[發明專利]鋰離子蓄電裝置的制造方法

無效

• 申請號: 201210093162.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102738515A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 宇都宮隆
• 申請（專利權）人: 富士重工業株式會社
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/44
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 宋亮;姜盛花

技術領域

本發明涉及一種鋰離子蓄電裝置的制造方法，該鋰離子蓄電裝置具有正極，該正極具有含有含鋰化合物的正極活性物質。

背景技術

近年來，在汽車及移動型信息通信相關設備等多個領域中，使用鋰離子二次電池等鋰離子蓄電裝置。已知一種垂直預嵌入法，其對于上述鋰離子蓄電裝置，以彌補負極活性物質的不可逆容量等為目的，預先向負極嵌入鋰離子。

垂直預嵌入法在例如專利文獻1中進行了記載。在垂直預嵌入法中，除正極、負極之外，還使用用于向正極及負極供給鋰離子的第3極，使鋰離子從設置于集電體上的通孔以與集電體正交地方式通過，而向正極及負極供給。

專利文獻1：日本專利第4126157號

發明內容

但是，在上述所示的垂直預嵌入法中，由于除正極、負極之外需要使用鋰電極等第3極，所以與不進行預嵌入的現有鋰離子蓄電裝置相比，制造工序復雜，需要時間和成本。另外，由于作為構成第3極的材料而使用金屬鋰，所以在預嵌入后，金屬鋰有可能作為微粉而殘留，對安全性產生影響。此外，在預嵌入型的蓄電裝置的情況下，由于第3極在預嵌入結束后不再需要，所以與沒有第3極的情況相比，不利于能量密度。

本發明的目的在于，無需追加制造工序，就可以簡單地實施預嵌入，不會降低安全性，實現能量密度提高和循環特性提高。

為了達成上述目的，本發明涉及的鋰離子蓄電裝置的制造方法用于制造具有正極和負極的鋰離子蓄電裝置，其中，該正極具有含有含鋰化合物的正極活性物質，該負極具有合金類負極活性物質，該鋰離子蓄電裝置的制造方法的特征在于，使第1次循環的充電電位比第2次循環以后的充電電位高。

這樣，在本發明中，僅通過使第1次循環的充電電位比第2次循環以后的充電電位高，即，對充電電位進行控制，就可以進行從正極至負極的預嵌入而無需使用第3極。更詳細地說，可以通過提高第1次循環的充電電位，從而可靠地進行向負極的預嵌入，與此同時，通過使第2次循環的充電電位(其后的循環的充電電位)降低，從而良好地保持循環特性。特別地，如果在將充電電位設定為較高的第1次循環的電位的狀態下進行循環，則由于電解液的分解(電芯膨脹)及活性物質的破壞等原因，發生循環劣化，另一方面，如果以低充電電位進行第1次循環的充電，在以后的循環中也保持低充電電位，則變為對合金類材料的SOC?0％附近進行利用，促進負極劣化。與此相對，在本發明中，通過使第1次循環的充電電位比第2次循環以后的充電電位高，可以防止發生上述問題。

另外，優選正極的第1次循環的充電容量為第2次循環的充電容量的111％～167％。即，通過將充電容量具有電位依賴性的材料用作為正極活性物質，設定為第1次循環的充電電位比第2次循環以后的充電電位高，從而可以將與充電電位差相應的容量交予負極。該與充電電位差相應的容量為向負極的預嵌入容量，對該容量進行規定。

此外，優選正極的第1次循環的充電電位(vs.Li/Li⁺)為大于或等于4.4V，特別地，優選為大于或等于4.4V而小于或等于4.6V。另外，在這種情況下，優選第2次循環的充電電位為第1次循環的充電電位的93～98％左右。

另外，優選正極活性物質含有第1活性物質和第2活性物質，第1活性物質在小于4.4V時的容量比第2活性物質大，第2活性物質在大于或等于4.4V時的容量比第1活性物質大。由此，可以對正極活性物質賦予下述理想的化學性質，即：在大于或等于4.4V的高充電電位側具有預嵌入所需要的大容量，在小于4.4V的低充電電位側也具有大容量。

此外，優選負極活性物質的使用區域為整體容量的4～80％，特別優選為10～70％。

發明的效果

在本發明中，可以使用現有的活性物質材料、即沒有為了進行預嵌入而實施特別制造過程的活性物質材料，僅通過對充電電位進行控制，即可從正極向負極進行預嵌入。因此，無需為了預嵌入而設置第3極，可以在降低制造成本的同時安全地進行預嵌入。另外，因為不需要設置第3極，所以可以抑制能量密度的降低。此外，通過對充電電位進行控制(特別地，使第2次循環以后的充電電位降低)，可以防止循環特性的劣化。

附圖說明

圖1是示意地表示在本發明的實施例中涉及的蓄電裝置內部的剖面圖。

具體實施方式