(57)【要約】【課題】劣化した電池を細かく分解することなく再生できる流体電解質を含む電池の再生方法及び再生装置を提供すること。【解決手段】電池のパッケージハウジングを取り除き、該電池のコア構造を露出させる工程と、コア構造を固体電解質界面膜の除去に適した機能性電解液に浸漬して、活物質と電解液の間に形成された固体電解質界面を除去する工程と、コア構造を機能性電解液に浸漬している間に機能性電解液の特性パラメータを測定し、該特性パラメータが、機能性電解液の濃度と導電率を含む工程と、測定して得られた特性パラメータに基づき、機能性電解液の成分を調整し、該機能性電解液の特性パラメータが正常な該電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の成分調整を停止する工程と、コア構造を再度パッケージし、再生した電池とする工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体電解質を含む電池の再生方法であって、
電池のパッケージハウジングを取り除き、該電池のコア構造を露出させる工程と、
該コア構造を固体電解質界面膜の除去に適した機能性電解液に浸漬し、該機能性電解液を利用して活物質と電解液の間に形成された固体電解質界面を除去する工程と、
該コア構造を該機能性電解液に浸漬している間に該機能性電解液の特性パラメータを測定し、該特性パラメータが、機能性電解液の濃度と導電率を含む工程と、
測定して得られた特性パラメータに基づき、該機能性電解液の成分を調整し、該機能性電解液の特性パラメータが正常な該電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、該機能性電解液の成分調整を停止する工程と、
該コア構造を再度パッケージし、再生した電池とする工程と、
を含むことを特徴とする、流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項２】
前記コア構造が、陰極、セパレーター、陽極、電極構造を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項３】
前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する工程が、該機能性電解液の流動を保持する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項４】
前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する工程が、該コア構造に０Ｖ〜５Ｖの電圧を印加して、該固体電解質界面膜の除去に用いる工程を含むことを特徴とする、請求項１または３に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項５】
前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する間に該コア構造の容量を測定し、容量が正常範囲の容量に達したとき、該機能性電解液の成分調整を停止する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項６】
測定で得られた特性パラメータに基づき、該機能性電解液の成分を調整する工程が、該機能性電解液中に該機能性電解液のイオン濃度を調整するために用いる他の機能性電解液及び（または）該機能性電解液に適した溶剤を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項７】
前記機能性電解液の濃度がリチウムイオン濃度を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項８】
前記機能性電解液の成分調整を停止した後、該機能性電解液を回収して保存し、次回の再生プロセスでの使用に供する工程を含むことを特徴とする、請求項１または５に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項９】
前記機能性電解液の成分調整を停止した後、該コア構造が浸漬された該機能性電解液の特性パラメータを再度測定する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の流体電解質を含む電池の再生方法に使用する再生装置であって、容器と、センサーユニットと、複数の機能性電解液保存槽と、少なくとも１つのポンプ及びコントローラを含み、前記容器がパッケージハウジング除去済みの電池のコア構造を収容するために用いられ、前記機能性電解液保存槽にそれぞれ異なる機能性電解液が保存され、前記ポンプが管路を介して前記容器と機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが前記センサーユニットとポンプに電気的に接続され、前記コントローラが前記ポンプを制御して異なる機能性電解液のうち固体電解質界面膜の除去に適した機能性電解液を容器に注入させて、前記コア構造を該機能性電解液中に浸漬させ、前記センサーユニットが複数のセンサーを含み、前記コア構造が機能性電解液に浸漬されている時、該センサーが前記容器中の機能性電解液の特性パラメータを測定し、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき前記ポンプを制御して、前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を前記容器に注入させ、該容器中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の注入を停止させることを特徴とする、流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１１】
前記機能性電解液が、イオン濃度が異なる数種類の機能性電解液と、該機能性電解液に適した溶剤を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１２】
前記容器が入口と出口を備え、前記ポンプが管路を介して該容器の入口と機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが該ポンプを制御して機能性電解液を入口から前記容器に注入させ、前記センサーユニットが管路を介して前記容器の出口に連接され、前記容器の出口から流出する機能性電解液の特性パラメータを測定するために用いられ、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき、前記ポンプを制御して前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を入口から前記容器に注入させることを特徴とする、請求項１０に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１３】
前記容器が入口と出口を備え、前記ポンプが多流路制御弁と管路を介して該容器の入口と前記機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが前記ポンプと多流路制御弁を制御して機能性電解液を入口から前記容器に注入させ、前記センサーユニットが管路を介して前記容器の出口に連接され、該容器の出口から流出する機能性電解液の特性パラメータを測定するために用いられ、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき、前記ポンプと多流路制御弁を制御して前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を入口から前記容器に注入させることを特徴とする、請求項１０に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１４】
前記容器の出口が管路を介して前記多流路制御弁に連接され、前記容器中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、前記コントローラが前記多流路制御弁を制御して前記容器の出口から排出された機能性電解液を前記機能性電解液保存槽のうちの１つに戻し、保存させることを特徴とする、請求項１３に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１５】
パッケージハウジング除去済みの電池の前記コア構造に電気的に接続された電力出力回路を含み、パッケージハウジング除去済みの電池の前記コア構造に該電力出力回路が電圧を印加し、該電圧範囲が０Ｖ〜５Ｖの間であることを特徴とする、請求項１０に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【請求項１６】
パッケージハウジング除去済みの電池のコア構造に電気的に接続された容量測定回路を含み、該容量測定回路がパッケージハウジング除去済みの電池のコア構造の容量を測定するために用いられ、該容量が正常な範囲の容量に達したとき、機能性電解液の注入が停止されることを特徴とする、請求項１０に記載の流体電解質を含む電池の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学式蓄電部材の再生方法及び再生装置に関し、特に、リチウム、アルミニウム、硫黄電池等の流体電解質を含む電池の再生方法及び再生装置に関する
【背景技術】
【０００２】
リチウム電池、リチウムイオン電池、及び高性能リチウムイオンキャパシタは電気化学式蓄電の主流であり、リチウム電池の製造コストが年々低下してバッテリー産業の速やかな発展が促され、さまざまな応用分野で経済的な優位性を備えている。
リチウムイオン電池をコアとする蓄電システムは電動自動車の重要動力システムである。電動自動車が世界的に広く普及するにつれ、蓄電システムの回収は急ぎ解決が必要な問題となっている。
【０００３】
残念ながら、これら古い廃棄リチウム電池を回収する方法は非常に少なく、よく見受けられる方法には、機械処理（ｍａｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）、乾式製錬法（ｐｙｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、略称ＰＰ）、湿式製錬法（ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、略称ＨＰ）などがある。
機械処理は基本的に物理方式を採用して粉砕、収集、分類の手順で古い廃棄リチウム電池の材料を回収するもので、磁選、エアバリスティック分離、篩分が含まれる。
乾式製錬法は高温を使用して材料を回収するもので、熱融解、製錬、蒸留、精錬を含む。但し、リチウムと有機化合物はこのような方法を使用して回収することはできない。
湿式製錬法は通常、機械処理を行い、粉砕した後の材料に酸またはアルカリを使用して溶液中で浸出させ、精製して抽出する。既知の古い廃棄リチウム電池の回収技術について、以下で簡単に説明する。
【０００４】
すでに公開されている特許文献１は、正極活物質と硫化物固体電解質材料を分離し、かつ、正極活物質と硫化物固体電解質材料に含まれるリチウムを回収できる電池部材の処理方法を提供している。
この処理方法は、上記電池部材および処理液を接触させることにより、硫化水素を発生させるとともに、上記硫化物固体電解質材料に含まれるリチウムを上記処理液に溶解させる接触工程と、上記リチウムが溶解した処理液から、不溶成分である上記正極活物質を回収する正極活物質回収工程と、上記不溶成分である正極活物質を回収した処理液から、リチウム化合物を回収するリチウム化合物回収工程と、を有することを特徴とする。
【０００５】
また、特許文献２は、廃棄リチウムイオン電池からの陰極材料を有用な元素であるＣｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｎ（マンガン）、Ｌｉ（リチウム）、Ｆｅ（鉄）を抽出するための溶液中に溶解させ、新しい電池に用いる活性陰極材料を生産するリチウムイオン電池の回収に用いる方法と設備を提供している。
特許文献３は、湿式粉砕した金属ケース入りアルカリ乾電池から二酸化マンガン、水酸化亜鉛/酸化物と鋼鉄を回収する、アルカリ電池の回収処理技術を提供している。
また別にアルカリ乾電池の電極に直接用いることができる鋼鉄と高純度二酸化マンガンを回収する方法もある。
さらに、特許文献４は、リチウムイオン電池の正極材料を回収する方法の例示を提供している。一例において、正極材料が圧力下で、濃縮水酸化リチウム溶液中で加熱される。  加熱後、正極材料が濃縮水酸化リチウム溶液中から分離される。分離後、アルカリ溶液中で該正極材料が洗浄される。洗浄後、該正極材料が乾燥され、焼結される。
【０００６】
前述の従来技術は基本的に物理過程または化学反応のリサイクルと回復過程を含む。物理過程では例えば古い廃棄リチウム電池のハードウェア部分の破砕である。化学過程では例えばアルカリ性と酸性の薬剤を使用して古い廃棄リチウム電池の内部材料（粉末材料など）を溶解する。物理過程と化学過程はいずれも原有の電池モジュールの破壊であり、かつ要するエネルギーが多すぎて廃棄物回収の環境負担を招く。このほか、これらの過程は最終的に材料の回収を完了させるために数多くの工程を経なければならない。
古い廃棄リチウム電池を分解する技術は、分解過程で廃ガス、廃液、廃棄物等の汚染が発生し、生態環境に対する隠れた危険を引き起こしたり、さらには健康に有害となる恐れもあるが、回収と処理を行わないと資源の無駄となることは理解できる。実務上、リチウム電池の回収コストは非常に高く、例えば回収過程で消費されるエネルギーコストと時間コストによって、回収コストが回収して得られる材料の価値を上回ってしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許ＵＳ８５５７４１２Ｂ２号明細書
【特許文献２】米国特許ＵＳ２０１３０３０２２２６Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許ＵＳ８７２８４１９Ｂ１号明細書
【特許文献４】米国特許ＵＳ２０１６００４３４５０Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、劣化した電池を細かく分解することなく再生できる流体電解質を含む電池の再生方法及び再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流体電解質を含む電池の再生方法は、電池のパッケージハウジングを取り除き、該電池のコア構造を露出させる工程と、該コア構造を固体電解質界面膜の除去に適した機能性電解液に浸漬し、該機能性電解液を利用して活物質と電解液の間に形成された固体電解質界面を除去する工程と、該コア構造を該機能性電解液に浸漬している間に該機能性電解液の特性パラメータを測定し、該特性パラメータが、機能性電解液の濃度と導電率を含む工程と、測定して得られた特性パラメータに基づき、該機能性電解液の成分を調整し、該機能性電解液の特性パラメータが正常な該電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、該機能性電解液の成分調整を停止する工程と、該コア構造を再度パッケージし、再生した電池とする工程と、を含む。該電池はリチウム、アルミニウム、硫黄電池とすることができる。
【００１０】
好ましくは、前記コア構造が、陰極、セパレーター、陽極、電極構造を含む。
好ましくは、前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する工程が、該機能性電解液の流動を保持する工程を含む。
好ましくは、前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する工程が、該コア構造に０Ｖ〜５Ｖの電圧を印加して、該固体電解質界面膜の除去に用いる工程を含む。
好ましくは、前記コア構造を該機能性電解液に浸漬する間に該コア構造の容量を測定し、容量が正常範囲の容量に達したとき、該機能性電解液の成分調整を停止する工程を含む。
【００１１】
好ましくは、測定で得られた特性パラメータに基づき、該機能性電解液の成分を調整する工程が、該機能性電解液中に該機能性電解液のイオン濃度を調整するために用いる他の機能性電解液及び（または）該機能性電解液に適した溶剤を添加する工程を含む。
前記機能性電解液の濃度がリチウムイオン濃度を含むことがある。
好ましくは、前記機能性電解液の成分調整を停止した後、該機能性電解液を回収して保存し、次回の再生プロセスでの使用に供する工程を含む。
好ましくは、前記機能性電解液の成分調整を停止した後、該コア構造が浸漬された該機能性電解液の特性パラメータを再度測定する工程を含む。
【００１２】
本発明の流体電解質を含む電池の再生装置は、請求項１に記載の再生方法に使用され、容器と、センサーユニットと、複数の機能性電解液保存槽と、少なくとも１つのポンプ及びコントローラを含み、前記容器がパッケージハウジング除去済みの電池のコア構造を収容するために用いられ、前記機能性電解液保存槽にそれぞれ異なる機能性電解液が保存され、前記ポンプが管路を介して前記容器と機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが前記センサーユニットとポンプに電気的に接続され、前記コントローラが前記ポンプを制御して異なる機能性電解液のうち固体電解質界面膜の除去に適した機能性電解液を容器に注入させて、前記コア構造を該機能性電解液中に浸漬させ、前記センサーユニットが複数のセンサーを含み、前記コア構造が機能性電解液に浸漬されている時、該センサーが前記容器中の機能性電解液の特性パラメータを測定し、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき前記ポンプを制御して、前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を前記容器に注入させ、該容器中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の注入を停止させる。
【００１３】
好ましくは、前記機能性電解液が、イオン濃度が異なる数種類の機能性電解液と、該機能性電解液に適した溶剤を含む。
好ましくは、前記容器が入口と出口を備え、前記ポンプが管路を介して該容器の入口と機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが該ポンプを制御して機能性電解液を入口から前記容器に注入させ、前記センサーユニットが管路を介して前記容器の出口に連接され、前記容器の出口から流出する機能性電解液の特性パラメータを測定するために用いられ、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき、前記ポンプを制御して前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を入口から前記容器に注入させる。
【００１４】
あるいは、前記容器が入口と出口を備え、前記ポンプが多流路制御弁と管路を介して該容器の入口と前記機能性電解液保存槽に連接され、前記コントローラが前記ポンプと多流路制御弁を制御して機能性電解液を入口から前記容器に注入させ、前記センサーユニットが管路を介して前記容器の出口に連接され、該容器の出口から流出する機能性電解液の特性パラメータを測定するために用いられ、前記コントローラが前記センサーによる測定で得られた特性パラメータに基づき、前記ポンプと多流路制御弁を制御して前記機能性電解液保存槽中のいずれか適した機能性電解液を入口から前記容器に注入させる。
この場合、前記容器の出口が管路を介して前記多流路制御弁に連接され、前記容器中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、前記コントローラが前記多流路制御弁を制御して前記容器の出口から排出された機能性電解液を前記機能性電解液保存槽のうちの１つに戻し、保存させることがある。
【００１５】
好ましくは、パッケージハウジング除去済みの電池の前記コア構造に電気的に接続された電力出力回路を含み、パッケージハウジング除去済みの電池の前記コア構造に該電力出力回路が電圧を印加し、該電圧範囲が０Ｖ〜５Ｖの間である。
好ましくは、パッケージハウジング除去済みの電池のコア構造に電気的に接続された容量測定回路を含み、該容量測定回路がパッケージハウジング除去済みの電池のコア構造の容量を測定するために用いられ、該容量が正常な範囲の容量に達したとき、機能性電解液の注入が停止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果は、ダメージを受けた電池も、細かく分解することなく、異なる機能性電解液を利用して固体電解質界面（ＳＥＩ）膜を除去し、有用な電解質に交換して電池に活性を回復させることができることにある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の流体電解質を含む電池の再生方法の実施例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例に係る工程Ｄの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の流体電解質を含む電池の再生方法の別の実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の流体電解質を含む電池の再生装置の実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明の流体電解質を含む電池の再生装置の別の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の流体電解質を含む電池の再生装置のさらに別の実施例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
リチウムイオン電池を例とする。
リチウムイオン電池では、初回の充放電時にリチウムイオンが正極の活物質中から放出され、セパレーターを通過してさらに電解液に進入し、最後に負極カーボン材料の層状空隙中に取り込まれ、リチウムイオンの１回の放出・取り込みの挙動が完了される。このとき、正極から電子が回路に沿って出て、負極カーボン材料中に進入する。
電解液は一部の電子を得た後還元反応を発生し、リチウムイオンと結合反応して厚さが約１００〜１２０ｎｍの界面膜を生成する。この界面膜が固体電解質界面（ｓｏｌｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ、ＳＥＩ）膜であり、以下では略してＳＥＩ膜と呼ぶ。ＳＥＩ膜は通常電極材料と電解液の間に形成される固液相界面膜である。電子、電解液中の溶剤及びリチウムイオンの間に酸化還元反応が発生し、溶剤分子が電子を受け取った後、リチウムイオンと結合してＳＥＩ膜を形成し、かつＨ２、ＣＯ、ＣＨ２＝ＣＨ２等の気体を生成する。ＳＥＩ膜の厚さが大きくなると、電子が通過できなくなり、鈍化層が形成され、酸化還元反応の継続が抑制される。
【００１９】
古い廃棄リチウム電池の大部分の減衰原因は負極上に形成されたＳＥＩ膜の不規則性により引き起こされており、電解液中のリチウムイオンの損失によって容量が減衰し、正極と負極の容量がアンバランスになる。このほか、厚すぎるＳＥＩ膜はリチウムイオンがＳＥＩ層に嵌入し、電荷交換を行うことを阻害する。その結果、電池の容量が極度に低下したり、抵抗（電圧が低い）が高すぎたりする。
本発明の流体電解質を含む電池の再生方法は、電池に悪影響があるＳＥＩ膜を適度に除去することができる。また再生過程において濃度と導電率をテストする必要性があることも説明できる。
【００２０】
図１に示すように、本発明の流体電解質を含む電池の再生方法の一実施例は、次の工程を含む。
Ａ.  電池のパッケージハウジングを取り除き、電池のコア構造を露出させる。該コア構造は、陰極、セパレーター（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、陽極、電極構造を含む。
Ｂ.  コア構造を固体電解質界面（ＳＥＩ）膜の除去に適した機能性電解液に浸漬し、該機能性電解液を利用して活物質と電解液の間に形成された固体電解質界面を除去する。この時、機能性電解液の流動を保持することが好ましい。
Ｃ.  コア構造を機能性電解液に浸漬している間に機能性電解液の特性パラメータを測定する。該特性パラメータは、機能性電解液の濃度と導電率を含む。
Ｄ.  測定して得られた特性パラメータに基づき、機能性電解液の成分を調整し、機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の成分調整を停止する。
Ｅ.  コア構造を再度パッケージし、再生した電池とする。
【００２１】
上記工程において、機能性電解液の特性パラメータを測定する目的は、測定で得られた特性パラメータ中の濃度（例えばリチウムイオン電池の電解液のリチウムイオン濃度）と導電率を通じ、機能性電解液の適用性を判断することにある。つまり、測定された濃度が低すぎたり、高すぎたりする場合、異なる濃度の機能性電解液を注入して調整し、機能性電解液を正常に使用可能な状態の濃度に回復させることができる。導電率も機能性電解液の重要な測定指標の１つであり、機能性電解液の導電率が低すぎると電池に高性能の充放電を行わせることができないため、機能性電解液の濃度と導電率を測定することを通じ、他の適した機能性電解液を注入することにより、電池に正常な状態を回復させることができる。
【００２２】
本発明の再生方法の好ましい実施例はさらに、前記コア構造を機能性電解液に浸漬する間に該コア構造の容量を測定し、容量が正常範囲の容量に達したとき、機能性電解液の成分調整を停止する。容量の測定結果はＳＥＩ膜の適切な除去が実現されたか否かを表すこともできる。
【００２３】
固体電解質界面（ＳＥＩ）膜の除去に適した機能性電解液は、炭酸塩及び（または）アルコール及び（または）ケトン基を有する典型的な機能性電解質であり、機能性電解液は官能基を有する化学品、例えば炭酸エステルで組成され、Ｒ１  Ｏ−ＣＯ−Ｏ  Ｒ２（そのうちＲ１、Ｒ２＝Ｈ（水素基）、メチル基、エチル基、環状環）で表され、水溶液はアルコール類とケトン類を含む。 典型的な化学式は次のとおりである。
【００２４】
【化１】
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【００２５】
測定して得られた特性パラメータに基づき機能性電解液の成分を調整する工程Ｄは、基本的にはコア構造が浸漬された機能性電解液中に異なる機能性電解液を注入することにより、機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の成分調整を停止する。
工程Ｄを実現するには、数種類の異なる機能性電解液を準備する必要があり、これらの異なる機能性電解液は、イオン濃度が異なる数種類の機能性電解液と、該機能性電解液に適した溶剤を含む。
【００２６】
測定して得られた特性パラメータに基づき機能性電解液の成分を調整する工程Ｄは、図２に示すように、次の工程を含む。
Ｄ１.  測定して得られた機能性電解液の濃度（例えばリチウムイオン濃度）が正常な電池で使用される電解液の濃度であるか否かを判断する。
Ｄ２.  機能性電解液の濃度が正常な濃度より低いとき、濃度が正常な濃度より高い高濃度の機能性電解液をコア構造が浸漬された機能性電解液に注入する。
Ｄ３.  機能性電解液の濃度が正常な濃度より高いとき、濃度が正常な濃度より低い低濃度の機能性電解液をコア構造が浸漬された機能性電解液に注入する。
Ｄ４.  測定して得られた機能性電解液の導電率が正常な電池で使用される電解液の導電率であるか否かを判断する。
Ｄ５.  機能性電解液の導電率が高すぎる、または不足するとき、適した機能性電解液をコア構造が浸漬された機能性電解液に注入する。
【００２７】
本発明の再生方法の好ましい実施例は、機能性電解液に浸漬されたコア構造に対して０Ｖ〜５Ｖの電圧を印加し、固体電解質界面膜の除去に用いる工程を含む。
【００２８】
図３に示すように、本発明の再生方法の好ましい実施例は、さらに、Ｅ１：機能性電解液の成分調整を停止した後、コア構造が浸漬された機能性電解液の特性パラメータを再度測定する工程を含む。
該機能性電解液の特性パラメータ（例えばイオン濃度と導電率）を再度確認し、正常な電池で使用する範囲に合致していることを確約し、該コア構造の容量が正常な容量に達していることを確認するために用いられる。
【００２９】
本発明の再生方法の好ましい実施例は、さらに、機能性電解液の成分調整を停止した後、この機能性電解液を回収して保存し、次回の再生プロセスでの使用に供する工程を含む。
【００３０】
図４は、本発明の流体電解質を含む電池の再生装置の一実施例を示す。
流体電解質を含む電池の再生装置は、容器１０と、センサーユニット２０と、複数の機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃと、少なくとも１つのポンプ４０と、コントローラ５０を含む。
【００３１】
容器１０はパッケージハウジング除去済みの電池のコア構造Ｃを収容するために用いられ、フレームまたは固定手段を利用し、コア構造Ｃを容器１０内に固定することが好ましい。
異なる電池には異なる機能性電解液が適用されるため、異なる機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃの中に電池の再生過程に使用するタイプの異なる機能電解液を保存する必要があり、異なる機能性電解液が該機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃにそれぞれ保存される。
ポンプ４０は管路Ｐを介して容器１０と機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃに連接される。
コントローラ５０はセンサーユニット２０とポンプ４０に電気的に接続され、コントローラ５０がポンプ４０を制御して該異なる機能性電解液のうちＳＥＩ膜の除去に適した機能性電解液（例えば機能性電解液保存槽３０Ａ中に保存された機能性電解液）を容器１０に注入し、コア構造Ｃを機能性電解液中に浸漬させる。
センサーユニット２０は複数のセンサー２１を含み、コア構造Ｃが機能性電解液に浸漬されている間にセンサー２１で容器１０内の機能性電解液の特性パラメータを測定する。
【００３２】
コントローラ５０はセンサー２１で測定して得られた特性パラメータに基づきポンプ４０を制御し、機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃ中のいずれか適した機能性電解液を容器１０に注入させる。これは機能性電解液の成分調整を目的としており、容器１０中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、機能性電解液の注入が停止される。機能性電解液は、イオン濃度が異なる数種類の機能性電解液と、機能性電解液に適した溶剤を含む。
【００３３】
好ましくは、コア構造Ｃが容器１０に入れられ、機能性電解液に浸漬された後、機能性電解液の流動を保持することで、ＳＥＩ膜を洗い流して除去する効果を高めることができる。
流動を実現するには、例えば、図５に示す別の実施例のように、容器１０が入口１１と出口１２を備え、ポンプ４０が管路Ｐを介して容器１０の入口１１と複数の機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃに連接され、コントローラ５０がポンプ４０を制御して機能性電解液を入口１１から容器１０に注入させる。
センサーユニット２０が管路Ｐを介して容器１０の出口１２に連接され、容器１０の出口１２から流出する機能性電解液の特性パラメータを測定し、コントローラ５０がセンサー２１により測定して得られた特性パラメータに基づきポンプ４０を制御し、機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｃのうちのいずれか適した機能性電解液を入口１１から容器１０に注入させる。これによりコア構造Ｃを浸漬した機能性電解液の流動を保持することができる。
【００３４】
図６に、本発明の流体電解質を含む電池の再生装置のさらに別の実施例を示す。
この実施例では、容器１０は入口１１と出口１２を備え、ポンプ４０が多流路制御弁６０と管路Ｐを介して容器１０の入口１１と機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｄに連接され、コントローラ５０がポンプ４０と多流路制御弁６０を制御して機能性電解液を入口１１から容器１０に注入させる。
また、センサーユニット２０が管路Ｐを介して容器１０の出口１２に連接され、容器１０の出口１２から流出する該機能性電解液の特性パラメータを測定するために用いられる。
コントローラ５０はセンサー２１による測定で得られた特性パラメータに基づき、ポンプ４０と多流路制御弁６０を制御して機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｄ中のいずれか適した機能性電解液を入口１１から容器１０に注入させる。
【００３５】
本発明の流体電解質を含む電池の再生装置の一実施例において、容器１０の出口１２が管路Ｐを介して多流路制御弁６０に連接され、容器１０中の機能性電解液の特性パラメータが正常な電池で使用される電解液の特性パラメータに合致したとき、コントローラ５０が多流路制御弁６０を制御して容器１０の出口１２から排出された該機能性電解液を機能性電解液保存槽３０Ａ〜３０Ｄのうちの１つに戻し、保存させる。
例えば固体電解質界面（ＳＥＩ）膜の除去に適した機能性電解液を元の同じ機能性電解液保存槽３０Ａに戻したり、その他機能性電解液の回収専用の機能性電解液保存槽３０Ｄに戻してもよい。つまり、このように機能性電解液保存槽３０Ａに回収した機能性電解液は再度バランスが取れた電解液であり、例えばリチウムイオン電池で使用されるリチウム含有電解液は、適したリチウムイオン濃度と導電率を有し、このような機能性電解液保存槽３０Ａに回収した機能性電解液は復元したコア構造Ｃの新しいパッケージハウジングの中に直接注入し、再生した電池とすることができる。
【００３６】
図４に示す実施例は、コア構造Ｃに電気的に接続された電力出力回路７０を含み、電力出力回路７０がコア構造Ｃに電圧を印加し、コア構造Ｃが機能性電解液に浸漬されている間のＳＥＩ膜除去をサポートするために用いられる。該電圧の範囲は０Ｖ〜５Ｖの間である。
【００３７】
また、コア構造Ｃに電気的に接続された容量測定回路８０を含むこともある。
容量測定回路８０はコア構造Ｃが機能性電解液に浸漬されている間にコア構造Ｃの容量を測定するために用いられ、容量が正常な範囲の容量に達したとき、該機能性電解液の注入が停止される。
【００３８】
なお、以上は、あくまでも本発明の好適な実施例を示すものであって、本発明の権利範囲はこれら実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない変更と修飾はいずれも、本発明の権利範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  容器
１１  入口
１２  出口
２０  センサーユニット
２１  センサー
３０Ａ〜３０Ｄ  機能性電解液保存槽
４０  ポンプ
５０  コントローラ
６０  多流路制御弁
７０  電力出力回路
８０  容量測定回路
Ｃ  コア構造
Ｐ  管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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