JP7088038B2 - Lithium-ion battery manufacturing method - Google Patents

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Description

本開示はリチウムイオン電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a lithium ion battery.

特開2018-113258号公報(特許文献1)は急速充電リチウムイオンバッテリを開示している。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-11258 (Patent Document 1) discloses a fast-charging lithium-ion battery.

特開2018-113258号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-11258

リチウムイオン電池(以下「電池」と略記され得る)は、繰り返して使用されることにより、その性能が徐々に低下する。例えば、所定期間にわたって使用された電池では、負極のリチウム受入性が低下することがある。負極のリチウム受入性が低下した電池において、急速充電(すなわちハイレート充電)が行われると、負極にリチウムが析出する可能性がある。負極にリチウムが析出した電池では、過充電時の発熱が大きくなる可能性がある。 The performance of a lithium-ion battery (hereinafter, may be abbreviated as "battery") gradually deteriorates due to repeated use. For example, in a battery that has been used for a predetermined period of time, the lithium acceptability of the negative electrode may decrease. In a battery having a reduced lithium acceptability of the negative electrode, if rapid charging (that is, high-rate charging) is performed, lithium may be deposited on the negative electrode. In a battery in which lithium is deposited on the negative electrode, heat generation during overcharging may increase.

本開示の目的は、所定期間にわたって使用された電池において、過充電時の発熱を小さくすることである。 An object of the present disclosure is to reduce heat generation during overcharging in a battery that has been used for a predetermined period of time.

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により、特許請求の範囲が限定されるべきではない。 Hereinafter, the technical configuration and the action and effect of the present disclosure will be described. However, the mechanism of action of the present disclosure includes estimation. The scope of claims should not be limited by the correctness of the mechanism of action.

本開示のリチウムイオン電池の製造方法は以下の(A)、(B)および(C)を含む。
(A)第1姿勢で第1期間にわたって使用された第1リチウムイオン電池を準備する。
(B)第1リチウムイオン電池を第2姿勢で第2期間にわたって保持する。
(C)第2期間の経過後、第1リチウムイオン電池を第2姿勢で保持しつつ、第1リチウムイオン電池の充放電を繰り返すことにより、第2リチウムイオン電池を製造する。
第1リチウムイオン電池は、電池ケース、電極群および余剰電解液を少なくとも含む。
電池ケース内において電極群の一部は余剰電解液に浸っている。
第2姿勢は、水平方向に平行な任意直線を回転軸として、第1姿勢を180°回転させた姿勢である。
The method for manufacturing a lithium ion battery of the present disclosure includes the following (A), (B) and (C).
(A) Prepare a first lithium-ion battery that has been used for the first period in the first posture.
(B) The first lithium ion battery is held in the second posture for the second period.
(C) After the lapse of the second period, the second lithium ion battery is manufactured by repeatedly charging and discharging the first lithium ion battery while holding the first lithium ion battery in the second posture.
The first lithium ion battery includes at least a battery case, a group of electrodes, and a surplus electrolytic solution.
A part of the electrode group is immersed in the excess electrolytic solution in the battery case.
The second posture is a posture in which the first posture is rotated by 180 ° with an arbitrary straight line parallel to the horizontal direction as the axis of rotation.

本開示の製造方法では、所定期間にわたって使用された第1リチウムイオン電池(以下「第1電池」と略記され得る)が準備される。第1電池では、使用開始前の状態に比して、負極のリチウム受入性が低下していると考えられる。第1電池が急速充電されると、負極にリチウムが析出する可能性がある。第1電池は余剰電解液を含む。「余剰電解液」は電極群に含浸されていない電解液を示す。電極群の一部は余剰電解液に浸っている。 In the manufacturing method of the present disclosure, a first lithium ion battery (hereinafter, may be abbreviated as "first battery") used for a predetermined period is prepared. In the first battery, it is considered that the lithium acceptability of the negative electrode is lower than that in the state before the start of use. When the first battery is rapidly charged, lithium may precipitate on the negative electrode. The first battery contains a surplus electrolytic solution. "Excess electrolytic solution" indicates an electrolytic solution that is not impregnated in the electrode group. A part of the electrode group is immersed in the excess electrolytic solution.

本開示の製造方法では、第1電池の姿勢が第1姿勢から第2姿勢に変更される。第1姿勢は第1電池の使用時の姿勢である。第2姿勢は、鉛直方向において第1姿勢が上下反転した姿勢である。第1姿勢から第2姿勢への変更により、電極群において、これまで余剰電解液に浸っていなかった部分が余剰電解液に浸ることになる。これにより余剰電解液が電極群に浸透することになる。 In the manufacturing method of the present disclosure, the posture of the first battery is changed from the first posture to the second posture. The first posture is the posture when the first battery is used. The second posture is a posture in which the first posture is turned upside down in the vertical direction. Due to the change from the first posture to the second posture, the portion of the electrode group that has not been soaked in the surplus electrolytic solution is immersed in the surplus electrolytic solution. As a result, the excess electrolytic solution permeates the electrode group.

姿勢の変更後、充放電が繰り返されることにより、第2リチウムイオン電池(以下「第2電池」と略記され得る)が製造される。第2電池は第1電池とは同一性を欠く新たな製品であると考えられる。第2電池は、第1電池に比して、急速充電後の過充電時の発熱が小さいことが期待される。その理由は例えば次のように考えられる。 After the posture is changed, charging and discharging are repeated to manufacture a second lithium ion battery (hereinafter, may be abbreviated as "second battery"). The second battery is considered to be a new product that lacks the same identity as the first battery. The second battery is expected to generate less heat during overcharging after rapid charging than the first battery. The reason can be considered as follows, for example.

図1は本開示の作用メカニズムを図解する第1概念図である。
第1電池の使用により、負極活物質1の表面に被膜2aが形成されると考えられる。被膜2aはリチウムイオンの移動を阻害し得る。急速充電が実施されると、被膜2aの表面にリチウム3aが析出することになる。リチウム3aの析出により、過充電時の発熱が大きくなる可能性がある。リチウム3aが活性であるためと考えられる。
FIG. 1 is a first conceptual diagram illustrating the mechanism of action of the present disclosure.
It is considered that the film 2a is formed on the surface of the negative electrode active material 1 by using the first battery. The coating 2a can inhibit the movement of lithium ions. When rapid charging is carried out, lithium 3a is deposited on the surface of the coating film 2a. Due to the precipitation of lithium 3a, heat generation during overcharging may increase. It is considered that lithium 3a is active.

図2は本開示の作用メカニズムを図解する第2概念図である。
第1電池の使用により、電極群に含浸されている電解液の組成は変化していると考えられる。他方、余剰電解液の組成は、当初の組成に近いと考えられる。姿勢の変更によって余剰電解液が電極群に浸透した後、充放電が繰り返されることにより、負極活物質1の表面に被膜2bが分散して形成されると考えられる。これにより被膜全体(被膜2aおよび被膜2b)が、大きな凹凸を有することになると考えられる。
FIG. 2 is a second conceptual diagram illustrating the mechanism of action of the present disclosure.
It is considered that the composition of the electrolytic solution impregnated in the electrode group has changed due to the use of the first battery. On the other hand, the composition of the surplus electrolytic solution is considered to be close to the initial composition. It is considered that the coating film 2b is dispersed and formed on the surface of the negative electrode active material 1 by repeating charging and discharging after the excess electrolytic solution permeates the electrode group due to the change in posture. As a result, it is considered that the entire coating film (coating film 2a and coating film 2b) has large irregularities.

急速充電が実施されると、リチウム3bが凸部(被膜2b)に集中して析出すると考えられる。凸部に析出したリチウム3bは微粒状になりやすいと考えられる。微粒状のリチウム3bは比表面積が大きいため、失活しやすいと考えられる。リチウム3bが失活しやすいため、その後の過充電時に発熱が小さくなることが期待される。 When rapid charging is carried out, it is considered that lithium 3b is concentrated and deposited on the convex portion (coating 2b). It is considered that the lithium 3b deposited on the convex portion tends to be finely granular. Since the fine granular lithium 3b has a large specific surface area, it is considered that it is easily deactivated. Since lithium 3b is easily deactivated, it is expected that heat generation will be reduced during subsequent overcharging.

図1は本開示の作用メカニズムを図解する第1概念図である。FIG. 1 is a first conceptual diagram illustrating the mechanism of action of the present disclosure. 図2は本開示の作用メカニズムを図解する第2概念図である。FIG. 2 is a second conceptual diagram illustrating the mechanism of action of the present disclosure. 図3は本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法の概略を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the method for manufacturing the lithium ion battery of the present embodiment. 図4は本実施形態の第1リチウムイオン電池の構成の一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of the configuration of the first lithium ion battery of the present embodiment. 図5は本実施形態の電極群の構成の一例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the configuration of the electrode group of the present embodiment.

以下、本開示の実施形態(本明細書では「本実施形態」と記される)が説明される。ただし以下の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure (referred to as "the present embodiment" in the present specification) will be described. However, the following explanation does not limit the scope of claims.

<リチウムイオン電池の製造方法>
図3は本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法の概略を示すフローチャートである。本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法は「(A)電池の準備」、「(B)姿勢の変更」および「(C)充放電サイクル」を含む。
<Manufacturing method of lithium-ion battery>
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the method for manufacturing the lithium ion battery of the present embodiment. The method for manufacturing a lithium ion battery of the present embodiment includes "(A) battery preparation", "(B) posture change", and "(C) charge / discharge cycle".

《(A)電池の準備》
本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法は、第1姿勢で第1期間にわたって使用された第1電池を準備することを含む。
<< (A) Battery preparation >>
The method for manufacturing a lithium ion battery of the present embodiment includes preparing a first battery that has been used for the first period in the first posture.

第1電池の使用条件は特に限定されるべきではない。第1電池は、例えば電動車両の駆動用電池として使用されていてもよい。第1電池は、例えば車両の補機用電池として使用されていてもよい。第1期間は、例えば負極のリチウム受入性がある程度低下する長さを有していてもよい。第1電池が電動車両に搭載されている場合、第1期間は、例えば年単位の長さを有していてもよい。第1期間は例えば1年以上の長さを有していてもよい。第1期間は例えば3年以上の長さを有していてもよい。第1期間は例えば3年以上7年以下の長さを有していてもよい。 The conditions of use of the first battery should not be particularly limited. The first battery may be used, for example, as a drive battery for an electric vehicle. The first battery may be used, for example, as an auxiliary battery for a vehicle. The first period may have a length such that the lithium acceptability of the negative electrode is lowered to some extent. When the first battery is mounted on the electric vehicle, the first period may have a length of, for example, a year. The first period may have a length of, for example, one year or more. The first period may have a length of, for example, 3 years or more. The first period may have a length of, for example, 3 years or more and 7 years or less.

第1電池の使用条件、使用環境等に応じて第1期間が変更されてもよい。例えば高温環境下での使用時間が長い場合、第1期間は1年未満の長さ(例えば30日以上180日以下の長さ)を有していてもよい。 The first period may be changed according to the usage conditions, usage environment, etc. of the first battery. For example, when the usage time in a high temperature environment is long, the first period may have a length of less than one year (for example, a length of 30 days or more and 180 days or less).

図4は本実施形態の第1リチウムイオン電池の構成の一例を示す概略図である。
第1電池100は電池ケース90、電極群50および余剰電解液を少なくとも含む。電池ケース90は密閉されている。電池ケース90は角形である。電池ケース90は例えば金属製であってもよい。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of the configuration of the first lithium ion battery of the present embodiment.
The first battery 100 includes at least a battery case 90, an electrode group 50, and a surplus electrolytic solution. The battery case 90 is hermetically sealed. The battery case 90 is square. The battery case 90 may be made of metal, for example.

図4中の一点鎖線は、余剰電解液の液面の位置を示している。電極群50の一部は余剰電解液に浸っている。電解液は溶媒およびリチウム塩を少なくとも含む。溶媒は例えばエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等を含んでいてもよい。リチウム塩は例えばLiPF6等を含んでいてもよい。第1電池100が使用されることにより、電極群50に含浸されている電解液はその組成が変化すると考えられる。例えば溶媒が分解することにより、成分比率が変化することもある。 The alternate long and short dash line in FIG. 4 indicates the position of the liquid level of the excess electrolytic solution. A part of the electrode group 50 is immersed in the excess electrolytic solution. The electrolyte contains at least a solvent and a lithium salt. The solvent may contain, for example, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like. The lithium salt may contain, for example, LiPF 6 or the like. It is considered that the composition of the electrolytic solution impregnated in the electrode group 50 changes due to the use of the first battery 100. For example, the component ratio may change due to the decomposition of the solvent.

電極群50は巻回型である。本実施形態の第1姿勢では、電極群50の巻回軸と、鉛直方向とが略直交している。図4において電極群50の巻回軸はx軸と平行である。図4において鉛直方向はz軸と平行である。 The electrode group 50 is a winding type. In the first posture of the present embodiment, the winding axis of the electrode group 50 and the vertical direction are substantially orthogonal to each other. In FIG. 4, the winding axis of the electrode group 50 is parallel to the x-axis. In FIG. 4, the vertical direction is parallel to the z-axis.

図5は本実施形態の電極群の構成の一例を示す概略図である。
電極群50は、正極10、負極20およびセパレータ30を含む。正極10、負極20およびセパレータ30の各々は、帯状の平面形状を有する。電極群50は、正極10、セパレータ30および負極20がこの順序で積層され、さらにこれらが渦巻状に巻回されることにより形成されている。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of the configuration of the electrode group of the present embodiment.
The electrode group 50 includes a positive electrode 10, a negative electrode 20, and a separator 30. Each of the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30 has a strip-shaped planar shape. The electrode group 50 is formed by stacking a positive electrode 10, a separator 30, and a negative electrode 20 in this order, and further winding them in a spiral shape.

正極10はシート状の部品である。正極10は正極活物質を少なくとも含む。正極活物質は特に限定されるべきではない。正極活物質は例えばニッケルコバルトマンガン酸リチウム等を含んでいてもよい。 The positive electrode 10 is a sheet-shaped component. The positive electrode 10 contains at least a positive electrode active material. The positive electrode active material should not be particularly limited. The positive electrode active material may contain, for example, lithium cobalt manganate or the like.

負極20はシート状の部品である。負極20は負極活物質を少なくとも含む。負極活物質は特に限定されるべきではない。負極活物質は例えば黒鉛、酸化珪素、珪素等を含んでいてもよい。 The negative electrode 20 is a sheet-shaped component. The negative electrode 20 contains at least a negative electrode active material. The negative electrode active material should not be particularly limited. The negative electrode active material may contain, for example, graphite, silicon oxide, silicon and the like.

セパレータ30は多孔質フィルムである。セパレータ30は例えばポリオレフィン製の多孔質フィルム等を含んでいてもよい。 The separator 30 is a porous film. The separator 30 may contain, for example, a porous film made of polyolefin or the like.

なお本実施形態の電極群は巻回型に限定されるべきではない。電極群は例えば積層(スタック)型であってもよい。積層型の電極群では、正極、負極およびセパレータの各々が例えば枚葉状の平面形状を有する。積層型の電極群は、正極と負極とが交互にそれぞれ1枚以上積層されることにより形成される。正極と負極との各間にはセパレータがそれぞれ配置される。 The electrode group of this embodiment should not be limited to the winding type. The electrode group may be, for example, a stacked type. In the laminated electrode group, each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator has, for example, a single-wafer-shaped planar shape. The laminated electrode group is formed by alternately laminating one or more positive and negative electrodes. A separator is arranged between each of the positive electrode and the negative electrode.

《(B)姿勢の変更》
本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法は、第1電池を第2姿勢で第2期間にわたって保持することを含む。
<< (B) Posture change >>
The method for manufacturing a lithium ion battery of the present embodiment includes holding the first battery in the second posture for a second period.

第2姿勢は、水平方向に平行な任意直線を回転軸として、第1姿勢を180°回転させた姿勢である。例えば図4のx軸に平行な直線を回転軸として第1電池100を180°回転させてもよい。例えば図4のy軸に平行な直線を回転軸として第1電池100を180°回転させてもよい。第1姿勢から第2姿勢への変更により、第1電池100は鉛直方向に上下反転することになる。なお本実施形態の「180°」は実質的に180°であることを示し、幾何学的に完全な180°のみを示すものではない。例えば180°±5°の範囲は、実質的に180°とみなされる。 The second posture is a posture in which the first posture is rotated by 180 ° with an arbitrary straight line parallel to the horizontal direction as the axis of rotation. For example, the first battery 100 may be rotated by 180 ° about a straight line parallel to the x-axis of FIG. 4 as a rotation axis. For example, the first battery 100 may be rotated by 180 ° about a straight line parallel to the y-axis of FIG. 4 as a rotation axis. By changing from the first posture to the second posture, the first battery 100 is turned upside down in the vertical direction. It should be noted that "180 °" in this embodiment indicates that it is substantially 180 °, and does not indicate only geometrically perfect 180 °. For example, the range of 180 ° ± 5 ° is considered to be substantially 180 °.

第2期間は、例えば余剰電解液が電極群50に透し得る長さを有していてもよい。第2期間は例えば5時間以上であってもよい。第2期間は例えば8時間以上であってもよい。第2期間は例えば15時間以下であってもよい。 In the second period, for example, the excess electrolytic solution may have a length that allows the excess electrolytic solution to pass through the electrode group 50. The second period may be, for example, 5 hours or more. The second period may be, for example, 8 hours or more. The second period may be, for example, 15 hours or less.

《(C)充放電サイクル》
本実施形態のリチウムイオン電池の製造方法は、第2期間の経過後、第1電池100を第2姿勢で保持しつつ、第1電池100の充放電を繰り返すことにより、第2電池(不図示)を製造することを含む。
<< (C) Charge / discharge cycle >>
In the method for manufacturing a lithium ion battery of the present embodiment, after the lapse of the second period, the second battery (not shown) is obtained by repeatedly charging and discharging the first battery 100 while holding the first battery 100 in the second posture. ) Includes manufacturing.

第2電池は第1電池100と実質的に同一構造を有する。しかし電池内部における被膜の状態は、第1電池100と第2電池とで異なっていると考えられる。すなわち第2電池では、負極活物質の表面に大きな凹凸を有する被膜が形成されていると考えられる。被膜が大きな凹凸を有することにより、急速充電時、析出したリチウムが微粒状になりやすいと考えられる。微粒状のリチウムは失活しやすいと考えられる。析出したリチウムが微粒状であることにより、その後の過充電時に発熱が小さくなることが期待される。 The second battery has substantially the same structure as the first battery 100. However, it is considered that the state of the coating film inside the battery is different between the first battery 100 and the second battery. That is, in the second battery, it is considered that a film having large irregularities is formed on the surface of the negative electrode active material. It is considered that the deposited lithium tends to become fine particles during rapid charging due to the large unevenness of the coating film. Fine-grained lithium is considered to be easily deactivated. Since the precipitated lithium is finely granular, it is expected that heat generation will be reduced during subsequent overcharging.

例えばSOC(state of charge)が0%から100%までの範囲で充放電が繰り返されてもよい。例えばSOCが0%から80%までの範囲で充放電が繰り返されてもよい。すなわち充放電のSOC範囲の幅は80%以上100%以下であってもよい。充放電のSOCの上限は80%であってもよいし、100%であってもよい。充放電のSOCの下限は0%であってもよい。なお本実施形態の「SOC」は、満充電容量に対する、その時点の残容量の比率である。 For example, charging / discharging may be repeated in a range where the SOC (state of charge) is in the range of 0% to 100%. For example, charging / discharging may be repeated in the range of SOC of 0% to 80%. That is, the width of the SOC range of charge / discharge may be 80% or more and 100% or less. The upper limit of the SOC of charge / discharge may be 80% or 100%. The lower limit of SOC for charge / discharge may be 0%. The "SOC" of the present embodiment is the ratio of the remaining capacity at that time to the fully charged capacity.

サイクル数は例えば5以上100以下であってもよい。サイクル数は例えば30以下であってもよい。なお1サイクルは1回の充電と1回の放電との一巡を示す。 The number of cycles may be, for example, 5 or more and 100 or less. The number of cycles may be, for example, 30 or less. Note that one cycle indicates a cycle of one charge and one discharge.

充放電の電流レートは例えば0.1C以上10C以下であってもよい。「C」は電流レートの単位である。1Cの電流レートでは、定格容量が1時間で充電(または放電)される。充放電の電流レートは例えば1C以上5C以下であってもよい。充電時の電流レートと、放電時の電流レートとは同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。 The charging / discharging current rate may be, for example, 0.1 C or more and 10 C or less. "C" is a unit of current rate. At a current rate of 1C, the rated capacity is charged (or discharged) in 1 hour. The charging / discharging current rate may be, for example, 1C or more and 5C or less. The current rate during charging and the current rate during discharging may be the same or different from each other.

以下、本開示の実施例(本明細書では「本実施例」と記される)が説明される。ただし以下の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, examples of the present disclosure (referred to as “the present examples” in the present specification) will be described. However, the following explanation does not limit the scope of claims.

<リチウムイオン電池の製造>
下記表1のNo.1からNo.23までの製造方法により、第2電池がそれぞれ製造された。
<Manufacturing of lithium-ion batteries>
No. in Table 1 below. 1 to No. The second battery was manufactured by the manufacturing method up to 23.

《(A)電池の準備》
第1電池として電動車両の駆動用電池が準備された。第1電池は角形電池であった。第1電池の基本構成は以下のとおりである。
<< (A) Battery preparation >>
A drive battery for an electric vehicle was prepared as the first battery. The first battery was a square battery. The basic configuration of the first battery is as follows.

正極活物質:ニッケルコバルトマンガン酸リチウム
負極活物質:黒鉛
電解液:EC/DMC/EMC、LiPF6(濃度 1.0mоl/L)
Positive electrode active material: Nickel cobalt Lithium manganate Negative electrode active material: Graphite Electrolyte: EC / DMC / EMC, LiPF 6 (concentration 1.0 mol / L)

60℃に設定された恒温槽内に第1電池が第1姿勢で配置された。本実施例の第1姿勢は図4に示される姿勢であった。その状態で第1電池が第1期間にわたって保存された。高温環境下での電池の保存は電池の使用を想定したものである。 The first battery was placed in the first posture in a constant temperature bath set at 60 ° C. The first posture of this embodiment was the posture shown in FIG. In that state, the first battery was stored for the first period. Batteries are stored in a high temperature environment assuming the use of batteries.

保存の前後で放電容量が測定された。保存後の放電容量が保存前の放電容量で除されることにより容量維持率が算出された。容量維持率は80%であった。保存の前後で抵抗が測定された。保存後の抵抗が保存前の抵抗で除されることにより抵抗増加率が算出された。抵抗増加率は105%であった。 The discharge capacity was measured before and after storage. The capacity retention rate was calculated by dividing the discharge capacity after storage by the discharge capacity before storage. The capacity retention rate was 80%. Resistance was measured before and after storage. The resistance increase rate was calculated by dividing the resistance after storage by the resistance before storage. The resistance increase rate was 105%.

《(B)姿勢の変更》
第1期間の経過後、第1電池が恒温槽から取り出された。室温環境下において、下記表1に示されるように、第1電池の姿勢が第1姿勢から第2姿勢に変更された。下記表1の「回転角」は、図4のy軸に平行な直線を回転軸として、第1電池を回転させた時の回転角を示す。回転角が0°であることは、姿勢の変更が無いことを示す。室温環境下、第1電池は第2姿勢で下記表1の第2期間にわたって保持された。
<< (B) Posture change >>
After the lapse of the first period, the first battery was taken out of the constant temperature bath. In a room temperature environment, the posture of the first battery was changed from the first posture to the second posture as shown in Table 1 below. The "rotation angle" in Table 1 below indicates the rotation angle when the first battery is rotated with the straight line parallel to the y-axis of FIG. 4 as the rotation axis. The rotation angle of 0 ° indicates that there is no change in posture. In a room temperature environment, the first battery was held in the second posture for the second period in Table 1 below.

《(C)充放電サイクル》
第2期間の経過後、下記表1の条件で充放電サイクルが実施された。これにより第2電池が製造された。本実施例の充放電サイクルは室温環境下で実施された。
<< (C) Charge / discharge cycle >>
After the lapse of the second period, the charge / discharge cycle was carried out under the conditions shown in Table 1 below. As a result, the second battery was manufactured. The charge / discharge cycle of this example was carried out in a room temperature environment.

<評価>
《低温急速充電》
-10℃に設定された恒温槽内に第2電池が第1姿勢で配置された。30Cの電流レートにより第2電池が充電された。これにより負極活物質の表面にリチウムが析出したと考えられる。低温環境下での急速充電は、リチウムが析出しやすい条件である。
<Evaluation>
《Low temperature quick charge》
The second battery was placed in the first posture in a constant temperature bath set at −10 ° C. The second battery was charged at a current rate of 30C. It is considered that this caused lithium to precipitate on the surface of the negative electrode active material. Rapid charging in a low temperature environment is a condition in which lithium is likely to precipitate.

《過充電試験》
低温急速充電後、10℃に設定された恒温槽内に第2電池が第1姿勢で配置された。10Cの電流レートにより、セパレータのシャットダウンが起こるまで第2電池が充電された。本試験では、充電中、電圧の急上昇が検出された時点が、セパレータのシャットダウンとみなされた。シャットダウン後、電池ケースの温度が測定された。結果は下記表1に示される。
《Overcharge test》
After low-temperature rapid charging, the second battery was placed in the first posture in a constant temperature bath set at 10 ° C. At a current rate of 10C, the second battery was charged until the separator shut down. In this test, the time when a voltage surge was detected during charging was considered to be the shutdown of the separator. After shutdown, the temperature of the battery case was measured. The results are shown in Table 1 below.

下記表1の過充電試験の欄において「S」はシャットダウン後の電池ケースの温度上昇量が10℃未満であったことを示す。「L」はシャットダウン後の電池ケースの温度上昇量が10℃以上であったことを示す。結果が「S」であれば、過充電時の発熱が小さいと考えられる。 In the column of the overcharge test in Table 1 below, "S" indicates that the amount of temperature rise of the battery case after shutdown was less than 10 ° C. “L” indicates that the amount of temperature rise of the battery case after shutdown was 10 ° C. or higher. If the result is "S", it is considered that the heat generation at the time of overcharging is small.

Figure 0007088038000001
Figure 0007088038000001

<結果>
上記表1中、例えばNo.2、5、8、11の結果から、第2姿勢が第1姿勢を180°回転させた姿勢である場合に、過充電時の発熱が小さくなる傾向がみられる。
<Result>
In Table 1 above, for example, No. From the results of 2, 5, 8 and 11, when the second posture is a posture in which the first posture is rotated by 180 °, the heat generation at the time of overcharging tends to be small.

上記表1中、例えばNo.14、17、22の結果から、第2期間が5時間以上であることにより、過充電時の発熱が小さくなる傾向がみられる。 In Table 1 above, for example, No. From the results of 14, 17, and 22, it can be seen that the heat generation during overcharging tends to be small when the second period is 5 hours or more.

上記表1中、No.17において、SOCが0%から100%までの範囲で充放電が5サイクル実施されることにより、過充電時の発熱が小さくなる傾向がみられる。No.20において、SOCが0%から80%までの範囲で充放電が30サイクル実施されることにより、過充電時の発熱が小さくなる傾向がみられる。したがって、SOC範囲の幅が80%以上100%以下である充放電が5サイクル以上30サイクル以下実施されることにより、過充電時の発熱が小さくなることが期待される。 In Table 1 above, No. In 17, the charge / discharge is carried out for 5 cycles in the range of SOC of 0% to 100%, so that the heat generation at the time of overcharging tends to be small. No. At 20, there is a tendency that heat generation during overcharging tends to be reduced by performing 30 cycles of charging / discharging in the range of SOC of 0% to 80%. Therefore, it is expected that heat generation during overcharging will be reduced by performing charging / discharging with a width of the SOC range of 80% or more and 100% or less for 5 cycles or more and 30 cycles or less.

本実施形態および本実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。 The present embodiment and the present embodiment are exemplary in all respects and are not restrictive. The technical scope defined by the description of the scope of claims includes all changes within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 負極活物質、2a,2b 被膜、3a,3b リチウム、10 正極、20 負極、30 セパレータ、50 電極群、90 電池ケース、100 第1電池(第1リチウムイオン電池)。 1 Negative electrode active material, 2a, 2b coating, 3a, 3b lithium, 10 positive electrode, 20 negative electrode, 30 separator, 50 electrode group, 90 battery case, 100 1st battery (1st lithium ion battery).

Claims (1)

第1姿勢で第1期間にわたって使用された第1リチウムイオン電池を準備すること、
前記第1リチウムイオン電池を第2姿勢で第2期間にわたって保持すること、
および
前記第2期間の経過後、前記第1リチウムイオン電池を前記第2姿勢で保持しつつ、前記第1リチウムイオン電池の充放電を繰り返すことにより、第2リチウムイオン電池を製造すること、
を含み、
前記第1リチウムイオン電池は、電池ケース、電極群および余剰電解液を少なくとも含み、
前記電池ケース内において前記電極群の一部は前記余剰電解液に浸っており、
前記第2姿勢は、水平方向に平行な任意直線を回転軸として、前記第1姿勢を180°回転させた姿勢である、
リチウムイオン電池の製造方法。
Preparing a first lithium-ion battery that has been used for the first period in the first position,
Holding the first lithium-ion battery in the second posture for the second period,
After the lapse of the second period, the second lithium ion battery is manufactured by repeatedly charging and discharging the first lithium ion battery while holding the first lithium ion battery in the second posture.
Including
The first lithium ion battery contains at least a battery case, a group of electrodes, and a surplus electrolytic solution.
A part of the electrode group is immersed in the surplus electrolytic solution in the battery case.
The second posture is a posture in which the first posture is rotated by 180 ° with an arbitrary straight line parallel to the horizontal direction as a rotation axis.
A method for manufacturing a lithium-ion battery.
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