JP2015092461A - 電池 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、電池10の製造方法について説明する。具体的には、以下のようにして、後述する実施例1〜72及び比較例1〜35における電池の作製を行った。なお、実施例1〜72は、いずれも、上述した実施の形態に係る電池10に関するものである。
正極活物質として、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を用い、導電助剤としてはアセチレンブラックを用い、バインダとしてはPVDFを用いた。正極ペーストは、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶剤として、導電助剤が4.5重量%、バインダが4.5重量%、正極活物質が91重量%となるように混合、混練することで作製した。また、作製した正極ペーストを、厚さ15μmのアルミ箔上に幅83mm、未塗布部(正極活物質非形成領域)幅11mmとなるように6.9mg/cm2の重量で塗布、乾燥後、正極活物質層中の活物質充填密度が2.25g/ccになるようにロールプレスを行い、真空乾燥して水分を除去した。
負極活物質として、以下の表1に示す粒子径の難黒鉛化性炭素を用いた。また、水系バインダとしてはスチレン・ブタジエンゴム(以下、SBRと記載)とアンモニウム塩のカルボキシメチルセルロース(以下、CMCと記載)とを用い、SBRが2重量%、CMCが1重量%、負極活物質が97重量%となるように混合、混錬することで作製した。また、作製した負極ペーストを、厚さ8μmの銅箔上に幅87mm、未塗布部(負極活物質非形成領域)幅9mmとなるように3.0mg/cm2の重量で塗布乾燥後、負極活物質層密度が、以下の表1に示す密度になるようにロールプレスを行い、真空乾燥して水分を除去した。
セパレータには、透気度が約100秒/100ccである厚さ21μmのポリエチレン微多孔膜を用いた。
非水電解質は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートを、それぞれ30体積%、40体積%、30体積%となるように混合した溶媒に、塩濃度が1.2mol/LとなるようにLiPF6を溶解させ、さらにビニレンカーボネートが0.3重量%となるように添加することで作製した。
正極、負極及びセパレータを積層して巻回後、正極の正極活物質非形成領域及び負極の負極活物質非形成領域を正極集電体及び負極集電体にそれぞれ溶接して容器に封入し、容器とふた板とを溶接後、非水電解質を注入して封口した。
作製した電池について、25℃の恒温槽中で5Aの充電電流、4.2Vの定電流定電圧充電を3時間行い、10分の休止後、5Aの放電電流にて2.4Vまで定電流放電を行うことで、電池の放電容量Qを測定した。
容量確認試験後の電池について、前述の容量確認試験で得られた放電容量の20%を充電することで電池のSOC(State Of Charge)を20%に調整後、−10℃にて4時間保持し、その後2.3Vの定電圧放電を1秒間行い、1秒目の電流値から低温出力Pを算出した。
充放電サイクル試験の試験条件を決めるために、SOC50%に調整した電池を55℃にて4時間保持し、SOC80%になるまで40Aの定電流充電を行い、その後、SOC80%からSOC20%まで40Aの定電流放電を行うことで、SOC80%の充電電圧V80とSOC20%の放電電圧V20を決定した。
100 容器
110 ふた板
120 正極集電体
130 負極集電体
200 正極端子
300 負極端子
400 電極体
410 正極
411 正極基材層
412 正極活物質層
420 負極
421 負極基材層
421a 負極活物質非形成領域
422 負極活物質層
431、432 セパレータ
Claims (8)
- 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置されるセパレータと、非水電解質とを有する電池であって、
前記負極は、負極活物質としての難黒鉛化性炭素と、水系バインダとを含む負極活物質層を有し、
前記負極活物質層は、その密度が0.81g/cc以上1.01g/cc以下であり、
前記負極活物質は、粒子径の粒度分布において累積体積が90%となる粒子径D90が1.9μm以上11.5μm以下である
電池。 - 前記負極活物質層の密度をA1g/ccとし、前記負極活物質の粒子径D90をB1μmとして、
(−0.002×B1+0.817)≦A1≦(−0.005×B1+1.001)かつ1.9≦B1≦8.5の関係を満たす
請求項1に記載の電池。 - 前記負極活物質は、粒子径の粒度分布において累積体積が50%となる粒子径D50が1.0μm以上5.9μm以下である
請求項1または2に記載の電池。 - 前記負極活物質層の密度をA2g/ccとし、前記負極活物質の粒子径D50をB2μmとして、
(−0.003×B2+0.817)≦A2≦(−0.008×B2+1.002)かつ1.0≦B2≦4.6の関係を満たす
請求項3に記載の電池。 - 前記正極は、正極活物質として、マンガン、コバルト及びニッケルのうち少なくとも一種を含むリチウム遷移金属酸化物を有する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池。 - 前記正極は、正極活物質として、組成式LixNiyCozMn(1−y−z)O2(ただし、0.9≦x≦1.5、0<y<1、0<z<1、0<1−y−z)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を有する
請求項5に記載の電池。 - 前記正極は、正極活物質として、組成式LixNiyCozMn(1−y−z)O2(ただし、0.9≦x≦1.2、0.33≦y≦0.80、0.10≦z≦0.34、0<1−y−z)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を有する
請求項6に記載の電池。 - 前記非水電解質は、前記負極の表面に被膜を形成するための被膜形成材を添加剤として含む
請求項1〜7のいずれか1項に記載の電池。
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