非水电解质二次电池的制造方法技术

将收容有正极、负极及非水电解液的外装构件的开口部暂时密封而获得暂时密封电池，并对暂时密封电池进行第一次充电使负极电位高于0.8V且为1.4V以下(相对于Li/Li+)，且在50℃以上且未达80℃的环境中储藏后，将内部气体排出并正式密封，而制造非水电解质二次电池。所述钛复合氧化物可使用尖晶石构造的钛酸锂、直锰矿构造的钛酸锂、Li4+xTi5O12、Li2+xTi3O7、通式H2TinO2n+1所示的钛酸化合物、青铜型氧化钛等单斜晶系钛复合氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于。更详细而言，关于一种非水电解质 二次电池的制造方法，该非水电解质二次电池为负极活性物质使用钛复合氧化物者，且可 降低在高温环境下使用时所伴随产生的气体，以及可抑制电池容量的降低。
技术介绍
近年来正在开发使用钛复合氧化物作为负极活性物质的非水电解质二次电池。锂 储藏电位为I. 2V(相对于Li/Li+)以上的钛复合氧化物，其锂离子储藏电位与金属锂析出 电位有很大的差异，故即使在急速充电时或以低温充电时本质上也难以析出金属锂。又，例 如Li4Ti5O12几乎不会伴随充放电而造成结晶的单位晶格改变，故构造劣化非常慢。因此，使 用钛复合氧化物作为负极活性物质的电池安全性高，且具有优异的电池特性，尤其是具有 循环寿命特性。 但，使用钛复合氧化物作为负极活性物质的电池有在高温环境下充放电时容易产 生气体、且电池容量会降低的问题。若产生大量气体，则有电池内压上升或造成电池膨胀之 虞，此外会有加速电池容量的降低并降低寿命性能的问题。尤其，近年来随着二次电池的用 途扩大，也更要求电池的高能量密度化，故在电池内部进行电极的高密度填充及减少电池 内空间，因此所述课题又更为明显。 对于该问题，已提出通过调节电池而解决的各种提案。例如，专利文献1揭示一种 非水电解质电池的制造方法，该非水电解质电池具备具有负极活性物质的负极，而该负极 活性物质在相对于锂电位为I. 2V以上的电位将锂离子插入、脱离，其中，初期循环时使负 极电位相对于锂电位降低至〇. 8V以下，并在所述负极表面存在有具有碳酸酯构造的被膜， 借此可抑制非水电解质电池产生气体。虽然已知该方法在制造电池时或于室温放置时对于 抑制气体产生有效果，但因为所述处理会使电池初期容量大幅降低，而在高温环境重复充 放电时无法充分抑制气体的产生。 专利文献2揭示一种方法，为了将钛酸锂基底的电化学电池充电至第1充电状态， 而在第1期间中对经活性化的电化学电池供给电流，并进一步在40°C至120°C的温度范围 的第2期间中充电至第2充电状态，借此改善电化学电池的循环寿命、自我放电特性等。但 已知该方法会因所述处理而使电池的初期容量大幅降低，推测其原因为于第2期间中在较 高的温度维持电压。 专利文献3揭示一种在负极含有锂钛氧化物的， 所述方法包括调整使暂时密封二次电池的充电深度（SOC)至未达20% (不包括0%)、将所 述调整的暂时密封二次电池保持在50°C以上90°C以下的环境中、将所述暂时密封二次电 池开封并将内部气体排出的步骤，借此可抑制高温储藏时气体的产生，且可抑制电阻上升。 但是，已知该方法在如50%以下的低SOC状态中，在高温环境下保管电池时有抑制气体产 生的效果，但在高温环境重复充放电时无法充分抑制气体的产生。 专利文献4揭示一种，所述方法对通过暂时封口 而密闭的电池进行充电操作后，将所述电池开放并在减压下除去气体，之后再度通过暂时 封口而密闭，且将电池在高温环境下老化（ageing)后，开放并在减压下除去气体，之后通 过实际封口而密闭，借此可将第一次充放电时产生的气体及老化期间中产生的气体排出， 并确保预定的电池容量、输出。但，该方法是在负极使用含有锂离子储藏电位为I. 2V(相对 于Li/Li+)以上的钛复合氧化物的活性物质时，在高温环境重复充放电时无法充分抑制气 体产生，而未见其效果。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:特再公表W007/064046 专利文献2:日本特表2010-530122号公报 专利文献3:日本特开2012-79561号公报 专利文献4:日本特开2008-27741号公报
技术实现思路
(专利技术所欲解决的课题） 本专利技术的目的为提供一种，该非水电解质二次电 池的负极活性物质是使用钛复合氧化物，其中，可降低伴随在高温环境下使用，尤其是在高 温环境下重复充放电（高温循环）而产生的气体，以及可抑制电池容量的降低。 (用以解决课题的手段） 本专利技术人对于负极活性物质使用钛复合氧化物的非水电解质二次电池的制造方 法（电池的初期调节方法）精心检讨。结果发现对于暂时密封电池进行第一次充电使负极 电位成为特定范围，并在特定环境下储藏后排出内部气体，借此可解决所述课题。 也就是，本专利技术如下。 (1).-种，该非水电解质二次电池包括： 正极； 负极，其含有活性物质，该活性物质含有锂离子储藏电位为I. 2V(相对于Li/Li+) 以上的钛复合氧化物；以及 非水电解液； 其制造方法包括： 将收容有所述正极、所述负极、及所述非水电解液的外装构件的开口部暂时密封， 而获得暂时密封二次电池的步骤； 将所述暂时密封二次电池的负极电位调整至高于0. 8V且I. 4V以下的电位（相对 于Li/Li+)，并在50°C以上且未达80°C的环境中予以储藏的步骤；以及 将所述暂时密封二次电池开封并排出内部气体，接着将所述外装构件正式密封的 步骤。 (2).如⑴所述的，其中，在开回路进行所述储 藏。(3).如（1)或（2)所述的，其中，所述钛复合氧化 物为选自尖晶石构造的钛酸锂、直锰矿构造的钛酸锂及单斜晶系钛复合氧化物。 (4).如⑴至⑶中任一项所述的，其中，所述钛 复合氧化物是选自Li4+xTi5012、Li2+xTi307、通式H2Tin02n+1所示的钛酸化合物、青铜型氧化钛 (0兰X兰3,n为4以上的偶数）。 (5).如⑴至⑷中任一项所述的，其中，调整所 述负极电位时，所述暂时密封二次电池的容量是通过负极而限制。 (6).如⑴至（5)中任一项所述的，其中，所述非 水电解液含有作为溶媒的碳酸亚乙酯，及/或作为添加剂的选自碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷 磺内酯及亚硫酸亚乙酯的至少一种。 (7).如⑴至（6)中任一项的，其中，所述正极的 活性物质为磷酸铁锂。 (8).如（7)所述的，其中，将所述暂时密封二次 电池的电池电压调整为2. 1至2. 7V。 (9).如⑴至（6)中任一项所述的，其中，所述正 极活性物质为尖晶石构造的锂锰复合氧化物。 (10).如（9)所述的，其中，将所述暂时密封二次 电池的电池电压调整为2. 8至3. 4V。 (11).如⑴至（6)中任一项所述的，其中，所述 正极活性物质为锂镍锰钴复合氧化物。 (12).如（11)所述的，其中，将所述暂时密封二 次电池的电池电压调整为2. 7至3. 3V。 (13). -种非水电解质二次电池，是通过⑴至（12)中任一项所述的制造方法而 制造。(专利技术的效果） 通过本专利技术的，可获得降低在高温环境下使用所 伴随产生的气体，以及可抑制电池容量降低的非水电解质二次电池。【附图说明】 图1为表示本专利技术实施形态的非水电解质二次电池的平面图。 图2为表示本专利技术实施形态的非水电解质二次电池的剖面图。 附图标记说明：1 非水电解质二次电池2 正极 2a 正极集电器2b 正极活性物质层 3 负极 3a 负极集电器3b 负极活性物质层 4 隔板 5 非水电解液 6 外装构件 7 正极端子 8 负极端子。【具体实施方式】 可适用本专利技术的制造方法的非水电解质二次电池1，如图1及图2所示，具有正极 2、含有活性物质的负极3、隔板4、非水电解液5及外装构件6,该活性物质含有钛复合氧化 物。 正极2至少包括正极集电器2a及正极活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解质二次电池的制造方法，其特征为，该非水电解质二次电池包括:正极；负极，其含有活性物质，该活性物质含有锂离子储藏电位为1.2V(相对于Li/Li+)以上的钛复合氧化物；以及非水电解液；而该制造方法包括:将收容有所述正极、所述负极、及所述非水电解液的外装构件的开口部暂时密封，而获得暂时密封二次电池的步骤；将所述暂时密封二次电池的负极电位调整至高于0.8V且1.4V以下的电位(相对于Li/Li+)，并在50℃以上且未达80℃的环境中予以储藏的步骤；以及将所述暂时密封二次电池开封并排出内部气体，接着将所述外装构件正式密封的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤川和广，神代善正，小柴信晴，
申请(专利权)人：石原产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP