WO2020152897A1 - ガス分析システム及びガス分析システムのフィルタメンテナンス方法 - Google Patents

ガス分析システム及びガス分析システムのフィルタメンテナンス方法 Download PDF

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WO2020152897A1
WO2020152897A1 PCT/JP2019/032864 JP2019032864W WO2020152897A1 WO 2020152897 A1 WO2020152897 A1 WO 2020152897A1 JP 2019032864 W JP2019032864 W JP 2019032864W WO 2020152897 A1 WO2020152897 A1 WO 2020152897A1
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gas
filter
analysis
flow path
port
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PCT/JP2019/032864
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Inventor
永佑 小林
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株式会社島津製作所
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a gas analysis system including a gas analysis cell that contains an electrolytic solution and has a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution, and a filter maintenance method for the gas analysis system.
  • the gas analysis system will be equipped with a gas analysis cell having a positive electrode and a negative electrode made of the same material as that used in the actual battery.
  • a positive electrode and a negative electrode are arranged and an electrolytic solution is contained.
  • gas is generated by performing discharge or charge in the gas analysis cell. Then, the gas thus generated is analyzed by an analyzer such as a gas chromatograph (see, for example, Patent Document 1 below).
  • the electrolytic solution in the gas analysis cell may volatilize. If the components of the volatilized electrolytic solution enter the analyzer, the accuracy of analysis may decrease. From this point of view, the gas analysis system described in Patent Document 1 is provided with a filter for capturing the volatilized electrolytic solution component.
  • the gas to be analyzed generated in the gas analysis cell goes to the analyzer after passing through the filter.
  • the electrolytic solution component contained in the analysis target gas is captured by the filter while the analysis target gas passes through the filter.
  • the filter when a certain amount of the electrolytic solution component is captured by the filter, the amount that can be captured by the filter is reduced, and the efficiency of capturing the electrolytic solution component is deteriorated.
  • the durability of the filter may be limited, and analysis may not be possible under the desired charge/discharge conditions (solvent type, time, temperature). The settable range may become narrow.
  • the filter when the usage time exceeds a certain time, the filter is removed from the device and the electrolytic solution component is removed from the filter. Specifically, the filter is installed in a separately provided device, and the captured electrolytic solution component is removed by heating the filter in the device. Then, the filter from which the electrolytic solution component was removed was installed again in the gas analysis system.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas analysis system and a filter maintenance method for the gas analysis system that can improve the workability of the user.
  • the gas analysis system includes a gas analysis cell, a filter, an analysis column, a detector, a carrier gas supply unit, and a flow path switching mechanism.
  • An electrolytic solution is contained in the gas analysis cell.
  • the gas analysis cell has a positive electrode and a negative electrode immersed in an electrolytic solution.
  • the filter captures the volatilized electrolyte solution component from the analysis target gas generated in the gas analysis cell.
  • the analysis column separates components in the analysis target gas that has passed through the filter.
  • the detector detects a component in the analysis target gas separated by the analysis column.
  • the carrier gas supply unit supplies a carrier gas for guiding a gas to be analyzed to the detector.
  • the flow channel switching mechanism switches the flow channel to a state in which the filter is in communication with the analysis column or a state in which the filter is not in communication.
  • a maintenance gas is passed through the filter while heating the filter, thereby capturing the gas in the filter.
  • the electrolytic solution component thus discharged is discharged.
  • the carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit in the state where the filter is in communication with the analysis column, so that the analysis target gas generated in the gas analysis cell is detected. Head to the bowl. At this time, the analysis target gas passes through the filter, so that the electrolytic solution component contained in the analysis target gas is captured by the filter. The components in the analysis target gas that have passed through the filter are separated by the analysis column and detected by the detector.
  • the flow path is switched by the flow path switching mechanism, the filter is heated in a state where the filter is no longer in communication with the column, and the maintenance gas is passed through the filter, so that the electrolysis captured by the filter is performed. Liquid components are discharged.
  • the filter can be maintained only by switching the flow path by the flow path switching mechanism to heat the filter and supply the maintenance gas to the filter.
  • maintenance of the filter can be performed without moving the filter.
  • the user's work when maintaining the filter can be simplified. Therefore, the workability of the user when using the gas analysis system can be improved.
  • the gas analysis system may further include an oven.
  • the oven accommodates and heats the analytical column and the filter.
  • the filter in the gas analysis system, can be heated using the oven for heating the analysis column. That is, in the gas analysis system, the filter can be heated using the existing configuration without separately providing a heater or the like. Therefore, it is possible to prevent the gas analysis system from increasing in size.
  • the gas analysis system may further include a branch path.
  • the branch passage branches the flow path of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit, and introduces a part of the carrier gas into the filter as the maintenance gas.
  • the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit can be used as the maintenance gas introduced into the filter. Therefore, in the gas analysis system, the maintenance gas can be introduced into the filter without separately providing a maintenance gas supply unit or the like. As a result, it is possible to prevent the gas analysis system from increasing in size.
  • a filter maintenance method for a gas analysis system comprises a gas analysis cell having a positive electrode and a negative electrode in which an electrolytic solution is housed and immersed in the electrolytic solution, and an analysis generated in the gas analysis cell.
  • a filter for capturing the volatilized electrolytic solution component from the target gas an analysis column for separating the component in the analysis target gas that has passed through the filter, and a detection for detecting the component in the analysis target gas separated by the analysis column
  • a carrier gas supply unit that supplies a carrier gas for guiding the analysis target gas to the detector, and a flow path switching mechanism that switches the flow path to a state in which the filter is in communication with the analysis column or a state in which the filter is not in communication.
  • a filter maintenance method for a gas analysis system comprising: In the filter maintenance method of the gas analysis system, while the filter is not in communication with the analysis column by switching the flow path switching mechanism, by passing a maintenance gas through the filter while heating the filter, The electrolyte component captured by the filter is discharged.
  • the analysis column and the filter may be housed inside an oven and heated.
  • the flow path of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit is branched so that a part of the carrier gas is introduced into the filter as the maintenance gas. May be.
  • the filter can be maintained only by switching the flow path by the flow path switching mechanism, heating the filter, and supplying the maintenance gas to the filter.
  • maintenance of the filter can be performed without moving the filter.
  • the user's work when maintaining the filter can be simplified. Therefore, the workability of the user when using the gas analysis system can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a gas analysis system 1 according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 is a schematic diagram showing a case where the gas analysis system 1 is in a sampling state.
  • the gas analysis system 1 includes a sample generation unit 2, a flow path switching unit 3, a gas analysis unit 4, and a carrier gas supply unit 5.
  • the gas analysis system 1 is for performing continuous analysis using a gas analysis cell 7 (described later) of the sample generation unit 2, and the gas collected in the gas analysis cell 7 is the gas analysis unit 4 Be led to. That is, in the gas analysis system 1, the gas in the gas analysis cell 7 is an analysis target by the gas analysis unit 4.
  • the sample generator 2 is for generating a sample to be analyzed by the gas analysis system 1.
  • the sample generation unit 2 includes a bubbling container 6, a gas analysis cell 7, an oven 8, and a flow controller 9.
  • the bubbling container 6 contains an electrolytic solution.
  • the electrolytic solution in the bubbling container 6 is the same as the electrolytic solution contained in the gas analysis cell 7. As described later, when gas is introduced into the bubbling container 6, bubbles are generated in the electrolytic solution inside the bubbling container 6 and the electrolytic solution inside the bubbling container 6 volatilizes.
  • the gas analysis cell 7 is for analyzing gas generated from a lithium ion battery which is an example of a secondary battery.
  • a structure similar to that of the lithium ion battery is reproduced inside, so that a gas similar to that of the lithium ion battery is generated, and the gas can be analyzed by the gas analysis unit 4.
  • the gas analysis cell 7 is provided with a positive electrode, a negative electrode, a separator and the like inside.
  • the positive electrode is made of, for example, a lithium alloy.
  • the negative electrode is made of carbon, for example.
  • the separator is, for example, a porous thin film formed of polypropylene.
  • an electrolytic solution made of an organic solvent is contained (filled), and the positive electrode, the negative electrode and the separator are immersed in the electrolytic solution.
  • the electrolytic solution in the gas analysis cell 7 is the same as the electrolytic solution in the bubbling container 6.
  • the oven 8 contains a bubbling container 6 and a gas analysis cell 7. The oven 8 heats the bubbling container 6 and the gas analysis cell 7.
  • the flow controller 9 adjusts the flow rate of gas passing through the oven 8.
  • the flow path switching unit 3 is for switching the flow path in the gas analysis system 1.
  • the flow path switching unit 3 includes a first valve 11, a second valve 12, a sample loop 13, an oven 14, and a flow controller 15.
  • the first valve 11 is a hexagonal valve including six ports 111 to 116 (first port 111 to sixth port 116).
  • the second valve 12 is a hexagonal valve having six ports 121 to 126 (first port 121 to sixth port 126).
  • the first valve 11 and the second valve 12 configure an example of a flow path switching mechanism.
  • the switching operation of the first valve 11 and the second valve 12 is performed by a control unit (not shown).
  • the sample loop 13 is for holding the gas generated in the sample generator 2.
  • the oven 14 contains a first valve 11, a second valve 12 and a sample loop 13.
  • the oven 14 heats the first valve 11, the second valve 12, and the sample loop 13.
  • the flow controller 15 adjusts the flow rate of gas passing through the oven 14.
  • the gas analysis unit 4 is for analyzing the gas generated in the sample generation unit 2.
  • the gas analysis unit 4 includes a sample introduction unit 16, an analysis column 17, a detector 18, a filter 19, an oven 20, and a flow controller 21.
  • the sample introduction unit 16 is for introducing a carrier gas and a gas into the analysis column 17.
  • the analysis column 17 is, for example, a capillary column.
  • the detector 18 is, for example, a barrier discharge ionization detector (BID) or a pulse discharge ionization detector (PDD).
  • BID barrier discharge ionization detector
  • PPD pulse discharge ionization detector
  • the detector 18 is not limited to these, and may be another detector such as a thermal conductivity detector (TCD) or a flame ionization detector (FID).
  • TCD thermal conductivity detector
  • FID flame ionization detector
  • the filter 19 is composed of, for example, a packed column filled with a packing material.
  • a packing material for example, porous polymer beads made of a porous polymer obtained by copolymerizing 1-ethyl-2-vinylbenzene and divinylbenzene can be used.
  • the oven 20 houses a sample introduction unit 16, an analysis column 17, a detector 18, and a filter 19.
  • the oven 20 is an oven (column oven) for heating the sample introduction unit 16, the analysis column 17, the detector 18, and the filter 19.
  • the inside of the oven 20 is kept at 250 to 260° C., for example.
  • the inside of the oven 20 communicates with the inside of the oven 14 of the flow path switching unit 3 via the oven connecting unit 22.
  • the flow controller 21 adjusts the flow rate of gas passing through the oven 20.
  • the carrier gas supply unit 5 is for supplying a carrier gas in the gas analysis system 1.
  • the gas supplied from the carrier gas supply unit 5 is, for example, nitrogen gas (N 2 ), helium gas (He), hydrogen gas (H 2 ), or the like.
  • the gas analysis system 1 is provided with first to tenth channels 31 to 40 as channels.
  • One end of the first flow path 31 is connected to the carrier gas supply unit 5.
  • the other end of the first flow path 31 is branched into three flow paths by a branch path 30.
  • the one end of the second flow passage 32 is continuous with the first flow passage 31 at the branch passage 30.
  • the other end of the second flow path 32 is continuous with the first port 121 of the second valve 12.
  • the bubbling container 6, the gas analysis cell 7, and the flow controller 9 are interposed in the second flow path 32.
  • the one end of the third flow path 33 is connected to the sixth port 126 of the second valve 12.
  • the other end of the third flow path 33 communicates with the external space.
  • the third flow path 33 forms a discharge flow path for discharging the gas to the outside.
  • the one end of the fourth flow path 34 is continuous with the first flow path 31 at the branch path 30.
  • the other end of the fourth flow path 34 is continuous with the first port 111 of the first valve 11.
  • the flow controller 15 is interposed in the fourth flow path 34.
  • One end of the fifth flow path 35 is connected to the sixth port 116 of the first valve 11.
  • the other end of the fifth flow path 35 is connected to the third port 113 of the first valve 11.
  • An intermediate part of the fifth flow path 35 enters into the oven 20 of the gas analyzer 4 via the oven connecting part 22.
  • the filter 19 is interposed in the middle of the fifth flow path 35 (the portion that has entered the oven 20 ).
  • the one end of the sixth flow path 36 is connected to the second port 112 of the first valve 11.
  • the other end of the sixth flow path 36 communicates with the external space.
  • the sixth flow path 36 forms a discharge flow path for discharging the gas to the outside.
  • the one end of the seventh flow path 37 is continuous with the first flow path 31 at the branch path 30.
  • the other end of the seventh flow path 37 is continuous with the third port 123 of the second valve 12.
  • the flow controller 21 is interposed in the seventh flow path 37.
  • One end of the eighth flow path 38 is continuous with the second port 122 of the second valve 12.
  • the other end of the eighth flow path 38 is continuous with the fifth port 125 of the second valve 12.
  • the sample loop 13 is interposed in the eighth flow path 38.
  • One end of the ninth flow path 39 is continuous with the fifth port 115 of the first valve 11.
  • the other end of the ninth flow path 39 is continuous with the fourth port 124 of the second valve 12.
  • the one end of the tenth flow passage 40 is continuous with the fourth port 114 of the first valve 11.
  • the other end of the tenth flow path 40 is continuous with the detector 18.
  • the sample introduction unit 16 and the analysis column 17 are provided in the middle of the tenth flow channel 40.
  • the flow paths are variously switched by the switching operation of the first valve 11 and the second valve 12 of the flow path switching unit 3.
  • the gas analysis system 1 is switched to each of the sampling state, the sample introduction preparation state, the sample introduction state, and the standby state.
  • the carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit 5.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the second flow passage 32 flows into the bubbling container 6.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the second flow passage 32 flows into the bubbling container 6.
  • bubbles are generated in the electrolytic solution in the bubbling container 6 and the electrolytic solution in the bubbling container 6 volatilizes.
  • the electrolytic solution component volatilized in the bubbling container 6 flows into the gas analysis cell 7 together with the carrier gas.
  • the flow controller 9 adjusts the flow rate of the gas passing through the second flow path 32.
  • the gas (analysis target gas) generated in the gas analysis cell 7 is discharged from the gas analysis cell 7 together with the carrier gas, and the first valve of the second valve 12 is discharged. It flows into the port 121. Then, the carrier gas that has passed through the first port 121 of the second valve 12 passes through the second port 122 of the second valve 12 and flows into the eighth flow path 38. The gas flowing into the eighth flow path 38 passes through the sample loop 13, the fifth port 125 and the sixth port 126 of the second valve 12, and is discharged to the outside from the third flow path 33. At this time, in the process in which the carrier gas passes through the sample loop 13, the gas generated in the gas analysis cell 7 is retained in the sample loop 13.
  • the gas flowing into the fourth flow passage 34 from the branch passage 30 passes through the first port 111 and the sixth port 116 of the first valve 11, It flows into the fifth flow path 35.
  • the gas flowing into the fifth flow path 35 passes through the filter 19, then passes through the third port 113 and the second port 112 of the first valve 11, and is discharged from the sixth flow path 36 to the outside.
  • the flow rate of the gas passing through the fourth flow path 34 is adjusted by the flow controller 15.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the fourth flow passage 34 is the maintenance gas.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the seventh passage 37 passes through the third port 123 and the fourth port 124 of the second valve 12, It flows into the ninth channel 39.
  • the gas flowing into the ninth flow path 39 passes through the fifth port 115 and the fourth port 114 of the first valve 11 and then flows into the tenth flow path 40, where the sample introduction unit 16, the analytical column 17, and the detector are provided.
  • Pass 18 The flow rate of the gas passing through the seventh flow path 37 is adjusted by the flow controller 21.
  • the gas (analysis target gas) generated in the gas analysis cell 7 is held in the sample loop 13 by the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 5. ..
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which the gas analysis system 1 is in the sample introduction preparation state.
  • the standby state shown in FIG. 1 is switched to the sample introduction preparation state shown in FIG. 2 by the operation of each valve in the flow path switching unit 3.
  • the first port 111 and the second port 112 communicate with each other, the third port 113 and the fourth port 114 communicate with each other, and the fifth port 115 and the sixth port 116. And are in communication with each other.
  • the second valve 12 is in a state where the first port 121 and the second port 122 communicate with each other, the third port 123 and the fourth port 124 communicate with each other, and the fifth port 125 and the sixth port 126 communicate with each other. It has become.
  • This state is the sample introduction preparation state of the gas analysis system 1.
  • the carrier gas is supplied from the carrier gas supply unit 5.
  • the gas flowing into the second flow passage 32 from the branch passage 30 passes through the same flow passage as in the standby state described above. That is, the carrier gas flowing into the second flow path 32 passes through the bubbling container 6, the gas analysis cell 7, the first port 121 and the second port 122 of the second valve 12, and flows into the eighth flow path 38. ..
  • the gas flowing into the eighth flow path 38 passes through the sample loop 13, the fifth port 125 and the sixth port 126 of the second valve 12, and is discharged to the outside from the third flow path 33. At this time, the gas generated in the gas analysis cell 7 is held in the sample loop 13 in the sample loop 13, as in the standby state.
  • the gas flowing into the fourth flow passage 34 from the branch passage 30 passes through the first port 111 and the sixth port 116 of the first valve 11, It is discharged from the sixth flow path 36 to the outside.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the seventh passage 37 passes through the third port 123 and the fourth port 124 of the second valve 12, 9 flows into the flow path 39.
  • the gas flowing into the ninth flow path 39 passes through the fifth port 115 and the sixth port 116 of the first valve 11 and flows into the fifth flow path 35.
  • the gas flowing into the fifth flow path 35 passes through the filter 19.
  • the carrier gas that has passed through the filter 19 passes through the third port 113 and the fourth port 114 of the first valve 11 and then flows into the tenth flow passage 40, where the sample introduction unit 16, the analysis column 17, and the detector 18 are provided. Pass through.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the gas analysis system 1 is in the sample introduction state.
  • the sample introduction preparation state shown in FIG. 2 is switched to the sample introduction state shown in FIG. 3 by the operation of each valve in the flow path switching unit 3.
  • the first port 111 and the second port 112 communicate with each other, the third port 113 and the fourth port 114 communicate with each other, and the fifth port 115 and the sixth port 116. And are in communication with each other.
  • the second valve 12 is in a state where the first port 121 and the sixth port 126 communicate with each other, the second port 122 and the third port 123 communicate with each other, and the fourth port 124 and the fifth port 125 communicate with each other. It has become.
  • This state is the sample introduction state of the gas analysis system 1.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the fourth passage 34 passes through the first port 111 and the second port 112 of the first valve 11, It is discharged from the sixth flow path 36 to the outside.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the seventh passage 37 passes through the third port 123 and the second port 122 of the second valve 12, It flows into the eighth channel 38 and passes through the sample loop 13.
  • the gas (analysis target gas) retained in the sample loop 13 is desorbed and flows through the eighth flow path 38 together with the carrier gas.
  • the gas to be analyzed passes through the fifth port 125 and the fourth port 124 of the second valve 12 together with the carrier gas, and flows into the ninth flow path 39.
  • the gas flowing into the ninth flow path 39 passes through the fifth port 115 and the sixth port 116 of the first valve 11, flows into the fifth flow path 35, and passes through the filter 19.
  • the filter 19 captures the electrolytic solution component (volatilized electrolytic solution component) contained in the gas to be analyzed. Then, the gas to be analyzed after the electrolytic solution component is captured passes through the third port 113 and the fourth port 114 of the first valve 11 and flows into the tenth flow path 40 together with the carrier gas. The gas flowing into the tenth flow path 40 passes through the sample introduction part 16 and the analysis column 17, and is introduced into the detector 18.
  • the analysis target gas generated in the gas analysis cell 7 is guided to the detector 18 by the carrier gas from the carrier gas supply unit 5.
  • the electrolytic solution component contained in the analysis target gas is captured by the filter 19, and the component in the analysis target gas is separated by the analysis column 17. Then, the components in the separated gas to be analyzed are detected by the detector 18.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the gas analysis system 1 is in a standby state.
  • the operation of each valve in the flow path switching unit 3 switches the sample introduction state shown in FIG. 3 to the standby state shown in FIG.
  • the first port 111 and the sixth port 116 communicate with each other, the second port 112 and the third port 113 communicate with each other, and the fourth port 114 and the fifth port 115 communicate with each other. And are in communication with each other.
  • the second valve 12 is in a state where the first port 121 and the sixth port 126 communicate with each other, the second port 122 and the third port 123 communicate with each other, and the fourth port 124 and the fifth port 125 communicate with each other. It has become.
  • This state is the standby state of the gas analysis system 1.
  • the maintenance of the filter 19 is performed when the gas analysis system 1 is in the standby state.
  • the gas flowing from the branch passage 30 into the seventh passage 37 passes through the third port 123 and the second port 122 of the second valve 12, It flows into the eighth flow path 38.
  • the gas flowing into the eighth flow path 38 passes through the sample loop 13.
  • the gas passing through the sample loop 13 passes through the fifth port 125 and the fourth port 124 of the second valve 12, the ninth flow path 39, the fifth port 115 and the fourth port 114 of the first valve 11. , Flows into the tenth flow path 40. Then, the gas flowing into the tenth flow path 40 passes through the sample introduction unit 16, the analysis column 17, and the detector 18.
  • the gas flowing into the fourth flow passage 34 from the branch passage 30 passes through the first port 111 and the sixth port 116 of the first valve 11, It flows into the fifth flow path 35 and passes through the filter 19.
  • the filter 19 is heated by the oven 20, and the gas (maintenance gas) is introduced into the filter 19 to discharge the electrolyte solution component captured by the filter 19. Then, the electrolytic solution component passes through the third port 113 and the second port 112 of the first valve 11 together with the gas (maintenance gas) that passes through the filter 19, and is discharged to the outside from the sixth flow path 36.
  • a part of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 5 is branched into the branch passage 30 and flows into the fourth passage 34 as the maintenance gas to be introduced into the filter 19. To be done. Then, the maintenance gas is introduced into the filter 19 while the filter 19 is heated by the oven 20, whereby the maintenance of the filter 19 (discharging of the electrolytic solution component captured by the filter 19) is performed.
  • switching between the first valve 11 and the second valve 12 allows the filter 19 to communicate with the analysis column 17 (sample introduction preparation state and sample introduction state) and the filter 19 to be the analysis column. It is switched to a state (sampling state and standby state) that is not in communication with 17.
  • the maintenance gas is passed through the filter 19 while heating the filter 19, whereby the electrolytic solution component captured by the filter 19 is discharged. Even when the gas analysis system 1 is in the sampling state, the filter 19 is heated and the maintenance gas passes through the filter 19, so that the electrolytic solution component captured by the filter 19 is discharged.
  • the analysis target gas generated in the gas analysis cell 7 is, for example, an inorganic gas such as H 2 , N 2 , O 2 , or CO, or a lower hydrocarbon such as CH 4 , C 2 H 4 , or C 2 H 6. Is.
  • the electrolytic solution component generated in the bubbling container 6 and the gas analysis cell 7 is, for example, ethylene carbonate, polycarbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate or the like.
  • the switching operation of the first valve 11 and the second valve 12 heats the filter 19 in a state where the filter 19 is switched to a standby state where it is no longer in communication with the analysis column 17, and By passing the maintenance gas through the filter 19, the electrolytic solution component captured by the filter 19 is discharged.
  • the maintenance of the filter 19 can be performed only by switching the flow path by the first valve 11 and the second valve 12, and heating the filter 19 and supplying the maintenance gas to the filter 19. ..
  • the maintenance of the filter 19 can be performed without moving the filter 19.
  • the user's work when maintaining the filter 19 can be simplified. Therefore, the workability of the user when using the gas analysis system 1 can be improved.
  • the gas analysis system 1 includes an oven 20.
  • the oven 20 houses and heats the analysis column 17 and the filter 19.
  • the filter 19 can be heated using the oven 20 (column oven) for heating the analysis column 17. Therefore, in the gas analysis system 1, the filter 19 can be heated using the existing configuration without separately providing a heater or the like. Therefore, it is possible to prevent the gas analysis system 1 from increasing in size.
  • the gas analysis system 1 includes the branch passage 30.
  • the branch passage 30 branches the flow path of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 5, and introduces a part of the carrier gas into the filter 19 as a maintenance gas.
  • the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 5 can be used as the maintenance gas introduced into the filter 19. Therefore, in the gas analysis system 1, the maintenance gas can be introduced into the filter 19 without separately providing a maintenance gas supply unit or the like. As a result, it is possible to prevent the gas analysis system 1 from increasing in size.
  • the inflow direction of the gas passing through the filter 19 in the sample introduction state shown in FIG. 3 is the same as the inflow direction of the gas passing through the filter 19 in the standby state shown in FIG. did.
  • gas may flow into the filter 19 in the opposite direction to the above description. By doing so, the electrolytic solution component captured by the filter 19 can be efficiently discharged.
  • first valve 11 and the second valve 12 are described as being controlled by the control unit.
  • first valve 11 and the second valve 12 may be manually switched.

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Abstract

ガス分析システム１では、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切替動作により、フィルタ１９が分析カラム１７に連通しなくなった待機状態に切り替えられた状態で、フィルタ１９が加熱され、さらに、フィルタ１９にメンテナンス用ガスが通過されることで、フィルタ１９に捕獲された電解液成分が排出される。そのため、第１バルブ１１及び第２バルブ１２により流路を切り替えて、フィルタ１９の加熱、及び、フィルタ１９へのメンテナンス用ガスの供給の動作を行うのみで、フィルタ１９のメンテナンスを行うことができる。また、フィルタ１９を移動させることなく、フィルタ１９のメンテナンスを行うことができる。その結果、フィルタ１９をメンテナンスする際のユーザの作業を簡易化できる。

Description

ガス分析システム及びガス分析システムのフィルタメンテナンス方法
　本発明は、電解液が収容され、当該電解液に浸漬された正極及び負極を有するガス分析用セルを備えるガス分析システム、及び、当該ガス分析システムのフィルタメンテナンス方法に関するものである。
　リチウムイオン電池などの各種電池（二次電池）においては、放電時や充電時に正極及び負極からガスが発生し、そのガスが電極や電解液を劣化させたり、放電や充電の効率を低下させたりする場合がある。そのため、従来より、電池の研究又は開発において、正極と負極との間の電圧の変化と、その変化に伴い正極及び負極から発生するガスの成分や量との関係を分析するガス分析システムが利用されている。
　ガス分析システムには、実際の電池に使用されている材料と同じ材料で形成された正極及び負極を有するガス分析用セルが設けられる。ガス分析用セル内には、正極及び負極が配置されるとともに、電解液が収容されている。ガス分析システムでは、ガス分析用セル内で、放電や充電を行うことによりガスを発生させる。そして、このようにして発生したガスを、ガスクロマトグラフなどの分析装置で分析している（例えば、下記特許文献１参照）。
　このようなガス分析システムにおいて、ガス分析用セル内の電解液が揮発することがある。揮発した電解液の成分が分析装置に入り込むと、分析精度が低下するおそれがある。このような点から、特許文献１に記載のガス分析システムでは、揮発した電界液成分を捕獲するフィルタを設けている。ガス分析用セルで発生した分析対象ガスは、フィルタを通過した後、分析装置に向かう。分析対象ガスに含まれる電解液成分は、分析対象ガスがフィルタを通過する過程で、フィルタで捕獲される。
特開２０１７－９０２２５号公報
　上記した従来のガス分析システムにおいて、一定量の電解液成分がフィルタで捕獲されると、フィルタでの捕獲可能量が少なくなり、電解液成分の捕獲の効率が悪くなってしまう。また、フィルタの耐久性が制限となり希望の充放電条件（溶媒種、時間、温度）で分析できない場合もあり、特に、揮発性の高い電解液溶媒の場合、フィルタの耐久性が低く分析条件の設定可能な範囲が狭くなることがある。
　従来のガス分析システムでは、使用時間が一定時間を超えると、装置からフィルタを取り外し、フィルタから電解液成分を除去する処理を行っていた。具体的には、別途設けた装置にフィルタを設置し、当該装置においてフィルタを加熱することで、捕獲した電解液成分を除去していた。そして、電界液成分を除去したフィルタを、再度ガス分析システムに設置していた。
　従来のガス分析システムでは、このような作業が必要となるため、ユーザの作業が煩雑化するとともに、ガス分析システムの使用時間が長くなってしまうという不具合が生じていた。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザの作業性を向上できるガス分析システム及びガス分析システムのフィルタメンテナンス方法を提供することを目的とする。
（１）本発明に係るガス分析システムは、ガス分析用セルと、フィルタと、分析カラムと、検出器と、キャリアガス供給部と、流路切替機構とを備える。前記ガス分析用セルには、電解液が収容される。前記ガス分析用セルは、電解液に浸漬された正極及び負極を有する。前記フィルタは、前記ガス分析用セル内で発生した分析対象ガスから、揮発した電解液成分を捕獲する。前記分析カラムは、前記フィルタを通過した分析対象ガス中の成分を分離する。前記検出器は、前記分析カラムにより分離された分析対象ガス中の成分を検出する。前記キャリアガス供給部は、分析対象ガスを前記検出器へと導くためのキャリアガスを供給する。前記流路切替機構は、前記フィルタが前記分析カラムに連通する状態又は連通しない状態に流路を切り替える。前記ガス分析システムでは、前記流路切替機構の切り替えにより前記フィルタが前記分析カラムに連通していない状態で、前記フィルタを加熱しながら当該フィルタにメンテナンス用ガスを通過させることによって、当該フィルタに捕獲された電解液成分を排出させる。
　このような構成によれば、ガス分析システムでは、フィルタが分析カラムに連通する状態において、キャリアガス供給部からキャリアガスが供給されることにより、ガス分析用セル内で発生した分析対象ガスが検出器に向かう。このとき、分析対象ガスがフィルタを通過することで、分析対象ガスに含まれる電解液成分がフィルタにより捕獲される。フィルタを通過した分析対象ガス中の成分は、分析カラムにより分離されて、検出器で検出される。
　また、流路切替機構により流路が切り替えられて、フィルタがカラムに連通しなくなった状態で、フィルタが加熱され、さらに、フィルタにメンテナンス用ガスが通過されることで、フィルタに捕獲された電解液成分が排出される。
　そのため、流路切替機構により流路を切り替えて、フィルタの加熱、及び、フィルタへのメンテナンス用ガスの供給の動作を行うのみで、フィルタのメンテナンスを行うことができる。また、フィルタを移動させることなく、フィルタのメンテナンスを行うことができる。
　その結果、フィルタをメンテナンスする際のユーザの作業を簡易化できる。
　よって、ガス分析システムを用いる際のユーザの作業性を向上できる。
（２）また、前記ガス分析システムは、オーブンをさらに備えてもよい。前記オーブンは、前記分析カラム及び前記フィルタを内部に収容して加熱する。
　このような構成によれば、ガス分析システムにおいて、分析カラムを加熱するためのオーブンを用いて、フィルタを加熱できる。すなわち、ガス分析システムにおいて、ヒータ等を別途設けることなく、既存の構成を用いてフィルタを加熱できる。
　そのため、ガス分析システムが大型化することを抑制できる。
（３）また、前記ガス分析システムは、分岐路をさらに備えてもよい。前記分岐路は、前記キャリアガス供給部から供給されるキャリアガスの流路を分岐させて、キャリアガスの一部を前記メンテナンス用ガスとして前記フィルタに導入させる。
　このような構成によれば、キャリアガス供給部から供給されるキャリアガスを、フィルタに導入するメンテナンス用ガスとして用いることができる。
　そのため、ガス分析システムにおいて、メンテナンス用ガスの供給部等を別途設けることなく、フィルタにメンテナンス用ガスを導入できる。
　その結果、ガス分析システムが大型化することを抑制できる。
（４）本発明に係るガス分析システムのフィルタメンテナンス方法は、電解液が収容され、当該電解液に浸漬された正極及び負極を有するガス分析用セルと、前記ガス分析用セル内で発生した分析対象ガスから、揮発した電解液成分を捕獲するフィルタと、前記フィルタを通過した分析対象ガス中の成分を分離する分析カラムと、前記分析カラムにより分離された分析対象ガス中の成分を検出する検出器と、分析対象ガスを前記検出器へと導くためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、前記フィルタが前記分析カラムに連通する状態又は連通しない状態に流路を切り替える流路切替機構とを備えるガス分析システムのフィルタメンテナンス方法である。前記ガス分析システムのフィルタメンテナンス方法では、前記流路切替機構の切り替えにより前記フィルタが前記分析カラムに連通していない状態で、前記フィルタを加熱しながら当該フィルタにメンテナンス用ガスを通過させることによって、当該フィルタに捕獲された電解液成分を排出させる。
（５）また、前記ガス分析システムのフィルタメンテナンス方法では、前記分析カラム及び前記フィルタをオーブンの内部に収容して加熱してもよい。
（６）また、前記ガス分析システムのフィルタメンテナンス方法では、前記キャリアガス供給部から供給されるキャリアガスの流路を分岐させて、キャリアガスの一部を前記メンテナンス用ガスとして前記フィルタに導入させてもよい。
　本発明によれば、流路切替機構により流路を切り替えて、フィルタの加熱、及び、フィルタへのメンテナンス用ガスの供給の動作を行うのみで、フィルタのメンテナンスを行うことができる。また、フィルタを移動させることなく、フィルタのメンテナンスを行うことができる。その結果、フィルタをメンテナンスする際のユーザの作業を簡易化できる。よって、ガス分析システムを用いる際のユーザの作業性を向上できる。
本発明の一実施形態に係るガス分析システムの構成例を示した概略図であって、ガス分析システムがサンプリング状態になっている場合を示している。 図１に示すガス分析システムが試料導入準備状態になっている状態を示した概略図である。 図１に示すガス分析システムが試料導入状態になっている状態を示した概略図である。 図１に示すガス分析システムが待機状態になっている状態を示した概略図である。
１．ガス分析システムの構成
　図１は、本発明の一実施形態に係るガス分析システム１の構成例を示した概略図である。具体的には、図１は、ガス分析システム１がサンプリング状態になっている場合を示した概略図である。
　ガス分析システム１は、試料生成部２と、流路切替部３と、ガス分析部４と、キャリアガス供給部５とを備えている。ガス分析システム１は、試料生成部２のガス分析用セル７（後述する）を用いて連続分析を行うためのものであり、ガス分析用セル７内に捕集されたガスがガス分析部４に導かれる。すなわち、ガス分析システム１では、ガス分析用セル７内のガスが、ガス分析部４による分析対象となる。
　試料生成部２は、ガス分析システム１で分析を行う試料を生成するためのものである。試料生成部２は、バブリング容器６と、ガス分析用セル７と、オーブン８と、フローコントローラ９とを備えている。
　バブリング容器６には、電解液が収容されている。バブリング容器６内の電界液は、ガス分析用セル７に収容される電界液と同じものである。後述するように、バブリング容器６内にガスが導入されると、バブリング容器６内の電解液中に気泡が発生し、バブリング容器６内の電解液が揮発する。
　ガス分析用セル７は、二次電池の一例であるリチウムイオン電池から発生するガスを分析するためのものである。このガス分析用セル７では、内部にリチウムイオン電池と同様の構造が再現されることにより、リチウムイオン電池と同様のガスを発生させ、そのガスをガス分析部４で分析することができる。
　ガス分析用セル７は、内部に正極、負極及びセパレータなどが設けられている。正極は、例えば、リチウム合金により形成されている。負極は、例えば、炭素により形成されている。セパレータは、例えば、ポリプロピレンにより形成された多孔質で薄いフィルムである。
　ガス分析用セル７内には、例えば、有機溶媒からなる電解液が収容（充填）されており、この電解液内に正極、負極及びセパレータが浸漬されている。このガス分析用セル７内の電解液は、バブリング容器６内の電解液と同じものである。
　オーブン８は、バブリング容器６及びガス分析用セル７を収容している。オーブン８は、バブリング容器６及びガス分析用セル７を加熱している。
　フローコントローラ９は、オーブン８内を通過するガスの流量を調整する。
　流路切替部３は、ガス分析システム１における流路を切り替えるためのものである。流路切替部３は、第１バルブ１１と、第２バルブ１２と、サンプルループ１３と、オーブン１４と、フローコントローラ１５とを備えている。
　第１バルブ１１は、６つのポート１１１～１１６（第１ポート１１１～第６ポート１１６）を備える六方バルブである。
　第２バルブ１２は、６つのポート１２１～１２６（第１ポート１２１～第６ポート１２６）を備える六方バルブである。第１バルブ１１及び第２バルブ１２が、流路切替機構の一例を構成している。また、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切替動作は、図示しない制御部により行われる。
　サンプルループ１３は、試料生成部２で発生したガスを保持するためのものである。
　オーブン１４は、第１バルブ１１、第２バルブ１２及びサンプルループ１３を収容している。オーブン１４は、第１バルブ１１、第２バルブ１２及びサンプルループ１３を加熱している。
　フローコントローラ１５は、オーブン１４内を通過するガスの流量を調整する。
　ガス分析部４は、試料生成部２で発生したガスを分析するためのものである。ガス分析部４は、試料導入部１６と、分析カラム１７と、検出器１８と、フィルタ１９と、オーブン２０と、フローコントローラ２１とを備えている。
　試料導入部１６は、分析カラム１７内にキャリアガス及びガスを導入するためのものである。
　分析カラム１７は、例えば、キャピラリカラムからなる。
　検出器１８は、例えば、バリア放電イオン化検出器（ＢＩＤ）又はパルス放電イオン化検出器（ＰＤＤ）である。ただし、検出器１８は、これらに限られるものではなく、例えば、熱伝導度型検出器（ＴＣＤ）又は水素炎イオン化型検出器（ＦＩＤ）などの他の検出器であってもよい。
　フィルタ１９は、例えば、充填剤が充填されたパックドカラムにより構成される。充填剤としては、例えば、１－エチル－２－ビニルベンゼン及びジビニルベンゼンを共重合した多孔性ポリマーからなるポーラスポリマービーズを用いることができる。
　オーブン２０は、試料導入部１６、分析カラム１７、検出器１８及びフィルタ１９を収容している。オーブン２０は、試料導入部１６、分析カラム１７、検出器１８及びフィルタ１９を加熱するためのオーブン（カラムオーブン）である。ガス分析システム１の動作中において、オーブン２０内は、例えば、２５０～２６０℃に保たれる。オーブン２０内は、オーブン連結部２２を介して、流路切替部３のオーブン１４内と連通している。
　フローコントローラ２１は、オーブン２０内を通過するガスの流量を調整する。
　キャリアガス供給部５は、ガス分析システム１において、キャリアガスを供給するためのものである。キャリアガス供給部５から供給されるガスは、例えば、窒素ガス（Ｎ２）、ヘリウムガス（Ｈｅ）や水素ガス（Ｈ２）などである。
　ガス分析システム１には、流路として、第１流路３１～第１０流路４０が設けられている。第１流路３１の一端は、キャリアガス供給部５に接続されている。第１流路３１の他端は、分岐路３０で３つの流路に分岐している。
　第２流路３２の一端は、分岐路３０で第１流路３１に連続している。第２流路３２の他端は、第２バルブ１２の第１ポート１２１に連続している。第２流路３２には、バブリング容器６、ガス分析用セル７及びフローコントローラ９が介在している。
　第３流路３３の一端は、第２バルブ１２の第６ポート１２６に接続されている。第３流路３３の他端は、外部空間に連通している。第３流路３３は、ガスを外部に排出するための排出流路を形成している。
　第４流路３４の一端は、分岐路３０で第１流路３１に連続している。第４流路３４の他端は、第１バルブ１１の第１ポート１１１に連続している。第４流路３４には、フローコントローラ１５が介在している。
　第５流路３５の一端は、第１バルブ１１の第６ポート１１６に接続されている。第５流路３５の他端は、第１バルブ１１の第３ポート１１３に接続されている。第５流路３５の途中部は、オーブン連結部２２を介してガス分析部４のオーブン２０内に入り込んでいる。第５流路３５の途中部（オーブン２０内に入り込んだ部分）には、フィルタ１９が介在している。
　第６流路３６の一端は、第１バルブ１１の第２ポート１１２に接続されている。第６流路３６の他端は、外部空間に連通している。第６流路３６は、ガスを外部に排出するための排出流路を形成している。
　第７流路３７の一端は、分岐路３０で第１流路３１に連続している。第７流路３７の他端は、第２バルブ１２の第３ポート１２３に連続している。第７流路３７には、フローコントローラ２１が介在している。
　第８流路３８の一端は、第２バルブ１２の第２ポート１２２に連続している。第８流路３８の他端は、第２バルブ１２の第５ポート１２５に連続している。第８流路３８には、サンプルループ１３が介在している。
　第９流路３９の一端は、第１バルブ１１の第５ポート１１５に連続している。第９流路３９の他端は、第２バルブ１２の第４ポート１２４に連続している。
　第１０流路４０の一端は、第１バルブ１１の第４ポート１１４に連続している。第１０流路４０の他端は、検出器１８に連続している。第１０流路４０の途中部には、試料導入部１６及び分析カラム１７が介在している。
　ガス分析システム１では、後述するように、流路切替部３の第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切替動作により、流路が種々に切り替えられる。この切替動作により、ガス分析システム１が、サンプリング状態、試料導入準備状態、試料導入状態及び待機状態の各状態に切り替えられる。
２．ガス分析システムにおける動作
（１）サンプリング状態
　図１に示す状態では、第１バルブ１１は、第１ポート１１１と第６ポート１１６とが連通し、第２ポート１１２と第３ポート１１３とが連通し、第４ポート１１４と第５ポート１１５とが連通する状態になっている。また、第２バルブ１２は、第１ポート１２１と第２ポート１２２とが連通し、第３ポート１２３と第４ポート１２４とが連通し、第５ポート１２５と第６ポート１２６とが連通する状態になっている。この状態が、ガス分析システム１のサンプリング状態である。
　この状態で、キャリアガス供給部５からキャリアガスが供給される。キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第２流路３２に流入するガスは、バブリング容器６に流入する。バブリング容器６にガスが流入すると、バブリング容器６内の電解液中に気泡が発生し、バブリング容器６内の電解液が揮発する。そして、バブリング容器６内で揮発した電解液成分は、キャリアガスとともにガス分析用セル７に流入する。これにより、ガス分析用セル７内の電解液の蒸発が抑制される。第２流路３２を通過するガスの流量は、フローコントローラ９により調整される。
　また、ガス分析用セル７内にキャリアガスが流入すると、ガス分析用セル７内で発生したガス（分析対象ガス）がキャリアガスとともにガス分析用セル７から排出されて第２バルブ１２の第１ポート１２１に流入する。そして、第２バルブ１２の第１ポート１２１を通過したキャリアガスは、第２バルブ１２の第２ポート１２２を通過し、第８流路３８に流入する。第８流路３８に流入したガスは、サンプルループ１３、第２バルブ１２の第５ポート１２５及び第６ポート１２６を通過して第３流路３３から外部に排出される。このとき、キャリアガスがサンプルループ１３を通過する過程で、ガス分析用セル７で発生したガスがサンプルループ１３で保持される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第４流路３４に流入するガスは、第１バルブ１１の第１ポート１１１及び第６ポート１１６を通過した後、第５流路３５に流入する。第５流路３５に流入したガスは、フィルタ１９を通過し、その後、第１バルブ１１の第３ポート１１３及び第２ポート１１２を通過して、第６流路３６から外部に排出される。第４流路３４を通過するガスの流量は、フローコントローラ１５により調整される。キャリアガス供給部５から供給されたキャリアガスのうち、分岐路３０から第４流路３４に流入するガスが、メンテナンス用ガスである。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第７流路３７に流入するガスは、第２バルブ１２の第３ポート１２３及び第４ポート１２４を通過した後、第９流路３９に流入する。第９流路３９に流入したガスは、第１バルブ１１の第５ポート１１５及び第４ポート１１４を通過した後、第１０流路４０に流入し、試料導入部１６、分析カラム１７及び検出器１８を通過する。第７流路３７を通過するガスの流量は、フローコントローラ２１により調整される。
　このようにして、ガス分析システム１がサンプリング状態のときには、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスにより、ガス分析用セル７で発生するガス（分析対象ガス）がサンプルループ１３に保持される。
（２）試料導入準備状態
　図２は、ガス分析システム１が試料導入準備状態になっている状態を示した概略図である。ガス分析システム１では、流路切替部３における各バルブの動作により、図１に示す待機状態から、図２に示す試料導入準備状態に切り替えられる。
　図２に示す状態では、第１バルブ１１は、第１ポート１１１と第２ポート１１２とが連通し、第３ポート１１３と第４ポート１１４とが連通し、第５ポート１１５と第６ポート１１６とが連通する状態になっている。また、第２バルブ１２は、第１ポート１２１と第２ポート１２２とが連通し、第３ポート１２３と第４ポート１２４とが連通し、第５ポート１２５と第６ポート１２６とが連通する状態になっている。この状態が、ガス分析システム１の試料導入準備状態である。
　この状態で、キャリアガス供給部５からキャリアガスが供給される。キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第２流路３２に流入するガスは、上記した待機状態の際と同様の流路を通過する。すなわち、第２流路３２に流入するキャリアガスは、バブリング容器６、ガス分析用セル７、第２バルブ１２の第１ポート１２１及び第２ポート１２２を通過して第８流路３８に流入する。第８流路３８に流入したガスは、サンプルループ１３、第２バルブ１２の第５ポート１２５及び第６ポート１２６を通過して第３流路３３から外部に排出される。このとき、サンプルループ１３には、待機状態の際と同様に、ガス分析用セル７で発生するガスがサンプルループ１３に保持される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第４流路３４に流入するガスは、第１バルブ１１の第１ポート１１１及び第６ポート１１６を通過した後、第６流路３６から外部に排出される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第７流路３７に流入するガスは、第２バルブ１２の第３ポート１２３及び第４ポート１２４を通過し、第９流路３９に流入する。第９流路３９に流入したガスは、第１バルブ１１の第５ポート１１５及び第６ポート１１６を通過して、第５流路３５に流入する。第５流路３５に流入したガスは、フィルタ１９を通過する。フィルタ１９を通過したキャリアガスは、第１バルブ１１の第３ポート１１３及び第４ポート１１４を通過した後、第１０流路４０に流入して、試料導入部１６、分析カラム１７及び検出器１８を通過する。
（３）試料導入状態
　図３は、ガス分析システム１が試料導入状態になっている状態を示した概略図である。ガス分析システム１では、流路切替部３における各バルブの動作により、図２に示す試料導入準備状態から、図３に示す試料導入状態に切り替えられる。
　図３に示す状態では、第１バルブ１１は、第１ポート１１１と第２ポート１１２とが連通し、第３ポート１１３と第４ポート１１４とが連通し、第５ポート１１５と第６ポート１１６とが連通する状態になっている。また、第２バルブ１２は、第１ポート１２１と第６ポート１２６とが連通し、第２ポート１２２と第３ポート１２３とが連通し、第４ポート１２４と第５ポート１２５とが連通する状態になっている。この状態が、ガス分析システム１の試料導入状態である。
　この状態で、キャリアガス供給部５からキャリアガスが供給されると、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第２流路３２に流入するガスは、バブリング容器６、ガス分析用セル７を通過した後、第２バルブ１２の第１ポート１２１及び第６ポート１２６を通過して、第７流路３７から外部に排出される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第４流路３４に流入するガスは、第１バルブ１１の第１ポート１１１及び第２ポート１１２を通過した後、第６流路３６から外部に排出される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第７流路３７に流入するガスは、第２バルブ１２の第３ポート１２３及び第２ポート１２２を通過した後、第８流路３８に流入して、サンプルループ１３を通過する。この際、サンプルループ１３で保持するガス（分析対象ガス）が脱離し、キャリアガスとともに第８流路３８を流れる。そして、分析対象ガスは、キャリアガスとともに第２バルブ１２の第５ポート１２５及び第４ポート１２４を通過して、第９流路３９に流入する。第９流路３９に流入したガスは、第１バルブ１１の第５ポート１１５及び第６ポート１１６を通過して、第５流路３５に流入し、フィルタ１９を通過する。このとき、フィルタ１９により、分析対象ガスに含まれる電解液成分（揮発した電界液成分）が捕獲される。そして、電解液成分が捕獲された後の分析対象ガスが、キャリアガスとともに、第１バルブ１１の第３ポート１１３及び第４ポート１１４を通過して、第１０流路４０に流入する。第１０流路４０に流入したガスは、試料導入部１６及び分析カラム１７を通過して、検出器１８に導入される。
　このように、ガス分析用セル７で発生した分析対象ガスは、キャリアガス供給部５からのキャリアガスにより、検出器１８に導かれる。このとき、分析対象ガスに含まれる電解液成分がフィルタ１９で捕獲され、分析対象ガス中の成分が分析カラム１７で分離する。そして、分離した分析対象ガス中の成分は、検出器１８で検出される。
（４）待機状態
　図４は、ガス分析システム１が待機状態になっている状態を示した概略図である。ガス分析システム１では、流路切替部３における各バルブの動作により、図３に示す試料導入状態から、図４に示す待機状態に切り替えられる。
　図４に示す状態では、第１バルブ１１は、第１ポート１１１と第６ポート１１６とが連通し、第２ポート１１２と第３ポート１１３とが連通し、第４ポート１１４と第５ポート１１５とが連通する状態になっている。また、第２バルブ１２は、第１ポート１２１と第６ポート１２６とが連通し、第２ポート１２２と第３ポート１２３とが連通し、第４ポート１２４と第５ポート１２５とが連通する状態になっている。この状態が、ガス分析システム１の待機状態である。ガス分析システム１が待機状態のときに、フィルタ１９のメンテナンスが行われる。
　この状態で、キャリアガス供給部５からキャリアガスが供給されると、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第２流路３２に流入するガスは、バブリング容器６、ガス分析用セル７を通過した後、第２バルブ１２の第１ポート１２１及び第６ポート１２６を通過して、第７流路３７から外部に排出される。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第７流路３７に流入するガスは、第２バルブ１２の第３ポート１２３及び第２ポート１２２を通過した後、第８流路３８に流入する。第８流路３８に流入したガスは、サンプルループ１３を通過する。さらに、サンプルループ１３を通過したガスは、第２バルブ１２の第５ポート１２５及び第４ポート１２４、第９流路３９、第１バルブ１１の第５ポート１１５及び第４ポート１１４を通過して、第１０流路４０に流入する。そして、第１０流路４０に流入したガスは、試料導入部１６、分析カラム１７及び検出器１８を通過する。
　また、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスのうち、分岐路３０から第４流路３４に流入するガスは、第１バルブ１１の第１ポート１１１及び第６ポート１１６を通過した後、第５流路３５に流入して、フィルタ１９を通過する。
　このとき、フィルタ１９は、オーブン２０により加熱されており、さらに、フィルタ１９にガス（メンテナンス用ガス）が導入されることで、フィルタ１９に捕獲された電解液成分が排出される。そして、その電解液成分は、フィルタ１９を通過するガス（メンテナンス用ガス）とともに、第１バルブ１１の第３ポート１１３及び第２ポート１１２を通過して、第６流路３６から外部に排出される。
　このように、ガス分析システム１では、キャリアガス供給部５から供給されたキャリアガスの一部は、分岐路３０で分岐され、メンテナンス用ガスとして第４流路３４に流入してフィルタ１９に導入される。そして、フィルタ１９がオーブン２０により加熱される状態で、メンテナンス用ガスがフィルタ１９に導入することで、フィルタ１９のメンテナンス（フィルタ１９に捕獲された電解液成分の排出）が行われる。
　このように、ガス分析システム１では、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切り替えにより、フィルタ１９が分析カラム１７に連通する状態（試料導入準備状態及び試料導入状態）と、フィルタ１９が分析カラム１７に連通しない状態（サンプリング状態及び待機状態）に切り替えられる。
　そして、ガス分析システム１が待機状態となった状態で、フィルタ１９を加熱しながらフィルタ１９にメンテナンス用ガスを通過させることによって、フィルタ１９に捕獲された電解液成分が排出される。なお、ガス分析システム１がサンプリング状態のときも、フィルタ１９が加熱され、かつ、フィルタ１９をメンテナンス用ガスが通過するため、フィルタ１９に捕獲された電解液成分が排出される。
　なお、ガス分析用セル７で発生する分析対象ガスは、例えば、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯなどの無機ガスや、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ６などの低級炭化水素である。また、バブリング容器６及びガス分析用セル７で生じる電解液成分は、例えば、エチレンカーボネート、ポリカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどである。
３．作用効果
（１）本実施形態によれば、ガス分析システム１では、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切替動作により、図３に示すように、フィルタ１９が分析カラム１７に連通する試料導入状態に切り替えられた状態で、キャリアガス供給部５からキャリアガスが供給されることにより、サンプルループ１３で保持される分析対象ガスが検出器１８に向かう。このとき、分析対象ガスがフィルタ１９を通過することで、分析対象ガスに含まれる電解液成分がフィルタ１９により捕獲される。フィルタ１９を通過した分析対象ガス中の成分は、分析カラム１７により分離されて、検出器１８で検出される。
　また、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の切替動作により、図４に示すように、フィルタ１９が分析カラム１７に連通しなくなった待機状態に切り替えられた状態で、フィルタ１９が加熱され、さらに、フィルタ１９にメンテナンス用ガスが通過されることで、フィルタ１９に捕獲された電解液成分が排出される。
　そのため、第１バルブ１１及び第２バルブ１２により流路を切り替えて、フィルタ１９の加熱、及び、フィルタ１９へのメンテナンス用ガスの供給の動作を行うのみで、フィルタ１９のメンテナンスを行うことができる。また、フィルタ１９を移動させることなく、フィルタ１９のメンテナンスを行うことができる。
　その結果、フィルタ１９をメンテナンスする際のユーザの作業を簡易化できる。
　よって、ガス分析システム１を用いる際のユーザの作業性を向上できる。
（２）また、本実施形態によれば、図１～図４に示すように、ガス分析システム１は、オーブン２０を備えている。オーブン２０は、分析カラム１７及びフィルタ１９を収容して加熱する。
　すなわち、ガス分析システム１では、分析カラム１７を加熱するためのオーブン２０（カラムオーブン）を用いて、フィルタ１９を加熱できる。よって、ガス分析システム１において、ヒータ等を別途設けることなく、既存の構成を用いてフィルタ１９を加熱できる。
　そのため、ガス分析システム１が大型化することを抑制できる。
（３）また、本実施形態によれば、図１～図４に示すように、ガス分析システム１は、分岐路３０を備えている。分岐路３０は、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスの流路を分岐させて、キャリアガスの一部をメンテナンス用ガスとしてフィルタ１９に導入させる。
　すなわち、ガス分析システム１では、キャリアガス供給部５から供給されるキャリアガスを、フィルタ１９に導入するメンテナンス用ガスとして用いることができる。
　そのため、ガス分析システム１において、メンテナンス用ガスの供給部等を別途設けることなく、フィルタ１９にメンテナンス用ガスを導入できる。
　その結果、ガス分析システム１が大型化することを抑制できる。
４．変形例
　以上の実施形態では、図３に示す試料導入状態においてフィルタ１９を通過するガスの流入方向は、図４に示す待機状態においてフィルタ１９を通過するガスの流入方向と同一方向であるとして説明した。しかし、待機状態において、フィルタ１９に対して上記の説明と逆方向にガスが流入されてもよい。このようにすれば、フィルタ１９で捕獲した電解液成分を効率よく排出することができる。
　また、以上の実施形態では、第１バルブ１１及び第２バルブ１２の動作は、制御部の制御により行われるとして説明した。しかし、第１バルブ１１及び第２バルブ１２は、手動により切り替えられてもよい。
　　　１　　　　ガス分析システム
　　　３　　　　流路切替部
　　　５　　　　キャリアガス供給部
　　　７　　　　ガス分析用セル
　　　１１　　　第１バルブ
　　　１２　　　第２バルブ
　　　１７　　　分析カラム
　　　１８　　　検出器
　　　１９　　　フィルタ
　　　２０　　　オーブン
　　　３０　　　分岐路

Claims (6)

  1. 　電解液が収容され、当該電解液に浸漬された正極及び負極を有するガス分析用セルと、
    　前記ガス分析用セル内で発生した分析対象ガスから、揮発した電解液成分を捕獲するフィルタと、
    　前記フィルタを通過した分析対象ガス中の成分を分離する分析カラムと、
    　前記分析カラムにより分離された分析対象ガス中の成分を検出する検出器と、
    　分析対象ガスを前記検出器へと導くためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
    　前記フィルタが前記分析カラムに連通する状態又は連通しない状態に流路を切り替える流路切替機構とを備え、
    　前記流路切替機構の切り替えにより前記フィルタが前記分析カラムに連通していない状態で、前記フィルタを加熱しながら当該フィルタにメンテナンス用ガスを通過させることによって、当該フィルタに捕獲された電解液成分を排出させることを特徴とするガス分析システム。
  2. 　前記分析カラム及び前記フィルタを内部に収容して加熱するオーブンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガス分析システム。
  3. 　前記キャリアガス供給部から供給されるキャリアガスの流路を分岐させて、キャリアガスの一部を前記メンテナンス用ガスとして前記フィルタに導入させる分岐路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のガス分析システム。
  4. 　電解液が収容され、当該電解液に浸漬された正極及び負極を有するガス分析用セルと、
    　前記ガス分析用セル内で発生した分析対象ガスから、揮発した電解液成分を捕獲するフィルタと、
    　前記フィルタを通過した分析対象ガス中の成分を分離する分析カラムと、
    　前記分析カラムにより分離された分析対象ガス中の成分を検出する検出器と、
    　分析対象ガスを前記検出器へと導くためのキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
    　前記フィルタが前記分析カラムに連通する状態又は連通しない状態に流路を切り替える流路切替機構とを備えるガス分析システムのフィルタメンテナンス方法であって、
    　前記流路切替機構の切り替えにより前記フィルタが前記分析カラムに連通していない状態で、前記フィルタを加熱しながら当該フィルタにメンテナンス用ガスを通過させることによって、当該フィルタに捕獲された電解液成分を排出させることを特徴とするガス分析システムのフィルタメンテナンス方法。
  5. 　前記分析カラム及び前記フィルタをオーブンの内部に収容して加熱することを特徴とする請求項４に記載のガス分析システムのフィルタメンテナンス方法。
  6. 　前記キャリアガス供給部から供給されるキャリアガスの流路を分岐させて、キャリアガスの一部を前記メンテナンス用ガスとして前記フィルタに導入させることを特徴とする請求項４に記載のガス分析システムのフィルタメンテナンス方法。
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