(57)【要約】【課題】非水電解液の多品種少量生産を効率的に行うことができる非水電解液の調合装置及びこれを用いた非水電解液の製造方法を提供すること。【解決手段】原料投入口２１、ガス導入口２２、攪拌手段２３、及び電解液取出口２７を設けた電解液容器２と、原料投入口２１に着脱可能な吐出口３１を有し高濃度電解質溶液を充填した電解質供給容器３と、原料投入口２１に着脱可能な吐出口４１を有し高濃度添加剤溶液を充填した添加剤供給容器６と、原料投入口２１に着脱可能な吐出口５１を有し凝固温度を２０℃以下に調整された高濃度混合溶媒を充填した混合溶媒供給容器４と、原料投入口２１に着脱可能な吐出口６１を有し希釈溶媒を充填した希釈溶媒供給容器５と、ガス導入口２２に接続された不活性ガス供給装置１２と、電解液容器２の内容物重量の変化を計量する計量装置１３とを備えてなる非水電解液の調合装置１。【選択図】図１
2005108531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を投入するための原料投入口及び不活性ガスを導入するためのガス導入口を上部に設けると共に、上記原料を撹拌するための攪拌手段と、内部で調合した非水電解液を取り出すための電解液取出口とを有する電解液容器と、
該電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、固体電解質を溶解溶媒に溶解させた高濃度電解質溶液を充填した電解質供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、添加剤と希釈溶媒とを含有する高濃度添加剤溶液を充填した添加剤供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、高誘電率溶媒と希釈溶媒とを含有すると共に凝固温度を２０℃以下に調整された高濃度混合溶媒を充填した混合溶媒供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、希釈溶媒を充填した希釈溶媒供給容器と、
上記電解液容器の上記ガス導入口に接続され、不活性ガスを上記電解液容器に圧入して上記非水電解液を上記電解液取出口から圧送するための不活性ガス供給装置と、
上記電解液容器の内容物重量の変化を計量する計量装置とを備えてなる非水電解液の調合装置であって、
上記電解液容器、上記電解質供給容器、上記添加剤供給容器、上記混合溶媒供給容器、及び上記希釈溶媒供給容器は、外気の侵入を妨げることができる密閉容器からなることを特徴とする非水電解液の調合装置。
【請求項２】
請求項１において、上記固体電解質は、リチウム系電解質であることを特徴とする非水電解液の調合装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記電解質供給容器、上記混合溶媒供給容器、上記希釈溶媒供給容器、及び上記添加剤供給容器の少なくとも一つは、上部近傍に不活性ガス供給装置に接続するためのガス導入口を有し、該ガス導入口から不活性ガスを供給しながら、内容物を上記吐出口から上記電解液容器へ移送することができるよう構成されていることを特徴とする非水電解液の調合装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記高誘電率溶媒はエチレンカーボネートであることを特徴とする非水電解液の調合装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記不活性ガス供給装置は、純度９９％以上の窒素ガスを供給することができる空気分離窒素装置からなることを特徴とする非水電解液の調合装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の調合装置を用いて、固体電解質、高濃度混合溶媒、希釈溶媒、及び高濃度添加剤溶液を自動的に混合して非水電解液を調合し、得られた非水電解液を自動分析することを特徴とする非水電解液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液電池に用いる非水電解液を調合するための調合装置及びこれを用いた非水電解液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解液電池に用いる非水電解液を作製するに当っては、例えば、エチレンカーボネート等の高誘電率溶媒と１、２−ジメトキシエタン等の希釈溶媒とを混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ6等の電解質を溶解させ、ビニレンカーボネート等の添加剤を添加混合する（特許文献１参照）。
【０００３】
上記非水電解液の調合は、図７に概念図として示すような、工場における定置式の調合設備９を用いて行う。該調合設備９は、各原料を貯留した定置式の大型タンク９１（例えば容量約５０立方メートル）と、定置式の大型電解液容器９２（例えば容量約５立方メートル）とを有する。そして、上記各大型タンク９１と上記大型電解液容器９２とは配管９４によって接続されている。また、図示を省略しているが、調温設備や不活性ガス供給装置等、種々の設備が、上記大型タンク９１や大型電解液容器９２には接続されている。
【０００４】
そして、上記大型タンク９１にそれぞれ貯留された各原料を、定置式の調合用の大型電解液容器９２に適量ずつ投入して攪拌混合し、多量の非水電解液を調合する。
このように、上記定置式の非水電解液の調合設備９は、ある程度の大量生産を前提とするものである。
【０００５】
しかしながら、得ようとする非水電解液電池の性能、用途等に応じて、組成の異なる多種類の非水電解液が要求される場合がある。即ち、上記非水電解液の多品種少量生産が要求される場合がある。
かかる場合には、各原料の混合割合、添加剤の種類等、組成を種々変化させて、複数種類の非水電解液を少量ずつ調合する必要がある。
【０００６】
ところが、従来のように、大型の非水電解液の調合装置を用いて予め複数種類の非水電解液を製造して少量の製品容器に充填して在庫管理をする場合、製造してから納品するまでの期間が長くなる製品もあり、非水電解液が劣化するおそれが有り、また、顧客から注文を受けてから必要な種類の非水電解液を製造すると、注文毎に組成を変更するので調合装置の洗浄の手間や配合間違い等の問題がある。
【０００７】
また、製造した非水電解液は、その後、電池の製造設備まで搬送する必要がある。それ故、非水電解液の調合設備と電池の製造設備とが離れている場合には、搬送の間に非水電解液が劣化するおそれがある。
そこで、小型の非水電解液の調合装置を用いて、複数種類の非水電解質を少量ずつ調合して、電池の製造設備に供給する手段が考えられる。
【０００８】
しかし、従来の大型の調合設備を、小型の調合装置とするためには種々の問題がある。
即ち、例えば、小型の調合装置を用いても種類の異なる電解液に切り替える時は洗浄して廃液が生じるという問題がある。また、多数の小型の調合装置を設置すると稼働率が低いという問題がある。
【０００９】
また、上記エチレンカーボネート等の高誘電率溶媒は、常温において凝固することがあるため、凝固点以上の温度に保温しておく必要がある。そのため、従来より、上記の大型タンクには調温設備を配設して、上記高誘電率溶媒の凝固を防いでいる。ところが、多数の小型の調合装置を設置する場合、大型タンクから多数の調合装置へ調温設備を備えた配管を経て高誘電率溶媒を供給する必要があり、調温設備が広範に必要という問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１２２２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、非水電解液の多品種少量生産を効率的に行うことができる非水電解液の調合装置及びこれを用いた非水電解液の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、原料を投入するための原料投入口及び不活性ガスを導入するためのガス導入口を上部に設けると共に、上記原料を撹拌するための攪拌手段と、内部で調合した非水電解液を取り出すための電解液取出口とを有する電解液容器と、
該電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、固体電解質を溶解溶媒に溶解させた高濃度電解質溶液を充填した電解質供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、添加剤と希釈溶媒とを含有する高濃度添加剤溶液を充填した添加剤供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、高誘電率溶媒と希釈溶媒とを含有すると共に凝固温度を２０℃以下に調整された高濃度混合溶媒を充填した混合溶媒供給容器と、
上記電解液容器の上記原料投入口に着脱可能な吐出口を有し、希釈溶媒を充填した希釈溶媒供給容器と、
上記電解液容器の上記ガス導入口に接続され、不活性ガスを上記電解液容器に圧入して上記非水電解液を上記電解液取出口から圧送するための不活性ガス供給装置と、
上記電解液容器の内容物重量の変化を計量する計量装置とを備えてなる非水電解液の調合装置であって、
上記電解液容器、上記電解質供給容器、上記添加剤供給容器、上記混合溶媒供給容器、及び上記希釈溶媒供給容器は、外気の侵入を妨げることができる密閉容器からなることを特徴とする非水電解液の調合装置にある（請求項１）。
【００１３】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上述のごとく、上記電解質供給容器、上記混合溶媒供給容器、上記希釈溶媒供給容器、及び上記添加剤供給容器は、上記電解液容器の原料投入口に着脱可能な吐出口を有する。そのため、各原料を投入する際に各容器を電解液容器に接続すればよく、その他の際には各容器と電解液容器とを独立させておくことができる。それ故、上記非水電解液の調合装置は、容易に移動させることができる。
そして、各構成要素を比較的自由に配置することが可能となり、例えば電池の製造設備の近辺等にも配置しやすくなるため、調合した非水電解液を劣化させることなく電池の製造に使用することができる。
【００１４】
上記非水電解液の調合装置は、上述のごとく、上記電解液容器と、該電解液容器の原料投入口に着脱可能な吐出口をそれぞれ設けた上記電解質供給容器、上記混合溶媒供給容器、上記希釈溶媒供給容器、及び上記添加剤供給容器を有する。そして、これらの容器は密閉容器である。
【００１５】
そのため、上記各原料に空気や水分が混入することを防ぐことができる。また、上記吐出口によって上記各容器を上記電解液容器に接続して、適量の各原料を電解液容器に投入することにより、空気や水分の混入を防ぎつつ非水電解液の調合を行うことができる。
そして、上記各容器内の各原料を、上記計量装置を用いて適量ずつ正確に電解液容器に投入することができるため、少量の非水電解液を調合する場合にも、所望の組成の非水電解液を容易に得ることができる。
【００１６】
また、上記混合溶媒供給容器における高濃度混合溶媒は、高誘電率溶媒と希釈溶媒とを含有し、凝固温度を２０℃以下に調整してなる。これにより、上記高誘電率溶媒が凝固した状態で電解液容器に供給されることを防ぐことができる。
また、上記混合溶媒供給容器に調温設備等を備え付ける必要がないため、該混合溶媒供給容器の移動、運搬が容易となる。
【００１７】
また、上記添加剤供給容器に充填された高濃度添加剤溶液は、添加剤と希釈溶媒とを含有する。そのため、上記添加剤は、希釈された溶液の状態にて電解液容器に投入されるため、投入量の微調整が容易となり、非水電解液の少量生産を容易とすることができる。
【００１８】
また、上記調合装置は、上記不活性ガス供給装置を有するため、上記電解液容器を不活性ガス雰囲気とすることができる。これにより、上記非水電解液及びその原料への酸素や水分の接触を防ぐことができる。また、少量生産した非水電解液の電解液容器からの取り出しを、上記不活性ガス供給装置による電解液容器への不活性ガスの圧入によって容易に行うことができる。
【００１９】
また、上記電解質供給容器には、上記固体電解質を溶解溶媒に溶解させた高濃度電解質溶液が充填されているため、溶液の状態で電解質が電解液容器に投入され、他の原料と混合される。そのため、上記電解液容器における混合時の発熱を抑制することができる。それ故、上記電解液容器を冷却する必要が特になく、調温手段を設ける必要が特にない。これにより、非水電解液の調合装置の小型化、簡略化、低コスト化を実現することができる。
【００２０】
以上のごとく、本発明によれば、非水電解液の多品種少量生産を効率的に行うことができる非水電解液の調合装置を提供することができる。
【００２１】
第２の発明は、上記調合装置を用いて、固体電解質、高濃度混合溶媒、希釈溶媒、及び高濃度添加剤溶液を自動的に混合して非水電解液を調合し、得られた非水電解液を自動分析することを特徴とする非水電解液の製造方法にある（請求項６）。
本発明によれば、非水電解液の多品種少量生産を効率的に行うことができる非水電解液の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上記第１の発明（請求項１）において、上記電解液容器の内側形状は、略円筒形状であることが好ましい。そして、その高さをＬ、直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが１〜５となることが好ましい。この場合には、非水電解液の種々の生産量に対応することができる。上記Ｌ／Ｄ＜０．５の場合には、非水電解液の調合量を広範囲にわたって変化させることが困難となるおそれがある。一方、上記Ｌ／Ｄ＞１０の場合には、混合特性が低下すると共に、電解液容器の作製が困難となるおそれがある。
また、上記電解液容器の容量は、１〜１０００リットルとすることができる。
【００２３】
上記攪拌手段は、上記電解液容器内における下方から２０容量％の空間内に配設されていることが好ましい。
この場合には、非水電解液の量が少ない場合にも、充分に攪拌することができ、少量の非水電解液の調合も容易に行うことができる。
【００２４】
更に、上記電解液容器は、上下２段以上の攪拌手段を有することが好ましい。
これにより、比較的多量の非水電解液を調合する場合には、下段の攪拌手段から上段の攪拌手段までを用いて非水電解液の攪拌を行うことができ、比較的少量の非水電解液を調合する場合には、下段の攪拌手段を用いて非水電解液を攪拌することができる。このように、非水電解液の量に応じて効率的な攪拌を行うことができる。
【００２５】
また、上記攪拌手段としては、パドル翼、タービン翼、３枚後退翼等を有するもの、又はマグネティックスターラー等を用いることができる。上記パドル翼等の翼は、上下２段以上配されていることが好ましく、翼の面が傾斜したピッチパドル翼を用いることもできる。上記マグネティックスターラーを用いるときは、電解液容器の内壁とスターラーとの衝突により金属粉が非水電解液に混入しないように、マグネティックスターラーにテフロン（登録商標）加工等の表面処理を施すことが好ましい。
また、上記攪拌手段としては、窒素ガス等を用いた気流攪拌、電解液容器の外部からの超音波による攪拌、電解液容器自体を回転させる等の手段を用いることもできるが、特にこれらに限定されない。
【００２６】
また、上記電解液容器、電解質供給容器、混合溶媒供給容器、希釈溶媒供給容器、及び添加剤供給容器は、それぞれの内容物に対して不活性な材質であればよく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）を用いることができる。
上記高濃度電解質溶液は、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等の溶解溶媒に、上記固体電解質を溶解させることにより予め精製されたものとすることができる。
【００２７】
上記高濃度混合溶媒は、最終的に得られる非水電解液における高誘電率溶媒の濃度よりもやや高めの濃度となるように、調整されていることが好ましい。
また、上記希釈溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等の鎖状カーボネート類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１、４−ジオキサン、１、２−ジブトキシエタン等のエーテル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、アセトニトリル等のニトリル類、プロピオン酸メチル等のエステル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類が挙げられる。これらの希釈溶媒は、１種類で使用してもよく、また２種類以上組み合わせて使用もよい。
また、上記高濃度混合溶媒に含有された希釈溶媒と、添加剤溶液に含有された希釈溶媒と、上記希釈溶媒供給容器に充填された希釈溶媒とは、同様の種類のものを用いることができる。
【００２８】
上記添加剤としては、例えば、正極保護、負極保護、過充電防止、濡れ性向上等を目的とした添加剤がある。具体的には、無水コハク酸（Ｓｕｃ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニレンエチリデンカーボネート、エチレンサルファイド（ＥＳ）、スルホラン（Ｓｕｌ）、プロパンサルトン、リチウムトリフルオロメタン、スルホン酸イミド、メトキシエチルメチルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、ｔ−アミルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル（ＢＰ）、ｏ−ターフェニル、ジベンゾフラン等が挙げられる。
【００２９】
また、上記添加剤は、より高濃度の上記高濃度添加剤溶液を作製できるように、融点が２０℃以下であることが好ましい。
また、上記高濃度混合溶媒の凝固温度は、０℃以下であることがより好ましい。この場合には、冬場あるいは寒冷地においても上記高濃度混合溶液の凝固を防ぐことができ、非水電解液の調合を容易に行うことができる。
【００３０】
また、上記不活性ガス供給装置から供給される不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン等がある。
また、上記不活性ガスの含水率は、好ましくは５０ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは１０ｐｐｍである。
【００３１】
また、上記計量装置は、上記混合溶媒供給容器、希釈溶媒供給容器、添加剤供給容器の内容物重量を直接計量しても、各原料投入時に上記電解液容器の内容物重量を計量してその変化から上記混合溶媒供給容器等の内容物重量の変化を計量してもよい。
上記混合溶媒供給容器、希釈溶媒供給容器、添加剤供給容器の内容物重量を直接計量する場合には、上記計量装置としては、例えば最大測定可能重量が５００ｋｇ、測定精度が１／３０００〜１／１００００のものを用いる。また、上記固体電解質を溶解溶媒の内容物重量を計量する場合には、上記計量装置としては、例えば最大測定可能重量が５ｔ、測定精度が１／３０００〜１／１００００のものを用いる。
【００３２】
また、例えば、上記調合装置を用いて、電池製造設備の近くで簡便に、当該電池製造業者の要求に対応して、多品種の非水電解液の製造を行うことができる。製造した非水電解液は、少なくとも比重、水分、及び酸分を直接又は間接的に簡易測定して、品質を現場にて確認することが好ましい。
【００３３】
また、上記固体電解質は、リチウム系電解質であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、得られる非水電解液を用いたリチウム電池が他の電池に比べてエネルギー密度が高く、電圧が高い等の利点がある。
また、上記固体電解質は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4のいずれか一種以上からなることが好ましい。この場合には、高い電導率を示す非水電解液を得ることができる。また、上記固体電解質は、工業的にも入手しやすいという利点がある。
【００３４】
また、上記電解質供給容器、上記混合溶媒供給容器、上記希釈溶媒供給容器、及び上記添加剤供給容器の少なくとも一つは、上部近傍に不活性ガス供給装置に接続するためのガス導入口を有し、該ガス導入口から不活性ガスを供給しながら、内容物を上記吐出口から上記電解液容器へ移送することができるよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記高濃度電解質溶液、上記高濃度混合溶媒、上記希釈溶媒、又は上記高濃度添加剤溶液を、酸素や水分に接触させることなく、容易に電解液容器に投入することができる。
【００３５】
また、高濃度電解質溶液、高濃度混合溶媒、希釈溶媒、及び添加剤溶液を電解液容器に投入する際には、不活性ガスを各容器に供給して、各原料を固体電解質を溶解溶媒へ圧送することが好ましい。
【００３６】
また、上記高誘電率溶媒はエチレンカーボネートであることが好ましい（請求項４）。
この場合には、非水電解液として高い電導率が得られるのみならず、黒鉛等の負極材料との反応性が比較的低く、非水電解液及び負極材料の劣化が少ない非水電解液電池を得ることができる。
【００３７】
また、上記高誘電率溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）以外にも、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート類等を用いることもできる。
また、上記高誘電率溶媒は、１種類で使用しても、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
また、上記不活性ガス供給装置は、純度９９％以上の窒素ガスを供給することができる空気分離窒素装置からなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記非水電解液への酸素や水分の混入をより一層防ぐことができると共に、不活性ガスの供給を一層安価に行うことができる。
【００３９】
また、上記調合装置は、運搬装置に搭載することもできる。
この場合には、例えば、上記調合装置を、離れた複数の電池製造設備へ移動させて、それぞれ所望の非水電解液を調合して、提供することができる。
また、上記調合装置を運搬装置に搭載する場合、例えば、パドル翼等の攪拌手段の軸受のシールに充分配慮して固体電解質を溶解溶媒の密閉性を確保したり、軸受が不要なマグネティックスターラー等の攪拌装置を用いることが好ましい。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる非水電解液の調合装置及び非水電解液の製造方法につき、図１〜図６を用いて説明する。
上記非水電解液の調合装置１は、図１に示すごとく、下記の電解液容器２と、電解質供給容器３と、混合溶媒供給容器４と、希釈溶媒供給容器５と、添加剤供給容器６と、不活性ガス供給装置１２と、計量装置１３とを備えている。
【００４１】
上記電解液容器２は、図２、図３に示すごとく、原料を投入するための原料投入口２１及び不活性ガスを導入するためのガス導入口２２を上部に設け、上記原料を撹拌するための攪拌手段２３を内部に設け、内部で調合した非水電解液７を取り出すための液供給兼取出口２５を設けてなる。また、上記電解液容器２はそのまま製品缶とすることができる。
また、図１に示すごとく、上記電解質供給容器３は、電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口３１を有し、固体電解質を溶解溶媒に溶解させた高濃度電解質溶液を充填している。
【００４２】
上記混合溶媒供給容器４は、電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口４１を有し、高誘電率溶媒と希釈溶媒とを含有すると共に凝固温度を２０℃以下に調整された高濃度混合溶媒を充填している。
上記希釈溶媒供給容器５は、電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口５１を有し、希釈溶媒を充填している。
上記添加剤供給容器６は、電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口６１を有し、添加剤と希釈溶媒とを含有する高濃度添加剤溶液を充填している。
【００４３】
上記不活性ガス供給装置１２は、電解液容器２の上部における上記ガス導入口２２にジョイント２６２を介して接続され、不活性ガスを電解液容器２に圧入して非水電解液７を液供給兼取出口２５から圧送することができる。
上記計量装置１３は、電解液容器２の内容物重量の変化を計量する。
上記電解液容器２、上記電解質供給容器３、上記混合溶媒供給容器４、上記希釈溶媒供給容器５、及び上記添加剤供給容器６は、外気の侵入を妨げることができる密閉容器からなる。
【００４４】
上記電解液容器２は、図２〜図４に示すごとく、上部にロータリーフィーダー２４を配設してなる。該ロータリーフィーダー２４は、上記電解液容器２の上部の液供給兼取出口２５にジョイント２６１を介して接続される下段部２４１と、該下段部２４１に対して回動可能な上段部２４２とを有する。該上段部２４２には、複数のバルブ付きジョイントが配設されており、その一部が上記原料投入口２１であり、他の一部が電解液取出口２７である。また、上記下段部２４１には、上記液供給兼取出口２５と連通する下側貫通ノズル２４３が形成され、上記上段部２４２には、上記原料投入口２１又は電解液取出口２７とそれぞれ連通する上側貫通ノズル２４４が複数設けてある。
【００４５】
該上側貫通ノズル２４４は、上段部２４２を下段部２４１に対して回動させることにより、順次、それぞれの上記下側貫通ノズル２４３と連通するよう構成されている。
また、図２における符号２９は、後述するサイフォン管２５１及び攪拌手段２３等を電解液容器２に脱着するための接合部である。
【００４６】
上記電解液容器２は、例えば、容量２００リットル、内径Ｄ＝６００ｍｍ、高さＬ＝８００ｍｍの略円筒形状の容器であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）からなる。
また、上記液供給兼取出口２５には、電解液容器２の内部において、その底部付近まで延設されたサイフォン管２５１が接続されている。そして、上記攪拌手段２３は、上記サイフォン管２５１に軸支されて回転する回転子からなる。該回転子（攪拌手段２３）は、鉄心をテフロン（登録商標）コートしてなり、上記電解液容器２の下側に配置されたマグネティックスターラー２３０によって回転する。
【００４７】
上記攪拌手段２３は、電解液容器２内における下方から２０容量％の空間内に配設されている。
また、上記電解液容器２は、図２、図３に示すごとく、上記液供給兼取出口２５及びガス導入口２２を保護すべく、容器の上面の外周から立設したガード壁２８を有する。また、他の容器（電解質供給容器３等）にも、同様のガード壁が設けてある。
【００４８】
上記電解質供給容器３、上記添加剤供給容器６、上記混合溶媒供給容器４、及び上記希釈溶媒供給容器５は、例えば、容量２００リットル、内径Ｄ＝６００ｍｍ、高さＬ＝８００ｍｍの略円筒形状の容器であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）からなる。
【００４９】
また、図１、図６に示すごとく、上記電解質供給容器３、混合溶媒供給容器４、希釈溶媒供給容器５、及び添加剤供給容器６は、ぞれぞれ上部近傍に不活性ガス供給装置１２に接続するためのガス導入口３２、４２、５２、６２を有する。該ガス導入口３２、４２、５２、６２から不活性ガスである窒素ガスを供給することにより、内容物を上記吐出口３１、４１、５１、６１から上記電解液容器２へ圧送することができるよう構成されている。図６は、上記混合溶媒供給容器４の断面図を示すが、電解質供給容器３、希釈溶媒供給容器５、添加剤溶液供給容器６も、同様の構造を有する。
【００５０】
この構造を上記混合溶媒供給容器４を代表例にとって、図６を用いてより具体的に説明する。上記吐出口４１及び上記ガス導入口４２は、容器の上部に設けられ、該吐出口４１及びガス導入口４２からは、それぞれ細管４１１、４２１が容器内部へ向って延設されている。上記吐出口４１から延設された細管４１１は、その下端４１２が容器の底面付近に位置し、上記ガス導入口４２から延設された細管４２１は、その下端４２３が容器の上部付近であって内容物の液面４９よりも上方に位置する。
【００５１】
図１に示すごとく、上記電解質供給容器３、混合溶媒供給容器４、希釈溶媒供給容器５、添加剤供給容器６における吐出口３１、４１、５１、６１は、それぞれ、フレキシブルチューブ１４によって上記電解液容器２における原料投入口２１に接続される。その他、上記不活性ガス供給装置１２と電解液容器２との間など、上記調合装置１における各構成要素間は、それぞれフレキシブルチューブ１４によって接続される。
また、電解液容器２や電解質供給容器３等、上記調合装置１における各構成要素は、定置式ではなく自由に移動させることができる。
【００５２】
また、上記電解液取出口２７には、調合した非水電解液７を自動分析する自動分析装置１８が接続されている。
また、上記不活性ガス供給装置１２は、純度９９％以上の窒素ガスを供給することができる空気分離窒素装置からなる。
【００５３】
また、上記計量装置１３は、電解液容器２の重量変化を計量して、各原料の供給量を計量する。上記計量装置１は、最大測定可能重量が３００ｋｇ、測定精度が１／３０００〜１／６０００のものを用いる。
また、上記調合装置１は、コンピュータ１７によって一連の調合工程を自動制御できるよう構成されている。なお、図１における符号１７１は、容器内の圧力を検出して、自動弁１９１，１９２を作動させるのための圧力制御システムである。
【００５４】
また、上記高濃度混合溶媒における、上記高誘電率溶媒としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）を、上記希釈溶媒としてはエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）をそれぞれ用いる。
また、上記高濃度混合溶媒に含有された希釈溶媒と、上記添加剤溶液に含有された希釈溶媒と、上記希釈溶媒供給容器５に充填された希釈溶媒とは、同様の種類のもの、即ちエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を用いる。
【００５５】
上記高濃度混合溶媒における高誘電率溶媒の濃度は、最終的な非水電解液７における高誘電率溶媒の濃度よりもやや高めとすることが好ましい。例えば、上記非水電解液７における高誘電率溶媒の濃度が２０〜５０重量％である場合、上記高濃度混合溶媒における高誘電率溶媒（ＥＣ）の濃度は、３０〜７０重量％、更に好ましくは４０〜６０重量％である。
【００５６】
また、上記高誘電率溶媒及び上記希釈溶媒は、例えば、蒸留、吸着処理等の方法で予め精製する。蒸留する場合には、還流比、精留温度、減圧度等の条件を適切に設定する。また、吸着処理を行う場合には、シリカゲル、活性炭、活性アルミナ、特殊なモレキュラーシーブス等の吸着剤により処理する方法が挙げられる。
【００５７】
上記添加剤としては、電池のサイクル特性等の性能向上を目的とするビニレンカーボネート（ＶＣ）、及び安全性の向上を目的とするシクロヘキシルベンジル（ＣＨＢ）を用いる。これらの添加剤は、それぞれ異なる上記添加剤供給容器６に充填されている。
【００５８】
次に、上記非水電解液の調合装置１を用いて非水電解液を調合する方法につき説明する。
まず、図５に示すごとく、上記調合装置１の各構成要素を用意する。
即ち、電解質供給容器３には、予め工場において、上記固体電解質を上記溶解溶媒に溶解させることにより精製した高濃度電解質溶液を充填してマスターバッチ化しておく。
混合溶媒供給容器４には、予め工場において、上記高誘電率溶媒を精密蒸留、吸着精製等により精製し、希釈溶媒と混合することにより凝固温度を２０℃以下に調整して充填し、マスターバッチ化しておく。
【００５９】
添加剤供給容器６には、予め工場において、添加剤を希釈溶媒に溶解させることにより精製した高濃度添加剤溶液を充填し、マスターバッチ化しておく。
また、図５に示すごとく、空の状態の電解液容器２を複数用意しておく。
また、各容器は、工場において、内面、外面を洗浄され、内部に窒素を０．０５ＭＰａ程度に加圧充填して維持管理されたものを用いる。
【００６０】
また、上記調合装置１を自動制御する上記コンピュータ１７には、非水電解液７の銘柄、生産量、電解液容器２の種類、組成、許容される不純物濃度、容器別生産量等を、予め数パターン登録しておく。そして、調合しようとする非水電解液７の銘柄、生産量、電解液容器の種類、銘柄の調合順を、コンピュータ１７にインプットする。
その後、調合開始の信号を入力することにより、非水電解液７の自動調合を開始する。
【００６１】
自動調合に際しては、所定の電解液容器２が自動的に計量装置１３としてのロードセルにセットされ、空の状態の電解液容器２の重量が測定される。
その後、該電解液容器２に、上記ロータリーフィーダー２４が自動的にセットされる。
次いで、電解液容器２の内部を圧力を開放するために、ベント弁１９１を開けて脱圧が行われる。
【００６２】
脱圧後、電解質供給容器３、混合溶液供給容器４、希釈溶媒供給容器５、添加剤供給容器６から、それぞれ、ロータリーフィーダー２４を介して、各原料が順次、規定量、上記電解液容器２に投入される。投入は、上記計量装置１３によって計量しながら行われる。
各原料を投入後、攪拌手段２３が起動し、５〜１０分間、攪拌、混合が行われる。
【００６３】
攪拌、混合後、供給弁１９２が開き、上記不活性ガス供給装置１２から電解液容器２に不活性ガス（窒素ガス）が供給され、０．０５ＭＰａ程度に加圧される。
次いで、電解液容器２の液供給兼取出口２５からロータリーフィーダー２４の電解液取出口２７を経て、上記自動分析装置１８に非水電解液７が供給され、自動分析が行われる。例えば、非水電解液７の組成や、不純物としてのＨ2Ｏ、ＨＦ、あるいは重金属等の濃度を分析する。
【００６４】
分析終了後、電解液容器２のサイフォン管２５１に、ロータリーフィーダー２４に設けられた電解液取出口２７から、不活性ガスを加圧供給して、管内の非水電解液７を不活性ガスに置き換える。
次いで、非水電解液７が精製された電解液容器２は、上記ロータリーフィーダー２４と切り離されて、保管エリアに移動する。
また、該ロータリーフィーダー２４は、次の銘柄の非水電解液へのコンタミを防止すべく、次の銘柄に使用する少量の溶媒によって洗浄する。洗浄廃液は廃液容器１０１に貯留しておく。
【００６５】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上述のごとく、上記電解質供給容器３、上記混合溶媒供給容器４、上記希釈溶媒供給容器５、及び上記添加剤供給容器６は、上記電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口３１、４１、５１、６１を有する。そのため、各原料を投入する際に各容器を電解液容器２に接続すればよく、その他の際には各容器と電解液容器２とを独立させておくことができる。それ故、上記非水電解液の調合装置１は、容易に移動させることができる。
そして、各構成要素を比較的自由に配置することが可能となり、例えば電池の製造設備の近辺等にも配置しやすくなるため、調合した非水電解液７を劣化させることなく電池の製造に使用することができる。
【００６６】
上記非水電解液の調合装置１は、上述のごとく、上記電解液容器２と、該電解液容器２の原料投入口２１に着脱可能な吐出口３１、４１、５１、６１をそれぞれ有する上記電解質供給容器３、上記混合溶媒供給容器４、上記希釈溶媒供給容器５、及び上記添加剤供給容器６を有する。そして、これらの容器は密閉容器である。
【００６７】
そのため、上記各原料に空気や水分が混入することを防ぐことができる。また、上記吐出口３１、４１、５１、６１において上記各容器を上記電解液容器２に接続して、適量の各原料を電解液容器２に投入することにより、空気や水分の混入を防ぎつつ非水電解液７の調合を行うことができる。
そして、上記各容器内の各原料を、上記計量装置１３を用いて適量ずつ正確に電解液容器２に投入することができるため、少量の非水電解液７を調合する場合にも、所望の組成の非水電解液７を容易に得ることができる。
【００６８】
また、上記混合溶媒供給容器４における高濃度混合溶媒は、高誘電率溶媒と希釈溶媒とを含有し、凝固温度を２０℃以下に調整してなる。これにより、上記高誘電率溶媒が凝固した状態で電解液容器２に供給されることを防ぐことができる。
また、上記混合溶媒供給容器４に調温設備等を備え付ける必要がないため、該混合溶媒供給容器４の移動、運搬が容易となる。
【００６９】
また、上記添加剤供給容器６に充填された高濃度添加剤溶液は、添加剤と希釈溶媒とを含有する。そのため、上記添加剤は、希釈された溶液の状態にて電解液容器２に投入されるため、投入量の微調整が容易となり、非水電解液７の少量生産を容易とすることができる。
また、このように少量生産が容易となることから、例えば、翌日使用分の非水電解液だけを製造することも容易となるため、新鮮な非水電解液の使用が可能となる。
【００７０】
また、上記調合装置１は、上記不活性ガス供給装置１２を有するため、上記電解液容器２を不活性ガス雰囲気とすることができる。これにより、上記非水電解液７及びその原料への酸素や水分の接触を防ぐことができる。また、少量生産した非水電解液７の電解液容器２からの取り出しを、上記不活性ガス供給装置１２による電解液容器２への不活性ガスの圧入によって容易に行うことができる。
【００７１】
また、上記電解質供給容器２には、上記固体電解質を溶解溶媒に溶解させた高濃度電解質溶液が充填されているため、溶液の状態で電解質が電解液容器２に投入され、他の原料と混合される。そのため、上記電解液容器２における混合時の発熱を抑制することができる。それ故、上記電解液容器２を冷却する必要が特になく、調温手段を設ける必要が特にない。これにより、非水電解液の調合装置１の小型化、簡略化、低コスト化を実現することができる。
【００７２】
また、上記のごとく、自動調合により非水電解液７を得ることができるため、例えば、銘柄を指定するだけで所望の非水電解液７を自動的に調合することができる。それ故、非水電解液７を容易に製造することができる。また、このようにな自動調合によれば、生産データや分析値等を遠隔管理することも可能となる。
また、上記電解液容器２は、非水電解液７を調合した後は、そのまま該非水電解液７の保管容器として用いることもできるため、生産効率を向上させることができる。
【００７３】
また、上記固体電解質は、リチウム系電解質であるため、得られる非水電解液７を用いて、エネルギー密度が高く、電圧が高いリチウム電池を得ることができる。
また、上記固体電解質は、ＬｉＰＦ6からなるため、高い電導率を示す非水電解液７を得ることができる。また、上記固体電解質は、工業的にも入手しやすいという利点がある。
【００７４】
また、上記電解質供給容器３、上記混合溶媒供給容器４、上記希釈溶媒供給容器５、及び上記添加剤供給容器６は、上記ガス導入口３２、４２、５２、６２を有し、該ガス導入口３２、４２、５２、６２から不活性ガスを供給しながら、内容物を上記吐出口３１、４１、５１、６１から電解液容器２へ移送することができるよう構成されている。
それ故、上記固体電解質、上記高濃度混合溶媒、上記希釈溶媒、又は上記高濃度添加剤溶液を、酸素や水分に接触させることなく、容易に固体電解質を溶解溶媒に投入することができる。
【００７５】
また、上記高誘電率溶媒はエチレンカーボネートであるため、非水電解液７として高い電導率が得られるのみならず、黒鉛等の負極材料との反応性が比較的低く、非水電解液７及び負極材料の劣化が少ない非水電解液電池を得ることができる。
【００７６】
また、上記不活性ガス供給装置１２は、純度９９％以上の窒素ガスを供給することができる空気分離窒素装置からなる。そのため、上記非水電解液７への酸素や水分の混入をより一層防ぐことができると共に、不活性ガスの供給を一層安価に行うことができる。
【００７７】
以上のごとく、本例によれば、非水電解液の多品種少量生産を効率的に行うことができる非水電解液の調合装置及び非水電解液の製造方法を提供することができる。
【００７８】
（実施例２）
本例は、本発明にかかる調合装置を用いて調合することができる、種々の組成の非水電解液の例である。
即ち、該非水電解液は、表１、表２に示すごとく、電解質と高誘電率溶媒と希釈溶媒と各種添加剤とを種々の濃度に調整したものである。そして、調合の際には、高濃度電解質溶液、高濃度混合溶媒、希釈溶媒、及び高濃度添加剤溶液を、表１、表２に示すごとく、適宜投入量を調整して電解液容器に投入する。
【００７９】
また、高濃度電解質溶液は下記のごとく２種類用いた。それぞれ、高濃度電解質溶液Ａ、Ｂと表す。
即ち、表１に示す組成１の非水電解液は、１４．０ｋｇのＬｉＰＦ6を４４．５ｋｇのエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）に溶解した高濃度電解質溶液Ａと、９．４ｋｇのＬｉＰＦ6を８４．２ｋｇのＥＭＣに溶解した高濃度電解質溶液Ｂとを、上記電解液容器２に投入する。更に、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とをそれぞれ１４．４ｋｇずつ混合した比で混合した高濃度混合溶媒と、１５．２ｋｇのＥＭＣからなる希釈溶媒と、２．０ｋｇの無水コハク酸（Ｓｕｃ）を２．０ｋｇのＥＭＣに溶解させた高濃度添加剤溶液とを、上記電解液容器２に投入する。そして、これらを攪拌、混合する。
【００８０】
これにより、最終組成（組成１）としては、ＬｉＰＦ6が１１．７重量％、ＥＣが４９．３重量％、ＥＭＣが３８．０重量％、Ｓｕｃが１．０重量％となる。
また、電解液容器に投入する前における上記高濃度混合溶媒の凝固点は、７℃である。
【００８１】
【表１】
2005108531.tif 000003
【００８２】
また、表２に示す組成２の非水電解液についても、上記と同様にして、同表に示す組成及び量の高濃度電解質溶液Ａ、Ｂ、高濃度混合溶媒、希釈溶媒、及び高濃度添加剤溶液を、上記電解液容器２に投入することにより製造する。また、電解液容器に投入する前における上記高濃度混合溶媒の凝固点は、７℃である。
【００８３】
【表２】
2005108531.tif 000004
【００８４】
このように、種々の組成の非水電解液を、本発明の調合装置を用いて調合することができる。また、本例に示した以外の様々な組成の非水電解液も、本発明の調合装置を用いて調合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１における、非水電解液の調合装置の説明図。
【図２】実施例１における、電解液容器の斜視図。
【図３】実施例１における、電解液容器の断面図。
【図４】実施例１における、ロータリーフィーダーの斜視図。
【図５】実施例１における、非水電解液の製造方法の概念図。
【図６】実施例１における、混合溶媒供給容器の断面図。
【図７】従来例における、非水電解液の調合設備の概念図。
【符号の説明】
【００８６】
１  調合装置
１２  不活性ガス供給装置
１３  計量装置
２  電解液容器
２１  原料投入口
２２  ガス導入口
２３  攪拌手段
３  電解質供給容器
４  混合溶媒供給容器
５  希釈溶媒供給容器
６  添加剤供給容器
３１、４１、５１、６１  吐出口
７  非水電解液
【図１】
2005108531.tif 000005
【図２】
2005108531.tif 000006
【図３】
2005108531.tif 000007
【図４】
2005108531.tif 000008
【図５】
2005108531.tif 000009
【図６】
2005108531.tif 000010
【図７】
2005108531.tif 000011