CN112771706A - 非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非水电解液的制造装置，其可容易地制备：抑制包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。一种非水电解液的制造装置，其特征在于，具有：水分吸附装置，其收纳有通入有机非水溶剂的沸石；电解质添加装置，其在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；酸吸附装置，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有由上述电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液。

Description

非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法
技术领域
本发明涉及非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法。
背景技术
在锂离子电池中，使用在有机非水溶剂中溶解有六氟磷酸锂(LiPF6)等锂系电解质的非水电解液作为电解液。
但是，在构成上述电解液的溶剂和锂系电解质中残留有微量的水分，该水分与上述LiPF6等锂系电解质反应，例如如以下反应式(1)～(3)所示生成氟化氢(HF)等。
(1)LiPF6+H2O→LiF+2HF+POF3
(2)POF3+H2O→POF2(OH)+HF
(3)POF2(OH)+H2O→POF(OH)2+HF
在电解液中存在上述氟化氢等酸性杂质的情况下，容易降低锂离子电池的电池容量、充放的循环特性，或者容易发生电池内部的腐蚀。
因此，以往期望从电解液中除去水分、氟化氢等酸性杂质的方法，例如，在专利文献1(日本特开2011-71111号公报)记载的方法中，提出以下方法：利用将可交换的阳离子的97.5mol％～99.5mol％交换为锂离子的沸石除去非水电解液中的水分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-71111号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
根据专利文献1记载的方法，通过将沸石中的钠离子的大部分交换为锂离子，可抑制钠离子向电解液中的溶出，同时可除去电解液中的水分。
但是，本发明人等进行了研究，结果发现：在专利文献1记载的方法中，残留于沸石中的钠离子与非水电解液的锂离子进行离子交换而在非水电解液中作为杂质溶出一定量，而且电解质阻碍沸石的水分除去，无法制备期望的电解液。
在上述状况下，本发明的目的在于提供一种非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法，该非水电解液的制造装置可容易地制备：抑制钠离子等杂质的混入，同时减少水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的非水电解液。
本发明人等为了实现上述目的而反复进行深入研究，结果发现：通过非水电解液的制造装置能够解决上述技术课题，该非水电解液的制造装置具有：水分吸附装置，其收纳有沸石，上述沸石通入有机非水溶剂；电解质添加装置，其在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及酸吸附装置，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有由上述电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液，基于该发现完成本发明。
即，本发明提供以下方式。
(1)一种非水电解液的制造方法，其特征在于，具有：
水分吸附装置，其收纳有沸石，上述沸石通入有机非水溶剂；
电解质添加装置，其在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及
酸吸附装置，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有由上述电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液。
(2)根据上述(1)记载的非水电解液的制造装置，其中，上述有机非水溶剂中的碱金属的含量为0～0.5mol/L。
(3)根据上述(1)或(2)记载的非水电解液的制造装置，其中，从上述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的水分小于10质量ppm。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项记载的非水电解液的制造装置，其中，上述非水电解液为锂离子电池用电解液。
(5)一种非水电解液的制造方法，是制造非水电解液的方法，其特征在于，具有：
水分吸附工序，其中，将有机非水溶剂通入沸石；
电解质添加工序，其中，在上述水分吸附工序处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及
酸吸附工序，其中，将上述电解质添加工序得到的含碱金属盐电解质的溶液通入弱碱性阴离子交换树脂。
(6)根据上述(5)记载的非水电解液的制造方法，其中，上述有机非水溶剂中的碱金属的含量为0～0.5mol/L。
(7)根据上述(5)或(6)记载的非水电解液的制造方法，其中，从上述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的水分小于10质量ppm。
(8)根据上述(5)～(7)中任一项记载的非水电解液的制造方法，其中，上述非水电解液为锂离子电池用电解液。
发明效果
根据本发明，可提供非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法，该非水电解液的制造装置可容易地制备：降低包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。
附图说明
图1是用于说明本发明涉及的非水电解液的制造装置的结构的图。
图2是表示本发明涉及的非水电解液的制造装置的形态例的图。
图3是表示本发明涉及的非水电解液的制造装置的形态例的图。
图4是表示本发明涉及的非水电解液的制造装置的形态例的图。
图5是表示本发明的比较例中的非水电解液的制造装置的形态的图。
具体实施方式
本发明涉及的非水电解液的制造装置的特征在于，具有：水分吸附装置，其收纳有沸石，上述沸石通入有有机非水溶剂；电解质添加装置，其在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及酸吸附装置，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有由上述电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液。
以下，适当例示附图说明本发明涉及的非水电解液的制造装置。
图1表示本发明涉及的非水电解液的制造装置的结构例。
如图1所示，本发明涉及的非水电解液的制造装置1具有：水分吸附装置2，其收纳有沸石，上述沸石通入有有机非水溶剂S；电解质添加装置3，其在水分吸附装置2处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质E；以及酸吸附装置4，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有电解质添加装置3得到的含碱金属盐电解质的溶液。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，作为有机非水溶剂，可举出选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、环丁砜、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二丁氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷等中的一种以上。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，有机非水溶剂中的碱金属的含量优选为0～0.5mol/L，更优选为0～0.005mol/L，进一步优选为0～0.00005mol/L。
通过使有机非水溶剂中的碱金属的含量在上述范围内，可通过水分吸附装置更有效地吸附水分。
应予说明，在本申请文件中，碱金属的含量是指使用原子吸光光度计(株式会社Hitachi High-Tech Science制造，偏振塞曼原子吸光光度计ZA3000)，通过原子吸光光度法测定而得到的值。
作为收纳在水分吸附装置中的沸石，只要能够吸附有机非水溶剂中的水分就没有特别限制，可举出选自结晶性沸石中的一种以上。
作为上述结晶性沸石，可举出选自A型、Y型、X型、菱沸石、镁碱沸石、ZSM-5和斜发沸石等中的一种以上的结晶性沸石。
此外，上述结晶性沸石的构成结晶性沸石的Si/Al摩尔比优选为1～5。通过使Si/Al摩尔比在上述范围内，在结构上稳定，同时具有适度的阳离子含有率且可适当吸附除去水分。
上述结晶性沸石可以是阳离子被锂离子、钙离子等交换而成的沸石，也可以是未被交换的沸石。
如上述所示，以往在制备锂离子电池用电解液等非水电解液的情况下，提出：为了抑制钠离子从沸石的溶出，使用利用锂离子等进行离子交换得到的沸石作为结晶性沸石，但本发明人进行了研究，结果发现：在将有机非水溶剂作为处理对象的情况下，即使不对结晶性沸石的阳离子(钠离子)进行离子交换，也可抑制钠离子的溶出，以及通过将有机非水溶剂作为处理对象来代替电解液，不会阻碍利用电解质的沸石的水分除去，可有效除去水分。
因此，根据本发明，可容易地提供一种制造装置，其使用未进行离子交换或离子交换的程度低的结晶性沸石，可简便且廉价地制造目标电解液。
上述结晶性沸石的细孔径优选为
Figure BDA0002997589210000061
更优选为
Figure BDA0002997589210000062
进一步优选为
Figure BDA0002997589210000063
通过使结晶性沸石的细孔径在上述范围内，可适当吸附除去有机非水溶剂中的水分。
应予说明，在本申请文件中，上述细孔径是指由结晶结构和保持的阳离子种推定的理论值。
作为上述结晶性沸石，优选为球状、圆柱状的沸石，优选直径为0.5～5mm的沸石。
通过使结晶性沸石直径在上述范围内，不降低操作性，且可适当含浸有机非水溶剂。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，收纳于水分吸附装置内的沸石的收纳形态只要是有机非水溶剂与沸石能够接触的形态，就没有特别限制。
例如，水分吸附装置也可以是填充有沸石的柱或槽，上述沸石可通入有有机非水溶剂。
另外，水分吸附装置也可以具备用于通入有机非水溶剂的泵。
本发明的非水电解液的制造装置中，将有机非水溶剂通入沸石的通液速度(液体空间速度)，可以根据能够除去有机非水溶剂中的水分的速度适当选择。
本发明涉及的非水电解液的制造装置中，通过水分吸附装置，不吸附除去是添加有碱金属盐电解质的电解液，而是吸附除去添加上述碱金属盐电解质之前的有机非水溶剂中的水分。
如此，通过将有机非水溶剂作为处理对象来代替电解液，可有效抑制利用沸石进行水分吸附时的、沸石中的金属离子的离子交换引起的溶出。
本发明涉及的非水电解液的制造装置可以在水分吸附装置的后段(下游侧)具有过滤装置。
上述过滤装置的设置位置优选为紧接着水分吸附装置，因此优选在水分吸附装置和后述的电解质添加装置之间，但也可以在后述的电解质添加装置和酸吸附装置之间，也可以在酸吸附装置的后段。
本发明涉及的非水电解液的制造装置具有上述过滤装置，由此即使在沸石微粒从水分吸附装置漏出的情况下，也可将其适当地除去。
上述过滤装置优选具有树脂制滤材，上述树脂制滤材具有微细孔，作为上述树脂制滤材，可举出选自包含聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜或聚酰胺的滤材中的一种以上。
上述滤材优选在表面具有孔径0.01～10μm的微细孔，进一步优选在表面具有孔径0.1～1μm的微细孔。
本发明涉及的非水电解液的制造装置具有电解质添加装置，其中，在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，作为碱金属盐电解质，可举出锂系电解质，作为锂系电解质，可举出选自LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiCF3SO3等中的一种以上，在考虑电池性能的情况下，优选为LiPF6。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，作为非水电解液，优选为锂离子电池用电解液。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，电解质添加装置优选在上述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中以成为0.5～2.0mol/L的浓度的方式添加锂系电解质，更优选以成为0.5～1.2mol/L的浓度的方式添加，进一步优选以成为0.8～1.2mol/L的浓度的方式添加。
在电解质添加装置中，优选在有机非水溶剂处理液中在不活泼气体气氛下添加碱金属盐电解质，制备含碱金属盐电解质的溶液。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，电解质添加装置只要具有有机非水溶剂处理液的通路和碱金属盐电解质的添加装置就没有特别限制。
电解质添加装置也可以具备用于通入有机非水溶剂处理液的泵。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，将有机非水溶剂处理液通入电解质添加装置的通液速度(液体空间速度)，可以根据在有机非水溶剂处理液中可添加期望量的锂系电解质的速度适当选择。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，可以利用罐等储存水分吸附装置中得到的有机非水溶剂处理液后，通入电解质添加装置并添加碱金属盐电解质，也可以将水分吸附装置中得到的有机非水溶剂处理液直接(连续地)通入电解质添加装置并添加碱金属盐电解质。
即，可以如图2例示那样，使用泵P1将有机非水溶剂S通入收纳有沸石的水分吸附装置2进行处理，利用罐T1储存处理后的有机非水溶剂处理液后，使用泵P2通入电解质添加装置3并添加碱金属盐电解质E，也可以如图3例示那样，使用泵P2将水分吸附装置2中得到的有机非水溶剂处理液直接(连续地)通入电解质添加装置3并添加碱金属盐电解质E。
另外，作为其它方法，也可以如图4例示那样，使用泵P1将储存于罐T1的有机非水溶剂S通入收纳有沸石的水分吸附装置2进行处理，将处理后的有机非水溶剂处理液送回罐T1，反复进行多次上述处理，充分除去有机非水溶剂S中的水分后，使用泵P2将得到的有机非水溶剂处理液通入电解质添加装置3并添加碱金属盐电解质E。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，通过预先收纳于水分吸附装置的沸石吸附除去有机非水溶剂中的水分，并且在电解质添加装置中添加碱金属盐电解质，因此可容易地制备：抑制包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量的非水电解质含有液。
本发明涉及的非水电解液的制造装置具有酸吸附装置，该酸吸附装置收纳有弱碱性阴离子交换树脂，上述弱碱性阴离子交换树脂通入有由电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液。
作为本发明中使用的弱碱性阴离子交换树脂，可使用公知的阴离子交换树脂，优选为有机高分子树脂化合物系的离子交换树脂。
作为有机高分子树脂化合物系的离子交换树脂，可举出以苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等苯乙烯系树脂为基体(母体)的树脂、以甲基丙烯酸-二乙烯基苯共聚物、丙烯酸-二乙烯基苯共聚物等丙烯酸系树脂等为基体的树脂。
本申请文件中，苯乙烯系树脂是指将苯乙烯或苯乙烯衍生物均聚物或共聚而得到的，包含50质量％以上的来自苯乙烯或苯乙烯衍生物的结构单元的树脂。
作为上述苯乙烯衍生物，可举出α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、溴苯乙烯等。
作为苯乙烯系树脂，只要以苯乙烯或苯乙烯衍生物的均聚物或共聚物为主成分，则可以是与可共聚的其它乙烯基单体的共聚物，作为上述乙烯基单体，例如可举出选自邻二乙烯基苯、间二乙烯基苯、对二乙烯基苯等二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能性单体、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯等中的一种以上。
作为上述可共聚的其它乙烯基单体，更优选为乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙烯聚合数为4～16的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯，更优选为二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，进一步优选为二乙烯基苯。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，构成弱碱性阴离子交换树脂的离子交换基团是弱碱性的阴离子交换基团，优选为伯氨基～叔氨基，更优选为叔氨基。
作为构成弱碱性阴离子交换树脂的弱碱性阴离子交换基团，可举出下述通式(I)表示的叔氨基。
【化学式1】
Figure BDA0002997589210000101
(其中，R1基团和R2基团为碳原子数1～3的烃基，相互可以相同也可以不同，＊表示与基体的键合部位、或者、与用于与基体键合的键合基团的键合部位。)
在上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团中，R1基团和R2基团为碳原子数1～3的烃基。
作为R1基团或R2基团，可举出选自烷基和烯基中的一种以上，优选为烷基。
作为R1基或R2基，具体而言，可举出选自甲基、乙基、丙基和亚丙基中的一种以上，优选为甲基。
在上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团中，R1基团和R2基团相互可以相同或不同。
作为上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团，可举出二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基等，优选为二甲基氨基。
在上述通式(I)中，＊表示上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团与基体的键合部位，或者，上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团与用于与基体键合的键合基团的键合部位。
上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团相对于包含苯乙烯系树脂的基体，如下述通式(II)所示，优选介由适当键合基团即R3基团键合。
【化学式2】
Figure BDA0002997589210000111
(其中，R1基团和R2基团为碳原子数1～3的烃基，相互可以相同也可以不同，R3基团为碳原子数1～3的烃基，＊表示与基体的键合部位。)
作为上述R1基团和R2基团，可举出与上述相同的基团。
上述R3基团为碳原子数1～3的烃基，作为R3基团，可举出选自亚烷基和亚烯基中的一种以上，优选为亚烷基。
作为R3基团，具体可举出选自亚甲基(-CH2-)、亚乙基(-CH2CH2CH2-)、亚丙基(-CH2CH2CH2-)等中的一种以上，优选为亚甲基。
上述通式(I)表示的弱碱性阴离子交换基团通过作为取代基导入苯乙烯或苯乙烯衍生物，可导入到苯乙烯类树脂中。
上述离子交换树脂可以具有凝胶型结构，也可以具有大孔型(MR型)结构，还可以具有多孔型结构。
作为本发明中使用的弱碱性阴离子交换树脂，优选以伯氨基或仲氨基为离子交换基团的树脂、以具有聚胺结构的氨基为离子交换基团的树脂、以苯乙烯系树脂为基体且以二甲基氨基为离子交换基团的树脂等，通过使用这些弱碱性阴离子交换树脂，可容易地降低氟化氢等酸性杂质的含量。
弱碱性阴离子交换树脂的尺寸没有特别限制，其调和平均直径优选为300～1000μm，更优选为400～800μm，进一步优选为500～700μm。
此外，作为弱碱性阴离子交换树脂，其湿润状态的总离子交换容量优选为0.1～3.0(eq/L-R)，更优选为0.5～2.5(eq/L-R)，进一步优选为1.0～2.0(eq/L-R)。
上述弱碱性阴离子交换树脂可以为市售品，例如可举出选自三菱化学株式会社制造的DIAION WA30、ORGANO株式会社制造的ORLITEDS-6等中的一种以上。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，收纳于酸吸附装置内的弱碱性阴离子交换树脂的收纳形态只要是电解质添加装置中得到的含锂系电解质的溶液与弱碱性阴离子交换树脂可接触的形态就没有特别限制。
例如，酸吸附装置可以是填充有弱碱性阴离子交换树脂的柱或槽，上述弱碱性阴离子交换树脂可通入含碱金属盐电解质的溶液。
此外，酸吸附装置可以具备用于通入含碱金属盐电解质的溶液的泵。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，将含碱金属盐电解质的溶液通入酸吸附装置内的弱碱性阴离子交换装置的通液速度(液体空间速度)，可以根据能够除去含碱金属盐电解质的溶液中的酸性杂质的速度适当选择。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，可以利用罐等储存由电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液后，通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置，也可以将由电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液直接(连续地)通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置。
即，可以如图2、图4例示的那样，利用罐T2储存电解质添加装置3中得到的含碱金属盐电解质的溶液在后，使用泵P3通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置4，也可以如图3例示那样，使用泵P3将电解质添加装置3中得到的含碱金属盐电解质的溶液直接(连续地)通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置4。
利用上述弱碱性阴离子交换树脂的处理，例如，首先利用构成应处理的含碱金属盐电解质的溶液的有机非水溶剂预先清洗弱碱性阴离子交换树脂后，以约40～80℃在减压下进行干燥；接着，再次利用构成应处理的含碱金属盐电解质的溶液的有机非水溶剂使弱碱性阴离子交换树脂溶胀后填充到柱中。在此基础上，按照常规方法进行反向清洗·挤出操作等后，通过以优选SV(流量/离子交换树脂体积比)1～100hr-1、更优选SV2～50hr-1、进一步优选SV5～20hr-1通入应处理的电解液而进行。
在本发明涉及的锂离子电池用电解液的制造装置中，从上述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的水分优选小于10质量ppm。
应予说明，本申请文件中，上述水分量是指通过卡尔·费休法测定而得到的值。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，通过预先收纳于水分吸附装置的沸石吸附除去有机非水溶剂中的水分之后，在电解质添加装置中添加碱金属盐电解质，因此可制备：抑制包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量的酸吸附处理液。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，从上述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的氟化氢等的酸性杂质的含量优选为20质量ppm以下，更优选为10质量ppm以下，进一步优选为5质量ppm以下。
应予说明，本申请文件中，上述酸性杂质量是指通过中和滴定法测定而得到的值。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，由上述酸吸附装置得到的酸吸附处理液直接，或者，适当实施公知的精制处理，由此可得到目标非水电解液。
作为上述非水电解液，可举出选自锂离子电池用电解液、钠离子电池用电解液、钾离子电池用电解液等中的电解液。
在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，预先通过收纳于水分吸附装置的沸石吸附除去(成为酸性杂质的生成源的)有机非水溶剂中的水分后，在电解质添加装置中添加碱金属盐电解质，进一步通过收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置除去酸性杂质。
因此，在本发明涉及的非水电解液的制造装置中，可容易地制备降低氟化氢等酸性杂质的含量的非水电解液。
根据本发明，可提供一种非水电解液的制造装置，其可容易地制备：抑制钠离子等杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。
接着，对本发明涉及的非水电解液的制造方法进行说明。
本发明涉及的非水电解液的制造方法的特征在于，具有：
水分吸附工序，其中，将有机非水溶剂通入沸石；
电解质添加工序，其中，在上述水分吸附工序处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；
酸吸附工序，其中，将上述电解质添加工序中得到的含碱金属盐电解质的溶液通入弱碱性阴离子交换树脂。
本发明涉及的非水电解液的制造方法实质上使用本发明涉及的制造装置制造非水电解液，因此制造方法的详细情况与上述本发明涉及的制造装置的使用方式的说明通用。
根据本发明，可提供一种非水电解液的制造方法，其可容易地制备：抑制包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。
【实施例】
接着，举出实施例对本发明进行更具体的说明，但这只是例示，并不限制本发明。
(实施例1)
使用图2所示的锂离子电池用电解液的制造装置1制备电解液。
即，如图2所示，使用泵P1，以20(L/L-沸石)/h的通液速度将以体积比计1：1的比例混合碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯而成的有机非水溶剂S(水分含量50质量ppm、钠含量小于1质量ppm)通入收纳有结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换为Li离子而成的沸石)的水分吸附装置2，得到有机非水溶剂处理液，并储存在罐T1中。
接着，使用泵P2将罐T1中的有机非水溶剂处理液通入电解质添加装置3，以成为1mol/L的方式添加LiPF6作为锂系电解质E，将得到的含锂系电解质的溶液储存在罐T2中。
其后，使用泵P3以10(L/L-沸石)/h的通液速度通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂(以苯乙烯系树脂为母体，具有二甲基氨基作为弱碱性的阴离子交换基团的MR型阴离子交换树脂)的酸吸附装置4，从而得到锂离子电池用电解液，将得到的锂离子电池用电解液储存在罐T3中。
(实施例2)
使用图4所示的锂离子电池用电解液的制造装置1制备电解液。
即，如图4所示，使用泵P1以80(L/L-沸石)/h的通液速度将以体积比计为1：1的比例混合碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯而成的有机非水溶剂S(水分含量50质量ppm，钠含量小于1质量ppm)用时2小时通入收纳有结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换为Li离子而成的沸石)的水分吸附装置2，将充分处理后的有机非水溶剂处理液贮存在罐T1中。
接着，使用泵P2将储存在罐T1中的有机非水溶剂处理液通入电解质添加装置3，以成为1mol/L的方式添加LiPF6作为锂系电解质E，将得到的含锂电解质的溶液储存在罐T2中。
其后，使用泵P3以10(L/L-沸石)/h的通液速度通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂(以苯乙烯系树脂为母体，具有二甲基氨基作为弱碱性的阴离子交换基团的MR型阴离子交换树脂)的酸吸附装置4，从而得到锂离子电池用电解液，将得到的锂离子电池用电解液储存在罐T3中。
(实施例3)
将收纳于水分吸附装置2的沸石从结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换为Li离子而成的沸石)变更为结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换为Ca离子而成的沸石)，除此以外，通过与实施例2相同的方法制备锂离子电池用电解液，储存在罐T3中。
(实施例4)
将收纳于水分吸附装置2的沸石从结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换为Li离子而成的沸石)变更为结晶性A型沸石(将98mol％以上替换为Na离子而成的沸石)，除此以外，通过与实施例2相同的方法制备锂离子电池用电解液，储存在罐T3中。
(比较例1)
调换利用水分吸附装置的处理和利用电解质添加装置的处理，除此以外，与实施例1同样进行处理而制备锂离子电池用电解液。
即，如图5所示，使用泵P1将以体积比计1：1的比例混合碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯而成的有机非水溶剂S(水分含量50质量ppm，钠含量小于1质量ppm)通入电解质添加装置3，以成为1mol/L的方式添加LiPF6作为锂系电解质E，将得到的含锂系电解质的溶液储存在罐T1中。
接着，使用泵P2以20(L/L-沸石)/h的通液速度将储存在罐T1中的含锂系电解质的溶液通入收纳有结晶性A型沸石(将Na离子的98mol％以上替换成Li离子而成的沸石)的水分吸附装置2进行处理，将处理后的处理液储存在罐T2中。
其后，使用泵P3以10(L/L-沸石)/h的通液速度将罐T2中的处理液通入收纳有弱碱性阴离子交换树脂(以苯乙烯系树脂为母体，具有二甲基氨基作为弱碱性的阴离子交换基团的MR型阴离子交换树脂)的酸吸附装置4，从而得到锂离子电池用电解液，将得到的锂离子电池用电解液储存在罐T3中。
测定实施例1～实施例4和比较例1中得到的各锂离子电池用电解液中的氟化氢量(质量ppm)、水分量(质量ppm)和钠量(质量ppm)。将结果示于表1。
根据表1可知，在实施例1～实施例4中，作为锂离子电池用电解液的制造装置，使用依次将有机非水溶剂通入收纳有沸石的水分吸附装置、添加锂系电解质的电解质添加装置和收纳有弱碱性阴离子交换树脂的酸吸附装置的装置进行处理，因此可充分降低为：得到的电解液中的水分量小于10质量ppm，氟化氢量小于10质量ppm，钠量小于1ppm质量。因此可容易地制备：抑制钠离子等杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。
另外可知，与实施例1相比，在实施例2、实施例3和实施例4中，也可提高向水分吸附装置2的通液速度，通过循环运转降低有机非水溶剂中的水分量，因此可使锂离子电池用电解液的制造装置小型化，或将作业时间缩短化。
此外可知，与实施例1和实施例2相比，在实施例3和实施例4中，即使在使用廉价的Ca替换品、Na替换品来代替昂贵的Li替换品作为结晶型沸石的情况下，也可低成本得到与实施例1、实施例2同等的高品质的电解液。
另一方面，根据表1可知，在比较例1中，由于将利用水分吸附装置的处理和利用电解质添加装置的处理顺序与实施例1进行了调换，因此仅得到水分量多达24质量ppm，钠量多达7质量ppm的电解液。认为其原因在于，在钠从沸石溶出后，沸石的水分除去被电解质阻碍，无法有效率除去水分。
【表1】
Figure BDA0002997589210000181
*表中，“＜10”意味着小于10质量ppm、“＜1”意味着小于1质量ppm。
产业上的可利用性
根据本发明，可提供非水电解液的制造装置和非水电解液的制造方法，该非水电解液的制造装置可容易地制备：抑制包含钠离子等金属离子的杂质的混入，同时降低水分的含量，并且降低氟化氢等酸性杂质的含量的电解液。
符号说明
1：锂离子电池用电解液的制造装置
2：水分吸附装置
3：电解质添加装置
4：酸吸收装置。

Claims (8)

1.一种非水电解液的制造装置，其特征在于，具有：
水分吸附装置，其收纳有沸石，所述沸石通入有有机非水溶剂；
电解质添加装置，其在所述水分吸附装置处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及
酸吸附装置，其收纳有弱碱性阴离子交换树脂，所述弱碱性阴离子交换树脂通入有由所述电解质添加装置得到的含碱金属盐电解质的溶液。
2.根据权利要求1所述的非水电解液的制造装置，其中，
所述有机非水溶剂中的碱金属的含量为0～0.5mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液的制造装置，其中，
由所述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的水分小于10质量ppm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水电解液的制造装置，其中，
所述非水电解液为锂离子电池用电解液。
5.一种非水电解液的制造方法，是制造非水电解液的方法，其特征在于，具有：
水分吸附工序，其中，将有机非水溶剂通入沸石；
电解质添加工序，其中，在所述水分吸附工序处理后的有机非水溶剂处理液中添加碱金属盐电解质；以及
酸吸附工序，其中，将所述电解质添加工序得到的含碱金属盐电解质的溶液通入弱碱性阴离子交换树脂。
6.根据权利要求5所述的非水电解液的制造方法，其中，
所述有机非水溶剂中的碱金属的含量为0～0.5mol/L。
7.根据权利要求5或6所述的非水电解液的制造方法，其中，
从所述酸吸附装置得到的酸吸附处理液中的水分小于10质量ppm。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的非水电解液的制造方法，其中，
所述非水电解液为锂离子电池用电解液。
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