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公開番号2025111328
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005697
出願日2024-01-17
発明の名称非水電解液二次電池の製造方法
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 10/058 20100101AFI20250723BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電サイクル後の抵抗上昇率及びガス発生量を改善することができる非水電解液二次電池の製造方法を提供する。
【解決手段】セパレータが正SS極と負極との間に配置された電極積層体と、非水電解液とが、電池ケースに内包されている電池前駆体を準備する準備工程、電池前駆体に対して充電を行って予備充電済電池前駆体を得る予備充電工程、予備充電済電池前駆体の電池ケース内に含まれる気体を電池ケース外に排出して排気済電池前駆体を得る排気工程、並びに排気済電池前駆体に対して充電、放電、又は充放電を行って非水電解液二次電池を得る充放電工程、を含む、非水電解液二次電池の製造方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
正極、負極、セパレータ、非水電解液、及び電池ケースを備え、前記負極が、負極活物質としてケイ素単体粒子、酸化ケイ素粒子、及び炭化ケイ素粒子からなる群より選択される少なくとも１種を含む、非水電解液二次電池の製造方法であって、
前記セパレータが前記正極と前記負極との間に配置された電極積層体と、前記非水電解液とが、前記電池ケースに内包されている電池前駆体を準備する準備工程、
前記電池前駆体に対して充電を行って予備充電済電池前駆体を得る予備充電工程、
前記予備充電済電池前駆体の前記電池ケース内に含まれる気体を前記電池ケース外に排出して排気済電池前駆体を得る排気工程、並びに
前記排気済電池前駆体に対して充電、放電、又は充放電を行って非水電解液二次電池を得る充放電工程、
を含む、非水電解液二次電池の製造方法。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記電池前駆体における非水電解液が、下記式（Ｉ）で表される環状スルホン酸エステル化合物を含有する、請求項１に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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36
93
（式（Ｉ）中、Ｒ
１１
は、式（ｉ－１）で表される基、式（ｉ－２）で表される基、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－１）中、Ｒ
１２
は、オキシメチレン基（－ＯＣＨ
２
－）、オキシエチレン基（－ＯＣＨ
２
ＣＨ
２
－）、オキサ基（－Ｏ－）、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－２）中、Ｒ
１３
は、炭素原子数１～８の炭化水素基、又は水素原子（－Ｈ）を表す。）
【請求項３】
前記電池前駆体における非水電解液が、下記式（ＩＩ－１）で表されるジフルオロリン酸塩及び下記式（ＩＩ－２）で表されるモノフルオロリン酸塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１又は請求項２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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26
71
（式（ＩＩ－１）及び（ＩＩ－２）中、（Ｍ
２１
）
＋
は、それぞれ独立して、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオン、又はホスホニウムイオンを表す。）
【請求項４】
前記電池前駆体における非水電解液が、下記式（ＩＩＩ）で表される環状カーボネート化合物を含有する、請求項１又は請求項２に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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35
27
（式（ＩＩＩ）中、Ｘはフルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、又はブロモ基（－Ｂｒ）を、Ｒ
３１
は、それぞれ独立して、フルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、ブロモ基（－Ｂｒ）、又は置換基としてフルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、ブロモ基（－Ｂｒ）、及びオキサ基（－Ｏ－）からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を含んでいてもよい炭素原子数１～１２の炭化水素基を、ｈは０～３の整数を表す。）
【請求項５】
前記電池前駆体における非水電解液が、下記式（Ｉ）で表される環状スルホン酸エステル化合物、下記式（ＩＩ－１）で表されるジフルオロリン酸塩及び下記式（ＩＩ－２）で表されるモノフルオロリン酸塩からなる群より選択される少なくとも１種、並びに下記式（ＩＩＩ）で表される環状カーボネート化合物を含有する、請求項１に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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36
93
（式（Ｉ）中、Ｒ
１１
は、式（ｉ－１）で表される基、式（ｉ－２）で表される基、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－１）中、Ｒ
１２
は、オキシメチレン基（－ＯＣＨ
２
－）、オキシエチレン基（－ＯＣＨ
２
ＣＨ
２
－）、オキサ基（－Ｏ－）、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－２）中、Ｒ
１３
は、炭素原子数１～８の炭化水素基、又は水素原子（－Ｈ）を表す。）
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26
71
（式（ＩＩ－１）及び（ＩＩ－２）中、（Ｍ
２１
）
＋
は、それぞれ独立して、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオン、又はホスホニウムイオンを表す。）
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35
27
（式（ＩＩＩ）中、Ｘはフルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、又はブロモ基（－Ｂｒ）を、Ｒ
３１
は、それぞれ独立して、フルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、ブロモ基（－Ｂｒ）、又は置換基としてフルオロ基（－Ｆ）、クロロ基（－Ｃｌ）、ブロモ基（－Ｂｒ）、及びオキサ基（－Ｏ－）からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を含んでいてもよい炭素原子数１～１２の炭化水素基を、ｈは０～３の整数を表す。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非水電解液二次電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
小型、軽量、高出力であるリチウムイオン二次電池等の蓄電装置は、近年さらなる高性能化が進んでおり、高性能化にともなって、小型の電気製品のみならず自動車等の大型の製品分野への利用が進んでいる。リチウムイオン二次電池は、出力特性、充放電特性、ガス発生等の様々な特性について特定の要件を満たすことが求められるが、例えば充放電サイクル試験後の容量維持率や出力特性も非常に重要な評価項目となっている。
【０００３】
特許文献１には、Ｓｉ又はＳｉ金属酸化物と黒鉛粒子とを含有する負極活物質を有する負極を使用した非水系電解液電池において、フルオロスルホン酸リチウム、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、ジフルオロリン酸リチウム等を含有する非水系電解液とを使用することにより、充放電サイクルを繰り返しても、容量低下を抑制し、電池膨れが小さくなることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１０６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の一態様の課題は、充放電サイクル後の抵抗上昇率及びガス発生量を改善することができる非水電解液二次電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、電池前駆体に対して予備充電を行った後又は予備充電と同時に、電池ケース内に含まれる気体を電池ケース外に排出することにより、非水電解液二次電池の充放電サイクル後の抵抗上昇率やガス発生量を改善することができることを見出し、本開示を完成させた。
即ち、本開示の一態様としては、以下のものが挙げられる。
【０００７】
＜１＞正極、負極、セパレータ、非水電解液、及び電池ケースを備え、前記負極が、負極活物質としてケイ素単体粒子、酸化ケイ素粒子、及び炭化ケイ素粒子からなる群より選択される少なくとも１種を含む、非水電解液二次電池の製造方法であって、
前記セパレータが前記正極と前記負極との間に配置された電極積層体と、前記非水電解液とが、前記電池ケースに内包されている電池前駆体を準備する準備工程、
前記電池前駆体に対して充電を行って予備充電済電池前駆体を得る予備充電工程、
前記予備充電済電池前駆体の前記電池ケース内に含まれる気体を前記電池ケース外に排出して排気済電池前駆体を得る排気工程、並びに
前記排気済電池前駆体に対して充電、放電、又は充放電を行って非水電解液二次電池を得る充放電工程、
を含む、非水電解液二次電池の製造方法。
【０００８】
＜２＞前記電池前駆体における非水電解液が、下記式（Ｉ）で表される環状スルホン酸エステル化合物を含有する、＜１＞に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
【０００９】
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36
93
【００１０】
（式（Ｉ）中、Ｒ
１１
は、式（ｉ－１）で表される基、式（ｉ－２）で表される基、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－１）中、Ｒ
１２
は、オキシメチレン基（－ＯＣＨ
２
－）、オキシエチレン基（－ＯＣＨ
２
ＣＨ
２
－）、オキサ基（－Ｏ－）、又は炭素原子数１～６の２価の炭化水素基を表し、式（ｉ－２）中、Ｒ
１３
は、炭素原子数１～８の炭化水素基、又は水素原子（－Ｈ）を表す。）
（【００１１】以降は省略されています）

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