JP2002216849A

JP2002216849A - リチウムイオン二次電池の製造方法

Info

Publication number: JP2002216849A
Application number: JP2001006965A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Zushi; 敏博厨子; Seiji Okada; 聖司岡田; Itaru Gosho; 至御書; Shogo Tanno; 昌吾丹野; Mitsuhiro Marumoto; 光弘丸本
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】電池性能を安定させる（特に電池間の性能の
バラツキをなくす）ことができるリチウムイオン二次電
池の製造方法を提供すること。【解決手段】シート状外装材で外装された積層型リチ
ウムイオン二次シート電池の製造方法であって、初回充
電を、当該シート電池に対して正負電極の積層方向に２
ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の圧力を印加した状態で行う
ことを特徴とする、積層型リチウムイオン二次シート電
池の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池の製造方法に関し、より詳細には、電池性能を安
定させる（特に電池間の性能のバラツキをなくす）こと
ができるリチウムイオン二次電池の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン二次電池では、初回充電
中に電極／電解液の界面で化学反応が起こり、ガスが発
生することが知られている。当該リチウムイオン二次電
池が金属（アルミ、鉄（クロムメッキ）等）缶以外の外
装材（例えば、アルミニウムラミネートフィルム等のシ
ート状の外装材）を用いたいわゆるシート電池の場合、
発生したガスが正負電極間に滞留することによって正負
電極が離間して内部抵抗が大きくなり、電池性能が低下
する（例えば、初回充電時に目標設計通りの容量が得ら
れない、エージング処理後にマイクロショート不良が発
生する等）場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、シート電池
の中でも捲回型のものでは、正負電極自体が締め上げら
れているため、ガスが発生しても正負電極が離間するこ
とがなく、安定した充放電が可能となるが、積層型のも
のでは、発生したガスが正負電極間に滞留することによ
って正負電極が離間して内部抵抗が大きくなり、充放電
が不安定となり、電池性能が低下するという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、電池性能を
安定させる（特に電池間の性能のバラツキをなくす）こ
とができるリチウムイオン二次電池の製造方法を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に対し、鋭意検討した結果、正負電極の積層方向に所定
範囲の圧力を印加した状態で初回充電を行うことによっ
て、初回充電中に発生するガスが正負電極間に滞留する
のを防止することができ、それゆえ電池性能を安定させ
る（特に電池間の性能のバラツキをなくす）ことができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は以下の通りである。

【０００６】シート状外装材で外装された積層型リチウ
ムイオン二次シート電池の製造方法であって、初回充電
を、当該シート電池に対して正負電極の積層方向に２ｇ
／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の圧力を印加した状態で行うこ
とを特徴とする、積層型リチウムイオン二次シート電池
の製造方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明におけるシート状外装材で
外装された積層型リチウムイオン二次シート電池におけ
る積層型とは、図１にて断面図で示すように、正極板
１、負極板２およびセパレータ（または固体電解質層）
３が積層された構造を有する型のもの（以下、積層構造
体１０という）を意味する。従って、シート状外装材で
外装された積層型リチウムイオン二次シート電池とは、
当該積層構造体１０をシート状の外装材８で（セパレー
タを使用する場合は電解液と共に）外装させた構成を有
するものであり、通常板状の形状である。

【０００８】本発明は、シート状外装材で外装された積
層型リチウムイオン二次シート電池の製造方法であり、
初回充電を、当該シート電池に対して正負電極の積層方
向に２ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の圧力を印加した状態
で行う。

【０００９】当該シート電池への圧力の印加は、平面部
分を有する重量物（例えば、平面部を有する鉄板等）を
電池表面に載せること等によって行うことができる。印
加圧力は、２ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²であり、好まし
くは３ｇ／ｃｍ²〜４０ｇ／ｃｍ²、より好ましくは５ｇ
／ｃｍ²〜３０ｇ／ｃｍ²である。印加圧力が２ｇ／ｃｍ
²未満であると、充電時に発生するガスにより電池がふ
くらみ、安定した充電が行えないという問題があり、５
０ｇ／ｃｍ²を超えると、固体電解質層あるいはセパレ
ータに破れが生じ、内部ショートを引き起こすという問
題がある。初回充電条件は、電池のサイズ、容量、形状
等によっても異なるが、例えば、一定の電流値で一定電
圧に到達するまで充電し、さらにその状態にて定電圧充
電を行うという条件である。上記範囲の圧力を印加する
ことによって、初回充電中に発生するガスが正負電極間
に滞留するのを防止することができる。

【００１０】上記初回充電されたシート電池に対して、
当該分野で従来公知の脱ガス工程および続いてエージン
グ工程（老化試験）を行うことができる。脱ガス工程で
は、一定の電流値で一定電圧に到達するまで定電流放電
した後、例えば、ロータリーポンプ型の真空吸引装置を
用いて、初回充電中に発生したガスを除去することがで
きる。エージング工程では、当該ガスを除去したシート
電池を、例えば、上記初回充電と同様にして再度充電
し、その充電状態で、例えば、２３℃雰囲気中で１〜２
週間放置し、この一定期間の放置後、充電電圧からの電
圧降下が０．１Ｖ以内であるものを問題のない電池と
し、問題の生じた電池（すなわち、電圧降下が０．１Ｖ
よりも大きかったもの）を除去し、問題のない電池のみ
を製品として出荷することができる。

【００１１】本発明における積層型リチウムイオン二次
シート電池を構成する正極板、負極板、セパレータ、電
解液、固体電解質層およびシート状の外装材としては、
従来公知のものを使用することができる。以下にこれら
の一例を示す。

【００１２】正極板１および負極板２は、それぞれ、集
電体４、５の表面に、活物質、導電剤、結着剤等を含む
組成物の層（以下、活物質組成物層６、７）を設けて構
成される。正極活物質としては、Ｌｉ−Ｍｎ系複合酸化
物、Ｌｉ−Ｎｉ系複合酸化物、Ｌｉ−Ｃｏ系複合酸化物
などが挙げられる。正極活物質の結着剤としては、ポリ
テトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチ
レン−プロピレン−ジエン系ポリマー等を用いることが
できる。導電剤としては、例えば繊維状黒鉛、鱗片状黒
鉛、球状黒鉛などの天然または人造の黒鉛類、導電性カ
ーボンブラックなどを用いることができる。正極活物質
と結着剤と導電剤とからなる正極活物質組成物１００重
量部に対して、結着剤の量は１重量部〜１０重量部程
度、導電剤の量は３重量部〜１５重量部程度とする。

【００１３】負極活物質としては、繊維状黒鉛、鱗片状
黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類、好ましくは繊維状のメソ
フェーズ系黒鉛化炭素を用いることができ、負極活物質
の結着剤としては、上記正極活物質の結着剤と同じもの
を用いることができる。負極活物質の使用量は、負極活
物質と結着剤との合計量１００重量部あたり８０重量部
〜９６重量部程度とすれば良い。

【００１４】集電体４、５としては、導電性金属で形成
された箔または穴あき箔などを用いることができ、その
厚みを５μｍ〜１００μｍ程度とすれば良い。正極集電
体４の材料としては、アルミニウム、ステンレスなどが
用いられ、負極集電体５の材料としては、銅、ニッケ
ル、銀、ステンレスなどが用いられる。

【００１５】正極板１および負極板２は、公知の方法に
従って製造することができる。例えば、正極板１は、正
極活物質、結着剤および導電剤を混合加工し、Ｎ−メチ
ルピロリドンなどの有機溶媒に分散させてペーストと
し、正極集電体４にこのペーストを塗布、乾燥させた
後、加圧して適当な形状に切断して得ることができる。

【００１６】セパレータ３としては、例えば、ポリエチ
レンフィルムからなるセパレータ、ポリプロピレンフィ
ルムからなるセパレータ、ポリプロピレン／ポリエチレ
ン／ポリプロピレンフィルムの３層構造からなるセパレ
ータ等が挙げられる。

【００１７】電解液の溶媒としては、例えば、エチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカ
ーボネート、ジエトキシエタン、ジエチルカーボネート
およびジメトキシエタンから選択される１種または２種
以上の混合溶媒を使用することができる。

【００１８】なお、電解液の溶媒として混合溶媒を使用
する場合は、特に、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）お
よびエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）から選ばれる
少なくとも一種を含み、更にエチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）とを含む混合物が好適である。
かかる混合物を構成する各成分の混合比は、ジエチルカ
ーボネートおよびエチルメチルカーボネートから選ばれ
る少なくとも一種においては、２５体積％〜５０体積％
であるのが好ましく、３０体積％〜３５体積％であるの
がより好ましい。エチレンカーボネートにおいては混合
比が４体積％〜２０体積％であるのが好ましく、６体積
％〜１８体積％であるのがより好ましい。プロピレンカ
ーボネートにおいては混合比が３体積％〜１７体積％で
あるのが好ましく、５体積％〜１５体積％であるのがよ
り好ましい。また、ジメチルカーボネートにおいては混
合比が４０体積％を超えて６０体積％以下であるのが好
ましく、４５体積％〜５５体積％であるのがより好まし
い。

【００１９】ジエチルカーボネートおよびエチルメチル
カーボネートから選ばれる少なくとも一種においては、
上記混合比が２５体積％未満であると電解液の凝固点が
上昇して、特に−２０℃以下の低温下において、電池の
内部抵抗が増大し、充放電サイクル特性および低温特性
が低下する傾向となる。一方、上記混合比が５０体積％
を超えると電解液の粘度が上昇して電池の内部抵抗が増
大し、充放電サイクル特性が低下する傾向となる。

【００２０】エチレンカーボネートにおいては、上記混
合比が４体積％未満であると負極板表面で安定な皮膜が
形成されにくく、サイクル特性が低下する傾向となり、
上記混合比が２０体積％を超えると、電解液の粘度が上
昇して電池の内部抵抗が増大し、充放電サイクル特性が
低下する傾向となる。

【００２１】プロピレンカーボネートにおいては、上記
混合比が３体積％未満であると充放電サイクルに伴うイ
ンピーダンスの増加の抑制効果が小さくなり、サイクル
特性が低下する傾向となり、上記混合比が１７体積％を
超えると、電解液の粘度が上昇して電池の内部抵抗が増
大し、充放電サイクル特性が低下する傾向となる。

【００２２】ジメチルカーボネートにおいては、上記混
合比が４０体積％以下であると電解液の粘度が上昇して
電池の内部抵抗が増大し、充放電サイクル特性が低下す
る傾向となり、上記混合比が６０体積％を超えると、電
解液の凝固点が上昇して、特に−２０℃以下の低温下に
おいて、電池の内部抵抗が増大し、サイクル特性および
低温特性が低下する傾向となる。

【００２３】電解液の塩（電解質）としては、例えば、
ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、Ｌ
ｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂およびＬｉＣＦ₃ＳＯ₃から選択さ
れる少なくとも１種の化合物を使用することができ、よ
り好ましくは、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄である。電解液中
の塩の含有量は、好ましくは０．１〜２．０ｍｏｌ／Ｌ
（溶媒１リットル当りの塩のモル数）、より好ましくは
０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌ、最も好ましくは０．７〜
１．２ｍｏｌ／Ｌである。含有量が２．０ｍｏｌ／Ｌよ
り多くなると、電解液の粘度上昇により、ハイレート特
性、低温特性の低下が生じるという問題があり、０．１
ｍｏｌ／Ｌより少なくなると、イオン伝導度の低下によ
って電池容量が十分に得られず、またハイレート特性が
著しく低下するという問題がある。

【００２４】固体電解質層３としては、例えば、塩（電
解質）と相溶性溶媒とビニリデンフルオライドを主単位
とするフッ素ポリマーとを主体成分とするものが挙げら
れる。

【００２５】上記ビニリデンフルオライドを主単位とす
るフッ素ポリマーとは、ビニリデンフルオライドの単独
重合体（ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ））、
または、ビニリデンフルオライドとその他のフッ素原子
を有するビニル系モノマーとの共重合体を意味し、これ
らはそれぞれ単独でも混合して用いてもよい。上記ビニ
リデンフルオライド以外のフッ素原子を有するビニル系
モノマーとしては、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦ
Ｐ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン（ＴＦＥ）等が挙げられる。とりわ
け、ＶｄＦとＨＦＰとの共重合体およびＶｄＦとＴＦＥ
との共重合体が好ましい。また、共重合体の形態はラン
ダム、ブロックのいずれの形態でもよい。共重合体であ
る場合、ビニリデンフルオライド（の単位）の割合は、
好ましくは９０〜７０ｍｏｌ％、より好ましくは８５〜
７５ｍｏｌ％である。この割合が９０ｍｏｌ％より多く
なると、塩（電解質）を相溶性溶媒に溶解させた溶液を
フッ素ポリマーに含浸させた場合でも、溶液のポリマー
への吸収が十分に進行せず、これによりイオン伝導度が
増大し、そして最終的には電池の抵抗が増加し、充放電
容量が大きく低下する原因をもたらす。また、７０ｍｏ
ｌ％より少なくなると、非晶質部分が増加することによ
りポリマー成分の溶出が発生する。これは、電池の長期
信頼性、特にサイクル特性を大きく低下させる原因とな
る。

【００２６】また、上記ビニリデンフルオライドを主単
位とするフッ素ポリマーは、カルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）、スルホン酸基（−ＳＯ₂ＯＨ）、カルボン酸エス
テル基（−ＣＯＯＲ）、アミド基（−ＣＯＮＨ₂）また
はリン酸基（−ＰＯ（ＯＨ）₂）等からなる官能基を有
するビニル系モノマーの重合体がグラフトされていても
よい（カルボン酸エステル基（−ＣＯＯＲ）における置
換基Ｒは、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数が
１〜４の低級アルキル基である。）。フッ素ポリマーを
かかる官能基を含有する重合体がグラフトした態様のポ
リマー形態にすると、正極または負極への固体電解質層
の接着性が向上し、電極間の抵抗が低下するため、良好
な性能を有する電池が得られる。上記官能基を有するビ
ニル系モノマーとしては、官能基を除く部分の炭素数が
４以下の化合物からなるモノマーが好適である。カルボ
キシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、アリル酢酸等のカルボ
キシル基を１個有するものの他、イタコン酸、マレイン
酸等のカルボキシル基を２個以上有するものも使用可能
である。スルホン酸基含有モノマーとしては、スチレン
スルホン酸、ビニルスルホン酸等が好適である。カルボ
ン酸エステル基含有モノマーとしては、メチルアクリレ
ート、ブチルアクリレート等が好適である。アミド基含
有モノマーとしては、アクリルアミド等が好適である。
リン酸基含有モノマーとしては、リン酸トリフェニル、
リン酸トリクレシルなどが好適である。これらのうち最
も好ましいものは、アクリル酸またはメタクリル酸であ
る。

【００２７】グラフト化の程度は、いくつかの因子によ
り決定することができるが、最も重要なのは、活性化し
た基質がグラフトモノマーと接触している時間の長さ、
放射線による基質の予備活性の程度、グラフトモノマー
材料が基質を透過できるまでの程度、ならびに、基質お
よびモノマーが接触しているときの温度である。例え
ば、グラフトモノマーが酸であるとき、モノマーを含有
する溶液をサンプリングして、塩基に対して滴定し、残
留するモノマー濃度を測定することにより、グラフト化
の程度を観測することができる。グラフト化の程度は最
終重量の２〜２０％が好ましく、特に好ましくは３〜１
２％、とりわけ好ましくは５〜１０％である。なお、グ
ラフト化は、ポリマー基質の活性化（遊離基の発生）を
光照射または熱によって行う方法で行ってもよい。

【００２８】ビニリデンフルオライドを主単位とするフ
ッ素ポリマーは、２３０℃、１０ｋｇにおけるメルトフ
ローインデックスが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であるの
が好ましく、０．７〜０．２ｇ／１０ｍｉｎであるのが
より好ましい。なお、該メルトフローインデックスは、
標準ＡＳＴＭＤ１２３８に説明されている方法で測
定した値である。メルトフローインデックスがかかる
１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下であることにより、固体電解
質層はより優れた機械的強度を示すとともに、室温での
伝導性もより向上する。

【００２９】固体電解質層に用いる塩（電解質）として
は、上記電解液の塩として挙げたものを使用することが
できる。

【００３０】固体電解質層に用いる相溶性溶媒として
は、上記電解液の溶媒として挙げたものを使用すること
ができる。

【００３１】固体電解質層は、上記成分以外に、さらに
可塑剤（例えば、テトラエチレングリコールジメチルエ
ーテル、Ｎ−メチルピロリドンなど）、エチレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテルなどを含有し得る。可塑剤は、所望の操作温度
で相溶性溶媒が結晶化しないように、かつ十分な電気伝
導性を確保するように作用する。

【００３２】固体電解質層の形成方法は特に限定されな
い。例えば、（ａ）ポリマー基質であるフッ素ポリマー
を、押出成形、ブロー成形等の公知の成形方法でフィル
ムとする、若しくは、フッ素ポリマーの塗液を調製し
て、該塗液を予め用意した剥離用基材の表面に塗布して
塗膜を形成し、該塗膜を加熱、乾燥後、剥離用基材から
剥離することでフィルムを得、この後、得られたフィル
ムを、塩を相溶性溶媒に溶解させた溶液に浸漬してゲル
化することにより固体電解質層を形成する方法（電池の
作製工程において正極および負極とともに溶液に浸漬す
る場合も含む。）、（ｂ）塩と相溶性溶媒を適当な溶剤
に溶解し、さらにフッ素ポリマーを添加し、必要に応じ
て加温しながら、フッ素ポリマーを溶解させ、この溶液
を剥離用基材の表面に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を
段階的に温度を上げて加熱乾燥して前記溶剤を全て蒸発
させ、剥離用基材から固体電解質層を剥離する方法、
（ｃ）板状に形成した正極および／または負極の少なく
とも一方の面に直接、上記の塩、相溶性溶媒およびフッ
素ポリマーが溶解した溶液の塗膜を形成し、溶剤の蒸発
を行って、固体電解質層を形成する方法等が挙げられ
る。

【００３３】なお、上記（ｂ）、（ｃ）の方法における
溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等
が使用される。また、上記（ｂ）の方法では、塗膜が形
成された剥離用基材を温度が異なる加熱室を通過させる
ようにして乾燥させてもよい。

【００３４】固体電解質層の厚みは、正極および負極の
サイズ等によっても相違するが、一般に１μｍ〜５０μ
ｍの範囲、好ましくは１０μｍ〜３０μｍの範囲から選
択される。

【００３５】本発明において、シート状外装材とは、金
属箔の少なくとも片面に樹脂層をラミネートしたものを
いう。金属箔としては、アルミニウム、銅、鉄等が挙げ
られる。樹脂としては、ポリエステル、ポリプロピレン
等の熱可塑性樹脂が挙げられる。かかる熱可塑性樹脂層
を有するものであれば、上記積層構造体（スタック）に
これを外装してその周縁を熱溶着するだけで封止でき、
電池の作製作業が簡単である。金属箔の厚みは、好まし
くは１０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜７０μｍ
であり、樹脂層の厚みは、好ましくは５〜１００μｍ、
より好ましくは１０〜５０μｍであり、そして全体の厚
みは、好ましくは２０〜２００μｍ、より好ましくは４
０〜１５０μｍである。

【００３６】本発明における積層型シート電池は、正極
板、負極板、さらにかかる正極板および負極板と略同じ
大きさの矩形体としたセパレータまたは固体電解質層を
用意し、正極板と負極板の間にセパレータまたは固体電
解質層が挟まれた単位を１つまたは２以上繰り返した積
層構造体を作製し、該積層構造体をシート状の外装材に
収容する（セパレータを用いる場合は電解液と共に）こ
とによって作製することができる。ここで、正極板と負
極板はそれぞれ矩形の板状集電体の少なくとも一方の面
に前記の方法で活物質層を形成することにより得られ
る。

【００３７】

【実施例】以下、実施例および比較例によって、本発明
をさらに具体的に説明する。

【００３８】（積層型シート電池の作製）＜正極板の作製＞正極活物質としてのコバルト酸リチウ
ム粒状物９０重量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリ
デン５重量部、導電剤としての人造黒鉛５重量部および
Ｎ−メチルピロリドン７０重量部を混合してスラリーと
した。このスラリーを正極集電体としてのアルミニウム
箔（厚み２０μｍ）の両面上に塗布、乾燥し、次いで圧
延処理（圧延温度２５℃、圧延率３０％）して、アルミ
ニウム箔の片面あたり２０ｍｇ／ｃｍ²の正極活物質組
成物層（厚み７０μｍ）を有する正極板（幅３０ｍｍ、
長さ５０ｍｍ）を作製した。

【００３９】＜負極板の作製＞黒鉛化カーボンファイバ
ー９５重量部、ポリフッ化ビニリデン５重量部およびＮ
−メチルピロリドン６０重量部を混合してスラリーとし
た。このスラリーを負極集電体としての銅箔（厚み１４
μｍ）の両面に塗布、乾燥し、次いで圧延処理（圧延温
度１００℃、圧延率２０％）して、銅箔の片面あたり１
０ｍｇ／ｃｍ²の負極活物質組成物層（厚み７５μｍ）
を有する負極板（幅３２ｍｍ、長さ５２ｍｍ）を作製し
た。

【００４０】＜積層型シート電池の組み立て＞上記で作
製した正極板および負極板、ならびにポリビニリデンフ
ルオライド（ＰＶｄＦ）の矩形フィルム（厚み２５μ
ｍ、幅３４ｍｍ、長さ５４ｍｍ）を用い、正極板と負極
板の間にＰＶｄＦの矩形フィルムが挟まれた単位が８回
繰り返されるように、正極板、ＰＶｄＦの矩形フィルム
および負極板を重ね、積層構造体を作製した。

【００４１】次に、エチレンカーボネートとエチルメチ
ルカーボネートとを５０体積％：５０体積％の割合で混
合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ₆を濃度が１．０ｍｏｌ／
Ｌ（調製後の濃度）となるように溶解した溶液に、上記
積層構造体を１時間浸漬し、ＰＶｄＦの矩形フィルムを
ゲル化させた。

【００４２】次に、上記ＰＶｄＦの矩形フィルムがゲル
化した積層構造体を、外装材である熱可塑性樹脂を片面
あるいは両面にラミネート加工したＡｌ−ラミネートフ
ィルム内に収容して、積層型シート電池を完成させた。

【００４３】（実施例１）上記で作製した積層型シート
電池の１個に対し、１４０ｇの鉄からなる平板を電池表
面に載せることによって正負電極の積層方向に７ｇ／ｃ
ｍ²の圧力を印加した状態で、３００ｍＡの定電流で
４．２Ｖに到達するまで充電し、さらに４．２Ｖの定電
圧下で２時間の定電圧充電を行うことにより、初回充電
を行った。その後、３００ｍＡの定電流で２．７５Ｖに
到達するまで定電流放電を行うことにより、初回放電を
行った。次いで、ロータリーポンプ型の真空吸引装置を
用いて、上記初回充電中に発生したガスを除去した。続
いて、ガスを除去した積層型シート電池に対して、上記
初回充電と同様の条件で充電を行った。この充電状態
で、２３℃雰囲気下で２週間放置してエージング処理を
行った。上記一連の処理を１００個の積層型シート電池
について行った。

【００４４】（実施例２）初回充電時の印加圧力を２０
ｇ／ｃｍ²としたこと以外は実施例１と同様にして積層
型シート電池を処理した。

【００４５】（実施例３）初回充電時の印加圧力を３０
ｇ／ｃｍ²としたこと以外は実施例１と同様にして積層
型シート電池を処理した。

【００４６】（比較例１）初回充電時に圧力を印加しな
かったこと以外は実施例１と同様にして積層型シート電
池を処理した。

【００４７】（比較例２）初回充電時の印加圧力を７０
０ｇ／ｃｍ²としたこと以外は実施例１と同様にして積
層型シート電池を処理した。

【００４８】（電池性能の評価）実施例１〜３および比
較例１〜２の積層型シート電池の各群（各１００個）に
ついて、以下の率を計算し、電池性能を評価した。その
結果を表１に示す。

【００４９】＜初回充電時の不良率＞初回充電時の容量
が目標設計容量の９５％を下回った積層型シート電池
の、全積層型シート電池に対する割合を計算した。

【００５０】＜エージング処理後のマイクロショート不
良の発生率＞４．２０Ｖの満充電状態で２週間エージン
グ処理した後の電圧が４．１０Ｖを下回った積層型シー
ト電池の、全積層型シート電池に対する割合を計算し
た。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１の結果から、実施例１〜３では、初回
充電時の不良率およびエージング処理後のマイクロショ
ート不良の発生率が０％または１％と極めて低く、電池
間の性能のバラツキがなかった、またはほとんどなかっ
たことが分かる。一方、比較例１では初回充電時に圧力
を印加しなかったため、あるいは比較例２では初回充電
時の印加圧力が２ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の範囲外で
あったため、初回充電時の不良率およびエージング処理
後のマイクロショート不良の発生率が高く、電池間の性
能にバラツキがあったことが分かる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、正負電極の積層方向に
２ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の圧力を印加した状態で充
電を行うことによって、初回充電中に発生するガスが正
負電極間に滞留するのを防止することができ、それゆえ
電池性能を安定させる（特に電池間の性能のバラツキを
なくす）ことができるリチウムイオン二次電池の製造方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における積層型リチウムイオン二次シー
ト電池の断面図である。

【符号の説明】

１正極板２負極板３セパレータまたは固体電解質層４正極集電体５負極集電体６正極活物質組成物層７負極活物質組成物層８シート状外装材１０積層構造体２０積層型リチウムイオン二次シート電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者御書至兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者丹野昌吾兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者丸本光弘兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ03 CJ16 CJ28 DJ02 HJ15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状外装材で外装された積層型リチ
ウムイオン二次シート電池の製造方法であって、初回充
電を、当該シート電池に対して正負電極の積層方向に２
ｇ／ｃｍ²〜５０ｇ／ｃｍ²の圧力を印加した状態で行う
ことを特徴とする、積層型リチウムイオン二次シート電
池の製造方法。