【手続補正書】
【提出日】平成17年7月26日(2005.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】    非水電解質二次電池の製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  発電要素を収納した電池容器内に非水電解液を注液し、２５°Ｃ以上、８０°Ｃ以下の温度環境で予備充電を行った後密封することを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項２】  予備充電を減圧下で行うことを特徴とする請求項１に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【請求項３】  電池容器内部を減圧して密閉することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非水電解質二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負極にカーボン等を用いた非水電解質二次電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負極にカーボンを用いた非水電解質二次電池は、製造時に発電要素を収納した電池容器内に非水電解液を注液し、このカ−ボン表面にリチウム化合物の皮膜を形成するための予備充電を行う。また、この予備充電工程では、負極に被膜が形成される過程でガスが発生するので、このガスを抜いてから電池容器の最終的な封口を行うのが一般的である。
【０００３】
ところで、上記のように製造された非水電解質二次電池は、充電状態で高温環境に放置した場合にも、負極と非水電解液が反応してガスを発生する。非水電解質二次電池の使用温度は、通常は−２０°Ｃ〜６０°Ｃの範囲であるが、例えば、この電池を用いた電子機器を炎天下に駐車した自動車の車内に放置したような場合には、６０°Ｃを超える高温に長時間曝らされるおそれは十分にあり得る。非水電解質二次電池がこのような状態でガスが発生するのは、高温環境において、予備充電工程と同様に、負極に新たな被膜が形成されるためであると考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、非水電解質二次電池がこのように高温環境でガスを発生すると、電池内部の圧力が異常に上昇して、電池容器が膨張することがある。もっとも、電池容器が金属缶等からなる場合には、このようにガスの発生によって内圧が上昇しても、電池特性が若干低下する他は、金属缶等の耐圧が大きいためにほとんど問題は生じない。しかし、電池容器がアルミラミネートシート等のフレキシブルなシート材からなる場合には、このシート材が膨らんで一部が破断するおそれが生じる。
【０００５】
このため、従来の非水電解質二次電池は、充電状態で高温環境に放置した場合に、内部で発生したガスの圧力によって容器の一部が破断して非水電解液等が瞬時に電池外に噴出し、周囲の機器や人体等に損傷を与えるおそれがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電池を封口する前に高温で予備充電を行うことにより、充電状態で高温環境に放置してもガスの発生を抑制することができる非水電解質二次電池の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の非水電解質二次電池の製造方法は、発電要素を収納した電池容器内に非水電解液を注液し、２５°Ｃ以上、８０°Ｃ以下の温度環境で予備充電を行った後密封することを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、高温環境で予備充電を行うので、負極に形成される被膜の膜厚が増加する。このため、後に非水電解質二次電池を充電状態で高温環境に放置した場合にも、新たな被膜の生成がほとんどなくなり、ガスの発生も抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項２の非水電解質二次電池の製造方法は、予備充電を減圧下で行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、予備充電を減圧下で行うことにより、負極から発生するガスを確実に外部に引き抜くようにすることができる。
【００１１】
請求項３の非水電解質二次電池の製造方法は、電池容器内部を減圧して密閉することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、充電状態で高温環境に放置した場合にも、電池容器の内圧が異常に上昇するようなことがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１〜図２は本発明の一実施形態を示すものであって、図１はアルミラミネートシートを電池容器に用いた非水電解質二次電池の全体斜視図、図２は予備充電時の環境温度と充電状態で高温環境に放置した場合に発生するガスの体積との関係を示す図である。
【００１５】
本実施形態は、アルミラミネートシートを電池容器に用いた非水電解質二次電池について説明する。この非水電解質二次電池は、図１に示すように、発電要素１をアルミラミネートシートの電池容器２で覆い、内部に非水電解液を注入したものである。発電要素１は、例えば銅箔にカーボンを塗布した負極と、アルミニウム箔に正極活物質を塗布した正極とをセパレータを介して巻回したものであり、巻回後に周側面を押し潰すことにより平たい長円状にしている。電池容器２は、２枚のアルミラミネートシートを重ね合わせて周囲を封口したり、１枚のアルミラミネートシートを折って重ね合わせ折り目以外の周囲を封口することにより内部を密閉したものであり、発電要素１の正負極に接続されたリード線３だけが外部に引き出されている。アルミラミネートシートは、アルミニウム箔にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやポリエチレンフィルム等をラミネートしたフレキシブルなシートであり、ポリエチレンフィルム等の側の面を重ね合わせて加熱圧迫し熱溶着により封止することができる。また、リード線３の引き出し部には、エバール樹脂フィルム等を介在させることにより金属との界面の封止を確実にしている。
【００１６】
上記非水電解質二次電池の製造時には、アルミラミネートシートの一辺のみを開放した電池容器２の内部に発電要素１を収納して非水電解液を注入した後に、高温環境で予備充電を行う。予備充電は、上述のように、負極にリチウムの被膜を形成するための工程である。また、この予備充電は、減圧したチャンバ内で行うことにより、負極から発生するガスを確実に外部に引き抜くようにすることができる。
【００１７】
ここで、予備充電時の環境温度と、その後に非水電解質二次電池を充電状態で高温環境に放置した場合（８５°Ｃの環境に７２時間放置）に発生するガスの体積との関係を調査した結果を図２に示す。予備充電時の環境温度を２５°Ｃから順に上昇させると、６０°Ｃまでは、発生するガスの体積が温度上昇に応じて減少する。これは、予備充電時の温度が上昇するほど負極に形成される被膜の膜厚も増大するので、後の高温環境で新たに生成される被膜が少なくなるためであると考えられる。しかし、この環境温度が６０°Ｃを超えると、発生するガスの体積が温度上昇に応じて増加し、８０°Ｃを過ぎると、２５°Ｃの場合に発生するガスの体積よりも多くなる。これは、６０°Ｃを超えるような高温で予備充電を行っても、逆に負極の被膜形成が阻害されるからであると考えられる。従って、予備充電時の環境温度は、６０°Ｃが最適であり、２５°Ｃ〜８０°Ｃの範囲で発生するガスの体積を抑制する効果が得られる。
【００１８】
上記非水電解質二次電池は、２５°Ｃ〜８０°Ｃ、好ましくは６０°Ｃの温度環境で予備充電を行った後に、電池容器２の開放されたアルミラミネートシートを封止して内部を密閉する。この時、電池内部を減圧してからアルミラミネ−トシ−トを封止することが好ましい。
【００１９】
上記構成の非水電解質二次電池の製造方法によれば、充電状態で高温環境に放置した場合にも、負極からのガスの発生が抑制されるので、電池容器２の内圧が異常に上昇するようなことがない。従って、フレキシブルなアルミラミネートシートを電池容器２に用いた非水電解質二次電池の場合にも、封止部等が破断して非水電解液等が電池外に噴出し、周囲の機器や人体等に損傷を与えるようなおそれがなくなる。
【００２０】
なお、本実施形態では、アルミラミネートシートを電池容器２に用いた非水電解質二次電池について説明したが、本発明は、これに限らず、他の電池容器２を用いた場合にも実施可能である。例えば、金属容器を用いた場合にも、電池の内圧が異常に上昇すれば、容器が膨張したり破断するおそれが全くない訳ではなく、また、電池特性にもある程度影響を及ぼすので、本発明は十分に有用なものとなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高温環境で予備充電を行うので、負極に形成される被膜の膜厚が増加する。このため、後に非水電解質二次電池を充電状態で高温環境に放置した場合にも、新たな被膜の生成がほとんどなくなり、ガスの発生も抑制することができる。また、充電時や封口時に電池内部を大気圧以下にするので、後に非水電解質二次電池を充電状態で高温環境に放置した場合に、電池厚みの増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態を示すものであって、アルミラミネートシートを電池容器に用いた非水電解質二次電池の全体斜視図である。
【図２】
本発明の一実施形態を示すものであって、予備充電時の環境温度と充電状態で高温環境に放置した場合に発生するガスの体積との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  発電要素
２  電池容器
３  リード線