非水電解液二次電池
CA2254076A1 (en) * 1996-05-07 1997-11-13 Toyo Tanso Co., Ltd. Anode material for lithium ion secondary battery, method for manufacturing the same, and lithium ion secondary battery using the same
JP3713900B2 (ja) * 1996-07-19 2005-11-09 ソニー株式会社 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池
CA2305837C (en) * 1999-04-14 2011-05-31 Sony Corporation Material for negative electrode and nonaqueous-electrolyte battery incorporating the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012111547A1 (ja) * 2011-02-18 2012-08-23 株式会社 東芝 非水電解質二次電池及びその製造方法
USRE49306E1 (en) 2011-02-18 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery
US11139465B2 (en) 2011-02-18 2021-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof
US10490808B2 (en) 2011-02-18 2019-11-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof
US9923192B2 (en) 2011-02-18 2018-03-20 Kabushiki Kaihsa Toshiba Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof
JPWO2012124525A1 (ja) * 2011-03-16 2014-07-24 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池及びその製造方法
CN103443970A (zh) * 2011-03-16 2013-12-11 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
WO2012124525A1 (ja) * 2011-03-16 2012-09-20 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池及びその製造方法
CN103620853A (zh) * 2011-08-26 2014-03-05 株式会社东芝 非水电解质二次电池及其制造方法
US9331361B2 (en) 2011-08-26 2016-05-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery and production method thereof
WO2013031253A1 (ja) * 2011-08-26 2013-03-07 株式会社 東芝 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP2013045759A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp 非水電解質二次電池及びその製造方法
JP2016213094A (ja) * 2015-05-11 2016-12-15 トヨタ自動車株式会社 二次電池用負極の製造方法

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