JP5598955B2 - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents
二次電池およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5598955B2 JP5598955B2 JP2010047841A JP2010047841A JP5598955B2 JP 5598955 B2 JP5598955 B2 JP 5598955B2 JP 2010047841 A JP2010047841 A JP 2010047841A JP 2010047841 A JP2010047841 A JP 2010047841A JP 5598955 B2 JP5598955 B2 JP 5598955B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- negative electrode
- positive electrode
- metal
- active material
- 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)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
前記正極が、正極活物質として下記式(I):
xLi2MnO3−(1−x)LiMeO2 (I)
(ここで、式(I)中、0.1<x<0.8であり、Meは、Mn、Ni、Co、Fe、Ti、AlおよびMgからなる群より選択される1つ以上の元素であり、必ずMnを含む。)
で表される化合物を含む二次電池の製造方法であって、
(A)前記電極素子および前記非水電解液を外装体に内包させた状態で、前記外装体を真空引き後、封止して、二次電池を作製する工程と、
(B)前記二次電池を充電状態にする工程と、
(C)前記二次電池をエージングする工程と、
(D)前記外装体を開口させて、前記外装体の内部に存在するガスを取り除く工程と、
(E)前記外装体の開口部を真空引き後、封止する工程と
をこの順に有することを特徴とする二次電池の製造方法である。
前記正極が、正極活物質として下記式(I):
xLi2MnO3−(1−x)LiMeO2 (I)
(ここで、式(I)中、0.1<x<0.8であり、Meは、Mn、Ni、Co、Fe、Ti、AlおよびMgからなる群より選択される1つ以上の元素であり、必ずMnを含む。)
で表される化合物を含むことを特徴とする二次電池である。
本実施形態に係る二次電池は、正極および負極が対向配置された電極素子と、電解液とが、外装体に内包されている。二次電池の形状は、円筒型、扁平捲回角型、積層角型、コイン型、扁平捲回ラミネート型および積層ラミネート型のいずれでもよいが、積層ラミネート型が好ましい。以下、積層ラミネート型の二次電池について説明する。
正極を形成する正極活物質としては、下記式(I):
xLi2MnO3−(1−x)LiMeO2 (I)
(ここで、式(I)中、0.1<x<0.8であり、Meは、Mn、Ni、Co、Fe、Ti、AlおよびMgからなる群より選択される1つ以上の元素であり、必ずMnを含む。)
で表される化合物を含む。正極活物質は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて使用することができる。
0.5Li2MnO3−0.5LiNiaCobMncO2 (II)
(ここで、式(II)中、a、bおよびcは、それぞれ独立に、0<a<1、0<b<1および0<c<1の範囲から選択される値であり、a+b+c=1である。)
で表されることが好ましい。
負極を形成する負極活物質としては、リチウム金属の他、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料(a)、リチウムと合金可能な金属(b)、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物(c)等を用いることができる。リチウム金属、リチウムと合金可能な金属(b)およびリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物(c)は、結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きないことから、アモルファス状態であることが好ましい。
セパレータとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等の多孔質フィルムや不織布を用いることができる。また、セパレータとしては、それらを積層したものを用いることもできる。
非水電解液は、非プロトン性有機溶媒に支持塩が添加されてなる。
外装体としては、電解液に安定で、かつ十分な水蒸気バリア性を持つものであれば、適宜選択することができる。例えば、積層ラミネート型の二次電池の場合、外装体としては、アルミニウム、シリカをコーティングしたポリプロピレン、ポリエチレン等のラミネートフィルムを用いることができる。特に、体積膨張を抑制する観点から、アルミニウムラミネートフィルムを用いることが好ましい。
本実施形態に係る二次電池は、以下のようにして製造することができる。
本実施形態では、電極素子および非水電解液を外装体に内包させた状態で、外装体を真空引き後、封止して、二次電池を作製する(工程(A))。外装体としては、前述したものを用いることができる。ただし、後の工程で外装体の内部に存在するガスを取り除く必要があることから、外装体にガス抜きエリアが設けた状態で封止することが好ましい。
工程(A)で作製された二次電池は、そのままでも二次電池として機能するものであるが、本実施形態では、この二次電池に対して以下に示す後処理を行う。
(正極の作製)
Electrochemical and Solid−State letters,9(5),A221−A224(2006)の論文をもとに、正極活物質を作製した。
0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.300Co0.300Mn0.400O2
で表される正極活物質を得た。
一般式SiOで表される酸化ケイ素粉末(酸化ケイ素とケイ素との混合物)を、メタンガスを含む雰囲気下1150℃で6時間CVD処理を行うことで、酸化ケイ素中のケイ素がナノクラスター化し、かつ表面がカーボンで被覆されたケイ素−酸化ケイ素−カーボン複合体(負極活物質)を得た。
正極は、その両面塗布部を13mm×26mmに切断し、負極は、その両面塗布部を14mm×30mmに切断した。切断して得られた正極の3層と負極の4層を、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質フィルムを挟みつつ交互に重ねた。正極活物質に覆われていない正極集電体および負極活物質に覆われていない負極集電体の端部をそれぞれ溶接し、さらにその溶接箇所に、アルミニウム製の正極端子およびニッケル製の負極端子をそれぞれ溶接して、平面的な積層構造を有する電極素子を得た。
得られた二次電池を3.5mA−4.6Vの定電流定電圧充電を24時間を行って4.6Vまで充電した後、2.5Vまで放電し、さらに4.6Vまで再充電した。充電状態の二次電池を40℃で168時間エージングした。その後、図2Aの破線部に示すようにガス抜きエリアに切り込みを入れて、内部に存在するガスを取り除いた上で、再度真空引きをしながら封止し、2.5Vまで放電した。こうして、目的とする二次電池を得た。
二次電池の後処理において、二次電池の充放電を2回行い、その後に再充電を行った上でエージングしたこと以外は、実施例1と同様にして、目的とする二次電池を得た。
二次電池の後処理において、二次電池の充放電を行わずに、充電のみを行った後にエージングしたこと以外は、実施例1と同様にして、目的とする二次電池を得た。
二次電池の後処理において、エージングの温度を60℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、目的とする二次電池を得た。
二次電池の後処理において、エージングの温度を室温(20℃)としたこと以外は、実施例1と同様にして、目的とする二次電池を得た。
Ni(CH3COO)2・4H2O、Co(CH3COO)2・4H2OおよびMn(CH3COO)2・4H2Oを、Ni/Co/Mn=0.188/0.080/0.532となるように調合したこと以外は、実施例1と同様の方法で、
0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.47Co0.20Mn0.33O2
で表される正極活物質を得た。
Ni(CH3COO)2・4H2O、Co(CH3COO)2・4H2OおよびMn(CH3COO)2・4H2Oを、Ni/Co/Mn=0.133/0.133/0.533となるように調合したこと以外は、実施例1と同様の方法で、
0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.333Co0.333Mn0.333O2
で表される正極活物質を得た。
Ni(CH3COO)2・4H2O、Co(CH3COO)2・4H2OおよびMn(CH3COO)2・4H2Oを、Ni/Co/Mn=0.066/0.066/0.667となるように調合したこと以外は、実施例1と同様の方法で、
0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.166Co0.166Mn0.667O2
で表される正極活物質を得た。
二次電池の後処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様に実施した。
正極活物質としてLiCoO2を用いたこと以外は、実施例1と同様に実施した。
正極活物質としてLiCoO2を用い、二次電池の後処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様に実施した。
正極活物質としてLiCoO2を用い、二次電池の後処理において、二次電池の充放電を行わずに、充電のみを行った後にエージングしたこと以外は、実施例1と同様に実施した。
正極活物質としてLiCoO2を用い、二次電池の後処理において、エージングの温度を室温(20℃)としたこと以外は、実施例1と同様に実施した。
初めに、セル体積をアルキメデス法で測定した。具体的には、大気中で測定した重量と、水中で測定した重量との差から、セル体積を測定した。その後、45℃の恒温槽内で20mA−4.3Vの定電流定電圧充電を3時間を行って4.3Vまで充電した後、2.5Vまで定電流放電を1サイクルとして、20サイクルまでサイクル試験を行った。その後、同様の手法でセル体積を測定した。
b セパレータ
c 正極
d 負極集電体
e 正極集電体
f 正極端子
g 負極端子
h 封止部
i ガス抜きエリア
Claims (11)
- 正極および負極が対向配置された電極素子と、非水電解液と、前記電極素子および前記非水電解液を内包する外装体とを有し、
前記正極が、正極活物質として0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.300Co0.300Mn0.400O2、0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.47Co0.20Mn0.33O2、または0.5Li2MnO3−0.5LiNi0.166Co0.166Mn0.667O2で表される化合物を含み、
前記負極は、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る炭素材料(a)と、リチウムと合金可能な金属(b)と、リチウムイオンを吸蔵・放出し得る金属酸化物(c)とを含む負極活物質が、負極用結着剤によって負極集電体と結着されてなる二次電池の製造方法であって、
(A)前記電極素子および前記非水電解液を外装体に内包させた状態で、前記外装体を真空引き後、封止して、二次電池を作製する工程と、
(B)前記二次電池を4.3V以上4.8V以下に充電し充電状態にする工程と、
(C)前記二次電池を4.3V以上4.8V以下に充電した状態でエージングする工程と、
(D)前記外装体を開口させて、前記外装体の内部に存在するガスを取り除く工程と、
(E)前記外装体の開口部を真空引き後、封止する工程と
をこの順に有することを特徴とする二次電池の製造方法。 - 前記工程(C)を40℃以上の温度で行うことを特徴とする請求項1に記載の二次電池の製造方法。
- 前記工程(B)として、前記二次電池を充放電した後に、再度4.3V以上4.8V以下に充電することを特徴とする請求項1または2に記載の二次電池の製造方法。
- 前記金属酸化物(c)の全部または一部が、アモルファス構造を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記金属酸化物(c)が、前記金属(b)を構成する金属の酸化物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記金属(b)の全部または一部が、前記金属酸化物(c)中に分散していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記金属(b)が、シリコンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記負極用結着剤が、ポリイミドまたはポリアミドイミドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記電極素子が、平面的な積層構造を有していることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 前記外装体が、アルミニウムラミネートフィルムであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の方法により製造される二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010047841A JP5598955B2 (ja) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | 二次電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010047841A JP5598955B2 (ja) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | 二次電池およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014157366A Division JP5888798B2 (ja) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 二次電池およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011187169A JP2011187169A (ja) | 2011-09-22 |
JP5598955B2 true JP5598955B2 (ja) | 2014-10-01 |
Family
ID=44793249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010047841A Active JP5598955B2 (ja) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | 二次電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5598955B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8603369B2 (en) * | 2009-12-04 | 2013-12-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Positive electrode material for electrical device, and electrical device produced using same |
JP5733000B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2015-06-10 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
JP5713196B2 (ja) * | 2011-08-30 | 2015-05-07 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池用電極材料とその製造方法 |
JP6146947B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2017-06-14 | 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. | リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法 |
JP6017811B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-11-02 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の前処理方法 |
KR101975394B1 (ko) | 2012-09-12 | 2019-05-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 복합양극활물질, 이를 채용한 양극과 리튬전지 및 그 제조방법 |
US9040203B2 (en) * | 2013-01-16 | 2015-05-26 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium battery |
KR20140136831A (ko) * | 2013-05-21 | 2014-12-01 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법 |
JP5809201B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2015-11-10 | 太平洋セメント株式会社 | リチウム過剰マンガン複合酸化物系正極活物質 |
KR101989660B1 (ko) | 2013-07-09 | 2019-06-14 | 에보니크 데구사 게엠베하 | 전기활성 중합체, 그의 제조 방법, 전극 및 그의 용도 |
US10340514B2 (en) | 2013-08-23 | 2019-07-02 | Nec Corporation | Negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery |
JP2018116863A (ja) * | 2017-01-19 | 2018-07-26 | ソニー株式会社 | 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
JP7133386B2 (ja) * | 2018-08-02 | 2022-09-08 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11339856A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | シート型リチウムイオン二次電池の製造方法 |
JP2000277144A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池の製造方法 |
TWI330419B (en) * | 2005-08-19 | 2010-09-11 | Lg Chemical Ltd | Electrochemical device with high capacity and method for preparing the same |
JP5256816B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2013-08-07 | 学校法人神奈川大学 | リチウムイオン電池用正極材料 |
JP2009152037A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
-
2010
- 2010-03-04 JP JP2010047841A patent/JP5598955B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011187169A (ja) | 2011-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5598955B2 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
KR102309192B1 (ko) | 비수전해질 이차 전지용 부극재 및 부극 활물질 입자의 제조 방법 | |
JP6191454B2 (ja) | 二次電池および電解液 | |
JP5748193B2 (ja) | 二次電池 | |
JP7265668B2 (ja) | リチウムイオン二次電池、モバイル端末、自動車及び電力貯蔵システム | |
JP5704633B2 (ja) | 二次電池 | |
WO2013183522A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5800354B2 (ja) | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 | |
US20090123851A1 (en) | Positive-electrode active material for lithium-ion secondary battery, positive electrode, manufacturing method thereof, and lithium-ion secondary battery | |
JP5717168B2 (ja) | 非水電解液二次電池用負極およびその製造方法、ならびに非水電解液二次電池 | |
JP5246747B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極、およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP6607188B2 (ja) | 正極及びそれを用いた二次電池 | |
WO2017150311A1 (ja) | 負極活物質およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
CN110088970B (zh) | 非水电解质二次电池 | |
JP2023015403A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5888798B2 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
WO2013047024A1 (ja) | リチウム二次電池及びこれを用いた車両 | |
WO2014007183A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
WO2013183525A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
TW202243307A (zh) | 負極及負極的製造方法 | |
JP2023130695A (ja) | 負極活物質、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 | |
TW202310474A (zh) | 負極及負極的製造方法 | |
US20180062172A1 (en) | Positive active material, positive electrode including the same, and lithium secondary battery including the positive active material | |
CN116648800A (zh) | 非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池 | |
JP2020009776A (ja) | 負極活物質、負極電極、リチウムイオン二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130924 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140424 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20140514 |
|
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: 20140715 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5598955 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |