JP5109441B2 - リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5109441B2 JP5109441B2 JP2007088037A JP2007088037A JP5109441B2 JP 5109441 B2 JP5109441 B2 JP 5109441B2 JP 2007088037 A JP2007088037 A JP 2007088037A JP 2007088037 A JP2007088037 A JP 2007088037A JP 5109441 B2 JP5109441 B2 JP 5109441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion secondary
- secondary battery
- lithium ion
- anode
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(アノードの作製)
人造黒鉛(90質量部)と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)(8質量部)と、カルボキシメチルセルロース(2質量部)とを混合し、N−メチルピロリドン(NMP)に溶解してスラリー状のアノード活物質含有層形成用塗布液を得た。この塗布液をドクターブレード法によって厚さ15μmの銅箔に塗布し、乾燥することによってアノード活物質含有層を形成した。得られた積層体をロールプレス法によって、アノード活物質含有層の密度が1.7g・cm−3になるようにプレスし、アノードを得た。
LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(92質量部)と、カーボンブラック(2質量部)と、人造黒鉛(3質量部)と、PVdF(3質量部)とを混合し、NMPに溶解してスラリー状のカソード活物質含有層形成用塗布液を得た。この塗布液をドクターブレード法によって厚さ15μmのアルミニウム箔に塗布し、乾燥することによってカソード活物質含有層を形成した。得られた積層体をロールプレス法によって、カソード活物質含有層の密度が3.2g・cm−3になるようにプレスし、カソードを得た。
プロピレンカーボネート(PC)(50体積部)と、エチレンカーボネート(EC)(10体積部)と、ジエチルカーボネート(40体積部)とを混合し、混合溶媒を得た。この混合溶媒に、6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.5mol・dm−3の濃度となるように溶解し、更に1,3,2−ジオキサチオラン−2,2−ジオキシドを、上記で調製した溶液全体100質量部に対して5質量部加えて、電解質溶液を調製した。
アノードを17mm×31mmの寸法に、カソードを16mm×30mmの寸法にそれぞれ打ち抜き、そのアノードとカソードとの間にポリエチレン製のセパレータを配置して積層し、電池素体を形成した。得られた電池素体をアルミラミネートフィルムに入れ、電解質溶液を注液し、真空封入した。これにより、リチウムイオン二次電池を得た。
得られたリチウムイオン二次電池について、25℃で9mA(0.05C)で3時間充電し、30分間開回路で放置した(初期充電工程)。その後、90mA(0.5C)で4.2Vまで充電し、4.2Vに達した後は4.2Vの定電圧を保持する定電流定電圧充電を行った。その後、90mA(0.5C)の定電流で3.0Vまで放電を行い、そのときの放電容量を測定した。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えてポリアクリル酸ナトリウム(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えてアルギン酸ナトリウム(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えて酢酸ナトリウム(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えて酢酸リチウム(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例5のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えてトリフルオロ酢酸ナトリウム(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えてポリアミック酸(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例7のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロース(2質量部)に代えてポリビニルアルコール(2質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例8のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
電解質溶液において、1,3,2−ジオキサチオラン−2,2−ジオキシド(5質量部)に代えて1,3−プロパンスルトン(5質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例9のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
電解質溶液において、1,3,2−ジオキサチオラン−2,2−ジオキシド(5質量部)に代えてエチレンサルファイト(5質量部)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例10のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
電解質溶液において、1,3,2−ジオキサチオラン−2,2−ジオキシドを添加しなかった以外は実施例1と同様にして、比較例1のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
アノードにおいて、カルボキシメチルセルロースを加えなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較例2のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
LiPF6とポリエチレンオキシド(PEO)とをモル比1:10で混合し、アセトニトリルを加えて溶解した。この溶液200gに人造黒鉛100gを加えて攪拌した。その後、粉体を取り出し、乾燥することによってPEO被覆黒鉛を得た。得られたPEO被覆黒鉛(90質量部)と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)(8質量部)と、カルボキシメチルセルロース(2質量部)とを混合し、N−メチルピロリドン(NMP)に溶解してスラリー状のアノード活物質含有層形成用塗布液を得た。この塗布液をドクターブレード法によって厚さ15μmの銅箔に塗布し、乾燥することによってアノード活物質含有層を形成した。得られた積層体をロールプレス法によって、アノード活物質含有層の密度が1.7g・cm−3になるようにプレスし、アノードを得た。このアノードを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3のリチウムイオン二次電池を作製した。また、得られたリチウムイオン二次電池に対し、実施例1と同様にして、初期充電工程及び放電容量の測定を行った。結果を表1に示す。
実施例1及び比較例1で得られたリチウムイオン二次電池の初期充電工程後のアノードにおいて、黒鉛表面に形成された被膜に含まれるエチレンオキシドを、熱抽出GC/MS分析法によって定量した。熱抽出温度は250℃で抽出した。GC/MS測定により得られたクロマトグラムより検出されたエチレンオキシド化合物のピーク面積から、エチレンオキシドのイオン電流の積算値を計算した。その結果、実施例1の場合にはエチレンオキシドに由来する総イオン量が4.95×106であった。一方、比較例1の場合にはエチレンオキシドに由来するピークが検出されなかった。実施例1の場合にはポリエチレンオキシドが黒鉛表面の活性点に被膜を形成しており、それによって電解質溶液中のPCの分解が抑制されたものと考えられる。一方、比較例1の場合にはあらかじめ黒鉛表面にPEOがコーティングされているにも関わらず、十分な放電容量が得られなかった。これはPEOコートが電解質溶液を遮断する被膜として機能するには不十分であったためPCの分解が進み、黒鉛が破壊されたためであると考えられる。
実施例1及び比較例3で得られた、初期充電工程及び放電容量測定後のリチウムイオン二次電池に対し、180mAで4.2Vまで充電し、4.2Vに達した後は4.2Vの定電圧を保持する定電流定電圧充電を行い、その後、180mAの定電流で3.0Vまで放電を行う操作を1サイクルとし、この充放電を500サイクル繰り返した。500サイクル目の放電時の放電容量を測定し、初期放電容量に対する割合を容量保持率(%)として求めた。その結果を表2に示す。
実施例1及び比較例1で得られた、初期充電工程及び放電容量測定後のリチウムイオン二次電池に対し、1kHzの交流インピーダンス(mΩ)を測定した。その結果を表3に示す。
Claims (11)
- アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置されるセパレータと、電解質溶液と、前記アノード、前記カソード、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
オキシエチレン基を有する有機溶媒を含む前記電解質溶液を準備する電解質溶液調製工程と、
黒鉛とカルボキシル基又は水酸基を有する化合物とを含む前記アノードを準備する電極作製工程と、
前記アノードと前記カソードとの間に前記セパレータを配置する配置工程と、
前記アノード、前記カソード及び前記セパレータを前記ケース内に収容する収容工程と、
前記電解質溶液を前記ケース内に注入する注入工程と、
前記ケースを密閉して電池構造体を得る密閉工程と、
前記電池構造体を0.03〜0.05Cの電流で1時間以上充電し、その後、開回路状態で10分間以上放置することで、前記黒鉛の表面の一部を高分子化合物で被覆する初期充電工程と、
を有する、リチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記オキシエチレン基を有する有機溶媒が、エチレンカーボネート及びエチレンサルファイトの少なくとも一方と、ジオキサチオラン−2,2−ジオキシド及びプロパンスルトンの少なくとも一方と、を含むものである、請求項1記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記オキシエチレン基を有する有機溶媒が、エチレンカーボネートとジオキサチオラン−2,2−ジオキシドとを含むものである、請求項1又は2記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記カルボキシル基又は水酸基を有する化合物が、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸塩、ポリアミック酸塩、アルギン酸塩、及び、ポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記高分子化合物が、ポリエチレンオキシドである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法により作製された、リチウムイオン二次電池。
- アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置されるセパレータと、電解質溶液と、前記アノード、前記カソード、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電解質溶液が、オキシエチレン基を有する有機溶媒を含むものであり、
前記アノードが、黒鉛とカルボキシル基又は水酸基を有する化合物とを含むものであり、
前記黒鉛の表面の一部のみが、オキシエチレン基を有する高分子化合物で被覆されており、且つ、前記黒鉛の表面の活性点が、前記高分子化合物で被覆されている、リチウムイオン二次電池。 - 前記オキシエチレン基を有する有機溶媒が、エチレンカーボネート及びエチレンサルファイトの少なくとも一方と、ジオキサチオラン−2,2−ジオキシド及びプロパンスルトンの少なくとも一方と、を含むものである、請求項7記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記オキシエチレン基を有する有機溶媒が、エチレンカーボネートとジオキサチオラン−2,2−ジオキシドとを含むものである、請求項7又は8記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記カルボキシル基又は水酸基を有する化合物が、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸塩、ポリアミック酸塩、アルギン酸塩、及び、ポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項7〜9のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記高分子化合物が、ポリエチレンオキシドである、請求項7〜10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007088037A JP5109441B2 (ja) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007088037A JP5109441B2 (ja) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008251223A JP2008251223A (ja) | 2008-10-16 |
JP5109441B2 true JP5109441B2 (ja) | 2012-12-26 |
Family
ID=39975956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007088037A Active JP5109441B2 (ja) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5109441B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5252386B2 (ja) * | 2007-09-25 | 2013-07-31 | 学校法人東京理科大学 | リチウムイオン電池用負極 |
JP5366613B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-12-11 | Fdk株式会社 | 非水電解液二次電池 |
TW201108494A (en) * | 2009-06-16 | 2011-03-01 | Sumitomo Chemical Co | Non-aqueous electrolyte secondary cell cathode material and non-aqueous electrolyte secondary cell employing the cathode material |
JP7192230B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2022-12-20 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液及びリチウム二次電池 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3978960B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2007-09-19 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液二次電池 |
JP4682464B2 (ja) * | 2001-07-04 | 2011-05-11 | Tdk株式会社 | 非水電解液電池 |
JP4798741B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-10-19 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 非水二次電池 |
JP4167025B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2008-10-15 | Tdk株式会社 | リチウム二次電池 |
US20040072072A1 (en) * | 2001-11-20 | 2004-04-15 | Tadashi Suzuki | Electrode active material electrode lithium-ion secondary battery method of making electrode active material and method of making lithium-ion secondary battery |
JP4625231B2 (ja) * | 2002-04-18 | 2011-02-02 | 株式会社Gsユアサ | 非水系二次電池 |
JP2004296420A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-10-21 | Hitachi Maxell Ltd | 有機電解液電池 |
TWI462364B (zh) * | 2003-07-17 | 2014-11-21 | Ube Industries | Lithium battery for non-aqueous electrolyte and the use of its lithium battery |
-
2007
- 2007-03-29 JP JP2007088037A patent/JP5109441B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008251223A (ja) | 2008-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4317239B2 (ja) | 電極用複合粒子の製造方法 | |
JP5076464B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5526488B2 (ja) | 電気化学デバイス | |
JP4665931B2 (ja) | アノード及びリチウムイオン二次電池 | |
JP4665930B2 (ja) | アノード及びリチウムイオン二次電池 | |
JP4336372B2 (ja) | 電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、電気化学デバイス | |
JP5195341B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池 | |
JP4283598B2 (ja) | 非水電解質溶液及びリチウムイオン2次電池 | |
JP5131246B2 (ja) | 電極用複合粒子及び電気化学デバイス | |
JP4109184B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2010225545A (ja) | リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP2010225539A (ja) | リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP2011175847A (ja) | 電気化学デバイス用外装体及び電気化学デバイス | |
JP4316951B2 (ja) | 電極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP5298815B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法、電解液及びリチウムイオン二次電池 | |
JP5109441B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 | |
JP7003775B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2005011762A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP6908073B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP4109168B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5233324B2 (ja) | 負極活物質、それを用いたリチウムイオン二次電池、及び、負極活物質の製造方法 | |
JP4128100B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2006269438A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2011175848A (ja) | 電気化学デバイス用外装体及び電気化学デバイス | |
JP4609352B2 (ja) | 電源 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100113 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120424 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120911 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120924 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5109441 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |