JP6988084B2

JP6988084B2 - 非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法

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Publication number: JP6988084B2
Application number: JP2016248192A
Authority: JP
Inventors: 好治栗原
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: JP2018101582A

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池等の非水系電解質二次電池の正極材料の充放電容量特性の評価を行う非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法に関する。

近年、携帯電話やノート型パソコン等の携帯機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型かつ軽量な二次電池の開発が強く望まれている。また、ＸＥＶと呼ばれる環境対応自動車においても小型、軽量、高容量、高出力などの高性能化や低コスト化が求められている。さらに、環境対応自動車における１回の充電当たりの走行距離の向上や小型化の必要性が増し、更なる高容量化が求められている。

このような高容量の二次電池として、非水系電解質二次電池がある。非水系電解質二次電池の代表的な電池としてはリチウムイオン二次電池があり、リチウムイオン二次電池の正極材料には、リチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として使用される。リチウムイオン二次電池に使用される各材料に対する要求、とりわけ、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２またはＬｉＭｎＯ₄等の正極材料活物質に対する高性能化の開発要求は、ますます高まっている。これらの開発を迅速かつ低コストで進めるためには、評価手段が重要な一つであり、リチウムイオン二次電池の正極材料の開発における評価方法の重要性は、益々高まっている。

具体的な評価方法としては、組成分析やＸＲＤ、ＳＥＭＥＤＸ、ＸＰＳ等のいわゆる分析評価方法による正極材料の組成、粒度分布、粒子形状、結晶構造、構成元素の配置等と電池性能との相関評価があるが、電池を実際に作製して電池特性の評価を行うことは、不可欠である。また、電池特性の評価においては、充放電容量特性と電流出力特性が重要となり、特に、車載用電池では、１回の充電当たりの走行距離に大きく影響する充放電容量出力特性の評価が不可欠となる。

電池の容量を評価するための電池作製において、負極にカーボンを用いる場合は、カーボン粒子をバインダーと共に溶媒を使ってスラリー化し混練、塗工、乾燥する作製方法が一般的であるが、工程が煩雑となる。また、均一な分散、塗工膜厚や空隙構造が求められるため、金属リチウムシートを所望のサイズに切り抜いたものを使用する方法が簡易かつ作製時間が短縮されリーズナブルである。

正極の作製方法は、例えば、特許文献１に開示されているように、正極活物質材料を導電材、結着材、溶媒と共に混練、塗工、乾燥し、所望のサイズに打ち抜く方法や、特許文献２に開示されているように、同様の部材を乾式混合し、ロールプレスなどを使ってシートを作製し、所望のサイズに打ち抜く方法がある。

特開平１１−１２０９９１号公報特開２０１４−１０３１０７号公報

前者の塗工法は、塗工厚みを薄くすることが可能である。リチウムイオンの拡散が律速となるリチウムイオン二次電池において塗工厚みを薄く、リチウムの拡散距離を短くすることで、高レートでの充放電が可能となり、直流法による抵抗評価が可能なリチウムイオン二次電池を得ることができるが、負極作製と同様に工程が煩雑で、研究開発などの少量多品種の評価が必要な開発用電池作製には、適当ではない。後者の乾式混合によるシート法では、塗工による電極作製法と比べ、手早く電極が作製できるメリットがあるが、電極が厚くなるため高レートを印可する充放電評価は難しい。このような電極が厚い電池の場合は、印可する電流が微小な充放電容量の評価が好ましい。

出荷前検査等に用いられる二次電池のセパレータには、厚み数十ミクロンのポリプロプレン、又はポリエチレン製多孔膜を用いることが一般的である。これらのセパレータは、短絡の際、発生する熱により収縮し、細孔を閉じることで電池としての機能を停止することが出来、これにより電池としての安全性を向上させることができる。しかし、これらのセパレータは、安全性の面ではメリットがあるものの、電解液の保液性や濡れ性が悪く、電極間の電解液量が安定せず、測定再現性が不安定になるという問題がある。特に、電解液の保液性を重要視する場合は、クラフト紙またはガラスろ紙等を使用することがある。

このように、電池の各部分の作製において常に安定した品質を維持し、電池の組立精度を高く保つことは、重要である。特に、正極材料の正極活物質として用いられるリチウム遷移金属複合酸化物のニッケル濃度が高い場合には、大気中で取り扱う際に大気中の水分によりリチウム遷移金属複合酸化物の最表面が劣化し、電池特性が低下することが良く知られている。このため、除湿した環境を作る等の対策が取られているが、除湿環境を作り出すために除湿設備が高価であり、除湿に要する電力が大きくコスト的な問題がある上に、乾燥した環境により生ずる静電気によって秤量容量測定精度や取扱いの際の飛散等が問題となっている。このように従来の電池作製及び測定方法では、開発の評価や生産品の出荷前検査を目的とした場合、安定性、作業性、即応性そしてコスト的に優れているとは言い難い。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、非水系電解質二次電池の正極材料の充放電容量特性の評価をより迅速、高精度かつ低コストで容易に行うことの可能な、新規かつ改良された非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、非水系電解質二次電池に用いられる正極材料の充放電容量特性の評価を行う非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法であって、前記非水系電解質二次電池の評価用電池を作製する工程と、電解液が完全に正極膜の孔部へ浸透させるために、前記評価用電池を８時間以上１８時間未満静置させる工程と、前記評価用電池の正極材料の充放電容量特性の測定を行う工程と、を含み、前記評価用電池を作製する際に、前記正極材料を秤量し、導電材との乾式混合をし、さらに成型をして正極を作製した後に、減圧環境下で１００℃以上１５０℃以下の温度において、１３時間以上３３時間以下の乾燥時間で前記正極を乾燥させることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、正極を作製後の乾燥温度及び乾燥時間を所定の範囲内となるように調整することによって、安価でかつ高精度で安定した正極材料の充放電容量特性の評価を実現できる。

このようにすれば、電池特性の低下やばらつきの発生を抑制できるので、正極材料の充放電容量特性の評価の精度が向上する。

このようにすれば、作製した正極の乾燥個体差の発生と電池特性の低下を抑制できるので、正極材料の充放電容量特性の評価の精度が向上する。

また、本発明の一態様では、前記非水系電解質二次電池は、リチウム遷移金属複合酸化物を含む正極と、金属リチウム又はリチウムを主成分とする金属からなる負極とがセパレータを挟んで対向するように配置されたリチウムイオン二次電池であることとしてもよく、前記セパレータは、ガラス繊維で形成され、ＪＩＳＰ３８０１に規定される保留粒子径が１．０μｍ以下であり、膜厚が２００〜５００μｍであることとしてもよい。

このようにすれば、特に、リチウムイオン二次電池の正極材料の充放電容量特性の評価の精度が向上する。

また、本発明の一態様では、前記リチウム遷移金属複合酸化物は、遷移金属中にニッケルを含むこととしてもよい。

このようにすれば、特に、リチウムイオン二次電池の正極材料にニッケルを含む場合における正極材料の充放電容量特性の評価の精度が向上する。

以上説明したように本発明によれば、リチウムイオン二次電池等の非水系電解質二次電池の電池材料開発や生産品の出荷前検査における容量電池特性の評価の観点から、非水電解質二次電池の正極活物質の充放電容量特性の評価を迅速、高精度かつ低コストで容易に行うことができる。

（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法で適用される評価用非水系電解質二次電池の構成図である。本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の容量評価方法の概略を示すフロー図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法で適用される非水系電解質二次電池は、正極、負極及び非水系電解液等からなり、一般の非水系電解質二次電池と同様の構成要素により構成される。本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池を２０３２型コイン電池に適用した例について、図面を使用しながら説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法で適用される評価用非水系電解質二次電池の構成図であり、（Ａ）は、斜視図、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池１は、２０３２型コイン電池であり、ケース２と、ケース２内に収容された電極３とから構成される。ケース２は、図１（Ｂ）に示すように、中空かつ一端が開口された正極缶２ａと、この正極缶２ａの開口部に配置される負極缶２ｂとを有しており、負極缶２ｂを正極缶２ａの開口部に配置すると、負極缶２ｂと正極缶２ａとの間に電極３を収容する空間が形成されるように構成される。電極３は、正極３ａ、セパレータ３ｃ、及び負極３ｂとからなり、この順で並ぶように積層されており、正極３ａが正極缶２ａの内面に接触し、負極３ｂが負極缶２ｂの内面に接触するようにケース２に収容される。

なお、ケース２は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ガスケット２ｃを備えており、このガスケット２ｃによって、正極缶２ａと負極缶２ｂとの間が電気的に絶縁状態を維持するように固定される。また、ガスケット２ｃは、正極缶２ａと負極缶２ｂとの隙間を密封して、ケース２内と外部との間を気密液密に遮断する機能も有している。

次に、本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の容量評価方法のフローについて、図面を使用しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の容量評価方法の概略を示すフロー図である。

本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の容量評価方法は、リチウムイオン二次電池等の非水系電解質二次電池の開発評価や、生産品の出荷前検査における正極材料の充放電容量特性の評価を行う際に適用される。本発明の一実施形態に係る非水系電解質二次電池用正極活物質の容量評価方法は、図２に示すように、評価用電池作製工程Ｓ１１、静置工程Ｓ１２、定電流充電工程Ｓ１３、休止工程Ｓ１４、定電流放電工程Ｓ１５、及び容量測定工程Ｓ１６を含む。静置後の定電流充放電サイクルとなる工程Ｓ１３〜工程Ｓ１５を実施して初期充放電容量を測定する。

評価用電池作製工程Ｓ１１では、非水系電解質二次電池の評価用電池を作製する。本実施形態では、前述した図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなリチウムイオン二次電池として２０３２型コイン電池を評価用電池として、露点−３０℃未満のグローブボックスの中で作製する。具体的には、リチウムを含む遷移金属複合酸化物の正極と、金属リチウム又はリチウムを主成分とする金属からなる負極とがセパレータを挟んで対向するように配置されたリチウムイオン二次電池を評価用電池として作製する。

本実施形態では、負極を構成する負極膜は、例えば、金属リチウム又はリチウムを主成分とする合金からなる直径１4ｍｍ、厚み１．０ｍｍのものを打ち抜いて作製される。正極を構成する正極膜は、正極活物質材料、導電物質材、及び結着剤粉末バインダーを任意の割合で均一に混合し、秤量した後に金型内に流し込み加圧成型することで作製される。具体的には、例えば、正極材料としての正極活物質であるリチウムニッケル複合酸化物の粉末７５質量％と、導電材となるカーボン粉末と結着剤となる例えばポリテトラフルオロエチレンを２対１で混ぜ合わせたものを２５質量％とを混ぜ合わせた物からなる直径１１ｍｍ、厚さ０．5ｍｍ前後、重さ１０ｍｇ前後の多孔質の正極膜を効率的に作製する。

本実施形態では、評価用電池を作製する際に、正極材料を秤量し、導電材との混合をして、さらに成型をして正極を作製した後に、減圧環境下で所定の温度において、少なくとも１３時間以上の乾燥時間で正極を乾燥させることを特徴とする。具体的には、正極を乾燥させる際における乾燥温度及び乾燥時間をそれぞれ８０℃以上１５０℃以下、１５時間以上３３時間以下とすることを特徴とする。なお、正極の乾燥工程の詳細については、後述する。

セパレータは、例えば、主成分をＳｉＯ_２とするガラス繊維製のフィルタからなり、直径１６ｍｍ、厚さ０．４０ｍｍ前後、ＪＩＳＰ３８０１の保留粒子系１．０μm以下であり、膜厚が２００〜５００μｍのものを用いる。アルカリ成分は、条件によっては、電解液中に溶け出して電池の耐久性に影響する可能性があるために、出来れば含まれないことが好ましい。電解液は、電解質ＬｉＣｌＯ_４、１モル／Ｌを含有するエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルメチルカーボネート（ＤＥＣ）の等量混合液を用いる。なお、上述した負極膜、正極膜、及びセパレータの寸法は、本実施形態における例示であり、評価用電池によって適宜、適切な範囲で変更することができる。

そして、評価用電池の作製後に、当該評価用電池を所定時間静置する（静置工程Ｓ１２）。本実施形態では、評価用電池を作製後に静置する所定時間静置として、評価用電池の正極膜に電解液が完全に浸透させることによって、正極材料の容量評価の精度を向上させるために、少なくとも１２時間以上静置することが好ましい。

前述したように、正極膜は、多孔質であることから、正極膜への浸透具合がばらつくと正極材料の充放電容量特性の測定結果もばらつきの原因となる可能性があるため、電解液が完全に孔部へ入り込む浸透をすることによって、測定精度をより高めることが必要となる。また、静置工程Ｓ１２における静置時間が４時間未満では、電解液の正極膜への浸透が安定しないことがあり、一方、１８時間以上を超えると操業効率の観点から問題がある。このため、本実施形態では、正極材料の充放電容量特性の評価の精度を高めるために、より確実に正極膜に電解液を完全に浸透させた上で、評価方法の操業効率を鑑みて、評価用電池作製工程Ｓ１１が終了した後の静置工程Ｓ１２の静置時間を少なくとも８時間以上とすることが好ましく、電解液を確実に浸透させるために、１２時間以上とすることがより好ましい。

作製した評価用電池を少なくとも１２時間静置した後に、評価用電池の定電流充電を行う（定電流充電工程Ｓ１３）。本実施形態では、例えば、０．４ｍＡで４．３Ｖまで定電流充電を行う。その後、評価用電池を１時間の休止の後（休止工程Ｓ１４）、定電流放電を行う（定電流放電工程Ｓ１５）。本実施形態では、例えば、３．０Ｖまで定電流放電を行う。その後、評価用電池の正極材料の充放電容量を測定する（容量測定工程Ｓ１６）。

ここで、充放電容量特性には、充電容量と放電容量等があるが、電池特性として、例えば、車載用電池では、１回の充電当たりの走行距離に大きく影響することから、放電容量が重要であり、正極材料は、初期放電容量で評価することができる。初期放電容量の測定には，マルチチャンネル電圧／電流発生器（株式会社アドバンテスト製、Ｒ６７４１Ａ）を用いる。

具体的には、まず、コイン型電池を作製してから１２時間以上放置する。開回路電圧ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）が安定した後、正極に対する電流密度を０．４ｍＡ／ｃｍ^２としてカットオフ電圧４．３Ｖまで充電し、１時間の休止後、カットオフ電圧３．０Ｖまで定電流放電させる。そして、カットオフ電圧３．０Ｖまで放電させたときの容量を初期放電容量とする。

本発明者らは、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、乾式で粉末混合してリチウムイオン電池の正極膜を作製する際に、正極活物質の秤量、混合、及び加圧成型した後の乾燥工程において、減圧環境下で正極膜の乾燥温度及び乾燥時間を好適な条件範囲に定めることによって、安価でかつ高精度で安定した正極材料の容量測定結果を得ることができることを見出し、これらの知見に基づいて、更に研究を行った結果、本発明を完成するに至った。

具体的には、正極活物質の秤量、混合、及び加圧成型により作製した正極膜を乾燥させる際に、乾燥時間を１３時間以上３６時間以下、より好ましくは１５時間以上３３時間以下とする。乾燥時間が１３時間より短いと、正極材料に残留した水分や正極作成中に吸着した水分の乾燥不足で作製された電極が不安定になり、電極間で乾燥個体差が発生する。一方、乾燥時間が３６時間より長いと、ごく少量の残存水分との化学反応による電池特性の低下を招く虞があるので好ましくない。このように、乾燥時間を１３時間以上３６時間以下、より好ましくは１５時間以上３３時間以下とすることで、電池特性の低下を抑制しながら電極間の固体差をさらに低減し、より高い高精度で安定した評価が可能となる。

また、乾燥温度は、８０℃以上１５０℃以下にすることが好ましく、１００℃以上１５０℃以下にすることがより好ましい。乾燥温度が８０℃より低いと、水分子が不脱離し難いため、乾燥が不十分となり、電池特性が低下するので好ましくない。一方、乾燥温度が１５０℃より高いと、温度上昇による正極膜の膨張や圧縮成型による変形した粉末（固形）バインダーの熱変形（降伏）により、電池特性のばらつきの原因となることが懸念され、また、ごく僅かな残存水分や不純物との熱による化学反応によって、電池特性の低下を招く虞があるので好ましくない。

このため、本実施形態では、正極活物質の秤量、混合、及び加圧成型して作製した正極膜を乾燥させる際に、乾燥温度を８０℃以上１５０℃以下にして、かつ、乾燥時間を少なくとも１３時間以上３６時間以下、より好ましくは１５時間以上３３時間以下に定めることによって、安価でかつ高精度で安定した正極材料の容量測定結果を得られるようになっている。このように、本実施形態では、正極活物質の秤量、導電材との混合及び成型後の乾燥工程における乾燥温度及び乾燥時間を所定の条件範囲に設定することによって、除湿環境を作り出すための高価な除湿設備や、除湿に要する電力等を用いずに、高精度で安定した正極材料の容量測定結果を低コストで得られるようになる。また、乾燥した環境により生ずる静電気によって、充放電容量特性の測定精度の低下や取扱いの際の正極材料の飛散等の問題も解消できる。

次に、本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池用正極材料の容量評価方法について実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
電池評価に使用する負極板として、厚み１．０ｍｍの金属リチウムを直径１４ｍｍに打ち抜いた物を用い、正極材としては、ニッケル濃度が８５原子％のニッケル酸リチウムの粉末７５質量％と、導電材となるカーボン粉末としてアセチレンブラック粉末を結着剤であるポリテトラフルオロエチレンとで２対１で混ぜ合わせたものを２５質量％とを混ぜ合わせた混合をし、加圧成型して直径１１ｍｍ、重さ７５ｍｇの正極膜を作製した。この正極膜に含まれる活物質重量物は、５２．５ｍｇ相当である。この際の正極材の秤量、混合そして成型を室温２３℃、相対湿度４０％の環境で実施した。成型後の正極膜を減圧雰囲気中、乾燥温度１２０℃で１５時間乾燥した。セパレータは、ＪＩＳＰ３８０１の保留粒子系０．３mであり、厚さ０．２０ｍｍであるガラス繊維製のフィルタを直径１６ｍｍに切り取ったものを用いた。

電解液は、電解質ＬｉＣｌＯ_４、１モル／Ｌを含有するエチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルメチルカーボネート（ＤＥＣ）の等量混合液を用いた。これらの材料を用いて露点−３０℃未満のグローブボックスの中で２０３２型コイン電池を１０個作製した。充放電電池容量特性の評価は、作製した電池を１２時間静置し、０．４ｍＡで４．３Ｖまで定電圧充電を行い、１時間の休止の後、３．０Ｖまで定電流放電して得られた初期放電容量を放電容量として評価した。

（実施例２）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１２０℃で２４時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例３）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１２０℃で３３時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例４）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度８０℃で３３時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例５）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度８０℃で１５時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例６）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１５０℃で１５時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例７）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１５０℃で３３時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例８）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１２０℃で３６時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（実施例９）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１５０℃で３６時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（比較例１）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度１２０℃で８時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（比較例２）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度８０℃で１２時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

（比較例３）
正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥条件を減圧雰囲気中、乾燥温度８０℃で７時間乾燥したことを除いて、実施例１と同様に実施した。

これら実施例１乃至９、及び比較例１乃至３の容量評価結果を以下の表１に示す。

実施例１乃至９では、電池１０個の正極界面の放電容量の値のばらつきが全て１．０％以内に収まっており、ばらつきの少ない安定した容量評価結果が得られた。特に、実施例３は、電池１０個の正極界面の放電容量の値のばらつきが全て０．５％以内に収まっており、ばらつきが極めて少ない安定した容量評価結果となっていることが分かった。

一方、比較例１乃至３では、乾燥時間がそれぞれ８時間、１２時間、７時間と１３時間未満の短い時間としたので、何れも電池１０個の正極界面の放電容量の値のばらつきが２．０％以上と大きくなっていた。また、比較例１乃至３では、放電容量の平均値が何れも１８４ｍＡｈ／ｇ以上の数値が得られた。

さらに、実施例８及び９では、何れも電池１０個の正極界面の放電容量の値のばらつきが１．０％前後の値に収まったものの、乾燥時間がそれぞれ３６時間と３３時間を超える長い時間としたので、放電容量の平均値が何れも１８４ｍＡｈ／ｇ未満の数値しか得られなかった。

特に、乾燥温度を１２０℃と同じ条件とした実施例３と実施例８を比べると、乾燥時間を３３時間から３６時間に延ばすことによって、放電容量の値のばらつきが±０．５％から±０．９％と大きくなっていた。また、乾燥温度を１５０℃と同じ条件とした実施例７と実施例９を比べると、乾燥時間を３３時間から３６時間に延ばすことによって、放電容量の値のばらつきが±０．８％から±１．０％と大きくなっていた。すなわち、乾燥時間を３６時間とすると、放電容量の値のばらつきが１．０％以内に収まるものの、乾燥時間を３３時間とした場合と比べると、放電容量の値のばらつきが大きい値になっていた。

このことから、正極材の秤量、混合そして成型後の乾燥を減圧雰囲気中、乾燥温度を８０℃以上１５０℃以下にして、かつ、乾燥時間を１５時間以上３３時間以下に定めることによって、より高精度で安定した正極材料の容量測定結果を得られることが分かった。

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、非水系電解質二次電池の構成、非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法の動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１非水系電解質二次電池（リチウムイオン二次電池）、２ケース、２ａ正極缶、２ｂ負極缶、２ｃガスケット、３電極、３ａ正極（正極膜）、３ｂ負極、３ｃセパレータ、Ｓ１１評価用電池作製工程、Ｓ１２静置工程、Ｓ１３定電流充電工程、Ｓ１４休止工程、Ｓ１５定電流放電工程、Ｓ１６容量測定工程

Claims

非水系電解質二次電池に用いられる正極材料の充放電容量特性の評価を行う非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法であって、
前記非水系電解質二次電池の評価用電池を作製する工程と、
電解液が完全に正極膜の孔部へ浸透させるために、前記評価用電池を８時間以上１８時間未満静置させる工程と、
前記評価用電池の正極材料の充放電容量特性の測定を行う工程と、を含み、
前記評価用電池を作製する際に、前記正極材料を秤量し、導電材との乾式混合をし、さらに成型をして正極を作製した後に、減圧環境下で１００℃以上１５０℃以下の温度において、１３時間以上３３時間以下の乾燥時間で前記正極を乾燥させることを特徴とする非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法。
前記非水系電解質二次電池は、リチウム遷移金属複合酸化物を含む正極と、金属リチウム又はリチウムを主成分とする金属からなる負極とがセパレータを挟んで対向するように配置されたリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１に記載の非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法。
前記リチウム遷移金属複合酸化物は、遷移金属中にニッケルを含むことを特徴とする請求項２に記載の非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法。
前記セパレータは、ガラス繊維で形成され、ＪＩＳＰ３８０１に規定される保留粒子径が１．０μｍ以下であり、膜厚が２００〜５００μｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載の非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法。
前記静置させる工程の後、前記評価用電池を所定電圧まで定電流充電を行う定電流充電工程と、
前記評価用電池を所定時間休止させる休止工程と、
前記評価用電池を所定電圧まで定電流放電を行う定電流放電工程と、を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の非水系電解質二次電池用正極材料の容量評価方法。