JPH11307129A - リチウム二次電池の製造方法及びリチウム二次電池用巻回体の製造方法及びリチウム二次電池用正極体の製造方法 - Google Patents
リチウム二次電池の製造方法及びリチウム二次電池用巻回体の製造方法及びリチウム二次電池用正極体の製造方法Info
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- JPH11307129A JPH11307129A JP10111748A JP11174898A JPH11307129A JP H11307129 A JPH11307129 A JP H11307129A JP 10111748 A JP10111748 A JP 10111748A JP 11174898 A JP11174898 A JP 11174898A JP H11307129 A JPH11307129 A JP H11307129A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム電池は電池缶の中に隙間無く負極と
正極とが収容されている。そして充電と放電を繰り返さ
れて使用される。この負極体は充電によって体積膨張す
る。体積膨張することにより各電極に押圧力が発生す
る。繰り返される押圧力により電極が切断される。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物
質を塗布された正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能
な負極体を有するリチウム二次電池の製造方法におい
て、予め活物質を塗布した正極体となるべき部材とリチ
ウムイオンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を介
して対向配置し、組立前の充電動作を加え、その後正極
用部材と別の負極体とを組み合わせて所定の電極組立を
行なうことを特徴とするリチウム二次電池用電極巻回体
の製造方法。
正極とが収容されている。そして充電と放電を繰り返さ
れて使用される。この負極体は充電によって体積膨張す
る。体積膨張することにより各電極に押圧力が発生す
る。繰り返される押圧力により電極が切断される。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物
質を塗布された正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能
な負極体を有するリチウム二次電池の製造方法におい
て、予め活物質を塗布した正極体となるべき部材とリチ
ウムイオンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を介
して対向配置し、組立前の充電動作を加え、その後正極
用部材と別の負極体とを組み合わせて所定の電極組立を
行なうことを特徴とするリチウム二次電池用電極巻回体
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は巻回式リチウム二次電池
の製造方法に係り、特に負極体と正極体とを巻回したリ
チウム二次電池用電極巻回体の製造方法に関する。
の製造方法に係り、特に負極体と正極体とを巻回したリ
チウム二次電池用電極巻回体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】巻回式リチウム二次電池は概略、正極活
物質を塗布した正極体と、金属リチウム又はリチウム合
金からなる負極体と、セパレータと、電解液等から構成
されている。そして一般にはセパレータを介して正極体
と負極体とを渦巻状に巻回した電極巻回体にする。この
電極巻回体を電池缶内に装着し、電池缶の封口部から電
解液を注入し、その後プレス機等で電池体の注入口を封
口する。
物質を塗布した正極体と、金属リチウム又はリチウム合
金からなる負極体と、セパレータと、電解液等から構成
されている。そして一般にはセパレータを介して正極体
と負極体とを渦巻状に巻回した電極巻回体にする。この
電極巻回体を電池缶内に装着し、電池缶の封口部から電
解液を注入し、その後プレス機等で電池体の注入口を封
口する。
【０００３】この巻回型リチウム二次電池は正極体に塗
布した正極活物質の種類により封缶後に、充電器等にて
充電されて使用可能になるものと、封缶前の処理によっ
て最初は充電しなくても、ただちに使用可能な巻回型リ
チウム二次電池の２種類がある。
布した正極活物質の種類により封缶後に、充電器等にて
充電されて使用可能になるものと、封缶前の処理によっ
て最初は充電しなくても、ただちに使用可能な巻回型リ
チウム二次電池の２種類がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述したいずれ
の巻回式リチウム二次電池も一旦放電後に再充放電を繰
り返して使用されるのであるが、充電に際しては負極の
表面に金属リチウムを析出して負極の体積を膨張しよう
とする。しかし正極体、負極体およびセパレータは電池
缶の中に隙間無く装着されているので、充電によって負
極が体積膨張すると部材相互に押圧力が発生することに
なる。
の巻回式リチウム二次電池も一旦放電後に再充放電を繰
り返して使用されるのであるが、充電に際しては負極の
表面に金属リチウムを析出して負極の体積を膨張しよう
とする。しかし正極体、負極体およびセパレータは電池
缶の中に隙間無く装着されているので、充電によって負
極が体積膨張すると部材相互に押圧力が発生することに
なる。
【０００５】次に放電することによって、負極体は表面
の金属リチウムを消滅して負極の体積を元の体積に収縮
する。しかし、正極は充放電によって体積変化を殆ど生
じない。従って、充放電する都度に繰り返される押圧力
により正負極体の各電極が弾性疲労し切断する。結果と
して、電池容量が低下する。
の金属リチウムを消滅して負極の体積を元の体積に収縮
する。しかし、正極は充放電によって体積変化を殆ど生
じない。従って、充放電する都度に繰り返される押圧力
により正負極体の各電極が弾性疲労し切断する。結果と
して、電池容量が低下する。
【０００６】本発明の目的は、充電によって負極に金属
リチウムが析出し、負極の体積が膨張しても電池缶に装
着した時の体積よりも大きく膨張しようとすることを無
くし、各電極体が互いの内部押圧力で切断されることを
防止することにある。結果として電池容量の低下のない
巻回型リチウム二次電池を得る。
リチウムが析出し、負極の体積が膨張しても電池缶に装
着した時の体積よりも大きく膨張しようとすることを無
くし、各電極体が互いの内部押圧力で切断されることを
防止することにある。結果として電池容量の低下のない
巻回型リチウム二次電池を得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物質を塗布され
た正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負極体を有
するリチウム二次電池の製造方法において、あらかじめ
活物質を塗布した正極体となるべき部材とリチウムイオ
ンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を介して対向
配置し、組立前の充電動作を加えることによって、前記
正極用部材のリチウムイオンを脱離させて前記負極部材
に吸蔵させ、その後、該リチウムイオンを脱離した正極
用部材と前記リチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別
のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負極体とを組み合わ
せて所定の電極組立を行なうことを特徴とするリチウム
二次電池用巻回体の製造方法を提供する。
は、リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物質を塗布され
た正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負極体を有
するリチウム二次電池の製造方法において、あらかじめ
活物質を塗布した正極体となるべき部材とリチウムイオ
ンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を介して対向
配置し、組立前の充電動作を加えることによって、前記
正極用部材のリチウムイオンを脱離させて前記負極部材
に吸蔵させ、その後、該リチウムイオンを脱離した正極
用部材と前記リチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別
のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負極体とを組み合わ
せて所定の電極組立を行なうことを特徴とするリチウム
二次電池用巻回体の製造方法を提供する。
【０００８】つまり、リチウム二次電池用電極巻回体を
電池体に装着する以前に例えば、リチウムイオンを吸蔵
した負極部材を別のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負
極体に交換した後に、リチウムイオンを脱離させた正極
体とを巻回することによって体積膨張していないリチウ
ム二次電池用電極巻回体を得ることができる。請求項２
に記載の発明は、リチウムイオンを脱離した正極用部材
とリチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別のリチウム
イオンを吸蔵脱離可能な負極体とを巻回した電極巻回体
を製造し、その後、該電極巻回体を電池缶に装着したこ
とを特徴とする巻回式リチウム二次電池の製造方法を提
供する。
電池体に装着する以前に例えば、リチウムイオンを吸蔵
した負極部材を別のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な負
極体に交換した後に、リチウムイオンを脱離させた正極
体とを巻回することによって体積膨張していないリチウ
ム二次電池用電極巻回体を得ることができる。請求項２
に記載の発明は、リチウムイオンを脱離した正極用部材
とリチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別のリチウム
イオンを吸蔵脱離可能な負極体とを巻回した電極巻回体
を製造し、その後、該電極巻回体を電池缶に装着したこ
とを特徴とする巻回式リチウム二次電池の製造方法を提
供する。
【０００９】このような製造方法で作られた巻回式リチ
ウム二次電池は充電を終えているのでバッテリーとして
使用される。換言すると放電される。この放電により負
極体は表面の金属リチウムを消滅して負極体の体積を元
の大きさに収縮する。次に電池内のエネルギーを放電し
終わると、再度充電される。この再充電によって負極体
の体積は放電による体積収縮分だけ膨張される。従っ
て、各電極体が互いに押圧されることがなく切断もな
い。結果として電池容量の低下がない巻回型リチウム二
次電池としての製品を得ることができる。
ウム二次電池は充電を終えているのでバッテリーとして
使用される。換言すると放電される。この放電により負
極体は表面の金属リチウムを消滅して負極体の体積を元
の大きさに収縮する。次に電池内のエネルギーを放電し
終わると、再度充電される。この再充電によって負極体
の体積は放電による体積収縮分だけ膨張される。従っ
て、各電極体が互いに押圧されることがなく切断もな
い。結果として電池容量の低下がない巻回型リチウム二
次電池としての製品を得ることができる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、リチウムイオン
を吸蔵脱離可能な活物質を塗布された正極体とリチウム
イオンを吸蔵脱離可能な負極体を有するリチウム二次電
池の製造方法において、あらかじめ活物質を塗布した正
極体となるべき部材とリチウムイオンを吸蔵可能な負極
部材とを所定の電解液を介して対向配置し、組立前の充
電動作を加えることによって、前記正極用部材のリチウ
ムイオンを脱離させて前記負極部材に吸蔵させ、その
後、各電極部材を電池缶に装着したことを特徴とするリ
チウム二次電池の製造方法を提供する。
を吸蔵脱離可能な活物質を塗布された正極体とリチウム
イオンを吸蔵脱離可能な負極体を有するリチウム二次電
池の製造方法において、あらかじめ活物質を塗布した正
極体となるべき部材とリチウムイオンを吸蔵可能な負極
部材とを所定の電解液を介して対向配置し、組立前の充
電動作を加えることによって、前記正極用部材のリチウ
ムイオンを脱離させて前記負極部材に吸蔵させ、その
後、各電極部材を電池缶に装着したことを特徴とするリ
チウム二次電池の製造方法を提供する。
【００１１】結果として、電池缶の外で各電極体を充電
し、体積膨張した各電極体の終端を切断し外径を小さく
させて電池缶の内径と同じ寸法とすることができる。あ
るいは、あらかじめ電池缶の内径より小さめの電極体を
電池缶の外で充電により体積膨張させ、電池缶の内径と
同じ寸法とすることができる。そしてこの各電極体を電
池缶に装着することができる。
し、体積膨張した各電極体の終端を切断し外径を小さく
させて電池缶の内径と同じ寸法とすることができる。あ
るいは、あらかじめ電池缶の内径より小さめの電極体を
電池缶の外で充電により体積膨張させ、電池缶の内径と
同じ寸法とすることができる。そしてこの各電極体を電
池缶に装着することができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、電解液を貯蔵し
た電解液貯蔵装置と、該電解液の中を通路の一部として
移動可能に懸架したエンドレス状の負極部材と、同じく
前記電解液の中で負極部材と平行な通路を通して供給ロ
ールから巻取りロールへ移動可能に設けられた正極部材
と、前記負極部材と前記正極部材間に所定の充電電流を
供給する電源を有して成り、前記電解液中での通路によ
り前記正極部材から活物質イオンを前記負極部材側に脱
離させて正極部材を連続的につくるようにしたことを特
徴とするリチウム二次電池用正極体の製造方法を提供す
る。
た電解液貯蔵装置と、該電解液の中を通路の一部として
移動可能に懸架したエンドレス状の負極部材と、同じく
前記電解液の中で負極部材と平行な通路を通して供給ロ
ールから巻取りロールへ移動可能に設けられた正極部材
と、前記負極部材と前記正極部材間に所定の充電電流を
供給する電源を有して成り、前記電解液中での通路によ
り前記正極部材から活物質イオンを前記負極部材側に脱
離させて正極部材を連続的につくるようにしたことを特
徴とするリチウム二次電池用正極体の製造方法を提供す
る。
【００１３】この結果、リチウムイオンを脱離したリチ
ウム二次電池用正極体をインライン方式で連続して製造
できる。
ウム二次電池用正極体をインライン方式で連続して製造
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。 ＜第１の実施例＞図１は本発明に係る電極巻回体の断面
図である。電極巻回体１はセパレータ４を介して正極体
２と負極体３とを渦巻状に巻回したものである。しかし
図１は理解し易いように側断面で示されている。
説明する。 ＜第１の実施例＞図１は本発明に係る電極巻回体の断面
図である。電極巻回体１はセパレータ４を介して正極体
２と負極体３とを渦巻状に巻回したものである。しかし
図１は理解し易いように側断面で示されている。
【００１５】１は電極巻回体、２は正極体、２１は正極
合剤、３は負極体、４はセパレータである。正極体２は
アルミウムまたはアルミウム合金の両面にペースト状の
正極合剤２１を塗布または圧着したものであり、正極体
２は単３サイズの場合で厚さ約４００μｍ、長さ約２６
〜３０cmである。正極合剤は片面に厚さ約１２０μｍで
両面に塗布され正極活物質と導電剤と結着剤とを溶解し
たものである。
合剤、３は負極体、４はセパレータである。正極体２は
アルミウムまたはアルミウム合金の両面にペースト状の
正極合剤２１を塗布または圧着したものであり、正極体
２は単３サイズの場合で厚さ約４００μｍ、長さ約２６
〜３０cmである。正極合剤は片面に厚さ約１２０μｍで
両面に塗布され正極活物質と導電剤と結着剤とを溶解し
たものである。
【００１６】例えば、正極活物質２１はLiCoO2である
が、Li1-xMO2(x=0-0.5,M=Co,Ni,Mn)等であれば良い。導
電剤はグラファイト及びアセチレンブラック等である。
次に結着剤はPVDF：ポリフッカビニリデン等である。更
に、溶媒はＮＭＰ：N-メチルピロリドン等を混合したも
のである。負極体３はリチウムまたはリチウム合金であ
り、単３サイズの場合で厚さ約１５０μｍ、長さ約２６
〜３０cmである。
が、Li1-xMO2(x=0-0.5,M=Co,Ni,Mn)等であれば良い。導
電剤はグラファイト及びアセチレンブラック等である。
次に結着剤はPVDF：ポリフッカビニリデン等である。更
に、溶媒はＮＭＰ：N-メチルピロリドン等を混合したも
のである。負極体３はリチウムまたはリチウム合金であ
り、単３サイズの場合で厚さ約１５０μｍ、長さ約２６
〜３０cmである。
【００１７】セパレータ４の材料は多孔質ポリエチレン
であり、単３サイズの場合で厚さ約２５μｍ、長さ約２
６〜３０cmである。この電極巻回体１はリチウムイオン
を脱離した正極体２と、リチウムイオンを吸蔵脱離可能
な負極体３とから構成されている。この明細書中では、
リチウムイオンを受け取ることを吸蔵と記載し、リチウ
ムイオンを放出することを脱離と記載している。吸蔵脱
離は活物質中でのリチウムイオンの状態を示す言葉では
ない。
であり、単３サイズの場合で厚さ約２５μｍ、長さ約２
６〜３０cmである。この電極巻回体１はリチウムイオン
を脱離した正極体２と、リチウムイオンを吸蔵脱離可能
な負極体３とから構成されている。この明細書中では、
リチウムイオンを受け取ることを吸蔵と記載し、リチウ
ムイオンを放出することを脱離と記載している。吸蔵脱
離は活物質中でのリチウムイオンの状態を示す言葉では
ない。
【００１８】次に、正極体２のリチウムイオンを脱離さ
せる方法を説明する。図２は本発明に係る正極体のリチ
ウムイオン脱離装置の説明図である。１１はリチウム脱
離装置、１２は正極洗浄槽、１３はリチウム脱離槽、１
４はリチウム処理槽、１５と１６は乾燥炉、１７は疑似
負極体、１８は洗浄液、１９は電解液、２０は処理液、
２１は疑似負極体回送ローラ、２２は正極体回送ロー
ラ、２３は正極体繰り出しロール、２４は正極体巻き取
りロール、２５はセパレータ部材、２６はフタ、Ａは疑
似負極体回送方向矢印、Ｂは正極体回送方向矢印、Ｓは
リチウム脱離領域である。
せる方法を説明する。図２は本発明に係る正極体のリチ
ウムイオン脱離装置の説明図である。１１はリチウム脱
離装置、１２は正極洗浄槽、１３はリチウム脱離槽、１
４はリチウム処理槽、１５と１６は乾燥炉、１７は疑似
負極体、１８は洗浄液、１９は電解液、２０は処理液、
２１は疑似負極体回送ローラ、２２は正極体回送ロー
ラ、２３は正極体繰り出しロール、２４は正極体巻き取
りロール、２５はセパレータ部材、２６はフタ、Ａは疑
似負極体回送方向矢印、Ｂは正極体回送方向矢印、Ｓは
リチウム脱離領域である。
【００１９】リチウム脱離装置１１は大略正極洗浄槽１
２とリチウム脱離槽１３とリチウム処理槽１４とから構
成されている。正極洗浄槽１２の中には洗浄液１８が満
たされている。洗浄液１８はジエチルカーボネート等の
低粘度溶媒である。その洗浄液１８の内に正極体２を移
送する正極体回送ローラ２２を複数個設けている。
２とリチウム脱離槽１３とリチウム処理槽１４とから構
成されている。正極洗浄槽１２の中には洗浄液１８が満
たされている。洗浄液１８はジエチルカーボネート等の
低粘度溶媒である。その洗浄液１８の内に正極体２を移
送する正極体回送ローラ２２を複数個設けている。
【００２０】次に、リチウム脱離槽１３には電解液１９
が満たされている。電解液１９は例えば１モル／ｌ Ｌ
ｉＰＦ６／ＥＣ＋ＤＥＣである。その電解液１９の中に
正極体２を移送する正極体回送ローラ２２と疑似負極体
１７を移送する疑似負極体回送ローラ２１を複数個設け
ている。更に、リチウム処理槽１４には処理液２０が満
たされている。この処理液２０はリチウムを溶解するプ
ロトン等を含む溶液である。この処理液２０の中に疑似
負極体１７を移送する疑似負極体回送ローラ２１を複数
個設けている。
が満たされている。電解液１９は例えば１モル／ｌ Ｌ
ｉＰＦ６／ＥＣ＋ＤＥＣである。その電解液１９の中に
正極体２を移送する正極体回送ローラ２２と疑似負極体
１７を移送する疑似負極体回送ローラ２１を複数個設け
ている。更に、リチウム処理槽１４には処理液２０が満
たされている。この処理液２０はリチウムを溶解するプ
ロトン等を含む溶液である。この処理液２０の中に疑似
負極体１７を移送する疑似負極体回送ローラ２１を複数
個設けている。
【００２１】正極体２は長い帯状をしたアルミウムまた
はアルミウム合金である。この正極体２の両面に単３サ
イズであれば約長さ約２６〜３０cmの間隔にペースト状
の正極合剤２１を塗布または圧着した部分と、長さ方向
に約２cmの幅で塗布されない部分とから構成されてい
る。この正極体２の一端は図示しないモーターに駆動さ
れる正極体繰り出しロール２３に巻回されており、他端
はリチウム脱離槽１３の内の正極体回送ローラ２２に正
極体回送方向矢印Ｂ方向に案内移送され、リチウム脱離
槽１３から出た後に正極洗浄槽１２に入る。次に正極洗
浄槽１２の内の正極体回送ローラ２２に正極体回送方向
矢印Ｂ方向に案内移送され、次に正極洗浄槽１２の外に
設けられた乾燥炉１５内を通過し、そして図示しないモ
ーターに駆動される。そして正極体巻き取りロール２４
に巻き取られる。
はアルミウム合金である。この正極体２の両面に単３サ
イズであれば約長さ約２６〜３０cmの間隔にペースト状
の正極合剤２１を塗布または圧着した部分と、長さ方向
に約２cmの幅で塗布されない部分とから構成されてい
る。この正極体２の一端は図示しないモーターに駆動さ
れる正極体繰り出しロール２３に巻回されており、他端
はリチウム脱離槽１３の内の正極体回送ローラ２２に正
極体回送方向矢印Ｂ方向に案内移送され、リチウム脱離
槽１３から出た後に正極洗浄槽１２に入る。次に正極洗
浄槽１２の内の正極体回送ローラ２２に正極体回送方向
矢印Ｂ方向に案内移送され、次に正極洗浄槽１２の外に
設けられた乾燥炉１５内を通過し、そして図示しないモ
ーターに駆動される。そして正極体巻き取りロール２４
に巻き取られる。
【００２２】次に疑似負極体１７の材料は銅、ニッケ
ル、ステンレス等であり、リチウムと反応し難い金属箔
である。そして疑似負極体１７の一端はリチウム脱離槽
１３内の図示しないモーターに駆動される疑似負極体回
送ローラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内移送さ
れ正極体２の上面と対向する位置を通過する。更に正極
体繰り出しロール２３の上部を通過し、再度リチウム脱
離槽１３内の疑似負極体回送ローラ２１に疑似負極体回
送矢印Ａ方向に案内移送され正極体２の下面と対向する
位置を通過する。その後、折り返し疑似負極体回送ロー
ラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内移送される。
更に隣接して設けられたリチウム処理槽１４内の疑似負
極体回送ローラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内
移送される。次にリチウム処理槽１４の外部に設けられ
た乾燥炉１５内を通過し、その後疑似負極体１７の他端
と結合され無終端状態に回送される。
ル、ステンレス等であり、リチウムと反応し難い金属箔
である。そして疑似負極体１７の一端はリチウム脱離槽
１３内の図示しないモーターに駆動される疑似負極体回
送ローラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内移送さ
れ正極体２の上面と対向する位置を通過する。更に正極
体繰り出しロール２３の上部を通過し、再度リチウム脱
離槽１３内の疑似負極体回送ローラ２１に疑似負極体回
送矢印Ａ方向に案内移送され正極体２の下面と対向する
位置を通過する。その後、折り返し疑似負極体回送ロー
ラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内移送される。
更に隣接して設けられたリチウム処理槽１４内の疑似負
極体回送ローラ２１に疑似負極体回送矢印Ａ方向に案内
移送される。次にリチウム処理槽１４の外部に設けられ
た乾燥炉１５内を通過し、その後疑似負極体１７の他端
と結合され無終端状態に回送される。
【００２３】リチウム脱離槽１３の内の正極体２と疑似
負極体１７との隙間は小さいほど製造効率が良い。しか
し蛇行による互いのショートを防ぐためセパレータ部材
２５を配置している。セパレータ部材２５の材料は多孔
質ポリエチレンである。そして正極体２と疑似負極体１
７との隙間は約３５μｍである。そして正極体２と疑似
負極体１７は連続して約１０ｍ／時間の速度で移送され
る。この正極体２はリチウム脱離槽１３の外で電解液１
８に触れない位置で、正極体２上の正極活物質２１を塗
布していない領域と正極端子とを接触させている。また
疑似負極体１７は疑似負極体回送ローラ２１を介して負
極端子と接している。正極端子をプラス、負極端子をマ
イナスとして正極容量（充放電容量）の１時間放電率
（１Ｃ）の電流を連続して流している。
負極体１７との隙間は小さいほど製造効率が良い。しか
し蛇行による互いのショートを防ぐためセパレータ部材
２５を配置している。セパレータ部材２５の材料は多孔
質ポリエチレンである。そして正極体２と疑似負極体１
７との隙間は約３５μｍである。そして正極体２と疑似
負極体１７は連続して約１０ｍ／時間の速度で移送され
る。この正極体２はリチウム脱離槽１３の外で電解液１
８に触れない位置で、正極体２上の正極活物質２１を塗
布していない領域と正極端子とを接触させている。また
疑似負極体１７は疑似負極体回送ローラ２１を介して負
極端子と接している。正極端子をプラス、負極端子をマ
イナスとして正極容量（充放電容量）の１時間放電率
（１Ｃ）の電流を連続して流している。
【００２４】従って、リチウム脱離槽１３の内の正極体
２と疑似負極体１７とが対向したリチウム脱離領域Ｓで
正極体２のリチウムイオンが疑似負極体１７に移動す
る。そして正極体２はリチウムイオンを脱離する。従っ
て疑似負極体１７はリチウムイオンを吸蔵し、表面に金
属リチウムを析出して体積膨張する。このリチウム脱離
領域Ｓは約１０ｍである。
２と疑似負極体１７とが対向したリチウム脱離領域Ｓで
正極体２のリチウムイオンが疑似負極体１７に移動す
る。そして正極体２はリチウムイオンを脱離する。従っ
て疑似負極体１７はリチウムイオンを吸蔵し、表面に金
属リチウムを析出して体積膨張する。このリチウム脱離
領域Ｓは約１０ｍである。
【００２５】次に、リチウム脱離槽１３でリチウムイオ
ンを吸蔵し、表面に金属リチウムを析出して体積膨張し
た疑似負極体１７は負極体回送ローラ２１に疑似負極体
回送矢印Ａ方向に案内移送される。次にリチウム処理槽
１４内に案内され、リチウム処理槽１４内の処理液２０
で疑似負極体１７表面に析出した金属リチウムを溶解し
洗い流す。その後、乾燥炉１５にて７０度Ｃ〜１５０度
Ｃにて約１０分間乾燥される。そして終端の疑似負極体
１７と無終端状態に結合され回送される。
ンを吸蔵し、表面に金属リチウムを析出して体積膨張し
た疑似負極体１７は負極体回送ローラ２１に疑似負極体
回送矢印Ａ方向に案内移送される。次にリチウム処理槽
１４内に案内され、リチウム処理槽１４内の処理液２０
で疑似負極体１７表面に析出した金属リチウムを溶解し
洗い流す。その後、乾燥炉１５にて７０度Ｃ〜１５０度
Ｃにて約１０分間乾燥される。そして終端の疑似負極体
１７と無終端状態に結合され回送される。
【００２６】一方、リチウム脱離槽１３でリチウムイオ
ンを脱離した正極体２は正極体回送ローラ２２に正極体
回送矢印Ｂ方向に案内移送され、正極洗浄槽１２に案内
され正極洗浄槽１２の内の洗浄液１８で正極体２表面の
電解液１９を洗い流す。その後乾燥炉１５にて７０度Ｃ
〜１００度Ｃで１０分間乾燥され正極体巻き取りロール
２４に巻き取られる。
ンを脱離した正極体２は正極体回送ローラ２２に正極体
回送矢印Ｂ方向に案内移送され、正極洗浄槽１２に案内
され正極洗浄槽１２の内の洗浄液１８で正極体２表面の
電解液１９を洗い流す。その後乾燥炉１５にて７０度Ｃ
〜１００度Ｃで１０分間乾燥され正極体巻き取りロール
２４に巻き取られる。
【００２７】この結果、インライン方式で連続してリチ
ウムイオンが脱離された。換言すると充電状態のリチウ
ム二次電池用電極の正極体２がつくられる。この正極体
巻き取りロール２４に巻き取られた正極体２と新たに疑
似負極体１７とは別のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な
負極体３とをセパレータ４を介して巻回して電極用巻回
体をつくる。その後この電極巻回体を電池缶内に装着
し、電池缶の封口部から電解液を注入し、その後プレス
機等で電池缶の注入口を封口する。そして巻回型リチウ
ム二次電池となる。
ウムイオンが脱離された。換言すると充電状態のリチウ
ム二次電池用電極の正極体２がつくられる。この正極体
巻き取りロール２４に巻き取られた正極体２と新たに疑
似負極体１７とは別のリチウムイオンを吸蔵脱離可能な
負極体３とをセパレータ４を介して巻回して電極用巻回
体をつくる。その後この電極巻回体を電池缶内に装着
し、電池缶の封口部から電解液を注入し、その後プレス
機等で電池缶の注入口を封口する。そして巻回型リチウ
ム二次電池となる。
【００２８】このような製造方法で作られた巻回式リチ
ウム二次電池は充電された状態であるのでバッテリーと
して使用される。換言すると放電される。この放電によ
り負極体は表面の金属リチウムを消滅して負極体の体積
を元の大きさに収縮する。次に電池内のエネルギーを放
電し終わると、再度充電される。この再充電によって負
極体の体積は放電による体積収縮分だけ膨張される。こ
のため電池缶に装着された時よりも大きく膨張すること
はない。
ウム二次電池は充電された状態であるのでバッテリーと
して使用される。換言すると放電される。この放電によ
り負極体は表面の金属リチウムを消滅して負極体の体積
を元の大きさに収縮する。次に電池内のエネルギーを放
電し終わると、再度充電される。この再充電によって負
極体の体積は放電による体積収縮分だけ膨張される。こ
のため電池缶に装着された時よりも大きく膨張すること
はない。
【００２９】従って各電極体が互いに押圧されることが
なく切断もない、結果として電池容量の低下がない。 ＜第２の実施例＞図３は第２の実施例に係る正極体の製
造装置の説明図である。第１の実施例のリチウム脱離槽
１３だけを使用し正極洗浄槽１２、リチウム処理槽１
４、疑似負極体回送ローラ２１、正極体回送ローラ２
２、正極体繰り出しロール２３、正極体巻き取りロール
２４等を使用していない。
なく切断もない、結果として電池容量の低下がない。 ＜第２の実施例＞図３は第２の実施例に係る正極体の製
造装置の説明図である。第１の実施例のリチウム脱離槽
１３だけを使用し正極洗浄槽１２、リチウム処理槽１
４、疑似負極体回送ローラ２１、正極体回送ローラ２
２、正極体繰り出しロール２３、正極体巻き取りロール
２４等を使用していない。
【００３０】リチウム脱離槽１３内には第１の実施例と
同様な電解液１９が満たされている。そして電極体１を
電解液１９内に浸している。この電極体１は正極体２と
疑似負極体１７とセパレータ４から構成され、正極体２
はセパレータ４を介して両面に疑似負極体１７を設けて
いる。正極体２は第１の実施例と同様にアルミウムまた
はアルミウム合金の両面にペースト状の正極合剤２１を
塗布または圧着したものである。また疑似負極体１７の
材料も第１の実施例と同様に銅、ニッケル、ステンレス
等であり、リチウムと反応し難い金属箔である。
同様な電解液１９が満たされている。そして電極体１を
電解液１９内に浸している。この電極体１は正極体２と
疑似負極体１７とセパレータ４から構成され、正極体２
はセパレータ４を介して両面に疑似負極体１７を設けて
いる。正極体２は第１の実施例と同様にアルミウムまた
はアルミウム合金の両面にペースト状の正極合剤２１を
塗布または圧着したものである。また疑似負極体１７の
材料も第１の実施例と同様に銅、ニッケル、ステンレス
等であり、リチウムと反応し難い金属箔である。
【００３１】そして、正極体２は正極端子と接してい
る。また疑似負極体１７は負極端子と接している。正極
端子をプラス、負極端子をマイナスとして正極容量（充
放電容量）の１時間放電率（１Ｃ）の電流を１時間印可
している。これによって正極体２からリチウムが脱離し
疑似負極体１７に析出した。次に、リチウム脱離槽１３
から取り出し正極体２をジエチルカーボネート等の低粘
度溶媒で洗浄し、さらに約７０〜１００度Ｃで１０分間
乾燥する。
る。また疑似負極体１７は負極端子と接している。正極
端子をプラス、負極端子をマイナスとして正極容量（充
放電容量）の１時間放電率（１Ｃ）の電流を１時間印可
している。これによって正極体２からリチウムが脱離し
疑似負極体１７に析出した。次に、リチウム脱離槽１３
から取り出し正極体２をジエチルカーボネート等の低粘
度溶媒で洗浄し、さらに約７０〜１００度Ｃで１０分間
乾燥する。
【００３２】次に第１の実施例と同様に、この正極体２
と新たに疑似負極体１７とは別のリチウムイオンを吸蔵
脱離可能な負極体３とをセパレータ４を介して巻回して
電極用巻回体をつくる。このように行っても第１実施例
と同様の効果が得られる。 ＜第３の実施例＞次に、正極体２のリチウムイオンを脱
離させる方法を説明する。
と新たに疑似負極体１７とは別のリチウムイオンを吸蔵
脱離可能な負極体３とをセパレータ４を介して巻回して
電極用巻回体をつくる。このように行っても第１実施例
と同様の効果が得られる。 ＜第３の実施例＞次に、正極体２のリチウムイオンを脱
離させる方法を説明する。
【００３３】図４は第３の実施例に係る正極体のリチウ
ムイオン脱離装置の説明図である。第２の実施例と異な
るのは疑似負極体１７の変わりに負極体３を使用してい
る点であり、その他は全て同じ条件で充電動作を加え
た。従って、リチウム脱離槽１３の内の正極体２と負極
体３とが対向したリチウム脱離領域Ｓで正極体２のリチ
ウムイオンが負極体３に移動する。また負極体３はリチ
ウムイオンを吸蔵し、表面に金属リチウムを析出して体
積膨張する。
ムイオン脱離装置の説明図である。第２の実施例と異な
るのは疑似負極体１７の変わりに負極体３を使用してい
る点であり、その他は全て同じ条件で充電動作を加え
た。従って、リチウム脱離槽１３の内の正極体２と負極
体３とが対向したリチウム脱離領域Ｓで正極体２のリチ
ウムイオンが負極体３に移動する。また負極体３はリチ
ウムイオンを吸蔵し、表面に金属リチウムを析出して体
積膨張する。
【００３４】充電を終わると、この充電により体積膨張
した体積分だけ電極用巻回体の終端を切断し、外径を小
さくさせて電池缶の内径と同じ寸法とすることができ
る。あるいは体積膨張した各電極体の外径が電池缶の内
径と同じになるように、体積膨張分を見込んであらかじ
め短めの電極体を充電により体積膨張させ、電池缶の内
径と同じ寸法とすることができる。
した体積分だけ電極用巻回体の終端を切断し、外径を小
さくさせて電池缶の内径と同じ寸法とすることができ
る。あるいは体積膨張した各電極体の外径が電池缶の内
径と同じになるように、体積膨張分を見込んであらかじ
め短めの電極体を充電により体積膨張させ、電池缶の内
径と同じ寸法とすることができる。
【００３５】そして各電極を巻回することにより電極巻
回体とする。その後この電極巻回体を電池缶内に装着
し、電池缶の封口部から電解液を注入し、その後プレス
機等で電池缶の注入口を封口する。そして巻回型リチウ
ム二次電池となる。このように行っても第１実施例と同
様の効果が得られる。 ＜比較例＞比較例の電池が第１、２および第３の実施例
と異なる点は、充電を行っていない、つまりリチウムを
脱離をしていない負極体と正極体を巻回した電極用巻回
体を電池缶に装着した点である。その他は第１、２およ
び第３の実施例と同じ条件の単３サイズの電池を５セル
作製した。そして下記の評価を行った。
回体とする。その後この電極巻回体を電池缶内に装着
し、電池缶の封口部から電解液を注入し、その後プレス
機等で電池缶の注入口を封口する。そして巻回型リチウ
ム二次電池となる。このように行っても第１実施例と同
様の効果が得られる。 ＜比較例＞比較例の電池が第１、２および第３の実施例
と異なる点は、充電を行っていない、つまりリチウムを
脱離をしていない負極体と正極体を巻回した電極用巻回
体を電池缶に装着した点である。その他は第１、２およ
び第３の実施例と同じ条件の単３サイズの電池を５セル
作製した。そして下記の評価を行った。
【００３６】＜評価方法＞各３種類の電池を以下の条件
で充放電サイクル試験を行った。 １）放電：3.0 Ｖカットオフ、放電電流密度１mA／平方
cm ２）休止；１分間 ３）充電：4.2 Ｖカットオフ、充電電流密度0.3mA ／平
方cm ４）休止；１分間 上記１項から４項までを約２００回繰り返して各電池の
容量変化つまり電極切断を調べた。
で充放電サイクル試験を行った。 １）放電：3.0 Ｖカットオフ、放電電流密度１mA／平方
cm ２）休止；１分間 ３）充電：4.2 Ｖカットオフ、充電電流密度0.3mA ／平
方cm ４）休止；１分間 上記１項から４項までを約２００回繰り返して各電池の
容量変化つまり電極切断を調べた。
【００３７】＜電極切断試験結果＞充放電サイクルを約
２００回行い試験した結果を表１に示す。
２００回行い試験した結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】第１、２の実施例および、第３の実施例で
作製した５セル全部共に電極切れによる容量の急激な低
下を示さなかった。しかし、比較例で作製した５セルの
うち３セルが電極切れを示した。
作製した５セル全部共に電極切れによる容量の急激な低
下を示さなかった。しかし、比較例で作製した５セルの
うち３セルが電極切れを示した。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のような巻
回式リチウム二次電池は、充放電時の体積膨張、収縮に
よる各電極の切断をなくすことができる。結果として電
池容量の低下を防止することができる。
回式リチウム二次電池は、充放電時の体積膨張、収縮に
よる各電極の切断をなくすことができる。結果として電
池容量の低下を防止することができる。
【図１】 本発明に係る電極巻回体の断面図、
【図２】 本発明に係る正極体の製造方法説明図、
【図３】 第２の実施例に係る正極体の製造方法説明
図、
図、
【図４】 第３の実施例に係る正極体の製造方法説明図
である。
である。
１ 電極巻回体 ２ 正極体 ３ 負極体 ４ セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 勲 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 宮下 勉 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物質
を塗布された正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能な
負極体を有するリチウム二次電池の製造方法において、 あらかじめ活物質を塗布した正極体となるべき部材とリ
チウムイオンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を
介して対向配置し、 組立前の充電動作を加えることによって、前記正極用部
材のリチウムイオンを脱離させて前記負極部材に吸蔵さ
せ、 その後、該リチウムイオンを脱離した正極用部材と前記
リチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別のリチウムイ
オンを吸蔵脱離可能な負極体とを組み合わせて所定の電
極組立を行なうことを特徴とするリチウム二次電池用電
極巻回体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のリチウムイオンを脱離
した正極用部材と、 リチウムイオンを吸蔵した負極部材とは別のリチウムイ
オンを吸蔵脱離可能な負極体とを巻回した電極巻回体を
製造し、 その後、該電極巻回体を電池缶に装着したことを特徴と
するリチウム二次電池の製造方法。 - 【請求項３】 リチウムイオンを吸蔵脱離可能な活物質
を塗布された正極体とリチウムイオンを吸蔵脱離可能な
負極体を有するリチウム二次電池の製造方法において、 あらかじめ活物質を塗布した正極体となるべき部材とリ
チウムイオンを吸蔵可能な負極部材とを所定の電解液を
介して対向配置し、 組立前の充電動作を加えることによって、前記正極用部
材のリチウムイオンを脱離させて前記負極部材に吸蔵さ
せ、 その後、各電極部材を電池缶に装着したことを特徴とす
るリチウム二次電池の製造方法。 - 【請求項４】 電解液を貯蔵した電解液貯蔵装置と、 該電解液の中を通路の一部として移動可能に懸架したエ
ンドレス状の負極部材と、 同じく前記電解液の中で負極部材と平行な通路を通して
供給ロールから巻取りロールへ移動可能に設けられた正
極部材と、 前記負極部材と前記正極部材間に所定の充電電流を供給
する電源を有して成り、 前記電解液中での通路により前記正極部材から活物質イ
オンを前記負極部材側に脱離させて正極部材を連続的に
つくるようにしたことを特徴とするリチウム二次電池用
正極体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111748A JPH11307129A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | リチウム二次電池の製造方法及びリチウム二次電池用巻回体の製造方法及びリチウム二次電池用正極体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111748A JPH11307129A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | リチウム二次電池の製造方法及びリチウム二次電池用巻回体の製造方法及びリチウム二次電池用正極体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307129A true JPH11307129A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14569195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111748A Withdrawn JPH11307129A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | リチウム二次電池の製造方法及びリチウム二次電池用巻回体の製造方法及びリチウム二次電池用正極体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11307129A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019004699A1 (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지 |
| WO2019045399A3 (ko) * | 2017-08-28 | 2019-05-02 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지 |
| US11431019B2 (en) | 2017-06-26 | 2022-08-30 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
| US11784315B2 (en) | 2017-08-28 | 2023-10-10 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP10111748A patent/JPH11307129A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019004699A1 (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지 |
| US11431019B2 (en) | 2017-06-26 | 2022-08-30 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
| WO2019045399A3 (ko) * | 2017-08-28 | 2019-05-02 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지 |
| US11784315B2 (en) | 2017-08-28 | 2023-10-10 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |