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JP7680858B2 - Recovery agent, recovery method for non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
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JP7680858B2 - Recovery agent, recovery method for non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Recovery agent, recovery method for non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Description

本開示は、回復剤、非水電解液二次電池の回復方法及び非水電解液二次電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a recovery agent, a recovery method for a nonaqueous electrolyte secondary battery, and a manufacturing method for a nonaqueous electrolyte secondary battery.

従来、長期保存や充放電サイクルによって容量が劣化した非水電解液二次電池の容量を回復させる方法として、正極及び負極の他に第三極を設け、第三極と正極とを外部短絡させ、第三極から正極にキャリアイオンを供給する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for restoring the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery whose capacity has deteriorated due to long-term storage or charge/discharge cycles, a method has been proposed in which a third electrode is provided in addition to the positive and negative electrodes, the third electrode is externally short-circuited with the positive electrode, and carrier ions are supplied from the third electrode to the positive electrode (see, for example, Patent Document 1).

特開2016-076358号公報JP 2016-076358 A

しかしながら、特許文献1では、第三極を組み入れることにより、電池の構造が複雑になるなどの問題があった。このため、第三極を用いなくても容量を回復させることのできる、非水電解液二次電池の新規な回復方法が望まれていた。 However, in Patent Document 1, there was a problem that the incorporation of a third electrode made the battery structure complicated. For this reason, there was a need for a new recovery method for non-aqueous electrolyte secondary batteries that could recover capacity without using a third electrode.

本開示はこのような課題を解決するためになされたものであり、非水電解液二次電池の新規な回復方法を提供することを主目的とする。 This disclosure has been made to solve these problems, and its main objective is to provide a new method for restoring non-aqueous electrolyte secondary batteries.

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、この溶質を溶解する溶媒と、を含む溶液を非水電解液二次電池に注入すると、容量が回復することを見出した。特に、回復剤において、上述の溶質及び溶媒のほかに、例えば非水電解液二次電池に用いられるような電解液を含むものとすると、回復後の電池の容量がより向上することを見出し、本開示を完成するに至った。 After extensive research to achieve the above-mentioned object, the inventors discovered that injecting a solution containing a solute having a reduced aromatic hydrocarbon compound and a metal ion, and a solvent that dissolves the solute, into a non-aqueous electrolyte secondary battery restores the capacity. In particular, they discovered that if the restoring agent contains, in addition to the above-mentioned solute and solvent, an electrolyte such as that used in non-aqueous electrolyte secondary batteries, the capacity of the battery after restoration is further improved, leading to the completion of the present disclosure.

即ち、本明細書で開示する回復剤は、
金属イオンをキャリアイオンとする非水電解液二次電池の容量を回復させる回復剤であって、
還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒と、電解液と、を含む、
ものである。
That is, the recovery agent disclosed in the present specification is
A recovery agent for recovering the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery having a metal ion as a carrier ion,
The present invention includes a solute having a reduced aromatic hydrocarbon compound and a metal ion, a solvent for dissolving the solute, and an electrolyte.
It is something.

また、本明細書で開示する非水電解液二次電池の回復方法は、
金属イオンをキャリアイオンとする非水電解液二次電池の容量を回復させる回復方法であって、
前記非水電解液二次電池に対して、上述した回復剤を注入して、前記非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程、
を含むものである。
The method for recovering a non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed in the present specification includes the steps of:
A method for recovering the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses metal ions as carrier ions, comprising the steps of:
a recovery step of injecting the recovery agent into the nonaqueous electrolyte secondary battery to recover the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery;
It includes.

また、本明細書で開示する非水電解液二次電池の製造方法は、
金属イオンをキャリアイオンとする容量劣化した非水電解液二次電池を準備する電池準備工程と、
上述の非水電解液二次電池の回復方法で前記非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程と、
を含むものである。
The method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed in the present specification further comprises the steps of:
a battery preparation step of preparing a capacity-degraded nonaqueous electrolyte secondary battery having metal ions as carrier ions;
a recovery step of recovering the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery in the above-mentioned recovery method for the nonaqueous electrolyte secondary battery;
It includes.

この回復剤、非水電解液二次電池の回復方法及び非水電解液二次電池の製造方法では、非水電解液二次電池の新規な回復方法及びそれを利用した非水電解液二次電池の新規な製造方法を提供できる。このような効果が得られる理由は以下のように推察される。例えば、還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、この溶質を溶解する溶媒と、を含む回復剤は、非水電解液二次電池に注入するだけで正極に直接作用して、正極に電子と金属イオンを供給する回復反応を生じるためと推察される。特に、上述の溶質と溶媒のほかに、電解液を含む回復剤では、回復後の電池の容量がより向上する。この理由は以下のように推察される。例えば、電解液を含む回復剤では、電解液を含まない回復剤より、芳香族炭化水素化合物に対する溶媒和が大きく、還元状態の芳香族炭化水素化合物が金属イオンを離しやすい。このため、電解液を含む回復剤を用いると、正極に電子と金属イオンが供給される際の活性化エネルギーが小さくなり、正極への電子と金属イオンの供給が円滑に行われ、効率良く回復反応が進行して、回復後の電池の容量がより向上すると考えられる。 The recovery agent, the recovery method for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and the manufacturing method for a non-aqueous electrolyte secondary battery provide a new recovery method for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a new manufacturing method for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the recovery agent. The reason why such an effect is obtained is presumed to be as follows. For example, a recovery agent containing a solute having an aromatic hydrocarbon compound in a reduced state and a metal ion, and a solvent that dissolves the solute, is presumed to act directly on the positive electrode by simply injecting it into a non-aqueous electrolyte secondary battery, causing a recovery reaction that supplies electrons and metal ions to the positive electrode. In particular, a recovery agent containing an electrolyte in addition to the above-mentioned solute and solvent further improves the capacity of the battery after recovery. The reason for this is presumed to be as follows. For example, a recovery agent containing an electrolyte has a greater solvation with respect to the aromatic hydrocarbon compound than a recovery agent that does not contain an electrolyte, and the aromatic hydrocarbon compound in a reduced state is more likely to release the metal ion. For this reason, it is believed that using a recovery agent containing an electrolyte reduces the activation energy required to supply electrons and metal ions to the positive electrode, allowing the supply of electrons and metal ions to the positive electrode to proceed smoothly, leading to an efficient recovery reaction and improved battery capacity after recovery.

非水電解液二次電池20の一例を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery 20. FIG. 回復反応のスキームの一例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a recovery reaction scheme. 実験例1~4の容量回復前後の放電容量を示すグラフ。1 is a graph showing the discharge capacity before and after capacity recovery in Experimental Examples 1 to 4. 実験例2における回復剤注入後の電池の電解液のESR測定結果。13 shows ESR measurement results of the electrolyte of the battery after injection of a recovery agent in Experimental Example 2. 実験例2,4の回復剤のESR測定結果。4 shows ESR measurement results for the recovery agents of Experimental Examples 2 and 4. 実験例1,2の回復剤のESR測定結果。4 shows ESR measurement results of the recovery agents of Experimental Examples 1 and 2.

本明細書で開示する回復剤は、非水電解液二次電池の容量を回復させるものである。また、本明細書で開示する非水電解液二次電池の回復方法は、非水電解液二次電池の容量を回復させる方法である。回復剤及び非水電解液二次電池の回復方法の好適な実施形態について以下に説明する。 The recovery agent disclosed in this specification recovers the capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery. The recovery method for a nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed in this specification is a method for recovering the capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery. Preferred embodiments of the recovery agent and the recovery method for a nonaqueous electrolyte secondary battery are described below.

[非水電解液二次電池]
まず、回復対象の非水電解液二次電池について説明する。非水電解液二次電池は、金属イオンをキャリアイオンとする非水電解液二次電池であることが好ましい。非水電解液二次電池は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの第1族イオンや、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムなどの第2族イオンをキャリアイオンとするものとしてもよい。また、非水電解液二次電池は、リチウムイオン二次電池などのイオン二次電池としてもよいし、リチウム金属二次電池などの金属二次電池としてもよい。以下では、一例として、非水電解液二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について主に説明する。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
First, the nonaqueous electrolyte secondary battery to be recovered will be described. The nonaqueous electrolyte secondary battery is preferably a nonaqueous electrolyte secondary battery having a metal ion as a carrier ion. The nonaqueous electrolyte secondary battery may have, for example, a Group 1 ion such as lithium, sodium, or potassium, or a Group 2 ion such as magnesium, calcium, or strontium as a carrier ion. The nonaqueous electrolyte secondary battery may be an ion secondary battery such as a lithium ion secondary battery, or a metal secondary battery such as a lithium metal secondary battery. In the following, as an example, a case where the nonaqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery will be mainly described.

非水電解液二次電池は、正極と、負極と、非水電解液とを備えている。正極は、リチウムイオンを吸蔵、放出しうる正極活物質を有するものとしてもよい。負極は、リチウムイオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有するものとしてもよい。非水電解液は、正極と負極との間に介在しリチウムイオンを伝導するものとしてもよい。 The nonaqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The positive electrode may have a positive electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions. The negative electrode may have a negative electrode active material capable of absorbing and releasing lithium ions. The nonaqueous electrolyte may be interposed between the positive electrode and the negative electrode and conduct the lithium ions.

正極は、例えば正極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを用いることができる。具体的には、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2などの遷移金属硫化物、基本組成式をLi(1-x)MnO2(0<x<1など、以下同じ)やLi(1-x)Mn24などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)CoO2などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiO2などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をLi(1-x)NiaCobMnc2(a+b+c=1)などとするリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、基本組成式をLiV23などとするリチウムバナジウム複合酸化物、基本組成式をV25などとする遷移金属酸化物などを用いることができる。これらのうち、リチウムの遷移金属複合酸化物、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiV23などが好ましい。また、LiyNi(1-x)x2(ただし、0≦x≦0.5、0<y<1.20、MはCo、Al、Mn、Fe、Ti及びBからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素)も好ましく、これにスピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を組み合わせて用いてもよい。なお、「基本組成式」とは、他の元素を含んでもよい趣旨である。正極活物質は、酸化還元電位が、Li金属基準で3.5V以上のものとしてもよく、4.0V以上のものとしてもよく、4.5V以上のものとしてもよい。 The positive electrode may be formed, for example, by mixing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder, adding an appropriate solvent to form a paste-like positive electrode mixture, applying it to the surface of a current collector, drying it, and compressing it to increase the electrode density as necessary. As the positive electrode active material, a sulfide containing a transition metal element, an oxide containing lithium and a transition metal element, or the like can be used. Specifically, transition metal sulfides such as TiS2 , TiS3 , MoS3 , and FeS2 , lithium manganese composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x) MnO2 (0<x<1, etc., the same applies below) and Li (1-x) Mn2O4 , lithium cobalt composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x) CoO2 , lithium nickel composite oxides having a basic composition formula such as Li( 1-x ) NiO2 , lithium nickel cobalt manganese composite oxides having a basic composition formula such as Li (1-x) NiaCobMncO2 (a+b+c=1 ) , lithium vanadium composite oxides having a basic composition formula such as LiV2O3 , and transition metal oxides having a basic composition formula such as V2O5 can be used. Among these, lithium transition metal composite oxides, such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , and LiV 2 O 3 are preferred. Li y Ni (1-x) M x O 2 (where 0≦x≦0.5, 0<y<1.20, M is at least one element selected from the group consisting of Co, Al, Mn, Fe, Ti, and B) is also preferred, and may be used in combination with a lithium manganese composite oxide having a spinel structure. The term "basic composition formula" means that other elements may be included. The positive electrode active material may have an oxidation-reduction potential of 3.5 V or more, 4.0 V or more, or 4.5 V or more based on Li metal.

正極において、導電材は、例えば、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。結着材は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴム、スルホン化EPDMゴム、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系のカルボキシメチルセルロース(CMC)やスチレンブタジエン共重合体(SBR)、ポリビニルアルコールなどの水分散体等を用いることもできる。正極活物質、導電材、結着材を分散させる溶剤としては、例えばN-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。また、水に分散剤、増粘剤等を加え、SBRなどのラテックスで活物質をスラリー化してもよい。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの多糖類を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。正極合材の目付量は、特に限定されるものではないが、例えば、5mg/cm2超過としてもよく、6mg/cm2以上としてもよく、7mg/cm2以上としてもよい。正極合材の目付量は、例えば、20mg/cm2以下としてもよい。集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば1~500μmのものが用いられる。 In the positive electrode, the conductive material can be, for example, one or more mixtures of graphite such as natural graphite (scale graphite, flake graphite) and artificial graphite, acetylene black, carbon black, ketjen black, carbon whisker, needle coke, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.). Among these, from the viewpoint of electronic conductivity and coating property, carbon black and acetylene black are preferable as the conductive material. The binder plays a role of binding the active material particles and the conductive material particles, and can be, for example, fluorine-containing resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, or thermoplastic resin such as polypropylene and polyethylene, ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber, sulfonated EPDM rubber, natural butyl rubber (NBR), etc., alone or as a mixture of two or more kinds. In addition, aqueous binders such as cellulose-based carboxymethylcellulose (CMC), styrene butadiene copolymer (SBR), and aqueous dispersions of polyvinyl alcohol can also be used. As a solvent for dispersing the positive electrode active material, conductive material, and binder, for example, organic solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethylenetriamine, N,N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, and tetrahydrofuran can be used. In addition, a dispersant, a thickener, and the like can be added to water, and the active material may be slurried with latex such as SBR. As a thickener, for example, polysaccharides such as carboxymethylcellulose and methylcellulose can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Examples of application methods include roller coating such as an applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, and bar coater, and any of these can be used to form an arbitrary thickness and shape. The basis weight of the positive electrode composite is not particularly limited, but may be, for example, more than 5 mg/cm 2 , 6 mg/cm 2 or more, or 7 mg/cm 2 or more. The basis weight of the positive electrode composite may be, for example, 20 mg/cm 2 or less. As the current collector, in addition to aluminum, titanium, stainless steel, nickel, iron, baked carbon, conductive polymer, conductive glass, etc., those in which the surface of aluminum or copper is treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. for the purpose of improving adhesion, conductivity, and oxidation resistance can be used. It is also possible to oxidize the surface of these. The shape of the current collector includes foil, film, sheet, net, punched or expanded, lath, porous body, foam, fiber group formation, etc. The thickness of the current collector is, for example, 1 to 500 μm.

負極は、負極活物質と集電体とを密着させて形成したものとしてもよいし、例えば負極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。負極活物質としては、リチウム、リチウム合金、スズ化合物などの無機化合物、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素質材料、複数の元素を含む複合酸化物、導電性ポリマーなどが挙げられる。炭素質材料は、例えば、コークス類、ガラス状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどが挙げられる。このうち、人造黒鉛、天然黒鉛などのグラファイト類が、金属リチウムに近い作動電位を有し、高い作動電圧での充放電が可能であり支持塩としてリチウム塩を使用した場合に自己放電を抑え、且つ充電時における不可逆容量を少なくできるため、好ましい。複合酸化物としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物やリチウムバナジウム複合酸化物などが挙げられる。負極活物質としては、このうち、炭素質材料が安全性の面から見て好ましい。また、負極に用いられる導電材、結着材、溶剤などは、それぞれ正極で例示したものを用いることができる。負極活物質は、酸化還元電位が、Li金属基準で1.0V以下のものとしてもよく、0.5V以下のものとしてもよく、0.3V以下のものとしてもよい。負極合材の目付量は、例えば、3mg/cm2超過としてもよく、4mg/cm2以上としてもよい。負極合材の目付量は、例えば、15mg/cm2以下としてもよい。負極の集電体には、銅、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Al-Cd合金などのほか、接着性、導電性及び耐還元性向上の目的で、例えば銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものも用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状は、正極と同様のものを用いることができる。 The negative electrode may be formed by bonding a negative electrode active material and a current collector, or may be formed by mixing a negative electrode active material, a conductive material, and a binder, adding an appropriate solvent to form a paste-like negative electrode mixture, applying it to the surface of a current collector, drying it, and compressing it to increase the electrode density as necessary. Examples of the negative electrode active material include inorganic compounds such as lithium, lithium alloys, and tin compounds, carbonaceous materials capable of absorbing and releasing lithium ions, composite oxides containing multiple elements, and conductive polymers. Examples of the carbonaceous material include cokes, glassy carbons, graphites, non-graphitizable carbons, pyrolytic carbons, carbon fibers, amorphous carbon, diamond-like carbon, fullerene, carbon nanotubes, and carbon nanohorns. Among these, graphites such as artificial graphite and natural graphite have an operating potential close to that of metallic lithium, are capable of charging and discharging at a high operating voltage, and when a lithium salt is used as a supporting salt, self-discharge can be suppressed and the irreversible capacity during charging can be reduced, which is preferable. Examples of the composite oxide include lithium titanium composite oxide and lithium vanadium composite oxide. Of these, carbonaceous materials are preferable as the negative electrode active material from the viewpoint of safety. In addition, the conductive material, binder, solvent, etc. used in the negative electrode can be the same as those exemplified in the positive electrode. The negative electrode active material may have an oxidation-reduction potential of 1.0 V or less, 0.5 V or less, or 0.3 V or less based on Li metal. The basis weight of the negative electrode mixture may be, for example, more than 3 mg/cm 2 or 4 mg/cm 2 or more. The basis weight of the negative electrode mixture may be, for example, 15 mg/cm 2 or less. In addition to copper, nickel, stainless steel, titanium, aluminum, baked carbon, conductive polymer, conductive glass, Al-Cd alloy, etc., the negative electrode current collector may also be one in which the surface of, for example, copper, etc. is treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. for the purpose of improving adhesion, conductivity, and reduction resistance. It is also possible to oxidize the surface of these. The shape of the current collector may be the same as that of the positive electrode.

非水電解液は、支持塩と有機溶媒とを含むものとしてもよい。支持塩としては、例えば、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiAlCl4、LiBF4、LiSbF6などの無機塩や、LiN(FSO22(LiFSIとも称する)、LiN(CF3SO22(LiTFSIとも称する)、LiN(C25SO22(LiBETIとも称する)などの有機塩が挙げられる。これらの支持塩は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。支持塩の濃度は、0.1~2.0Mであることが好ましく、0.8~1.2Mであることがより好ましい。有機溶媒としては、例えば、非プロトン性の有機溶媒を用いることができる。このような有機溶媒としては、例えば環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、これらのフッ化誘導体等が挙げられる。環状カーボネートとしては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等がある。鎖状カーボネートとしては、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等がある。環状エステルとしては、例えばガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン等がある。環状エーテルとしては、例えばテトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等がある。鎖状エーテルとしては、例えばジメトキシエタン、エチレングリコールジメチルエーテル等がある。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。また、非水電解液としては、そのほかにアセトニトリル、プロピルニトリルなどのニトリル系溶媒やイオン液体、ゲル電解質などを用いてもよい。非水電解液は、例えば、被膜形成剤や難燃剤等の添加剤を含んでいてもよい。 The non-aqueous electrolyte may contain a supporting salt and an organic solvent. Examples of the supporting salt include inorganic salts such as LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiAlCl 4 , LiBF 4 , and LiSbF 6 , and organic salts such as LiN(FSO 2 ) 2 (also called LiFSI), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 (also called LiTFSI), and LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 (also called LiBETI). These supporting salts may be used alone or in combination. The concentration of the supporting salt is preferably 0.1 to 2.0 M, and more preferably 0.8 to 1.2 M. The organic solvent may be, for example, an aprotic organic solvent. Examples of such organic solvents include cyclic carbonates, chain carbonates, cyclic esters, cyclic ethers, chain ethers, and fluorinated derivatives thereof. Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate. Examples of chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate. Examples of cyclic esters include gamma butyrolactone and gamma valerolactone. Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran. Examples of chain ethers include dimethoxyethane and ethylene glycol dimethyl ether. These may be used alone or in combination. In addition, the nonaqueous electrolyte may include nitrile-based solvents such as acetonitrile and propylnitrile, ionic liquids, gel electrolytes, and the like. The nonaqueous electrolyte may contain additives such as a film-forming agent and a flame retardant.

非水電解液二次電池は、正極と負極との間にセパレータを備えていてもよい。セパレータとしては、非水電解液二次電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂やフッ素樹脂などの薄い微多孔膜が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。 The non-aqueous electrolyte secondary battery may have a separator between the positive electrode and the negative electrode. The separator is not particularly limited as long as it has a composition that can withstand the range of use of the non-aqueous electrolyte secondary battery, but examples include polymer non-woven fabrics such as polypropylene non-woven fabrics and polyphenylene sulfide non-woven fabrics, and thin microporous films such as olefin resins such as polyethylene and polypropylene, and fluororesins. These may be used alone or in combination.

非水電解液二次電池は、正極、負極及び非水電解液を収容する電池ケースに、開閉可能な注液口を有していてもよい。注液口から容易に回復剤を注入できる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery may have an openable and closable electrolyte injection port in the battery case that contains the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte. The recovery agent can be easily injected through the electrolyte injection port.

非水電解液二次電池の形状は、特に限定されないが、例えばコイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。図1は、非水電解液二次電池20の一例を示す模式図である。この非水電解液二次電池20は、カップ形状の電池ケース21と、正極活物質を有しこの電池ケース21の下部に設けられた正極22と、負極活物質を有し正極22に対してセパレータ24を介して対向する位置に設けられた負極23と、絶縁材により形成されたガスケット25と、電池ケース21の開口部に配設されガスケット25を介して電池ケース21を密封する封口板26と、を備えている。この非水電解液二次電池20では、正極22と負極23との間の空間に非水電解液27が満たされている。 The shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited, but examples thereof include coin type, button type, sheet type, laminated type, cylindrical type, flat type, and square type. It may also be applied to large batteries used in electric vehicles and the like. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery 20. This nonaqueous electrolyte secondary battery 20 includes a cup-shaped battery case 21, a positive electrode 22 having a positive electrode active material and provided at the bottom of the battery case 21, a negative electrode 23 having a negative electrode active material and provided at a position opposite the positive electrode 22 via a separator 24, a gasket 25 formed of an insulating material, and a sealing plate 26 disposed at the opening of the battery case 21 and sealing the battery case 21 via the gasket 25. In this nonaqueous electrolyte secondary battery 20, the space between the positive electrode 22 and the negative electrode 23 is filled with a nonaqueous electrolyte 27.

非水電解液二次電池は、容量劣化していない状態の電池(劣化前電池とも称する)において、内部抵抗が5Ωcm2超過であるものとしてもよく、7Ωcm2以上であるものとしてもよく、10Ωcm2以上であるものとしてもよい。電気自動車用の電池など、電極合材の厚みや目付量が大きく、内部抵抗が比較的大きい非水電解液二次電池では、回復剤を注入するだけでは、回復後の電池の容量及びサイクル容量維持率が低いことが多いため、本開示の非水電解液二次電池の回復方法を適用する意義が高い。なお、劣化前電池の内部抵抗は、50Ωcm2以下であるものとしてもよい。 The nonaqueous electrolyte secondary battery may have an internal resistance of more than 5 Ωcm 2 , 7 Ωcm 2 or more, or 10 Ωcm 2 or more in a battery in a state where the capacity is not degraded (also referred to as a pre-degraded battery). In a nonaqueous electrolyte secondary battery having a large thickness or weight of an electrode mixture and a relatively large internal resistance, such as a battery for an electric vehicle, the capacity and cycle capacity retention rate of the battery after recovery are often low by simply injecting a recovery agent, so that the application of the recovery method for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present disclosure is highly significant. The internal resistance of the pre-degraded battery may be 50 Ωcm 2 or less.

[回復剤]
次に、回復剤について説明する。回復剤は、還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、この溶質を溶解する溶媒と、電解液とを含む。回復剤は、予め調製された回復剤でもよいし、回復剤を調製する調製工程で調製してもよい。回復剤において、還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとは、解離していてもよいし、会合していてもよい。
[Recovery Potion]
Next, the restoring agent will be described. The restoring agent includes a solute having a reduced aromatic hydrocarbon compound and a metal ion, a solvent for dissolving the solute, and an electrolyte. The restoring agent may be a pre-prepared restoring agent, or may be prepared in the preparation step for preparing the restoring agent. In the restoring agent, the reduced aromatic hydrocarbon compound and the metal ion may be dissociated or associated.

回復剤において、芳香族炭化水素化合物は、ポリアセン又はポリフェニルであることが好ましい。ポリアセンは複数のベンゼン環が縮合した構造を有する化合物であり、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等が挙げられる。ポリフェニルは複数のフェニル基が単結合により連結した構造を有する化合物であり、ビフェニル、オルトターフェニル、メタターフェニル、パラターフェニル、パラクアテルフェニル、パラキンキフェニル等が挙げられる。ポリアセンやポリフェニルは、芳香環上に置換基を有していてもよいし、芳香環内にヘテロ原子を含んでいてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、スルホニル基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、アシル基、アミド基、水酸基等が挙げられる。ヘテロ原子としては、窒素、酸素、硫黄などが挙げられる。芳香環内にヘテロ原子を含むポリアセンとしては、キノリン、クロメン、アクリジンなどが挙げられる。芳香環内にヘテロ原子を含むポリフェニルとしては、ビピリジンなどが挙げられる。芳香族炭化水素化合物は、上述したもののほか、例えば、シクロヘキシルベンゼン等、芳香環にシクロアルカンが結合した化合物であることも好ましい。芳香族炭化水素化合物は、上述したもののうち、ナフタレン、ビフェニル、アントラセン、オルトターフェニル、パラターフェニルのうち1以上であることが好ましく、ナフタレン及びビフェニルのうちの1以上であることがより好ましい。芳香族炭化水素化合物は、例えば、式(1)及び式(2)のうちの1以上としてもよい。還元状態の芳香族炭化水素化合物は、例えば上述の芳香族炭化水素化合物が還元された状態のもの(還元体とも称する)であり、例えばラジカルアニオンである。還元状態の芳香族炭化水素化合物は、例えば、式(1)の化合物の還元体及び式(2)の化合物の還元体のうちの1以上としてもよい。 In the recovery agent, the aromatic hydrocarbon compound is preferably polyacene or polyphenyl. Polyacene is a compound having a structure in which multiple benzene rings are condensed, and examples thereof include naphthalene, anthracene, tetracene, and pentacene. Polyphenyl is a compound having a structure in which multiple phenyl groups are linked by single bonds, and examples thereof include biphenyl, ortho-terphenyl, meta-terphenyl, para-terphenyl, para-quaterphenyl, and para-quinquiphenyl. Polyacene and polyphenyl may have a substituent on the aromatic ring, or may contain a heteroatom in the aromatic ring. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a sulfonyl group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, an acyl group, an amide group, and a hydroxyl group. Examples of the heteroatom include nitrogen, oxygen, and sulfur. Examples of polyacene containing a heteroatom in the aromatic ring include quinoline, chromene, and acridine. Examples of polyphenyl containing a heteroatom in the aromatic ring include bipyridine. In addition to the above, the aromatic hydrocarbon compound is preferably a compound in which a cycloalkane is bonded to an aromatic ring, such as cyclohexylbenzene. Of the above, the aromatic hydrocarbon compound is preferably one or more of naphthalene, biphenyl, anthracene, ortho-terphenyl, and para-terphenyl, and more preferably one or more of naphthalene and biphenyl. The aromatic hydrocarbon compound may be, for example, one or more of formula (1) and formula (2). The reduced aromatic hydrocarbon compound is, for example, the above-mentioned aromatic hydrocarbon compound in a reduced state (also called a reduced form), and is, for example, a radical anion. The reduced aromatic hydrocarbon compound may be, for example, one or more of the reduced form of the compound of formula (1) and the reduced form of the compound of formula (2).

Figure 0007680858000001
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回復剤において、金属イオンは、特に限定されるものではないが、例えば、非水電解液二次電池のキャリアイオンと同種の金属イオンとしてもよい。回復剤において、金属イオンは、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン及びカリウムイオンなどのアルカリ金属イオンや、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオンなどのアルカリ土類金属のうち1以上としてもよい。 In the recovery agent, the metal ion is not particularly limited, but may be, for example, the same type of metal ion as the carrier ion of the nonaqueous electrolyte secondary battery. In the recovery agent, the metal ion may be, for example, one or more of alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions, and potassium ions, and alkaline earth metals such as magnesium ions, calcium ions, and strontium ions.

回復剤は、溶質として、式(3)及び式(4)のうちの1以上の化合物を含むものとしてもよい。式(3)及び式(4)の化合物において、ラジカルアニオンの部分が上述の還元状態の芳香族炭化水素化合物であり、金属カチオンの部分が上述の金属イオンである。 The recovery agent may contain one or more compounds of formula (3) and formula (4) as a solute. In the compounds of formula (3) and formula (4), the radical anion portion is the aromatic hydrocarbon compound in the reduced state described above, and the metal cation portion is the metal ion described above.

Figure 0007680858000002
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回復剤において、溶媒は、上述した溶質を溶解するものであり、常温で液体であるものが好ましい。溶媒としては、例えばエーテル化合物などの非プロトン性溶媒が挙げられる。エーテル化合物は、エーテル骨格を有する化合物であればよく、環状エーテルでも鎖状エーテルでもよい。エーテル化合物は、分子内に2以上のエーテル基を有するものが好ましい。溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、ジメトキシエタン(DME)、ジエトキシエタン(DEE)、ジオキソラン(DOL)、ジオキサン(DOX)のうち1以上としてもよい。溶媒は、テトラヒドロフラン及びジメトキシエタンのうちの1以上であることが好ましい。 In the recovery agent, the solvent dissolves the above-mentioned solute and is preferably liquid at room temperature. Examples of the solvent include aprotic solvents such as ether compounds. The ether compound may be a compound having an ether skeleton, and may be a cyclic ether or a chain ether. The ether compound preferably has two or more ether groups in the molecule. The solvent may be one or more of tetrahydrofuran (THF), dimethoxyethane (DME), diethoxyethane (DEE), dioxolane (DOL), and dioxane (DOX). The solvent is preferably one or more of tetrahydrofuran and dimethoxyethane.

回復剤は、溶媒中に、芳香族炭化水素化合物と、イオン状態ではなく金属状態の金属とを投入して得られたものとしてもよい。例えば、式(5)及び式(6)のうちの1以上により得られたものとしてもよい。より具体的には、式(7)~(9)のように、THF溶媒中で、ナフタレン、ジフェニル、ターフェニルとLi金属とを反応させたものとしてもよい。また、式(7)~(9)に準じて、DME溶媒中で、ナフタレン、ジフェニル、ターフェニルとLi金属とを反応させたものとしてもよい。こうすれば、還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、この溶質を溶解する溶媒と、を含む回復剤を容易に調製できる。回復剤は、溶媒に芳香族炭化水素化合物を投入して得られた前駆体に、金属を投入して調製してもよい。回復剤は、アルゴン雰囲気や窒素雰囲気などの不活性雰囲気下で調製してもよい。回復剤は、露点が-20℃以下や、-40℃以下、-60℃以下などの低露点環境下で調製してもよい。回復剤は、溶媒と芳香族炭化水素化合物と金属とを撹拌して調製してもよく、その際、スターラーなどを用いてもよい。溶媒は、蒸留やモレキュラーシーブスへの浸漬などにより脱水を行い、水分を100ppm以下にして用いることが好ましい。 The recovery agent may be obtained by adding an aromatic hydrocarbon compound and a metal in a metallic state, not an ion state, to a solvent. For example, the recovery agent may be obtained by one or more of formulas (5) and (6). More specifically, the recovery agent may be obtained by reacting naphthalene, diphenyl, or terphenyl with Li metal in a THF solvent, as shown in formulas (7) to (9). Also, the recovery agent may be obtained by reacting naphthalene, diphenyl, or terphenyl with Li metal in a DME solvent, as shown in formulas (7) to (9). In this way, a recovery agent containing a solute having an aromatic hydrocarbon compound in a reduced state and a metal ion, and a solvent that dissolves the solute, can be easily prepared. The recovery agent may be prepared by adding a metal to a precursor obtained by adding an aromatic hydrocarbon compound to a solvent. The recovery agent may be prepared under an inert atmosphere, such as an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere. The recovery agent may be prepared under a low dew point environment, such as a dew point of -20°C or less, -40°C or less, or -60°C or less. The recovery agent may be prepared by stirring the solvent, aromatic hydrocarbon compound, and metal, and a stirrer may be used. The solvent is preferably dehydrated by distillation or immersion in molecular sieves to reduce the moisture content to 100 ppm or less.

Figure 0007680858000003
Figure 0007680858000003

以上説明した回復剤を、回復剤原液とも称する。回復剤原液において、溶質の濃度(還元状態の芳香族炭化水素化合物及び金属イオンの各々の濃度でもよい)は、0.05mol/L以上1.1mol/L以下としてもよく、0.1mol/L以上1.1mol/L以下としてもよく、0.5mol/L以上1.0mol/L以下としてもよい。また、この濃度は、溶解度以下としてもよい。また、回復剤に含まれる還元状体の芳香族炭化水素化合物のモル数MA(mol)と金属イオンのモル数MB(mol)との比MA/MBは、1/1とすることが好ましいが、1.1/1.0~1.0/1.1としてもよいし、1.2/1.0~1.0/1.2としてもよい。 The above-described restoring agent is also referred to as a restoring agent stock solution. In the restoring agent stock solution, the concentration of the solute (which may be the concentration of each of the aromatic hydrocarbon compound in a reduced state and the metal ion) may be 0.05 mol/L or more and 1.1 mol/L or less, 0.1 mol/L or more and 1.1 mol/L or less, or 0.5 mol/L or more and 1.0 mol/L or less. This concentration may be equal to or less than the solubility. Furthermore, the ratio M A /M B of the number of moles M A (mol) of the aromatic hydrocarbon compound in a reduced state contained in the restoring agent to the number of moles M B (mol) of the metal ion is preferably 1/1, but may be 1.1/1.0 to 1.0/1.1, or may be 1.2/1.0 to 1.0/1.2.

電解液は、例えば、非水電解液二次電池の非水系電解液で例示した非水電解液としてもよく、非水系電解液で例示した有機溶媒と、非水系電解液で例示した支持塩と、を含むものとしてもよい。電解液の溶媒は、回復剤原液の溶媒と異なるものであればよいが、環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状エステルのうちの1以上が好ましく、環状カーボネート及び鎖状カーボネートのうちの1以上がより好ましく、環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含むことがさらに好ましい。電解液の溶媒は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートのうちの1以上としてもよい。電解液の支持塩は、回復剤原液の溶質と異なるものであればよいが、LiPF6などの無機塩としてもよいし、LiFSIなどの有機塩としてもよい。電解液は、被膜形成剤や難燃剤等の添加剤を含んでもよい。電解液の組成は、回復対象の非水電解液二次電池の非水系電解液と同じでもよい。回復剤において、電解液の含有量は、例えば10体積%以上90体積%以下としてもよく、20体積%以上80体積%以下としてもよく、30体積%以上70体積%以下としてもよく、30体積%以上60体積%以下としてもよく、30体積%以上50体積%以下としてもよい。電解液を含む回復剤を調製する際には、回復剤原液と電解液とを混合すればよく、回復剤原液と電解液とを撹拌してもよく、スターラーなどを用いて撹拌してもよい。 The electrolyte may be, for example, a nonaqueous electrolyte exemplified in the nonaqueous electrolyte of the nonaqueous electrolyte secondary battery, or may contain an organic solvent exemplified in the nonaqueous electrolyte and a supporting salt exemplified in the nonaqueous electrolyte. The solvent of the electrolyte may be different from the solvent of the recovery agent stock solution, but is preferably one or more of cyclic carbonate, chain carbonate, and cyclic ester, more preferably one or more of cyclic carbonate and chain carbonate, and more preferably contains cyclic carbonate and chain carbonate. The solvent of the electrolyte may be one or more of ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. The supporting salt of the electrolyte may be different from the solute of the recovery agent stock solution, but may be an inorganic salt such as LiPF 6 , or may be an organic salt such as LiFSI. The electrolyte may contain additives such as a film-forming agent and a flame retardant. The composition of the electrolyte may be the same as the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte secondary battery to be recovered. In the recovery agent, the content of the electrolyte may be, for example, 10% by volume or more and 90% by volume or less, 20% by volume or more and 80% by volume or less, 30% by volume or more and 70% by volume or less, 30% by volume or more and 60% by volume or less, or 30% by volume or more and 50% by volume or less. When preparing a recovery agent containing an electrolyte, it is sufficient to mix the recovery agent stock solution and the electrolyte solution, and the recovery agent stock solution and the electrolyte solution may be stirred, or may be stirred using a stirrer or the like.

回復剤は、酸化還元電位が負極の酸化還元電位よりも高く正極の酸化還元電位よりも低いものとしてもよい。回復剤の酸化還元電位は、例えばLi金属基準で0.5V以上2.5V以下としてもよいし、1.0V以上2.0V以下としてもよいし、1.2V以上1.9V以下としてもよい。 The recovery agent may have an oxidation-reduction potential higher than that of the negative electrode and lower than that of the positive electrode. The oxidation-reduction potential of the recovery agent may be, for example, 0.5 V or more and 2.5 V or less, 1.0 V or more and 2.0 V or less, or 1.2 V or more and 1.9 V or less, based on Li metal.

回復剤は、例えば、電子スピン共鳴(ESR)法で測定したg値が1.996以上2.020以下の範囲に1本以上のシグナルが確認されるものとしてもよい。こうした回復剤では、還元状態の芳香族炭化水素化合物がラジカルの状態で存在していると考えられる。このg値は、ESR測定で求めた共鳴周波数ν(Hz)及び磁場の強さH(mT)を用いて、hν=gμBH(ただし、hはプランク定数(6.626176×10-34Js)、μBはボーア磁子(9.274078×10-24JT-1))の式を用いて導出される。 The recovery agent may be one in which, for example, one or more signals are confirmed in the g-value range of 1.996 to 2.020 as measured by electron spin resonance (ESR). In such a recovery agent, it is considered that the aromatic hydrocarbon compound in a reduced state exists in the form of a radical. This g-value is derived using the resonance frequency ν (Hz) and magnetic field strength H (mT) obtained by ESR measurement, using the formula hν=gμ B H (where h is Planck's constant (6.626176×10 −34 Js) and μ B is Bohr magneton (9.274078×10 −24 JT −1 )).

[非水電解液二次電池の回復方法]
次に、非水電解液二次電池の回復方法について説明する。この非水電解液二次電池の回復方法は、非水電解液二次電池の容量を回復させる回復方法であって、上述した回復剤を用いて非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程、を含む。
[Method for restoring a non-aqueous electrolyte secondary battery]
Next, a method for restoring a non-aqueous electrolyte secondary battery will be described. This method for restoring a capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery includes a restoring step of restoring the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the above-mentioned restoring agent.

(回復工程)
この工程では、非水電解液二次電池に対して、回復剤を注入して、非水電解液二次電池の容量を回復させる。回復対象となる非水電解液二次電池は、容量劣化した状態の電池(劣化電池とも称する)であり、例えば、非水電解液二次電池の定格容量に対して容量劣化した状態の電池としてもよい。回復対象となる非水電解液二次電池は、未使用品でも使用済み品でもよい。未使用品でも、長期保存などによって容量劣化することがある。
(Recovery process)
In this process, a recovery agent is injected into the nonaqueous electrolyte secondary battery to recover the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery. The nonaqueous electrolyte secondary battery to be recovered is a battery in a capacity degraded state (also called a degraded battery), and may be, for example, a battery in a capacity degraded state relative to the rated capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery. The nonaqueous electrolyte secondary battery to be recovered may be an unused product or a used product. Even an unused product may experience capacity degradation due to long-term storage, etc.

この工程では、回復剤を注入する際には、非水電解液二次電池を開封して回復剤を注入し開封部を塞いでもよいし、非水電解液二次電池に注射などで回復剤を注入し穿孔を塞いでもよい。回復剤を注入する際には、アルゴン雰囲気や窒素雰囲気などの不活性雰囲気下で注入してもよい。回復剤は、少なくとも正極と接触するように注入すればよいが、非水電解液と混合させてもよい。回復剤の注入量は、非水電解液二次電池の構成や、劣化度合いなどに応じて適宜定めることができる。回復剤の注入量は、例えば、非水電解液二次電池に含まれる非水電解液の体積[mL]に対して、1%以上100%以下としてもよく、10%以上75%以下としてもよく、25%以上50%以下としてもよい。この工程では、回復剤を注入後、所定時間経過させることで、非水電解液二次電池の容量を回復させてもよい。その際、静置してもよいし、振とうしてもよいし、電圧を印加してもよい。この時間は、例えば、1時間以上48時間以下としてもよく、6時間以上36時間以下としてもよく、12時間以上24時間以下としてもよい。 In this step, when injecting the recovery agent, the nonaqueous electrolyte secondary battery may be opened and the recovery agent may be injected to seal the opening, or the recovery agent may be injected into the nonaqueous electrolyte secondary battery by injection or the like to seal the perforation. When injecting the recovery agent, it may be injected under an inert atmosphere such as an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere. The recovery agent may be injected so as to contact at least the positive electrode, but may also be mixed with the nonaqueous electrolyte. The injection amount of the recovery agent can be appropriately determined according to the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery, the degree of deterioration, and the like. The injection amount of the recovery agent may be, for example, 1% or more and 100% or less, 10% or more and 75% or less, or 25% or more and 50% or less, relative to the volume [mL] of the nonaqueous electrolyte contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery. In this step, the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be restored by allowing a predetermined time to pass after the injection of the recovery agent. At that time, it may be left to stand, may be shaken, or a voltage may be applied. This time may be, for example, 1 hour or more and 48 hours or less, 6 hours or more and 36 hours or less, or 12 hours or more and 24 hours or less.

この工程で、回復剤を注入すると、例えば、図2に示すような回復反応が生じると考えられる。図2は、回復反応のスキームの一例を示す説明図であり、正極活物質がリチウム遷移金属複合酸化物である場合のスキームを示す説明図である。図2に示すように、回復剤では、芳香族炭化水素化合物のラジカルアニオン(図2ではAre・-)と金属イオン(図2ではLi+)とを有する溶質が、電子を供与する還元剤として機能するため、劣化した正極(図2ではLin-yMeO2)に作用させることで、還元剤から正極へ電子と金属イオンが供与され、容量を回復させることができる。なお、電気的に中性の芳香族炭化水素化合物とリチウム原子との0価錯体は、金属リチウムのようにふるまうと考えられる。したがって、前述したリチウムの0価錯体が、劣化した正極に接触すると正極へ電子と金属イオンとを供給することによって電池活性を有する状態で正極の中に取り込まれるため、電池の容量を回復させることができると考えられる。金属イオンをLiPF6などの塩の状態で劣化した正極に接触させても、このような容量回復の効果は得られない。 In this step, when the recovery agent is injected, for example, a recovery reaction as shown in FIG. 2 is considered to occur. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a recovery reaction scheme, and is an explanatory diagram showing a scheme in the case where the positive electrode active material is a lithium transition metal composite oxide. As shown in FIG. 2, in the recovery agent, a solute having a radical anion (Are.- in FIG. 2) of an aromatic hydrocarbon compound and a metal ion (Li + in FIG. 2) functions as a reducing agent that donates electrons, so that by acting on a deteriorated positive electrode (Li ny MeO 2 in FIG. 2), electrons and metal ions are donated from the reducing agent to the positive electrode, and the capacity can be restored. In addition, a zero-valent complex of an electrically neutral aromatic hydrocarbon compound and a lithium atom is considered to behave like metallic lithium. Therefore, when the above-mentioned zero-valent complex of lithium comes into contact with a deteriorated positive electrode, it is taken into the positive electrode in a state of having battery activity by supplying electrons and metal ions to the positive electrode, and it is considered that the capacity of the battery can be restored. Even if metal ions are brought into contact with a deteriorated positive electrode in the form of a salt such as LiPF6 , such a capacity recovery effect cannot be obtained.

この工程では、上述の溶質と溶媒のほかに電解液を含む回復剤を用いるため、回復後の電池の容量がより向上する。この理由は以下のように推察される。例えば、電解液を含む回復剤では、電解液を含まない回復剤より、芳香族炭化水素化合物に対する溶媒和が大きく、芳香族炭化水素化合物のラジカルアニオンが電子や金属イオンを離しやすい。このため、電解液を含む回復剤を用いると、正極に溶質の電子や金属イオンが供給される際の活性化エネルギーが小さくなり、正極への金属イオンの供給が円滑に行われ、効率良く回復反応が進行して、回復後の電池の容量がより向上すると考えられる。また、電解液を含まない回復剤を非水電解液二次電池に注入した場合には非水電解液のイオン伝導度の低下や分極過電圧の上昇が懸念されるが、電解液を含む回復剤を用いることでイオン伝導度の低下や分極過電圧の上昇も抑制できると考えられる。こうして、非水電解液二次電池の容量が回復し、容量が回復した非水電解液二次電池(回復電池とも称する)が得られる。 In this process, a recovery agent containing an electrolyte in addition to the above-mentioned solute and solvent is used, so that the capacity of the battery after recovery is improved. The reason for this is presumed to be as follows. For example, a recovery agent containing an electrolyte has a greater solvation with respect to the aromatic hydrocarbon compound than a recovery agent that does not contain an electrolyte, and the radical anion of the aromatic hydrocarbon compound is more likely to release electrons and metal ions. For this reason, when a recovery agent containing an electrolyte is used, the activation energy when the electrons and metal ions of the solute are supplied to the positive electrode is reduced, the supply of metal ions to the positive electrode is smooth, the recovery reaction proceeds efficiently, and the capacity of the battery after recovery is improved. In addition, when a recovery agent that does not contain an electrolyte is injected into a non-aqueous electrolyte secondary battery, there is a concern that the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte may decrease and the polarization overvoltage may increase, but it is believed that the use of a recovery agent containing an electrolyte can also suppress the decrease in ionic conductivity and the increase in polarization overvoltage. In this way, the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is restored, and a non-aqueous electrolyte secondary battery (also called a restored battery) with restored capacity is obtained.

以上詳述した回復剤及び非水電解液二次電池の回復方法では、非水電解液二次電池に回復剤を注入することで、非水電解液二次電池の容量を回復させることができる。この回復剤及び非水電解液二次電池の回復方法では、第三極を必要としない新規な回復方法を提供できる。また、この回復剤及び非水電解液二次電池の回復方法では、電解液を含む回復剤を用いることで、回復後の電池の容量をより向上させることができる。 In the recovery agent and the recovery method for a non-aqueous electrolyte secondary battery described above, the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be restored by injecting a recovery agent into the non-aqueous electrolyte secondary battery. This recovery agent and the recovery method for a non-aqueous electrolyte secondary battery can provide a new recovery method that does not require a third electrode. Furthermore, in the recovery agent and the recovery method for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the capacity of the battery after recovery can be further improved by using a recovery agent containing an electrolyte.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is in no way limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、非水電解液二次電池の回復方法について説明したが、この非水電解液二次電池の回復方法では、容量劣化した非水電解液二次電池を用い、容量が回復した新たな非水電解二次電池を製造することができる。このため、非水電解液二次電池の回復方法は、非水電解液二次電池の製造方法であるともいえる。上述の非水電解液二次電池の回復方法を用いて非水電解液二次電池を製造してもよい。非水電解液二次電池の製造方法は、金属イオンをキャリアイオンとする容量劣化した非水電解液二次電池を準備する電池準備工程と、上述した非水電解液二次電池の回復方法で非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程と、を含むものとしてもよい。電池準備工程で準備する非水電解液二次電池は、上述した実施形態で説明した劣化電池と同様とすることができる。 For example, in the above-mentioned embodiment, the method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery has been described, but in this method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery, a new nonaqueous electrolyte secondary battery with recovered capacity can be manufactured using a nonaqueous electrolyte secondary battery with degraded capacity. Therefore, the method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery can also be said to be a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery. A nonaqueous electrolyte secondary battery may be manufactured using the above-mentioned method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery. The method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery may include a battery preparation step of preparing a capacity-degraded nonaqueous electrolyte secondary battery that uses metal ions as carrier ions, and a recovery step of recovering the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the above-mentioned method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery. The nonaqueous electrolyte secondary battery prepared in the battery preparation step may be the same as the degraded battery described in the above-mentioned embodiment.

以下には、本開示の非水電解液二次電池の回復方法でリチウムイオン電池の回復を行った例を実施例として説明する。なお、実験例2,4が実施例に相当し、実験例1,3が参考例に相当する。本開示は以下の実施例に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 Below, an example of recovering a lithium ion battery using the method for recovering a nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed herein is described as an example. Experimental Examples 2 and 4 correspond to working examples, and Experimental Examples 1 and 3 correspond to reference examples. The present disclosure is not limited to the following examples, and it goes without saying that it can be implemented in various forms as long as it falls within the technical scope of the present disclosure.

[実験例1]
(非水電解液二次電池(劣化前電池))
正極には、LiNi1/3Co1/3Mn1/32(NCM、戸田工業製)を92wt%、アセチレンブラック(デンカ株式会社製)を5wt%、ポリフッ化ビニリデン(クレハ製)を3wt%の割合で含む正極合材を、目付量7mg/cm2となるようにアルミ集電箔の片面に形成したものを用いた。負極には、黒鉛(OMAC1.5s、大阪ガスケミカル製)を98wt%、カルボキシメチルセルロース(ダイセル製)を1wt%、スチレンブタジエンゴム(JSR製)を1wt%の割合で含む負極合材を、目付量4mg/cm2となるように銅集電箔の片面に形成したものを用いた。電解液には、エチレンカーボネートを30vol%、ジメチルカーボネートを40vol%、エチルメチルカーボネートを30vol%の割合で含む混合溶媒に、LiPF6を1.1Mの濃度となるように溶解させたものを用いた。正極と負極の間に、1mLの電解液を含侵させたポリプロピレンセパレータを挟み、ラミネートセルを作製した。これを劣化前電池とした。セルの電極面積は正極、負極ともに10cm2とした。劣化前電池の抵抗をデジタルマルチメータにて測定したところ、セル抵抗は10Ωcm2であった。この非水電解液二次電池において、電池構成に応じて定められる放電下限電圧は3.0Vであり充電上限電圧は4.1Vであった。
[Experimental Example 1]
(Non-aqueous electrolyte secondary battery (battery before deterioration))
The positive electrode used was a positive electrode composite material containing 92 wt% LiNi1 /3Co1 / 3Mn1/ 3O2 (NCM, Toda Kogyo Co., Ltd.), 5 wt% acetylene black (Denka Co., Ltd.), and 3 wt% polyvinylidene fluoride (Kureha Co., Ltd.), formed on one side of an aluminum current collector foil to a weight of 7 mg/ cm2 . The negative electrode used was a negative electrode composite material containing 98 wt% graphite (OMAC1.5s, Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), 1 wt% carboxymethylcellulose (Daicel Co., Ltd.), and 1 wt% styrene butadiene rubber (JSR Co., Ltd.), formed on one side of a copper current collector foil to a weight of 4 mg/ cm2 . The electrolyte was prepared by dissolving LiPF6 in a mixed solvent containing 30 vol% ethylene carbonate, 40 vol% dimethyl carbonate, and 30 vol% ethyl methyl carbonate to a concentration of 1.1 M. A polypropylene separator impregnated with 1 mL of electrolyte was sandwiched between the positive and negative electrodes to prepare a laminate cell. This was used as a pre-degraded battery. The electrode area of the cell was 10 cm2 for both the positive and negative electrodes. When the resistance of the pre-degraded battery was measured with a digital multimeter, the cell resistance was 10 Ωcm2. In this non-aqueous electrolyte secondary battery, the lower limit discharge voltage determined according to the battery configuration was 3.0 V and the upper limit charge voltage was 4.1 V.

(劣化電池)
作製したラミネートセルにおいて、電圧範囲3.0Vから4.1Vでのセルの電気容量の50%に相当する容量(SOC=50%)まで充電を行うことで、正極からLiを引き抜いて、模擬的に容量を減少させた状態の正極を得た(劣化正極とも称する)。その後セルを解体し、劣化正極を取り出した。そして、正極として劣化正極を用いた以外は劣化前電池の作製と同様にして、ラミネートセルを作製した。これを劣化電池とした。劣化電池について、4.1Vまで0.9mAにてCC充電を行った後、3.0Vまで0.9mAでCC放電を行い、そのときの放電容量を測定した。
(Deteriorated battery)
In the laminated cell thus produced, charging was performed to a capacity (SOC = 50%) equivalent to 50% of the electric capacity of the cell in the voltage range of 3.0 V to 4.1 V, and Li was extracted from the positive electrode to obtain a positive electrode in a state in which the capacity was reduced in a simulated manner (also referred to as a degraded positive electrode). The cell was then disassembled, and the degraded positive electrode was taken out. Then, a laminated cell was produced in the same manner as the production of the pre-degraded battery, except that the degraded positive electrode was used as the positive electrode. This was used as a degraded battery. The degraded battery was CC charged at 0.9 mA to 4.1 V, and then CC discharged at 0.9 mA to 3.0 V, and the discharge capacity at that time was measured.

(回復剤)
不活性雰囲気下において、テトラヒドロフラン(THF)溶媒に対して1.0mol/Lになるようにナフタレンを溶解させ、その後、1.0mol/Lのリチウム金属を加えて撹拌し、上記式(7)に示す反応により、回復剤原液である濃緑色のラジカルアニオン液体組成物(リチウムナフタレニド+THF)を調製し、これを回復剤とした。
(Recovery agent)
Under an inert atmosphere, naphthalene was dissolved in tetrahydrofuran (THF) solvent to a concentration of 1.0 mol/L, and then 1.0 mol/L of lithium metal was added and stirred to prepare a dark green radical anion liquid composition (lithium naphthalenide + THF) as a recovery agent stock solution by the reaction shown in the above formula (7), and this was used as a recovery agent.

(劣化電池の回復)
劣化電池の一部をアルゴン雰囲気下で開封してピペットにて回復剤を0.5mL注入し、開封部を塞ぎ、そのまま24時間放置した(回復処理)。こうして劣化電池の回復を行い、回復電池を得た。
(Recovery of degraded batteries)
A part of the deteriorated battery was opened under an argon atmosphere, 0.5 mL of the recovery agent was injected using a pipette, the opened part was sealed, and the battery was left as it was for 24 hours (recovery treatment).

(回復電池の評価)
回復電池について、3.0Vから4.1Vの電圧範囲において、0.9mAにてCC充電を行った後、3.0Vまで0.9mAでCC放電を行い、そのときの放電容量を測定した。
(Evaluation of recovery batteries)
The recovered battery was CC-charged at 0.9 mA in the voltage range of 3.0 V to 4.1 V, and then CC-discharged at 0.9 mA to 3.0 V, and the discharge capacity at that time was measured.

[実験例2]
実験例2は、実験例1の回復剤(回復剤原液)と以下の電解液とを体積比で5:5となるように混合して調製した回復剤を用いた以外は、実験例1と同様とした。電解液は、エチレンカーボネートを30vol%、ジメチルカーボネートを40vol%、エチルメチルカーボネートを30vol%の割合で含む混合溶媒に、LiFSIを1.1Mの濃度となるように溶解させて調製した。
[Experimental Example 2]
Experimental Example 2 was the same as Experimental Example 1, except that a recovery agent prepared by mixing the recovery agent (recovery agent stock solution) of Experimental Example 1 with the following electrolyte solution in a volume ratio of 5:5 was used. The electrolyte solution was prepared by dissolving LiFSI to a concentration of 1.1 M in a mixed solvent containing 30 vol% ethylene carbonate, 40 vol% dimethyl carbonate, and 30 vol% ethyl methyl carbonate.

[実験例3,4]
実験例3は、回復剤原液の溶媒をTHF溶媒からジメトキシエタン(DME)溶媒に変更した以外は、実験例1と同様とした。実験例4は、回復剤原液の溶媒をTHF溶媒からDME溶媒に変更した以外は、実験例2と同様とした。
[Experimental Examples 3 and 4]
Experimental Example 3 was the same as Experimental Example 1, except that the solvent of the recovery agent stock solution was changed from THF to dimethoxyethane (DME). Experimental Example 4 was the same as Experimental Example 2, except that the solvent of the recovery agent stock solution was changed from THF to DME.

[ESR測定]
ブルカー社製電子スピン共鳴装置、ELEXSYS-E500を用いて、各種試料について電子スピン共鳴(ESR)測定を行った。測定は、試料50μLを石英製の水溶液測定用ESRセルにいれ、表1に示す条件で行った。試料としては、実験例2において回復剤注入直後に電池から抽出した電解液、実験例2において回復剤注入後5日放置後に電池から抽出した電解液、実験例1の回復剤、実験例2の回復剤、実験例4の回復剤、を用いた。なお、リチウムナフタレニドが電子スピン共鳴に対して活性を示すことは、例えば、J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 13, 3367-3369などで報告されている。
[ESR Measurement]
Electron spin resonance (ESR) measurements were performed on various samples using an ELEXSYS-E500 electron spin resonance device manufactured by Bruker. 50 μL of the sample was placed in a quartz ESR cell for measuring aqueous solutions, and the measurements were performed under the conditions shown in Table 1. As samples, the electrolyte extracted from the battery immediately after injection of the recovery agent in Experimental Example 2, the electrolyte extracted from the battery after leaving it for 5 days after injection of the recovery agent in Experimental Example 2, the recovery agent in Experimental Example 1, the recovery agent in Experimental Example 2, and the recovery agent in Experimental Example 4 were used. The fact that lithium naphthalenide exhibits activity in electron spin resonance has been reported, for example, in J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 13, 3367-3369.

Figure 0007680858000005
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[実験結果]
実験例1~4の結果を表2にまとめた。また、実験例1~4について、容量回復前後の放電容量を図3のグラフにまとめた。表2及び図3に示すように、電解液を含む回復剤を用いた実験例2,4では、いずれも容量が回復することがわかった。また、回復剤原液の溶媒がTHFである実験例1,2を比較すると、電解液を含む回復剤を用いた実験例2の方が回復容量が大きく、回復剤原液の溶媒がDMEである実験例3,4を比較すると、電解液を含む回復剤を用いた実験例4の方が回復容量が大きかった。このことから、電解液を含む回復剤を用いると、回復後の電池の容量がより向上することがわかった。こうした効果が得られる理由等について、ESR測定結果を用いて考察した。
[Experimental Results]
The results of Experimental Examples 1 to 4 are summarized in Table 2. In addition, for Experimental Examples 1 to 4, the discharge capacity before and after the capacity recovery is summarized in the graph of FIG. 3. As shown in Table 2 and FIG. 3, it was found that the capacity was recovered in both Experimental Examples 2 and 4 using a recovery agent containing an electrolyte. In addition, when comparing Experimental Examples 1 and 2 in which the solvent of the recovery agent stock solution is THF, Experimental Example 2 using a recovery agent containing an electrolyte had a larger recovery capacity, and when comparing Experimental Examples 3 and 4 in which the solvent of the recovery agent stock solution is DME, Experimental Example 4 using a recovery agent containing an electrolyte had a larger recovery capacity. From this, it was found that the capacity of the battery after recovery was further improved when a recovery agent containing an electrolyte was used. The reasons for such effects were considered using the ESR measurement results.

図4に、実験例2において回復剤注入直後に電池から抽出した電解液及び実験例2において回復剤注入後5日間放置後に電池から抽出した電解液のESR測定結果を示した。図4に示すように、いずれの電解液にも、ナフタレニドアニオンラジカルと考えられるシグナルがg=2.001の位置に確認された。これは、リチウムナフタレニドでは、リチウムの最外殻電子である2s1電子をナフタレニド配位子に渡してはいるが、ナフタレニド配位子側は単なるアニオンではなくアニオンラジカルになっていることを示していると推察された。 Figure 4 shows the ESR measurement results of the electrolyte extracted from the battery immediately after injection of the recovery agent in Experimental Example 2, and the electrolyte extracted from the battery after leaving it for 5 days after injection of the recovery agent in Experimental Example 2. As shown in Figure 4, in both electrolytes, a signal thought to be a naphthalenide anion radical was confirmed at g = 2.001. This is presumably because, in lithium naphthalenide, although the 2s1 electron, which is the outermost electron of lithium, is transferred to the naphthalenide ligand, the naphthalenide ligand side is not a simple anion but an anion radical.

図4に示すように、ナフタレニドアニオンラジカルと考えられるシグナルは、回復剤注入直後に比べて5日放置後の方が振幅(強度)が大きく減少した。これは、ナフタレニドアニオンラジカルの電子がリチウムの2s1電子に転換され、そのリチウムが正極活物質に挿入された結果、ナフタレニドアニオンラジカルが減少したことを示していると推察された。 As shown in Figure 4, the signal thought to be the naphthalenide anion radical showed a large decrease in amplitude (intensity) after being left for five days compared to immediately after injection of the recovery agent. This is presumably because the electrons of the naphthalenide anion radical were converted into 2s1 electrons of lithium, and the lithium was inserted into the positive electrode active material, resulting in a decrease in the naphthalenide anion radical.

図5に、実験例2,4の回復剤のESR測定結果を示した。THF溶媒を用いた実験例2(図中(1))のシグナルは、DME溶媒を用いた実験例4(図中(2))のシグナルよりも振幅(強度)が大きかった。これは、DME溶媒を用いた実験例4の方がナフタレニドに対する溶媒和が大きいことを示すと推察された。 Figure 5 shows the ESR measurement results of the recovery agents of Experimental Examples 2 and 4. The signal from Experimental Example 2 ((1) in the figure), which used THF solvent, had a larger amplitude (intensity) than the signal from Experimental Example 4 ((2) in the figure), which used DME solvent. This was presumed to indicate that Experimental Example 4, which used DME solvent, had a greater solvation of naphthalenide.

図6に、実験例1,2の回復剤のESR測定結果を示した。ただし、実験例1の回復剤は、測定の都合上10mmol/Lの低溶質濃度に調整して用いた。実験例1のシグナルは実験例2のシグナルよりも振幅(強度)が大きく超微細構造が明確であった。これは、実験例2の回復剤では電解液を入れることで実験例1の回復剤よりもナフタレニドに対する溶媒和が大きくなったことを示すと推察された。ナフタレニドに対する溶媒和が大きいと、リチウムナフタレニドがリチウムイオンや電子を離しやすいため、正極にリチウムが補償される際の活性化エネルギーが小さくなると推察された。これにより、実験例2では、正極へのリチウムイオンの供給が円滑に行われ、効率良く回復が進行し、電解液を加えない実験例1よりも回復後の電池容量が向上したものと推察された。 Figure 6 shows the ESR measurement results of the recovery agents of Experimental Examples 1 and 2. However, the recovery agent of Experimental Example 1 was adjusted to a low solute concentration of 10 mmol/L for the convenience of the measurement. The signal of Experimental Example 1 had a larger amplitude (intensity) than the signal of Experimental Example 2, and the hyperfine structure was clearer. It was presumed that this indicates that the recovery agent of Experimental Example 2 had a larger solvation of naphthalenide than the recovery agent of Experimental Example 1 by adding an electrolyte. It was presumed that if the solvation of naphthalenide is large, lithium naphthalenide is more likely to release lithium ions and electrons, so the activation energy when lithium is compensated for at the positive electrode is smaller. As a result, in Experimental Example 2, lithium ions are smoothly supplied to the positive electrode, recovery proceeds efficiently, and the battery capacity after recovery is improved compared to Experimental Example 1, in which no electrolyte is added.

Figure 0007680858000006
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20 非水電解液二次電池、21 電池ケース、22 正極、23 負極、24セパレータ、25 ガスケット、26 封口板、27 非水電解液。 20 nonaqueous electrolyte secondary battery, 21 battery case, 22 positive electrode, 23 negative electrode, 24 separator, 25 gasket, 26 sealing plate, 27 nonaqueous electrolyte.

Claims (8)

金属イオンをキャリアイオンとする非水電解液二次電池の容量を回復させる回復剤であって、
還元状態の芳香族炭化水素化合物と金属イオンとを有する溶質と、前記溶質を溶解する溶媒と、電解液と、を含み、
前記溶質は、前記還元状態の芳香族炭化水素化合物として式(1)の化合物の還元体及び式(2)の化合物の還元体のうちの1以上を有し、前記式(2)の化合物はナフタレンであり、
前記電解液は、前記溶質とは異なる電解液溶質及び前記溶媒とは異なる電解液溶媒を含む、
回復剤。
A recovery agent for recovering the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery having a metal ion as a carrier ion,
The present invention includes a solute having a reduced aromatic hydrocarbon compound and a metal ion, a solvent for dissolving the solute, and an electrolyte,
the solute has, as the reduced aromatic hydrocarbon compound, at least one of a reduced form of a compound of formula (1) and a reduced form of a compound of formula (2), the compound of formula (2) being naphthalene;
The electrolyte includes an electrolyte solute different from the solute and an electrolyte solvent different from the solvent;
Recovery agent.
前記溶質は、前記キャリアイオンと同じ金属イオンを有する、
請求項1に記載の回復剤。
The solute has the same metal ion as the carrier ion.
The recovery agent according to claim 1.
前記溶媒としてテトラヒドロフラン及びジメトキシエタンのうちの1以上を含む、
請求項1又は2に記載の回復剤。
The solvent comprises one or more of tetrahydrofuran and dimethoxyethane;
The recovery agent according to claim 1 or 2.
前記電解液として環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含む、
請求項1~3のいずれか1項に記載の回復剤。
The electrolyte contains a cyclic carbonate and a chain carbonate.
The recovery agent according to any one of claims 1 to 3.
前記電解液として前記非水電解液二次電池の非水電解液と同じ電解液を含む、
請求項1~4のいずれか1項に記載の回復剤。
The electrolyte contains the same electrolyte as the nonaqueous electrolyte of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
The recovery agent according to any one of claims 1 to 4.
前記電解液を10体積%以上90体積%以下の範囲で含む、
請求項1~5のいずれか1項に記載の回復剤。
The electrolyte is contained in the range of 10% by volume to 90% by volume.
The recovery agent according to any one of claims 1 to 5.
金属イオンをキャリアイオンとする非水電解液二次電池の容量を回復させる回復方法であって、
前記非水電解液二次電池に対して、請求項1~6のいずれか1項に記載の回復剤を注入して、前記非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程、
を含む、
非水電解液二次電池の回復方法。
A method for recovering the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses metal ions as carrier ions, comprising the steps of:
A recovery step of injecting the recovery agent according to any one of claims 1 to 6 into the nonaqueous electrolyte secondary battery to recover the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery;
Including,
A method for recovering a non-aqueous electrolyte secondary battery.
金属イオンをキャリアイオンとする容量劣化した非水電解液二次電池を準備する電池準備工程と、
請求項7に記載の非水電解液二次電池の回復方法で前記非水電解液二次電池の容量を回復させる回復工程と、
を含む、非水電解液二次電池の製造方法。
a battery preparation step of preparing a capacity-degraded nonaqueous electrolyte secondary battery having metal ions as carrier ions;
The method for recovering a capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, further comprising:
The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery includes the steps of:
JP2021040590A 2021-03-12 2021-03-12 Recovery agent, recovery method for non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for non-aqueous electrolyte secondary battery Active JP7680858B2 (en)

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