电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用其的电解液的制造方法及电解液技术

本发明专利技术提供电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用其的电解液的制造方法及电解液，从而能够以比以往简便的方式来判定使电池性能恶化的多种杂质在电解液用溶剂中的含量。本发明专利技术的非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法，包括：向电解液用溶剂中添加路易斯酸来得到反应液的反应工序、测定上述反应液的海森值的海森值测定工序和判定上述海森值是否在规定临界值以下的判定工序。本发明专利技术的电解液的制造方法包括将依据上述判定方法判定的海森值在临界值以下的电解液用溶剂与电解质盐混合的混合工序。本发明专利技术的电解液包含依据上述判定方法判定的海森值在临界值以下的电解液用溶剂和电解质盐。

【技术实现步骤摘要】
电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用其的电解液的制造方法及电解液
本专利技术涉及在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用该判定方法的电解液的制造方法以及电解液。
技术介绍
在进行锂二次电池以及锂离子电池的制造过程中，存在由从电解液带入的杂质引起的性能恶化的问题。由于使电池性能恶化的电解液中的大部分杂质多数是由作为上述电解液的原料的溶剂带入，因此管理这样的溶剂中的杂质含量是否达到对电池性能产生恶性影响的水平是重要的。杂质不是特定的单一化合物，而是由多种化合物组成。因此，需要一一找出溶剂中的杂质，确认该杂质对电池性能产生的影响的同时，进行该杂质的定性分析以及/或者定量分析，确立与各杂质有关的溶剂的分析方法以及精炼方法，从而进行杂质的管理。例如，专利文献1公开了如下方法：从31P-NMR光谱测定锂二次电池用有机电解液中含有的含磷杂质的含量。专利文献2公开如下：作为对电池性能产生恶性影响的已知的电解液中的微量杂质，可以举出水分以及氟化氢，通过卡尔费休法来测定水分含量，通过将溴麝香草酚蓝用作指示剂的酸碱滴定来测定氟化氢。专利文献3公开如下：在含有具有不饱和键的碳酸酯的非水系电解液中，作为杂质含有具有不饱和键的特定含氯链状醚，进而使用气相色谱法来检测该含氯链状醚。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-144344号公报专利文献2：日本特开2000-299126号公报专利文献3：日本特开2010-282760号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，以往判定在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的方法存在分析时必要工作繁琐、判定时所需时间长的情况。并且，由溶剂混入电解液中的杂质可能会因溶剂制造批次的不同而不同。以往，由于对全部杂质没有共同定量方法，因此难以综合判定非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中的杂质含量。结果还可能引起原因不明的性能恶化(容易使循环特性降低、容易使内部电阻增大、容易使所得电解液着色等)。鉴于上述这样的以往的实际情况，本专利技术的目的是提供如下非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用该判定方法的电解液的制造方法以及电解液，能够以比以往简便的方式来判定使电池性能恶化的多种杂质在电解液用溶剂中的含量。解决课题的方法本专利技术人为了实现上述目的进行了反复深入研究。其结果是发现了不用对电解液用溶剂中各杂质进行所谓定性分析或者定量分析的庞大工作，只要评价向电解液用溶剂中添加路易斯酸并使其反应时该溶剂的色相，就能够判定电解液用溶剂中的杂质含量是否达到对电池性能产生恶性影响的水平，从而完成了本专利技术。本专利技术具体提供如下。本专利技术的第一方式是非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法，其包括向上述电解液用溶剂中添加路易斯酸来得到反应液的反应工序、测定上述反应液的海森值的海森值测定工序和判定上述海森值是否在规定临界值以下的判定工序。本专利技术的第二方式是电解液的制造方法，其包括将依据上述判定方法判定的上述海森值在上述临界值以下的上述电解液用溶剂与电解质盐混合的混合工序。本专利技术的第三方式是电解液，其包含依据上述判定方法判定的上述海森值在上述临界值以下的上述电解液用溶剂和电解质盐。专利技术效果根据本专利技术能够提供在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法、使用该判定方法的电解液的制造方法以及电解液，从而能够以比以往简便的方式来判定使电池性能恶化的多种杂质在电解液用溶剂中的含量。具体实施方式1.在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法根据本专利技术的判定方法是非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法，其包括向上述电解液用溶剂中添加路易斯酸来获得反应液的反应工序、测定上述反应液的海森值的海森值测定工序和判定上述海森值是否在规定临界值以下的判定工序。向电解液用溶剂中添加的路易斯酸与电解液用溶剂中的杂质反应，从而使该电解液用溶剂显色。由于显色的程度反映杂质含量，因此能够以海森(Hazen)值测定该程度，通过与规定的临界值比较来判定电解液用溶剂中的杂质含量。1.1反应工序在反应工序中，向电解液用溶剂中添加路易斯酸来获得反应液。作为电解液用溶剂，只要能够在非水电解液电池中使用，就没有特别限制，可以例举碳酸亚乙酯(以下也称为EC)、碳酸亚丙酯(以下也称为PC)、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯，碳酸甲乙酯(以下也称为EMC)、碳酸二甲酯(以下也称为DMC)、碳酸二乙酯(以下也称为DEC)等链状碳酸酯，γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状酯，乙酸甲酯、丙酸甲酯等链状酯，四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧杂环己烷等环状醚，二甲氧基乙烷、二乙醚等链状醚，二甲亚砜、环丁砜等含硫非水有机溶剂。此外，碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸氟代亚乙酯等也可以用作上述溶剂。电解液用溶剂可以单独使用一种，也可以根据用途按比例任意组合两种以上来混合使用。作为路易斯酸，只要是接受电子对的物质(电子对接受体)，就没有特别限制，可以例举BX3(其中，X是氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子。以下相同)、AlX3、NF3、PF5、H+、Li+、Na+、SO3、CO2等。此外，也可以使用含有上述路易斯酸的络合物(例如，BF3的二乙醚络合物等)来添加路易斯酸。在该情况中，含于络合物中的接受电子对的物质(电子对接受体)是路易斯酸(在BF3的二乙醚络合物的情况中BF3是路易斯酸)。在上述例举中，由于获得、处理容易，因此优选使用PF5、BF3、BF3的二乙醚络合物等来添加路易斯酸。路易斯酸的添加量没有特别限制，相对于电解液用溶剂，优选为1～20质量％。如果路易斯酸的添加量在该范围内，则由路易斯酸的添加引起的电解液用溶剂的显色反应会十分迅速且容易进行，而且，得到的海森值的重复性容易变高。相对于电解液用溶剂，更优选的路易斯酸的添加量是2～5质量％。反应工序中的反应温度没有特别限制，优选50～55℃。由于如果上述反应温度在该范围内，则电解液用溶媒的显色所需要的时间不会变得过长，因此从效率方面来讲是优选的，而且，由于电解液用溶剂的挥发量不会变得过多，在安全方面上是优选的。反应工序中的反应时间没有特别限制，优选1小时以上。由于如果上述反应时间在1小时以上，则反应非常容易进行，在后述海森值测定工序中测定的海森值就容易稳定，因此在判定工序中容易进行恰当的判定。上述反应时间更优选1～2小时。为了消除由大气中的水分引起的水解、由大气中的氧引起的氧化的影响，反应工序中的反应优选在非活性氛围中进行。1.2海森值测定工序在海森值测定工序中测定在上述反应工序中得到的上述反应液的海森值。海森值依据JISK0071-1来测定。1.3判定工序在判定工序中判定在上述海森值测定工序中测定的上述海森值是否在规定临界值以下。上述海森值在上述临界值以下时，判定电解液用溶剂中的杂质含量少。上述临界值是使用电解液用溶剂调制的电解液、使用该电解液制作的非水电解液电池是否满足所期望特性的边界值。例如，如果上述海森值在规定的临界值以下，则后述实施例中的循环特性、内部电阻特性以及/或者耐着色性会评价为良好，从而选定了上述临界值。更具体地，分别使用EC、EMC、DEC、DMC或PC来作为电解液用溶剂时的临界值如下：EC：200、EMC：60、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法，所述判定方法包括：向所述电解液用溶剂中添加路易斯酸来得到反应液的反应工序，测定所述反应液的海森值的海森值测定工序，和判定所述海森值是否在规定临界值以下的判定工序。

【技术特征摘要】
2013.06.26 JP 2013-133721;2014.05.12 JP 2014-098721.一种在非水电解液电池中使用的电解液用溶剂中杂质含量的判定方法，所述判定方法包括：向所述电解液用溶剂中添加路易斯酸来得到反应液的反应工序，测定所述反应液的海森值的海森值测定工序，和判定所述海森值是否在规定临界值以下的判定工序，相对于所述电解液用溶剂，所述路易斯酸的添加量是1～20质量％，所述反应工序中的反应时间为1小时以上。2.如权利要求1所述的判定方法，所述电解液用溶剂选自由碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯以及碳酸亚丙酯组成的组中的至少1种，所述临界值以下式表示：200×a+60×b+60×c+80×d+160×e式中，a是碳酸亚乙酯的体积百分比，b是碳酸甲乙酯的体积百分比，c是碳酸二乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：中原启太，西村夏哉，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP