JP2014082063A - 二次電池の製造方法 - Google Patents
二次電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014082063A JP2014082063A JP2012228284A JP2012228284A JP2014082063A JP 2014082063 A JP2014082063 A JP 2014082063A JP 2012228284 A JP2012228284 A JP 2012228284A JP 2012228284 A JP2012228284 A JP 2012228284A JP 2014082063 A JP2014082063 A JP 2014082063A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- secondary battery
- aging
- time
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 189
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (4)
- 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、
ことを特徴とする二次電池の製造方法。 - 前記第二の時間を、5時間以上かつ25時間以下とする、
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。 - 前記第一の温度を、85℃以下とする、
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。 - 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、
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012228284A JP6058968B2 (ja) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012228284A JP6058968B2 (ja) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 二次電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014082063A true JP2014082063A (ja) | 2014-05-08 |
JP6058968B2 JP6058968B2 (ja) | 2017-01-11 |
Family
ID=50786093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012228284A Active JP6058968B2 (ja) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6058968B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016021300A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 非水系二次電池の製造方法 |
WO2017002615A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Necエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の評価方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11288712A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池およびその製造方法 |
JP2004288515A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒形電池の検査方法 |
JP2009004389A (ja) * | 2008-10-02 | 2009-01-08 | Panasonic Corp | 電池の検査方法 |
WO2011036705A1 (ja) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の製造方法 |
-
2012
- 2012-10-15 JP JP2012228284A patent/JP6058968B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11288712A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池およびその製造方法 |
JP2004288515A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒形電池の検査方法 |
JP2009004389A (ja) * | 2008-10-02 | 2009-01-08 | Panasonic Corp | 電池の検査方法 |
WO2011036705A1 (ja) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の製造方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016021300A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 非水系二次電池の製造方法 |
WO2017002615A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Necエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の評価方法 |
CN107851850A (zh) * | 2015-07-01 | 2018-03-27 | Nec能源元器件株式会社 | 制造锂离子二次电池的方法和评估锂离子二次电池的方法 |
JPWO2017002615A1 (ja) * | 2015-07-01 | 2018-04-12 | Necエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池の評価方法 |
US11355783B2 (en) | 2015-07-01 | 2022-06-07 | Envision Aesc Japan Ltd. | Method of manufacturing a lithium-ion secondary battery |
US11870038B2 (en) | 2015-07-01 | 2024-01-09 | Aesc Japan Ltd. | Method of manufacturing a lithium-ion secondary battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6058968B2 (ja) | 2017-01-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6135929B2 (ja) | 非水系二次電池の製造方法 | |
JP6256761B2 (ja) | 二次電池の検査方法および製造方法 | |
JP6080017B2 (ja) | 非水系二次電池の製造方法 | |
CN106025323B (zh) | 用于二次电池的检查方法 | |
EP3370299B1 (en) | Lithium-ion battery non-constant-voltage charging method for correcting and compensating voltage | |
JP6478121B2 (ja) | 二次電池の回復処理方法および再利用処理方法 | |
JP2012084346A (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法 | |
JP5590012B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2011069775A (ja) | 二次電池検査方法 | |
JP5644960B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
JP6094817B2 (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP5464117B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法 | |
CN106058326B (zh) | 一种可优化sei膜性能的锂离子电池化成方法 | |
JP2015008106A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP6176487B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2014238961A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP6058968B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2014203551A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP7011782B2 (ja) | 二次電池の検査方法 | |
US20130309554A1 (en) | Lead-acid battery with high specific power and specific energy | |
JP2012252839A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP2014082121A (ja) | 非水電解液二次電池の製造方法 | |
CN108519410A (zh) | 一种表征循环过程中电解液中锂离子浓度变化的方法 | |
JP2018055878A (ja) | 電池の製造方法 | |
JP2018067498A (ja) | 電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150220 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20151203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160204 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160309 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160325 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160825 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161024 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161208 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6058968 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |