JPH07235309A - 非水電解液の製造方法 - Google Patents

非水電解液の製造方法

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JPH07235309A
JPH07235309A JP6046513A JP4651394A JPH07235309A JP H07235309 A JPH07235309 A JP H07235309A JP 6046513 A JP6046513 A JP 6046513A JP 4651394 A JP4651394 A JP 4651394A JP H07235309 A JPH07235309 A JP H07235309A
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zeolite
electrolyte
electrolytic solution
aqueous electrolyte
producing
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JP6046513A
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Rikuno Katou
陸乃 加藤
Yoshifusa Hara
原  義房
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非水電解液中の水分を短時間に脱水すること
ができ、且つNaイオンやKイオン等のゼオライト中の
カチオンの溶出がない非水電解液の製造方法を提供す
る。 【構成】 有機溶媒と電解質を主成分とする非水電解液
の製造方法において、有機溶媒に電解質を溶解した非水
電解質溶液を還流させながら、還流液をゼオライト層と
接触処理させる非水電解液の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液の製造方法
に係り、特に電池用非水電解液の脱水処理に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】非水電解液を用いた電池は、その電池の
負極としてリチウム等の化学的活性度の高い金属を使用
する場合、水が微量に存在すると負極のリチウムの表面
が酸化被膜で覆われて不活性化となったり、水と激しく
反応してガスを発生し、気泡を生成して電池の内部イン
ピーダンスの上昇をきたすことになる。そのため、従来
から電池の品質を向上させるために非水電解液の精製脱
水は十分に行わなければならなかった。
【0003】従来、非水電解液の製造方法は、その構成
する有機溶媒と電解質とを別々に脱水精製処理をしたも
のを適量混合したりする方法が行なわれていた。それら
の改良方法として、有機溶媒と電解質からなる非水電
解液を蒸発させ共沸脱水する方法(特開昭58−281
74号公報)やゼオライト中のナトリウムイオンをリ
チウムイオン等の他の金属カチオンで置換して得られる
金属置換型ゼオライトを非水電解液に添加して接触さ
せ、脱水および不純物除去の処理を行う方法(特開昭5
9−224071号公報)などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の非
水電解液を共沸脱水する方法では水分を十分に脱水する
ことができず、少なくとも60ppm程度は残存してし
まう。さらに、の金属置換型のゼオライトを使用する
場合、例えば金属イオンがリチウムの場合、使用するナ
トリウムA型ゼオライト中のナトリウムイオンがリチウ
ムイオンに完全に置換されておらず、それを非水電解液
中で接触させ脱水処理をすると、かえってナトリウムイ
オンが増えたり、またモレキュラーシーブが破砕し、非
水電解液中に懸濁してしまい濾過が困難になる等の欠点
を有している。
【0005】本発明者らは、上記の問題点を解消する非
水電解液の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、有
機溶媒と電解質からなる非水電解液において、有機溶媒
に電解質を溶解した非水電解質溶液を還流させながら、
還流液をゼオライト層と接触処理させることにより、非
水電解質溶液中の水分を短時間に脱水することができ、
且つNaイオンやKイオン等のゼオライト中のカチオン
の溶出がなく、十分脱水精製された非水電解液を製造す
る方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的を達
成するための本発明による非水電解液の製造方法は、有
機溶媒と電解質を主成分とする非水電解液の製造方法に
おいて、有機溶媒に電解質を溶解した非水電解質溶液を
還流させながら、還流液をゼオライト層と接触処理させ
ることを特徴とするものである。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける非水電解液の電解質としては、例えばLiClO
4 ,LiPF6 ,LiSbF6 ,LiAsF6 ,LiB
4 ,LiB(Bu)4 ,LiB(Et)2 (Bu)
2 ,LiCF3 SO3 ,LiI,LiAlCl4 ,Na
ClO4,NaPF6 ,NaBF4 ,NaAsF6 ,N
aB(Bu)4 ,NaI,(n−Bu)4+ ClO
4 ,(n−Bu)4+ BF4 ,KPF6 ,KB(B
u)4,KAsF6 等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0008】また、本発明で用いられる非水電解液の有
機溶媒としては、電解質を溶解させるものであればいず
れでもよいが、例えば1,4−ジオキサン、アニソー
ル、モノグラム、ホウ酸トリメチル、ケイ酸トリメチ
ル、ケイ酸テトラメチル、ニトロメタン、アセトニトリ
ル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリ
ル、ベンゾニトリル、4−メチル−2−ペンタノン、
1,2−ジクロロエタン、メチルフォルメイト、ジメチ
ルホルムアミド、N−メチルピロリドン、酢酸エチル、
トリメチルオルトホルメート、γ−ブチロラクトン、γ
−バレロラクトン、γ−オクタノイットラクトン、ジメ
チルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート、ビニルカーボネート、ジエチルエーテ
ル、ジメチルホルムアミド、ジメチルチオホルムアミ
ド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、1,2ージ
メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,2−
ジブトキシエタン、1,3−ジオキソラン、ニトロベン
ゼン、塩化ベンゾイル、臭化ベンゾイル、ベンゼンスル
ホニルクロライド、ベンゼンホスホニルクロライド、ベ
ンゼンチオホスホニルジクロライド、スルホラン、3−
メチルスルホラン、メタンスルホニル、テトラヒドロチ
オフェン、ジメチルスルファミルクロライド、クロロス
ルホン酸エチル、塩化2−フロイル、1−メチルピロー
ル、エチルオキサリルクロライド、クロロスルホニルア
セチルクロライド、ジメチルスルホキシド、ジメチルサ
ルフェート、ジメチルサルファイト、エチレングリコー
ルサルファイト、塩化メチレン等の1種又は2種以上の
混合溶媒が挙げられるが、必ずしもこれらに限定される
ものではない。
【0009】本発明の非水電解液の製造方法の特徴は、
上記有機溶媒に電解液を所定量溶解させた非水電解質溶
液を還流させるために蒸発させ、次いで蒸発した液を冷
却した還流液をゼオライト層に接触させ十分に脱水を行
うものである。
【0010】すなわち、かかる非水電解質溶液を蒸発さ
せるには、非水電解質溶液の沸点以上に加熱すればよ
く、通常、この操作は常圧または減圧下で行うことがで
きる。したがって、非水電解質溶液は共沸組成になって
いるか、また水の沸点より高い必要がある。この蒸発に
より、また共沸脱水の効果も相俟って非水電解質溶液中
の水分の一部が還流液に移行して除かれ、更にゼオライ
ト層を通して還流させることにより、漸次脱水されて実
質的な水分不含の非水電解液を得ることができる。
【0011】すなわち、蒸発された非水電解質溶液を冷
却した後、その冷却した還流液をゼオライト層に接触さ
せて脱水し、この接触還流を続けることによって、実質
的に脱水される。
【0012】ここで非水電解質溶液をゼオライト層に接
触させるとは、非水電解質溶液の還流液をゼオライトが
充填されている層に繰り返し通すことであり、その装置
は例えば、ガラスフィルター等にゼオライトが固定され
ている管、またはシリカ繊維、セルロース繊維、複合繊
維、フッ素樹脂繊維、フッ素樹脂・シリカ繊維、ガラス
繊維等で作製された円筒濾紙を内装したソックスレー抽
出器のようなものにゼオライトが充填された装置を使用
すればよいが、特にこれらに制限されるものでない。
【0013】次いで、ゼオライトに接触された非水電解
質溶液の還流液はサイホン管により母液の非水電解質溶
液に戻され、このような操作は連続的に水分含有量が5
0ppm以下になるまで繰り返し行なわれる。
【0014】本発明で使用されるゼオライトは、水分を
吸着するものであれば特に制限されるものではないが、
例えば天然又は合成の結晶水を含まないか、又は結晶水
が少ないA型ゼオライト、X型ゼオライト、P型ゼオラ
イト、ソーダライト、アナルサイム等が挙げられ、工業
的に安価な理由から300℃以上に焼成脱水したものを
使用するのが好ましい。その形状は、特に制限されるも
のではないが、粉状、粒状、ペレット状の何れでもよい
が、操作上と不純物の混入を避けるため粒状に成形され
たものが好ましい。
【0015】本発明により製造された非水電解液は一次
電池及び二次電池用として用いることができ、例えば本
発明で製造された非水電解液を用いて正極として炭素、
TiS2 、V25 、ポリアニリン、MoS2 、TiS
2 、CuCl2 、Ag2 CrO4 、CuS、CuO、F
eSx、Bi2 Pb25 、MnO2 、LiCoO2
LiMnO2 、LiNiO2 等を用い、また負極として
Li、Bi2 Nb25 、炭素等を用いて性能のよい一
次電池及び二次電池を製造することができる。
【0016】
【作用】従来、非水電解液の製造方法においては、電解
質および有機溶媒はあらかじめ脱水されたものを使用す
るが、電池用としては十分に脱水されておらず、本発明
の非水電解液の製造方法によれば、水の蒸発分離と吸着
分離を伴って非水電解液中の水分の濃度を実質的に50
ppm以下にすることができ、また連続的に製造するこ
とができるために、工業的に有利である。
【0017】しかも、本発明においては、使用するゼオ
ライトがNa又はK置換のA型ゼオライトであって、非
水電解液とゼオライトとの接触がゼオライトに対し少量
づつ連続的に接触するため、ゼオライトが崩壊すること
なく、またNaイオンやKイオン等のゼオライト中のカ
チオンの溶出はなく、水分やカチオンが共に50ppm
以下である電池用非水電解液として特に好ましいものが
得られる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例によって詳細に説明す
る。
【0019】実施例1 (装置)図1に示す非水電解液の製造装置を使用した。
同図に示す様に、1リットルの四つ口フラスコ1の中心
口に冷却管付のソックスレー抽出器4を垂直に取り付け
た。冷却管5の上部は真空ポンプに連結し、必要に応じ
て系内の圧力を調整する。系内は密閉とした。ソックス
レー抽出器4には2のA型ゼオライトのモレキュラーシ
ーブ3A(1/16:和光純薬社製)28gを充填した
直径30mm、深さ100mmのガラス繊維製円筒濾紙
(86R、アドバンテック)3を内装した。攪拌はマグ
ネチックスタラーを用いた。
【0020】(操作)プロピレンカーボネート450m
l(534g)、1,2−ジメトキシエタン450ml
(380g)を上記フラスコに仕込んだ。これに攪拌下
で過塩素酸リチウム98.1gを少量づつ添加した。均
一に溶解させた後、この溶液中の水分及び金属成分の分
析を行った結果、以下の通りであった。
【0021】 水分(カールフィシャー法:KF法) 489ppm Na(ICP法) 1.0ppm K (ICP法) 1.8ppm
【0022】次に系内の真空度を40mmHgに調整
し、バス温度96〜100℃に徐々に加温すると系内の
液温86℃で還流が始まった。還流した液は円筒濾紙内
に留まり、A型ゼオライトのモレキュラーシーブと接触
後、サイホン管にてフラスコに戻される。この還流操作
を15時間行った。冷却後、フラスコ内の溶液の分析を
行った結果、以下の通りであった。
【0023】 水分(KF法) 17 ppm Na(ICP法) 2.6ppm K (ICP法) 0.3ppm 尚、この溶液は無色透明で濁りはみられなかった。この
結果より、この溶液は電池用非水電解液として十分な品
質であることが確認された。
【0024】実施例2 (装置)図2に示す非水電解液の製造装置を使用した。
同図に示す様に、500mlの四つ口フラスコ1の中心
口に、保温材8で表面を被覆した保温管7を取り付け、
冷却管5の上部と連結した。冷却管5の下には2のA型
ゼオライトのモレキュラーシーブ3A(1/16:和光
純薬社製)18gを充填した直径25mm、深さ90m
mのガラス繊維製円筒濾紙(86R、アドバンテック)
3を内装したソックスレー抽出器4を取り付け、ソック
スレー抽出器4の液留め管を通しフラスコ1に連結し
た。また、冷却管5とソックスレー抽出器4との間には
排気管6を設け真空ポンプで系内の圧力を調整する。
【0025】(操作)プロピレンカーボネート200m
l(236g)、1,2−ジメトキシエタン200ml
(168g)を上記フラスコに仕込んだ。これに攪拌下
で過塩素酸リチウム42.6gを少量づつ添加した。均
一に溶解させた後、この溶液中の水分及び金属成分の分
析を行った結果、以下の通りであった。
【0026】 水分(KF法) 431ppm Na(ICP法) 3.0ppm K (ICP法) 5.0ppm
【0027】次に系内の真空度を40mmHgに調整
し、バス温度100〜105℃に徐々に加温すると系内
の液温85〜87℃、蒸気温度62〜65℃により液流
出が始まった。流出液は冷却管により水温に冷却されて
おり、円筒濾紙内に留まり、約3分後サイホン管により
フラスコ内に戻された。この還流操作を11時間行っ
た。冷却後、フラスコ内の溶液の分析を行った結果、以
下の通りであった。
【0028】 水分(KF法) 12ppm Na(ICP法) 7.6ppm K (ICP法) 0.3ppm 尚、この溶液は無色透明で濁りはみられなかった。この
結果よりこの溶液は電池用非水電解液として十分な品質
であることが確認された。
【0029】比較例1 (操作)プロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシ
エタンをそれぞれモレキュラーシーブ3A(1/16:
和光純薬社製)で48時間静置脱水を行った。過塩素酸
リチウムは250℃で5時間、加熱乾燥した。それぞれ
の分析結果は次の表1に示す通りであった。
【0030】
【表1】
【0031】上記プロピレンカーボネート100ml
(118g)と1,2−ジメトキシエタン100ml
(84g)、過塩素酸リチウム10gを混合溶解した。
この混合液の分析結果は、以下であった。
【0032】 水分(KF法) 61ppm Na(ICP法) 2.3ppm K (ICP法) 1.0ppm
【0033】この混合液にモレキュラーシーブ3A(1
/16:和光純薬社製)21gを添加して48時間静置
した後、メンブランフィルター(0.8μm)で濾過し
た。この混合液の分析結果は以下の結果であった。
【0034】 水分(KF法) 13ppm Na(ICP法) 4800ppm K (ICP法) 700ppm この結果により、この方法ではNa、Kが多量に増えて
しまい、電池用非水電解液としては使用出来ないことが
確認された。
【0035】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の非水電解液
の製造方法は、非水電解液中に含まれる水分を、短時間
にしかも効率的に除去することができ、またNaイオン
やKイオン等のゼオライト中のカチオンの溶出がなく、
工業的に有利な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の非水電解液の製造装置を示す説明図
である。
【図2】実施例2の非水電解液の製造装置を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 フラスコ 2 ゼオライト 3 円筒濾紙 4 ソックスレー抽出器 5 冷却管 6 排気管 7 保温管 8 保温材 9 温度計

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機溶媒と電解質を主成分とする非水電
    解液の製造方法において、有機溶媒に電解質を溶解した
    非水電解質溶液を還流させながら、還流液をゼオライト
    層と接触処理させることを特徴とする非水電解液の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 非水電解質溶液を減圧下で沸点以上に加
    熱し、蒸発した液を冷却した還流液をゼオライト層と接
    触処理させる請求項1記載の非水電解液の製造方法。
  3. 【請求項3】 ゼオライトがA型ゼオライトである請求
    項1または2記載の非水電解液の製造方法。
  4. 【請求項4】 処理された非水電解液の水分含有量が5
    0ppm以下で、かつNaイオン及びKイオンの含有量
    が50ppm以下である請求項1,2または3記載の非
    水電解液の製造方法。
JP6046513A 1994-02-22 1994-02-22 非水電解液の製造方法 Pending JPH07235309A (ja)

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