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図面 (3)

課題

急速充電性を高める。

解決手段

リチウムをドープ及び脱ドープ可能な正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質を含有する負極と、正極と負極との間に介在される非水電解質とを備えた非水電解質電池充電方法であって、定格容量の0.2CmA〜0.4CmAの範囲の充電電流値IAで定電流充電を行う第1の充電と、定格容量の0.4CmA〜0.6CmAの範囲の充電電流値IBにて定電流充電を行う第2の充電とを備える。

概要

背景

近年、携帯電話ノートパソコン等のポータブル機器コードレス機器の普及により、その電源である電池需要が高まっている。特に、小型、軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が要求されている。このような電池として非水電解質二次電池、特に正極にコバルトリチウム等のリチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料等を用いたリチウムイオン二次電池の研究、開発が活発に行われている。

このようなリチウムイオン二次電池等、非水電解質二次電池の充電方法としては、所定の電圧までは定電流により充電し、その後設定電圧による定電圧充電を行う方法が開発されている。

概要

急速充電性を高める。

リチウムをドープ及び脱ドープ可能な正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質を含有する負極と、正極と負極との間に介在される非水電解質とを備えた非水電解質電池の充電方法であって、定格容量の0.2CmA〜0.4CmAの範囲の充電電流値IAで定電流充電を行う第1の充電と、定格容量の0.4CmA〜0.6CmAの範囲の充電電流値IBにて定電流充電を行う第2の充電とを備える。

目的

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、急速充電性を高めた非水電解質の充電方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

リチウムをドープ及び脱ドープ可能な正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質を含有する負極と、上記正極と負極との間に介在される非水電解質とを備えた非水電解質電池充電するに際し、定格容量の0.2CmA〜0.4CmAの範囲の充電電流値IAで定電流充電を行う第1の充電と、上記第1の充電の後に、定格容量の0.4CmA〜0.6CmAの範囲の充電電流値IBにて定電流充電を行う第2の充電とを備えることを特徴とする非水電解質電池の充電方法

請求項2

上記第1の充電では、定格容量の40%〜75%に相当する容量を充電することを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池の充電方法。

請求項3

上記第2の充電において、所定の電圧値V1に充電電流が達した時点で定電流充電から定電圧充電切り替えて、電圧値V1で定電圧充電を行うことを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池の充電方法。

技術分野

0001

本発明は、非水電解質二次電池充電方法に関する。

背景技術

0002

近年、携帯電話ノートパソコン等のポータブル機器コードレス機器の普及により、その電源である電池需要が高まっている。特に、小型、軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能な二次電池の開発が要求されている。このような電池として非水電解質二次電池、特に正極にコバルトリチウム等のリチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料等を用いたリチウムイオン二次電池の研究、開発が活発に行われている。

0003

このようなリチウムイオン二次電池等、非水電解質二次電池の充電方法としては、所定の電圧までは定電流により充電し、その後設定電圧による定電圧充電を行う方法が開発されている。

発明が解決しようとする課題

0004

一方、機器ポータブル化にともなって駆動電源急速充電に対する要求が高くなっている。

0005

非水電解質二次電池の充電方法として、上記の充電方法のまま充電時間を短くするには、定電流充電区間において充電電流値を高く設定して充電する急速充電方法が考えられる。

0006

しかしながら、この高充電電流による急速充電は、例えばリチウムイオン電池においては著しく電池性能が低下してしまうため、急速充電性が高まらないという問題があった。

0007

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、急速充電性を高めた非水電解質の充電方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の非水電解質電池の充電方法は、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な正極活物質を含有する正極と、リチウムをドープ及び脱ドープ可能な負極活物質を含有する負極と、上記正極と負極との間に介在される非水電解質とを備えた非水電解質電池の充電方法であって、定格容量の0.2CmA〜0.4CmAの範囲の充電電流値IAで定電流充電を行う第1の充電と、上記第1の充電の後に、定格容量の0.4CmA〜0.6CmAの範囲の充電電流値IBにて定電流充電を行第2の充電とを備えることを特徴とする。

0009

上述したような本発明に係る非水電解質電池の充電方法では、定電流充電区間を分割し、それぞれの区間において最適な充電電流値及び充電時間を選択することにより、電池特性を損なうことなく、充電時間が短縮される。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

0011

図1は、本発明の非水電解質電池の一構成例を示す縦断面図である。この非水電解液電池1は、フィルム状の正極2と、フィルム状の負極3とが、セパレータ4を介して密着状態巻回された巻層体が、電池缶5内部に装填されてなる。

0012

上記正極2は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤集電体上に塗布、乾燥することにより作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。

0013

正極活物質には、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物金属硫化物又は特定の高分子を用いることができる。

0014

例えば、リチウム一次電池を構成する場合、正極活物質としては、TiS2、MnO2、黒鉛、FeS2等を使用することができる。また、リチウム二次電池を構成する場合、正極活物質としては、TiS2、MoS2、NbSe2、V2O5等の金属硫化物あるいは酸化物を使用することができる。また、LixMO2(式中Mは一種以上の遷移金属を表し、xは電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上、1.10以下である。)を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Mとしては、Co、Ni、Mn等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはLiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1−yO2(式中、0<y<1である。)、LiMn2O4等を挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極2には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用してもよい。

0015

また、上記正極合剤の結着剤としては、通常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知の添加剤を添加することができる。

0016

負極3は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。

0017

リチウム一次電池又はリチウム二次電池を構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料グラファイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体炭素繊維活性炭等の炭素材料を使用することができる。上記コークス類には、ピッチコークスニートルコークス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂フラン樹脂等を適当な温度で焼成炭素化したものを示す。

0018

上述した炭素材料のほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレンポリピロール等の高分子やSnO2等の酸化物を使用することもできる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニウム合金等を使用することができる。

0019

また、上記負極合剤の結着剤としては、通常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。

0020

非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解して調製される。

0021

電解質としては、通常、電池電解液に用いられている公知の電解質を使用することができる。例示するならば、LiClO4、LiAsF6,LiPF6、LiBF4、LiB(C6H5)4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiCl、LiBr等である.また、非水溶媒としては、従来より非水電解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することができる。例示するならば、プロピレンカーボネートエチレンカーボネートジエチルカーボネートジメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2ージエトキシエタンγ−ブチロラクトンテトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテルスルホランメチルスルホランアセトニトリルプロピオニトリルアニソール酢酸エステル酪酸エステルプロピオン酸エステル等である。

0022

そして、このような非水電解液電池1は、つぎのようにして製造される。

0023

正極2は、正極活物質と結着剤とを含有する正極合剤を、正極集電体となる例えばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形成することにより作製される。上記正極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。

0024

負極3は、負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を、負極集電体となる例えば銅箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成することにより作製される。上記負極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。

0025

以上のようにして得られる正極2と、負極3とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ4を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回することにより巻層体が構成される。

0026

次に、その内側にニッケルメッキを施した鉄製の電池缶5の底部に絶縁板6を挿入し、さらに巻層体を収納する。そして負極の集電をとるために、例えばニッケルからなる負極リード7の一端を負極3に圧着させ、他端を電池缶5に溶接する。これにより、電池缶5は負極3と導通をもつこととなり、非水電解液電池1の外部負極となる。また、正極2の集電をとるために、例えばアルミニウムからなる正極リード8の一端を正極2に取り付け、他端を電流遮断用薄板9を介して電池蓋10と電気的に接続する。この電流遮断用薄板9は、電池内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、電池蓋10は正極2と導通をもつこととなり、非水電解液電池1の外部正極となる。

0027

次に、この電池缶5の中に非水電解液を注入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解させて調製される。

0028

次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケット11を介して電池缶5をかしめることにより電池蓋10が固定されて円筒型の非水電解液電池1が作製される。

0029

なお、この非水電解液電池1においては、図1に示すように、負極リード7及び正極リード8に接続するセンターピン12が設けられているとともに、電池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気体を抜くための安全弁装置13及び電池内部の温度上昇を防止するためのPTC素子14が設けられている。

0030

そして、以上のようにして作製された電池に対して充電を行うが、充電に際し、本発明は、定電流充電区間を分割することにより電池性能の低下を防止するとともに充電時間を短縮する充電方法を提案するものである。

0031

上述したような非水電解質二次電池、ここではリチウムイオン二次電池の初回充電の充電方法について、図2を参照しながら説明する。図2はリチウムイオン二次電池の初回充電について、充電電圧及び充電電流を縦軸にとり、時間軸横軸にとり、時間による充電電圧、電流の変化を表している。

0032

まず、第1の充電では、図2に示すように、所定の充電電流値IAで所定の充電時間tAだけ定電流充電を行う。充電電流値IAは0.2CmA〜0.4CmAの範囲相当の電流値とする。第1の充電電流値IAが0.2CmAよりも低い場合、充電時間を短くするためには第2の充電電流値IBを高くする必要がある。そして、第2の充電電流値IBを高くすると容量低下を招いたり、電極上にリチウムが析出してしまう。また、IAを0.4CmAより高くした場合には、容量が低下してしまう。充電電流値IAを0.2CmA〜0.4CmAの範囲とすることで、容量低下やリチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができる。

0033

また、充電時間tAは、充電電流値IAの第1の充電において、定格容量の40%〜75%が充電されるように予め設定しておく。充電時間tAが40%以下の場合、充電時間を短くするためには第2の充電電流値IBを高くする必要がある。そして、第2の充電電流値IBを高くすると、容量低下を招いたり、電極上にリチウムが析出してしまうという問題が生じる。充電時間tAが75%より高い場合には、充電時間を短縮することができない。充電時間tAを、定格容量の40%〜75%が充電される時間と設定することで、容量低下やリチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができる。

0034

つぎに、第2の充電では、まず充電電流値IBにて定電流充電を行う。そして予め設定した電圧値V1に達した時点で、定電圧充電に切り替える。充電電流値IBは0.4CmA〜0.6CmAの範囲相当の電流値とする。充電電流値IBが0.4CmAよりも低い場合、充電時間を短くすることができない。また、IBが0.6CmAよりも高い場合には、電極上にリチウムが析出してしまう。充電電流値IBを0.4CmA〜0.6CmAの範囲とすることで、リチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができる。また、充電時間tBは第1の充電による残存電池容量である、定格容量の25%〜60%に相当する容量を充電できる時間とする。

0035

ここで、本発明では、第1の充電電流値IAを、第2の充電電流値IBよりも低く設定している。第1の充電電流値IAを、第2の充電電流値IBよりも低く設定することで電池特性の劣化を防止することができる。充電電流値IAをIBより高く設定した場合、容量が約3%低下してしまうことが実験により確認されている。

0036

すなわち、本発明は、第1の充電における充電電流値を第2の充電以降における充電値よりも低くすることで電池特性の劣化を防止し、また、第2の充電以降の充電電流値を高くすることで充電時間を短縮する優れた充電方法を提供するものである。

0037

このように、本発明では、充電時間に影響のある定電流充電区間を分割し、それぞれの区間において最適な充電電流値及び充電時間を選択することにより、電池特性を損なうことなく、充電時間を短縮することができる。

0038

なお、上述した実施の形態では、非水電解質電池を2段階で充電する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2段階以上の多段階充電で非水電解質電池を充電する際にも適用することができる。その場合には、第1の充電電流値IAを、第2段階以降の充電電流値ICよりも低く設定すればよい。第1の充電電流値IAを、第2段階以降の充電電流値ICよりも低く設定することで電池特性の劣化を防止することができる。

0039

また、上述した実施の形態では、非水電解質として、非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いた非水電解液電池を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電解質塩を含有させた固体電解質を用いた固体電解質電池有機高分子に非水溶媒と電解質塩を含浸させたゲル状電解質を用いたゲル状電解質電池のいずれについても適用可能である。

0040

上記固体電解質としては、リチウムイオン導電性を有する材料であれば無機固体電解質高分子固体電解質いずれも用いることができる.無機固体電解質として、窒化リチウム、よう化リチウムが挙げられる.高分子固体電解質は電解質塩とそれを溶解する高分子化合物からなり、その高分子化合物はポリエチレンオキサイド)や同架橋体などのエーテル系高分子、ポリ(メタクリレートエステル系アクリレート系などを単独あるいは分子中に共重合、または混合して用いることができる。

0041

また、上記ゲル状電解質のマトリックスとしては上記非水電解液を吸収してゲル化するものであれば種々の高分子が利用できる.たとえばポリ(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリデンフルオロライド−co−ヘキサフルオロプロピレン)などのフッ素系高分子、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体などのエーテル系高分子、またポリ(アクリロニトリル)などを使用できる。特に酸化還元定性から、フッ素系高分子を用いることが望ましい。電解質塩を含有させることによりイオン導電性を付与する。

0042

また、上述した実施の形態では、円筒型の二次電池を例に挙げて説明したが、本発明が適用される電池はこれに限定されるものではなく、角型等の形状の電池、及び大型等の種々の大きさの電池についても適用可能である。

0043

つぎに、本発明の効果を確認すべく行った実施例及び比較例について説明する。なお、以下に示す例では、具体的な化合物数値等を挙げて説明しているが、本発明はこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。

0044

まず、以下のようにしてサンプルとなる非水電解液電池を作製した。

0045

まず、負極を以下のようにして作製した。負極活物質として黒鉛を90重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを10重量部とを混合して負極合剤を調製した。次に、負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電体である厚さ10μmの帯状の銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥して負極活物質層を形成した後、ロールプレス機圧縮成型し、負極を作製した。

0046

つぎに、正極を以下のように作製した。正極活物質としてLiCoO2を85重量部と、導電剤として鱗片状黒鉛を5重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを10重量部とを混合して正極合剤を調製した。

0047

次に、正極合剤を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリーとした。そして、このスラリーを正極集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥して正極活物質層を形成した後、ロールプレス機で圧縮成形することにより正極を作製した。

0048

以上のようにして得られた正極と、負極とを、厚さ25μmの微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回することにより巻層体を作製した。

0049

次に、その内側にニッケルメッキを施した鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻層体を収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するものである。

0050

そして、この電池缶の中に非水電解液を注入した。この非水電解液は、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの当容量混合溶媒中に、電解質としてLiPF6を1.0mol/lの濃度で溶解させて調製した。

0051

最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋を固定して、直径が約17mm、高さが約67mmの円筒型の非水電解液電池を作製した。この電池の定格容量は、1410mAhである。

0052

そして、得られた電池に対して充電を行うが、充電条件を変えて行い、充電方法による充電時間及び容量の違いを評価した。

0053

〈サンプル1〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.1CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の30%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.7CmAに相当する電流値で充電を行った。

0054

〈サンプル2〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.1CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の50%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.7CmAに相当する電流値で充電を行った。

0055

〈サンプル3〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.2CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の30%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.4CmAに相当する電流値で充電を行った。

0056

〈サンプル4〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.2CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の30%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.7CmAに相当する電流値で充電を行った。

0057

〈サンプル5〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.2CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の75%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.7CmAに相当する電流値で充電を行った。

0058

〈サンプル6〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.4CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の35%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.4CmAに相当する電流値で充電を行った。

0059

〈サンプル7〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.4CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の65%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.3CmAに相当する電流値で充電を行った。

0060

〈サンプル8〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.4CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の99%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.5CmAに相当する電流値で充電を行った。

0061

〈サンプル9〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.6CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の30%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.7CmAに相当する電流値で充電を行った。

0062

〈サンプル10〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.6CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の30%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.3CmAに相当する電流値で充電を行った。

0063

〈サンプル11〉本実施例では、サンプル電池に対して二段階での充電を行った。まず、第1の充電では、定格容量の0.6CmAに相当する電流値で充電を行った。なお充電時間は、定格容量の80%が充電される時間とした。その後引き続いて第2の充電では、定格容量の0.3CmAに相当する電流値で充電を行った。

0064

以上のようにして充電条件を変えて充電された各電池の充電時間、容量、リチウム析出量を測定、評価した。その結果を表1に示す。なお、充電時間は、充電終了までの所要時間であり、300分以下を良とした。また、容量は、4.2V充電での0.2C放電容量であり、1540mAh以上を良とした。また、リチウム析出量は、充電時に負極上に析出したリチウム量定量化した値であり、150以下を良とした。

0065

0066

表1から明らかなように、第1の充電において、充電電流値IAが0.2CmAよりも低いサンプル1,2では、充電時間を短くすることができない。この場合、充電時間を短くしようとすると第2の充電電流値IBを大きくしなければならない。そして、後述するように第2の充電電流値IBを高くすると、容量が低下したり、電極上にリチウムが析出してしまっている。また、IAを0.4CmAより高くしたサンプル9〜11では、容量が低下してしまっている。したがって、充電電流値IAを0.2CmA〜0.4CmAの範囲とすることで、容量低下やリチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができることがわかった。

0067

また、充電時間tAについて、充電時間tAを40%以下としたサンプルでは、充電時間を短くすることが出来ない。この場合、充電時間を短くするためには第2の充電電流値IBを高くする必要がある。そして、第2の充電電流値IBを高くすると、容量が低下したり、電極上にリチウムが析出してしまっている。また、充電時間tAが75%より高いサンプル8,11では、充電時間を短縮することができない。充電時間tAを、定格容量の40%〜75%が充電される時間と設定したサンプルでは、容量低下やリチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができることがわかる。

0068

つぎに、第2の充電では、充電電流値IBが0.4CmAよりも低いサンプル7,10,11では、充電時間を短くすることができない。また、IBが0.6CmAよりも高いサンプル1,2,4,5,9では、電極上にリチウムが析出してしまっている。充電電流値IBを0.4CmA〜0.6CmAの範囲とすることで、リチウム析出を起こすことなく充電時間を短縮することができることがわかった。

0069

さらに、第1の充電電流値を大きくし、第2の充電電流値を小さくしたサンプル10,11では、充電電流が低下してしまっている。第1の充電電流値を小さくし、第2の充電電流値を大きくしたサンプルでは、十分な容量が得られていることがわかる。

0070

以上の結果より、第1の充電における充電電流値を第2の充電以降における充電値よりも低くすることで電池特性の劣化を防止でき、また、第2の充電以降の充電電流値を高くすることで充電時間を短縮できることがわかった。

0071

具体的には、第1の充電では、定格容量の0.2CmA〜0.4CmAの範囲の充電電流値IAで定電流充電を行い、第2の充電では、定格容量の0.4CmA〜0.6CmAの範囲の充電電流値IBにて定電流充電を行う。このとき、第1の充電時間tAを、定格容量の40%〜75%が充電される時間とする。

発明の効果

0072

本発明では、充電時間に影響のある定電流充電区間を分割し、それぞれの区間において最適な充電電流値及び充電時間を選択することにより、電池特性を損なうことなく、充電時間を短縮することができる。すなわち、本発明は、第1の充電における充電電流値を第2の充電以降における充電値よりも低くすることで電池特性の劣化を防止し、また、第2の充電以降の充電電流値を高くすることで充電時間を短縮する優れた充電方法を実現することができる。

図面の簡単な説明

0073

図1本発明を適用した充電方法により充電される非水電解質電池の一構成例を示す縦断面図である。
図2リチウムイオン二次電池の初回充電について、時間による充電電圧及び電流の変化を表した図である。

--

0074

1非水電解液電池、 2 正極、 3 負極、 4セパレータ、 5電池缶、 10 電池蓋

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