[發(fā)明專利]鋰離子二次電池的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710845384.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107959055B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 永谷勝彥;岡山忍;菊池響子
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/44
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

本公開提供一種鋰離子二次電池的制造方法。所述制造方法包括：構(gòu)成具備正極和負(fù)極的電極組；將電極組、電解液和第3電極收納于筐體；在筐體內(nèi)，通過第3電極與負(fù)極之間的充電，將負(fù)極充電；以及通過第3電極與負(fù)極之間的放電，將已充電的負(fù)極放電，由此制造鋰離子二次電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及鋰離子二次電池的制造方法。

背景技術(shù)

國際公開第2012/124211公開了一種方法：通過將鋰離子補(bǔ)充用電極與正極連接，從鋰離子補(bǔ)充用電極向正極供給鋰離子，從而使鋰離子二次電池的容量恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

鋰離子二次電池隨著反復(fù)進(jìn)行充放電，可使用的容量逐漸減少。作為容量減少的原因之一，可舉出惰性鋰(也稱為“dead lithium”)的產(chǎn)生。惰性鋰對于充放電反應(yīng)沒有幫助。因此可使用的容量會以惰性鋰的產(chǎn)生量而減少。

國際公開第2012/124211公開了一種鋰離子二次電池，其除了具備通常的充放電時所使用的正極和負(fù)極以外，還具備通常的充放電時不使用的鋰離子補(bǔ)充用電極(第3電極)。該鋰離子二次電池，在產(chǎn)生了惰性鋰時，通過從鋰離子補(bǔ)充用電極向正極供給鋰離子，能夠使已減少的容量恢復(fù)。以下，將通過第3電極使容量恢復(fù)的處理稱為“恢復(fù)處理”。

恢復(fù)處理通過第3電極與正極連接而實(shí)施。此時，恢復(fù)處理的驅(qū)動力是第3電極與正極之間的電位差。恢復(fù)處理與通過從外部供給電力而實(shí)施的通常的充電相比需要更長時間。

因此，本公開提供一種恢復(fù)處理所需的時間縮短了的鋰離子二次電池。

以下，對本公開的技術(shù)構(gòu)成和作用效果進(jìn)行說明。但本公開的作用機(jī)制包括推測。不應(yīng)通過作用機(jī)制的正確與否來限定本公開的發(fā)明范圍。

本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的鋰離子二次電池的制造方法，包括：構(gòu)成具備正極和負(fù)極的電極組；將電極組、電解液和第3電極收納于筐體；在筐體內(nèi)，通過第3電極與負(fù)極之間的充電，將負(fù)極充電；以及通過第3電極與負(fù)極之間的放電，將已充電的負(fù)極放電，由此制造鋰離子二次電池。在電極組中，正極與負(fù)極相對。負(fù)極具備不與正極相對的非相對區(qū)域。第3電極被配置為與非相對區(qū)域相對。

電極組具備通常的充放電中使用的正極和負(fù)極。第3電極是通常的充放電時不使用的鋰離子補(bǔ)充用電極。從材料成本的觀點(diǎn)出發(fā)，正極可以不具備不與負(fù)極相對的非相對區(qū)域。正極不具備非相對區(qū)域的情況下，即正極被負(fù)極覆蓋的情況下，負(fù)極具備不與正極相對的非相對區(qū)域。該情況下，正極被負(fù)極覆蓋，因此難以將第3電極配置在正極的附近。如果第3電極遠(yuǎn)離正極，則從第3電極向正極供給鋰離子需要較長時間。

因此，采用本發(fā)明的一技術(shù)方案涉及的制造方法制造的鋰離子二次電池，經(jīng)由負(fù)極的非相對區(qū)域，從第3電極向正極供給鋰離子。即，第3電極配置為與負(fù)極的非相對區(qū)域相對。負(fù)極的非相對區(qū)域不與正極相對。因此，第3電極可與非相對區(qū)域接近而配置。該結(jié)構(gòu)中，如果第3電極經(jīng)由外部電路而與正極連接，則首先從第3電極向負(fù)極的非相對區(qū)域供給鋰離子。接著，從負(fù)極向正極供給鋰離子。在電極組中接收鋰離子的部分位于第3電極的附近，因此恢復(fù)處理所需的時間縮短。

但是，負(fù)極的非相對區(qū)域在通常的充放電中不使用。因此負(fù)極的非相對區(qū)域通過恢復(fù)處理而首次接收鋰離子的供給。即，負(fù)極的非相對區(qū)域會通過恢復(fù)處理而首次被充電。負(fù)極的初次充電中產(chǎn)生不可逆容量。不可逆容量表示通過充電而向負(fù)極供給的容量之中無法返回正極的容量。

被膜通過電解液還原分解而形成。該被膜也被稱為SEI(Solid ElectrolyteInterface；固體電解質(zhì)界面膜)。不可逆容量來自于進(jìn)入初次的充電時所形成的被膜中的鋰離子。初次的充電時所形成的被膜，具有抑制電解液的還原分解的作用，使第2次之后的充電反應(yīng)穩(wěn)定化。因此，第2次之后的充電中，不可逆容量的產(chǎn)生較少。