[发明专利]除去电解液中的氟化氢的精制器

说明书

技术领域

本发明涉及在用于锂离子二次电池的非水电解液的制造工序以及锂离子二次电池的制造工序中使用的精制装置（也可称为提纯装置、净化装置），更详细而言，涉及通过使锂离子二次电池用的含氟化氢非水电解液从中通过而除去氟化氢、进而除去水分的精制装置。

本申请基于2009年12月17日在日本提交的日本申请特愿2009-286334号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

锂离子二次电池采取下述结构：使涂布于铝箔的正极材料和涂布于铜箔的负极材料两者以不引起电接触的方式隔着绝缘性的多孔性聚乙烯膜等而对置，利用在碳酸酯等非水溶剂中溶解了电解质及添加剂所得到的电解液填满内部的空隙。作为该锂离子二次电池中使用的电解质，多使用在传导性、电位窗、与金属的相互作用等方面具有良好特性的氟化物系电解质。但是，这些氟化物具有由于水解使氟化氢游离的性质而产生下述问题：生成的氟化氢会引起电极材料的溶解和集电体的腐蚀等，导致电池性能降低。

为了解决上述问题，以往采取通过防止制造过程中混入水分而由此抑制氟化物系电解质水解的方法。但是，以往的方法难以完全防止制造过程中混入水分，从而无法完全抑制在电解液中产生氟化氢。另外，不仅在电解液制造时，有时在电解液的输送或电池制造工序中也会混入水分。为了减少水分混入，必须在干燥室那样的湿度被控制得较低的场所进行制造作业，这导致了生产成本的增加。

另外，为了防止水解产生的氟化氢对非水电解液造成不良影响，以往提出了使电解液和/或电极材料中含有吸附氟化氢的化合物的方案。其中，作为优异的氟化氢除去物质，提出了作为层状物质（插层物质）而为人所知的合成水滑石类(专利文献1)以及进行有机化而得到的合成水滑石类(专利文献2)。这些水滑石化合物形成层叠结构，具有在层间吸附并固定氟化氢分子或根据情况还吸附并固定水分子的作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-73999号公报

专利文献2：日本特开2008-262859号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

如上所述，以往的锂离子二次电池无法充分抑制在制造工序中水分混入到非水电解液中，因此在电解液中混入了吸附氟化氢的物质。另外，当在电极材料中混入吸附氟化氢的物质时，每单位重量的电极活性物质量会减少相当于其混入量的量，因此锂离子二次电池的初期放电容量受到了限制0。

本发明的目的在于通过充分减少制造工序中电解液中的水分和氟化氢来提高装入锂离子二次电池内的电解质的性能，而且在不向电池内添加会对放电容量等性质造成影响的氟化氢吸附物质的情况下改善锂二次电池的寿命特性。

用于解决技术问题的手段

(1)本发明供给一种精制装置，其从上游至下游依次连接有：收纳有合成水滑石类的氟化氢除去用精制器（也可称为提纯器、净化器）、以及收纳有水分吸附材料的水分除去用精制器。

在下游侧使用水分除去用精制器是为了除去在由合成水滑石产生的碳酸根离子与氟化氢发生交换反应时等所产生的水分。

(2)本发明还供给一种精制装置，其是在上述(1)的精制装置中在上述氟化氢除去用精制器的上游侧连接有收纳有水分吸附材料的前置水分除去用精制器。

在上游侧使用前置水分除去用精制器是为了防止当电解液含有较多水分时电解液中的溶剂被水解，当电解液中的水分较少时无需使用。

上述(1)、(2)的精制装置可以将各个精制器用管路连接，而作为代替，也可以将1个壳体进行划分并在其中依次收纳上述各吸附材料来构成多个精制器形成一体的精制装置。

作为合成水滑石类，使用碳酸型水滑石类、或者将碳酸型水滑石在500以上煅烧而进行了脱碳酸所得到的煅烧型水滑石。当使用此类型的合成水滑石使电解液中的氟化氢的初期浓度为30ppmw(parts per million weight，按质量计的百万分之一)时，每1g碳酸型水滑石类可将氟化氢的浓度减少至5ppmw、优选至1ppmw、更优选至0.5ppmw以下，从而可制备锂二次电池所需的电解液(由锂化合物电解质和溶剂形成)。另外，通过并用水分除去精制器还可将水分(水)减少至10ppmw以下。

发明的效果

本发明可以除去很难仅靠水分控制而减少的电解液中的氟化氢。另外，还可以在制造工序的最终阶段除去氟化氢，从而可在减轻水分控制的负担的同时削减制造成本。