制造锂离子二次电池的方法技术

本发明专利技术提供一种制造锂离子二次电池的方法，所述锂离子二次电池包括：正极；具备含石墨的负极活性物质层的负极；包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯的疏质子电解质溶液；以及包括内包有所述正极、负极和疏质子电解质溶液的叠层膜的包装材料，所述方法包括：将所述正极、负极和疏质子电解质溶液封入所述包装材料中，来制造预充电前的锂离子二次电池；对所述预充电前的锂离子二次电池进行预充电，来制造预充电后的锂离子二次电池；以及将所述预充电后的锂离子二次电池的包装材料开封，然后真空密封所述包装材料，并对预充电后的锂离子二次电池进行定期充电，其中所述预充电的电流为0.05C以上且0.25C以下，并且其电压为3.3V以上且3.5V以下。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年09月30日、专利技术名称为“制造锂离子二次电池的方法”、申请号为201080052252.9的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种制造锂离子二次电池的方法。
技术介绍
具有大充电/放电容量的锂离子二次电池等被广泛用于使用电池的便携装置，包括手机。在诸如电动自行车、电动汽车、电动工具和蓄电池的用途中也需要具有大充电/放电容量和优异效率的锂离子二次电池。提出各种材料和技术来改善锂离子二次电池的特性，特别是改善其在长时间内的充电/放电循环特性和存储特性。作为技术之一，提出使用疏质子(aprotic)电解质溶液的非水电解质溶液二次电池，所述疏质子电解质溶液包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯。专利文献1中公开了，使用包含具有至少两个磺酰基的环状磺酸酯作为疏质子溶剂的电解质溶液来制造二次电池，藉此可改善二次电池的充电/放电效率并且可改善二次电池的循环特性。专利文献2中公开了，使用包含链状二磺酸酯的二次电池用电解质溶液作为疏质子溶剂，并在预定温度下进行充电/放电，藉此可提供优异的锂离子二次电池，其表现出优异的存储特性、良好的循环特性、较少的电压降、以及较少的体积增加。另一方面，锂离子二次电池的碳质负极活性物质大致分类两类：具有低结晶度的无定形碳和具有高结晶度的石墨。由于其中石墨具有高初次可逆容量并且可使片状电极的电极密度变高，因此石墨适用于需要高能量密度的用途。现有技术文献r>专利文献专利文献1：JP2004-281368A专利文献2：JP2006-351332A。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，在包含疏质子电解质溶液(该疏质子电解质溶液包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯)和作为负极活性物质的石墨的锂离子二次电池中，锂化合物在电池制造后进行首次充电中沉积在负极上，并且充电/放电循环特性有时会降低。本专利技术的目的在于提供一种制造锂离子二次电池的方法，所述锂离子二次电池包含疏质子电解质溶液和作为负极活性物质的石墨，所述疏质子电解质溶液包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯，其中，在所述电池中，在电池制造后进行首次充电时，没有锂化合物沉积在负极上，并且在长时间内的充电/放电循环特性是优异的。即，本专利技术的技术目的在于提供一种制造锂离子二次电池的方法，所述锂离子二次电池表现出长时间内的高容量保持率。解决技术问题用的手段根据本专利技术的制造锂离子二次电池的方法是，一种制造锂离子二次电池的方法，所述锂离子二次电池包括：正极、具备含石墨的负极活性物质层的负极、包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯的疏质子电解质溶液、以及包括内包有上述正极、负极和疏质子电解质溶液的叠层膜的包装材料，所述方法包括：将上述正极、负极和疏质子电解质溶液封入上述包装材料中，来制造预充电前的锂离子二次电池；对上述预充电前的锂离子二次电池进行预充电，来制造预充电后的锂离子二次电池；以及将上述预充电后的锂离子二次电池的包装材料开封，然后真空密封上述包装材料，并对预充电后的锂离子二次电池进行正式充电，其中上述预充电的电流为0.05C以上且0.25C以下，并且其电压为3.3V以上且3.5V以下。根据本专利技术的制造锂离子二次电池的方法中，上述磺酸酯是由下式(1)表示的环状磺酸酯。其中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A1表示具有1至5个碳原子的取代或未取代的亚烷基、羰基、亚硫酰基、具有1至6个碳原子的取代或未取代的氟代亚烷基、或通过醚键键合有亚烷基单元或氟代亚烷基单元的具有2至6个碳原子的二价基团；并且A2表示取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的氟代亚烷基、或氧原子。根据本专利技术的制造锂离子二次电池的方法中，上述磺酸酯是由下式(2)表示的链状磺酸酯。其中，R1和R4各自独立地表示选自以下的原子或基团：氢原子、具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基、具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有1至5个碳原子的取代或未取代的氟代烷基、具有1至5个碳原子的多氟代烷基、-SO2X1(其中X1为具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基)、-SY1(其中Y1为具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基)、-COZ(其中Z为氢原子、或具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基)、以及卤原子；R2和R3各自独立地表示选自以下的原子或基团：具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基、具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的苯氧基、具有1至5个碳原子的取代或未取代的氟代烷基、具有1至5个碳原子的多氟代烷基、具有1至5个碳原子的取代或未取代的氟代烷氧基、具有1至5个碳原子的多氟代烷氧基、羟基、卤原子、-NX2X3(其中X2和X3各自独立地为氢原子、或具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基)、以及-NY2CONY3Y4(其中Y2至Y4各自独立地为氢原子、或具有1至5个碳原子的取代或未取代的烷基)。根据本专利技术的制造锂离子二次电池的方法中，上述预充电在10℃以上且低于30℃下进行。根据本专利技术的制造锂离子二次电池的方法中，在上述包装材料内所封入的含上述正极和负极的电池元件具有叠层结构。专利技术的效果本专利技术可提供一种制造锂离子二次电池的方法，其中，没有锂化合物沉积在负极活性物质层上，并且其表现出长时间内的高容量保持率。附图说明图1为本实施方式的锂离子二次电池的示意性剖视图。图2为实施例1的负极片的负极活性物质层表面的照片。图3为实施例4的负极片的负极活性物质层表面的照片。图4为比较例1的负极片的负极活性物质层表面的照片。图5为比较例4的负极片的负极活性物质层表面的照片。具体实施方式对本实施方式进行说明。本专利技术人等经过各种研究，结果发现，在制造锂离子二次电池的过程中，当首次充电的方法在一定的条件下进行时，没有锂化合物沉积在负极活性物质层上，所述锂离子二次电池包括：正极、具备含石墨的负极活性物质层的负极、包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯的疏质子电解质溶液、以及包括内包有上述正极、负极和疏质子电解质溶液的叠层膜的包装材料。图1为本实施方式的锂离子二次电池1的示意性剖视图。具有其中正极片10和负极片20与夹持在两者间的隔板30叠层而成的叠层结构的电池元件3，由膜状包装材料5密封。在正极片10中，正极活性物质层13形成于包括铝箔等的正极集电器11上。另外在面积比正极片10大的负极片20中，负极活性物质层23形成于包括铜箔等的负极集电器21上。正极引线端子19和负极引线端子29各自热融合或以其它方式位于膜状包装材料5<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造锂离子二次电池的方法，所述锂离子二次电池包括：正极；具备含石墨的负极活性物质层的负极；包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯的疏质子电解质溶液；以及包括内包有所述正极、负极和疏质子电解质溶液的叠层膜的包装材料，所述方法包括：将所述正极、负极和疏质子电解质溶液封入所述包装材料中，来制造预充电前的锂离子二次电池；对所述预充电前的锂离子二次电池进行预充电，来制造预充电后的锂离子二次电池；以及将所述预充电后的锂离子二次电池的包装材料开封，然后真空密封所述包装材料，并对预充电后的锂离子二次电池进行定期充电，其中所述预充电的电流为0.05C以上且0.25C以下，并且其电压为3.3V以上且3.5V以下。

【技术特征摘要】
2009.11.19 JP 2009-2634331.一种制造锂离子二次电池的方法，
所述锂离子二次电池包括：
正极；
具备含石墨的负极活性物质层的负极；
包含具有至少两个磺酰基的磺酸酯的疏质子电解质溶液；以及
包括内包有所述正极、负极和疏质子电解质溶液的叠层膜的包装材料，
所述方法包括：
将所述正极、负极和疏质子电解质溶液封入所述包装材料中，来制造预充电前的锂离
子二次电池；
对所述预充电前的锂离子二次电池进行预充电，来制造预充电后的锂离子二次电池；
以及
将所述预充电后的锂离子二次电池的包装材料开封，然后真空密封所述包装材料，并
对预充电后的锂离子二次电池进行定期充电，
其中所述预充电的电流为0.05C以上且0.25C以下，并且其电压为3.3V以上且3.5V以
下。
2.权利要求1所述的制造锂离子二次电池的方法，其中，所述磺酸酯是由下式(1)表示
的环状磺酸酯，
其中，Q表示氧原子、亚甲基或单键；A1表示具有1至5个碳原子的取代或未取代的亚烷
基、羰基、亚硫酰基、具有1至6个碳原子的取代或未取代的氟代亚烷基、或通过醚键键合有
亚烷基单元或氟代亚烷基单元的具有2至6个碳原子的二价基团；并且A2表示取代或未取代
的亚烷基、取代或未取代的氟代亚烷基或氧原子。
3.权利要求1所述的制造锂离子二次电池的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：粂內友一，座间浩一，香野大辅，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP