JP2022533496A - 二次電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
正極活物質として機能するLi[Ni0.6Mn0.2Co0.2]O2を96.7重量部、導電材として機能するグラファイトを1.3重量部、結合剤として機能するポリビニリデンフルオライド(PVdF)を2.0重量部で混合し、正極合剤を調製した。得られた正極合剤を溶媒として機能する1-メチル-2-ピロリドンに分散させることによって正極合剤スラリーを調製した。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウムホイルの両面にそれぞれコーティング、乾燥及び圧着して正極を製造した。
上記の製造例のようにリチウム二次電池を製造し、かつ正極、負極、分離膜を組立てる過程において微細短絡抵抗が1kΩレベルになるように、100μmの銅粒子を投入して不良電池の組立てを完了した。
上記製造例1の組立てたリチウム二次電池10個を準備して、25℃の常温で24時間熟成させてプリエージングし、プリエージングされた二次電池をフォーメーションジグに取り付けた後、45℃の温度で加圧して充電するジグフォーメーション工程を行った。このとき、フォーメーション工程はSOCに応じた3段階の区間に分け、SOC0%からSOC1%までの初期区間は0.2Cの充電速度と0.5kgf/cm2の圧力、SOC1%からSOC17%までの中期区間は1Cの充電速度と0.5kgf/cm2の圧力、SOC17%からSOC60%までの末期区間は1Cの充電速度、10kgf/cm2の圧力でフォーメーション工程を行った。その後、24時間を65℃の温度で高温エージングを行い、12時間を25℃の温度で常温エージングを行った。
上記実施例1において、フォーメーション工程時の末期区間をSOC50%まで充電したことを除いては、上記実施例1と同様の方法でリチウム二次電池を製造した。
上記実施例1において、SOC30%レベルに出荷充電したことを除いては、上記実施例1と同様の方法でリチウム二次電池を製造した。
上記製造例1の組立てたリチウム二次電池10個を準備して、25℃の常温で24時間熟成させてプリエージングし、プリエージングされた二次電池をフォーメーションジグに取付けた後に加圧して充電するジグフォーメーション工程を行った。このとき、フォーメーション工程はSOCに応じた3段階の区間に分け、SOC0%からSOC5%までの初期区間は0.2Cの充電速度と0.5kgf/cm2の圧力、SOC5%からSOC17%までの中期区間は0.7Cの充電速度と0.5kgf/cm2の圧力、SOC17%からSOC30%までの末期区間は0.7Cの充電速度と10kgf/cm2の圧力でフォーメーション工程を行った。その後、24時間を65℃の温度で高温エージングを行い、12時間を25℃の温度で常温エージングを行った。
上記製造例2の電池10個を準備し、上記実施例1と同様の方法で二次電池を製造した。
上記製造例2の電池10個を準備し、上記実施例3と同様の方法で二次電池を製造した。
上記製造例2の電池10個を準備し、上記比較例1と同様の方法で二次電池を製造した。
上記実施例1の電池に対して、それぞれ出荷充電が終了した後にOCV(OCV1)を測定し、そこから表2に記載された時点毎のOCV(OCV2)を測定した。測定されたOCV1及びOCV2を用いてΔOCV(=OCV1-OCV2)を計算し、ΔOCVの最大値(良品のΔOCV最大値)を求めた。
Claims (13)
- 組立てた二次電池をSOC45%から65%まで充電するフォーメーション段階、
前記フォーメーション段階において充電された二次電池をエージングするエージング段階、及び
前記二次電池の電圧値の変化を測定する低電圧検査段階を含み、
前記低電圧検査段階は、SOC30%以下の区間で電圧値を測定する、二次電池の製造方法。 - 前記フォーメーション段階は、充電と同時に前記二次電池を加圧する、請求項1に記載の二次電池の製造方法。
- 前記フォーメーション段階は、30℃から65℃の温度で行われる、請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。
- 前記フォーメーション段階は、SOCに応じた初期、中期、末期の3段階フォーメーション区間を有し、各区間毎に充電速度又は加圧力のフォーメーション条件が異なる、請求項1から3のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記初期のフォーメーション区間は0.1Cから0.3Cの充電速度、0.1kgf/cm2から1.0kgf/cm2の圧力で、
前記中期のフォーメーション区間は0.7Cから1.3Cの充電速度、0.1kgf/cm2から1.0kgf/cm2の圧力で、
前記末期のフォーメーション区間は0.7Cから1.3Cの充電速度、7kgf/cm2から13kgf/cm2の圧力でフォーメーションする、請求項4に記載の二次電池の製造方法。 - 前記初期のフォーメーション区間の上限はSOC1%から7%であり、上記中期のフォーメーション区間の上限はSOC15%から19%である、請求項5に記載の二次電池の製造方法。
- 前記エージング段階は60℃以上の温度で二次電池を安定化する高温エージング段階を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 20℃から30℃の温度で二次電池を安定化する常温エージング段階をさらに含む、請求項7に記載の二次電池の製造方法。
- 前記エージング段階の後に前記二次電池の内部を脱ガスする段階、並びに、前記二次電池の満充電及び満放電する段階をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記満充電及び満放電段階の後に前記二次電池の出荷充電する段階をさらに含む、請求項9に記載の二次電池の製造方法。
- 前記フォーメーション段階の前に、組立てた二次電池を常温で熟成するプリエージング段階をさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記低電圧検査段階は、電圧降下量により不良二次電池を選別することを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記電圧値の変化を測定する段階は、SOC5%から25%の区間で行われる、請求項1から12のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
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