JP2014082063A - Method for manufacturing secondary battery - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の生産性向上および性能向上を図るべく、二次電池の劣化を抑制しつつ、エージング温度の高温化を可能にして、エージング時間の短縮を実現する二次電池の製造方法を提供する。
【解決手段】二次電池１に対して初充電を行う初充電工程（ＳＴＥＰ−１）と、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）の後に、二次電池１を所定の高温である第一の温度たる高温エージング温度ｔ2に維持しつつ、所定の第一の時間（高温エージング時間Ｊ3）の間放置する高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）と、を備えるものであって、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）の後で、かつ、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前に、高温エージング温度ｔ2に比して低い第二の温度たるプレエージング温度ｔ1で、所定の第二の時間（プレエージング時間Ｊ2）の間放置するプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を備える。
【選択図】図２[PROBLEMS] To provide a secondary battery manufacturing method capable of increasing the aging temperature and reducing the aging time while suppressing deterioration of the secondary battery in order to improve the productivity and performance of the secondary battery. I will provide a.
An initial charging step (STEP-1) for performing initial charging on a secondary battery 1 and a first temperature that is a predetermined high temperature after the initial charging step (STEP-1). A high temperature aging step (STEP-3) that is allowed to stand for a predetermined first time (high temperature aging time J 3 ) while maintaining the high temperature aging temperature t 2. -1) and before the high-temperature aging step (STEP-3), at a pre-aging temperature t 1, which is a second temperature lower than the high-temperature aging temperature t 2 , for a predetermined second time ( A pre-aging step (STEP-2) that is allowed to stand for a pre-aging time J 2 ).
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、二次電池の製造方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a secondary battery manufacturing method.
従来、リチウムイオン二次電池等の二次電池の製造過程においては、サイクル特性の向上や電池内部における微小短絡の検出精度向上等のために、初充電後に所定の高温でエージングを行う（以下、高温エージングと呼ぶ）ことが有効であることが知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。
Conventionally, in the manufacturing process of a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, aging is performed at a predetermined high temperature after the initial charge in order to improve cycle characteristics and improve accuracy of detection of a short circuit inside the battery (hereinafter, referred to as aging). (Referred to as high temperature aging) is known to be effective. For example, the technique is disclosed in
特許文献１に開示されている技術では、ステップ１において、二次電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が約１００％（第１のＳＯＣ）になるまで初充電を行った後に、ステップ２において、第１のＳＯＣを維持しながら、第１のエージング処理（高温エージング）を行う構成としている。
次に、ステップ３において、二次電池のＳＯＣが約０％（第２のＳＯＣ）になるまで放電させて、ステップ４において、二次電池の温度をステップ１〜３のときの温度よりも低下させる構成としている。
そして、ステップ５において、低下した温度の下、第２のエージング（低温エージング）を行い、その後、ステップ６において、電圧降下量を測定して、精度よく微小な内部短絡の有無を検出する構成としている。
In the technique disclosed in
Next, in
Then, in
バリ等の異物金属が二次電池に混入されていると、電解液に接触している異物金属は溶解しイオン化して負極に誘導され、負極表面において析出するようになる。
この析出物が成長すると、セパレータを介して正極にまで到達することとなり、微小な内部短絡が生じる原因となっている。
高温エージングを行う理由の一つは、斯かる析出物の成長を促進させることにあり、高温エージングを行うことで、エージング時間の短縮を可能にするとともに、異物金属の確実な検出が可能になる。
When foreign metal such as burrs is mixed in the secondary battery, the foreign metal in contact with the electrolytic solution is dissolved, ionized, guided to the negative electrode, and deposited on the negative electrode surface.
When this deposit grows, it reaches the positive electrode via the separator, which causes a minute internal short circuit.
One reason for performing high temperature aging is to promote the growth of such precipitates. By performing high temperature aging, the aging time can be shortened and foreign metal can be reliably detected. .
高温エージングを行うときの温度を高くすると、エージング時間の短縮を図ることができる反面、二次電池の劣化（正極合材層の溶出）を招くことが判明しており、従来は、高温エージングの温度をあまり高くすることができず、エージング時間の短縮を思うように図ることができなかった。 Increasing the temperature when performing high temperature aging can shorten the aging time, but it has been found to cause deterioration of the secondary battery (elution of the positive electrode mixture layer). The temperature could not be increased so much that the aging time could not be reduced as expected.
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、二次電池の生産性向上および性能向上を図るべく、二次電池の劣化を抑制しつつ、エージング温度の高温化を可能にして、エージング時間の短縮を実現する二次電池の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such current problems, and enables the aging temperature to be increased while suppressing the deterioration of the secondary battery in order to improve the productivity and performance of the secondary battery. Thus, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a secondary battery that realizes shortening of the aging time.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項１においては、二次電池に対して初充電を行う初充電工程と、前記初充電工程の後に、前記二次電池を所定の高温である第一の温度に維持しつつ、所定の第一の時間の間放置する高温エージング工程と、を備える二次電池の製造方法であって、前記初充電工程の後で、かつ、前記高温エージング工程の前に、４０℃以上かつ６０℃以下の第二の温度で、前記二次電池を所定の第二の時間の間放置するプレエージング工程を備え、前記第一の温度を前記第二の温度以上とするものである。
That is, in
請求項２においては、前記第二の時間を、５時間以上かつ２５時間以下とするものである。
In
請求項３においては、前記第一の温度を、８５℃以下とするものである。
In
請求項４においては、さらに、前記高温エージング工程の後に、前記二次電池を前記第一の温度に比して低い所定の低温で、所定の時間の間放置する低温エージング工程と、前記低温エージング工程の間における前記二次電池の電圧降下量を測定し、前記電圧降下量を所定の閾値と比較して微小短絡の有無を検出する微小短絡検出工程を備えるものである。 5. The low temperature aging step of leaving the secondary battery at a predetermined low temperature lower than the first temperature for a predetermined time after the high temperature aging step, and the low temperature aging The method includes a minute short-circuit detection step of measuring a voltage drop amount of the secondary battery during the process and comparing the voltage drop amount with a predetermined threshold value to detect the presence or absence of a minute short circuit.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項１ないし請求項３においては、プレエージングを行うことにより、初充電後の二次電池の内部における局所的な高電位を緩和することができる。
これにより、高温エージング時における二次電池の劣化（正極合材の溶出）を抑制し、エージング温度の高温化を図ることができ、ひいては、エージング時間の短縮を図ることができる。
In
Thereby, the deterioration of the secondary battery (elution of the positive electrode mixture) at the time of high-temperature aging can be suppressed, the aging temperature can be increased, and the aging time can be shortened.
請求項４においては、二次電池の電池電圧が安定した状態で電圧降下量を測定することができる。
これにより、短時間で精度よく微小短絡の有無を検出することができる。
According to the fourth aspect, the amount of voltage drop can be measured in a state where the battery voltage of the secondary battery is stable.
Thereby, the presence or absence of a micro short circuit can be detected accurately in a short time.
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法により製造する二次電池の全体構成について、図１を用いて説明をする。
Next, embodiments of the invention will be described.
First, an overall configuration of a secondary battery manufactured by a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法により製造する二次電池１は巻回型非水電解質二次電池であり、一面（上面）が開口した有底角筒形状のケース本体２１と、平板状に形成されケース本体２１の開口部を閉塞する蓋体２２とで構成される電池ケース２に、電解液とともに電極体３を収容して構成されている。
As shown in FIG. 1, a
電池ケース２は、一面（上面）が開口した直方体状の有底角筒形状に形成されるケース本体２１の開口部を、平板状の蓋体２２にて閉塞した角型ケースに構成されている。
蓋体２２の長手方向一端部(図１における左端部)には正極端子４ａが設けられ、蓋体２２の長手方向他端部(図１における右端部)には負極端子４ｂが設けられている。
The
A positive electrode terminal 4a is provided at one end in the longitudinal direction of the lid 22 (left end in FIG. 1), and a negative electrode terminal 4b is provided at the other longitudinal end of the lid 22 (right end in FIG. 1). .
電極体３は、正極シート３１、負極シート３２、およびセパレータ３３を、正極シート３１と負極シート３２との間にセパレータ３３が介在するように積層し、積層した正極シート３１、負極シート３２、およびセパレータ３３を巻回して断面が略楕円状となるように扁平させることにより構成されている。
The
電池ケース２に電極体３および電解液を収容して二次電池１を構成する際には、まず電極体３の正極シート３１および負極シート３２に、それぞれ蓋体２２の正極端子４ａおよび負極端子４ｂを接続して、電極体３を蓋体２２に組み付けて、蓋体サブアッシーを形成する。
その後、電極体３および電解液をケース本体２１内に収容するとともに、ケース本体２１の開口部に蓋体２２を嵌合して、蓋体２２とケース本体２１とを溶接により密封することにより、二次電池１を構成する。
When the
Thereafter, the
正極シート３１は、正極活物質、導電材、および結着材等の電極材料を溶媒とともに混練して得られたペースト状の正極合材を、箔状に形成される集電体の表面（片面又は両面）に塗布するとともに乾燥・加圧して構成されている。
The
同様に、負極シート３２は、負極活物質や増粘剤や結着材等の電極材料を混練して得られたペースト状の負極合材を、箔状に形成される集電体の表面（片面又は両面）に塗布するとともに乾燥・加圧して構成されている。
セパレータ３３は、例えば多孔質ポリオレフィン系樹脂等で構成されるシート状部材であり、正極シート３１と負極シート３２との間に配置される。
Similarly, the
The
次に、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法について、図２および図３を用いて説明をする。
本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、組み立てが完了した二次電池１に対して、初充電を行う時点から、その二次電池１に対する微小短絡の有無の検査を行う時点までの間における一連の工程に関するものである。
このため、二次電池１の組み立てが完了するまでの各工程においては、種々の製造方法を採用しうるものである。
Next, a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the
For this reason, in each process until the assembly of the
本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法は、図２に示すように、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）、微小短絡検出工程（ＳＴＥＰ−５）、の各工程を備えている。
As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the
本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、まず始めに、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）を実施する。
初充電工程（ＳＴＥＰ−１）は、組み立てが完了した（電解液が注入され、封口された）状態の二次電池１に対して、初充電を行う工程である。
In the method for manufacturing the
The initial charging step (STEP-1) is a step of performing initial charging on the
本実施形態において、図３（ａ）に示すように、初充電を行うときの二次電池１の温度ｔ0は室温（２０〜２５℃）程度としており、温度ｔ0を維持しつつ、例えば、二次電池のＳＯＣが１００％に到達するまで、充放電手段（図示せず）によって、所定の充電条件の下、初充電を行う。
また、本実施形態において、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）を行う所定の時間は、時間Ｊ1としている。
尚以下では、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）における温度ｔ0を初充電温度ｔ0とも呼び、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）の時間Ｊ1を、初充電時間Ｊ1とも呼ぶ。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the temperature t 0 of the
Further, in the present embodiment, the predetermined time for initial charging step (STEP-1) is the time J 1.
Hereinafter, the temperature t 0 in the initial charging step (STEP-1) is also referred to as the initial charging temperature t 0, and the time J 1 in the initial charging step (STEP-1) is also referred to as the initial charging time J 1 .
図２に示す如く、本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、次に、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施する。
初充電工程（ＳＴＥＰ−１）を経た二次電池１では、その内部において、局所的に高電位となっている部位が生じている。
プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）は、二次電池１に対して高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を実施する前に、二次電池１内部の各部におけるリチウムイオンの拡散を促進し電位を均一化して、局所的な高電位を解消するために実施するものである。
As shown in FIG. 2, in the method for manufacturing the
In the
In the pre-aging step (STEP-2), before the high-temperature aging step (STEP-3) is performed on the
本実施形態において、図３（ａ）に示すように、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）における二次電池１の温度ｔ1は、リチウムイオンの拡散を促進できる温度である４０〜６０℃の温度としており、二次電池１を温度ｔ1まで昇温した状態で、所定の時間放置するようにしている。
尚以下では、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）における二次電池１の温度ｔ1を、プレエージング温度ｔ1とも呼ぶ。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3 (a), the temperature t 1 of the
Hereinafter, the temperature t 1 of the
また、本実施形態において、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）における二次電池１の温度ｔ1は、後述する高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行うときにおける二次電池１の温度ｔ2以下の温度を採用する（即ち、温度ｔ1≦温度ｔ2）ようにしている。
In the present embodiment, the temperature t 1 of the
さらに、本実施形態において、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行う所定の時間を時間Ｊ2と規定しており、時間Ｊ2は、５時間以上かつ２５時間以下の間の時間を採用するようにしている。
尚以下では、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）の時間Ｊ2を、プレエージング時間Ｊ2とも呼ぶ。
Furthermore, in the present embodiment, the predetermined time for performing the pre-aging step (STEP-2) is defined as time J 2 , and the time J 2 is a time between 5 hours and 25 hours. I have to.
In the following, the time J 2 of the pre-aging step (STEP-2) is also referred to as pre-aging time J 2 .
本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、次に、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を実施する。
プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を経た二次電池１では、その内部における局所的な高電位が解消されている。
本実施形態においては、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）における二次電池１の温度ｔ2は、８５℃以下であって、かつ、プレエージング温度ｔ1以上の温度としており、二次電池１を温度ｔ2まで昇温した状態で、所定の時間放置するようにしている。
さらに、本実施形態において、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行う所定の時間を時間Ｊ3と規定している。
尚以下では、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）における二次電池１の温度ｔ2を、高温エージング温度ｔ2とも呼び、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の時間Ｊ3を、高温エージング時間Ｊ3とも呼ぶ。
Next, in the method for manufacturing the
In the
In the present embodiment, the temperature t 2 of the
Further, in this embodiment, defines the time J 3 a predetermined time for high-temperature aging step (STEP-3).
Hereinafter, the temperature t 2 of the
尚、高温エージング時間Ｊ3は、所定の第一の時間に対応するものであり、また、プレエージング時間Ｊ2は、所定の第二の時間に対応するものである。 The high temperature aging time J 3 corresponds to a predetermined first time, and the pre-aging time J 2 corresponds to a predetermined second time.
本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、次に、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）を実施する。
低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）では、二次電池１の温度を、自己放電に起因する電圧降下量に比して内部短絡に起因する電圧降下量が大きくなる温度まで二次電池１の温度を低下させて、所定の時間放置するようにしている。
そして、本実施形態において、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）における二次電池１の温度は、初充電時の温度ｔ0と同様の室温（２０〜２５℃）程度としている。
さらに、本実施形態において、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）を行う所定の時間を時間Ｊ4と規定している。
尚以下では、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）の時間Ｊ4を、低温エージング時間Ｊ4とも呼ぶ。
Next, in the method for manufacturing the
In the low temperature aging step (STEP-4), the temperature of the
In this embodiment, the temperature of the
Further, in this embodiment, it defines a predetermined time for performing the low-temperature aging step (STEP-4) and the time J 4.
Hereinafter, the time J 4 of the low temperature aging process (STEP-4) is also referred to as a low temperature aging time J 4 .
そして、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）の開始時における二次電池１の電圧Ｖ1と、低温エージング時間Ｊ4が経過した後の二次電池１の電圧Ｖ2を測定し、電圧Ｖ1と電圧Ｖ2の差から電圧降下量ΔＶ（ΔＶ＝Ｖ1−Ｖ2）を算出するようにしている。
Then, the voltage V 1 of the low-temperature aging step the secondary battery at the start of the (STEP-4) 1, to measure the voltage V 2 of the
本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、次に、微小短絡検出工程（ＳＴＥＰ−５）を実施する。
微小短絡検出工程（ＳＴＥＰ−５）では、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）の間に求めておいた電圧降下量ΔＶを、所定の閾値と比較することによって、二次電池１における微小短絡の有無を検出する構成としている。
Next, in the method for manufacturing the
In the minute short-circuit detection step (STEP-5), the voltage drop ΔV obtained during the low-temperature aging step (STEP-4) is compared with a predetermined threshold value to determine whether or not there is a minute short-circuit in the
次に、プレエージングを行った場合の効果について、図４を用いて説明をする。
尚、図４（ａ）（ｂ）に示す測定結果は、高温エージング温度ｔ2を７５℃〜８５℃とし、また、プレエージング温度ｔ1を室温〜６０℃とする条件の下、測定を行ったものである。
尚、ここで言う「室温」とは、２０〜２５℃の温度を指している。
Next, the effect when pre-aging is performed will be described with reference to FIG.
The measurement results shown in FIG. 4 (a) (b) is a high-temperature aging temperature t 2 and 75 ° C. to 85 ° C., also under conditions that the pre-aging temperature t 1 and room temperature to 60 ° C., a measurement carried out It is a thing.
In addition, "room temperature" said here refers to the temperature of 20-25 degreeC.
図４（ｂ）には、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行わず、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）のみを行った場合の二次電池１における自己放電量の測定結果を示している。
図４（ｂ）によると、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）のみを実施した場合には、異常値を示す二次電池１（図４（ｂ）中の「ＮＧ」と示したもの）が多数生じていることが判る。
In FIG.4 (b), the measurement result of the self-discharge amount in the
According to FIG. 4B, when only the high-temperature aging process (STEP-3) is performed, there are many secondary batteries 1 (shown as “NG” in FIG. 4B) that show abnormal values. You can see that it has occurred.
これは、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）により、二次電池１がその耐熱温度以上の温度まで昇温されたことによって、正極合材の溶出が起き、電池性能の劣化が生じたためであると考えられる。
このような正極合材の溶出は、二次電池１のサイクル特性を悪化させるものである。
This is because elution of the positive electrode mixture occurred due to the
Such elution of the positive electrode mixture deteriorates the cycle characteristics of the
正極合材の溶出が生じる条件は、二次電池１の内部に、局所的な高電位の部位が存在し、かつ、その高電位の部位が高温になることであり、これらの条件が揃ったときに正極合材の溶出が起きることが判っている。
即ち、二次電池１では、高温であっても、その部位が高電位でなければ、正極合材の溶出が起きることがない。
The conditions for elution of the positive electrode mixture are that a local high potential portion exists in the
That is, in the
一方、図４（ａ）には、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行った後に、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行った場合の二次電池における自己放電量の測定結果を示している。
図４（ａ）によると、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行う前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施した場合には、異常値を示す二次電池１が生じていない（図４（ａ）中の「ＯＫ」と示したもののみである）ことが判る。
これは、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行うことによって、二次電池１の内部における局所的な高電位が解消され、二次電池１の温度が高温になっても、正極合材の溶出が起きなかったものと考えられる。
また、このようにして正極合材の溶出を防止することによって、二次電池１のサイクル特性が向上する。
On the other hand, FIG. 4A shows the measurement result of the self-discharge amount in the secondary battery when the high temperature aging process (STEP-3) is performed after the preaging process (STEP-2). .
According to FIG. 4A, when the pre-aging process (STEP-2) is performed before the high-temperature aging process (STEP-3), the
This is because the local high potential in the
Moreover, the cycle characteristics of the
即ち、図４（ａ）（ｂ）によれば、二次電池１に対して、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行うことにより、二次電池１に高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を施しても、二次電池１の性能の劣化が生じないことが判った。
また、図４（ａ）（ｂ）に示す測定結果から、二次電池１に対して、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行うことにより、高温エージング温度ｔ2を従来に比して高温化することが可能であることが判った。
That is, according to FIGS. 4A and 4B, the
Further, from the measurement results shown in FIGS. 4A and 4B, the
さらに、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施する場合の効果について、図５を用いて説明をする。
図５（ｂ）には、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行わずに、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）のみを行った場合における、良品の（即ち、性能要件を満たした）二次電池１を得るためのエージング条件（エージング時間およびエージング温度）を示している。
Furthermore, the effect in the case of implementing a pre-aging process (STEP-2) is demonstrated using FIG.
FIG. 5B shows a non-defective secondary battery (that satisfies the performance requirements) when only the high temperature aging process (STEP-3) is performed without performing the preaging process (STEP-2). Aging conditions (aging time and aging temperature) for obtaining 1 are shown.
従来のように、二次電池１に対して高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）のみを実施する場合には、正極合材の溶出を回避する必要がある（図４（ｂ）参照）ため、高温エージング温度ｔ2を６０℃以下に制限する必要があった。
このため、図５（ｂ）によれば、二次電池１に対して高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）のみを実施した場合において、性能要件を満足する（即ち、図５（ｂ）中に示す斜線部に該当する）二次電池１を得るためには、高温エージング時間Ｊ3を、Ｔ2以上とする必要があり、多大となっていることが判る。
In the case where only the high temperature aging process (STEP-3) is performed on the
For this reason, according to FIG.5 (b), when only a high temperature aging process (STEP-3) is implemented with respect to the
一方、図５（ａ）には、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施した場合における、良品の（即ち、性能要件を満たした）二次電池１を得るためのエージング条件（エージング時間およびエージング温度）を示している。 On the other hand, FIG. 5A shows a non-defective secondary battery 1 (that satisfies the performance requirements) when the pre-aging step (STEP-2) is performed before the high-temperature aging step (STEP-3). Aging conditions (aging time and aging temperature) for obtaining the above are shown.
高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行う前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施した場合には、高温エージング温度ｔ2を高くしても正極合材の溶出が起きない（図４（ａ）参照）ため、高温エージング温度ｔ2を６０℃以下に制限する必要がなく、例えば、高温エージング温度ｔ2を８０℃程度にすることができる。
但し、二次電池１の温度が８５℃より高温になる場合、二次電池１に不良の発生するおそれがあるため、高温エージング温度ｔ2は、８５℃以下に制限する必要がある。
When carrying out the pre-aging step (STEP-2) before performing the high temperature aging step (STEP-3), it does not occur elution of the positive electrode mixture be increased high temperature aging temperature t 2 (FIG. 4 (a Therefore, it is not necessary to limit the high temperature aging temperature t 2 to 60 ° C. or lower. For example, the high temperature aging temperature t 2 can be set to about 80 ° C.
However, when the temperature of the
そして、図５（ａ）に示す如く、例えば、高温エージング温度ｔ2を８０℃として高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行い、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施した場合には、性能要件を満足する（即ち、図５（ａ）中に示す斜線部に該当する）二次電池１を得るための高温エージング時間Ｊ3は、Ｔ1以上（Ｔ1＜Ｔ2）でよいことが判る。
Then, as shown in FIG. 5 (a), for example, performs a high-temperature aging step (STEP-3) High-temperature aging temperature t 2 as 80 ° C., on an implementation of the pre-aging step (STEP-2), the performance requirements It can be seen that the high temperature aging time J 3 for obtaining the
即ち、図５（ａ）（ｂ）から、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）を行う前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施すれば、高温エージング温度ｔ2を６０℃以上（但し、８５℃以下）に高めることが可能であり、これにより、高温エージング時間Ｊ3の短縮が可能になることが判る。 That is, from FIGS. 5A and 5B, if the pre-aging step (STEP-2) is performed before the high-temperature aging step (STEP-3), the high-temperature aging temperature t 2 is 60 ° C. or higher (however, 85 ℃ or less) it is possible to increase, thereby, it can be understood that it is possible to shorten the high temperature aging time J 3.
次に、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）におけるエージング条件について、図６を用いて説明をする。
尚、図６（ａ）に示す測定結果は、高温エージング温度ｔ2を８５℃とし、また、プレエージング温度ｔ1を６０℃とする条件の下、測定を行ったものである。
また、図６（ｂ）に示す測定結果は、高温エージング温度ｔ2を８５℃とし、また、プレエージング時間Ｊ2を１０時間とする条件の下、測定を行ったものである。
Next, aging conditions in the pre-aging step (STEP-2) will be described with reference to FIG.
The measurement results shown in FIG. 6 (a), the high-temperature aging temperature t 2 and 85 ° C., also having been subjected under conditions of a pre-aging temperature t 1 and 60 ° C., a measurement.
The measurement results shown in FIG. 6 (b), the high-temperature aging temperature t 2 and 85 ° C., also having been subjected under conditions that pre-aging time J 2 for 10 hours, the measurement.
図６（ａ）には、プレエージング時間Ｊ2と二次電池１の不良率との関係を示している。
図６（ａ）によれば、プレエージング温度ｔ1が一定であれば、プレエージング時間Ｊ2を長くするほど、二次電池１の不良率が低下する傾向が把握できる。
そして、プレエージング時間Ｊ2を５時間以上とすれば、二次電池１の不良率を２０％以下にまで低減させることができ、さらに、プレエージング時間Ｊ2を１０時間以上とすれば、二次電池１の不良率をほぼ０％とすることが可能であることが判った。
FIG. 6A shows the relationship between the pre-aging time J 2 and the defective rate of the
According to FIG. 6A, if the pre-aging temperature t 1 is constant, it can be understood that the failure rate of the
If the pre-aging time J 2 is set to 5 hours or longer, the defect rate of the
また、図６（ｂ）には、プレエージング温度ｔ1と二次電池１の不良率との関係を示している。
図６（ｂ）によれば、プレエージング時間Ｊ2が一定であれば、プレエージング温度ｔ1を高くするほど、二次電池の不良率が低下する傾向が把握できる。
そして、プレエージング温度ｔ1を４０℃以上とすれば、二次電池１の不良率を３０％以下にまで低減させることができ、さらに、プレエージング温度ｔ1を５０℃以上とすれば、二次電池１の不良率をほぼ０％とすることが可能であることが判った。
FIG. 6B shows the relationship between the pre-aging temperature t 1 and the defective rate of the
According to FIG. 6B, if the pre-aging time J 2 is constant, it is possible to grasp the tendency that the defect rate of the secondary battery decreases as the pre-aging temperature t 1 is increased.
If the pre-aging temperature t 1 is set to 40 ° C. or higher, the defect rate of the
そして、図６（ａ）（ｂ）により、本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法では、高温エージング温度ｔ2の高温化および高温エージング時間Ｊ3の短縮を図るために、プレエージング時間Ｊ2を５時間以上、かつ、２５時間以下として、プレエージング温度ｔ1を４０℃以上、かつ、６０℃以下とするのが最適な条件であると判断した。
Then, referring to FIG. 6 (a) (b), in the
プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）の導入効果について、図３および図５を用いて説明をする。
図５（ｂ）によれば、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行わない場合、高温エージング時間Ｊ3は、１５０時間以上を要していた。
The introduction effect of the pre-aging process (STEP-2) will be described with reference to FIGS.
According to FIG. 5 (b), when the front of the high-temperature aging step (STEP-3) does not perform a pre-aging step (STEP-2), high-temperature aging time J 3 is, it takes more than 150 hours.
一方、図５（ａ）によれば、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行った場合、例えば、高温エージング温度ｔ2を８５℃と高温化して、高温エージング時間Ｊ3を２０時間に短縮化できることが判る。 On the other hand, according to FIG. 5A, when the pre-aging step (STEP-2) is performed before the high-temperature aging step (STEP-3), for example, the high-temperature aging temperature t 2 is increased to 85 ° C., It can be seen that the high temperature aging time J 3 can be shortened to 20 hours.
そして、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前にプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施する場合において、プレエージング時間Ｊ2を、最適条件における最大値である２５時間程度としても、プレエージングと高温エージングを合わせて、初充電後４５時間程度で高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）まで完了することが可能になることが判る。 When the pre-aging step (STEP-2) is performed before the high-temperature aging step (STEP-3), even if the pre-aging time J 2 is about 25 hours which is the maximum value under the optimum conditions, It can be seen that, together with the high temperature aging, it is possible to complete the high temperature aging process (STEP-3) in about 45 hours after the initial charge.
また、プレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を実施すると、二次電池１の内部における局所的な高電位を解消することができるため、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）における電池電圧をより安定化させることができる。
これにより、低温エージング時間Ｊ4の短縮を図ることができるとともに、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）における各電圧Ｖ1およびＶ2の測定精度も向上させることができる。
Further, when the pre-aging step (STEP-2) is performed, the local high potential inside the
As a result, the low temperature aging time J 4 can be shortened, and the measurement accuracy of the voltages V 1 and V 2 in the low temperature aging process (STEP-4) can be improved.
このため、図３（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法を採用すれば、従来に比して、エージング処理に要する時間の短縮を図ることができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法によれば、二次電池１の劣化を抑制しつつ、高温エージング温度ｔ2の高温化を可能にして、エージング時間（即ち、プレエージング時間Ｊ2と高温エージング時間Ｊ3の合計）の短縮を実現することができる。
For this reason, as shown in FIGS. 3A and 3B, if the method for manufacturing the
That is, according to the method for manufacturing the
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池１の製造方法は、二次電池１に対して初充電を行う初充電工程（ＳＴＥＰ−１）と、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）の後に、二次電池１を所定の高温である第一の温度たる高温エージング温度ｔ2に維持しつつ、所定の第一の時間（高温エージング時間Ｊ3）の間放置する高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）と、を備えるものであって、初充電工程（ＳＴＥＰ−１）の後で、かつ、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の前に、高温エージング温度ｔ2に比して低い第二の温度たるプレエージング温度ｔ1を、４０℃以上かつ６０℃以下として、所定の第二の時間（プレエージング時間Ｊ2）の間放置するプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を備えるものである。
That is, the manufacturing method of the
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法においては、第二の時間たるプレエージング時間Ｊ2を、５時間以上かつ２５時間以下とし、また、第一の温度たる高温エージング温度ｔ2を、８５℃以下とするものである。 In the method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, the pre-aging time J 2 as the second time is set to 5 hours to 25 hours, and the high temperature aging temperature is the first temperature. t 2 is set to 85 ° C. or less.
このような条件でプレエージング工程（ＳＴＥＰ−２）を行うことにより、初充電後の二次電池１の内部における局所的な高電位を緩和することができる。
これにより、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）時における二次電池１の劣化（正極合材の溶出）を抑制し、高温エージング温度ｔ2の高温化を図ることができ、ひいては、エージング時間（即ち、プレエージング時間Ｊ2と高温エージング時間Ｊ3の合計）の短縮を図ることができる。
By performing the pre-aging step (STEP-2) under such conditions, the local high potential inside the
Thereby, deterioration (elution of the positive electrode mixture) of the
また、本発明の一実施形態に係る二次電池の製造方法は、さらに、高温エージング工程（ＳＴＥＰ−３）の後に、二次電池１を高温エージング温度ｔ2に比して低い所定の低温（本実施形態では、温度ｔ0）で、所定の低温エージング時間Ｊ4の間放置する低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）と、低温エージング工程（ＳＴＥＰ−４）の間における二次電池１の電圧降下量ΔＶを測定し、電圧降下量ΔＶを所定の閾値と比較して微小短絡の有無を検出する微小短絡検出工程（ＳＴＥＰ−５）を備えるものである。
The secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention, furthermore, the high-temperature aging step (STEP-3) after the
このような構成により、二次電池１の電池電圧が安定した状態で電圧降下量ΔＶを測定することができる。
これにより、短時間で精度よく微小短絡の有無を検出することができる。
With such a configuration, the voltage drop ΔV can be measured while the battery voltage of the
Thereby, the presence or absence of a micro short circuit can be detected accurately in a short time.
１ 二次電池 1 Secondary battery
Claims (4)
前記初充電工程の後に、前記二次電池を所定の高温である第一の温度に維持しつつ、所定の第一の時間の間放置する高温エージング工程と、
を備える二次電池の製造方法であって、
前記初充電工程の後で、かつ、前記高温エージング工程の前に、
４０℃以上かつ６０℃以下の第二の温度で、前記二次電池を所定の第二の時間の間放置するプレエージング工程を備え、
前記第一の温度を前記第二の温度以上とする、
ことを特徴とする二次電池の製造方法。 An initial charging process for initial charging of the secondary battery;
After the initial charging step, a high temperature aging step of maintaining the secondary battery at a first temperature that is a predetermined high temperature, and leaving it for a predetermined first time;
A method for producing a secondary battery comprising:
After the initial charging step and before the high temperature aging step,
A pre-aging step of leaving the secondary battery for a predetermined second time at a second temperature of 40 ° C. or more and 60 ° C. or less,
The first temperature is equal to or higher than the second temperature,
A method for producing a secondary battery.
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。 The second time is 5 hours or more and 25 hours or less,
The method of manufacturing a secondary battery according to claim 1.
ことを特徴とする請求項２に記載の二次電池の製造方法。 The first temperature is set to 85 ° C. or lower.
The method for manufacturing a secondary battery according to claim 2.
前記高温エージング工程の後に、
前記二次電池を前記第一の温度に比して低い所定の低温で、所定の時間の間放置する低温エージング工程と、
前記低温エージング工程の間における前記二次電池の電圧降下量を測定し、前記電圧降下量を所定の閾値と比較して微小短絡の有無を検出する微小短絡検出工程を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。 further,
After the high temperature aging process,
A low temperature aging step of leaving the secondary battery at a predetermined low temperature lower than the first temperature for a predetermined time;
Measuring a voltage drop amount of the secondary battery during the low temperature aging step, and comparing the voltage drop amount with a predetermined threshold to detect the presence or absence of a micro short circuit,
The method for manufacturing a secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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