JP5929551B2 - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態にかかる非水電解液二次電池(以下、リチウムイオン二次電池を例として説明する)の製造方法では、まず、正極活物質を備える正極と、負極活物質を備える負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータと、を有する電極体を形成する。その後、電極体を電池容器内に収容し、六フッ化リン酸リチウムを含み、0.025M以上0.05M以下の濃度となるようにジフルオロリン酸リチウムが添加された非水電解液を電池容器内に注入する。以下、リチウムイオン二次電池の製造方法について詳細に説明する。
LiPF6+2H2O → LiPO2F2+4HF ・・・(1)
正極は、正極活物質を含む正極合剤を正極集電体に塗布して乾燥することで作製した。正極活物質として89重量%のLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を、バインダーとして8重量%のポリフッ化ビニリデン(PVdF)を、導電材として3重量%のアセチレンブラック(AB)をそれぞれ混練して正極合剤を作製した。その後、この正極合剤をアルミニウム箔上に塗布して乾燥した後、所望の厚さと幅に加工した。
上記のようにして作製したリチウムイオン二次電池の初期IV抵抗値(−30℃)を測定した。つまり、保存試験を行なう前に、リチウムイオン二次電池のSOCを15%に調整し、雰囲気温度を−30℃に設定して各電池を3時間放置した。その後、−30℃にて2Cで10秒間の放電を行い、放電開始から10秒後の電圧値をプロットし、−30℃における初期IV抵抗値(mΩ)を求め、これを電池抵抗とした。
初期IV抵抗値を測定した後、リチウムイオン二次電池を60℃の雰囲気で50日間保存した時点でのガス発生量(50日後のガス発生量)を測定した。ガス発生量は、内圧センサで求めた電池容器内の内圧を用いて求めた。
ジフルオロリン酸リチウムの添加量とガスの発生量との関係を調べるために、非水電解液中のジフルオロリン酸リチウムの濃度が0.025MであるサンプルAと、0.05MであるサンプルBとを準備した。このとき、電極体に含まれる水分量は100mgとした。つまり、高湿槽に18時間放置したリチウムイオン二次電池を用いた。下記の表2に、各サンプルの電解液組成、電極体に含まれる水分量、ジフルオロリン酸リチウムの濃度との関係を示す。
添加剤であるジフルオロリン酸リチウムに対する水分の影響を調べるために、電極体に含まれる水分量が70mgのサンプルC、水分量が100mgのサンプルD、水分量が120mgのサンプルE、水分量が150mgのサンプルF、および水分量が180mgのサンプルGをそれぞれ準備した。このとき、非水電解液中のジフルオロリン酸リチウムの濃度は0.05Mとした。下記の表4に、各サンプルの電解液組成、ジフルオロリン酸リチウムの濃度、電極体に含まれる水分量との関係を示す。
Claims (7)
- 正極活物質を備える正極と、負極活物質を備える負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、を有する電極体を形成する工程と、
前記電極体を電池容器内に収容する工程と、
六フッ化リン酸リチウムを含み、0.025M以上0.05M以下の濃度となるようにジフルオロリン酸リチウムが添加された非水電解液を前記電池容器内に注入する工程と、を備え、
前記添加されたジフルオロリン酸リチウムの量A(mol)と、前記非水電解液を注入する前の前記電極体に含まれる水分量B(mol)との比R(R=A/B)の対数が−0.10<logR<0を満たすように、前記電極体に含まれる水分量を調整する工程を更に備えることを特徴とする、
非水電解液二次電池の製造方法。 - 前記正極活物質はニッケルコバルトマンガン酸リチウムを含む、請求項1に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 前記電極体を収容した前記電池容器の一部を開放し、前記電池容器を所定の温度および所定の湿度の環境下で所定の時間放置することで前記電極体に含まれる水分量を調整する、請求項1に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 前記電極体として水分を含む電極体を形成し、当該水分を含む電極体を所定の温度および所定の湿度の環境下で所定の時間乾燥することで前記電極体に含まれる水分量を調整する、請求項1に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 前記非水電解液を注入した後、前記非水電解液二次電池を所定の容量まで充電し、所定の時間放置することで活性化処理を実施する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 前記六フッ化リン酸リチウムは、前記正極に含まれる水と反応してジフルオロリン酸リチウムを生成し前記正極の表面に皮膜を形成する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 前記電極体は、前記正極と前記セパレータと前記負極とを互いに積層して捲回することで形成した捲回電極体である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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