[发明专利]电解液注入方法以及电解液注入装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对电池、特别是锂离子电容器注入非水系电解液的电解液注入方法以及电解液注入装置。

背景技术

近年来，作为使用非水系电解液的电池，锂离子电容器得到了关注。锂离子电容器使用能够在正极吸附(掺杂)活性炭而在负极吸附(掺杂)锂离子的碳材料。也就是说，锂离子电容器是将作为物理电池的电双层电容器的正极与作为化学电池的锂离子电池的负极进行组合而得到的混入型的电池。

锂离子电容器具有能量密度和电流输出密度高、能够进行高速充放电、自放电小以及不易发生热失控等优点，例如在瞬时电压下降补偿装置、不间断电源装置、风力发电或者太阳能发电的电力平均化装置、产业用机器人、汽车、机床、家电等各种用途需求旺盛。

在锂离子电容器的安装(后处理)中，在交替地层叠正极、隔板、负极之后，在正极侧连接正极集电体或者正极端子(通常、铝端子)，在负极侧连接负极集电体或者负极端子(通常、铜端子)。而且，将电极/隔板的层叠体和预掺杂(预吸附)用的金属锂装入到单元容器中并密封，对单元容器内注入电解液。电解液使用例如将LiPF₆作为支持电解盐的有机电解液。当注入电解液时，开始预掺杂。即，当对单元容器内注入电解液时，金属锂溶解于电解液而变为锂离子，扩散而被负极吸附，使负极的电位下降。当用于预掺杂而设定的规定放置期间经过时，锂离子电容器的制作步骤完成。

以往，为了在制作上述那样的锂离子电容器时在单元容器内注入电解液，采用使用柱塞泵等将电解液压入到单元容器内的方法或者使用真空装置使单元容器内进行减压之后引入电解液的方法。

专利文献1：日本特开2010-186782

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述那样的以往的电解液注入法均有可能在单元容器内带入空气、气泡。即，将电解液压入到单元容器内的方法有时单元容器内的空气不被完全抽空而残留。另一方面，使单元容器内进行减压而引入电解液的方法高效率地排出单元容器内的空气并且能够在短时间内进行注液，另一方面有时引入到单元容器内的电解液产生起泡。当在完成的单元容器内的电解液混入空气、气泡时，在组合多个单元的的通常应用中单元之间产生个体差异而组合的平衡性变差，导致产生产品不良、性能劣化。

并且，在制作上述那样的锂离子电容器时，在实施预掺杂时有时在单元容器内产生气泡。其原因不清楚，但是认为是在预掺杂中从电极集电体、用作隔板的多孔质的材质露出气泡导致的。

另外，当在注液前的空状态的单元容器内存在水分时，在注入的电解液中混入水分，由此有机(非水系)的电解液明显劣化。针对这一点，以往的电解液注入法也没有采取充分的对策。

本发明是解决上述那样的以往技术的问题点而完成的，提供一种能够在电池(特别是锂离子电容器)的单元容器中不混入空气、气泡并且也不混入水分地注入非水系电解液的电解液注入方法以及电解液注入装置。

用于解决问题的方案

本发明的电解液注入方法用于对电池的单元容器内注入非水系电解液，具有：包括以下步骤：第一步骤，经由去往路径将储存上述电解液的罐的出口与上述单元容器的第一端口进行连接，并且经由返回路径将上述罐的回收口与上述单元容器的第二端口进行连接；第二步骤，使设置于上述去往路径或者上述返回路径的泵动作，使上述电解液在包括上述罐、上述去往路径、上述单元容器以及上述返回路径的第一闭环内循环；以及第三步骤，一边使上述电解液在上述第一闭环内循环，一边监视上述罐内的上述电解液的液量变化，根据该监视结果，在上述单元容器内注入设定量的上述电解液。

在本发明的电解液注入方法中，根据在具有上述结构的第一闭环内使电解液循环的方式以及根据罐内的电解液的液量变化使电解液注入动作停止的方式，能够在锂离子电容器的单元容器内不混入空气、气泡并且也不混入水分地注入设定量的非水系电解液。