JP4207439B2

JP4207439B2 - リチウムイオン二次電池の製造法

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Publication number: JP4207439B2
Application number: JP2002061445A
Authority: JP
Inventors: 明子藤野; 真二中西; 秀越名
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: CN1225813C; US7252689B2; KR100514164B1; KR20030074219A; US20030167627A1; JP2003264005A; CN1444306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、捲回式リチウム二次電池に関し、特にセパレータと極板が一体化した捲回式極板群を用いるリチウムイオン二次電池の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン二次電池には、正負両極板を微多孔性ポリエチレンシート等のセパレータとともに捲回して捲回式極板群を作製し、非水電解液と共に所定のケースに収納する構成をもつ捲回式電池が主に使われている。さらに、機器への収納性の観点から、捲回式電池においても、円筒状に捲回した極板群を加圧したり、扁平状に捲回して扁平状の捲回式極板群を作製し、矩形や長楕円形の断面を有する扁平形状の金属電池容器に収納する形態を持つ角型電池が好んで採用されるようになった。
【０００３】
近年、主に安全性の観点から、正負極間に多孔質ポリマー層を配置した、いわゆるポリマー電池とよばれるリチウムイオン二次電池も注目されている。このタイプのリチウムイオン二次電池は、板状の両極板を多孔質ポリマー層を介して、積層一体化して積層極板群を構成した積層型電池が一般的である。
【０００４】
さらに、高容量化のために、セパレータを薄くしたのに伴い、安全性への要求がきびしくなってきたため、捲回式電池においても、極板上に多孔質ポリマー層を作製し、捲回して捲回式極板群を作製する捲回式電池も提案されている。（例えば、特開平１１−３４５６０６号公報、特開平１１−８６８４４号公報等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、捲回型極板では、捲回された後でないと、極板全体の一体化はできない。
【０００６】
逆に、極板の一方とセパレータのみ一体化されて捲回された極板群は、極板群全体が一体化されていないため、充放電サイクルによる極板の膨張収縮または高温保存時等のガス発生により、ガスかみや座屈が起こり、特性が劣化する。
【０００７】
本発明は上記観点から、扁平な捲回式極板群において、捲回することができ、しかも完成時には、捲回式極板群が一体化していることにより充放電サイクルによる極板の膨張収縮または高温保存時等のガス発生に起因するサイクル特性および保存特性劣化を抑制する構成を実現することを課題とするものであって、そのための新しいリチウムイオン二次電池の製造法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題に対して、本発明では、リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ａを主成分とするバインダーを含む極板Ａと、リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ｂを主成分とするバインダーを含み、極板Ａと逆の極性を持つ極板Ｂとを作製する極板作製工程と、前記極板Ｂ上に、前記ポリマー材料ａまたはポリマー材料ａの共重合体を主成分とする多孔質ポリマー層を形成するセパレータ作製工程と、前記ポリマー層を有する極板Ｂと極板Ａとを、前記ポリマー層を介して対向させ、さらに扁平に捲回し、扁平極板群を形成する群構成工程と、前記扁平極板群と非水電解液とを電池容器に収納し、前記扁平極板群を前記非水電解液に浸潤させる浸潤工程と、浸潤状態のまま、前記扁平極板群の厚さ方向に加圧しながら加熱および冷却を行ない極板群を一体化する一体化工程を少なくとも含むリチウムイオン二次電池の製造法を開示するものである。
【０００９】
この製造法では、極板Ａのバインダーと多孔質ポリマー層が、同一のポリマー材料またはその共重合体からなっているので、群構成後でも一体化工程で極板Ａと多孔質ポリマー層が溶着して、結果として極板群が一体化する。この極板群の一体化により充放電サイクルによる極板の膨張収縮または高温保存時等のガス発生に起因するサイクル特性および保存特性劣化を抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ａを主成分とするバインダーを含む極板Ａと、リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ｂを主成分とするバインダーを含み、極板Ａと逆の極性を持つ極板Ｂとを作製する極板作製工程と、前記極板Ｂ上に、前記ポリマー材料ａまたはポリマー材料ａの共重合体を主成分とする多孔質ポリマー層を形成するセパレータ作製工程と、前記ポリマー層を有する極板Ｂと極板Ａとを、前記ポリマー層を介して対向させ、さらに扁平に捲回し、扁平極板群を形成する群構成工程と、前記扁平極板群と非水電解液とを電池容器に収納し、前記扁平極板群を前記非水電解液に浸潤させる浸潤工程と、浸潤状態のまま、前記扁平極板群の厚さ方向に加圧しながら８０℃以上の加熱および冷却を行ない極板群を一体化する一体化工程を少なくとも含むリチウムイオン二次電池の製造法としたものである。
【００１１】
極板作製工程において極板Ａは正極である。極板Ａと逆の極性を持つ極板Ｂは、当然負極となる。リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質は、正極に関しても負極に関しても、従来公知のものが使用できる。正極活物質に関しては、ＬｉＣｏＯ₂などのリチウム含有遷移金属が好ましく、負極活物質に関しては、人造黒鉛や表面を改質した天然黒鉛などの各種黒鉛が好ましい。
【００１２】
ポリマー材料ａとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）およびポリマー材料ｂとしては、スチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）が使用できる。ポリマー材料ａは、ＳＢＲ等高電圧で分解するものは使えない。
【００１３】
なお、極板Ａと極板Ｂは、必ずしも同時に作製する必要は無く、特に、極板Ａに関してはセパレータ作製工程が無いため、極板Ｂを作製し、その後、極板Ｂ上にセパレータを作製した後に、極板Ａを作製しても構わない。
【００１４】
セパレータ作製工程において、極板Ｂ上に多孔質ポリマー層を形成するが、この方法は、極板Ｂと多孔質ポリマー層が充分に接着されていれば、どのような方法でも構わない。例えば、ポリマー材料ａまたは、その共重合体をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤で溶解し、その溶液を、極板上に塗布した後、溶剤を乾燥等で除去することにより、ポリマー層の多孔質化と極板Ｂへの接着を同時に行なう方法がある。また、塗布ではなくポリマー溶液だめに極板Ｂを浸漬し、その後、溶剤を乾燥等で除去することにより、ポリマー層の多孔質化と極板Ｂへの接着を同時に行なう方法もある。
【００１５】
これらの方法では、多孔質ポリマー層を直接、極板上に形成するため、多孔質ポリマー層と極板Ｂの接着は充分確保される。
【００１６】
この工程において、一般に捲回式極板群では、負極の方が正極よりも電極面積が広いので、負極の表面に形成するのが好ましい。したがって、極板Ａは正極、極板Ｂは負極が好ましい。
【００１７】
群構成工程では、多孔質ポリマー層をセパレータとして、両極板を対向させて扁平に捲回する。
【００１８】
次に、浸潤工程では、まず扁平極板群と非水電解液とを電池容器に収納し、極板群を非水電解液に浸潤させる。電池容器には、樹脂でラミネートされたアルミニウム箔製の電池容器や鉄製やアルミニウム製などの角形の電池容器が好ましい。非水電解液は、従来公知の非水電解液が使えるが、環状カーボネートや鎖状カーボネートの混合溶媒や、環状ラクトン等の有機溶媒にＬｉＰＦ₆等のリチウム塩をとかしたものが、電池特性上優れている。
【００１９】
最後に一体化工程では、扁平極板群を湿潤状態のまま、扁平極板群を、厚さ方向に加圧しながら加熱を行なう。この際、加圧することによって極板Ａと多孔質ポリマー層が密着する。さらに、湿潤状態で８０℃以上に加熱することにより、極板Ａのバインダーの主成分のポリマー材料ａおよび多孔質ポリマー層の主成分のポリマー材料ａまたはその共重合体は、非水電解液の存在により溶融し、その後の冷却により極板Ａと多孔質ポリマー層はポリマー材料が同種であることから容易に溶着する。その結果、正極、負極およびセパレータが一体化した扁平極板群が得られる。
【００２０】
以上述べたように極板群の一体化により充放電サイクルによる極板の膨張収縮または高温保存時等のガス発生に起因するサイクル特性および保存特性劣化を抑制することができる。
【００２１】
なお、これらの工程で用いる容器は任意である。最終的な電池容器であっても良いし、樹脂フィルム製容器等、最終的な電池セル容器とは別の容器を用い、一体化工程終了後に極板群を最終的なセル容器に移すことも可能である。
【００２２】
また加圧の方法も任意である。樹脂フィルム製の容器や樹脂でラミネートされたアルミニウム箔製の容器のように厚さ方向に抗力のない容器を用いることも可能であリ、また厚さ方向に抗力を有する扁平角型の金属製の容器を用いることができる。厚さ方向に抗力のない容器を用いる場合は、容器の周囲にスペーサを配置したり、所定の厚さ寸法で荷重に耐える抗力のある容器を用いることができる。
【００２３】
本発明は、ポリマー材料ａは、ＰＶｄＦであるとしたものである。
【００２４】
本発明のリチウムイオン二次電池の製造法では、前述のように、ポリマー材料としてはＰＶｄＦや、ＰＶｄＦとヘキサフロロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体が多孔質ポリマー層のイオン導電性、結合性の両面において好ましい。ポリマー材料ａを正極に使うので、これらは正極の高電位にも安定な特に好ましい材料である。
【００２５】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造法において、前記一体化工程が、前記極板群を厚さ方向に１〜５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧し、８０℃〜１００℃の温度で加熱した後、室温まで冷却する工程であるとしたものである。
【００２６】
この一体化工程における加圧圧力は接合力に影響する。加圧圧力は、扁平な捲回極板群の厚さ方向に、１〜５０ｋｇ／ｃｍ²の範囲に管理するのが好ましい。加圧圧力が１ｋｇ／ｃｍ²を下回ると接合力が低下し、逆に圧力が５０ｋｇ／ｃｍ²を上回ると表面ポリマー層の多孔度が減少し非水電解液の保持が困難になる。いずれも適正範囲を逸脱すると特性の低下を招く。
【００２７】
一方、加熱温度は、低すぎると結合が不十分となり、高すぎると電池容量が低下する傾向が見られる。上記の観点から、加熱温度は８０℃〜１００℃であることが好ましい。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造法において、前記浸潤工程の後に、前記極板群を３．５Ｖ以上の開回路電圧を示す状態に調整する追加工程を行ない、前記状態のまま一体化工程を行なうとしたものである。
【００２９】
浸潤工程で電解液が浸潤された極板群は、そのまま一体化工程に移すことができるが、リチウムを吸蔵していない負極の不安定な電位によって、電池特性にバラツキが生じる危
険性がある。この危険性を避けるためには、極板群がわずかでも充電された状態にあることが好ましく、管理上は注液後の極板群の開回路電圧が、３．５Ｖ以上であることが好ましい。
【００３０】
この状態を作るための工程には、充電時あるいは放電時のどちらかで調整すれば良い。
【００３１】
また、追加工程においては、充電は必ずしも完全充電状態である必要は無く、開路電圧が少なくとも３．５〜４．０Ｖを示すまでの充電を加えるか、あるいは１回以上の充放電の後、開路電圧が少なくとも３．５〜４．０Ｖを示すまでの充電を加えるのが好ましい。ただし上記充電操作あるいは充放電操作は、室温近傍の温度環境で行ない、万一ガスが発生する場合には、逆止弁を用いてガスを容器の外部に放出しておくのが好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下実施例によって本発明の製造法を詳細に説明する。
【００３３】
本実施例では、多孔質ポリマー層を形成する極板Ｂを負極、対極の極板Ａを正極とする電池を構成した。
【００３４】
（電池グループＡ）
正極はＬｉＣｏＯ₂を活物質とし、これにカーボンブラックを活物質に対して３重量％になるように加え、これにＰＶｄＦを１２重量％を溶解させたＮＭＰ溶液をバインダー材料として樹脂成分が６重量％加え、混練して正極合剤を作製した。上記合剤を公知の方法で厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、これを乾燥、加圧、裁断して、ＰＶｄＦをバインダーの樹脂成分とする厚さ１５０μｍの正極板を得た。
【００３５】
負極は、黒鉛粉末を活物質とし、これにＳＢＲの微粒子４０重量％を含むエマルジョンをバインダー材料として樹脂成分が３重量％になるように加え、混練して負極合剤を作製した。上記合剤を常法にしたがって厚さ１５μｍの銅箔に塗布し、これを乾燥、加圧、裁断して、ＳＢＲをバインダーの樹脂成分とする厚さ１５０μｍの負極板を得た。
【００３６】
つぎに上記負極板の両表面に、のＰＶｄＦとＨＦＰが８８：１２の比の共重合体をＮＭＰに溶解した（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ／ＮＭＰ）１０重量％溶液を用いて、厚さ２０μｍの塗布層を形成し、これを水中に浸漬させてＮＭＰを水と置換させ、さらに乾燥して、正極バインダーと同じ樹脂材料であるＰＶｄＦを含む多孔質な表面ポリマー層を備える負極板を作製した。
【００３７】
つぎに上記正極と表面ポリマー層を備える負極に各々リードを取りつけ、両極を重ねて、表面ポリマー層と正極とは非結合状態のままで長楕円形に捲回し、さらに厚さ方向に加圧して、設計容量を６５０ｍＡｈとする扁平な捲回式極板群を作製した。
【００３８】
続いて、上記極板群を角形アルミケースに収納し、極板群の正極、負極リードを安全弁付きのアルミ製封口板と接合し、ケースと封口板をレーザー溶接により一体化した。この状態では封口板の一部は電解液を注液するための穴が設けられている。
【００３９】
これを、減圧状態に保持して、電解液である非水電解質溶液を注液口から所定量注液した。ここで用いた電解液は、溶媒ＥＣ：ＥＭＣ＝１：３に、１．２５ＭのＬｉＰＦ₆を溶解したものである。この電解液により極板が濡れ、極板群は浸潤した。
【００４０】
つぎに上記極板群を１３０ｍＡの電流で終止電圧３．８Ｖまで充電した。この充放電時に発生するガスはセル外に放出した。なお上記充電後、上記電池の開路電圧が３．５〜４
．０Ｖであることを確認した。この状態で、注液口をアルミ板でレーザー溶接し塞ぐことにより、完全密閉な状態に封口した。
【００４１】
つぎに上記電池を樹脂で絶縁被覆されたステンレス製の加圧板に挟持し、極板群の厚さ方向の投影面積に対して１０ｋｇ／ｃｍ²の荷重を与えた状態で、６０，７０，８０，９０，１００，１１０℃の各々所定の温度環境に入れて、３０分間加熱し、その後、室温に冷却した。これらの各加熱温度で得られた電池をそれぞれ電池１、電池２、電池３、電池４、電池５および電池６とし、電池グループＡとする。
【００４２】
（電池グループＢ）
負極表面に形成する多孔質ポリマー層のポリマー材料として、１０重量％のＰＶｄＦをＮＭＰに溶解したＰＶｄＦ／ＮＭＰ溶液を用いた以外は電池グループＡと同様の製造法で電池を作製した。加熱温度が６０，７０，８０，９０，１００，１１０℃の電池をそれぞれ電池７、電池８、電池９、電池１０、電池１１および電池１２とし、電池グループＢとする。
【００４３】
（電池グループＣ）
対極のバインダーに表面ポリマー層と異なる種類の樹脂成分を用いる電池の事例として、正極のバインダーにＰＴＦＥのディスパージョンを用いた以外は電池グループＡと同様の製造法で電池を作製した。加熱温度が６０，７０，８０，９０，１００，１１０℃の電池をそれぞれ電池１３、電池１４、電池１５、電池１６、電池１７および電池１８とし、電池グループＣとする。
【００４４】
（電池グループＤ）
従来から多用されている多孔体（微多孔膜）フィルムセパレータを用いて構成される電池の事例として、正極のバインダーにＰＴＦＥのディスパージョンを用い、負極の表面ポリマー層を形成せず、ポリエチレン（ＰＥ）製多孔フィルムを配し、加圧状態で加熱する一体化工程をはぶいた以外は電池グループＡと同様に電池を作製した。得られた電池を電池１９とし、電池グループＤとする。
【００４５】
以上で構成された電池グループの特徴を下記の（表１）にまとめた。
【００４６】
【表１】

【００４７】
つぎに上記に示した電池グループの各種電池特性を調べ、その結果を（表２）にまとめた。
【００４８】
【表２】

【００４９】
まず、電池抵抗測定機を用い、電池の電池内部抵抗を測定した。従来例の電池１９の内部抵抗は５２ｍΩであった。（表２）から明らかなように、電池グループＡおよび電池グループＢの電池では、加熱温度が７０℃を超えると内部抵抗が顕著に低下した。これに対して電池グループＣの電池では加熱温度を上昇させても内部抵抗の低下は見られなかった。したがって、加熱温度が８０℃を超えると電池グループＡおよび電池グループＢの電池では、その他の電池に比べて優位性が出てくる。
【００５０】
上記電池を分解した結果、電池３から６および電池９から１２の低い内部抵抗を示した極板群は容易に剥離解体ができないほど強固に極板群が融着していることがわかった。これに対して高い内部抵抗を示した電池１および２、電池７および８および電池グループＣの各電池では極板群が容易に解体できる状態であった。
【００５１】
上記結果は、多孔質ポリマー層の主成分が対極のバインダーに含まれるポリマー材料と同質である場合には、湿潤状態で適切な加圧・加熱条件を与えることによって、多孔質ポリマー層を介して極板群が良好に密着した状態で一体化され、好ましいイオン導電性が形成されたからである。これに対して従来のセパレータや単に極板表面に表面にポリマー層を密着し捲回式極板群を設けても、表面ポリマー層と対極バインダー層に含まれる成分が異なる場合には接着がうまくできないために、一体化できなかった。
【００５２】
つぎに上記電池の高率放電特性の指標として、電池を完全充電した状態で、１３０ｍＡ（０．２Ｃ）の放電と１３００ｍＡ（２．０Ｃ）での放電容量を測定し、０．２Ｃでの容量に対する２Ｃ放電での容量の割合（２Ｃ／０．２Ｃ容量）を求め、これらの結果も（表２）に示した。
【００５３】
（表２）から、負極の表面に形成した多孔質ポリマー層の主成分と同種のＰＶｄＦ−ＨＦＰあるいはＰＶｄＦを正極用バインダーのポリマー材料に用いた電池グループＡおよび
電池グループＢの電池では、加熱温度が７０℃を超えると、２Ｃ／０．２Ｃ容量が直線的に上昇を始め１００℃で極大点に達し、さらに温度が上昇すると若干低下した。これに対して電池グループＣの電池は、同様の加圧・加熱によって特別の改善を示さなかった。また、従来例の電池１９については、その２Ｃ／０．２Ｃ容量が８６％を示し、比較的低い値であった。したがって、加熱温度が８０℃を超えると電池グループＡおよび電池グループＢの電池では、その他の電池に比べて優位性が出てくる。また、加熱温度が９０℃から１００℃の電池４、５、１０および１１の電池は特に優れている。
【００５４】
上記の結果は、前述の内部抵抗に関する傾向と同じであり、内部抵抗が改善され、急速放電特性が改善できたためである。
【００５５】
（表２）に示した特性の最後として、それぞれの電池を８５℃の環境下で３日間保存した後の、０．２Ｃでの容量回復率を測定した。（表２）から負極の表面に形成した多孔質ポリマー層の主成分と同種のＰＶｄＦ−ＨＦＰあるいはＰＶｄＦを正極用バインダーのポリマー材料に用いた電池グループＡおよび電池グループＢの電池では、加熱温度が７０℃を超えると、容量回復率が向上し、９０から１００℃で極大点に達し、さらに温度が上昇すると若干低下した。また、従来例の電池１９については、その容量回復率が７１％を示し、比較的低い値であった。したがって、加熱温度が８０℃を超えると電池グループＡおよび電池グループＢの電池では、その他の電池に比べて優位性が出てくる。また、加熱温度が９０℃から１００℃の電池４、５、１０および１１の電池は特に優れている。
【００５６】
上記の結果は、前述の内部抵抗および２Ｃ／０．２Ｃ容量に関する傾向と同じであった。この理由としては、容量回復率が良かった電池は、極板が一体化されているため、保存時のガス発生に起因する極板の剥離や座屈、いわゆるガスかみが抑制されたためと考えられる。
【００５７】
つぎに、前述の電池について、０．７Ｃ−４．２Ｖの定電流−定電圧充電と３．０Ｖまでの１Ｃ放電での条件を用いて、充放電サイクル特性を調べた。図１にその結果の一例として、本発明の実施例の代表としての電池４と比較例としての電池１６および１９の充放電サイクルと電池容量比率の関係を示す。縦軸は、１サイクル目の容量を１００％とした放電容量である。
【００５８】
図１から明らかなように、極板が一体化している電池４は、一体化していない電池１６および電池１９に比べて良好なサイクル特性を示した。これは、サイクルによる極板の膨張収縮やガス発生に起因する剥離や座屈が抑制されたためと考えられる。
【００５９】
さらに、図２に電池グループＡの各電池の充放電サイクルと電池容量比率の関係を示す。縦軸は、図１と同じく１サイクル目の容量を１００％とした放電容量である。
【００６０】
図２から明らかなように、加熱温度が６０、７０℃までは、サイクル特性は悪かった。ところが、８０℃でサイクル特性の向上が見られ、９０℃、１００℃では顕著にサイクルによる容量低下率が減少し、サイクル寿命特性が向上した。また１１０℃では６０〜８０℃よりも良い特性を示したが、１００℃よりも若干低下した。上記の特性についても（表２）において得られた結果と類似することがわかった。
【００６１】
一方、上記サイクル中の電池の外観を比較すると、優れたサイクル寿命特性を示す電池では厚さ方向の変形が少なく、サイクル特性が好ましくない電池では、変形が大きくなった。このことは、本発明に基づいて適切なポリマー材料の選定と適切な加圧・加熱を与えることによって、単に接合部のイオン導電性が改善されるだけでなく、捲回式極板群に厚さ方向の抗力が生じ、長期間安定なサイクル特性がもたらされることを示すものである。
【００６２】
なお、本実施例において一体化工程において、捲回式極板群を加圧する圧力については、極板群の厚さ方向の投影面積に対して５ｋｇ／ｃｍ²の荷重を与えた条件について述べた。本実施例による加圧条件を別途詳細に調べた結果を以下に説明する。
【００６３】
すなわち本発明の構成において、加熱温度を８０，９０，１００，１１０℃の四つの温度条件で、加圧する圧力を０〜１００ｋｇ／ｃｍ²の範囲の荷重を変化させて先の実施例と同様に電池を作製し、前述の評価と同様の電池特性を評価した。その結果、電池特性を満足する最適な加圧圧力は、１〜５０ｋｇ／ｃｍ²の範囲であった。この最適範囲よりも低い圧力では接着性に難があり、また逆に高い圧力では高率放電特性が低下するという問題が発生した。
【００６４】
以上のことから本発明のリチウムイオン二次電池の製造法によれば、扁平な捲回式極板群において、極板群が強固に一体化構成されるため、従来からの課題であった問題を解決し、接合された極板群の座屈を発生しなくなること、また扁平な捲回式極板群の厚さ方向に抗力を有する構成を実現することなどが可能となり、保存特性やサイクル特性に優れた新しいリチウムイオン二次電池の製造法を提供することが可能である。
【００６５】
なお、上記の実施例では、表面ポリマー層の形成が負極表面にされ上記表面ポリマー層と同種の樹脂成分を含む対極を正極とした。
【００６６】
【発明の効果】
上記の如く本発明は、扁平状の捲回式極板群を用いるリチウムイオン二次電池の製造法において、極板群の座屈、セパレータ層の剥離の発生を回避し、極板群の一体化によってサイクル特性と保存特性に優れたリチウムイオン二次電池を容易にかつ確実に実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例電池および比較例電池のサイクル数と放電容量との関係を示す図
【図２】電池グループＡの電池のサイクル数と放電容量との関係を示す図

Claims

リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ａを主成分とするバインダーを含む極板Ａと、リチウムイオンを吸蔵あるいは放出する活物質とポリマー材料ｂを主成分とするバインダーを含み、極板Ａと逆の極性を持つ極板Ｂとを作製する極板作製工程と、
前記極板Ｂ上に、前記ポリマー材料ａまたはポリマー材料ａの共重合体を主成分とする多孔質ポリマー層を形成するセパレータ作製工程と、
前記ポリマー層を有する極板Ｂと極板Ａとを、前記ポリマー層を介して対向させ、さらに扁平に捲回し、扁平極板群を形成する群構成工程と、
前記扁平極板群と非水電解液とを電池容器に収納し、前記扁平極板群を前記非水電解液に浸潤させる浸潤工程と、
浸潤状態のまま、前記扁平極板群の厚さ方向に加圧しながら８０℃以上の加熱および冷却を行ない極板群を一体化する一体化工程を少なくとも含むリチウムイオン二次電池の製造法であって、前記極板Ａは、正極であり、前記ポリマー材料ａは、ポリフッ化ビニリデンであり、前記極板Ｂは、負極であり、前記ポリマー材料ｂは、スチレンブタジエンラバーであるリチウムイオン二次電池の製造法。
前記一体化工程が、前記極板群を厚さ方向に１〜５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧し、８０℃〜１００℃の温度で加熱した後、室温まで冷却する工程である請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造法。
前記浸潤工程の後に、前記極板群を３．５Ｖ以上の開回路電圧を示す状態に調整する追加工程を行ない、前記状態のまま一体化工程を行なう請求項１に記載のリチウムイオン二次電池の製造法。