JP6162754B2 - リチウムイオン電池の電解質除去方法 - Google Patents
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Description
図1及び図2を用いてリチウムイオン電池10の構成を説明する。図1及び図2で示すリチウムイオン電池10はセルである。一般に、複数のリチウムイオン電池10が接続されてバッテリが構成される。なお、リチウムイオン電池10の構造は公知であり、例えば特開2014−049253号公報で示されている。
図3を用いて本実施形態で使用するリチウムイオン電池処理システム50の構成を説明する。リチウムイオン電池処理システム50は、電解質除去システム52と溶媒分離回収システム54とが組み合わされて構成される。電解質除去システム52は、リチウムイオン電池10の電池ケース12の内部から電解液を吸い出すと共に、電池ケース12の内部に残留する電解質を除去するためのシステムである。溶媒分離回収システム54は、電池ケース12から吸い出された電解液を溶媒と電解質に分離することにより溶媒を回収するためのシステムである。なお、電解質除去システム52と溶媒分離回収システム54を個々に独立して設けることも可能である。
図4、図5A、図5Bを用いてリチウムイオン電池処理システム50に対するリチウムイオン電池10の接続方法を説明する。第1管路68の一端部には径方向に拡がるシールフランジ110が形成される。図5A、図5Bで示すようにシールフランジ110の端面にはゴム製のシール部材112が設けられる。そして、シールフランジ110及びシール部材112から突出するように第1管路68の先端部68aが形成される。
次に、図6を用いてリチウムイオン電池処理システム50を使用した電解質除去処理の手順を説明し、図7を用いてリチウムイオン電池処理システム50を使用した溶媒分離回収処理の手順を説明する。
電解質除去処理は、電池ケース12から電解液(後述する混合液を含む)を吸い出す電解液吸出処理と、電池ケース12の内部を洗浄して電解質を除去する洗浄処理を含む。なお、図3で示すリチウムイオン電池処理システム50を用いて電解質除去処理を行う場合は、電解液回収トラップ64と真空ポンプ66との間の抽気流路を確保するために、溶媒分離回収システム54の第3弁94を開放する必要がある。このため、後述する処理では第3弁94の開閉を制御するようにしている。また、第3温調器104により溶媒回収トラップ84の温度も制御するようにしている。
リチウムイオン電池処理システム50を作動させる前に、空の電解液回収トラップ64及び空の溶媒回収トラップ84をシステム内の所定位置に設置する。この時点で第1弁78、第2弁80、第3弁94、第4弁96は閉鎖されている。
時点t7で第1温調器100の冷却機能を作動させて、電池ケース12の内部の温度を溶媒の沸点以下且つ凝固点以上となる低温度に調節する。このとき、電池ケース12の内部は前述の電解液の吸い出しによって高い真空度にまで減圧されている。このため、電池ケース12の内部は低温低圧状態となる。
溶媒分離回収処理は、電解液回収トラップ64で回収された電解液及び混合液から溶媒を回収する処理である。
図3で示すリチウムイオン電池処理システム50は、図6で示す電解質除去処理と図7で示す溶媒分離回収処理を連続して行うことも可能である。この場合図6で示す時点t11後に図7で示す時点t25以降の処理を行えばよい。
本実施形態では、電池ケース12に開口部38´を形成する開口部形成工程(時点t1〜時点t5の間)を行う。次に、電解液を、電池ケース12の内部から開口部38´を介して密封減圧された電解液回収トラップ64へ吸い出す電解液吸出工程(時点t5〜時点t6)を行う。次に、電解質を含まない溶媒を、溶媒タンク62から開口部38´を介して電池ケース12の内部に注入する溶媒注入工程(時点t8〜時点t9)を行う。そして、溶媒注入工程で電池ケース12の内部に注入した溶媒と電池ケース12の内部に残留する電解質とを含む混合液を、電池ケース12の内部から開口部38´を介して密封減圧された電解液回収トラップ64へ吸い出す混合液吸出工程(時点t10〜時点t11)を行う。
図3で示す第1弁78及び第2弁80を、開口部38´と電解液回収トラップ64との連通状態と、開口部38´と溶媒タンク62との連通状態と、を時間差をもたせて切り換える切換弁で構成してもよい。切換弁としては、3つのポート、すなわち電池ケース12に連通するポートと、溶媒タンク62に連通するポートと、電解液回収トラップ64に連通するポートを有する3方弁を使用することができる。切換弁を使用することにより、開口部38´と電解液回収トラップ64との連通状態から開口部38´と溶媒タンク62との連通状態への切り換え、及び、開口部38´と電解液回収トラップ64との連通状態から開口部38´と溶媒タンク62との連通状態への切り換えを簡単な操作で行うことが可能になる。
38…圧力開放弁 38´…開口部
62…溶媒タンク 64…電解液回収トラップ
68…第1管路 70…第2管路
78…第1弁 80…第2弁
Claims (4)
- 電解液が充填された電池ケースの内部から電解質を除去するリチウムイオン電池の電解質除去方法であって、
前記電池ケースに設けられた圧力開放弁を鉛直下方に向けて配置すると共に前記圧力開放弁に開口部を形成する開口部形成工程と、
前記電池ケースの内部の電解液を、前記電池ケースの内部から鉛直下方に向いた前記開口部を介して密封減圧された電解液回収トラップへ吸い出す電解液吸出工程と、
前記電解液回収トラップへの液体の吸い出しによって減圧された状態の前記電池ケースの内部に、電解質を含まない溶媒を、溶媒タンクから前記開口部を介して注入する溶媒注入工程と、
前記溶媒注入工程で前記電池ケースの内部に注入した前記溶媒と前記電池ケースの内部に残留する電解質とを含む混合液を、前記電池ケースの内部から前記開口部を介して密封減圧された前記電解液回収トラップへ吸い出す混合液吸出工程を有し、
前記混合液吸出工程に続いて前記溶媒注入工程と前記混合液吸出工程のセットを複数セット繰り返す
ことを特徴とするリチウムイオン電池の電解質除去方法。 - 請求項1に記載のリチウムイオン電池の電解質除去方法において、
前記開口部と前記電解液回収トラップとの連通状態と連通遮断状態とを切り換える第1開閉弁と、前記開口部と前記溶媒タンクとの連通状態と連通遮断状態とを切り換える第2開閉弁とを設け、
前記電解液吸出工程では、前記第1開閉弁を開放し且つ前記第2開閉弁を閉鎖して、前記開口部と密封減圧された前記電解液回収トラップとを連通状態にし、
前記溶媒注入工程では、前記第1開閉弁を閉鎖した後に前記第2開閉弁を開放して、前記開口部と前記溶媒タンクとを連通状態にし、
前記混合液吸出工程では、前記第1開閉弁を開放し且つ前記第2開閉弁を閉鎖して、前記開口部と密封減圧された前記電解液回収トラップとを連通状態にする
ことを特徴とするリチウムイオン電池の電解質除去方法。 - 請求項2に記載のリチウムイオン電池の電解質除去方法において、
前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁を、前記開口部と前記電解液回収トラップとの連通状態と、前記開口部と前記溶媒タンクとの連通状態と、を時間差をもたせて切り換える切換弁で構成する
ことを特徴とするリチウムイオン電池の電解質除去方法。 - 請求項1に記載のリチウムイオン電池の電解質除去方法において、
前記電解液吸出工程及び前記混合液吸出工程では前記電池ケースを加熱する
ことを特徴とするリチウムイオン電池の電解質除去方法。
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