JP5733000B2 - リチウムイオン二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
電池本体は、正極と、負極と、セパレータと、電解液とからなる。
電池本体に、35℃以上80℃以下の温度条件下で初期充放電を行う。この初期充放電は、電池本体に対して初期に行う充放電であり、コンディショニング処理とも言われている。電池本体に初期充放電を行うことにより、電池本体を構成する負極の負極活物質の表面に被膜が形成されて、負極活物質からなるコア部と、コア部を被覆する被膜とからなる被覆粒子が形成される。
被膜2の中には、フッ化リチウムのほかに、負極活物質の成分である珪素又は/及び珪素化合物や、電解液の成分などを含んでいても良い。この場合、被膜2中のフッ化リチウムの含有量は、被膜2の厚み方向に均一であっても良いし、被膜2の厚み方向に勾配があってもよい。後者の場合には、コア部1と被膜2の界面が最もフッ化リチウムの含有量が多く、被膜2の厚み方向外側に向かって徐々にフッ化リチウムの含有量が少なくなる場合が多いと考えられる。
本例のリチウム二次電池を以下のように作製し、電池のサイクル評価試験を行った。
本比較例においては、コンディショニング処理の温度を25℃とした以外は、実施例1と同様にリチウムイオン二次電池を作製した。
実施例1及び比較例1のリチウムイオン二次電池のサイクル試験を行った。サイクル試験は、25℃で行い、充電条件を1C、4.2VのCC−CV(定電流定電圧)充電とし、放電条件を1C、2.5V、カットオフのCC放電とした。コンディショニング処理後の最初の充放電試験を1サイクル目とし、300サイクル目まで同様の充放電を繰り返し行った。各サイクル毎に、放電容量を測定し、各サイクルにおける放電容量維持率を算出した。放電容量維持率は、Nサイクル目の放電容量を初回の放電容量で除した値の百分率((Nサイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)×100)で求められる値である。Nは1〜20の整数である。図3には、実施例1及び比較例1の各リチウムイオン二次電池についての各サイクル毎の放電容量維持率を示した。図4には、各サイクル毎に測定した実施例1及び比較例1の各リチウムイオン二次電池の内部抵抗値を示した。
実施例1及び比較例1のリチウムイオン二次電池の負極活物質粒子についてXPSにより結合エネルギーのスペクトル強度を測定した。XPSでは、25℃の温度下で、15kV、10mAの条件で放射されるAlKα線を、負極活物質粒子表面に照射した。図1に示すように、AlKα線の照射角度θは、負極活物質粒子の表面の接線に対して35°とした。図5は、実施例1の負極活物質粒子の0〜1000eVの範囲の結合エネルギーのスペクトルを示し、図6は、実施例1の負極活物質粒子の680〜692eVの範囲の結合エネルギーのスペクトルを示し、図7は、比較例1の負極活物質粒子の0〜1000eVの範囲の結合エネルギーのスペクトルを示した。
図5、図7に示すように、実施例1と比較例1の負極活物質粒子表面の珪素の2p軌道に起因するピークに対するフッ素の1s軌道に起因するピークの積分強度比を求めた。表1に示すように、実施例1の積分強度比は44であり、比較例1の積分強度比は77であった。実施例1の負極活物質粒子の方が、比較例1に比べてフッ素の1s軌道の相対的な強度が低いため、比較例1よりも、フッ素を含む被膜の厚みが薄いことがわかった。
Claims (2)
- リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を含む正極活物質層をもつ正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であって珪素又は/及び珪素化合物であって且つSi相及びSiO2相を有する負極活物質と、前記負極活物質を結着しているポリアミドイミドとを含む負極活物質層をもつ負極と、セパレータと、フッ化塩を含む電解液とからなる電池本体に、35〜80℃の温度条件で初期充放電を行い、前記初期充放電にはエージング処理を含まず、前記負極活物質表面にフッ化リチウムを有する皮膜を形成するとともに、15kV、10mAの電流を印加することにより発生するAlKα線を用いるX線光電子分光法(XPS)により測定されるスペクトルにおいて、負極活物質表面の珪素の2p軌道に起因するピークに対するF(フッ素)の1s軌道に起因するピークの積分強度比を10以上70以下にすることを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記電池本体に、40〜60℃の温度条件で初期充放電を行う請求項1記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
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