cm3) ο
[0078]在单独的工序中，负电极混合物层形成浆料的制备是通过将作为负电极活性材料的天然石墨(C)、作为结合剂的丁苯橡胶(SBR)及作为分散剂的羧甲基纤维素(CMC)，其重量比为C:SBR:CMC = 98:1:1，填入混揉机，并在以离子交换水调整粘度而混揉。此浆料被涂敷到具有10微米厚度的延长铜箔(负电极集电体)的两侧，然后被干燥且随后被压制，从而制得包含负电极集电体上的负电极混合物层的负电极片(总厚度130微米；混合物层密度
1.4g/cm3)ο
[0079]然后以上制得的正电极片和负电极片被与两片隔板片(此处，使用具有由堆叠在聚乙烯(PE)层两侧上的聚丙烯(PP)层组成的三层结构的隔板片，且总厚度为20微米)卷绕在一起并使成为扁平形状，从而制得如同图2和3示出的卷绕电极组件。
[0080]非水电解质是通过将作为支持盐的LiPF6在混合溶剂中溶解到1.0mol/L的浓度而制备，该混合溶剂含有体积比为EC: DMC: EMC = 30: 30: 40的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)。
[0081 ]然后正电极端子和负电极端子被附着在具有330mL内部容积的方形电池外壳的盖，且这些端子被分别电连接到正电极集电体和负电极集电体(就是说，卷绕电极组件的边缘(混合物层未被形成的区域))(见图2)。如同图2示出的CID被设置在正电极端子侧。由此通过电池外壳体中的开口将已被电连接到盖的卷绕电极组件，放置于电池外壳体的内部处，且通过将电池外壳体中的开口周边边缘和盖焊接在一起而封闭开口。在这时，非水电解质注入孔(见图1)被设置作电池外壳的盖中的唯一开口。
[0082]然后在其中已放置有卷绕电极组件的电池外壳内的气体，通过非水电解质注入孔用真空栗而排出，从而将在电池外壳内的气体压力减小到1kPa以下。然后保持电池外壳内的压力于此减压状态，通过设置于电池外壳盖中的电解质注入孔注入约130mL的如以上说明而制备的非水电解质。在这时(即，在电解质注入的时候)电池外壳内的气体压力(A)为I OkPa。将非水电解质注入电池外壳中的步骤需时约60秒。
[0083]在电解质注入之后，在大气压力惰性气氛下打开非水电解质注入孔，且电池外壳内的空隙压力逐渐回到大气压力。在解除电池外壳内的减压状态之后，将电池外壳内空隙暴露于大气压力60秒。在这时(S卩，在电解质注入之后解除减小的压力的时候)电池外壳内的气体压力(B)大约为lOOkPa。
[0084]然后在大气压力条件下，以密封塞密封(气密封闭)非水电解质注入孔。然后于密封状态将电池放置24小时，从而引起非水电解质完全地浸渍电极组件的内部。完全地浸渍电极组件的内部非水电解质的量(X mL)大约为80mL。在这时(S卩，在完成电极组件浸渍的时候)测量电池外壳内的气体压力(C)，于是发现压力已下降至约70kPa。
[0085]〈实例2〉
[0086]利用与实例I相同的材料和过程，进行直到进行在电解质注入之后解除减小的压力的时候测量电池外壳内气体压力(B)的工序为止，其后将电池外壳内的空隙暴露至大气压力条件60秒。非水电解质注入孔打开着，在大气压力条件下将此电池外壳放置24小时，从而允许约80mL的非水电解质完全地浸渍电极组件的内部。然后电池外壳内的压力在大气压力下，以密封塞封闭(密封)非水电解质注入孔，由此完成根据实例2的电池的制作。在这时(即，在电极组件完全浸渍的时候)电池外壳内的气体压力(C)大约为10kPa。
[0087]〈实例3〉
[0088]利用与实例I相同的材料和过程，直到在进行电解质注入之后解除减小的压力的时候测量电池外壳内气体压力(B)的工序为止，其后将电池外壳内的空隙暴露至大气压力条件60秒。非水电解质注入孔打开着，在大气压力条件下将此电池外壳放置24小时，从而允许约SOmL的非水电解质完全地浸渍电极组件的内部。然后使用真空栗将电池外壳内的气体压力设定为80kPa以下的减压状态，并在减压状态下以密封塞密封(气密封闭)非水电解质注入孔，由此完成根据实例3的电池的制作。在这时(S卩，在电极组件完全浸渍的时候)电池外壳内的气体压力(C)大约为80kPa。
[0089 ]由此对实例I至实例3中制作的电池进行初次充电处理。具体地，以IC充电速率进行CC-CV充电直到在正和负电极端子之间的电压达到4.1V。在初次充电完成之后，测量每个电池外壳内的气体压力(D)。结果于图5中示出。
[0090]如由图5明显证实的，与根据实例2和3的电池相比较，根据实例I的电池，(C)在完全浸渍电极组件的时候和(D)初次充电后，具有较低的电池外壳内气体压力。此外，在实例3的电池中，在以密封塞密封电解质注入孔的前后，非水电解质的组成不同。认为其原因为，在非水电解质注入之后，通过电池外壳于打开状态下进行减压处理，电解质内的溶剂蒸发到电池外壳的外面。在根据实例I的电池中，未观察到这样的非水电解质组成的变化。
[0091]这些结果证明，利用本文公开的制造非水电解质二次电池的方法，在其中初始内部压力低且由于初次充电和正常使用期间形成气体的电池性能下降被令人满意地抑制的非水电解质二次电池，可以被制造而不改变电池中非水电解质的溶剂组成。
[0092]已经详细地说明了本发明，尽管应注意到这些实施例和实例仅为了举例说明而提供，针对这些实施例和实例的许多改变和修改均包含于本文公开的本发明中。
[0093]工业实用性
[0094]采用本文公开的制造非水电解质二次电池的方法，如上所述，在抑制有机溶剂的蒸发量并防止非水电解质组成的变化的同时，初次充电前电池外壳内的压力减小可以实现。结果是，由于在初次充电的时候或在正常使用期间形成的气体的电流中断装置和气体排放阀故障被防止，使高可靠性、高质量的非水电解质二次电池(如，锂离子二次电池)能够被提供。电池可以由此被有利地用作，例如，用于驱动车辆的机载电源。这样的电池尤其适宜用于驱动插入式混合动力车辆(PHV)、混合动力车辆(HV)和电动车辆(EV)等等的电源。本发明还提供装备有以本文公开的制造非水电解质二次电池的方法而制得的非水电解质二次电池作为电源(典型地包括彼此电连接的多个二次电池的组合电池)的车辆。
【主权项】
1.一种制造非水电解质二次电池的方法，所述方法包含: 将包括正电极和负电极的电极组件放置在可气密密封的电池外壳中； 将在其中已放置有所述电极组件的所述电池外壳的内部设定为减压状态，并将非水电解质注入到减压的电池外壳中；以及 在电解质注入之后，解除所述减压状态并在大气压力条件下将所述电池外壳密封， 其中，在给定量的所述注入的电解质完全地浸渍所述电极组件的所述内部之前，进行所述电池外壳的密封，以使得剩余的非水电解质在密封后浸渍所述电极组件的所述内部，从而使所述电池外壳内的空隙的压力低于大气压力。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中在密封后所述电池外壳中所述空隙的压力达到不超过大气压力的90%的水平的时机，进行所述电池外壳的密封。3.根据权利要求1至2的任一项所述的制造方法，其中，在所述电池外壳的密封后至少10vol%的注入到所述电池外壳中的所述非水电解质浸渍所述电极组件的所述内部的时机，进行所述电池外壳的密封。4.根据权利要求1至2的任一项所述的制造方法，其中所述二次电池的负电极活性材料为石墨材料。5.根据权利要求1至4的任一项所述的制造方法，其中，在所述电池外壳的密封之后，在所述电池外壳中所述空隙的压力低于大气压力的状态下进行至少一次充电处理。6.—种非水电解质二次电池，其是通过根据权利要求1至5的任一项的所述制造方法获取的。
【专利摘要】本发明提供一种制造非水电解质二次电池的方法，其包括：将电极组件放置在可气密密封的电池外壳中，在所述电池外壳已被设定为减压状态以后将非水电解质注入所述电池外壳中，及在大气压力条件下将所述电池外壳密封。在给定量的注入的电解质完全地浸渍所述电极组件的所述内部之前，进行所述电池外壳的密封。结果是，所述剩余的非水电解质在密封后浸渍所述电极组件的所述内部，从而使电池外壳内的所述空隙的压力低于大气压力。
【IPC分类】H01M4/587, H01M10/0525, H01M10/058, H01M10/0566, H01M2/36, H01M10/44
【公开号】CN105684193
【申请号】
【发明人】石田智彦
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年10月21日