非水电解液二次电池及非水电解液二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种抑制由初始充电时的约束导致的电池壳体的塑性变形的非水电解液二次电池及其制造方法。该制造方法是具备卷绕电极体、非水电解液及电池壳体的非水电解液二次电池的制造方法。该制造方法具有将卷绕电极体和非水电解液收容于电池壳体而构建二次电池组装体的组装工序及对二次电池组装体进行初始充电的初始充电工序。在初始充电工序中，在沿卷绕电极体的厚度方向约束或不约束二次电池组装体的状态下开始初始充电，并且，在二次电池组装体的负极电位达到0.6V时对二次电池组装体施加比该负极电位达到0.6V前的约束力大的约束力(P1)，维持该约束力(P1)施加于所述二次电池组装体的状态直到负极电位至少达到0.3V。0.3V。0.3V。

【技术实现步骤摘要】
非水电解液二次电池及非水电解液二次电池的制造方法


[0001]本专利技术涉及非水电解液二次电池及非水电解液二次电池的制造方法。

技术介绍

[0002]目前，锂离子二次电池等二次电池在车辆、便携终端等各种领域中被广泛使用。作为这种二次电池的典型例，可列举具备具有正极板及负极板的电极体、非水电解液以及收容该电极体及该非水电解液的电池壳体的非水电解液二次电池。
[0003]在非水电解液二次电池的制造中，通常对将电极体和非水电解液收容于电池壳体的状态的二次电池组装体进行初始充电。通过进行初始充电，从而能够在负极板的表面形成所谓的SEI覆膜。另一方面，在初始充电时，来自二次电池组装体所包含的成分的气体可能会在电极体内产生。关于这一点，在专利文献1中提出了一种二次电池的制造方法，该二次电池的制造方法包括如下步骤：将二次电池前体以在铅垂方向上在最上方具有开口部的方式竖立设置，一边使产生的气体从该开口部释放一边进行初始充电。
[0004]另外，作为上述那样的非水电解液二次电池具备的电极体，有时采用带状的正极板及带状的负极板隔着带状的隔膜卷绕而成的扁平形状的卷绕电极体。关于这一点，在专利文献2中提出了如下方案：在具有一对宽幅面的长方体形状的电池壳体内放入上述那样的卷绕电极体，在从所述一对宽幅面的两侧按压电池壳体的状态下执行充电工序、老化工序(aging step)等。由此，记载了能够防止由气体产生带来的影响。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2019/044560
[0008]专利文献2：日本专利申请公开2010
‑
21104号公报
[0009]另外，对于具备扁平形状的卷绕电极体的二次电池组装体，为了抑制电极体内的气体滞留，若在初始充电时约束二次电池组装体，则电池壳体有可能会发生塑性变形。因此，在初始充电时的约束中，还需要想办法抑制电池壳体的塑性变形。

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种抑制由初始充电时的约束导致的电池壳体的塑性变形的技术。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]本专利技术人等着眼于由初始充电时的气体产生导致的卷绕电极体的膨胀和伴随该膨胀的电池壳体内的间隙(卷绕电极体与壳体内壁之间的间隙)的减少。即，在初始充电开始前，卷绕电极体未膨胀，因此在电池壳体内存在间隙。当在该状态下约束二次电池组装体时，电池壳体的约束面(例如一对宽幅面)容易向内侧凹陷，电池壳体的非约束面(例如底面、其他侧面)容易膨胀。另一方面，当由于气体产生而卷绕电极体膨胀从而所述间隙变小
时，难以引起由约束导致的电池壳体的塑性变形。并且，本专利技术人等考虑了：根据初始充电时的卷绕电极体内的气体产生状况，使施加于二次电池组装体的约束力变化。并且，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现在负极电位处于预定的范围内时会产生气体，从而完成了本专利技术。
[0014]此处公开的制造方法是具备带状的正极板及带状的负极板隔着带状的隔膜卷绕而成的扁平形状的卷绕电极体、非水电解液、以及收容所述卷绕电极体及所述非水电解液的电池壳体的非水电解液二次电池的制造方法。该制造方法具有：组装工序，在所述组装工序中将所述卷绕电极体和所述非水电解液收容于所述电池壳体来构建二次电池组装体；以及初始充电工序，在所述初始充电工序中对所述二次电池组装体进行初始充电。在此，在所述初始充电工序中，在沿所述卷绕电极体的厚度方向约束或不约束所述二次电池组装体的状态下，开始所述初始充电，并且在所述二次电池组装体的负极电位达到0.6V时，对所述二次电池组装体施加比该负极电位达到0.6V前的约束力大的约束力P1，维持该约束力P1施加于所述二次电池组装体的状态直到所述负极电位至少达到0.3V。
[0015]在此，所述负极电位是指相对于锂金属基准(vs.Li/Li
+
)的负极电位。
[0016]在上述结构的制造方法中，通过在负极电位处于预定的范围内时(即，在卷绕电极体内产生气体的期间)，对二次电池组装体施加更大的约束力，从而能够抑制电池壳体的塑性变形。另外，通过约束，能够抑制卷绕电极体内的气体滞留。
[0017]在此处公开的制造方法的优选的一个方式中，所述约束力P1为3kN以上且15kN以下。当约束力P1为上述范围时，能够适当地发挥此处公开的技术的效果。
[0018]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，所述初始充电工序包括如下步骤：在所述负极电位达到0.3V时对所述二次电池组装体施加约束力P2。所述约束力P1与所述约束力P2之比(P2/P1)为0.8以上且1.2以下。本专利技术人等进行了研究的结果是，当负极电位达到0.3V时，气体产生变少，由气体产生导致的卷绕电极体的膨胀程度变小。因此，通过施加满足上述范围的约束力P2，从而能够抑制初始充电时的电池壳体的塑性变形，并且抑制卷绕电极体内的气体滞留。
[0019]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，所述卷绕电极体的所述厚度方向的两端由宽幅的平坦部构成。所述平坦部具有：包含所述卷绕电极体的卷绕轴方向的中心线的中央部和在该卷绕轴方向上夹着该中央部的两个端部。在所述初始充电工序中，对所述中央部施加约束力，并且不对所述两个端部施加约束力。气体容易滞留在卷绕电极体的中央部。因此，通过对该部分选择性地施加约束力，从而能够更好地抑制气体滞留。
[0020]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，所述负极板具有负极芯体和形成在该负极芯体上的负极活性物质层。所述卷绕电极体的卷绕轴方向上的所述负极活性物质层的长度至少为20cm。此处公开的技术适合用于制造具有这样的卷绕电极体的非水电解液二次电池。
[0021]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，在所述隔膜的至少一个表面设置有粘接层，该粘接层粘接于所述正极板或所述负极板。当使用具有粘接层的隔膜时，能够减小正极板与负极板之间的极间距离。因此，能够减小初始充电时的约束力，能够更好地抑制电池壳体的塑性变形。
[0022]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，所述电池壳体具备：外装体，所述外
装体包括开口及与该开口相向的底部；以及封口板，所述封口板将所述开口封口。所述卷绕电极体以所述卷绕轴与所述底部平行的朝向配置在所述外装体内。根据该结构，气体容易流出到卷绕电极体外，因此能够更好地抑制卷绕电极体内的气体滞留。
[0023]在此处公开的制造方法的优选的另一方式中，所述电池壳体具有相向的一对大面积侧壁和具有比该大面积侧壁的面积小的面积的相向的一对小面积侧壁。所述一对大面积侧壁之间的距离至少为3cm。在所述电池壳体内收容有多个所述卷绕电极体。根据该结构，能够更好地实现此处公开的技术的效果。除此之外，当非水电解液二次电池具有多个卷绕电极体时，能够从该二次电池更高效地得到能量。
[0024]当使用此处公开的制造方法时，能够制造以下结构的非水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液二次电池的制造方法，所述非水电解液二次电池具备带状的正极板及带状的负极板隔着带状的隔膜卷绕而成的扁平形状的卷绕电极体、非水电解液、以及收容所述卷绕电极体及所述非水电解液的电池壳体，其中，所述制造方法具有：组装工序，在所述组装工序中将所述卷绕电极体和所述非水电解液收容于所述电池壳体来构建二次电池组装体；以及初始充电工序，在所述初始充电工序中对所述二次电池组装体进行初始充电，在此，在所述初始充电工序中，在沿所述卷绕电极体的厚度方向约束或不约束所述二次电池组装体的状态下，开始所述初始充电，并且，在所述二次电池组装体的负极电位相对于锂金属基准(vs.Li/Li
+
)达到0.6V时，对所述二次电池组装体施加比该负极电位达到0.6V前的约束力大的约束力P1，维持该约束力P1施加于所述二次电池组装体的状态直到所述负极电位相对于锂金属基准(vs.Li/Li
+
)至少达到0.3V。2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述约束力P1为3kN以上且15kN以下。3.根据权利要求1或2所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述初始充电工序包括如下步骤：在所述负极电位相对于锂金属基准(vs.Li/Li
+
)达到0.3V时对所述二次电池组装体施加约束力P2，所述约束力P1与所述约束力P2之比(P2/P1)为0.8以上且1.2以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述卷绕电极体的所述厚度方向的两端由宽幅的平坦部构成，所述平坦部具有：包含所述卷绕电极体的卷绕轴方向的中心线的中央部和在该卷绕轴方向上夹着该中央部的两个端部，在所述初始充电工序中，对所述中央部施加约束力，并且不对所述两个端部施加约束力。5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述负极板具有负极芯体和形成在该负极芯体上的负极活性物质层，所述卷绕电极体的卷绕轴方向上的所述负极活性物质层的长度至少为20cm。6.根据权利要求1～5中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，在所述隔膜的至少一个表面设置有粘接层，该粘接层粘接于所述正极板或所述负极板。7.根据权利要求1～6中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述电池壳体具备：外装体，所述外装体包括开口及与该开口相向的底部；以及封口板，所述封口板将所述开口封口，所述卷绕电极体以所述卷绕轴与所述底部平行的朝向配置在所述外装体内。8.根据权利要求1～7中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述电池壳体具有相向的一对大面积侧壁和具有比该大面积侧壁的面积小的面积的相向的一对小面积侧壁，所述一对大面积侧壁之间的距离至少为3cm，
在所述电池壳体内收容有多个所述卷绕电极体。9.根据权利要求1～8中任一项所述的非水电解液二次电池的制造方法，其中，所述非水电解液二次电池具备：正极集电体及负极集电体，所述正极集电体及负极集电体与所述卷绕电极体电连接；正极极耳组，所述正极极耳组包括向所述卷绕电极体的所述卷绕轴方向的一个端部突出的多个极耳；以及负极极耳组，所述负极极耳组包括向所述卷绕轴方向的另一个端部突出的多个极耳，所述正极集电体与所述正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：西出太祐，仲西梓，佐野秀树，小野寺直利，
申请(专利权)人：泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：