JP2010086754A - Method for manufacturing battery - Google Patents
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Abstract
【課題】出荷検査に要する時間を短縮することができる電池の製造方法を提供する。
【解決手段】セパレータ102を介して正極板101と負極板103を交互に積層した電極積層体を電解液とともに電池外装106,107内部に収容して封止した薄型電池10をエージング処理するに際し、薄型電池10を正極板101と負極板103の積層方向に加圧する。
【選択図】図4A battery manufacturing method capable of shortening the time required for shipping inspection is provided.
In aging treatment of a thin battery 10 in which an electrode laminate in which a positive electrode plate 101 and a negative electrode plate 103 are alternately laminated via a separator 102 is accommodated and sealed in a battery exterior 106, 107 together with an electrolytic solution, The thin battery 10 is pressurized in the stacking direction of the positive electrode plate 101 and the negative electrode plate 103.
[Selection] Figure 4
Description
この発明は、電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a battery manufacturing method.
製造されたばかりの電池を充電した後、45〜50℃程度の高温状態で電池を所定期間放置(エージング)させるアルカリ蓄電池の製造方法が知られている(特許文献1)。製造されたばかりの蓄電池をエージングするのは、電池の初期劣化を除去するとともに、電池性能を安定化させるためである。 A method of manufacturing an alkaline storage battery is known in which after charging a battery just manufactured, the battery is left (aged) for a predetermined period of time at a high temperature of about 45 to 50 ° C. (Patent Document 1). The reason for aging the newly produced storage battery is to remove the initial deterioration of the battery and stabilize the battery performance.
しかしながら、上述した従来の手法では、高温環境下でのみエージングを行っていたので、微小短絡が発生する可能性がある蓄電池を短期間に検出することができず、出荷検査に要する時間が長期に亘っていた。 However, in the conventional method described above, since aging is performed only in a high temperature environment, it is not possible to detect a storage battery that may cause a short-circuit in a short time, and the time required for shipping inspection is long. It was over.
発明が解決しようとする課題は、出荷検査に要する時間を短縮することができる電池の製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the invention is to provide a battery manufacturing method capable of shortening the time required for shipping inspection.
この発明は、エージング処理に際し、電池内部の正極と負極の積層方向に、電池を加圧することによって、上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by pressurizing the battery in the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode inside the battery during the aging treatment.
上記発明によれば、エージングの際に電池を加圧するので、微小短絡が発生する可能性のある電池が短期間に検出され、その結果、出荷検査に要する時間を短縮することができる。 According to the above invention, since the battery is pressurized during aging, a battery that may cause a micro short circuit is detected in a short time, and as a result, the time required for the shipping inspection can be shortened.
以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態について説明する。なお、以下では、薄型の二次電池(以下単に「薄型電池」という。)を例示として説明する。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following, a thin secondary battery (hereinafter simply referred to as “thin battery”) will be described as an example.
《薄型電池》
図1〜図3に示すように、本実施形態に係る薄型電池10は、一つの単位電池であり、この薄型電池10を複数積層することにより所望の電圧、容量の組電池を構成することができる。
<Thin battery>
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本実施形態の薄型電池10は、リチウム系の薄型二次電池であり、電池要素100と、電池外装106,107と、電極端子104,105とを含む。
The
電池要素100は、本実施形態では、3枚の正極板101と、7枚のセパレータ102と、3枚の負極板103と、電解質(図示省略)とを含む。なお、正極板101、セパレータ102及び負極板103の枚数は何ら限定されず、1枚の正極板101、3枚のセパレータ102、及び、1枚の負極板103でも良いし、また必要に応じて正極板101、負極板103及びセパレータ102の枚数を選択することもできる。
In the present embodiment, the
正極板101(正極)は、正極端子104へと正極リード104cを介して接続される正極側集電体104aと、この正極側集電体104aの両主面に形成された正極層104bとを含む。正極層104bは、正極活物質、導電助剤、バインダ等を含む。正極活物質としては、例えばLiMn2 O4 等のリチウム−遷移金属複合酸化物などが挙げられる。導電助剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブなどが挙げられる。バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリイミドなどが挙げられる。
The positive electrode plate 101 (positive electrode) includes a positive electrode
負極板103(負極)は、負極端子105へと負極リード105cを介して接続される負極側集電体105aと、この負極側集電体105aの両主面に形成された負極層105bとを含む。負極層105bは、負極活物質、導電助剤、バインダ等を含む。負極活物質としては、例えば黒鉛系炭素材料(グラファイト系)や、ハードカーボン(難黒鉛化炭素材料)、リチウム−遷移金属複合酸化物などが挙げられる。
The negative electrode plate 103 (negative electrode) includes a negative electrode
集電体104a,105aは、例えばアルミニウム箔、銅箔、ステンレススチール箔、チタン箔、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、ステンレススチールとアルミニウムのクラッド材あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などで構成される。なお、上記材質のうち、正極側集電体104aは正極電位で、負極側集電体105aでは負極の電位で安定な材質が選択され、一般的には、正極側集電体104aにはアルミニウム箔が、負極側集電体105aには銅箔が用いられる。なお、本実施形態では、両集電体104a,105aとも、正極板101及び負極板103の集電体を構成するアルミニウム箔やニッケル箔、銅箔を延長して構成されているが、別途の材料や部品により当該集電体104a、105aを構成することもできる。
The
セパレータ102は、電解質を保持する役割を果たし、上述した正極板101と負極板103との短絡を防止するために正極板101の正極層104bと、負極板103の負極層105bとの間に介在して配置される。セパレータ102は、例えばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド等で構成される微多孔膜であり、過電流が流れると、その発熱によって膜の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。なお、セパレータ102は、ポリオレフィン等の単層膜のみに限られず、ポリプロピレン層をポリエチレン層でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層したものを用いることもできる。セパレータ102を複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することができる。なお、本実施形態では、セパレータ102の厚みが正極板101と負極板103との間の距離に等しい。
The
セパレータ102に保持される電解質(電解液)は、液体系あるいは流動性を有するゲルポリマー系であり、例えば有機溶媒、支持塩及び少量の界面活性剤等を含む。有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC)等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン等のエーテル類などが挙げられる。支持塩としては、例えばリチウム塩(LiPF6 )等の無機酸陰イオン塩、LiCF3 SO3 等の有機酸陰イオン塩などが挙げられる。ゲルポリマー電解質は、電解液、ホストポリマー等を含む。ホストポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(PVDF−HFP)、PAN(ポリアクリロニトリル(PAN)、PMMA(ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のリチウムイオン伝導性を持たない高分子、PEO(ポリエチレンオキシド)やPPO(ポリプロピレンオキシド)等のイオン伝導性を有する高分子(固体高分子電解質)などが挙げられる。
The electrolyte (electrolytic solution) held in the
上下部電池外装106,107(外装)は、電池要素100を内部に収容して封止する。上下部電池外装106,107は、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂フィルムや、アルミニウム等の金属箔の内側面をポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂でラミネートし、外側面を例えばポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等でラミネートした、樹脂−金属薄膜ラミネート材等の柔軟性を有する材料で構成することができる。本実施形態では特に、樹脂−金属薄膜ラミネート材等の柔軟性を有する材料で構成されていることが好ましい。電池外装106,107を柔軟性を有する材料で構成することにより、後述の加圧に際し、正極板101と負極板103との間の距離の圧縮を容易に行うことができる。
The upper and
正極端子104は、正極リード104cを介して、正極板101(正極側集電体104a)に接続されており、負極端子105は、負極リード105cを介して、負極板103(負極側集電体105a)に接続されている。両端子104,105は何れも、電池要素100から電流を引き出すために、上下部電池外装106,107の内部から外部へ引き出されている。正極端子104及び負極端子105としては、電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子104としてはアルミニウムやアルミニウム合金等を挙げることができ、負極端子105としてはニッケル、銅又はステンレス等を挙げることができる。
The
《電池の製造方法》
次に、図1〜3とともに図4を参照しながら、上述した薄型電池10を製造する方法の一例を説明する。
《Battery manufacturing method》
Next, an example of a method for manufacturing the above-described
(1)まず、正極層104bを構成することとなる正極層用スラリーと、負極層105bを構成することとなる負極層用スラリーを準備する(図4のS1参照)。
(1) First, a positive electrode layer slurry that constitutes the
正極層用スラリーは、正極活物質、導電剤、バインダ及び溶媒を混練して調製する。正極活物質と導電剤とバインダとの重量比は、例えば75〜85:10〜20:5〜10であり、好ましくは85:10:5〜75:20:5である。 The positive electrode layer slurry is prepared by kneading a positive electrode active material, a conductive agent, a binder, and a solvent. The weight ratio of the positive electrode active material, the conductive agent, and the binder is, for example, 75 to 85:10 to 20: 5 to 10, and preferably 85: 10: 5 to 75: 20: 5.
負極層用スラリーは、負極活物質、バインダ及び溶媒を混練して調製する。負極活物質とバインダとの重量比は、例えば85〜95:5〜15である。 The negative electrode layer slurry is prepared by kneading a negative electrode active material, a binder, and a solvent. The weight ratio of the negative electrode active material and the binder is, for example, 85 to 95: 5 to 15.
溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などが挙げられる。 Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP).
(2)次に、正極側集電体104aの両主面に、所定厚みで正極層用スラリーを形成して正極板101を作製するとともに、負極側集電体105aの両主面に、所定厚みで負極層用スラリーを形成して負極板103を作製する(図4のS2参照)。
(2) Next, a positive electrode layer slurry is formed in a predetermined thickness on both main surfaces of the positive electrode side
(3)次に、作製した正極板101と負極板103を、間にセパレータ102を挟みながら交互に積層することにより、電極積層体を作製する(図4のS3参照)。各電極板101,103の積層枚数は特に限定されず、所定の電池容量が確保できるように設定すればよい。
(3) Next, the produced
本実施形態では、正極板101と負極板103とが交互に、且つ、当該正極板101と負極板103との間にセパレータ102が位置するような順序で積層し、さらに、その最上部及び最下部にセパレータ102を一枚ずつ積層することにより、電極積層体を作製する。
In the present embodiment, the
(4)次に、作製した電極積層体の内部から外部へ延びている各正極側集電体104a及び各負極側集電体105aに対して、正極端子104及び負極端子105をそれぞれ接続する(図4のS4参照)。
(4) Next, the
具体的には、2枚の正極板101の正極側集電体104aに対して、正極リード104cを介して正極端子104を接続させるとともに、2枚の負極板103の負極側集電体105aに対しては、負極リード105cを介して負極端子105を接続させる。
Specifically, the
(5)次に、電極端子104,105を接続した電極積層体を、当該電極端子104,105の一部を外周縁から導出させながら、上部電池外装106及び下部電池外装107の間に包み込んで収容する。
(5) Next, the electrode laminated body to which the
次に、上下部電池外装106,107により形成される空間に電解液を注入した後、上下部電池外装106,107の外周縁を熱融着等の手法により封止する(図4のS5参照)。
Next, after injecting an electrolyte into the space formed by the upper and
具体的には、まず、上下部電池外装106,107の短辺側二辺と長辺側一辺の合計三辺を熱融着する。次に、上下部電池外装106,107の残る長辺側一辺に形成された開口から電解液を注入する。電解液の注入量は、適宜決定される。次に、上下部電池外装106,107の内部に形成された空間内を減圧しながら、上下部電池外装106,107の残る長辺側一辺の開口部分を熱融着等の手法で封止する。
Specifically, first, a total of three sides of the upper and
なお、封止された電池外装106,107の一方の端部から正極端子104が導出するが、正極端子104の厚さ分だけ上部電池外装106と下部電池外装107との接合部に隙間が生じる。そこで、電池外装106,107内の封止性を維持するために、正極端子104と電池外装106,107とが接触する部分に、ポリエチレンやポリプロピレンから構成されたシールフィルムを熱融着等の手法により介在させることもできる。
The
同様に、封止された電池外装106,107の他方の端部からは、負極端子105が導出することとなるが、ここにも正極端子104側と同様に、当該負極端子105と電池外装106,107とが接触する部分にシールフィルムを介在させることもできる。なお、正極端子104及び負極端子105の何れにおいても、シールフィルムは電池外装106,107を構成する樹脂と同系統の樹脂から構成することが熱融着性の観点から望ましい。
Similarly, the
(6)次に、以上の工程を経て作製された薄型電池10に対して、エージング処理を行う(図4のS6参照)。エージング処理は、作製した薄型電池10の初期劣化を除去すると共に電池性能の安定化を図るために、先ず初期充電を行った後、その状態で所定期間、放置することにより行われる。
(6) Next, an aging process is performed on the
ところで、この種の薄型電池10を作製するに際して、電池外装106,107内に配置された正極板101(特に正極層104b)面に不可避的に、金属などの異物が混入されることがある。正極板101面に異物金属が混入されていると、電解液に接触している部分で異物金属が溶解され、イオン化する。このイオン化した異物金属は、その後、そのままの状態(イオン化状態)ではいられなくなり、やがては正極板101表面に析出する。正極板101表面に析出した異物金属の析出痕が、セパレータ102を貫通して負極板103に到達すると、電池10の内部短絡が発生する。これらの現象は、充放電途中に、より一層活性化する傾向がある。
Incidentally, when this type of
そこで、このような内部短絡が出荷後に発生しないように、従来は上述した異物金属が混入した電池(以下「特定電池」ともいう。)を選別していた。選別の方法としては、製造したばかりの電池を初期充電した後、所定のエージング期間内に、電圧を調整したり加温したりして、異物金属が溶解しやすい状態を作り、このエージング期間内で特定電池を短絡させて抜粋する方法が一般的である。 Therefore, in order to prevent such an internal short circuit from occurring after shipment, conventionally, the above-described battery mixed with the foreign metal (hereinafter also referred to as “specific battery”) has been selected. As a screening method, after initial charging of a battery just manufactured, the voltage is adjusted or heated within a predetermined aging period to create a state in which foreign metal is easily dissolved. In general, a method of extracting a specific battery by short-circuiting is used.
しかしながら、このような従来手法では、特定電池を発見するために、例えば一ヶ月もの長期に亘るエージング時間が必要であった。 However, in such a conventional method, in order to discover a specific battery, for example, an aging time over a long period of one month is required.
本実施形態では、少なくともエージング処理を行うに際して、上記作製された薄型電池10を加圧する(図4のS6参照)。薄型電池10を加圧すると、電池10内部の正極板101と負極板103との間の距離(セパレータ102の厚み)が減少する。この距離を減少させることで、正極板101表面に析出した異物金属の析出痕を、より早く、負極板103に到達させることができる。つまり、微小短絡を短い距離で短時間に行わせることができ、内部短絡の発生を早めることができる。また、異物金属の析出痕は時間が経つにつれて成長し、大きくなる傾向がある(サイズ大)。本実施形態では、析出痕の成長を待つことなく、微小短絡を短時間に検出することができる。
In the present embodiment, at least the aging treatment is performed, the
本実施形態では、エージング処理に入る前の初期充電のときから、薄型電池10の加圧を開始することが好ましい。上述したように、正極板101に混入された異物金属が電解液に接触してイオン化し、析出する現象は、充放電途中に活性化する傾向がある。このように異物金属が活性化している段階で電池10を加圧することで、微小短絡をより一層短時間に行わせることができる。
In the present embodiment, it is preferable to start pressurization of the
なお、本実施形態の加圧は、少なくともエージングの途中まで継続すればよく、必ずしもエージングの最後まで(本実施形態では短絡が生じるまで)加圧を継続する必要はない。加圧をエージングの途中で中止しても、それまでに所定期間、加圧を継続していれば、本実施形態の効果が得られるものと考えられるからである。 Note that the pressurization according to the present embodiment may be continued at least halfway through aging, and it is not always necessary to continue the pressurization until the end of aging (until a short circuit occurs in the present embodiment). This is because even if the pressurization is stopped in the middle of aging, the effect of the present embodiment can be obtained if the pressurization is continued for a predetermined period until then.
本実施形態において、少なくともエージングに際して行う電池10の加圧は、例えば図5に示す加圧継続装置200を用いて行うことができる。図5に示す加圧継続装置200は、所定間隔で配置された矩形状の上板201a(第2の板)と下板201b(第1の板)を含む。上下板201a,201bの四隅には貫通孔202が形成されており、各板201a,201bの対応する貫通孔202同士には、ボルト(加圧継続手段)203が挿入されている。ボルト203には、下板201bの下側からナット204(加圧継続手段)が締め込まれている。ナット204を締め込むことで、上下板201a,201bの平行状態を保持しながら、当該上下板201a,201b間の間隔を狭くすることができる。
In this embodiment, the pressurization of the
このような構成の加圧継続装置200を用いて、まず電池10を上下板201a,201bの間で、かつ下板201b上に配置する。次に、ナット204を締め込むことにより、上下板201a,201bの間隔を減少させ、電池10に対し所定の面圧をかけるように加圧する。
First, the
本実施形態による加圧は、薄型電池10に対して、セパレータ102の厚みが変位するような所定の圧力をかけることが好ましい。加圧する圧力が小さすぎると、セパレータ102の厚み、引いては正極板101と負極板103の距離が変位しない。一方で、大きすぎる圧力をかけても、セパレータ102以外の他の部材が変位するのみで上述した効果を得ることができない。
In the pressurization according to the present embodiment, it is preferable to apply a predetermined pressure to the
本実施形態による加圧は、薄型電池10の厚みが、2%以上25%以下の範囲で変位する程度、すなわち加圧前厚みを100%としたとき75〜98%の厚みとなるような面圧をかけることが好ましい。電池10の厚みがあまり変位しない範囲で圧力をかけても、セパレータ102の厚みが変位する効果が得られない。一方で、電池10の厚みがあまりに変位する範囲で圧力をかけても、それに見合った効果が得られず、ロスが多く、エネルギーを無駄に消費する傾向があるとともに、クリープ現象等の問題も危惧される。
The pressurization according to the present embodiment is such that the thickness of the
図6は、単一の電池10内部の加圧による影響を確認するために実施した荷重試験の様子を示している。図6に示すように、電池10の厚み変位量が2%未満の場合、上述した効果が顕著に見られない傾向がある。また、電池10の厚み変位量は20%前後で飽和状態に近づいており、25%を超えると、荷重に対してセパレータ102の圧縮率が飽和状態に近づくことが理解できる。
FIG. 6 shows a state of a load test performed to confirm the influence of pressurization inside the
本実施形態による加圧は、薄型電池10に対して、0.01kg/cm2 以上、25kg/cm2 以下の荷重をかけることが好ましい。これにより、薄型電池10の厚みが2%以上25%以下の範囲で変位する面圧をかけることができる。かける荷重が小さすぎると、上述した効果が得られない傾向がある。逆にかける荷重が大きすぎると、上述した効果は得られるものの、それに見合った効果が得られず、エネルギー効率が悪くなる傾向があるとともに、クリープ現象等の影響も危惧される。
Pressure according to the present embodiment, with respect to
なお、加圧対象としての電池10は、単一であってもよいし、あるいは複数枚積層した積層体であってもよい。
Note that the
また、上述した加圧継続装置200には、例えば図5に示すような充放電試験機能が備えられていてもよい。充放電機能が装置200に備えられる場合、例えば、電池10を上下板201a,201bの間に配置した後、電池10に対して、その正極端子104又は負極端子105に、各接触ピン210をそれぞれ接触させ、これら接触ピン210を介して電源部220から充電するための電力が電池10に供給される。放電の場合には電源部220を負荷部に切り換える。
Moreover, the
以上説明したように、本実施形態によれば、薄型電池10をエージングするに際し、加圧継続装置200による加圧を継続するので、加圧しない場合と比べて、電池10内部に発生する微小短絡の発生が促進される。微小短絡の発生が促進されると、微小短絡が発生する可能性のある電池10が短期間に検出される。その結果、出荷検査に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
以下、本発明をさらに詳細な実験例に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実験例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on more detailed experimental examples. However, the present invention is not limited to these experimental examples.
《実験例1》
まず、図2及び図3に示す正極板101と負極板103を作製した。正極板101は、LiMn2 O4 (正極活物質)にカーボンブラック(導電助剤)及びPVDF(バインダ)を混合した粉末をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散して正極層用スラリーとし、当該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔(正極側集電体104a)の両主面に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレス機による圧縮後、所定サイズ(例えば幅70mm、長さ120mm、厚さ0.18mm)に切断することにより作製した。本例では、図7に示すように、正極板101の表面に液状糊を噴霧させ、異物金属の一例としてのSUS箔(直径φ1mmで厚さが30μmの円柱体)を接着させることにより混入させた。
Example 1
First, the
負極板103は、ハードカーボン(負極活物質)にPVDF(バインダ)を混合した粉末をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散して負極層用スラリーとし、当該スラリーを銅箔(負極側集電体105a)の両主面に均一に塗布して乾燥させた後、ロールプレス機による圧縮後、所定サイズ(例えば幅70mm、長さ120mm、厚さ0.11mm)に切断することにより作製した。
The
次に、電極積層体を作製した。電極積層体は、正極板101と負極板103を、間にセパレータ102を挟みながら交互に積層することにより作製した。各電極板101,103の積層枚数は、各3枚ずつとし、所定の電池容量が確保できるように設定した。セパレータ102には、厚さ20μmのポリエチレンからなる単層膜(フィルム)を用いた。
Next, an electrode laminate was produced. The electrode laminate was produced by alternately laminating the
次に、電極端子104,105を形成した。電極端子104,105は、作製した電極積層体の内部から外部へ延びている各正極側集電体104a及び各負極側集電体105aに対して、アルミニウム製の正極端子104及びニッケル製の負極端子105をそれぞれ溶接することにより形成した。
Next,
次に、電極端子104,105を形成した電極積層体を、2枚の電池外装106,107の間に収容し、電極端子104,105の一部を外周縁から導出させながら当該電池外装106,107の短辺側二辺と長辺側一辺の合計三辺を熱融着するとともに、残る一辺に形成された開口から所定量の電解液を注入した。次に、電池外装106,107により形成された空間内を減圧した状態で、残る一辺を熱融着することにより、薄型電池10としての電池サンプルを得た。
Next, the electrode laminate in which the
電池外装106,107には、アルミニウム箔の内側層をポリエチレンでラミネートし、外側層をナイロンでラミネートした樹脂−金属薄膜ラミネート材を用いた。電解液としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)及びジエチルカーボネート(DMC)の混合溶媒に、支持電解質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 )を溶解したものを使用した。
For the
次に、得られた電池サンプルを、4.3Vの電圧で初期充電し、40℃の環境下で、エージングを行った。その結果、電池サンプルの短絡までに14.5日の日数を要した。 Next, the obtained battery sample was initially charged with a voltage of 4.3 V and aged in an environment of 40 ° C. As a result, it took 14.5 days to short-circuit the battery sample.
《実験例2》
実験例1と同様の条件で作製した電池サンプルを、図5に示す充放電機能を備えた加圧継続装置200にセットした後、装置200のナット204を締め込みことで、上下板201a,201bを通じて電池サンプルの厚みが10〜20%程度変位するような圧力(荷重)を、当該電池サンプルにかけた。この状態で、電池サンプルに対して、実施例1と同じ条件で、エージングを行った。エージングの間、加圧を継続した。その結果、電池サンプルの短絡までに要した日数は8日であった。
<<
After the battery sample produced under the same conditions as in Experimental Example 1 is set in the
《実験例3》
電池サンプルに対する加圧を初期充電の時点から開始したが、エージング開始後5日を経過した時点で電池サンプルの加圧を中止した以外は、実験例2と同様の条件で短絡までに要する日数を評価した。その結果、電池サンプルの短絡までに要した日数は11日であった。
<< Experimental Example 3 >>
Although the pressurization for the battery sample was started from the time of initial charging, the number of days required for short-circuiting under the same conditions as in Experimental Example 2 except that the pressurization of the battery sample was stopped when 5 days had elapsed after the start of aging. evaluated. As a result, the number of days required to short-circuit the battery sample was 11 days.
実験例1〜3の評価結果を図8に示す。 The evaluation results of Experimental Examples 1 to 3 are shown in FIG.
図8に示すように、加圧継続日数に応じて短絡所要日数が減少していることが確認できた。加圧を継続しながらエージングを施した場合(実験例2,3)、加圧をしないでエージングした場合(実験例1)と比較して、短絡までに要する日数を6.5日と3.5日も短縮することができることが確認できた。また、実験例2,3によれば、実験例1における場合と比較して、析出痕の析出量が減少していることが確認された。短絡までに要する日数を短縮できたのは、エージングの間、電池サンプルの加圧を継続させたからであると考えられる。加圧を継続させたことで、電池サンプル内部の正極板101と負極板103の間の距離、すなわちセパレータ102の厚さが減少した状態を継続させ、これにより、実験例1における場合と比較して短時間かつ析出痕の少ない析出量で短絡を引き起こせたものと考えられる。
As shown in FIG. 8, it was confirmed that the number of days required for short-circuiting was decreased according to the number of days for which pressurization was continued. When the aging is performed while continuing the pressurization (Experimental Examples 2 and 3), the number of days required for the short circuit is 6.5 days and 3. It was confirmed that it could be shortened by 5 days. In addition, according to Experimental Examples 2 and 3, it was confirmed that the amount of precipitation traces decreased compared to the case in Experimental Example 1. The reason why the number of days required until the short circuit can be shortened is considered that the pressurization of the battery sample was continued during the aging. By continuing the pressurization, the distance between the
実験例3のように加圧をエージングの途中で中止した場合でも、それまでに一定期間、加圧を継続していたので、本発明の効果が得られているものと考えられる。 Even when the pressurization was stopped in the middle of aging as in Experimental Example 3, the pressurization was continued for a certain period until then, and it is considered that the effect of the present invention was obtained.
なお、析出痕の析出量についても、図8と同等の比例関係があることが確認された。すなわち、加圧継続時間が長ければ、析出量が少ない状態でも微小短絡を確認できた。 In addition, it was confirmed that there is a proportional relationship equivalent to that of FIG. That is, if the pressurization duration time is long, a micro short circuit could be confirmed even in a state where the amount of precipitation was small.
10…薄型電池(電池)
101…正極板(正極)
102…セパレータ
103…負極板(負極)
104…正極端子
104a…正極側集電体
104b…正極層
104c…正極リード
105…負極端子
105a…負極側集電体
105b…負極層
105c…負極リード
106…上部電池外装(外装)
107…下部電池外装(外装)
200…加圧継続装置
201a…上板(第1の板)
201b…下板(第2の板)
202…貫通孔
203…ボルト(加圧継続手段)
204…ナット(加圧継続手段)
10 ... Thin battery (battery)
101 ... Positive electrode plate (positive electrode)
102 ...
DESCRIPTION OF
107 ... lower battery exterior (exterior)
200 ...
201b ... Lower plate (second plate)
202 ... through
204 ... Nut (pressure continuation means)
Claims (10)
前記エージング処理に際し、前記電池を前記正極と前記負極の積層方向に加圧することを特徴とする電池の製造方法。 A method for producing a battery in which an electrode laminate in which positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated via a separator is housed in a case together with an electrolytic solution and sealed, and the battery is aged.
In the aging treatment, the battery is pressurized in the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode.
前記セパレータの厚みが変位する圧力で、前記電池を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 A battery manufacturing method according to claim 1, comprising:
A method for manufacturing a battery, comprising pressurizing the battery with a pressure at which a thickness of the separator is displaced.
所定時間、前記正極と前記負極との間の距離を減少させ続けられるような圧力で、前記電池を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 A battery manufacturing method according to claim 1, comprising:
A method of manufacturing a battery, comprising pressurizing the battery at a pressure that can continue to decrease the distance between the positive electrode and the negative electrode for a predetermined time.
前記電池の厚みが2〜25%変位する圧力で、前記電池を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 It is a manufacturing method of the battery according to any one of claims 1 to 3,
A method for manufacturing a battery, comprising pressurizing the battery at a pressure at which the thickness of the battery is displaced by 2 to 25%.
0.01〜25kg/cm2 の荷重で、前記電池を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 It is a manufacturing method of the battery according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing a battery, comprising pressurizing the battery with a load of 0.01 to 25 kg / cm 2 .
少なくとも前記エージング処理の途中まで、前記電池を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 A method for producing a battery according to any one of claims 1 to 5,
A method for producing a battery, comprising pressurizing the battery at least halfway through the aging treatment.
前記電池を複数積層した電池積層体を加圧することを特徴とする電池の製造方法。 It is a manufacturing method of the battery according to any one of claims 1 to 6,
A battery manufacturing method comprising pressing a battery stack in which a plurality of the batteries are stacked.
外装がラミネート材で構成される前記電池を用いることを特徴とする電池の製造方法。 It is a manufacturing method of the battery as described in any one of Claims 1-7,
A method for producing a battery, comprising using the battery whose exterior is made of a laminate material.
前記電池を載置可能な第1の板と、
前記第1の板に対して所定の間隔で配置された第2の板と、
前記第1の板に前記電池を載置させた状態で前記第2の板を前記第1の板に対して相対的に移動させ、前記電池を加圧する加圧継続手段とを、有する加圧継続装置。 Pressurization that continues pressurization in the laminating direction of the positive electrode and the negative electrode when aging the battery in which the electrode laminate in which the positive electrode and the negative electrode are alternately laminated via the separator is accommodated in the case together with the electrolyte. A continuation device,
A first plate on which the battery can be placed;
A second plate disposed at a predetermined interval with respect to the first plate;
Pressurization having pressurization continuation means that pressurizes the battery by moving the second plate relative to the first plate in a state where the battery is placed on the first plate Continuation device.
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