二次电池的制造方法及二次电池技术

本发明专利技术提供可得到制造时的气体产生少、并且在高温环境下显示出优异的寿命性能的二次电池及二次电池的制造方法。实施方式的二次电池的制造方法包含：准备具备正极、负极和电解质的电池结构物的工序；通过将正极的正极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为4.3V～4.8V的范围内及将负极的负极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为0.5V～1.1V的范围内来得到处理电位调整状态的工序；和将电池结构物保持在处理电位调整状态的工序。正极包含通式Li

【技术实现步骤摘要】
二次电池的制造方法及二次电池


[0001]本专利技术的实施方式涉及二次电池的制造方法及二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，作为高能量密度电池，正在积极地进行锂离子二次电池那样的非水电解质二次电池等二次电池的研究开发。非水电解质二次电池等二次电池作为混合动力电动汽车、电动汽车等车辆用、手机基站的无停电电源用等电源而受到期待。因此，二次电池除了高能量密度以外，还要求快速充放电性能、长期可靠性那样的其他性能也优异。
[0003]作为商用化的非水电解质二次电池，例如，可列举出使用含有Co、Mn、Ni等的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质、且使用碳质物或含钛氧化物等作为负极活性物质的非水电解质二次电池。
[0004]已知伴随着二次电池的反复使用，正极活性物质或负极活性物质劣化，二次电池的容量降低等劣化进展。劣化的原因之一例如可列举出活性物质与电解液(液状电解质)的反应。作为抑制该反应的方法，例如可列举出在活性物质的表面形成被膜、通过该被膜来防止电解液的分解(副反应)从而抑制电池特性的劣化的技术。以往，迫切期望即使在高温环境中也能够抑制电池性能的劣化的二次电池。
[0005]为了抑制二次电池所含的电解液与电极的副反应，已知有在电极的表面上例如在电极活性物质含有层的表面上形成保护被膜的技术。通过抑制副反应，进而能够改善电池寿命。虽然也因保护被膜的组成而异，但在保护被膜的厚度及均匀性不充分的情况下，存在电解液及电解质盐分解而产生气体、二次电池的寿命性能低劣的倾向。此外，在保护被膜过厚的情况下，一般而言会产生电阻变大的问题而输入输出特性恶化，结果是存在容量降低的倾向。

技术实现思路

[0006]实施方式的二次电池的制造方法包含以下工序：准备具备正极、负极和电解质的电池结构物的工序；通过将正极的正极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为4.3V～4.8V的范围内及将负极的负极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为0.5V～1.1V的范围内来得到处理电位调整状态的工序；和将电池结构物保持在处理电位调整状态的工序。正极包含通式Li
x
M1O2所表示的含镍氧化物。M1是至少以元素比计包含50％以上的Ni的金属元素，并且0<x≤1。负极包含含钛氧化物。电解质含有含硫化合物。
[0007]根据其他的实施方式，可提供通过上述实施方式的制造方法而制造的二次电池。
[0008]根据上述内容，能够提供可得到制造时的气体产生少、并且在高温环境中显示出优异的寿命性能的二次电池的二次电池的制造方法及在高温环境中显示出优异的寿命性能的二次电池。
附图说明
[0009]图1是概略地表示实施方式的电池结构物的一个例子的截面图。
[0010]图2是将图1中所示的电池结构物的A部放大的截面图。
[0011]图3是示意性表示实施方式的电池结构物的其他例子的局部切口立体图。
[0012]图4是将图3中所示的电池结构物的B部放大的截面图。
[0013]图5是概略地表示实施方式的电池结构物的又一例子的截面图。
[0014]图6是沿着图5中所示的电池结构物的VI
‑
VI线的概略截面图。
[0015]符号说明
[0016]1…
电极组、2
…
外包装构件、3
…
负极、3a
…
负极集电体、3b
…
负极活性物质含有层、4
…
隔膜、5
…
正极、5a
…
正极集电体、5b
…
正极活性物质含有层、6
…
负极端子、7
…
正极端子、8
…
负极垫圈、9
…
正极垫圈、10
…
封口板、11
…
控制阀、16
…
负极引线、17
…
正极引线、18
…
注液口、19
…
密封塞、100
…
电池结构物。
具体实施方式
[0017]以下，对实施方式适当参照附图进行说明。需要说明的是，设定为对实施方式中共同的构成标注同一符号，省略重复的说明。此外，各图是用于促进实施方式的说明和其理解的示意图，其形状和尺寸、比等有与实际的装置不同的地方，但它们可以参考以下的说明和公知的技术适当进行设计变更。
[0018][第1实施方式][0019]根据第1实施方式，提供一种二次电池的制造方法。所述制造方法包含：准备电池结构物的工序、得到处理电位调整状态的工序、和将电池结构物保持在处理电位调整状态的工序。电池结构物具备正极、负极和电解质。正极包含含镍氧化物。含镍氧化物以通式Li
x
M1O2表示。在含镍氧化物的通式中，M1是至少以元素比计包含50％以上的Ni的金属元素，并且0<x≤1。负极包含含钛氧化物。电解质含有含硫化合物。处理电位调整状态通过将正极的正极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为4.3V～4.8V(vs.Li/Li
+
)的范围内及将负极的负极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为0.5V～1.1V(vs.Li/Li
+
)的范围内来获得。
[0020]作为为了使非水电解质电池等二次电池的性能稳定而在电极的表面上形成保护被膜的方法的例子，可列举出进行老化、或者使电解质中添加的添加剂反应的处理。如果以高温及高充电状态(例如，高的State of Charge；高SOC)实施这样的处理，则有可能与被膜形成同时还容易引起电解质的分解、引起气体产生、电位偏移。为了避免那样的状况，如果以低温、低SOC实施处理，则虽然可抑制电解质的分解，但被膜形成可能变得不充分。这种情况下，被膜的优点未被有效利用，可能变得无法充分发挥电池性能。例如，如果通过被膜得不到抑制电解质的分解的效果，则可能每次进行充放电时起因于电解质分解而电池电阻增加。
[0021]在第1实施方式的二次电池的制造方法中，通过在准备相当于二次电池的前驱体的电池结构物之后，包含将该电池结构物保持在将正极电位调整为4.3V～4.8V(vs.Li/Li
+
)并且将负极电位调整为0.5V～1.1V(vs.Li/Li
+
)的处理电位调整状态的后处理，能够进行可抑制电解质的分解并且发挥效果的程度的被膜形成。该后处理相当于所谓老化。
[0022]处理电位调整状态下的正极电位及负极电位可对应于比使用在正极的活性物质中使用含镍氧化物且在负极的活性物质中使用含钛氧化物的电池的充放电的工作范围高的充电状态下的正极及负极分别达到的电位范围。换言之，处理电位调整状态可相当于超过满充电状态进行充电的状态、即过充电状态。
[0023]利用上述后处理的被膜形成存在主要在正极表面上引起的倾向。在负极表面上也可形成少量的被膜。这里所谓的正极表面例如可为后述的正极活性物质含有层的表面。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池的制造方法，其包含：准备具备正极、负极和电解质的电池结构物的工序，所述正极包含以通式Li
x
M1O2表示的含镍氧化物，其中，M1是至少以元素比计包含50％以上的Ni的金属元素，并且0<x≤1，所述负极包含含钛氧化物，所述电解质含有含硫化合物；通过将所述正极的正极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为4.3V～4.8V的范围内及将所述负极的负极电位以锂的氧化还原电位为基准而调整为0.5V～1.1V的范围内来得到处理电位调整状态的工序；和将所述电池结构物保持在所述处理电位调整状态的工序。2.根据权利要求1所述的二次电池的制造方法，其中，将所述电池结构物保持在所述处理电位调整状态的工序以3小时～72小时进行。3.根据权利要求1或2所述的二次电池的制造方法，其中，将所述电池结构物保持在所述处理电位调整状态的工序在60℃以下的温度下进行。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，得到所述处理电位调整状态的工序包含将所述电池结构物在25℃下供于0.2C恒电流充电的工序。5.根据权利要求4所述的二次电池的制造方法，其中，得到所述处理电位调整状态的工序在所述0.2C恒电流充电之前进一步包含：将所述电池结构物在25℃下以0.2C的恒电流充电至3V的电池电压后以3V的恒电压进行充电的工序；和之后将所述电池结构物在25℃下以0.2C的恒电流放电至1.5V的电池电压的工序。6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，所述含硫化合物包含选自由磺内酯化合物及含有硫原子的酰亚胺化合物构成的组中的1种以上。7.根据权利要求6所述的二次电池的制造方法，其中，所述含硫化合物至少包含所述磺内酯化合物，所述磺内酯化合物包含选自由1,3
‑
丙烷磺内...

【专利技术属性】
技术研发人员：小板桥惟子，深谷太郎，原田康宏，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：