JP2005149793A - Calculation method of charging/discharging upper limit temperature of lithium secondary battery, charging/discharging method of lithium secondary battery, and battery system - Google Patents

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Yuichi Fujioka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calculation method of charging/discharging upper limit temperature and a charging/discharging method of lithium secondary battery capable of restraining the deterioration of a cycle property of lithium manganate. <P>SOLUTION: The calculation method of upper limit temperature is characterized by determining an activation energy of a main side reaction causing the deterioration of the battery, depending on the temperature of the lithium secondary battery at use and the lowering of capacity at the above temperature, and applying the charging/discharging temperature when an activation energy is changed as an upper limit temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法及びリチウム二次電池の充放電方法並びにリチウム二次電池を備えた電池システムに関する。   The present invention relates to a method for calculating a charge / discharge upper limit temperature of a lithium secondary battery, a charge / discharge method for a lithium secondary battery, and a battery system including the lithium secondary battery.

最近のエネルギー問題、環境問題の高まりを背景に、高性能のリチウム二次電池の開発が急がれている。種々のリチウム二次電池のうち、金属酸化物を正極活物質に用いたリチウム二次電池は高いエネルギー密度を有する点で最も有望視されている。
従来から、金属酸化物としてコバルト酸リチウム(LiCoO)を用いた電池が市販されているが、コバルトは希少資源であって高価格なことから、最近ではコバルト酸リチウムに代えてより安価なマンガン酸リチウム(LiMn)の使用が検討されている。
With the recent rise in energy and environmental problems, development of high-performance lithium secondary batteries is urgently needed. Among various lithium secondary batteries, a lithium secondary battery using a metal oxide as a positive electrode active material is most promising in that it has a high energy density.
Conventionally, batteries using lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a metal oxide have been commercially available. However, since cobalt is a rare resource and expensive, manganese has recently been replaced with lithium cobalt oxide, which is cheaper. The use of lithium acid (LiMn 2 O 4 ) has been studied.

ところで、マンガン酸リチウムはコバルト酸リチウムより安価な反面、有機電解液中に高温で貯蔵するとマンガンイオンが有機電解液に溶出するなどの副反応が起き、コバルト酸リチウムを用いた電池と比較し、高温下のリチウム二次電池の容量低下が大きくなるといった問題がある。尚、リチウム二次電池と温度との関係については、下記の特許文献1及び特許文献2において各種の問題点が指摘されている。
特開平8−37736号公報 特開2002−51478号公報
By the way, while lithium manganate is cheaper than lithium cobaltate, side reactions such as manganese ions eluting into the organic electrolyte occur when stored in an organic electrolyte at a high temperature, compared to batteries using lithium cobaltate, There is a problem that the capacity reduction of the lithium secondary battery under high temperature becomes large. Incidentally, regarding the relationship between the lithium secondary battery and the temperature, various problems are pointed out in Patent Document 1 and Patent Document 2 below.
JP-A-8-37736 JP 2002-51478 A

マンガン酸リチウムには上述した欠点があるものの、コスト低減の観点から安価な材料を用いることが望ましく、従ってこの観点からはマンガン酸リチウムが最も有望である。よって、先に指摘した、高温下のマンガン酸リチウムを用いた電池の容量低下を、充放電温度の観点から解決することが求められている。   Although lithium manganate has the above-mentioned drawbacks, it is desirable to use an inexpensive material from the viewpoint of cost reduction. Therefore, lithium manganate is most promising from this viewpoint. Therefore, it is required to solve the above-described reduction in capacity of a battery using lithium manganate at a high temperature from the viewpoint of charge / discharge temperature.

前述のように、充放電時の温度が高くなるにつれてマンガンイオンの溶出反応等の副反応が起きやすくなるため、この副反応が増大する温度よりも低温で充放電を行えば、サイクル特性の改善が可能になる。このため、副反応が増大する温度範囲を測定できる手段の開発が望まれている。   As described above, side reactions such as elution reaction of manganese ions tend to occur as the temperature during charge and discharge increases, so if charging and discharging are performed at a temperature lower than the temperature at which this side reaction increases, cycle characteristics are improved. Is possible. For this reason, development of the means which can measure the temperature range which a side reaction increases is desired.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、リチウム二次電池の容量低下を抑制することが可能となる充放電上限温度の算出方法及びリチウム二次電池の充放電方法を提供することを目的とする。   This invention is made in view of the said situation, Comprising: The calculation method of the charging / discharging upper limit temperature which can suppress the capacity | capacitance fall of a lithium secondary battery, and the charging / discharging method of a lithium secondary battery are provided. For the purpose.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法は、リチウム二次電池を充放電する際の上限温度の算出方法であり、
リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの充放電温度を充放電の上限温度とすることを特徴とする。
すなわち、リチウム二次電池の充放電を繰り返し行って充放電温度別に放電容量の1サイクルあたりの劣化率(k)を求め、前記充放電温度(T)とともに下記[数1]に示すアレニウスの式に適用して電池の容量低下を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギー(Ea)を求め、当該活性化エネルギーが変化したときの充放電温度を充放電の上限温度とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The calculation method of the charge / discharge upper limit temperature of the lithium secondary battery of the present invention is a calculation method of the upper limit temperature when charging and discharging the lithium secondary battery,
The activation energy of the main side reaction that causes battery deterioration is determined from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at that temperature, and the charge / discharge temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. It is characterized by doing.
That is, by repeatedly charging and discharging the lithium secondary battery, the deterioration rate (k) per cycle of the discharge capacity is determined according to the charge / discharge temperature, and the Arrhenius equation shown in the following [Equation 1] together with the charge / discharge temperature (T) The activation energy (Ea) of a major side reaction that causes a decrease in battery capacity is obtained by applying to the above, and the charge / discharge temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge.

Figure 2005149793
Figure 2005149793

尚、上記の算出方法は、マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電池に適用することが好ましいが、電池の容量低下について、活性化エネルギーの算出が可能であれば、マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電池以外にも適用することができる。   The above calculation method is preferably applied to a lithium secondary battery using lithium manganate as a positive electrode active material. However, if the activation energy can be calculated for the capacity reduction of the battery, lithium manganate is used. The present invention can also be applied to a battery other than a lithium secondary battery used as a positive electrode active material.

かかるリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法によれば、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度と定義するので、電池の大きさや形状が変わった場合でもその電池に最適な上限温度を求めることができ、電池容量低下の抑制に役立てることができる。   According to the method for calculating the upper limit of charge / discharge temperature of a lithium secondary battery, the temperature at which the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. Therefore, even when the size or shape of the battery changes, An optimum upper limit temperature can be obtained, which can be useful for suppressing a decrease in battery capacity.

尚、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度と定義したのは、次の理由による。
上限温度より高い温度域においては電池の容量低下が大きく、電池の容量低下から求められる活性化エネルギーにも変化が確認できる。これにより、上限温度を超えた温度域では特に電池容量を大きく低下させる何らかの副反応が起きているものと思われる。このため、電池の容量低下が小さい温度域、すなわち上限温度以下で充放電を行うようにすれば、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。
The reason why the temperature at which the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge is as follows.
In a temperature range higher than the upper limit temperature, the capacity of the battery is greatly reduced, and a change can also be confirmed in the activation energy required from the capacity reduction of the battery. Thereby, it is considered that some side reaction that greatly reduces the battery capacity occurs particularly in the temperature range exceeding the upper limit temperature. For this reason, if charging / discharging is performed in a temperature range in which the capacity decrease of the battery is small, that is, the upper limit temperature or less, side reactions can be suppressed and the cycle characteristics of the lithium secondary battery can be improved.

次に、本発明のリチウム二次電池の充放電方法は、あらかじめ、リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度としたとき、充放電を前記上限温度以下で行うことを特徴とする。
尚、上記の算出方法は、マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電池に適用することが好ましいが、電池の容量低下の活性化エネルギーの算出が可能であれば、マンガン酸リチウムを正極活物質とするリチウム二次電池以外にも適用することができる。
Next, the method for charging and discharging the lithium secondary battery according to the present invention obtains the activation energy of the main side reaction that causes battery deterioration from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at that temperature in advance. When the temperature at which the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge, charge / discharge is performed at the upper limit temperature or less.
The above calculation method is preferably applied to a lithium secondary battery using lithium manganate as a positive electrode active material. However, if the activation energy for reducing the battery capacity can be calculated, lithium manganate is used as the positive electrode. It can be applied to other than the lithium secondary battery as the active material.

かかるリチウム二次電池の充放電方法によれば、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度とし、この上限温度以下で充放電を行うので、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。   According to such a charging / discharging method of the lithium secondary battery, the temperature at which the activation energy changes is set as the upper limit temperature of charging / discharging, and charging / discharging is performed below this upper limit temperature. The cycle characteristics of the battery can be improved.

また、本発明の電池システムは、あらかじめ、リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度としたとき、充放電を前記上限温度以下で行うことを特徴とする。
また、上記上限温度は60℃以下であることが好ましく、18℃以下であることがより好ましい。
In addition, the battery system of the present invention obtains the activation energy of the main side reaction that causes battery deterioration from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at the temperature in advance, and when the activation energy changes When the temperature is the upper limit temperature of charge / discharge, charge / discharge is performed at the upper limit temperature or less.
The upper limit temperature is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 18 ° C. or lower.

上記の電池システムによれば、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度とし、この上限温度以下でリチウム二次電池の充放電を行うので、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。   According to the battery system described above, the temperature at which the activation energy changes is set as the upper limit temperature of charge / discharge, and the lithium secondary battery is charged / discharged below this upper limit temperature. The cycle characteristics of the battery can be improved.

本発明のリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法によれば、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度と定義するので、電池の大きさや形状が変わった場合でもその電池に最適な上限温度を求めることができ、サイクル劣化の抑制に役立てることができる。   According to the method for calculating the charge / discharge upper limit temperature of the lithium secondary battery of the present invention, the temperature at which the activation energy changes is defined as the charge / discharge upper limit temperature, so even if the size or shape of the battery changes, The optimum upper limit temperature for the battery can be determined, which can be useful for suppressing cycle deterioration.

また本発明のリチウム二次電池の充放電方法によれば、活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度とし、この上限温度以下で充放電を行うので、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。   Moreover, according to the charging / discharging method of the lithium secondary battery of the present invention, the temperature when the activation energy is changed is set as the upper limit temperature of charging / discharging, and charging / discharging is performed at or below this upper limit temperature, thereby suppressing side reactions. It becomes possible to improve the cycle characteristics of the lithium secondary battery.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明の充放電上限温度の算出方法及び充放電方法に適用可能なリチウム二次電池は、以下の構成からなるものであることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The lithium secondary battery applicable to the method for calculating the charge / discharge upper limit temperature and the charge / discharge method of the present invention preferably has the following configuration.

図1に、本発明に適用可能なリチウム二次電池の一例を示す。このリチウム二次電池1は、いわゆる角型と呼ばれるもので、複数の正極電極(正極)2…と、複数の負極電極(負極)3…と、正極電極2と負極電極3との間にそれぞれ配置されたセパレータ4…と、非水電解液(非水電解質)とを主体として構成されてなるものである。   FIG. 1 shows an example of a lithium secondary battery applicable to the present invention. The lithium secondary battery 1 is a so-called square shape, and includes a plurality of positive electrodes (positive electrodes) 2, a plurality of negative electrodes (negative electrodes) 3, and a space between the positive electrode 2 and the negative electrode 3. The separator 4... Arranged and a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) are mainly used.

正極電極2…、負極電極3…及びセパレータ4…並びに非水電解液は、ステンレス等からなる電池ケース5に収納されている。そして電池ケース5の上部には封口板6が取り付けられている。この封口板6のほぼ中央には電池の内圧上昇を防止する安全弁9が設けられている。また、セパレータ4には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔性高分子材料膜、ガラス繊維、各種高分子繊維からなる不織布等が用いられる。   The positive electrode 2..., The negative electrode 3... And the separator 4... And the non-aqueous electrolyte are housed in a battery case 5 made of stainless steel or the like. A sealing plate 6 is attached to the upper part of the battery case 5. A safety valve 9 for preventing an increase in the internal pressure of the battery is provided almost at the center of the sealing plate 6. The separator 4 is made of a porous polymer material film such as polyethylene or polypropylene, a glass fiber, a nonwoven fabric made of various polymer fibers, or the like.

正極電極2…の一端には正極タブ12…が形成され、正極タブ12a…の上部には該正極タブ12a…を連結する正極リード12bが取り付けられている。この正極リード12bには、封口板6を貫通する正極端子7が取り付けられている。同様に、負極電極3…の一端には負極タブ13a…が形成され、負極タブ13a…の上部には該負極タブ13a…を連結する負極リード13bが取り付けられている。この負極リード13bには、封口板6を貫通する負極端子8が取り付けられている。上記構成により、正極端子7及び負極端子8から電流を取り出せるようになっている。   A positive electrode tab 12 is formed at one end of the positive electrodes 2... And a positive electrode lead 12 b connecting the positive electrode tabs 12 a is attached to the upper part of the positive electrode tabs 12 a. A positive electrode terminal 7 penetrating the sealing plate 6 is attached to the positive electrode lead 12b. Similarly, negative electrode tabs 13a are formed at one end of the negative electrodes 3 ..., and negative electrode leads 13b for connecting the negative electrode tabs 13a are attached to the upper portions of the negative electrode tabs 13a. A negative electrode terminal 8 that penetrates the sealing plate 6 is attached to the negative electrode lead 13b. With the above configuration, current can be taken out from the positive terminal 7 and the negative terminal 8.

次に図2に示すように負極電極3は、Cu箔等からなる負極集電体3aと、この負極集電体3a上に成膜された負極電極膜3bとから構成されている。負極集電体3aの一端に前述の負極タブ13aが形成されている。負極電極膜3bは、例えば、リチウムを電気化学的に脱挿入する黒鉛等の負極活物質粉末とポリフッ化ビニリデン等の結着剤とが混合されて形成されている。尚、負極電極膜3bにカーボンブラック等の導電助材粉末が添加される場合もある。   Next, as shown in FIG. 2, the negative electrode 3 is composed of a negative electrode current collector 3a made of Cu foil or the like, and a negative electrode film 3b formed on the negative electrode current collector 3a. The negative electrode tab 13a is formed at one end of the negative electrode current collector 3a. The negative electrode film 3b is formed, for example, by mixing a negative electrode active material powder such as graphite for electrochemically desorbing lithium and a binder such as polyvinylidene fluoride. In some cases, a conductive additive powder such as carbon black is added to the negative electrode film 3b.

負極活物質としては、黒鉛の他に、コークス、熱分解炭素、ガラス状炭素、無定形炭素、黒鉛化炭素繊維、各種高分子材料の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、活性炭等の各種炭素材料を用いることができる。また、比較的低い電位で充放電できるSi、Sn、Inなどの合金あるいは金属酸化物・窒化物などを用いても良い。また、負極電極3の結着剤としては、ポリフッ化ビニリデンの他に、ポリイミド等を用いることができる。   As the negative electrode active material, in addition to graphite, various carbon materials such as coke, pyrolytic carbon, glassy carbon, amorphous carbon, graphitized carbon fiber, fired bodies of various polymer materials, mesocarbon micro beads, activated carbon and the like Can be used. Alternatively, an alloy such as Si, Sn, or In that can be charged / discharged at a relatively low potential, or a metal oxide / nitride may be used. As the binder for the negative electrode 3, polyimide or the like can be used in addition to polyvinylidene fluoride.

正極電極2は、例えばAl箔等からなる正極集電体(集電体)2aと、正極集電体2a上に成膜された正極電極膜(電極膜)2bとから構成されている。正極集電体2aの一端に前述の正極タブ12aが突出して形成されている。正極電極膜2bは、正極活物質粉末と導電助材粉末と結着剤とが混合されて膜状に成形されている。   The positive electrode 2 includes a positive electrode current collector (current collector) 2a made of, for example, an Al foil, and a positive electrode film (electrode film) 2b formed on the positive electrode current collector 2a. The positive electrode tab 12a is protruded from one end of the positive electrode current collector 2a. The positive electrode film 2b is formed into a film shape by mixing a positive electrode active material powder, a conductive additive powder, and a binder.

正極活物質粉末としては、リチウムを電気化学的に脱挿入できるものが好ましく、例えば、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、鉄酸リチウム、酸化バナジウム、バナジン酸リチウム等のいずれか1種,または2種以上を使用できる。また、導電助材粉末としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維等の炭素質材料を用いることができる。更に結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンや、ポリ4フッ化エチレン、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム等を用いることができる。
更に正極電極膜2bにポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイミダゾール等の導電性高分子材料を添加しても良い。これらの導電性高分子材料は電気化学的に安定であり、しかも電子伝導性に優れているため、正極電極膜2bの内部抵抗を低減する効果がある。
尚、正極集電体2aとしては、金属箔、金属網、エキスパンドメタル等を用いることができ、またこれらの材質はAlの他、Ti、ステンレス等でもよい。
As the positive electrode active material powder, those capable of electrochemically removing and inserting lithium are preferable. For example, any one of lithium manganate, lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium ferrate, vanadium oxide, lithium vanadate, etc. , Or two or more. In addition, as the conductive additive powder, for example, a carbonaceous material such as carbon black, acetylene black, graphite, or carbon fiber can be used. Further, as the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyimide, styrene butadiene rubber or the like can be used.
Furthermore, a conductive polymer material such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, or polyimidazole may be added to the positive electrode film 2b. Since these conductive polymer materials are electrochemically stable and excellent in electron conductivity, there is an effect of reducing the internal resistance of the positive electrode film 2b.
As the positive electrode current collector 2a, a metal foil, a metal net, an expanded metal, or the like can be used, and these materials may be Ti, stainless steel, etc. in addition to Al.

そして図2に示すように、正極電極層2bと負極電極層3bがセパレータ4を介して対向している。尚、図2においては説明を簡略にするために、各集電体2a、3aの片面に各電極膜2b、3bを成膜した形態を示しているが、各電極膜2b、3bを各集電体2a、3aの両面に成膜してもよいのはもちろんである。   As shown in FIG. 2, the positive electrode layer 2 b and the negative electrode layer 3 b are opposed to each other with the separator 4 interposed therebetween. In FIG. 2, for simplicity of explanation, the electrode films 2b and 3b are formed on one side of the current collectors 2a and 3a. However, the electrode films 2b and 3b are shown in FIG. Of course, the film may be formed on both surfaces of the electric conductors 2a and 3a.

次に非水電解液(非水電解質)は、環状炭酸エステルまたは鎖状炭酸エステルのいずれか一方または両方が含まれ、更に溶質が含まれて構成されている。特に、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルの両方が混合されたものに、溶質が溶解されてなるものが好ましい。   Next, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) includes either or both of a cyclic carbonate ester and a chain carbonate ester, and further includes a solute. In particular, it is preferable that a solute is dissolved in a mixture of both a cyclic carbonate and a chain carbonate.

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート等を例示できる。また鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、酢酸エステル等を例示できる。
尚、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルは上記に列挙したものに限らず、溶質及び第4級アンモニウム塩を解離できるものであれば、どのようなものでも用いることができる。
更に、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類を用いても良い。
Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate and the like. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, diisopropyl carbonate, dibutyl carbonate, and acetate.
The cyclic carbonates and chain carbonates are not limited to those listed above, and any one can be used as long as it can dissociate the solute and the quaternary ammonium salt.
Furthermore, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and diethyl ether may be used.

また、溶質としては、LiPF、LiBF、LiAsF、LiClO、LiCFSO、LiCSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(RfSO、LiC(RfSO、LiC2n+1SO(n≧2)、LiN(RfOSO[ここでRfはフルオロアルキル基]等のリチウム塩を例示できる。 The solutes include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiN (RfSO 2 ) 2 , LiC (RfSO 2 ) 3 , LiC n F Examples of the lithium salt include 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2) and LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group].

更に、上記の非水電解液に代えて、固体電解質(非水電解質)を用いることもできる。固体電解質としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等の高分子マトリックスに上記非水電解液を含浸させてなるゲル電解質等を例示できる。また、固体電解質を用いる場合は、セパレータ4を省略してもよい。   Furthermore, it can replace with said non-aqueous electrolyte and can also use a solid electrolyte (non-aqueous electrolyte). Examples of the solid electrolyte include a gel electrolyte obtained by impregnating the non-aqueous electrolyte into a polymer matrix such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile. Further, when a solid electrolyte is used, the separator 4 may be omitted.

次に、本発明のリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法について説明する。
まず、所定の温度範囲内において、リチウム二次電池の充放電を少なくとも2回以上繰り返し行い、充放電温度毎の放電容量の1サイクルあたりの劣化率を求める。
充放電温度は、電池が作動し得る温度範囲であることが好ましく、例えば−30℃から80℃の範囲が好ましい。−30℃以下だと、劣化が極端に小さくなるため、評価に時間がかかり、好ましくない。また、電解液が凍結するなどして電池として機能しない恐れがあるため、好ましくない。また80℃を超えると、電池の構成材料の劣化が大きくなり、充放電容量が極端に低下するので好ましくない。
充放電温度は、−30℃から80℃の範囲内で2℃〜10℃刻みに設定することが好ましい。温度の刻みを2℃以下にすると、測定ポイントが著しく増えてしまい、上限温度の算出に長時間を要してしまうので好ましくなく、温度の刻みが10℃を超えると上限温度の算出の精度が低下してしまうので好ましくない。
Next, a method for calculating the charge / discharge upper limit temperature of the lithium secondary battery of the present invention will be described.
First, charging / discharging of the lithium secondary battery is repeated at least twice within a predetermined temperature range, and the deterioration rate per cycle of the discharge capacity for each charging / discharging temperature is obtained.
The charge / discharge temperature is preferably in the temperature range in which the battery can operate, for example, in the range of −30 ° C. to 80 ° C. When the temperature is −30 ° C. or lower, the deterioration is extremely small, and thus it takes time for evaluation, which is not preferable. Moreover, since electrolyte solution freezes and it may not function as a battery, it is not preferable. Moreover, when it exceeds 80 degreeC, since deterioration of the constituent material of a battery will become large and charging / discharging capacity will fall extremely, it is unpreferable.
The charge / discharge temperature is preferably set in increments of 2 ° C to 10 ° C within a range of -30 ° C to 80 ° C. If the temperature increment is set to 2 ° C or less, the number of measurement points increases remarkably, and it takes a long time to calculate the upper limit temperature. This is not preferable, and if the temperature increment exceeds 10 ° C, the accuracy of the upper limit temperature calculation is increased. Since it falls, it is not preferable.

充電は、例えば、定電流・定電圧方式により行うことが好ましい。即ち、電池電圧が充電上限電圧に達するまで定電流で充電を行い(定電流充電)、充電上限電圧に達した後はこの上限電圧を維持したまま所定の充電時間電流を流す(定電圧充電)。定電流・定電圧充電時の充電上限電圧は、電池の正負極の構成にもよるが4.1V〜4.2Vの範囲が好ましい。また、定電流充電時の充電電流は、電池サイズにもよるが0.1C〜5Cの範囲が好ましい。更に、定電圧充電時の充電時間は、電池サイズにもよるが10時間以内が好ましい。
また、放電は、定電流放電により行うことが好ましい。すなわち、電池電圧が放電下限電圧に達するまで定電流で放電を行う(定電流放電)。放電下限電圧は、電池の正負極の構成にもよるが2.5V〜3.5Vの範囲が好ましい。また、放電電流は、電池サイズにもよるが0.1C〜5Cの範囲が好ましい。
The charging is preferably performed by, for example, a constant current / constant voltage method. That is, charging is performed at a constant current until the battery voltage reaches the charging upper limit voltage (constant current charging), and after reaching the charging upper limit voltage, a current is supplied for a predetermined charging time while maintaining the upper limit voltage (constant voltage charging). . The charging upper limit voltage during constant current / constant voltage charging is preferably in the range of 4.1 V to 4.2 V, although it depends on the configuration of the positive and negative electrodes of the battery. The charging current during constant current charging is preferably in the range of 0.1C to 5C, although it depends on the battery size. Furthermore, the charging time during constant voltage charging is preferably within 10 hours, although it depends on the battery size.
The discharge is preferably performed by constant current discharge. That is, the battery is discharged at a constant current until the battery voltage reaches the discharge lower limit voltage (constant current discharge). The discharge lower limit voltage is preferably in the range of 2.5 V to 3.5 V, although it depends on the configuration of the positive and negative electrodes of the battery. The discharge current is preferably in the range of 0.1C to 5C, although it depends on the battery size.

次に、放電容量の1サイクルあたりの劣化率D(%)は、例えば、1サイクル目の放電容量をQ(Ah)とし、100サイクル目の放電容量をQ100(Ah)としたとき、
D(%)=(Q―Q100)/Q/100(サイクル)×100
なる式により算出する。
また放電容量の維持率E(%)は、例えば、1サイクル目の放電容量をQとし、100サイクル目の放電容量をQ100としたとき、
E(%)=Q100/Q×100
なる式により算出する。
Next, the deterioration rate D (%) per cycle of the discharge capacity is, for example, when the discharge capacity at the first cycle is Q 1 (Ah) and the discharge capacity at the 100th cycle is Q 100 (Ah),
D (%) = (Q 1 -Q 100) / Q 1/100 ( cycles) × 100
It is calculated by the following formula.
The retention rate of discharge capacity E (%) is, for example, the discharge capacity at the first cycle and Q 1, when the discharge capacity of the 100th cycle was Q 100,
E (%) = Q 100 / Q 1 × 100
It is calculated by the following formula.

次に、リチウム二次電池の充放電を繰り返し行って充放電温度別に放電容量の1サイクルあたりの劣化率(k)を求め、前記充放電温度(T)とともに上記[数1]に示したアレニウスの式に適用して電池の容量低下を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギー(Ea)を求め、当該活性化エネルギーが変化したときの充放電温度を充放電の上限温度とすることを特徴とする。   Next, the lithium secondary battery is repeatedly charged and discharged to determine the deterioration rate (k) per cycle of the discharge capacity according to the charge / discharge temperature, and the Arrhenius shown in the above [Formula 1] together with the charge / discharge temperature (T). The activation energy (Ea) of the main side reaction that causes a decrease in battery capacity is obtained by applying to the above equation, and the charge / discharge temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. To do.

具体的には、充放電温度を横軸とし、放電容量の劣化率を縦軸とするグラフを作成する。劣化率は対数表示とし、充放電温度は逆数表示にする。グラフ上のプロットを直線で結んだときのその直線の傾きを電池の容量低下を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーと定義する。
図3に当該グラフの一例を示す。図3に示すグラフには、(i)〜(iii)の3本の直線が示されている。この場合、(i)〜(iii)の各直線の傾きがそれぞれ、電池の容量低下を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーである。また、T<T<Tの関係である。
図3に示すように、(i)の直線は温度の逆数1/T〜1/Tまでの範囲にあり、この(i)の直線の傾きがT〜Tの範囲における活性化エネルギーである。同様に、(ii)の直線の傾きがT〜Tの範囲における活性化エネルギーであり、(iii)の直線の傾きがT〜Tの範囲における活性化エネルギーとなる。
このように、図3においては、温度T及びTにおいて直線の傾きが変化している。
Specifically, a graph is created with the charge / discharge temperature as the horizontal axis and the deterioration rate of the discharge capacity as the vertical axis. The deterioration rate is displayed in logarithm, and the charge / discharge temperature is displayed in reciprocal. When the plots on the graph are connected by a straight line, the slope of the straight line is defined as the activation energy of a major side reaction that causes the capacity of the battery to decrease.
FIG. 3 shows an example of the graph. In the graph shown in FIG. 3, three straight lines (i) to (iii) are shown. In this case, the slopes of the straight lines (i) to (iii) are activation energies of main side reactions that cause a decrease in battery capacity. Further, the relationship of T 1 <T 2 <T 3 .
As shown in FIG. 3, the straight line (i) is in the range from the reciprocal temperature 1 / T 1 to 1 / T 2 , and the slope of the straight line (i) is activated in the range T 1 to T 2 . Energy. Similarly, the slope of the straight line of (ii) is the activation energy in the range of T 2 through T 3, the activation energy in the range linear slope of T 1 through T 4 of (iii).
Thus, in FIG. 3, the slope of the straight line changes at temperatures T 2 and T 3 .

そして、本発明では、活性化エネルギーが変化したときの充放電温度を充放電の上限温度とする。活性化エネルギーが変化したときの充放電温度は、一つに限らず、複数存在する場合があり得る。例えば図3の場合、活性化エネルギーが変化する温度はT及びTの二つである。このような場合、本発明では上限温度として最も低い温度を選択することが好ましい。すなわち図3の場合はTとすることが好ましい。 And in this invention, charging / discharging temperature when activation energy changes is made into upper limit temperature of charging / discharging. The charge / discharge temperature when the activation energy changes is not limited to one, and a plurality of charge / discharge temperatures may exist. For example, in the case of FIG. 3, the temperature at which the activation energy changes is two, T 2 and T 3 . In such a case, in the present invention, it is preferable to select the lowest temperature as the upper limit temperature. That it is preferable that the T 2 are the case of FIG.

活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度と定義したのは、次の理由によるものである。
図3に示すように、充放電温度が高くなるにつれて直線の傾きが変化するが、これは上限温度を超えた温度域で特に電池容量を大きく低下させる何らかの副反応が起きているものと考えられる。従って図3においては、温度Tを境界にして低温領域の方が電池の容量低下が少なく、更に温度Tを境界にして低温領域の方が電池の容量低下がより少なくなる。
従って、電池の容量低下が小さい温度域、すなわち本発明において定義した上限温度以下で充放電を行うようにすれば、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。
The reason why the temperature at which the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge is as follows.
As shown in FIG. 3, the slope of the straight line changes as the charging / discharging temperature increases. This is considered to be caused by some side reaction that greatly reduces the battery capacity particularly in the temperature range exceeding the upper limit temperature. . Thus in FIG. 3, it is less reduced capacity of the battery in a low temperature region to a temperature T 3 on the boundary, toward the low temperature region is less reduction capacity of the battery was further the temperature T 2 in the boundary.
Therefore, if charging / discharging is performed in a temperature range where the capacity decrease of the battery is small, that is, not more than the upper limit temperature defined in the present invention, it is possible to suppress the side reaction and improve the cycle characteristics of the lithium secondary battery. Become.

尚、リチウム二次電池の充放電の際に起きる副反応としては、例えば、電解液中の溶媒,或いは電解質が分解して,負極上で表面皮膜を形成したり,フッ酸などのガスを発生する反応が考えられる。   In addition, as a side reaction occurring at the time of charging / discharging of the lithium secondary battery, for example, a solvent or an electrolyte in the electrolytic solution is decomposed to form a surface film on the negative electrode, or a gas such as hydrofluoric acid is generated. Reaction is considered.

次に、本発明のリチウム二次電池の充放電方法について説明する。この充電方法は、上記の算出方法により求めた上限温度より低い温度で充放電を行うというものである。すなわち、あらかじめリチウム二次電池の充放電を温度別に繰り返し行って、充放電温度毎の放電容量の劣化率を求める。そして、充放電温度に対する劣化率の変化率を充放電反応の活性化エネルギーとし、当該活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度とする。このようにして求めた上限温度よりも低い温度でリチウム二次電池の充放電を行う。上記の例でいえば、温度T以下で充放電を行う。 Next, the charging / discharging method of the lithium secondary battery of this invention is demonstrated. In this charging method, charging / discharging is performed at a temperature lower than the upper limit temperature obtained by the above calculation method. That is, the charge / discharge of the lithium secondary battery is repeatedly performed in advance for each temperature, and the deterioration rate of the discharge capacity at each charge / discharge temperature is obtained. And let the rate of change of the deterioration rate with respect to charging / discharging temperature be the activation energy of charging / discharging reaction, and let temperature when the said activation energy change be upper limit temperature of charging / discharging. The lithium secondary battery is charged and discharged at a temperature lower than the upper limit temperature thus determined. In the above example, charging and discharging at a temperature T 2 below.

このような充放電方法によれば、充放電の上限温度以下で充放電を行うので、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。   According to such a charging / discharging method, since charging / discharging is performed below the upper limit temperature of charging / discharging, it becomes possible to suppress the side reaction and improve the cycle characteristics of the lithium secondary battery.

また本発明の電池システムとしては、上記のリチウム二次電池を恒温槽内部などの温度制御が可能な環境に設置したものを例示できる。リチウム二次電池の周辺温度を上記の上限温度以下にした状態で充放電を行うことで、副反応を抑制してリチウム二次電池のサイクル特性を向上することが可能になる。特にリチウム二次電池の周辺温度を60℃以下にするためには、直射日光を避け、風通しをよくすることなどで十分対応できる。例として、百葉箱類似の構造物中に電池を設置することなどを挙げることができる。また,リチウム二次電池の周辺温度を18℃以下にするためには,直射日光を避け,風通しをよくすることだけでなく,電池を設置する環境によっては強制的に送風して空冷したり,水冷などを行なっても良い。また、クーラーや半導体などで電池を冷却しても良いが、本形態に限られるものではない。   Moreover, as a battery system of this invention, what installed said lithium secondary battery in the environment where temperature control is possible, such as the inside of a thermostat, can be illustrated. By performing charging / discharging in a state where the ambient temperature of the lithium secondary battery is set to the above upper limit temperature or less, side reactions can be suppressed and the cycle characteristics of the lithium secondary battery can be improved. In particular, in order to reduce the ambient temperature of the lithium secondary battery to 60 ° C. or less, it can be sufficiently handled by avoiding direct sunlight and improving ventilation. As an example, a battery can be installed in a structure similar to a hundred-leaf box. In addition, to reduce the ambient temperature of lithium secondary batteries to 18 ° C or less, avoid direct sunlight and improve ventilation, depending on the environment in which the battery is installed, it may be forced to blow air to cool it, Water cooling or the like may be performed. Moreover, although a battery may be cooled with a cooler, a semiconductor, etc., it is not restricted to this form.

(実験例1)
正極活物質としてマンガン酸リチウム90重量%、導電材として黒鉛を5重量%、結着材としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)5重量%を、溶剤のN-メチルピロリドン(NMP)に固形分50%となるように混合してスラリーとした。これを集電体となるアルミ箔に連続的に塗布しながら80℃で乾燥して塗膜を形成した。次いで、集電体上の塗膜をローラープレスで膜密度が2.4g/cmとなるように加圧成形し、正極電極を作製した。次いで、この正極電極を100Pa以下に減圧しながら110℃で9時間加熱乾燥した。
また、負極活物質として黒鉛90重量%と、結着剤とPVdF10重量%を、溶剤のNMPに固形分50%となるように混合しスラリーとした。次いで、これを銅箔に連続的に塗布しながら80℃で乾燥して塗膜を形成した。次いで、銅箔上の塗膜をロールプレスで膜密度が1.4g/cmとなるように加圧成形し、負極電極を作製した。次いで、この負極電極を130℃で、100Pa以下に減圧しながら72時間加熱乾燥した。
(Experimental example 1)
90% by weight of lithium manganate as a positive electrode active material, 5% by weight of graphite as a conductive material, 5% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and 50% solid content in N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent It mixed so that it might become a slurry. While continuously applying this to an aluminum foil serving as a current collector, it was dried at 80 ° C. to form a coating film. Next, the coating film on the current collector was pressure-molded with a roller press so that the film density was 2.4 g / cm 3 to produce a positive electrode. Next, this positive electrode was dried by heating at 110 ° C. for 9 hours while reducing the pressure to 100 Pa or less.
Further, 90% by weight of graphite as a negative electrode active material, 10% by weight of a binder and PVdF were mixed with NMP as a solvent so as to have a solid content of 50% to obtain a slurry. Subsequently, it dried at 80 degreeC, applying this continuously to copper foil, and formed the coating film. Next, the coating film on the copper foil was pressure-molded by a roll press so that the film density was 1.4 g / cm 3 , thereby producing a negative electrode. Next, this negative electrode was dried by heating at 130 ° C. for 72 hours while reducing the pressure to 100 Pa or less.

次に、面積が2cmの円形になるように上記正極電極及び負極電極をそれぞれ切断し、これら正・負極を組み合わせ、両極の間にセパレータをはさんでコイン型電池を製作し、充放電試験を行った。尚、コイン型電池の非水電解液としては、ECとDMCとをその混合比EC:DMCが1:2となるように混合し、この混合溶媒にLiPFを1(モル/L)の濃度になるように溶解したものを用いた。
次いで、コイン型電池の充放電を25℃で実施し、1サイクル目の放電容量を100%とした場合の100サイクル後の容量維持率を求めた。また、更に1〜100サイクルまでの1サイクルあたりの劣化率を求めた。結果を表1及び図4及び図5に示す。
Next, cut the positive electrode and the negative electrode so that the area is a circle of 2 cm 2 , combine these positive and negative electrodes, manufacture a coin-type battery with a separator between both electrodes, and charge / discharge test Went. As the non-aqueous electrolyte for the coin-type battery, EC and DMC are mixed so that the mixing ratio EC: DMC is 1: 2, and LiPF 6 is added to this mixed solvent at a concentration of 1 (mol / L). What was melt | dissolved so that it might become was used.
Next, charging / discharging of the coin-type battery was performed at 25 ° C., and the capacity retention rate after 100 cycles when the discharge capacity at the first cycle was 100% was determined. Further, the deterioration rate per cycle from 1 to 100 cycles was determined. The results are shown in Table 1, FIG. 4 and FIG.

尚、充電は、1/3Cの電流を電池電圧が4.15Vに達するまで流し、その後、電流値が設定値の5%以下になる時間まで充電する条件で行った。また放電は、電池電圧が3.1Vになるまで1/3Cで放電する条件とした。   The charging was performed under the condition that a current of 1/3 C was supplied until the battery voltage reached 4.15 V, and then the charging was performed until the current value became 5% or less of the set value. The discharge was performed under the condition of discharging at 1/3 C until the battery voltage reached 3.1V.

(実験例2〜12)
次に、充放電を実施する温度を表1に示すように変更したこと以外は上記実験例1と同様の方法でコイン型電池を作製し、充放電を行った。そして、各温度別に100サイクル後の容量維持率と劣化率を求めた。結果を表1及び図4及び図5に示す。
(Experimental Examples 2 to 12)
Next, a coin-type battery was prepared and charged / discharged in the same manner as in Experimental Example 1 except that the temperature at which charging / discharging was performed was changed as shown in Table 1. And the capacity | capacitance maintenance factor and degradation rate after 100 cycles were calculated | required for each temperature. The results are shown in Table 1, FIG. 4 and FIG.

図4は容量維持率(%)と充放電温度との関係を示すグラフである。図4の縦軸は劣化率であり、横軸は充放電温度である。また図5は劣化率(%)と充放電温度との関係を示すグラフである。図4の縦軸は劣化率の対数表示であり、横軸は充放電温度の逆数表示である。またかっこ内の温度は充放電温度である。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the capacity retention rate (%) and the charge / discharge temperature. The vertical axis in FIG. 4 is the deterioration rate, and the horizontal axis is the charge / discharge temperature. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the deterioration rate (%) and the charge / discharge temperature. The vertical axis in FIG. 4 is a logarithmic display of the deterioration rate, and the horizontal axis is a reciprocal display of the charge / discharge temperature. The temperature in parentheses is the charge / discharge temperature.

Figure 2005149793
Figure 2005149793

表1、図4及び図5に示すように、充放電温度が上昇するにつれてリチウム二次電池の劣化が大きくなるが、特に図4に示すように、充放電温度が60℃を超えると100サイクル後の容量維持率が90%以下に低下することが確認された。
また、図5に示すように、劣化率の対数と温度の逆数をプロットすると、特定の温度(18℃、60℃)を境界として3つの直線を引くことができた。これにより、主に活性化エネルギーの異なる3つの反応によって電池劣化が進行していることが確認された。特に、電解液分解やマンガン溶出などの電池劣化原因が、特定の温度により変化するものと推測される。直線の傾きが小さく、活性化エネルギーが小さいと思われる18℃以下では、100サイクル後の容量維持率が98%以上であることを確認した。従って本実験例においては、18℃が充放電の上限温度であると推定される。
As shown in Table 1, FIG. 4 and FIG. 5, the deterioration of the lithium secondary battery increases as the charging / discharging temperature rises. In particular, as shown in FIG. 4, when the charging / discharging temperature exceeds 60 ° C., 100 cycles. It was confirmed that the capacity retention rate later decreased to 90% or less.
Moreover, as shown in FIG. 5, when the logarithm of the deterioration rate and the reciprocal of the temperature were plotted, three straight lines could be drawn with a specific temperature (18 ° C., 60 ° C.) as a boundary. As a result, it was confirmed that the battery deterioration was progressed mainly by three reactions having different activation energies. In particular, it is presumed that causes of battery deterioration such as electrolytic solution decomposition and manganese elution change depending on a specific temperature. It was confirmed that the capacity retention rate after 100 cycles was 98% or more at 18 ° C. or less where the slope of the straight line was small and the activation energy was considered to be small. Therefore, in this experiment example, it is estimated that 18 degreeC is the upper limit temperature of charging / discharging.

本発明の実施形態である非水電解質二次電池の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery which is embodiment of this invention. 図1に示す非水電解質二次電池の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 本発明の実施形態であるリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the calculation method of the charging / discharging upper limit temperature of the lithium secondary battery which is embodiment of this invention. 容量維持率(%)と充放電温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a capacity | capacitance maintenance factor (%) and charging / discharging temperature. 放電容量の劣化率(%)と充放電温度との関係を示すグラフであって、縦軸は劣化率の対数表示であり、横軸は充放電温度の逆数表示である。It is a graph which shows the relationship between the deterioration rate (%) of discharge capacity, and charging / discharging temperature, Comprising: A vertical axis | shaft is a logarithm display of a deterioration rate and a horizontal axis is a reciprocal display of charging / discharging temperature.

符号の説明Explanation of symbols

1…リチウム二次電池、2…正極電極(正極)、2a…正極集電体、2b…正極電極膜、3…負極電極(負極)、3a…負極集電体、3b…負極電極膜、4…セパレータ、5…電池ケース、6…封口板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lithium secondary battery, 2 ... Positive electrode (positive electrode), 2a ... Positive electrode collector, 2b ... Positive electrode film, 3 ... Negative electrode (negative electrode), 3a ... Negative electrode collector, 3b ... Negative electrode film, 4 ... Separator, 5 ... Battery case, 6 ... Sealing plate

Claims (5)

リチウム二次電池を充放電する際の上限温度の算出方法であり、
リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの充放電温度を充放電の上限温度とすることを特徴とするリチウム二次電池の充放電上限温度の算出方法。
It is a calculation method of the upper limit temperature when charging and discharging a lithium secondary battery,
The activation energy of the main side reaction that causes battery deterioration is determined from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at that temperature, and the charge / discharge temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. A method for calculating a charging / discharging upper limit temperature of a lithium secondary battery.
リチウム二次電池を充放電する方法であって、
あらかじめ、リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度としたとき、
充放電を前記上限温度以下で行うことを特徴とするリチウム二次電池の充放電方法。
A method of charging and discharging a lithium secondary battery,
The activation energy of the main side reaction that causes the battery deterioration is obtained in advance from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at that temperature, and the temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. When
Charging / discharging of a lithium secondary battery characterized by performing charging / discharging below the said upper limit temperature.
あらかじめ、リチウム二次電池の使用温度とその温度での容量低下から、電池劣化を引き起こす主要な副反応の活性化エネルギーを求め、当該活性化エネルギーが変化したときの温度を充放電の上限温度としたとき、
前記上限温度以下の温度でリチウム二次電池を充放電させることを特徴とする電池システム。
The activation energy of the main side reaction that causes the battery deterioration is obtained in advance from the operating temperature of the lithium secondary battery and the capacity decrease at that temperature, and the temperature when the activation energy changes is defined as the upper limit temperature of charge / discharge. When
A battery system for charging and discharging a lithium secondary battery at a temperature equal to or lower than the upper limit temperature.
上記上限温度が60℃以下であることを特徴とする請求項3に記載の電池システム。   The battery system according to claim 3, wherein the upper limit temperature is 60 ° C. or less. 上記上限温度が18℃以下であることを特徴とする請求項3に記載の電池システム。
The battery system according to claim 3, wherein the upper limit temperature is 18 ° C or lower.
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