JP2015095334A - 非水系二次電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】自己放電検査時の電圧不安定期間を短縮し、より短時間で信頼性の高い電池を製造する方法を提供する。【解決手段】かかる製造方法は、以下の工程：（Ｓ１０）電極体を準備する工程；（Ｓ２０）上記電極体と非水電解質とを用いて電池組立体を構築する工程；（Ｓ３０）上記電池組立体を初期充電する工程；（Ｓ４０）上記電池組立体を４０℃以上でエージングする工程；（Ｓ６０）上記電池組立体のＳＯＣを調整する工程、ここで、上記ＳＯＣの調整は、該電池組立体の残存容量割合が１１．５％以上１４％以下となるように行う；（Ｓ７０）上記電池組立体を自己放電させて電圧降下量を計測する工程；および、（Ｓ８０）上記電圧降下量に基づいて上記電池組立体の良否を判定する工程；を包含する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、非水電解質を備える電池（非水系二次電池）の製造方法に関する。
リチウムイオン電池等の非水系二次電池は、既存の電池に比べて軽量かつエネルギー密度が高いことから、近年、車両搭載用高出力電源等として好ましく利用されている。
この種の電池の製造では、一般に、先ず正極と負極を用いて電極体を作製し、該電極体と非水電解質を用いて電池組立体を構築する。そして、構築した電池組立体に所定の初期充電（コンディショニング）と高温環境下でのエージングを施した後、性能の確認（例えば自己放電検査）を行う。
自己放電検査では、充電深度（State of Charge：ＳＯＣ）を調整した電池組立体を一定期間放置し、かかる放置（自己放電）期間中の電圧降下量を計測することで、電池組立体内に微小な内部短絡が生じているか否かを判定する。しかしながら、エージング後の電池組立体はＳＯＣ調整後もしばらく電圧が安定せず、該電圧が上昇または下降を続けることがある（以下、このような期間を単に「電圧不安定期間」と言うことがある。）。このため、精度の高い検査（判定）を行うためには電池組立体の電圧が十分に安定するのを待つ必要があり、従来の製造方法では概して製造にかかる時間（典型的には自己放電検査時の初期、すなわち電圧不安定期間）が長くなりがちであった。
この問題に対処する技術として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１には、エージング後の電池を高ＳＯＣ状態で１〜７日間保持した後に強制的に放電させ、強制放電前後における電圧の差分を所定の範囲とすることで、自己放電検査期間（なかでも電圧不安定期間）を短縮し得る旨が記載されている。
特開２０１２−０８４３４６号公報
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の方法では、例えば電極のロットやエージングの条件等によっては上述のような電池電圧の変動が長期（例えば５日間以上）に渡ることがあった。このような傾向は、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）に搭載される電池のように、低ＳＯＣ領域（例えばＳＯＣが３０％以下の領域）で高出力が要求される電池においてとりわけ顕著であった。したがって、生産性や作業効率、コストの観点から、検査の精度を低下させることなく自己放電検査期間（例えば電圧不安定期間）を一層短縮することが求められている。
本発明はかかる状況を鑑みて創出されたものであり、その目的は、自己放電検査時の電圧不安定期間を短縮し、より短時間で信頼性の高い電池を製造する方法を提供することである。
本発明者らが上記自己放電検査時の電圧上昇（または電圧下降）の原因について検討したところ、電極体の構成が関係していることが判明した。
すなわち、非水系二次電池の典型的な構成では、負極における電荷担体の析出（金属析出）を抑制する観点から、負極活物質層の表面積（活物質層の形成された面積）が正極活物質層の表面積よりも広い。換言すれば、負極活物質層は、正極活物質層に対向する部位（以下、単に「対向部」とも言う。）と、正極活物質層に対向しない部位（以下、単に「非対向部」とも言う。）とを有している。
このような構成の負極活物質層では、初期充電（コンディショニング）によって対向部に電荷担体（典型的にはリチウムイオン）が吸蔵され該対向部の電位が下がると、その後のエージング中に負極活物質層内で電荷担体の濃度緩和が生じる。そして、電荷担体が相対的に電位の高い非対向部へと徐々に移動する。かかる電池を高電位の（高ＳＯＣの）状態のまま放置すると、上述の濃度緩和がさらに進行し、電荷担体が非対向部のより端部、より深部へと移動する。その後、該電池を放電させると、対向部の電荷担体は放出され該対向部の電位は上昇するが、一方で、非対向部に吸蔵された電荷担体は放出されず当該部位に残存する。このため、非対向部の電位が対向部に対して相対的に低くなる。負極活物質層内にこのような電位ムラ（分極状態）が生じると、非対向部に残存する電荷担体が対向部へと拡散し、かかる電位差が解消されるまで電池電圧の上昇が続くこととなる。また、これとは逆に、対向部の電位が非対向部に対して相対的に高くなった場合は、対向部から非対向部へと電荷担体が拡散し、電位差が解消されるまで電池電圧の下降が続くこととなる。
そこで、本発明者らは電圧不安定期間を短縮するために負極活物質層内の電位ムラを防止（あるいは緩和）することを考え、鋭意検討を重ねた結果、自己放電検査前の電池組立体の残存容量割合を制御することが重要との結論に至った。
すなわち、ここで開示される非水系二次電池の製造方法は、以下の工程：正極活物質層を有する正極と、負極活物質層を有する負極と、を備える電極体を準備する工程、ここで、上記負極活物質層の表面積は上記正極活物質層の表面積よりも広く、上記負極活物質層は上記正極活物質層に対向する部位と上記正極活物質層に対向しない部位とを有している；上記電極体と非水電解質とを用いて電池組立体を構築する工程；上記電池組立体を初期充電する工程；上記電池組立体を４０℃以上でエージングする工程；上記電池組立体のＳＯＣを調整する工程、ここで、上記ＳＯＣの調整は、該電池組立体の残存容量割合が１１．５％以上１４％以下となるよう行う；上記電池組立体を自己放電させて電圧降下量を計測する工程；および、上記電圧降下量に基づいて上記電池組立体の良否を判定する工程；を包含する。
ここに開示される製造方法は、電池組立体の残存容量割合を上記範囲に調整した後、自己放電検査を行うことを特徴とする。これによって、ＳＯＣ調整後に上述のような負極活物質層内の電位ムラ（分極状態）が生じることを防止することができる。したがって、電圧不安定期間を従来に比べて短縮することができ、自己放電検査をより短時間で完了させることができる。本発明者の検討によれば、これによって電圧不安定期間を０日に抑える（ほぼ無くす）ことも可能となる。また、ここに開示される製造方法は、電池組立体の残存容量割合を上記範囲に調整するだけなので比較的簡便である。これらのことは、生産性や作業効率、コストの観点から非常に有意義である。
なお、本明細書において「残存容量割合」とは、電池組立体を構築した後からＳＯＣを調整する前までの充電容量の総和（Σ充電容量）および放電容量の総和（Σ放電容量）から、以下の式（Ｉ）で算出される値をいう。
Figure 2015095334
ここに開示される製造方法の好ましい一態様では、上記エージング工程と上記ＳＯＣ調整工程との間に、さらに上記電池組立体を強制的に放電させる工程を包含する。そして、上記エージング工程の間は上記電池組立体を６０℃以上に保持するとともに、上記強制放電工程の間は上記電池組立体を２０℃以上５５℃以下の温度域で保持する。
エージングを６０℃以上で行い、且つ、上記比較的高い温度で保持しながら強制放電させることで、電荷担体の拡散性が向上し、負極活物質層内の分極状態を緩和することができる。このため、ＳＯＣ調整後の電圧不安定期間をより一層短縮することができる。また、高温域での保持時間を比較的長めに設定することで負極の表面により均質な被膜を形成することができ、自己放電検査時のバラつきを小さくすることができる。このため、不具合品（内部短絡の生じた電池組立体）を明瞭に区別することができ、精度の高い良品判定を行うことができる。したがって、短時間でより信頼性の高い電池を製造することができ、本発明の効果をより高いレベルで実現することができる。
ここに開示される製造方法の他の好ましい一態様では、上記強制放電工程において、上記電池組立体を１．６Ｖ以上２．３Ｖ以下まで放電させる。
到達電圧（典型的には終止電圧）を上記範囲とすることで、対向部と非対向部との電位差が大きくなり、非対向部に残存する電荷担体が該非対向部から抜けやすくなる。このため、負極活物質層内の電位ムラを一層好適に緩和することができる。その結果、ＳＯＣ調整後の電圧不安定期間をより一層短縮することができる。したがって、自己放電検査をさらに短い時間で終えることができ、本発明の効果をより高いレベルで実現することができる。
ここに開示される製造方法の他の好ましい一態様では、上記エージング工程の終了から上記強制放電工程の開始までの期間を２４時間以下とする。
エージングの終了から強制放電の開始までを上記時間内とすることで、電荷担体が負極活物質層の非対向部の端部や深部に移動することを抑制することができる。このため、電荷担体が該非対向部から抜けやすくなり、負極活物質層内の電位ムラをより小さくすることができる。その結果、ＳＯＣ調整後の電圧不安定期間をさらに短縮することができる。
ここに開示される製造方法の他の好ましい一態様では、上記ＳＯＣ調整工程の終了時に、上記電池組立体のＳＯＣを１０％以下に調整する。
上記ＳＯＣ範囲における自己放電特性を評価することで、低ＳＯＣ領域（例えばＳＯＣが３０％以下の領域）における電池性能を的確に評価することができる。このことは、例えば幅広いＳＯＣ領域において高出力密度が要求され得るプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等に搭載される電池で殊に有用である。
ここに開示される製造方法の他の好ましい一態様では、上記初期充電工程において、上記電池組立体をＳＯＣ６５％以上１１０％以下の状態まで充電し、且つ、上記エージング工程を少なくとも５時間行う。
上記ＳＯＣ範囲まで電池組立体を充電することで、負極において、非水電解質（例えば非水溶媒や被膜形成剤）の一部を好適に還元分解することができる。これによって、非水電解質の分解物からなる被膜（ＳＥＩ膜；Solid Electrolyte Interface膜）を負極活物質の表面に適切に形成させることができ、電池の耐久性を向上させることができる。また、電池組立体を４０℃以上の高温域で少なくとも５時間保持することで、負極活物質の表面に形成されたＳＥＩ膜をより良質および／またはより均質なものへと改質させることができ、負極の抵抗を効果的に低減することができる。その結果、自己放電検査時のバラつきを小さくすることができ、より一層精度の高い良品判定を行うことができる。
図１は、一実施形態に係る製造方法のフローチャートである。 図２Ａは、一実施形態に係る製造方法における電池組立体の電圧変化を示すグラフである。 図２Ｂは、一実施形態に係る製造方法における電池組立体の温度変化を示すグラフである。 図３は、強制放電工程における終止電圧と、強制放電後から自己放電検査前までの所要時間との関係を示すグラフである。 図４は、強制放電工程開始時の電池組立体の温度と、強制放電後の休止時間との関係を示すグラフである。 図５は、自己放電検査における電圧変化を模式的に示す説明図である。 図６は、残存容量割合と自己放電検査におけるΔＶ０．５との関係を示すグラフである。 図７Ａは、自己放電検査の初期に電池電圧が上昇する場合の電圧変化を模式的に示す説明図である。 図７Ｂは、自己放電検査の初期に電池電圧が下降する場合の電圧変化を模式的に示す説明図である。 図８は、残存容量割合と自己放電検査におけるΔＶ５との関係を示すグラフである。 図９は、一実施形態に係る非水系二次電池の構成を模式的に示す断面図である。 図１０は、図９の捲回電極体を示す模式図である。 図１１は、自己放電検査の検査日数と電圧との関係を示すグラフである。 図１２は、残存容量割合と自己放電検査における最大電圧値との関係を示すグラフである。
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
ここで開示される製造方法は、以下の工程：（Ｓ１０）電極体の準備工程；（Ｓ２０）電池組立体の構築工程；（Ｓ３０）初期充電工程；（Ｓ４０）エージング工程；（Ｓ６０）ＳＯＣ調整工程；（Ｓ７０）自己放電検査工程；（Ｓ８０）良品判定工程；を包含する。図１に、一実施形態に係る製造方法のフローチャートを示す。図１に示す製造方法では、エージング工程（Ｓ４０）とＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）との間に、さらに強制放電工程（Ｓ５０）を包含している。また、図２Ａは一実施形態に係る電池組立体の電圧変化を示したものであり、図２Ｂは一実施形態に係る電池組立体の温度変化を示したものである。以下、各工程について順に説明する。
なお、本明細書において「電池組立体の温度」とは、電池ケースの外表面（底部）に熱電対を張り付けて測定した値をいう。また、本明細書において「常温域」とは、２０℃±１０℃（すなわち１０〜３０℃、典型的には１５〜３０℃、例えば２０〜２５℃）を指すものとする。
（Ｓ１０）電極体の準備工程
ここでは、正極活物質層を有する正極および負極活物質層を有する負極を備える電極体を準備する。かかる電極体は、正極および負極を、典型的にはセパレータを介して対向させ積層して作製される。
正極は、典型的には、正極活物質を含む正極活物質層が正極集電体上に固着された形態である。正極集電体としては、導電性の良好な金属（例えばアルミニウム、ニッケル、チタン等）からなる導電性部材を好適に採用し得る。
正極活物質としては、非水系二次電池の正極活物質として使用し得ることが知られているものを１種または２種以上採用することができる。好適例として、層状系、スピネル系等のリチウム複合金属酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．３８Ｃｏ０．３２Ｍｎ０．３０Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４、ＬｉＣｒＭｎＯ４、ＬｉＦｅＰＯ４等）が挙げられる。なかでも、熱安定性やエネルギー密度の観点から、構成元素としてＬｉ、Ｎｉ、ＣｏおよびＭｎを含む層状構造（典型的には層状岩塩型構造）のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を好適に用いることができる。
正極活物質層は、上記正極活物質に加えて、一般的な非水系二次電池において正極活物質層の構成成分として使用され得る１種または２種以上の材料を必要に応じて含有し得る。そのような材料の例として、導電材やバインダが挙げられる。導電材としては、例えば、種々のカーボンブラック（例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラック）、活性炭、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料を好適に用いることができる。また、バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等のポリマー材料を好適に用いることができる。また、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、更に各種添加剤（例えば、過充電時にガスを発生させる無機化合物、分散剤、増粘剤等）を含ませることもできる。
負極は、典型的には、負極活物質を含む負極活物質層が負極集電体上に固着された形態である。負極集電体としては、導電性の良好な金属（例えば、銅、ニッケル、チタン等）からなる導電性部材を好適に採用し得る。
負極活物質としては、非水系二次電池の負極活物質として使用し得ることが知られているものを、１種または２種以上使用することができる。好適例として、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）、カーボンナノチューブ、これらを組み合わせた構造を有するもの等の、炭素材料が挙げられる。なかでも、アモルファスコートグラファイト（黒鉛粒子の表面にアモルファスカーボンをコートした形態のもの）を好ましく用いることができる。アモルファスコートグラファイトの好適な一態様では、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以下（例えば２．５ｍ２／ｇ〜５ｍ２／ｇ）である。また、好適な他の一態様では、アモルファスカーボンの被覆率（コート量）が５％未満（典型的には３％以下、例えば０．５％〜３％）である。このような仕様とすることで、例えば低ＳＯＣ領域（例えばＳＯＣが３０％以下の領域）において優れた電池特性（例えば入出力特性）を実現することができる。
負極活物質層は、上記負極活物質に加えて、一般的な非水系二次電池において負極活物質層の構成成分として使用され得る１種または２種以上の材料を必要に応じて含有し得る。そのような材料の例として、バインダが挙げられる。バインダとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のポリマー材料を好適に用いることができる。また、本発明の効果を著しく損なわない限りにおいて、更に各種添加剤（例えば、増粘剤、分散剤、導電材等）を含ませることもできる。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やメチルセルロース（ＭＣ）等を好適に用いることができる。
ここで開示される発明において、負極活物質層の表面積は正極活物質層の表面積よりも広い。換言すれば、上記負極活物質層は、上記正極活物質層に対向する部位（対向部）と、上記正極活物質層に対向しない部位（非対向部）とを有している。上述の通り、このような構成の電極体を備える場合、自己放電検査に要する期間（典型的にはＳＯＣ調整後の電圧不安定期間）が概して長くなりがちである。このため本発明の適用が効果的である。
特に限定するものではないが、正負極の初期容量比、すなわち正極の初期充電容量（ＣＰ）に対する負極の初期充電容量（ＣＮ）の比として算出される容量比（ＣＮ／ＣＰ）は、例えば１．０〜２．１とすることができる。上記範囲とすることで、高いエネルギー密度や優れたサイクル特性を実現することができる。
セパレータとしては、一般的な非水系二次電池と同様の多孔質シート、不織布等を用いることができる。好適例として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル等の樹脂から成る多孔質樹脂シートが挙げられる。また、セパレータは上記多孔質シートや不織布等からなる有機多孔質層と、この有機多孔質層の片面または両面（典型的には片面）に保持された多孔質耐熱層と、を備えた耐熱性セパレータとして構成されていてもよい。上記多孔質耐熱層は、例えば無機材料（例えば、アルミナ粒子等の無機フィラー類）とバインダとを含む層であり得る。あるいは、絶縁性を有する樹脂粒子（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の粒子）を含む層であり得る。
なお、固体状の電解質もしくはゲル状の電解質を用いた非水系二次電池（例えばリチウムポリマー電池）では、非水電解質自体がセパレータを兼ねる構成とし得る。
（Ｓ２０）電池組立体の構築工程
ここでは、典型的には常温域において、上記電極体と非水電解質とを電池ケース内に収容し、電池組立体を構築する。電池ケースとしては、例えばアルミニウムやスチール等の軽量な金属材製のものを好適に採用し得る。なお、本明細書において「電池組立体」とは、上記作製した電極体と非水電解質とを用いて初期充電工程に先立った段階にまで組み立てられているもの全般をいい、電池の種類や構成等は特に限定されない。例えば電池ケースは封口前であってもよいし封口後であってもよい。
非水電解質は、典型的には非水溶媒中に支持塩が溶解または分散した液状の構成である。あるいは、これにポリマーが添加され固体状（典型的には、いわゆるゲル状）となったものでもよい。
非水溶媒としては特に限定されず、一般的な非水系二次電池の非水電解質に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類等の有機溶媒を用いることができる。負極活物質の表面に良質な被膜を形成する観点からは、カーボネート類を好適に用いることができる。具体的には、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、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）等が挙げられる。
支持塩としては、電荷担体（例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン等。リチウムイオン二次電池ではリチウムイオン。）を含むものであれば特に限定されず、一般的な非水系二次電池と同様のものを適宜選択して使用することができる。例えば電荷担体がリチウムイオンの場合は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等のリチウム塩が例示される。なかでもＬｉＰＦ６を好ましく用いることができる。また、支持塩の濃度は、非水電解質全体に対して０．７ｍｏｌ／Ｌ〜１．３ｍｏｌ／Ｌに調製することが好ましい。
なお、ここで用いられる非水電解質は、本発明の効果を大きく損なわない限度で、上述した非水溶媒および支持塩以外の成分を必要に応じて含有し得る。かかる任意成分は、例えば、電池の保存性の向上（保存中における容量低下の抑制等）、サイクル特性の向上、初期充放電効率の向上、入出力性能の向上、過充電時におけるガス発生量の増加等の１または２以上の目的で使用され得る。一例として、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、リチウムビスオキサレートボレート（ＬｉＢＯＢ）等の被膜形成剤；シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）、ビフェニル（ＢＰ）等のガス発生剤；等が挙げられる。なかでも負極活物質の表面に良質な（低抵抗且つ高耐久な）被膜を形成する観点から、被膜形成剤を含むことが好ましい。
（Ｓ３０）初期充電工程
ここでは、典型的には常温域において、上記構築した電池組立体を少なくとも１回充電（初期充電）する。一般には、該電池組立体の正極（正極端子）と負極（負極端子）の間に外部電源を接続し、所定の電圧まで充電（典型的には定電流充電）する。これによって非水電解質の一部（例えば、非水溶媒や被膜形成剤）が負極で還元分解され、負極活物質の表面に非水電解質由来の被膜（ＳＥＩ膜）が形成される。かかる被膜によって負極活物質と非水電解質との界面が安定化されるため、以後の充放電に伴う非水電解質の分解を抑制することができる。
初期充電における正負極端子間の到達電圧（典型的には最高到達電圧）は、使用する活物質材料や非水溶媒の種類等にも依るため特に限定されないが、例えば電池組立体のＳＯＣが６５％〜１１０％（典型的には８０％〜１１０％、例えば８０％〜１０５％）の範囲にあるときに示し得る電圧範囲とすることができる。例えば４．２Ｖで満充電となる電池では、正負極間の電圧を凡そ３．８Ｖ〜４．３Ｖの範囲に設定するとよい。図２Ａに示す態様では本工程終了後（充電後）の電池電圧（終止電圧）を、凡そ４．１Ｖに設定している。
また、充電方式は特に限定されず、例えば上記電圧に到達するまで定電流で充電する方式（ＣＣ充電）で行ってもよく、上記電圧に到達するまで定電流で充電した後、定電圧で充電する方式（ＣＣＣＶ充電）で行ってもよい。ＣＣ充電時のレートは特に限定されないが、あまりに低すぎると処理効率（作業効率）が低下しがちである。一方、あまりに高すぎると、形成される被膜の緻密性が不足したり、正極活物質が劣化したりすることがあり得る。このため、凡そ０．１Ｃ〜５Ｃ（例えば０．５Ｃ〜２Ｃ）とするとよい。これによって、負極活物質の表面に短時間で緻密性の高い被膜を形成することができる。
なお、充電は１回でもよく、例えば放電を挟んで２回以上繰り返し行うこともできる。また、電池特性に悪影響を与えない範囲で、上記非水電解質の還元分解を促進し得るようなその他の操作（例えば、圧力の負荷や超音波の照射）を適宜併用することもできる。
（Ｓ４０）エージング工程
ここでは、上記初期充電後の（典型的にはＳＯＣが６５％以上の、例えばＳＯＣが８０％以上の）電池組立体を凡そ４０℃以上（典型的には４５℃以上、例えば５０℃以上、好ましくは６０℃以上、より好ましくは６０±２℃）の高温域まで昇温させた後、該高温域で所定の期間保持（放置）する。これによって、負極活物質の表面に形成された被膜を良質な（すなわち、低抵抗で、且つ非水電解質との反応を十分抑制し得る）ものへと改質することができる。また、例えば外部（典型的には製造装置の構成部材）から金属製の異物（例えばＦｅ粉やＣｕ粉）が混入した場合であっても、該金属異物を金属イオン（例えばＦｅイオンやＣｕイオン）として溶解、拡散させることができ、電池組立体内（典型的には、電極体の内部）において微小な内部短絡が発生することを防止することができる。また、エージング時の温度の上限値は、高温劣化を予防する観点から例えば８０℃以下（典型的には７５℃以下、好ましくは７０℃以下、より好ましくは６５℃以下）とするとよい。図２Ｂに示す態様では、電池組立体の温度を６０℃で保持している。なお、電池組立体の温度を上昇させ保持する方法としては、例えば、温度制御恒温槽や赤外線ヒーター等の加熱手段を用いることができる。
電池組立体を高温域で保持する期間（時間）は、例えば上記保持温度や非水電解質の構成成分等にも依るため特に限定されないが、典型的には昇温開始からの合計時間を５時間以上（例えば５時間〜４８時間、好ましくは１０時間〜２４時間）とするとよい。図２Ａに示す態様では、保持時間を凡そ２０時間に設定している。
好適な一態様では、本工程全体に渡って上記初期充電工程で調整した端子間電圧またはこれとほぼ同等の電圧（例えば±０．５Ｖ程度）を維持する。例えば４．２Ｖで満充電となる電池では、正負極間の電圧が本工程全体に渡って凡そ３．７Ｖ〜４．３Ｖ（図２Ａに示す態様では凡そ４．１Ｖ）の状態を保つことが好ましい。かかる目的のために、本工程ではＣＣＣＶ充電等の電圧維持手法を採用することもできる。
（放置期間）
好適な一態様では、エージングの終了から次の強制放電の開始までの期間（放置期間）を、４８時間以下（典型的には２４時間以下、例えば２０時間以下、好ましくは１０時間以下、より好ましくは５時間以下）とする。上記時間内とすることで、高電圧状態の期間を必要最小限にすることができ、電荷担体が負極活物質層の非対向部に移動しすぎることを抑制することができる。このため、後の自己放電検査工程における電圧不安定期間をより短縮することができ、該検査を少ない待機時間で効率よく行うことができる。
また、下限値は、例えば３時間以上（典型的には５時間以上）とすることができる。これにより、自己放電検査時の測定誤差やバラつきをより小さく抑えることができ、精度よく検査を行うことができる。このため、不具合品（内部短絡の生じた電池組立体）を効率よく除くことができ、後工程に不具合品が流れることを効果的に防止することができる。
好適な他の一態様では、放置期間が予め定められたノーマル放置期間内の場合は上記放置工程における放置温度Ｔを所定の平常設定温度とする一方、上記ノーマル放置期間を上回る超過放置期間の場合は上記放置工程における放置期間に応じて上記放置温度Ｔを上記平常設定温度よりも上昇させる。これにより、例えば停電や長期連休等で放置期間が止む無く長引く場合であっても、電圧不安定期間を増加させず平常時と同等のレベルに抑えることができる。したがって、自己放電検査を短時間で行うことができる。
好適な他の一態様では、放置期間中（エージングの終了から次の強制放電の開始までの間）に、例えば温度制御恒温槽や氷冷、自然放冷等の冷却手段を用いて、電池組立体を降温させる。
一例として、エージング工程（Ｓ４０）を例えば凡そ５０℃〜６０℃で行う場合には、電池組立体の温度を常温まで下げて安定させるのに比較的長い時間（例えば７０分以上）を要することがあり得る。このため、エージング工程（Ｓ４０）の終了後になるべく早く降温を開始させることで、電池組立体の温度をより短時間で安定させることができ、作業効率を高めることができる。図２Ｂに示す態様では、エージング工程（Ｓ４０）の終了後に電池組立体を温度制御恒温槽から取り出し、室温（２０℃）の環境下で０．５時間放置（自然放冷で冷却）している。これにより、エージング時には６０℃あった電池組立体の温度を、凡そ４０℃まで降温させることができる。
（Ｓ５０）強制放電工程
ここに開示される発明の好適な一態様では、図１に示すように、エージング工程（Ｓ４０）とＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）の間に、さらに強制放電工程（Ｓ５０）を包含する。かかる工程では、上記高温エージング後の電池組立体を強制的に放電させる。一般には、該電池組立体の正極（正極端子）と負極（負極端子）の間に外部電源を接続し、所定の電圧まで放電（典型的には定電流放電）させる。
正負極端子間の到達電圧（終止電圧）は、例えば４．２Ｖで満充電となる電池では、正負極間の電圧を凡そ１．６Ｖ〜２．３Ｖ（典型的には１．６Ｖ〜２．２Ｖ、例えば１．７Ｖ〜２．１Ｖ）の範囲に設定するとよい。図２Ａに示す態様では、本工程終了後の電池電圧（終止電圧）を凡そ２．０Ｖに設定している。
このことについて、図３を参照しつつより詳しく説明する。図３は、本発明者らが４．２Ｖで満充電となるリチウムイオン二次電池を構築し、本工程における終止電圧（Ｖ）と強制放電後から自己放電検査前までの所要時間との関係を調べた結果である。かかる図から明らかなように、本工程の終止電圧を上記範囲に設定することで、品質を低下させることなく工程の短縮化を行い得る。
すなわち、終止電圧を２．３Ｖ以下（好ましくは２．２Ｖ以下、より好ましくは２．１Ｖ以下）と従来に比べて極めて低く設定することで、負極活物質層内の対向部と非対向部との電位差を大きくする。これによって、非対向部に残存する電荷担体が抜けやすくなり、負極活物質層内の電位ムラを好適に緩和することができる。これにより、製造工程を一層短縮することができ、本発明の効果をより高いレベルで発揮することができる。なお、本発明者らの検討によれば、終止電圧を２．５Ｖ以上に設定した場合は強制放電後の電圧の跳ねあがりが大きく、電圧を安定させるまでに長時間を要することがあった。かかる場合、製造にかかる時間が従来とほぼ同等となるため好ましくない。
また、終止電圧を１．６Ｖ以上（例えば１．７Ｖ以上）に設定することで、負極の電位が高くなりすぎて負極活物質が劣化したり、非水電解質が分解（還元分解）したりすることを予防することができる。
強制放電時の放電方式は特に限定されない。例えば上記電圧に到達するまで定電流で放電する方式（ＣＣ充電）で行ってもよく、上記電圧に到達するまで定電流で放電した後に定電圧で充電する方式（ＣＣＣＶ放電）により行ってもよい。
また、ＣＣ放電時のレートは特に限定されないが、あまりに高すぎると局所的に電圧が低下しすぎて非水電解質が電気化学的に分解されたりすることがあり得る。このため、凡そ０．０１Ｃ〜５Ｃ（例えば０．０５Ｃ〜３Ｃ）とするとよい。例えば、理論容量が２５Ａｈ程度の電池組立体では、凡そ０．５Ａ〜７５Ａの電流値に設定するとよい。
また、放電は１回のみでもよく、例えば時間をおいて、２回以上繰り返し行うこともできる。その場合、放電レートは全て同じであってもよいし、各回で異なっていてもよい。好適な一態様では、１回目の放電時の放電レートが最も大きく、２回目、３回目と徐々に放電レートを小さくしていく。かかる態様によれば、電池組立体の電圧をより短時間で安定させることができる。また、強制放電を複数回行う場合の時間間隔は、放電レートに依っても異なるが、例えば数十秒〜数十分（典型的には数分）程度とすることができる。例えば、図２Ａに示す態様では、１回目の放電を６０Ａ（２．４Ｃ）の定電流で行い、２回目以降の放電を、それぞれ５分の間隔をあけて、２０Ａ（０．７５Ｃ）、５Ａ（０．２Ｃ）、１Ａ（０．０４Ｃ）の定電流で２．０Ｖまで行っている。
好適な一態様では、電池組立体を放電させるのと同時に該電池組立体を降温させる。換言すれば、放電に要する時間を利用して電池組立体を降温させる。作業性等の観点からは、図２Ｂに示すように、上述の放置期間（冷却期間）から継続的に電池組立体を降温させるとよい。ここに示す態様では、上記放置期間から継続して、室温（２０℃）の環境下で保持（自然放冷で冷却）している。これにより、後の工程において電池組立体の温度を安定させるために必要な待機時間を大幅に減らす（あるいは無くす）ことができ、生産効率を格段に高めることができる。
また、好適な他の一態様では、本工程の間、電池組立体の温度を２０℃以上５５℃以下の温度域で保持する。電池組立体の温度を上記範囲に保持することで、品質を低下させることなく工程の短縮化を行うことができる。すなわち、２０℃以上の室温以上の温度域で電池組立体を保持しつつ強制放電させることで、負極活物質層内の拡散抵抗を低下させることができる。これによって、電荷担体がスムーズに移動できるようになり、負極活物質層の電位ムラをより好適に緩和することができる。その結果、後の休止時間を一層短縮することができる。また、電池組立体の温度を５５℃以下とすることで、高温劣化を抑制することができる。さらに、後の工程において電池組立体の温度を安定させるために必要な待機時間を無くす（あるいは減らす）ことができる。なお、当該温度域であれば、本工程に渡って温度が一定であってもよく、一定でなくてもよい。
（休止時間）
好適な一態様では、強制放電の終了から次のＳＯＣ調整の開始までの間に、休止時間を設ける。強制放電後の電池は、電圧が極めて低い状態（換言すれば、負極が極めて高電位の状態）である。したがって、かかる状態のまま保持（放置）することにより、対向部と非対向部の電位差が大きい状態を維持することができる。その結果、かかる大きな電位差を駆動力として非対向部に残存する電荷担体を対向部へとスムーズに拡散させることができ、負極活物質層内の電位ムラを好適に緩和することができる。かかる休止時間は、通常０．５時間以上（例えば１時間以上）であって、２４時間以下（典型的には２４時間未満、例えば２０時間以下、好ましくは１０時間以下、より好ましくは５時間以下）とする。
これに関連する技術について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本発明者らが４．２Ｖで満充電となるリチウムイオン二次電池を構築し、強制放電工程（Ｓ５０）開始時の電池組立体の温度（℃）と強制放電後の休止時間（Ｈｒ）との関係を調べた結果である。かかる図から明らかなように、強制放電工程（Ｓ５０）開始時の電池組立体温度と強制放電後の休止時間とを黒塗りの範囲内になるように調整することで、従来に比べて短時間で安定的に電池を製造し得る。例えば、強制放電工程開始時の電池組立体の温度を５０℃とし、強制放電後の休止時間を１．５時間とした場合には、強制放電後から自己放電検査前までの所要時間を凡そ３．５時間とすることができ、且つ、自己放電検査時の電圧上昇期間を０日（実質的に無くす）にすることができる。従来法では自己放電検査時の電圧上昇期間が凡そ２〜３．５日だったことから、ここで開示される方法によれば大幅な工程の短縮が可能となる。
また、好適な他の一態様では、この期間中に電池組立体の温度を常温域まで降温させ、該温度で安定させる。これにより、自己放電検査における計測値のバラつきを低減することができ、精度の高い（安定した）検査を行うことができる。
（Ｓ６０）ＳＯＣ調整工程
ここでは、上記強制放電後の電池組立体を所定のＳＯＣに調整する。具体的には、下式：残存容量割合（％）＝〔（Σ充電容量−Σ放電容量）／Σ充電容量〕×１００；で示される電池組立体の残存容量割合が１１．５％以上１４％以下となるようにＳＯＣを調整する。ここで、Σ充電容量は、初期充電工程（Ｓ３０）からＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）までで行う総充電容量を表しており、Σ放電容量は、初期充電工程（Ｓ３０）からＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）までで行う総放電容量を表している。
例えば、図２Ａに示す態様では、
Σ充電容量＝（初期充電工程（Ｓ３０）における１回の充電容量）＋（ＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）における１回の充電容量）＝２７．０Ａｈ；
Σ放電容量＝（強制放電工程（Ｓ５０）における４回の放電容量）＝２３．５Ａｈ；
を用いると、残存容量割合＝１２．９％と算出され、かかる値となるようにＳＯＣを調整すればよい。残存容量割合を上記範囲に調整することで、自己放電検査期間（具体的には電圧不安定期間）を従来に比べて短縮することができる。例えば、図２Ａに示す態様によれば、電圧不安定期間を従来の７日間超から２日間以内にまで短縮することが可能となる。
このとき、電池組立体のＳＯＣは従来に比べて低く、通常１０％以下、典型的には７％以下、好ましくは５％以下、例えば１％〜５％になるよう調整するとよい。例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載される電池では、幅広いＳＯＣ領域において高出力密度や耐久性が要求され得る。しかしながら、一般に非水系二次電池の出力密度はＳＯＣが低くなるほど（電池容量が少なくなるほど）低下する傾向にある。このため、車載用（特にＰＨＶ用）の電池ではとりわけ低ＳＯＣ領域（例えばＳＯＣが３０％以下の領域）における性能が問題になり易い。上記ＳＯＣ範囲での自己放電特性を評価することで、低ＳＯＣ領域における電池性能を的確に評価することができる。さらに、本発明者らの検討によれば、本工程で低ＳＯＣ状態に調整することにより、従来に比べて自己放電検査を短時間で行うこともできる。
なお、上記式からも明らかなように、残存容量割合の調整は、例えば、初期充電工程（Ｓ３０）における到達電圧や充電電流値、充電時間、充電回数等を調整すること；エージング工程後の放置期間を調整すること；強制放電工程（Ｓ５０）における到達電圧（終止電圧）や放電電流値、放電時間、放電回数を調整すること；強制放電工程後の休止時間を調整すること；ＳＯＣ調整工程（Ｓ６０）におけるＳＯＣを調整すること；等によって行うことができる。
残存容量割合と自己放電検査期間（具体的には電圧不安定期間）との関係について、図５〜図８を参照しつつより詳しく説明する。本発明者らは、自己放電検査工程（Ｓ７０）における電圧不安定期間を短縮するために、（１）自己放電検査における電圧上昇そのものを抑制する、および（２）電池組立体の電圧変化を抑制する、という２つの観点に着目し、検討を行った。
先ず（１）について説明する。図５は、自己放電検査工程（Ｓ７０）における電圧変化を模式的に示す説明図である。すなわち、本発明者らは種々検討の結果、残存容量割合の違いによって自己放電検査時の電圧の挙動（パターン）が異なることを見出した。具体的には、ＳＯＣを調整した後の電池組立体の電圧が、過電圧によって一旦Ｖ０まで低下した後、大きく上昇するものとそうでないものとに大別されることがわかった。そこで、本発明者らは、残存容量割合を制御するための指標として、過電圧により電圧が下がった地点（Ｖ０、典型的には変曲点）から該Ｖ０を示した０．５日後の電位（Ｖ０．５）を差し引いた差分（ΔＶ０．５）を指標とし、かかる電圧上昇を抑制することに想到した。
図６は、本発明者らが４．２Ｖで満充電となるリチウムイオン二次電池を構築し、残存容量割合とΔＶ０．５との関係を調べたものである。図６に示すように、自己放電検査前の残存容量割合を１４％以下（例えば１４％未満、好ましくは１３．５％以下、より好ましくは１３．５％未満）とすることで、自己放電検査工程（Ｓ７０）における電圧上昇（ΔＶ０．５）を抑制する（例えば１０ｍＶ以下に抑える、好ましくは５ｍＶ以下に抑える、より好ましくは０ｍＶ以下に抑える）ことが可能となる。本発明者らの検討によれば、これによって自己放電検査工程（Ｓ７０）時の電圧不安定期間を従来の２日〜３．５日から０日（待機日数ゼロ）に短縮することも可能となる。
次に、（２）について説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、図５に示した自己放電検査工程（Ｓ７０）の挙動別に場合分けして示したものであり、図７Ａは自己放電検査の初期に電池電圧が上昇する場合を、図７Ｂは自己放電検査の初期に電池電圧が下降する場合を、それぞれ示している。本発明者らは、電圧の変動を抑制するための指標として、自己放電検査工程（Ｓ７０）の所定の５日間の電圧変化を指標とすることに想到した。すなわち、自己放電検査の初期に電池電圧が上昇する場合は、図７Ａに示すように、最大電圧（ＶＭＡＸ）から該最大電圧（ＶＭＡＸ）を示した５日後の電位（Ｖ５）を差し引いた差分（ΔＶ５）を指標とする。また、自己放電検査の初期に電池電圧が下降する場合は、図７Ｂに示すように、過電圧により電圧が下がった地点（Ｖ０、典型的には変曲点）から該Ｖ０を示した５日後の電位（Ｖ５）を差し引いた差分（ΔＶ５）を電圧上昇抑制の指標とする。そして、ΔＶ５が小さくなるように、かかる電圧の変動を抑制することに想到した。
図８は、本発明者らが４．２Ｖで満充電となるリチウムイオン二次電池を構築し、残存容量割合とΔＶ５との関係を調べたものである。図８に示すように、自己放電検査前の残存容量割合を１１．５％以上（例えば１１．５％より大きく、好ましくは１２％以上、より好ましくは１２％より大きく）とすることで、自己放電検査工程（Ｓ７０）における電圧の変動をより小さく（例えば４ｍＶ以下に）抑えることが可能となる。
以上のように、ここで開示される発明では、上記（１）および（２）を満たすことで自己放電検査工程（Ｓ７０）にかかる時間を従来に比べて大幅に短縮することが可能となる。
（Ｓ７０）自己放電検査工程
ここでは、典型的には常温域（例えば２０℃〜２５℃）で、上記所定のＳＯＣに調整した電池組立体を放置して自己放電させ、電圧降下量を計測する。これによって、製造条件に由来する何らかの影響に起因した内部短絡の有無を精度よく評価・把握することができる。放電検査時における電池組立体の温度は、該検査の間中、例えば恒温槽等を用いて常に一定に保つことが好ましい。これにより検査を精度よく行うことができる。
（Ｓ８０）良品判定工程
ここでは、上記自己放電検査工程で得られた結果（電圧降下量）に基づいて、電池組立体の良否（内部短絡の有無）を判定する。具体的には、先ず、上記電圧降下量の計測結果に基づいて、良品判定のための基準値を設定する。基準値の設定方法は特に限定されないが、例えば、複数の電池組立体の電圧降下量の算術平均値、中央値（メジアン）等を採用し得る。次に、かかる基準値と各電池組立体の電圧降下量との差分を算出し、この差分が所定の閾値以下の場合にその電池組立体を「内部短絡なし」と判定し、この差分が所定の閾値を越える場合にその電池組立体を「内部短絡有り」と判定する。閾値としては、対象とする電池の規格等にも依るため特に限定されないが、例えば２σ〜４σ程度（σは標準偏差を意味する。）に相当する値を設定することができる。そして、かかる判定結果に基づいて「内部短絡有り」と判定された電池組立体を取り除くことで、不具合品が後の工程に流れることを防止し得、信頼性の高い電池を提供することができる。
上述の通り、ここで開示される技術によれば、より短時間で信頼性の高い電池を製造することができる。
特に限定することを意図したものではないが、本発明の一実施形態に係る非水系二次電池の概略構成として、扁平に捲回された電極体（捲回電極体）と非水電解液とを扁平な直方体形状（箱型）の容器（電池ケース）に収容した形態の非水系二次電池（単電池）を例として、本発明を詳細に説明する。以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を反映するものではない。
図９は、非水系二次電池１００の断面構造を模式的に示す縦断面図である。図９に示すように、非水系二次電池１００は、長尺状の正極シート１０と長尺状の負極シート２０とが長尺状のセパレータシート４０を介して扁平に捲回された形態の電極体（捲回電極体）８０が、図示しない非水電解液とともに扁平な箱型形状の電池ケース５０内に収容された構成を有する。
電池ケース５０は、上端が開放された扁平な直方体形状（箱型）の電池ケース本体５２と、その開口部を塞ぐ蓋体５４とを備えている。電池ケース５０の上面（すなわち蓋体５４）には、捲回電極体８０の正極と電気的に接続する外部接続用の正極端子７０、および捲回電極体８０の負極と電気的に接続する負極端子７２が設けられている。蓋体５４にはまた、従来の非水系二次電池の電池ケースと同様に、電池ケース５０の内部で発生したガスをケース５０の外部に排出するための安全弁５５が備えられている。
図１０は、図９に示す捲回電極体８０の構成を示す模式図である。図１０に示すように、本実施形態に係る捲回電極体８０は、組み立てる前段階において長尺シート状の正極（正極シート）１０と、長尺シート状の負極（負極シート）２０とを備えている。正極シート１０は、長尺状の正極集電体１２と、その少なくとも一方の表面（典型的には両面）に長手方向に沿って形成された正極活物質層１４とを備えている。負極シート２０は、長尺状の負極集電体２２と、その少なくとも一方の表面（典型的には両面）に長手方向に沿って形成された負極活物質層２４とを備えている。また、正極活物質層１４と負極活物質層２４との間には、両者の直接接触を防ぐ絶縁層が配置されている。ここでは、上記絶縁層として２枚の長尺シート状のセパレータ４０を使用している。
このような捲回電極体８０は、例えば、正極シート１０、セパレータシート４０、負極シート２０、セパレータシート４０の順に重ね合わせた積層体を長手方向に捲回し、得られた捲回体を側面方向から押圧して拉げさせることによって扁平形状に成形することにより作製することができる。
捲回電極体８０の捲回軸方向の一の端部から他の一の端部に向かう方向として規定される幅方向において、その中央部分には、正極集電体１２の表面に形成された正極活物質層１４と負極集電体２２の表面に形成された負極活物質層２４とが重なり合って密に積層された捲回コア部分が形成されている。また、捲回電極体８０の捲回軸方向の両端部では、正極シート１０の正極活物質層非形成部および負極シート２０の負極活物質層非形成部が、それぞれ捲回コア部分から外方にはみ出ている。そして、正極側はみ出し部分には正極集電板が、負極側はみ出し部分には負極集電板が、それぞれ付設され、正極端子７０（図９）および上記負極端子７２（図９）とそれぞれ電気的に接続されている。
ここに開示される発明において、負極活物質層２４の幅Ｌａは正極活物質層１４の幅Ｌｃよりも広く構成（形成）されている。このため、正極シート１０と負極シート２０とを重ねあわせたときに、負極活物質層２４は正極活物質層１４に対向する部位と正極活物質層１４に対向しない非対向部位とを有する。かかる非対向部位に電荷担体が吸蔵されることにより、負極上における金属析出を効果的に抑制することができる。しかしながら、非対向部位があまりに広い場合は、不可逆容量が増大し、サイクル特性や保存特性が低下することがあり得る。このため、ＬａとＬｃとの差は２０ｍｍ以下（例えば１０ｍｍ以下）であることが好ましく、Ｌａの左右両端がＬｃからそれぞれ凡そ１ｍｍ〜５ｍｍ（例えば１ｍｍ〜３ｍｍ）突出していることが特に好ましい。換言すれば、正極活物質層１４と負極活物質層２４との位相差は１ｍｍ〜５ｍｍ（例えば１ｍｍ〜３ｍｍ）とすることが好ましい。
ここで開示される非水系二次電池（典型的にはリチウムイオン二次電池）は各種用途に利用可能であるが、電池性能（例えばエネルギー密度）が高く、信頼性に優れることを特徴とする。例えば、初期容量が高く、低ＳＯＣ領域においても優れた入出力密度を発揮し得るものであり得る。したがって、このような性質を活かして、例えば車両に搭載されるモーター用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、典型的には自動車、具体的には、例えばプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等が挙げられる。したがって、本発明の他の側面として、ここで開示されるいずれかの非水系質二次電池（組電池の形態であり得る。）を備えた車両が提供される。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
正極活物質粉末としてのＬｉ１．００Ｎｉ０．３８Ｃｏ０．３２Ｍｎ０．３０Ｏ２粉末と、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）および黒鉛（ＴＩＭＣＡＬ
Ｌｔｄ.製、商品名「ＫＳ４」）と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを質量比率が９１：３：３：３となるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）と混合し、スラリー状組成物を調製した。この組成物を、厚み凡そ１５μｍの長尺状アルミニウム箔（正極集電体）に塗布して正極活物質層を形成した。得られた正極を乾燥およびプレスし、シート状の正極（正極シート）を作製した。
次に、負極活物質としてのアモルファスコートグラファイト粉末と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）とを、質量比率が９８．３：１．０：０．７となるようにイオン交換水と混合して、スラリー状組成物を調製した。この組成物を、厚み凡そ１０μｍの長尺状銅箔（負極集電体）に塗布して負極活物質層を形成した。得られた負極を乾燥およびプレスし、シート状の負極（負極シート）を作製した。
次に、上記で作製した正極シートと負極シートとを、セパレータ（ここでは、ポリエチレン（ＰＥ）層の両面にポリプロピレン（ＰＰ）層が積層された三層構造のものを用いた。）を介して重ね合わせて捲回し、得られた捲回電極体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状に成形した。そして、かかる捲回電極体の正極集電体の端部に正極端子を、負極集電体の端部に負極端子を溶接によりそれぞれ接合した。
この電極体を電池ケースに収容し、非水電解液を注入した。なお、非水電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを３：４：３の体積比率で含む混合溶媒に、電解質としてのＬｉＰＦ６を凡そ１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解し、さらに、非水電解液全体の０．７５質量％の割合でビニレンカーボネートを、４質量％の割合でシクロヘキシルベンゼンを、１質量％の割合でビフェニルを、それぞれ添加したものを用いた。そして、電池ケースの開口部に蓋体を装着し、溶接して接合することによって例１に係る電池組立体（容量比（ＣＮ／ＣＰ）は１．３６、定格容量は２５Ａｈ。）を構築した。
次に、上記構築した電池組立体を治具で挟み込み、拘束圧が４００ｋｇｆとなるよう押圧、拘束した。次に、拘束した電池組立体に２０Ａの定電流で正負極端子間電圧が３．９５Ｖに到達するまで定電流充電を行った後、さらに該電圧で電流が０．１Ａになるまで定電圧充電を行った（初期充電）。次に、上記初期充電後の電池組立体を温度制御恒温槽内に設置して６０℃まで昇温し、昇温開始からの経過時間が２０時間となるまで６０℃の温度環境下でエージングを行った。次に、上記電池組立体を０．５時間かけて４０℃まで降温させた。次に、６０Ａの定電流で正負極端子間電圧が２．０Ｖに到達するまで定電流放電を行い、区間容量とＩＶ抵抗を測定した（強制放電）。次に、電池組立体を３．３Ｖ（ＳＯＣ３％の状態）に調整した後、５日間放置して自己放電させ、自己放電前の電圧値から自己放電後の電圧値を差し引くことで電圧降下量を算出した。
上記例１を基準として、以下の条件：（ａ）エージング後の放置期間（冷却期間）；（ｂ）強制放電時の終止電圧；（ｃ）強制放電時の放電回数；（ｄ）強制放電時の放電電流値；（ｅ）強制放電後の休止時間；（ｆ）ＳＯＣ調整時の電圧；のうちの少なくとも１つを異ならせることで、残存容量割合の異なる例２〜例３２（３１セル）の電池組立体を構築した。
そして、それぞれの電池の残存容量割合と自己放電検査時の電圧の変化を確認した。
一例として、図１１に自己放電検査の検査日数と電圧との関係を示す。このように、残存容量割合があまりに小さい（典型的には１１．５％未満の、例えば１２％未満の、敢えて言えば１２．３％未満の）場合は、自己放電時の電圧変化（ΔＶ）が大きくなり、電圧が安定するまでに長期間を要することがわかった。
また、図１２に、残存容量割合と自己放電検査における最大電圧値との関係を示す。このように、残存容量割合があまりに大きい（典型的には１４％を超える、例えば１３．５％を超える、敢えて言えば１３％を超える）場合は、上昇最大電圧が大きくなり、電圧不安定期間（電圧上昇期間）が長くなることがわかった。かかる結果は本発明の技術的意義を示すものである。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
１０ 正極シート（正極）
１２ 正極集電体
１４ 正極活物質層
２０ 負極シート（負極）
２２ 負極集電体
２４ 負極活物質層
４０ セパレータシート（セパレータ）
５０ 電池ケース
５２ ケース本体
５４ 蓋体
５５ 安全弁
７０ 正極端子
７２ 負極端子
８０ 捲回電極体
１００ 非水系二次電池
Ｓ１０ 電極体の準備工程
Ｓ２０ 電池組立体の構築工程
Ｓ３０ 初期充電工程
Ｓ４０ エージング工程
Ｓ５０ 強制放電工程
Ｓ６０ ＳＯＣ調整工程
Ｓ７０ 自己放電検査工程
Ｓ８０ 良品判定工程

Claims (6)

  1. 非水系二次電池を製造する方法であって：
    正極活物質層を有する正極と、負極活物質層を有する負極と、を備える電極体を準備する工程、ここで、前記負極活物質層の表面積は前記正極活物質層の表面積よりも広く、前記負極活物質層は前記正極活物質層に対向する部位と前記正極活物質層に対向しない部位とを有している；
    前記電極体と非水電解質とを用いて電池組立体を構築する工程；
    前記電池組立体を初期充電する工程；
    前記電池組立体を４０℃以上でエージングする工程；
    前記電池組立体のＳＯＣを調整する工程、ここで、前記ＳＯＣの調整は、以下の式：
    Figure 2015095334
     で示される該電池組立体の残存容量割合が１１．５％以上１４％以下となるよう行う；
    前記電池組立体を自己放電させて電圧降下量を計測する工程；および
    前記電圧降下量に基づいて前記電池組立体の良否を判定する工程；
    を包含する、非水系二次電池の製造方法。
  2. 前記エージング工程と前記ＳＯＣ調整工程との間に、さらに前記電池組立体を強制的に放電させる工程を包含し、
    前記エージング工程の間は前記電池組立体を６０℃以上に保持するとともに、前記強制放電工程の間は前記電池組立体を２０℃以上５５℃以下の温度域で保持する、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記強制放電工程において、前記電池組立体を１．６Ｖ以上２．３Ｖ以下まで放電させる、請求項２に記載の製造方法。
  4. 前記エージング工程の終了から前記強制放電工程の開始までの期間を２４時間以下とする、請求項２または３に記載の製造方法。
  5. 前記ＳＯＣ調整工程の終了時に、前記電池組立体のＳＯＣを１０％以下に調整する、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
  6. 前記初期充電工程において、前記電池組立体をＳＯＣ６５％以上１１０％以下の状態まで充電し、且つ、
    前記エージング工程を少なくとも５時間行う、請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017107795A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
JP2017107796A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
WO2020141947A1 (ko) * 2019-01-03 2020-07-09 주식회사 엘지화학 저전압 검출력이 향상된 이차전지의 활성화 방법
WO2023080645A1 (ko) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지의 활성화 방법
JP7408905B2 (ja) 2019-11-19 2024-01-09 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 二次電池の製造方法及びその製造設備
US11876191B2 (en) 2018-11-20 2024-01-16 Lg Energy Solution, Ltd. Method for activating secondary battery

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6256761B2 (ja) 2014-04-11 2018-01-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の検査方法および製造方法
JP6847357B2 (ja) * 2015-07-01 2021-03-24 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の評価方法
US10276868B2 (en) 2015-12-11 2019-04-30 Denso Corporation Non-aqueous electrolyte rechargeable battery
US20170194672A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Nissan North America, Inc. High current treatment for lithium ion batteries having metal based anodes
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
DE102016220998A1 (de) * 2016-10-25 2018-04-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Lithium-Ionen-Zelle und einer Lithium-Ionen-Batterie, Lithium-Ionen-Batterie
KR102064459B1 (ko) * 2017-01-05 2020-01-09 주식회사 엘지화학 이차 전지의 저전압 불량 검사 방법 및 장치
WO2018153450A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Toyota Motor Europe Lithium-ion battery high temperature aging process
JP6944641B2 (ja) 2017-04-24 2021-10-06 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP6926991B2 (ja) * 2017-11-27 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池の製造方法
KR20200129518A (ko) * 2019-05-09 2020-11-18 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법
CN112433162B (zh) * 2020-10-26 2023-09-01 惠州市豪鹏科技有限公司 一种锂离子电池老化方法
CN112382784B (zh) * 2020-11-14 2021-08-03 南京工业大学 一种降低热失控风险的嵌套结构锂离子电池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069775A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Nissan Motor Co Ltd 二次電池検査方法
JP2012084322A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012084346A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012252839A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2015095333A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 トヨタ自動車株式会社 非水系二次電池の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2800220B2 (ja) * 1989-01-18 1998-09-21 日本電気株式会社 電池駆動電子機器の電源装置
US5539318A (en) * 1992-07-16 1996-07-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Residual capacity meter for electric car battery
JP5333184B2 (ja) * 2009-03-16 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 全固体二次電池
JP6094817B2 (ja) 2013-11-11 2017-03-15 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069775A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Nissan Motor Co Ltd 二次電池検査方法
JP2012084322A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012084346A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Toyota Motor Corp リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2012252839A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池の製造方法
JP2015095333A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 トヨタ自動車株式会社 非水系二次電池の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017107795A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
JP2017107796A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 株式会社デンソー 非水電解質二次電池
US11876191B2 (en) 2018-11-20 2024-01-16 Lg Energy Solution, Ltd. Method for activating secondary battery
WO2020141947A1 (ko) * 2019-01-03 2020-07-09 주식회사 엘지화학 저전압 검출력이 향상된 이차전지의 활성화 방법
JP7408905B2 (ja) 2019-11-19 2024-01-09 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 二次電池の製造方法及びその製造設備
WO2023080645A1 (ko) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지의 활성화 방법

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