JP2009512992A - 電池カソード - Google Patents

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Abstract

電池、関連する組成物、及び製造法が開示される。幾つかの実施形態では、電池製造法は、カソード材料を含む少なくとも１つのカソードを酸素を含む雰囲気中で加熱する工程と、真空中でカソードを加熱する工程と、カソードをハウジング内へ追加する工程と、セパレーターをハウジング内へ追加する工程と、アノードをハウジング内へ追加する工程とを含む。

Description

本発明は、電池並びに関連組成物と方法に関する。
電池又は電気化学電池は、一般に使用される電気エネルギー供給源である。電池は、典型的にはアノードと呼ばれる負の電極と、典型的にはカソードと呼ばれる正の電極を備える。アノードは、酸化され得る活物質を含有し、カソードは、還元され得る活物質を含有又は消費する。アノード活物質は、カソード活物質を還元できる。
電池が装置内で電気エネルギー供給源として用いられる場合、アノード及びカソードで電気的接触がなされ、電子が装置を貫流し、それぞれ酸化及び還元反応が生じることで電力を提供する。アノード及びカソードに接触する電解質は、電極間のセパレーターを貫流するイオンを含有することで、放電中に電池全体の電荷の均衡を維持する。
本発明は、電池並びに関連組成物と方法に関する。
１つの態様として、本発明は一次電池（例えば、コイン型電池）のような電池の製造方法を特徴とする。本製造方法は、カソード材料を含む少なくとも１つのカソード（例えば、複数個のカソード）を酸素を含む雰囲気中で加熱する工程と、カソードを真空中で加熱する工程と、ハウジング内にカソードを追加する工程と、セパレーターをハウジング内に追加する工程と、アノードをハウジング内に追加する工程とを含む。
別の態様として、本発明は一次電池（例えば、コイン型電池）のような電池の製造方法を特徴とする。本製造法は、カソード材料を含む少なくとも１つのカソード（例えば、複数個のカソード）を二酸化窒素、二酸化硫黄及び／又はオゾンを含む雰囲気中で加熱する工程と、カソードを真空中で加熱する工程と、ハウジング内に前記カソードを追加する工程と、セパレーターを前記ハウジング内に追加する工程と、アノードを前記ハウジング内に追加する工程とを含む。
追加の態様では、本発明は電池の製造方法として、基材と、基材によって支持され二酸化マンガンを含むカソード材料とを含むカソードを特徴とする。カソード材料は、約６００ＰＰＭ以下の水分及び約０．１重量％以下のＭｎ３Ｏ４（例えば、０．０５重量％以下のＭｎ３Ｏ４）を含む。
更なる態様では、本発明は基材と基材によって支持されるカソード材料とを含むカソードを特徴とする。カソード材料は約６００ｐｐｍ又はそれより少ない水分を含有し、回折角約２θ＝１８度、及び／又は２θ＝３２．３５度、及び／又は２θ＝３６．１５度のいずれのピークも持たないＸ線回折画像を示す。
実施形態には、次の特徴を１以上含むことができる。
雰囲気は、約０．３４ｋＰａ（０．１ｉｎＨｇ（２．５４Ｔｏｒｒ）〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ（２５４Ｔｏｒｒ））（例えば、約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ）））〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ（２５４Ｔｏｒｒ）））の分圧で酸素を含むことができる。幾つかの実施形態においては、雰囲気は約１．０１ｋＰａ（０．３ｉｎＨｇ（７．６Ｔｏｒｒ）〜約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ））の分圧で酸素を含むことができる。
酸素を含む雰囲気中でカソードを加熱する工程後、真空中で加熱することは可能である。真空中でカソードを加熱する工程は、カソード材料が約６００ｐｐｍ以下の水分（例えば、約４００ｐｐｍ以下の水分）を含むまで、カソードを加熱する工程を含むことができる。特定の実施形態では、真空中でカソードを加熱する工程は、カソード材料が約４００ｐｐｍ〜約６００ｐｐｍの水分を含むまで、カソードを加熱する工程を含むことができる。
カソードを真空中又は酸素を含む雰囲気中で加熱する工程は、カソードを少なくとも約４時間（例えば、約２時間〜約７５時間、約４時間〜約５０時間、約４時間〜約２０時間、約１０時間）、及び／又は少なくとも約１６０℃（例えば、約１６０℃〜約２４０℃、約１８０℃〜約２２０℃、約２００℃）の温度で加熱する工程を含むことができる。酸素を含む雰囲気中で加熱する工程は、カソード材料が約２４０℃〜約３１０℃（例えば、約２９０℃〜３００℃、約２９０℃）で、示差走査熱量計のピークが、約３０ジュール／グラム以下（例えば、約５ジュール／グラム〜約３０ジュール／グラム、１８ジュール／グラム〜３０ジュール／グラム）までカソードを加熱する工程を含むことができる。幾つかの実施形態では、更にカソード材料が回折角約２θ＝１８度、及び／又は２θ＝３２．３５度、及び／又は２θ＝３６．１５度でいずれもピークを持たないＸ線回折画像を示す。特定の実施形態では、カソードを真空中で加熱する工程後、カソード材料は０．１重量％より少ないＭｎ３Ｏ４を含む。
カソード材料は、マンガン酸化物（例えば、二酸化マンガン）、オキソ水酸化ニッケル、一フッ化炭素、五酸化バナジウム、又は二硫化鉄を含むことができる。幾つかの実施形態においては、カソード材料は結合剤を含むことができる。特定の実施形態として、結合剤はコポリマー（例えば、ブロックコポリマー）などのポリマーを含むことができる。幾つかの実施形態においては、結合剤としてスチレンブロックを含む結合剤を含むことができる。例えば、結合剤はスチレンブロックコポリマー（例えば、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ））を含む場合がある。特定の実施形態では、結合剤にはポリビニルアルコール及び／又はポリフッ化ビニリデンを含むことができる。カソードは、実質的にＭｎ３Ｏ４を含まないことが可能である。カソード材料は、実質的にＭｎ３Ｏ４を含まないことが可能である。幾つかの実施形態においては、カソード材料は基材上へ塗布することができる。
アノードはリチウム及び／又はリチウムを含む合金を含むことができる。
雰囲気は、更に不活性ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン）及び／又は窒素を含むことができる。不活性ガス及び／又は窒素は酸素及び／又は空気と混合できる。雰囲気中の酸素は、約０．３４ｋＰａ（０．１ｉｎＨｇ（２．５４Ｔｏｒｒ））〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ（２５４Ｔｏｒｒ））の分圧であることが可能である。雰囲気中の空気は、約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ））〜約１０１．３２ｋＰａ（２９．９２ｉｎＨｇ（７５９．０７Ｔｏｒｒ））の残留圧力であることが可能である。
本製造法は、電解質をハウジング内へ追加すること及び／又はハウジングを（例えば、キャップと円形絶縁ガスケットを用いて）封止することができる。
実施形態は、次の有利な条件を１つ以上備えることができる。
特定の実施形態では、カソードを備えた電池は、比較的小さなガス放出速度を示すことがあり得る（例えば、ＣＯ２ガス放出）。特定の実施形態では、カソードを備えた電池は、カソードを含まない類似電池（例えば、加熱処理されてないカソードを備えた類似の電池等）と比較して（例えば、ガスの蓄積による結果として）リークする可能性はより小さい。幾つかの実施形態にでは、カソードを備えた電池でガス放出速度を制御するため、事前に放出させずに使用されてもよい。そのような幾つかの実施形態では、電池は比較的大きな電池容量を持つことが可能であり、及び／又は事前の放出操作を必要とする電池に比べ、更に製造は容易と思われる。
本発明の他の態様、特徴、及び利点は、図面、説明、請求項の中に存在する。
図１を参照すると、一次電気化学電池１０は、負のリード１４と電気接触しているアノード１２と、正のリード１８と電気接触しているカソード１６と、セパレーター２０と、電解溶液とを含む。アノード１２、カソード１６、セパレーター２０及び電解溶液は、ハウジング２２内に含有されている。電解溶液は溶媒系、及び少なくとも部分的に溶媒系へ溶解する塩を含む。電気化学電池１０は、更にキャップ２４と円形絶縁ガスケット２６、並びに安全弁２８を備える。正リード１８は、カソード１６をキャップ２４へ結合する。安全弁２８をキャップ２４の内側に配置し、圧力が予め定められた設定値を越えた場合、電気化学電池１０内の圧力を減少させるように設定する。
カソード１６は、集電体上に塗布されるカソード材料を含む。カソード材料は、少なくとも１つの（例えば、２、３の）カソード活物質を含む。カソード活物質は、例えば、マンガン酸化物のような金属酸化物であってよい。幾つかの実施形態において、カソード活物質は、ＥＭＤ、ＣＭＤ、γ−ＭｎＯ２、又はこれらの物質の任意の組み合わせ（例えば、ブレンド）などの二酸化マンガン（ＭｎＯ２）であり得る。二酸化マンガンの販売業者としては、カーマギー社（Kerr-McGee Corp.）（例えば、トロナＤ（Trona D）及びハイパワーＥＭＤの製造会社）、東ソー社（Tosoh Corp.）、デルタマンガン社（Delta Manganese）、デルタＥＭＤ社（Delta EMD Ltd.）、三井化学（Mitsui Chemicals）、エラケム（ERACHEM）、及びＪＭＣが挙げられる。γ−ＭｎＯ２は、例えば「酸化マンガン類（ＩＶ）間の構造的関係（Structural Relationships Between the Manganese（IV）Oxides）」、二酸化マンガンシンポジウム（Manganese Dioxide Symposium）、１、電気化学学会（The Electrochemical Society）、クリーブランド（Cleveland）、１９７５年、３０６〜３２７頁中に記載されており、その全体は参照として本明細書に組み込まれる。特定の実施形態において、カソード活物質は、別のタイプのマンガン酸化組成物であり得る。例えば、カソード活物質はＨＥＭＤであったり、又はリチウム化ＭｎＯ２若しくはＬｉＭＤのようなリチウムマンガン酸化物組成物であり得る。幾つかの実施形態では、カソード活物質は、ＭｎＯ２のリチオ化反応、及びその後酸素雰囲気中でリチオ化ＭｎＯ２を熱処理して形成された、リチウム酸化マンガン組成物であり得る。特定の実施形態では、カソード活物質は、約０．１重量％〜約２重量％のリチウムを含むＭｎＯ２であり得る。酸化マンガン組成物は、例えば、ボフィンガー（Bofinger）ら著、米国特許申請公開番号ＵＳ２００５／０１６４０８５ Ａ１、２００５年７月２８日公開、及びボフィンガーら著、米国特許申請公開番号ＵＳ２００５／０１６４０８６ Ａ１、２００５年７月２８日公開に記載されており、両者は参照として本明細書に組み込まれる。
カソード活物質を含むことに加え、カソード１６のカソード材料は、ポリマー結合剤のような１つ以上の結合剤も更に含むことができる。ポリマー結合剤の例には、ブロックコポリマー（例えば、スチレンブロックを含むブロックコポリマー）などのコポリマーが挙げられる。例えば、カソード材料は、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（例えば、クラトン（Kraton）（商標）Ｇ−１６５１ポリマー）のような１つ以上のスチレンブロックコポリマーを含む場合がある。ポリマー結合剤の他の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール、及びＶｉｔｏｎ（登録商標）（例えば、二フッ化ビニリデンや六フッ化プロピレンのコポリマー）が挙げられる。
幾つかの実施形態において、カソード１６のカソード材料は、例えばカーボンブラック、膨張グラファイトを含む合成グラファイト、又は天然黒鉛、アセチレン系中間相炭素、コークス、黒鉛化カーボンナノチューブ若しくはポリアセチレン半導体を含む非合成グラファイト等の炭素源を含むことができる。
上記したように、カソード１６は、カソード材料を表面上へ塗布、ないしは別の方法で析出できる集電体を備える。集電体は、正リード１８と接触する両駅及びカソード材料と接触する第２の領域を有することができる。集電体は、正リード１８とカソード材料との間に電気を伝導する役割を担う。集電体は、強固であり良導電体（低い固有抵抗値を有する）である物質で作製されることができる。そのような材料の例には、金属（例えば、チタン、アルミニウム、ニッケル）や金属合金（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム合金）が挙げられる。幾つかの実施形態において、集電体は、膨張性金属スクリーン又はグリッドの形態を取り得る。ステンレス鋼、アルミニウム、又はアルミニウム合金のグリッドは、エクスメット社（Exmet Corporation）（コネチカット州ブランフォード（Branford, CT））から入手可能である。
特定の実施形態では、カソード１６のカソード材料は、比較的少量の水分を含むことができる。幾つかの実施形態では、カソード材料は、約６００ｐｐｍ以下の水分（例えば、水分が約５００ｐｐｍ以下、約４００ｐｐｍ以下、約３００ｐｐｍ以下、約２００ｐｐｍ以下、約１００ｐｐｍ以下、約５０ｐｐｍ以下、約２５ｐｐｍ以下）、及び／又は約１０ｐｐｍ以上の水分（例えば、水分が約２５ｐｐｍ以上、約５０ｐｐｍ以上、約１００ｐｐｍ以上、約２００ｐｐｍ以上、約３００ｐｐｍ以上、約４００ｐｐｍ以上、約５００ｐｐｍ以上）を含むことができる。例えば、カソード材料は、約４００ｐｐｍ〜約６００ｐｐｍの水分を含むことができる。本明細書で使用するとき、カソード１６の水分含有量は、標準型カール・フィッシャー（Karl Fischer）滴定法を用いて試験的に決定される。例えば、水分の検出は、１１０〜１１５℃に設定された熱分解ユニット（ＶＡ−０５又はＶＡ−２１）を備える三菱（Mitsubishi）水分分析装置（ＣＡ−０５又はＣＡ−０６など）を用いて行うことができる。
特定の実施形態では、カソード材料の水分含有量の減少に伴い、カソード１６のガス放出量もまた減少する。例えば、カソード１６内の水分は、電解質溶液中の１つ以上の溶媒が二酸化炭素ガスを生成する反応に関与（例えば、触媒として）しており、そのため、カソード１６中の水分を減少させることは、二酸化炭素ガスの生成量を減少させる結果になると考えられている。幾つかの実施形態において、カソード１６は、６０℃を４週間保った場合、約６０立方センチメートル未満（例えば、約５０立方センチメートル未満、約４０立方センチメートル未満、約３０立方センチメートル未満、約２０立方センチメートル未満）、及び／又は約１５立方センチメートル超過（例えば、約２０立方センチメートル超過、約３０立方センチメートル超過、約４０立方センチメートル超過、約５０立方センチメートル超過）のガス放出速度を有することができる。
電池内部ガステストを利用して、カソード１６のＣＯ２放出速度を決定することができる。電池内部ガステストでは、１．８グラムの電解質及び６．５グラムのカソード１６（膨張性ステンレス鋼グリッドを含む）が両端を曲げていない２／３Ａ電池へ追加される。電解質は、２０重量パーセントのプロピレンカーボネート、１０重量パーセントのエチレンカーボネート、及び７０重量パーセントのジメトキシエタンから構成される溶媒中に、０．６５Ｍのリチウムトリフルオロメタンスルホネート（ＬｉＴＦＳ）を溶解させたものである。おおよそ０．５グラムのリチウム金属、ミクロポアを有するポリプロピレンの２つのストリップを備えたセパレーター、及び頂上部と底部への絶縁体が電池に追加される。すべての構成成分を電池内に加えた後、電池の上にキャップを被せ、電池を約６パーセント〜約８パーセント、予め放電する。次いで、電池をアルミ鍍金したマイラー（Mylar）袋内に密封し、６０℃で保管する。ガス放出は、置換量及び水中内の重量で決定される。
特定の実施形態において、カソード１６のカソード材料は、比較的少量のＭｎ３Ｏ４を含む。理論に束縛されるものではないが、カソード材料内のＭｎ３Ｏ４の減少につれて、カソード１６の電気化学的な作用は強化されると考えられている。例えば、Ｍｎ３Ｏ４は、ＭｎＯ２ほど電気化学的に活性ではなく（及びＭｎ３Ｏ４は、本質的に電気化学的に不活性であり）、Ｍｎ３Ｏ４を含むカソードは、ＭｎＯ２を含む類似のカソードに比べ、小さな容量しか持たないと考えられている。幾つかの実施形態において、カソード１６のカソード材料は、最大で０．５重量％（例えば、最大０．４重量％、最大０．３重量％、最大０．２重量％、最大０．１重量％）のＭｎ３Ｏ４を含む。特定の実施形態において、カソード材料は、約０．１重量％より少ないＭｎ３Ｏ４を含む場合があり、カソード材料は実質的にＭｎ３Ｏ４の影響は受けない。
Ｘ線回折分析法を用いて、カソード１６のカソード材料が、Ｍｎ３Ｏ４を含むかどうかを判断することができる。理論に束縛されるものではないが、Ｘ線回折分析で回折角約２θ＝１８度、２θ＝約３２．３５度、及び２θ＝約３６．１５度で示されるピークは、カソード材料内のＭｎ３Ｏ４の存在を示唆すると考えられている。幾つかの実施形態では、カソード材料のＸ線回折画像は、２θ＝約１８度、及び／又は２θ＝約３２．３５度、及び／又は２θ＝約３６．１５度のいずれにおいてもピークを示さない場合があり得る。
特定の実施形態において、カソード１６は、比較的大きな容量を持つことができる。幾つかの実施形態において、カソード１６は、約１５０ｍＡｈ／グラム以上（例えば、約１９５ｍＡｈ／グラム以上、約２１５ｍＡｈ／グラム以上、約２５０ｍＡｈ／グラム以上、約２８０ｍＡｈ／グラム以上、約３００ｍＡｈ／グラム以上）、及び／又は約３０８ｍＡｈ／グラム以下（例えば、約３００ｍＡｈ／グラム以下、約２８０ｍＡｈ／グラム以下、約２５０ｍＡｈ／グラム以下、約２１５ｍＡｈ／グラム以下、約１９５ｍＡｈ／グラム以下）の容量を有することが可能である。特定の実施形態（例えば、電池１０を約１００オーム以上のような比較的小さな負荷で放電する特定の実施形態）において、カソード１６は、約２５０ｍＡｈ／グラム〜約３０８ｍＡｈ／グラムの容量を有することができる。幾つかの実施形態（例えば、電池１０が約５ワット以上のような比較的大きな電流値で放電する特定の実施形態）において、カソード１６は、約１５０ｍＡｈ／グラム〜約２８０ｍＡｈ／グラムの容量を有することができる。
カソードは、例えば、カソード材料を集電体上に塗布し、乾燥させた後、塗布された集電体をカレンダ処理することで作ることができる。カソード材料は、カソード活物質を、結合剤、溶媒／水、及び炭素供給源などの他の構成成分と共に混合することにより調製できる。例えば、ＭｎＯ２などのカソード活物質を炭素（例えば、グラファイト、アセチレンブラック）と混合してもよく、少量の水分及び／又は１つ以上の溶媒（例えば、トルエン、エチルベンゼン、オクタン、シクロヘキサン、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ Ａ１００（シェル・ケミカルズ（Shell Chemicals）製））と混合して、スラリー状のカソード材料を形成してもよい。次に、集電体にスラリー状のカソード材料を塗布して、カソードを形成する。
幾つかの実施形態において、カソード１６などのカソードは、スラリー状のカソード材料を調製する工程、集電体をスラリー状のカソード材料で塗布してカソード１６を形成する工程、次にカソード１６を熱処理及び真空中で焼成する工程によって形成される。
特定の実施形態では、カソード１６は、形成後、まず比較的低い分圧下で酸素及び／又は１つ以上の他の酸化性ガス（例えば、ＮＯ２、ＳＯ２、オゾン）を含む雰囲気中で熱処理され得る。例えば、箱型炉を用いて、カソード１６を熱処理することができる。幾つかの実施形態では、熱処理雰囲気中の酸素は、スラリー状のカソード材料中に存在する場合がある残留芳香族化合物（例えば、トルエン、エチルベンゼン）及び／又はその他の炭化水素（例えば、オクタン、シクロヘキサン）を酸化することができる。特定の実施形態では、残留芳香族化合物は、スラリー状のカソード材料の調製に使用された溶媒の残留構成成分（例えば、シェル・ケミカルズ（Shell Chemicals）社のＳｈｅｌｌｓｏｌ Ａ１００）であり得る。スラリー状のカソード材料の調製に使用可能な溶媒の例には、以下に記載する電解質溶媒が挙げられる。
スラリー状のカソード材料の熱処理中の残留芳香族化合物の酸化は、残留芳香族化合物とカソード活物質との間の反応進行度を減少させるように誘導する。例えば、スラリー状のカソード材料がＭｎＯ２を含む幾つかの実施形態では、残留芳香族化合物とＭｎＯ２との間の反応進行度は比較的小さいことがあり、そのため、Ｍｎ３Ｏ４の形成は比較的少量である。特定の実施形態では、スラリー状のカソード材料内の残留芳香族化合物の酸化反応により、結果として電気化学電池１０の電気化学的な作用に実質的に干渉しない不活性物質（例えば、二酸化炭素や水分）が生成される可能性がある。
特定の実施形態では、熱処理用雰囲気中の酸素分圧は、カソード１６内の結合剤（例えば、クラトン（Kraton）（商標）Ｇ−１６５１ポリマー）を実質的に酸化することなく、カソード１６内の残留芳香族化合物を酸化するのに望ましい量を提供するよう、選択され得る。幾つかの実施形態では、熱処理雰囲気は、少なくとも約０．３ｋＰａ（０．１ｉｎＨｇ又は２．５４Ｔｏｒｒ）（例えば、少なくとも約１．０２ｋＰａ（０．３ｉｎＨｇ（７．６Ｔｏｒｒ））、少なくとも約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ））、少なくとも約３．３９ｋＰａ（１ｉｎＨＧ（２５．４Ｔｏｒｒ））、少なくとも約６．８ｋＰａ（２ｉｎＨＧ（５０．８Ｔｏｒｒ））、少なくとも約１０．２ｋＰａ（３ｉｎＨｇ（７６．２Ｔｏｒｒ））、少なくとも約１３．５ｋＰａ（４ｉｎＨｇ（１０１．６Ｔｏｒｒ））、少なくとも約１６．９ｋＰａ（５ｉｎＨＧ（１２７Ｔｏｒｒ））、少なくとも約２０．３ｋＰａ（６ｉｎＨｇ（１５２．４Ｔｏｒｒ））、少なくとも約２３．７ｋＰａ（７ｉｎＨｇ（１７７．８Ｔｏｒｒ））、少なくとも約２７．１ｋＰａ（８ｉｎＨＧ（２０３．２Ｔｏｒｒ））、少なくとも約３０．５ｋＰａ（９ｉｎＨｇ（２２８．６Ｔｏｒｒ））、及び／又は最大で約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ又は２５４Ｔｏｒｒ）（例えば、最大で約３０．５ｋＰａ（９ｉｎＨｇ（２２８．６Ｔｏｒｒ））、最大で約２７．１ｋＰａ（８ｉｎＨＧ（２０３．２Ｔｏｒｒ））、最大で約２３．７ｋＰａ（７ｉｎＨｇ（１７７．８Ｔｏｒｒ））、最大で約２０．３ｋＰａ（６ｉｎＨｇ（１５２．４Ｔｏｒｒ））、最大で約１６．９ｋＰａ（５ｉｎＨｇ（１２７Ｔｏｒｒ））、最大で約１３．５ｋＰａ（４ｉｎＨｇ（１０１．６Ｔｏｒｒ））、最大で約１０．２ｋＰａ（３ｉｎＨｇ（７６．２Ｔｏｒｒ））、最大で約６．８ｋＰａ（２ｉｎＨｇ（５０．８Ｔｏｒｒ））、最大で約３．３９ｋＰａ（１ｉｎＨｇ（２５．４Ｔｏｒｒ））、最大で約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ））、最大で約１．０２ｋＰａ（０．３ｉｎＨｇ（７．６Ｔｏｒｒ）））分圧で酸素を含むことができる。例えば、熱処理用雰囲気は、約０．３ｋＰａ（０．１ｉｎＨＧ（２．５４Ｔｏｒｒ））〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ（２５４Ｔｏｒｒ）（例えば、約１．７ｋＰａ（０．５ｉｎＨｇ（１２．７Ｔｏｒｒ））〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ（２５４Ｔｏｒｒ）））の分圧で酸素を含むことができる。例えば、熱処理用雰囲気は、約６．８ｋＰａ（２ｉｎＨｇ（５０．８Ｔｏｒｒ））の分圧で酸素を含むことができる。
幾つかの実施形態では、カソード１６の熱処理温度は、少なくとも約１６０℃（例えば、少なくとも約１８０℃、少なくとも約２００℃、少なくとも約２２０℃）、及び／又は最大で約２４０℃（例えば、最大で約２２０℃、最大で約２００℃、最大で約１８０℃）以下であり得る。例えば、カソード１６は、約１６０℃〜約２４０℃（例えば、約２００℃）の温度で熱処理できる。
特定の実施形態において、カソード１６は、少なくとも約２時間（例えば、少なくとも約４時間、少なくとも約６時間、少なくとも約８時間、少なくとも約１０時間、少なくとも約１５時間、少なくとも約２０時間、少なくとも約２５時間、少なくとも約３０時間、少なくとも約３５時間、少なくとも約４０時間、少なくとも約４５時間、少なくとも約５０時間、少なくとも約６０時間、少なくとも約７０時間）、及び／又は最大約７５時間（例えば、最大約７０時間、最大約６０時間、最大約５０時間、最大約４５時間、最大約４０時間、最大約３５時間、最大約３０時間、最大約２５時間、最大約２０時間、最大約１５時間、最大約１０時間、最大約８時間、最大約６時間、最大約４時間）熱処理され得る。例えば、カソード１６は、約２時間〜約７５時間（例えば、約４時間〜約５０時間、約４時間〜２０時間、約１０時間）熱処理されてもよい。
幾つかの実施形態において、カソード１６の熱処理温度及び／又は時間は、カソード１６のカソード材料内の残留芳香族化合物の量が、所要の水準まで減少されるよう選択できる。カソード１６のカソード材料内の残留芳香族化合物の存在は、例えば、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定できる。理論に束縛されるものではないが、約２４０℃〜約３１０℃（例えば、約２９０℃〜約３１０℃、約２９０℃）でのＤＳＣピーク（窒素を用いて測定）は、カソード材料中の残留芳香族化合物の存在を示唆すると考えられている。特定の実施形態では、カソード１６の熱処理後、カソード材料の約２４０℃〜約３１０℃でのＤＳＣピーク値は、約３０ジュール／グラム以下（例えば、約１２ジュール／グラム、約１１ジュール／グラム、約１０ジュール／グラム）であり得る。例えば、ピーク値は約５ジュール／グラム〜約３０ジュール／グラム（例えば、約１８ジュール／グラム〜約３０ジュール／グラム）であり得る。ピーク値が約３０ジュール／グラム以下である幾つかの実施形態では、カソード材料は、０．１重量％以下のＭｎ３Ｏ４を含み、及び／又は２θ＝約１８度、及び／又は２θ＝約３２．３５度、及び／又は２θ＝約３６．１５度で、いずれもピークは存在しない場合がある。
幾つかの実施形態において、カソード１６の熱処理温度及び／又は時間は、カソード１６中の結合剤の酸化を限定するように選択される。結合剤の酸化度は、例えば、示差走査熱量計を用いて測定できる。例えば、Ｋｒａｔｏｎ（商標）Ｇ−１６５１酸化ポリマーを含むカソード材料は、約２２２℃〜約２２８℃でＤＳＣピーク値を示す場合がある。
カソード１６を比較的低い分圧で酸素を含む雰囲気中で熱処理後、カソード１６は真空下で乾燥される（真空中で焼成される）。本明細書で使用するとき、カソード１６の真空下での乾燥とは、１．３Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）以下の圧力を有する雰囲気中でカソード１６を乾燥させることをいう。
カソード１６は、例えば、フィッシャー・サイエンティフィック（Fischer Scientific）製の真空炉２８２Ａ型のような真空炉を用いて、真空中で焼成できる。カソード１６を真空中で焼成することで、カソード１６から水分（例えば、表面の水分）を除去できる。幾つかの実施形態において、カソード１６の水分減少により、結果としてカソード１６から放出されるガス量が減少し得る。
特定の実施形態において、カソード１６は、少なくとも約１６０℃（例えば、少なくとも約１８０℃、少なくとも約２００℃、少なくとも約２２０℃）、及び／又は最大約２４０℃（例えば、最大約２２０℃、最大約２００℃、最大約１８０℃）の温度で真空中で焼成できる。例えば、カソード１６は、約１６０℃〜約２４０℃（例えば、約２００℃）の温度で真空中で焼成できる。
幾つかの実施形態では、カソード１６は、カソード１６のカソード材料内に約６００ｐｐｍ以下の水分（例えば、約４００ｐｐｍ〜約６００ｐｐｍの水分）を含むまで真空中で焼成できる。特定の実施形態において、カソード１６は、少なくとも約４時間（例えば、少なくとも約１０時間、少なくとも約２０時間、少なくとも約３０時間、少なくとも約４０時間）、及び／又は最大約５０時間（例えば、最大約４０時間、最大約３０時間、最大約２０時間、最大約１０時間）まで真空中で焼成できる。例えば、カソード１６は約４時間〜約５０時間（例えば、約８時間〜約１２時間、約１０時間）真空中で焼成されてもよい。
カソード及びカソードの製造法は、例えば、米国特許申請公開番号ＵＳ２００４／００９１７７３ Ａ１（ボクザー（Boczer）ら、２００４年５月１３日公開）に記載されている。
アノード１２は、通常はアルカリ金属（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム）又はアルカリ土類金属（例えば、カルシウム、マグネシウム）の形態をとるアノード活物質を含むことができる。幾つかの実施形態では、アノード１２は、アルカリ又はアルカリ土類金属、並びに１つ以上のその他金属の合金を含むことが可能である。例えば、アノード１２は、アルカリ金属（例えば、リチウム）とアルカリ土類金属との合金、又はアルカリ金属とアルミニウムとの合金を含むことができる。例えば、アノード１２は、リチウム−アルミニウム合金を含むことができる。リチウムを含むアノードには、リチウム元素、１つ以上のリチウム合金、１つ以上のリチウム層間化合物（例えば、ＬｉＣ６、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＬｉＴｉＳ２）又はこれらの組み合わせを含むことができる。アノード１２は、基材付又は基材なしで使用できる。特定の実施形態では、アノード１２は、アノード活物質と結合剤の両方を含むことができる。このような実施形態では、アノード活物質は、スズ系物質、炭素系物質（例えば、炭素、黒鉛、アセチレン中間相炭素、コークス）、金属酸化物、及び／又はリチウム化金属酸化物を含むことができる。結合剤は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエンゴム、又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）であり得る。アノード活物質と結合剤とを混合してペーストを作り、それを例えば、アノード１２の基材へ塗布できる。電池内で用いられる特定のアノード活物質は、例えば電池の種類に応じた１つの機能（例えば一次、又は二次電池のように）となる場合がある。
電解溶液又は電解質は、液体、固体、又はゲル（ポリマー）であり得る。例えば、電解質は、溶媒及び１つ以上の塩を含む非水性電解溶液でよい。電解質は、カーボネート、エーテル、エステル、ニトリル、又はホスフェートのような有機溶媒を含有することができる。有機溶媒の例としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）（例えば、１、２−ジメトキシエタン）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジオキソラン（ＤＸ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、蟻酸メチル（Ｍｅｔｈｙｌ Ｆｏｒｍｉａｔｅ）（ＭＦ）、スルホラン、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、スルホラン、又はこれらの組み合わせ（例えば、混合物）が挙げられる。あるいは、電解質は、ＳＯ２又はＳＯＣｌ２などの無機溶媒を含有することもできる。また、電解質には１つ以上の塩（例えば２つの塩、３つの塩、４つの塩）を含有することもできる。塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、又はこれらの組み合わせのような、アルカリ若しくはアルカリ土類塩であり得る。リチウム塩の例には、テトラフルオロホウ酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウム、過塩素酸リチウム、ヨウ化リチウム、臭化リチウム、テトラクロロアルミン酸リチウム、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、及びＬｉＢ（Ｃ６Ｈ４Ｏ２）２、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＴＦＳ）、リチウムトリフルオロメタンスルフォンイミド（ＬｉＴＦＳＩ）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。更に含まれ得るリチウム塩は、米国特許第５，５９５，８４１号（鈴木（Ｓｕｚｕｋｉ））に列挙されるが、参照することによりそのすべてが本明細書に組み込まれる。過塩素酸リチウムのような過塩素酸塩は、電池内、例えば、集電体のアルミニウム又はアルミニウム合金の腐蝕抑制を促進するため、電解質中に含まれ得る。電解質溶液中の塩の濃度は、０．０１モル〜３モル、０．５モル〜１．５モルの範囲であり、特定の実施形態では１モルの場合があり得る。電解質に含めることができるその他の塩には、ビス（シュウ酸（Ｏｘａｌａｔｏ））ホウ酸塩がある。ビス（シュウ酸（Ｏｘａｌａｔｏ））ホウ酸塩は、例えば、米国特許申請公開番号ＵＳ２００５／０２０２３２０（トチール（Totir）ら、２００５年９月１５日付公開）に、「非水性電気化学電池（Non-Aqueous Electrochemical Cells）」という題名で記載されるが、参照することによりそのすべてが本明細書に組み込まれる。
セパレーター２０は、電気化学電池（例えば、リチウム一次電池又は二次電池）に使用される、あらゆる標準セパレーターの材料を用いて製作することができる。例えば、セパレーター２０は、ポリプロピレン（例えば、不織ポリプロピレン又はミクロポアを有するポリプロピレン）、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニル、又はこれらの組み合わせで形成されることができる。幾つかの実施形態では、セパレーター２０は、９μ〜約７５μ（例えば、約９μ〜約３７μ、約１２μ〜約３７μ）の厚みを有する。特定の実施形態では、セパレーター２０を、アノード１２及びカソード１６と同様な寸法に小さく切断して、図１のようにそれらの間に設置することができる。
ハウジング２２は、ニッケル、ニッケルめっき鋼、ステンレス鋼、アルミニウムクラッドステンレス鋼、アルミニウム、又はアルミニウム合金のような金属あるいは金属合金で製作することができる。あるいは又は更には、ハウジング２２は、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスルフォン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、又はポリアミドのようなプラスチックで製作することができる。
正のリード１８は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、チタン、又は鋼を含むことができる。正のリード１８は、環状の形とすることができ、円筒型電池の円筒と同軸に配置することができる。幾つかの実施形態では、正のリード１８は、集電体と結合するカソード１６の方向に半径方向の突起を含むことができる。突起は、丸形（例えば、円形若しくは楕円形）、方形、三角形、又は他の形状とすることができる。特定の実施形態では、正のリード１８は、様々な形を有する突起を含むことができる。正のリード１８と集電体とは、電気的な接触状態にある。正のリード１８と集電体との電気的接触は、機械的接触によって達成できる。あるいは又は更には、正のリード１８と集電体とは、溶接され得る。
キャップ２４は例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、又はステンレス鋼で作製され得る。
電池（例えば、円筒型電池）は、例えば、アノード、セパレーター、及びカソードを一緒にして巻くこと、及びそれらをハウジング内に設置することによって調製される。その後、ハウジング（アノード、カソード、及びセパレーターを含有する）は、電解溶液で充填され、その後、例えば、キャップ及び円形絶縁ガスケットで気密密閉され得る。
幾つかの実施形態では、電池（例えば、円筒型電池）は、ロールの末端部から軸方向に延びるカソード集電体の部分と一緒に、アノード及びカソードを螺旋状に巻くことにより調製することができる。ロールから延びる集電体の部分には、カソード活物質は含まれない。集電体を外部接点と接続するため、集電体の露出末端部は金属タブに溶接され、電池の外部接点と電気的に接触することができる。グリッドは、機械方向、引張り方向、機械方向と垂直、又は引張り方向と垂直に巻くことができる。グリッド及びタブアセンブリの電気伝導度を最小限にするため、タブをグリッドに溶接できる。あるいは、集電体の露出末端部は、電池の外部接点と電気的に接触する正のリードと機械的な接触（すなわち、溶接されていない）が可能である。機械的接触を有する電池は、溶接接触を有する電池よりも製造に必要な部品及び工程を少なくすることができる。特定の実施形態では、円頂部最高点がロールの軸より高くなるように、露出したグリッドをロールの中心に向かって曲げてドーム又はクラウンを作り、円筒型電池の中心に対応させることで、機械的接触の有効性を高めることができる。クラウンの構成では、グリッドは、無定形に比べて、より稠密なラセン構造を取り得る。クラウンは、適宜折り畳むことができ、クラウンの寸法も精密に制御することができる。
電気化学電池を組み立てる方法については、例えば、米国特許第４，２７９，９７２号（モーゼス（Moses））、米国特許第４，４０１，７３５号（モーゼス（Moses）ら）、米国特許第４，５２６，８４６号（カーニー（Kearney）ら）に記載されており、それらすべては本明細書に参照として組み込まれる。
その他の形態の電気化学電池もまた、例えば、ボタン又はコイン電池構成、プリズム電池構成、剛性の薄層状電池構成、及び可撓性のパウチ、エンベロープ、又はバッグセル構成を含め、使用できる。例えば、図２は、ディスクの形状をした円筒状ハウジング１３０を含むボタン又はコイン電池１１０、並びに隔離板シート１６０でお互いが分離されたカソード１７０及びアノード１５０を示す。ハウジング１３０は、開放末端部１３２及び閉鎖末端部１３８を有するように形成される。幾つかの実施形態では、電気絶縁部材１４０（例えば、中空コアを有する円筒形のボディ）がハウジング１３０へ挿入され、それにより電気絶縁部材１４０の外面１４１は、ハウジング１３０の内面１３１と隣接して並ぶことになる。特定の実施形態では、ハウジング１３０の内面１３１は高分子材料で塗布することができ、高分子は固化して絶縁体１４０となり、ハウジング１３０の内面１３１と隣接する。絶縁部材１４０は、ナイロン及び／又はポリプロピレン等の１つ以上の熱安定性絶縁材料から形成される。
電池１１０を形成するため、絶縁体１４０は、ハウジング１３０内へ追加され及び／又はハウジング１３０内で形成され得る。次に、カソード１７０は、ハウジング１３０の閉鎖末端部１３８の内面１３７に隣接する層又は圧縮ディスクとして配置され得る。隔離板シート１６０は次に、カソード１７０の上に被さるように配置され得る。非水溶液系電解質を添加することで、電解質は隔離板シート１６０とカソード１７０とに十分浸透できる。アノード１５０の層は、隔離板シート１６０に配置でき、アノードカバー１２０（例えば、ステンレス鋼製）は、ハウジング１３０の開放端部１３２へ挿入できる。幾つかの実施形態において、アノード集電体１１５は、アノードカバー１２０の内面１２１へ溶接することができる。ハウジング１３０の周縁端部１３５は、絶縁部材１４０の絶縁体縁部１４２の曝露部分上にけん縮され、ハウジング１３０を密閉して、中身の電池内容物をしっかりと封入する。アノードカバー１２０は、電池１１０の陰極端子として機能し、ハウジング１３０は、閉鎖末端部１３８で電池１１０の陽極端子として機能する。
様々な構成の電気化学電池が記述されきたが、電気化学電池はまた様々な電圧であり得る（例えば、１．５Ｖ、３．０Ｖ、４．０Ｖ）。
電気化学電池については、例えば、米国特許申請１０／６７５，５１２号（バーコヴィッツ（Berkowitz）ら、２００３年９月３０日申請）、名称「電池」；及び米国特許申請公開ＵＳ２００５／０１１２４６７ Ａ１号（バーコヴィッツ（Berkowitz）ら、２００５年５月２６日公開）；米国特許申請１０／８００，９０５号（トチール（Totir）ら、２００４年３月１５日申請）、名称「非水性電気化学電池」；及び米国特許６，８４１，３０２号（アングリン（Anglin）ら）に記載されるが、それらのすべては参考として本明細書に組み込まれる。
図１の電気化学電池１０は一次電池であるが、幾つかの実施形態では、二次電池は前述のカソード活物質を含むカソードを有することができる。一次電気化学電池は、１回だけ（例えば、消耗するまで）放電されその後廃棄されることが想定されている。一次電池は再充電させることは想定されてない。一次電池は、例えばデヴィッド・リンデン（David Linden）による、電池ハンドブック（Handbook of Batteries）、マッグローヒル（McGraw-Hill）、第２版、１９９５年）に記載されている。二次電気化学電池は、何回も（例えば５０回超過、１００回超過、又はそれより多くの回数）再充電することができる。場合によっては、二次電池は、多くの層を有するセパレーター及び／又は比較的厚いセパレーターなど、比較的頑丈なセパレーターを含むことができる。二次電池はまた、電池内で生じ得る膨張のような変化に対応するように設計できる。二次電池は、例えば、「アルカリ蓄電池」（フォーク及びサルキンド（Falk & Salkind）著、ジョン・ウイリー＆サンズ社（John Wiley & Sons）、１９６９年）、及び米国特許３４５，１２４号（デビルロイ（DeVirloy）ら）に記述されるが、それらは両方とも参考として本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態が記載されてきたが、他の実施形態も可能である。
一例として、マンガン酸化物カソード活物質について記述されてきたが、幾つかの実施形態において、カソードは１種類以上のカソード活物質を含むことができる。例えば、カソードは、オキソ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）、一フッ化炭素、又は五酸化バナジウムを含むことができる。
別の例では、熱処理と真空中での焼成とについて記述されてきたが、特定の実施形態では、カソードは真空中でのみ焼成できる。幾つかの実施形態において、カソードは約２００℃未満（例えば、約１８０℃未満、約１６０℃未満）の温度の真空中で焼成できる。例えば、カソードは、約１５０℃の真空中で焼成されてもよい。
追加の例として、幾つかの実施形態においては、カソードは空気中で熱処理され、次に真空中で焼成できる。特定の実施形態において、カソードは約１００℃超過（例えば、約１１０℃超過、約１３０℃超過、約１５０℃超過、約１７０℃超過、約１９０℃超過）、及び／又は約２００℃未満（例えば、約１９０℃未満、約１７０℃未満、約１５０℃未満、約１３０℃未満、約１１０℃未満）の温度で、空気中で熱処理され得る。
更なる例として、幾つかの実施形態では、カソードは真空中で熱処理され得る。例えば、カソードは、約１．３Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）未満の圧力を有する雰囲気中で熱処理されてもよい。特定の実施形態において、カソードは、塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ３）及び過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）のような酸素を真空炉へ放出する（例えば、加熱により）、１つ以上の組成物を含有する真空炉で熱処理され得る。特定の実施形態において、カソードは、真空炉へ酸素の放出が可能な多孔質スポンジを備えた真空炉で熱処理され得る。
別の例として、比較的低い分圧で酸素を含む雰囲気におけるカソードの熱処理が記載されてきたが、特定の実施例においては、カソードは１つ以上のその他のガス（酸素の代わりに又は酸素に追加してのどちらか）を含む雰囲気中で熱処理され得る。例えば、カソードは、酸素に追加して又は酸素の代わりとしてのいずれかで、二酸化窒素（ＮＯ２）、二酸化硫黄（ＳＯ２）、及び／又はオゾン等の１つ以上の酸化ガスを含む雰囲気中で熱処理されてもよい。幾つかの実施形態において、カソードは、窒素及び／又は１つ以上の不活性ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン）を含む雰囲気中で熱処理されてもよい。窒素及び／又は不活性ガス（複数）は、例えば、酸素及び／又は空気との混合が可能である。雰囲気中の酸素は、約０．３４ｋＰａ（０．１ｉｎＨｇ）〜約３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ）の分圧にできる。
追加の例として、１つのカソードの熱処理と真空中の焼成が記述されてきたが、幾つかの実施形態では、複数（例えば、２、３、４、５、１０、１５、２５、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００）のカソードも同時に熱処理及び／又は真空中の焼成が可能である。複数カソードを同時に熱処理及び／又は真空中で焼成することは、例えばカソード製造プロセスの効率化を促進する。特定の実施形態では、カソード材料を塗布した集電体の細長いストリップは、熱処理され真空中で焼成された後に各カソードの寸法に切り分けられる。
更なる例として、幾つかの実施例では、カソードはＣＯ２吸収剤を含む。ＣＯ２吸収剤は、例えば、米国特許出願１１／０９６，５１４（ボウデン（Bowden）ら、２００５年４月１日申請）、名称「バッテリーカソード」に記載される。
特許出願、特許公報、及び特許など本明細書で引用されたすべての引用文献は参考として組み込まれる。
他の実施形態は、請求項内に記載されている。
非水性電気化学電池の断面図。 電気化学電池の１実施形態の側面断面図。

Claims (12)

  1. 酸素を含んでなる雰囲気中で、カソード材料を含んでなる少なくとも１つのカソードを加熱する工程と、
    前記少なくとも１つのカソードを真空中で加熱する工程と、
    前記少なくとも１つのカソードをハウジング内へ追加する工程と、
    １つのセパレーターを前記ハウジング内へ追加する工程と、
    １つのアノードを前記ハウジング内へ追加する工程と
    を含んでなる、電池の製造方法。
  2. 雰囲気が、０．３４ｋＰａ（０．１ｉｎＨｇ）〜３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ）の分圧で酸素を含んでなる、請求項１に記載の方法。
  3. 酸素を含んでなる雰囲気中で少なくとも１つのカソードを加熱する工程が、前記少なくとも１つのカソードを１６０℃〜２４０℃の温度で加熱することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
  4. 前記カソード材料がマンガン酸化物を含んでなる、請求項１に記載の方法。
  5. 前記カソード材料が結合剤を含んでなる、請求項１に記載の方法。
  6. 前記結合剤がスチレン系ブロックコポリマーを含んでなる、請求項５に記載の方法。
  7. 前記少なくとも１つのカソードを真空中で加熱する工程が、前記少なくとも１つのカソードをカソード材料が４００ｐｐｍ〜６００ｐｐｍの水分を含むまで加熱することを含んでなる、請求項１に記載する方法。
  8. 少なくとも１つのカソードを酸素を含んでなる雰囲気中で加熱する工程が、前記少なくとも１つのカソードを、前記カソード材料が、示差走査熱量計のピーク温度が２９０℃〜３００℃でピーク値が３０ジュール／グラム以下となるまで加熱することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
  9. 前記少なくとも１つのカソードを真空中で加熱する工程後、前記カソード材料が０．１重量％未満のＭｎ３Ｏ４を含んでなる、請求項８に記載の方法。
  10. 前記ピーク値が５ジュール／グラム〜３０ジュール／グラムである、請求項８に記載の方法。
  11. 前記雰囲気が更に酸素との混合物中に不活性ガスを含んでなり、酸素が０．３４ｋＰａ（０．１ｉｎｃｈ）Ｈｇ〜３３．９ｋＰａ（１０ｉｎＨｇ）の分圧である、請求項１に記載の方法。
  12. 二酸化窒素、二酸化硫黄、及びオゾンからなる群から選択された少なくとも１つのガスを含んでなる雰囲気中で、カソード材料を含んでなる少なくとも１つのカソードを加熱する工程と、
    前記少なくとも１つのカソードを真空中で加熱する工程と、
    前記少なくとも１つのカソードをハウジング内へ追加する工程と、
    セパレーターを前記ハウジング内へ追加する工程と、
    アノードを前記ハウジング内へ追加する工程と
    を含んでなる、電池の製造方法。
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