JP7520881B2 - Liイオン電池セルを形成するための方法 - Google Patents
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Description
1.セルの調製
固体電解質
使用される電解質は、ポリエチレンオキシド(PEO)、式Li7La3Zr2O12(LLZO)の酸化物、およびリチウム塩、すなわちリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)を混合することにより調製される。
アノードはリチウム金属で形成される。
カソードは、活物質、カソライトおよび電子伝導体を混合することにより調製される。
[表1]
直径16の電解質ディスクおよび直径13mmのカソードディスクを組み立ててから、直径14mmのアノードディスクに加えてセルを形成する。
一連の5回の充電/放電サイクルを、速度C/20で、パラグラフ1に記載されている形成方法に従い得たセルに対して行う。サイクリング試験を70℃で、電位窓2.7V~4.2Vの間で行う。
1.セルの調製
実施例1に詳細に記載されているセルの調製方法が、実施例2におけるセルの調製方法に対して再現される。さらに、これより以下にさらに記載されているセルを前処理する追加の工程を行う。
前処理の第1の実施形態に従いセルを調製する。第1工程(a)に従い、第1のサイクリング速度C/40で2回の充電/放電サイクルを行う。
セルの前処理後、サイクリング速度C/20、C/10、C/5、C/2および1Cでの充電および放電試験を行う。セルの容量の関数としての電圧の変動および異なる速度での充電/放電サイクル数の関数としてのセルの容量の変動がそれぞれ図4および図5に示されている。
1.セルの調製
実施例1に詳細に記載されているセルの調製方法は、実施例3のセルの調製方法で再現される。さらに、これより以下により詳細に提示されているセルの前処理工程が行われる。
セルを前処理の第2の実施形態に従い調製する。5回の充電/放電サイクルを、第1工程(a)に従い第1のサイクリング速度C/40で行う。工程(a)の各充電/放電サイクルを20時間行う。
セルの前処理後、サイクリング速度C/20、C/10、C/5、C/2および1Cでの充電および放電試験を行う。異なる速度での、セルの容量の関数としての電圧の変動、および充電/放電サイクル数の関数としてのセルの容量の変動が図7および図8にそれぞれ示されている。
Claims (11)
- カソード材料、アノード材料、および固体電解質を含んだリチウムイオン電池セルであって、電解質がポリエチレンオキシドと式Li7La3Zr2O12の酸化物との混合物を含む、リチウムイオン電池セルの形成方法であって、以下の連続サイクリング工程:
(a)第1のサイクリング速度C/40での少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクルであって、充電/放電工程の時間が20hに制限されている、少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクル;
(b)第1のサイクリング速度とは異なる第2の充電速度C/20での少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクルであって、充電/放電工程の時間が10hに制限されている、少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクル;ならびに
(c)第1および第2の充電速度とは異なる第3のサイクリング速度C/10での少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクルであって、充電/放電工程の時間が5hに制限されている、少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクル
を含むことを特徴とする方法。 - 以下のサイクリング工程:
(d)第1、第2および第3の充電速度とは異なる第4のサイクリング速度での少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクル
をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の形成方法。 - 第4のサイクリング速度が、2.5時間の充電/放電に適用されるC/5であることを特徴とする、請求項2に記載の形成方法。
- 以下のサイクリング工程:
(e)第1、第2、第3および第4の充電速度とは異なる第5のサイクリング速度での少なくとも2回のセルの連続充電/放電サイクル
をさらに含むことを特徴とする、請求項2または3に記載の形成方法。 - 第5のサイクリング速度が、1時間の充電/放電に適用されるC/2であることを特徴とする、請求項4に記載の形成方法。
- サイクリング工程(a)、(b)、(c)、(d)および(e)の1つまたは複数が、少なくとも5回のセルの連続充電/放電サイクルを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の形成方法。
- 連続サイクリング工程が増加するサイクリング速度で行われることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の形成方法。
- 電解質がリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドLiTFSIを含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の形成方法。
- カソードが、ポリエチレンオキシドと酸化物Li7La3Zr2O12との混合物を含むカソライトを含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の形成方法。
- カソライトがリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドLiTFSIを含むことを特徴とする、請求項9に記載の形成方法。
- ニッケル-マンガン-コバルト活物質の混合物、カーボンブラックの混合物、ならびにポリエチレンオキシドとLi7La3Zr2O12との混合物を含むカソライトの混合物を含むカソードを含むことを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の形成方法。
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