JP2001068159A - 二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池の製造方法Info
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- JP2001068159A JP2001068159A JP23804699A JP23804699A JP2001068159A JP 2001068159 A JP2001068159 A JP 2001068159A JP 23804699 A JP23804699 A JP 23804699A JP 23804699 A JP23804699 A JP 23804699A JP 2001068159 A JP2001068159 A JP 2001068159A
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- Japan
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- manufacturing
- secondary battery
- negative electrode
- air
- lithium
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウムイオン二次電池製造で用いられる雰
囲気は一般にアルゴンであるため、製造設備が大掛かり
になり製造コストが高くなる。本発明はこの問題を解決
する。 【解決手段】 上記課題を露点が-20℃以下の空気中で
リチウムイオンを吸蔵放出する二次電池を製造すること
により解決する。この製造方法は電極材料に炭素を含む
場合には特に有効であり、アルゴン雰囲気下で製造した
場合と同様の特性を維持することができる。
囲気は一般にアルゴンであるため、製造設備が大掛かり
になり製造コストが高くなる。本発明はこの問題を解決
する。 【解決手段】 上記課題を露点が-20℃以下の空気中で
リチウムイオンを吸蔵放出する二次電池を製造すること
により解決する。この製造方法は電極材料に炭素を含む
場合には特に有効であり、アルゴン雰囲気下で製造した
場合と同様の特性を維持することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池等の非水溶媒系二次電池の製造方法に関するもの
である。
次電池等の非水溶媒系二次電池の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギー密度の二次電池として炭素
材料を負極として用いる非水溶媒系リチウム二次竜池が
提案されている(たとえば、特開昭57-208079号公報、特開
昭62-90863号公報、特開昭62-122066号公報、特開平2-668
56号公報参照)。これは、リチウムの炭素層間化合物が電
気化学的に容易に形成されることを利用したものであ
り、この電池を充電すると、たとえば、LiCoO2等のカルコ
ゲン化合物からなる正極中のリチウムは電気化学的に負
極炭素の層間にドープされる。そして、リチウムをドープ
した炭素は、リチウム電極として作用して、放電に伴って
リチウムは炭素層間から脱ドープされ、正極中に戻る。
材料を負極として用いる非水溶媒系リチウム二次竜池が
提案されている(たとえば、特開昭57-208079号公報、特開
昭62-90863号公報、特開昭62-122066号公報、特開平2-668
56号公報参照)。これは、リチウムの炭素層間化合物が電
気化学的に容易に形成されることを利用したものであ
り、この電池を充電すると、たとえば、LiCoO2等のカルコ
ゲン化合物からなる正極中のリチウムは電気化学的に負
極炭素の層間にドープされる。そして、リチウムをドープ
した炭素は、リチウム電極として作用して、放電に伴って
リチウムは炭素層間から脱ドープされ、正極中に戻る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような高エネル
ギー密度の二次電池を製造する場合、リチウムを含む電
極および電解質が非常に反応性に富んでいることから、
一般的にはアルゴンなどの不活性雰囲気中で製造が行わ
れる。しかしアルゴンなどの不活性気体を用いる場合に
は製造設備が非常に大掛かりになり、製造コストが非常
に高くなってしまう。本発明はこのような課題を解決す
るためになされたものである。
ギー密度の二次電池を製造する場合、リチウムを含む電
極および電解質が非常に反応性に富んでいることから、
一般的にはアルゴンなどの不活性雰囲気中で製造が行わ
れる。しかしアルゴンなどの不活性気体を用いる場合に
は製造設備が非常に大掛かりになり、製造コストが非常
に高くなってしまう。本発明はこのような課題を解決す
るためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、電極およ
び電解質の反応性を押さえるための手段を検討した結
果、空気中の水分が極端に少ない場合には水分による影
響を押さえるとともに空気中に含まれる酸素の影響を受
けにくいことを発見し、本発明にいたった。
び電解質の反応性を押さえるための手段を検討した結
果、空気中の水分が極端に少ない場合には水分による影
響を押さえるとともに空気中に含まれる酸素の影響を受
けにくいことを発見し、本発明にいたった。
【０００５】すなわち本願の発明は、露点が-20℃以下の
空気中で、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極電極と
リチウムイオン伝導性の電解質とリチウム含有酸化物焼
成体を含む正極電極とを積層することを特徴とする二次
電池の製造方法、および上記製造方法により得られた二
次電池に関する。
空気中で、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極電極と
リチウムイオン伝導性の電解質とリチウム含有酸化物焼
成体を含む正極電極とを積層することを特徴とする二次
電池の製造方法、および上記製造方法により得られた二
次電池に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は請求項1記載のように、
露点が-20℃以下の空気中で、リチウムイオンを吸蔵放
出可能な負極電極、リチウムイオン伝導性の電解質及び
リチウム含有酸化物焼成体を含む正極電極を積層するこ
とを特徴とする二次電池の製造方法である。
露点が-20℃以下の空気中で、リチウムイオンを吸蔵放
出可能な負極電極、リチウムイオン伝導性の電解質及び
リチウム含有酸化物焼成体を含む正極電極を積層するこ
とを特徴とする二次電池の製造方法である。
【０００７】本発明によれば、露点が-20℃以下の非常
に乾燥した状態であれば、たとえ酸素が存在したとして
も電極活物質や電解質の分解が押さえられるために不活
性雰囲気で製造した場合とほぼ同等の特性を持つ二次電
池が得られる。露点が-20℃以下の乾燥した空気は水分
を吸着材等に吸着させるといった手法や、-20℃以下に
保った冷凍機を通すといった手法により得られる。
に乾燥した状態であれば、たとえ酸素が存在したとして
も電極活物質や電解質の分解が押さえられるために不活
性雰囲気で製造した場合とほぼ同等の特性を持つ二次電
池が得られる。露点が-20℃以下の乾燥した空気は水分
を吸着材等に吸着させるといった手法や、-20℃以下に
保った冷凍機を通すといった手法により得られる。
【０００８】また本発明は請求項２のように、負極電極
又は正極電極の少なくとも一方が、露点が-20℃以下の
空気中で作製されることを特徴とする請求項１記載の二
次電池の製造方法である。
又は正極電極の少なくとも一方が、露点が-20℃以下の
空気中で作製されることを特徴とする請求項１記載の二
次電池の製造方法である。
【０００９】この手法により電極を通常の空気中と接触
する場合には吸蔵されたリチウムのうち利用できない割
合、すなわち不可逆容量の増加を防ぐことができるた
め、初回の充放電効率が上がる。
する場合には吸蔵されたリチウムのうち利用できない割
合、すなわち不可逆容量の増加を防ぐことができるた
め、初回の充放電効率が上がる。
【００１０】本発明の製造方法は請求項３から請求項５
に記載のように、負極に炭素を含む場合に有効である。
炭素としてはいろいろなものが利用できるが、特にフェ
ノール樹脂、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドとい
った高分子樹脂を不活性雰囲気中または真空中で600℃
から1400℃熱処理することにより得られたものである場
合には特に有効である。この温度領域で熱処理された炭
素は内部に官能基を多く含むことから容易に空気中の水
分を吸着する。吸着された水分は真空乾燥によって多く
の部分を除去することが可能であるが、本発明による雰
囲気下で製造することにより、可逆なリチウムを多く吸
蔵することができる。
に記載のように、負極に炭素を含む場合に有効である。
炭素としてはいろいろなものが利用できるが、特にフェ
ノール樹脂、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドとい
った高分子樹脂を不活性雰囲気中または真空中で600℃
から1400℃熱処理することにより得られたものである場
合には特に有効である。この温度領域で熱処理された炭
素は内部に官能基を多く含むことから容易に空気中の水
分を吸着する。吸着された水分は真空乾燥によって多く
の部分を除去することが可能であるが、本発明による雰
囲気下で製造することにより、可逆なリチウムを多く吸
蔵することができる。
【００１１】本発明の製造方法は請求項６記載の通り、
リチウムイオン伝導性の電解質が液体、固体、ゲルのう
ちのいずれかであってもその特性を低下させることがな
い二次電池の製造方法である。
リチウムイオン伝導性の電解質が液体、固体、ゲルのう
ちのいずれかであってもその特性を低下させることがな
い二次電池の製造方法である。
【００１２】
【実施例】以下に具体的な発明実施の形態で説明する
が、もちろん本発明はこれらの限定されるものではな
い。なお評価用コイン電池の放電容量は、正極および負
極それぞれの活物質の単位重さあたりの放電容量から、
4ｍAhとなるように重さを調節した。
が、もちろん本発明はこれらの限定されるものではな
い。なお評価用コイン電池の放電容量は、正極および負
極それぞれの活物質の単位重さあたりの放電容量から、
4ｍAhとなるように重さを調節した。
【００１３】（実施例１）コンプレッサーより得られた
圧縮空気を冷却トラップ装置（東京理科製 CT-50）に毎
分1リットルの割合で流すことで乾燥空気を得た。この
乾燥空気の露点は−35℃であった。この空気をグローブ
ボックスに導入することで電池を作製するための環境を
得た。ポリフッ化ビニリデンをそれぞれ結着剤として通
常の雰囲気化で銅箔上に塗布、乾燥して得られた天然黒
鉛の負極板とLiCoO2の正極板を、上記の雰囲気下でそれ
ぞれ直径12.5mmに打ち抜いた。負極における黒鉛の含有
量は11.5mg、正極におけるLiCoO2の含有量は36.4mgであ
り、電池全体としては4.0mAhの電気量を充放電できる計
算である。これらの電極板の間に炭酸エチレンと炭酸ジ
エチルを１：１の体積比で混合した有機溶媒にLiPF6を1
mol/l溶解した電解液を多孔質ポリプロピレンに含侵さ
せたものをはさみ込みこんだ。これらを2016タイプのコ
インケース内に入れ、プレス封口を行なって評価用のコ
イン電池を作製した。このようにして得られた電池につ
いて、0.2mAの定電流で電位が4.2Vになるまで充電を行
った。つぎに0.2mAの定電流で電位が3.5Vになるまで放
電を行った。
圧縮空気を冷却トラップ装置（東京理科製 CT-50）に毎
分1リットルの割合で流すことで乾燥空気を得た。この
乾燥空気の露点は−35℃であった。この空気をグローブ
ボックスに導入することで電池を作製するための環境を
得た。ポリフッ化ビニリデンをそれぞれ結着剤として通
常の雰囲気化で銅箔上に塗布、乾燥して得られた天然黒
鉛の負極板とLiCoO2の正極板を、上記の雰囲気下でそれ
ぞれ直径12.5mmに打ち抜いた。負極における黒鉛の含有
量は11.5mg、正極におけるLiCoO2の含有量は36.4mgであ
り、電池全体としては4.0mAhの電気量を充放電できる計
算である。これらの電極板の間に炭酸エチレンと炭酸ジ
エチルを１：１の体積比で混合した有機溶媒にLiPF6を1
mol/l溶解した電解液を多孔質ポリプロピレンに含侵さ
せたものをはさみ込みこんだ。これらを2016タイプのコ
インケース内に入れ、プレス封口を行なって評価用のコ
イン電池を作製した。このようにして得られた電池につ
いて、0.2mAの定電流で電位が4.2Vになるまで充電を行
った。つぎに0.2mAの定電流で電位が3.5Vになるまで放
電を行った。
【００１４】（実施例２）天然黒鉛およびLiCoO2を、実
施例1の手法により得られた乾燥雰囲気下でポリフッ化
ビニリデンを結着剤として銅箔上に塗布、乾燥すること
により負極板および正極板を作製した。これらの極板を
実施例1と同様の手法によりコイン電池を作製し放電可
能容量を測定した。
施例1の手法により得られた乾燥雰囲気下でポリフッ化
ビニリデンを結着剤として銅箔上に塗布、乾燥すること
により負極板および正極板を作製した。これらの極板を
実施例1と同様の手法によりコイン電池を作製し放電可
能容量を測定した。
【００１５】（実施例３）レゾール形フェノール樹脂を
1000℃で、1時間処理を行うことにより得られた炭素粉
末およびLiCoO2を用い、実施例２と同様にコイン電池を
作製し、放電可能な電気量を測定した。
1000℃で、1時間処理を行うことにより得られた炭素粉
末およびLiCoO2を用い、実施例２と同様にコイン電池を
作製し、放電可能な電気量を測定した。
【００１６】（実施例４)芳香族ポリイミド樹脂（カプ
トン）を1000℃で、1時間処理を行うことにより得られ
た炭素粉末およびLiCoO2を用い、実施例２と同様にコイ
ン電池を作製し、放電可能な電気量を測定した。
トン）を1000℃で、1時間処理を行うことにより得られ
た炭素粉末およびLiCoO2を用い、実施例２と同様にコイ
ン電池を作製し、放電可能な電気量を測定した。
【００１７】（実施例５）負極活物質をNi2Si、正極活
物質をLiNiO2とした以外は実施例２と同様の手法により
コイン電池を作製し、放電可能な電気量を測定した。
物質をLiNiO2とした以外は実施例２と同様の手法により
コイン電池を作製し、放電可能な電気量を測定した。
【００１８】（比較例）コンプレッサーを2台用い、１
台は実施例１と同様の手法により乾燥空気をグローブボ
ックスに流した。もう一台のコンプレッサーからの空気
を直接グローブボックスに流し、流量を調節することで
露点が-10℃の環境を得た。この中で実施例1から実施例
５と同様の手法によりコイン電池を作製し、それぞれの
放電可能な電気量を測定した。
台は実施例１と同様の手法により乾燥空気をグローブボ
ックスに流した。もう一台のコンプレッサーからの空気
を直接グローブボックスに流し、流量を調節することで
露点が-10℃の環境を得た。この中で実施例1から実施例
５と同様の手法によりコイン電池を作製し、それぞれの
放電可能な電気量を測定した。
【００１９】上記の実施例および比較例について（表
1）に結果を示す。本発明の製造方法により、比較例よ
りも計算された放電可能容量に近い放電容量を示す電池
を得ることができた。
1）に結果を示す。本発明の製造方法により、比較例よ
りも計算された放電可能容量に近い放電容量を示す電池
を得ることができた。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上のように、第一の発明は露点が-20
℃以下の空気中で、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負
極電極とリチウムイオン伝導性の電解質とリチウム含有
酸化物焼成体を含む正極電極とを積層することを特徴と
する二次電池の製造方法である。また第二の発明は負極
電極または正極電極の少なくとも一方が、露点が-20℃
以下の空気中で作製されることを特徴とする二次電池の
製造方法である。さらに第三の発明は負極電極が炭素質
材料を含むを特徴とする二次電池の製造方法であり、そ
の炭素は第四の発明のように高分子樹脂を不活性雰囲気
中または真空中で600℃から1400℃の間の温度で熱処理
することされたものであることを特徴とする二次電池の
製造方法である。
℃以下の空気中で、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負
極電極とリチウムイオン伝導性の電解質とリチウム含有
酸化物焼成体を含む正極電極とを積層することを特徴と
する二次電池の製造方法である。また第二の発明は負極
電極または正極電極の少なくとも一方が、露点が-20℃
以下の空気中で作製されることを特徴とする二次電池の
製造方法である。さらに第三の発明は負極電極が炭素質
材料を含むを特徴とする二次電池の製造方法であり、そ
の炭素は第四の発明のように高分子樹脂を不活性雰囲気
中または真空中で600℃から1400℃の間の温度で熱処理
することされたものであることを特徴とする二次電池の
製造方法である。
【００２２】本発明の製造方法により低コストで高容量
の二次電池を製造することが可能となる。
の二次電池を製造することが可能となる。
Claims (6)
- 【請求項１】 露点が-20℃以下の空気中で、リチウム
イオンを吸蔵放出可能な負極電極、リチウムイオン伝導
性の電解質及びリチウム含有酸化物焼成体を含む正極電
極を積層することを特徴とする二次電池の製造方法。 - 【請求項２】 負極電極又は正極電極の少なくとも一方
が、露点が-20℃以下の空気中で作製されることを特徴
とする請求項１記載の二次電池の製造方法。 - 【請求項３】 負極電極が炭素質材料を含むをこと特徴
とする請求項1または２記載の二次電池の製造方法。 - 【請求項４】 炭素質材料が高分子樹脂を熱処理するこ
とにより得られたものであることを特徴とする請求項３
記載の二次電池の製造方法。 - 【請求項５】 熱処理が、不活性雰囲気中または真空中
で、600℃以上1400℃以下の温度で行われることを特徴
とする請求項４記載の二次電池の製造方法。 - 【請求項６】 リチウムイオン伝導性の電解質が液体、
固体またはゲルのうちのいずれかであることを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれか記載の二次電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23804699A JP2001068159A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23804699A JP2001068159A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068159A true JP2001068159A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17024371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23804699A Withdrawn JP2001068159A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068159A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011113707A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Panasonic Corp | 電極板の搬送用治具 |
| JP2011154915A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Panasonic Corp | ドライエアーの供給方法及び装置 |
| JP2011210738A (ja) * | 2011-07-25 | 2011-10-20 | Toyota Motor Corp | 電極用スラリーの製造方法及び電極用スラリーの製造装置 |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP23804699A patent/JP2001068159A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011113707A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Panasonic Corp | 電極板の搬送用治具 |
| JP2011154915A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Panasonic Corp | ドライエアーの供給方法及び装置 |
| JP2011210738A (ja) * | 2011-07-25 | 2011-10-20 | Toyota Motor Corp | 電極用スラリーの製造方法及び電極用スラリーの製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060822 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060913 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080319 |