JPH07235310A - 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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JPH07235310A
JPH07235310A JP6046514A JP4651494A JPH07235310A JP H07235310 A JPH07235310 A JP H07235310A JP 6046514 A JP6046514 A JP 6046514A JP 4651494 A JP4651494 A JP 4651494A JP H07235310 A JPH07235310 A JP H07235310A
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JP
Japan
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zeolite
organic solvent
flask
electrolyte
ppm
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JP6046514A
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English (en)
Inventor
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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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機溶媒中に含まれる水分を、ゼオライト層
との短時間の接触で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、工業的に有利に非水電解液を得る。 【構成】 ドナー数30未満の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、該有機溶媒を
ゼオライト層と接触処理させた後、該有機溶媒に電解質
を溶解す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、ドナー数
30未満の有機溶媒をゼオライト層と接触処理させるこ
とにより、有機溶媒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、その十分脱水精製された有機溶媒
を使用した電気特性に優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、ド
ナー数30未満の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、該有機溶媒をゼオライト層
と接触処理させた後、該有機溶媒に電解質を溶解するこ
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。本発明で
用いられるドナー数30未満の有機溶媒は、電解液とし
て使用する場合、サイクル特性、低温特性に優れた高容
量の電池を提供することができる。これらのドナー数3
0未満の有機溶媒は、例えばエチレンカーボネート(ド
ナー数:16.4)、プロピレンカーボネート(15.
1)、γ−ブチロラクトン(15.9)、アセトニトリ
ル(14.1)、テトラヒドロフラン(20.0)、
1,2ージメトキシエタン(20)、1,3−ジオキソ
ラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテ
ル(19.2)、ジエチルカーボネート(0.90)、
ジメチルカーボネート等の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。なお、()内はドナー数の値を示す。
【0008】ここで、ドナー数とは、電解質へ溶媒和す
る力の強弱の目安として提唱されたものであり、ドナー
数の大きい溶媒ほど強く溶媒和するものである。(Co
ord. Chem. Rev.,第2巻,239頁
(1967年))
【0009】本発明における非水電解液の電解質として
は、例えばLiClO4 ,LiPF6 ,LiSbF6
LiAsF6 ,LiBF4 ,LiB(Bu)4 ,LiB
(Et)2 (Bu)2 ,LiCF3 SO3 ,LiI,L
iAlCl4 ,NaClO4,NaPF6 ,NaBF
4 ,NaAsF6 ,NaB(Bu)4 ,NaI,(n−
Bu)4+ ClO4 ,(n−Bu)4+ BF4 ,K
PF6 ,KB(Bu)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。
【0010】本発明の非水電解液の製造方法は、上記ド
ナー数30未満の有機溶媒を予めゼオライト層に接触さ
せて脱水した有機溶媒に電解液を溶解させて非水電解液
を調整する方法である。
【0011】本発明において、有機溶媒をゼオライト層
に接触させるとは、有機媒体をゼオライトが充填されて
いる層に循環ポンプ等により繰り返し通すことであり、
その接触処理時間は有機溶媒がゼオライト層を通過する
時間であり、短時間である。
【0012】そのゼオライト層は、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】有機溶媒とゼオライト層の接触処理は密閉
状態または開放状態で行うが、常に不活性雰囲気下にあ
る必要がある。開放状態で行うときには、大気中の水分
が装置内に混入しないように十分に注意する必要があ
る。ゼオライト層に接触した有機溶媒は、サイホン管に
より元の液に戻される。このような接触処理操作は連続
的に水分含有量が20ppm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、粒状に成形されたものが接触効率がよく、例えばモ
レキュラーシーブが好ましい。
【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】本発明の非水電解液の製造方法によれば、有機
溶媒をゼオライト層との短時間の接触処理で、有機溶媒
中の水分の濃度を実質的に20ppm以下にすることが
でき、また連続的に操作を行う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、有
機溶媒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
オンの溶出がなく、カチオンが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、500mlの四つ口フラスコ1の中心
口に、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)16gを充填した直径25
mm、深さ90mm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
垂直になるように取り付ける。ソックスレー抽出器4の
上部とフラスコ内液吸い出し口を定量ポンプ(T−63
−300:三陽理化学器械)5で連結する。フラスコ内
液は定量ポンプ5によってソックスレー抽出器4の上部
入り口に送られ、円筒濾紙3に溜まりモレキュラーシー
ブと接触したのちサイホン管にてフラスコ1に戻され
る。
【0020】(操作)ドナー数15.1のプロピレンカ
ーボネート200ml(230g)とドナー数0.90
のジエチルカーボネート200ml(188g)を窒素
ガスの不活性雰囲気下で上記フラスコに仕込んだ。この
混合液の水分及び金属成分の分析値は、次の通りであっ
た。
【0021】 水分(カールフィシャー法:KF法) 173ppm Na(ICP法) 1.0ppm K (ICP法) 1.0ppm
【0022】この混合液を室温にて1分間に30mlの
流量にて15時間ポンプで循環した後、フラスコ内の混
合液の分析を行った。分析結果は、以下の通りであっ
た。
【0023】 水分(KF法) 8 ppm Na(ICP法) 1.0ppm K (ICP法) 1.0ppm
【0024】上記の処理を行った混合液350mlに、
電解質としてLiPF6 (水分含有量1ppm以下)6
0gを攪拌下で少量づつ添加し、均一に溶解させた。得
られた溶液の水分含有量は8.5ppmであった。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。
【0025】比較例1 (操作)ドナー数15.1のプロピレンカーボネート4
00ml(478g)とドナー数0.90のジエチルカ
ーボネート400ml(386g)を窒素ガスの不活性
雰囲気下で1リットルのフラスコに仕込んだ。この混合
液の水分の分析値は、次の通りであった。 水分(KF法) 173ppm
【0026】この混合液にモレキュラーシーブ3A(1
/16:和光純薬社製)43gを添加して48時間室温
にて静置した後の水分の分析値は、次の通りであった。 水分(KF法) 25ppm
【0027】しかし、この混合液はモレキュラーシーブ
の微粉砕による濁りを生じ通常のフィルター(ガラスフ
ィルターG4:標準最大孔径10〜16μm)にて濾過
を行ったが濁りは除去できなかった。なお、濾過操作に
よって水分は60ppmに上がった。
【0028】実施例2 (操作)実施例1と同様の装置を使用し、ドナー数1
6.4のエチレンカーボネート200ml(265g)
とドナー数0.90のジエチルカーボネート200ml
(188g)を窒素ガスの不活性雰囲気下で上記フラス
コに仕込んだ。この混合液の水分及び金属成分の分析値
は、次の通りであった。
【0029】 水分(カールフィシャー法:KF法) 176ppm Na(ICP法) 1.0ppm K (ICP法) 1.0ppm
【0030】この混合液を室温にて1分間に30mlの
流量にて15時間ポンプで循環した後、フラスコ内の混
合液の分析を行った。分析結果は、以下の通りであっ
た。
【0031】 水分(KF法) 10 ppm Na(ICP法) 1.0ppm K (ICP法) 1.0ppm
【0032】上記の処理を行った混合液350mlに、
電解質としてLiPF6 (水分含有量1ppm以下)6
0gを攪拌下で少量づつ添加し、均一に溶解させた。得
られた溶液の水分含有量は8.8ppmであった。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。
【0033】
【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、有機溶媒中に含まれる水分を、ゼオライ
ト層との短時間の接触で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、工業的に有利に非水電解液を得ることが
できる。
【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。
【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 ポンプ 6 温度計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドナー数30未満の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、該有機溶
    媒をゼオライト層と接触処理させた後、該有機溶媒に電
    解質を溶解することを特徴とする非水電解液の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 ゼオライトがA型ゼオライトである請求
    項1記載の非水電解液の製造方法。
  3. 【請求項3】 処理された有機溶媒の水分含有量が20
    ppm以下である請求項1または2記載の非水電解液の
    製造方法。
JP6046514A 1994-02-22 1994-02-22 非水電解液の製造方法 Pending JPH07235310A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293303A (ja) * 2000-04-12 2001-10-23 Sumitomo Chem Co Ltd ハロゲン化物イオンの除去方法
JP2008538091A (ja) * 2005-03-04 2008-10-09 ウェムス,インコーポレイティド 溶剤精製の方法及び装置
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CN106492505A (zh) * 2016-12-12 2017-03-15 河南华瑞高新材料科技股份有限公司 一种电池电解液有机溶剂净化装置
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JP2022527665A (ja) * 2019-05-15 2022-06-02 ライオンデル ケミカル テクノロジー、エル.ピー. プロピレンオキシドの乾燥方法

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