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CN107851860A - 锂离子电池的电解质除去方法 - Google Patents

锂离子电池的电解质除去方法 Download PDF

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Abstract

在电池壳体(12)形成开口部(38′)(时刻t1～时刻t5)。接着，将电解液从电池壳体(12)的内部经开口部(38′)吸出到已密封减压的电解液回收捕集器(64)(时刻t5～时刻t6)。接着，将不含电解质的溶剂从溶剂罐(62)经开口部(38′)注入电池壳体(12)的内部(时刻t8～时刻t9)。之后，将混合液从电池壳体(12)的内部经开口部(38′)吸出到已密封减压的电解液回收捕集器(64)(时刻t10～时刻t11)。通过进行上述处理，能够高效地大量分解回收包含电池壳体(12)的电池构成部件。

Description

锂离子电池的电解质除去方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池的电解质除去方法，其将残留于电池壳体的内部的电解质除去。
背景技术
为了对近年来普及的电动汽车或电子设备供给高容量的电力，正在使用大型的锂离子电池。伴随着锂离子电池的广泛使用，已使用电池的处理对策变得很重要。
在锂离子电池的处理时，电解液的处理成为问题。例如，若电解液中含有的电解质(氟化合物)与空气中的水分接触，则会产生有害的腐蚀性气体。以往，为了确保作业的安全性，通常利用在电解液中使用有机溶剂并对锂离子电池进行焚烧处理。但是，焚烧处理时产生的腐蚀性气体会对设备产生损害，需要对设备进行保护的对策。另外，若进行焚烧处理，则锂离子电池的电池构成部件的再利用变得困难。
作为锂离子电池的其它处理，还提出了将锂离子电池冷冻至电解液的熔点以下，在冷冻下进行解体破碎的方法。通过该方法，能够抑制腐蚀性气体的产生。但是，该方法需要大型的冷冻设备，因此存在成本、设置场所等问题。
日本特开2013-229326号公报中公开了安全回收电解液的方法。具体而言，首先将包含氟化合物的电解液的挥发成分在减压环境下加热，使其气化。接着，使气化后的气体中含有的有害的氟成分与钙反应，作为氟化钙而使其固化，并且回收气化后的气体中含有的有机溶剂成分。所回收的有机溶剂成分作为除去了氟的有机溶剂被用于燃料等。
日本特开2013-109841号公报中公开了下述方法：将锂离子电池减压至特定的压力范围，同时升温至特定的温度范围，由此使压力泄放阀破裂，从锂离子电池中除去有机溶剂。
发明内容
根据日本特开2013-229326号公报的方法，能够进行电解液的回收。另一方面，使氟成分与钙反应、作为氟化钙使其固化的操作需要花费时间。因此，从大量分解回收包含电池壳体的电池构成部件的观点来看，不能说是高效的操作。
另外，如日本特开2013-109841号公报中记载的那样，使有机溶剂在减压环境下加热、气化的情况下，存在真空度的设定和温度的设定、有机溶剂的充分除去非常困难的问题。
本发明是考虑了这样的问题而进行的，其目的在于提供一种锂离子电池的电解质除去方法，该方法能够高效大量地分解回收包含电池壳体在内的电池构成部件。
本发明为从填充有电解液的电池壳体的内部除去电解质的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，具有下述工序：开口部形成工序，在上述电池壳体形成开口部；电解液吸出工序，将电解液从上述电池壳体的内部经上述开口部吸出到已密封减压的电解液回收捕集器；溶剂注入工序，将不含电解质的溶剂从溶剂罐经上述开口部注入上述电池壳体的内部；和混合液吸出工序，将混合液从上述电池壳体的内部经上述开口部吸出到已密封减压的上述电解液回收捕集器，该混合液包含在上述溶剂注入工序中注入到上述电池壳体的内部的上述溶剂和残留于上述电池壳体的内部的电解质。
本发明中，在锂离子电池的电池壳体形成开口部，将电解液经开口部从电池壳体吸出到已密封减压的电解液回收捕集器。在该阶段，在电池壳体的内部残留未完全吸出的电解质。因此，在电解液回收后从溶剂罐向电池壳体注入溶剂，对内部进行清洗。在电池壳体的内部，生成所注入的溶剂与残留的电解质的混合液，经开口部将包含电解质的混合液吸出到已密封减压的电解液回收捕集器。根据本发明，将电池壳体内的电解液吸出到已密封减压的电解液回收捕集器后，进行溶剂的注入和吸出，由此对电池壳体的内部进行清洗，通过这种简单的方法，能够从包含电池壳体的电池构成部件中除去电解质后，将锂离子电池安全地分解。因此，能够无浪费地取出、回收包含电池壳体在内的电池构成部件。进而，能够容易地回收电解质。
本发明中，在上述开口部形成工序中，可以使设置于上述电池壳体的压力泄放阀垂直向下进行配置，并且在上述压力泄放阀形成上述开口部。由于压力泄放阀的壁薄，因而容易形成开口部。另外，通过使压力泄放阀垂直向下，能够高效地进行电解液和混合液的吸出。
本发明中，可以设置第1开关阀和第2开关阀，该第1开关阀对上述开口部与上述电解液回收捕集器的连通状态和连通截断状态进行转换，该第2开关阀对上述开口部与上述溶剂罐的连通状态和连通截断状态进行转换，在上述电解液吸出工序中，开放上述第1开关阀且关闭上述第2开关阀，使上述开口部和已密封减压的上述电解液回收捕集器为连通状态，在上述溶剂注入工序中，在关闭上述第1开关阀后开放上述第2开关阀，使上述开口部和上述溶剂罐为连通状态，在上述混合液吸出工序中，开放上述第1开关阀且关闭上述第2开关阀，使上述开口部和已密封减压的上述电解液回收捕集器为连通状态。
电解液吸出工序中从电池壳体吸出电解液后，电池壳体的内部成为真空度高的减压状态。利用第2开关阀使该减压状态的电池壳体内部和与电池壳体相比为高压状态的溶剂罐为连通状态，因此能够容易地将溶剂从溶剂罐注入电池壳体。并且，在该溶剂注入工序中，可以使溶剂逆流至电池壳体内的电芯(cell)部分而进行清洗，能够获得较大的清洗效果。另外，在溶剂注入工序中向电池壳体注入溶剂后，再次利用第1开关阀使电池壳体和已密封减压的电解液回收捕集器为连通状态，因而能够将电解液吸出工序中所回收的电解液和混合液吸出工序中所回收的混合液利用经由第1开关阀的同一路径进行回收。因此，能够简化装置构成。
本发明中，可以由转换阀来构成上述第1开关阀和上述第2开关阀，该转换阀使上述开口部和上述电解液回收捕集器的连通状态、与上述开口部和上述溶剂罐的连通状态具有时间差来进行转换。通过使用转换阀，能够利用简单的操作进行从开口部和电解液回收捕集器的连通状态向开口部和溶剂罐的连通状态的转换、以及从开口部和电解液回收捕集器的连通状态向开口部和溶剂罐的连通状态的转换。
本发明中，可以在上述混合液吸出工序后，接着重复进行两组以上的上述溶剂注入工序与上述混合液吸出工序的组合。通过分别进行两次以上的溶剂注入工序和混合液吸出工序，可得到电池壳体内部的高清洗效果。因此，能够更安全地分解锂离子电池。
本发明中，在上述电解液吸出工序和上述混合液吸出工序中，可以对上述电池壳体进行加热。通过使电池壳体的内部升温，可得到较大的吸出效果。因此，能够高效地进行电解液和混合液的吸出。
根据本发明，通过用溶剂对电池壳体的内部进行清洗，能够将电解质从包含电池壳体的电池构成部件中除去。因此，能够安全地分解锂离子电池。并且，能够无浪费地取出、回收包含电池壳体在内的电池构成部件。进而，能够容易地回收电解质。
附图说明
图1是锂离子电池的外观立体图。
图2是锂离子电池的分解立体图。
图3是锂离子电池处理系统的系统构成图。
图4是锂离子电池与管路的立体图。
图5A是连接前的盖与管路的示意图，图5B是连接后的盖与管路的示意图。
图6是电解质除去处理的时间图。
图7是溶剂分离回收处理的时间图。
具体实施方式
下面，对于本发明的锂离子电池的电解质除去方法，举出适宜的实施方式，参照附图进行详细说明。
[1.锂离子电池10]
使用图1和图2，对锂离子电池10的构成进行说明。图1和图2所示的锂离子电池10为电芯(cell)。通常，两个以上的锂离子电池10连接而构成电池(battery)。需要说明的是，锂离子电池10的结构是公知的，例如示于日本特开2014-049253号公报中。
如图1所示，锂离子电池10的电池壳体12由容器14和盖16构成。容器14具有四个侧面和与各侧面的一端连接的底面，在各侧面的另一端形成开口部14a(参照图2)。在开口部14a接合有平板状的盖16。图1所示的电池壳体12的形状为近六面体，但不限定于该形状。例如，也可以为圆筒形状或其他形状。
如图2所示，容器14收纳有绝缘壳体18、发电体20、正极集电体22和负极集电体24、以及绝缘部件26、28，并用盖16密封。绝缘壳体18为沿着容器14的内周面的筒形。在绝缘壳体18中收纳有发电体20。发电体20由分别为长条的正极材料、第1隔板、负极材料与第2隔板的层积体和层积体的支撑部件构成。层积体通过以锂离子电池10的宽度方向为中心轴线进行卷绕而构成。正极板和负极板相互错开而进行层积。因此，在发电体20的一端(附图左侧)形成由正极板构成的正极电极20a，在发电体20的另一端(附图右侧)形成由负极板构成的负极电极20b。在正极电极20a电连接有正极集电体22。正极集电体22隔着板状的绝缘部件26被固定于盖16的背面。在负极电极20b电连接有负极集电体24。正极集电体22隔着板状的绝缘部件28被固定于盖16的背面。
如图1和图2中所示，在盖16的表面隔着垫片30、32安装有正极端子34和负极端子36。正极端子34与电池壳体12的内部的正极集电体22电连接，负极端子36与电池壳体12的内部的负极集电体24电连接。此外，在盖16形成有压力泄放阀38和注入口40。压力泄放阀38与盖16的其他部分相比壁薄，在其表面形成有用于使其容易破裂的槽。由于温度上升等在电池壳体12的内部产生气体，内压升高到规定压力以上，与此相伴压力泄放阀38发生破裂。通过压力泄放阀38发生破裂，内压的上升得到抑制。注入口40在电解液被注入电池壳体12的内部后关闭。
此处，例示出构成锂离子电池10的各电池构成部件的材料。容器14和盖16由金属、例如铝或铝合金形成。绝缘壳体18由聚丙烯等绝缘性的树脂形成。发电体20的正极材料、正极集电体22和正极端子34由铝合金形成。发电体20的负极材料、负极集电体24和负极端子36由铜合金形成。发电体20的第1隔板、第2隔板由聚乙烯树脂形成。绝缘部件26、28和垫片30、32由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚、全氟烷氧基氟树脂等绝缘性的树脂形成。各部件在通过本实施方式除去表面残留的电解质后能够再利用或作为再生材料来使用。
在电池壳体12的内部填充有电解液。电解液的电解质单独或混合使用了LiPF6、LiBF4、LiN(SO2Rf)2、LiC(SO2Rf)3(其中Rf＝CF3、C2F5)等。电解液的溶剂单独或混合使用碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯等有机溶剂。溶剂和电解质在通过本实施方式被分离后分别可以再利用。
[2.锂离子电池处理系统50]
使用图3，对本实施方式中使用的锂离子电池处理系统50的构成进行说明。锂离子电池处理系统50将电解质除去系统52和溶剂分离回收系统54组合而构成。电解质除去系统52是用于进行下述操作的系统：从锂离子电池10的电池壳体12的内部吸出电解液，并且将残留于电池壳体12的内部的电解质除去。溶剂分离回收系统54是用于将从电池壳体12吸出的电解液分离成溶剂和电解质而回收溶剂的系统。需要说明的是，也可以分别独立地设置电解质除去系统52和溶剂分离回收系统54。
电解质除去系统52具备锂离子电池10、气体供给泵60、溶剂罐62、电解液回收捕集器64、真空泵66、各管路(第1管路68、第2管路70、第3管路72、第4管路74、第5管路76)、和各阀(第1阀78、第2阀80、第4阀96)。另一方面，溶剂分离回收系统54具备电解液回收捕集器64、溶剂回收捕集器84、真空泵66、各管路(第6管路86、第7管路88、第8管路90、第9管路92)和各阀(第3阀94、第4阀96)。在锂离子电池处理系统50中，电解质除去系统52和溶剂分离回收系统54使用共同的第4阀96和真空泵66。
电解质除去系统52的各部如下进行连接。锂离子电池10和第1阀78的一个口通过第1管路68而连通。第1阀78的另一个口和电解液回收捕集器64通过第2管路70而连通。气体供给泵60和溶剂罐62通过第3管路72连通。溶剂罐62和第2阀80的一个口通过第4管路74连通。第2阀80的另一个口通过第5管路76与第1管路68连通。第5管路76相当于第1管路68的分支管路。
溶剂分离回收系统54的各部如下进行连接。电解液回收捕集器64和第3阀94的一个口通过第6管路86而连通。第3阀94的另一个口和溶剂回收捕集器84通过第7管路88而连通。溶剂回收捕集器84和第4阀96的一个口通过第8管路90而连通。第4阀96的另一个口和真空泵66通过第9管路92而连通。
气体供给泵60向下游侧的溶剂罐62供给氮等惰性气体。溶剂罐62在内部存积上述的电解液的溶剂、即碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯等有机溶剂。溶剂罐62中存积的有机溶剂优选与构成在锂离子电池10中填充的电解质的溶剂相同。锂离子电池10利用图1和图2进行说明。锂离子电池10按照电池壳体12的压力泄放阀38垂直向下的方式进行设置。在锂离子电池10设有第1温度调节器100。第1温度调节器100具有加热和冷却功能，能够使电池壳体12的内部升温和降温。电解液回收捕集器64暂时存积从电池壳体12吸出的电解液和后述的混合液。在电解液回收捕集器64设有第2温度调节器102。第2温度调节器102具有加热和冷却功能，能够使电解液回收捕集器64的内部升温和降温。
溶剂回收捕集器84使利用电解液回收捕集器64蒸馏分离的溶剂冷凝并存积。在溶剂回收捕集器84设有第3温度调节器104。第3温度调节器104具有冷却功能，能够使溶剂回收捕集器84的内部降温。真空泵66通过将气体从溶剂回收捕集器84和电解液回收捕集器64中排出，使它们的内部减压为高真空度。因此，第1阀78开放后，液体和气体从锂离子电池10的电池壳体12的内部被吸出，其内部被减压。
第1阀78、第2阀80、第3阀94、第4阀96分别对配置于一个口与另一个口的管路的连通状态和连通截断状态进行转换。第1阀78、第2阀80、第3阀94、第4阀96可以通过供给电信号或油压信号而进行开闭，也可以通过手动方式开闭。
[3.锂离子电池10与系统的连接方法]
使用图4、图5A、图5B，对锂离子电池10与锂离子电池处理系统50的连接方法进行说明。在第1管路68的一端部形成有在径向扩展的密封法兰110。如图5A、图5B所示，在密封法兰110的端面设有橡胶制的密封部件112。并且，以从密封法兰110和密封部件112突出的方式形成有第1管路68的前端部68a。
锂离子电池10按照使压力泄放阀38垂直向下的方式进行配置。并且，第1管路68的前端部68a从垂直下方被挤压到压力泄放阀38。如上所述，压力泄放阀38壁薄，因而若第1管路68的前端部68a被较强地挤压则压力泄放阀38发生破裂，形成开口部38’(参照图5B)。在压力泄放阀38破裂后，第1管路68的前端部68a被压入电池壳体12的内部。若前端部68a以某种程度被压入，则密封部件112被密封法兰110挤压到盖16的表面。在该状态下，电池壳体12和第1管路68被未图示的固定工具所固定。这样，电池壳体12和第1管路68连通，同时电池壳体12的内部被密封部件112所密封。
[4.各处理的说明]
接着，使用图6，对使用了锂离子电池处理系统50的电解质除去处理的过程进行说明，使用图7，对使用了锂离子电池处理系统50的溶剂分离回收处理的过程进行说明。
[4-1.电解质除去处理]
电解质除去处理包括：从电池壳体12吸出电解液(包含后述的混合液)的电解液吸出处理；和对电池壳体12的内部进行清洗而除去电解质的清洗处理。需要说明的是，使用图3所示的锂离子电池处理系统50进行电解质除去处理的情况下，为了确保电解液回收捕集器64与真空泵66之间的抽气流道，需要开放溶剂分离回收系统54的第3阀94。因此，在后述的处理中对第3阀94的开闭进行控制。另外，还利用第3温度调节器104对溶剂回收捕集器84的温度进行控制。
[4-1-1.电解液排出处理]
在使锂离子电池处理系统50工作前，将空的电解液回收捕集器64和空的溶剂回收捕集器84设置于系统内的规定位置。在该时刻，第1阀78、第2阀80、第3阀94、第4阀96被关闭。
如图6所示，在时刻t1使真空泵66工作。接下来，在时刻t2打开第4阀96，在时刻t3打开第3阀94。此时，电解液回收捕集器64的内部通过第6管路86、第3阀94、第7管路88、溶剂回收捕集器84、第8管路90、第4阀96和第9管路92而与真空泵66连通。因此，电解液回收捕集器64通过真空泵66被吸出内部的气体，减压至例如1～10-1Pa左右。进而，在时刻t4，使第2温度调节器102和第3温度调节器104的冷却功能工作，将各捕集器内部的温度调节为所回收的溶剂的沸点以下。通过以上的处理，电解液回收捕集器64的内部成为低温低压状态。
需要说明的是，在下一时刻t5之前，将已使用的锂离子电池10设置于锂离子电池处理系统50。此时，如图4、图5A、图5B所示，使电池壳体12的压力泄放阀38垂直向下，以该状态来配置锂离子电池10，用第1管路68的前端部68a使压力泄放阀38破裂而形成开口部38’，同时用密封部件112对开口部38’进行密封。这样，预先将第1管路68和电池壳体12的内部连通。该作业优选在即将到时刻t5前进行。例如，优选在时刻t4后进行。
在时刻t5，一边维持电解液回收捕集器64的低温低压状态，一边打开第1阀78。电池壳体12的内部通过第1管路68、第1阀78和第2管路70而与电解液回收捕集器64的内部连通。进而，电池壳体12的内部通过电解液回收捕集器64、第6管路86、第3阀94、第7管路88、溶剂回收捕集器84、第8管路90、第4阀96和第9管路92还与真空泵66连通。进而，与第1阀78的开放几乎同时地使第1温度调节器100的加热功能工作。通过该加热，除了真空泵66所致的电池壳体12内的电解液的吸出的真空度以外，还促进电池壳体12内的残留电解液的气化，因此能够得到较大的吸出效果。需要说明的是，从电池构成部件的再利用的观点来看，优选在锂离子电池10的发电体20(参照图2)所含有的第1隔板和第2隔板不与正极材料和负极材料热粘的温度范围内对第1温度调节器100进行调整。通过上述处理，电解液从电池壳体12中被吸出到电解液回收捕集器64。本实施方式中，根据这样的原理，电解液从电池壳体12经开口部38’被吸出，在电解液回收捕集器64中被回收。锂离子电池10还按照开口部38’(压力泄放阀38)垂直向下的方式配置。因此，电解液容易因自重而移动到开口部侧，从而被高效地从电池壳体12中吸出，在电解液回收捕集器64中被高效地回收。
在时刻t6，若电池壳体12的内部的真空度升高，则电解液的吸出和回收停止。电解液的吸出一旦停止，则关闭第1阀78。进而，与第1阀78的关闭几乎同时地停止利用第1温度调节器100的加热。
通过进行时刻t1～时刻t6的处理，能够将填充于电池壳体12的内部的电解液回收到电解液回收捕集器64的内部。但是，电池壳体12的内部有时会残留少量的电解液，并且，在收纳于电池壳体12中的各电池构成部件的表面有可能残留有电解质。因此，本实施方式中进行用溶剂对电池壳体12的内部进行清洗的清洗处理。下面对该处理进行说明。
[4-1-2.清洗处理]
在时刻t7使第1温度调节器100的冷却功能工作，将电池壳体12的内部的温度调节为溶剂的沸点以下且凝固点以上的低温。此时，电池壳体12的内部通过上述电解液的吸出而被减压至高真空度。因此，电池壳体12的内部成为低温低压状态。
在时刻t8使气体供给泵60工作。于是，惰性气体被供给至溶剂罐62的内部，溶剂罐62的内部成为高压。与气体供给泵60的起动几乎同时地打开第2阀80，则电池壳体12的内部通过第1管路68、第5管路76、第2阀80和第4管路74而与溶剂罐62的内部连通。此时，电池壳体12的内部为低温低压的状态，在该状态下，溶剂从溶剂罐62中排出，经开口部38’被注入电池壳体12。
在时刻t9停止气体供给泵60，同时关闭第2阀80。于是，溶剂从溶剂罐62向电池壳体12的注入停止。第2阀80的关闭可以在从时刻t8起经过了规定时间(在电池壳体12的内部填充溶剂的时间)时进行。另外，第2阀80的关闭也可以在从溶剂罐62向电池壳体12的溶剂注入量达到适量的时刻进行。溶剂的注入量由电池壳体12内部的电解液填充容量求出。在电池壳体12的内部，所注入的溶剂与残留的电解液混合，同时附着于各电池构成部件的表面的电解质溶解于溶剂中，由此生成混合液。
在时刻t10～时刻t11，对各操作对象进行与时刻t5～时刻t6相同的处理。即，在时刻t10一边维持电解液回收捕集器64的低温低压状态，一边打开第1阀78。电池壳体12的内部通过第1管路68、第1阀78和第2管路70而与电解液回收捕集器64的内部连通。此外，电池壳体12的内部通过电解液回收捕集器64、第6管路86、第3阀94、第7管路88、溶剂回收捕集器84、第8管路90、第4阀96和第9管路92也与真空泵66连通。进而，与第1阀78的开放几乎同时地使第1温度调节器100的加热功能工作。通过上述处理，混合液从电池壳体12被吸出到电解液回收捕集器64。
在时刻t11，若电池壳体12的内部的真空度升高，则混合液的吸出和回收停止。混合液的吸出一旦停止，则关闭第1阀78。进而，与第1阀78的关闭几乎同时地停止利用第1温度调节器100的加热。
通过进行时刻t7～时刻t11的处理、即溶剂注入工序和混合液吸出工序，能够回收残留于电池壳体12的内部的电解液。另外，可以利用溶剂对收纳于电池壳体12的内部的各电池构成部件的表面进行清洗，使各表面残留的电解质溶解于溶剂中而进行回收。若实施一组溶剂注入工序与混合液吸出工序的组合，则能够将电池壳体12的内部的电解质的量减少至分解电池壳体12时无害的程度。进而若根据需要反复实施两组以上，则能够形成电池壳体12的内部几乎不残留电解质的状态。
电解质除去处理结束后，停止锂离子电池处理系统50。在时刻t12关闭第3阀94，在时刻t13关闭第4阀96。接下来，在时刻t14停止第2温度调节器102和第3温度调节器104。最后在时刻t15停止真空泵66。
在连续进行多个锂离子电池10的电解质除去处理的情况下，在混合液吸出工序结束的时刻t11后，将锂离子电池10从第1管路68拆下，将处理前的锂离子电池10安装至第1管路68。并且，重新进行时刻t5以后的电解液吸出工序。
通过上述处理，能够将电池壳体12内部的电解液吸出至几乎不残留的状态，能够将抽出电解液后的空的状态的锂离子电池10安全地分解。分解后，例如，电池壳体12被再利用。另外，收纳于电池壳体12中的电池构成部件被溶解处理，溶解后的金属作为其他部件的材料被再使用。
[4-2.溶剂分离回收处理]
溶剂分离回收处理是从用电解液回收捕集器64所回收的电解液和混合液中回收溶剂的处理。
如图7所示，在时刻t21使真空泵66工作。接下来，在时刻t22使第3温度调节器104的冷却功能工作，将溶剂回收捕集器84的内部的温度调节为溶剂的液化温度以下的状态。进而，在时刻t23打开第4阀96，在时刻t24打开第3阀94。此时，电解液回收捕集器64的内部通过第6管路86、第3阀94、第7管路88、溶剂回收捕集器84、第8管路90、第4阀96和第9管路92而与真空泵66连通。
在时刻t25一边维持溶剂回收捕集器84的低温状态，一边使第2温度调节器102工作，将电解液回收捕集器64的内部的温度调节为溶剂的沸点以上。于是，存积于电解液回收捕集器64中的混合液中的溶剂发生气化，开始与电解质成分的分离。气化而成为气态的溶剂被真空泵66抽吸而从电解液回收捕集器64中被吸出。并且，经第6管路86、第3阀94和第7管路88而流入溶剂回收捕集器84。溶剂回收捕集器84被冷却至溶剂的液化温度以下，因此气态的溶剂在溶剂回收捕集器84的内部冷凝而液化。另一方面，电解质残留于电解液回收捕集器64的内部。这样，电解液回收捕集器64的内部的混合液通过蒸馏而分离成溶剂与电解质，在溶剂回收捕集器84中回收溶剂。
在时刻t26，电解液回收捕集器64的内部的溶剂成分被充分蒸馏或为少量时，停止混合液的分离和溶剂的回收，关闭第3阀94。进而，与第3阀94的关闭几乎同时地停止第2温度调节器102。
溶剂分离回收处理结束后，在时刻t27关闭第4阀96。最后在时刻t28停止第3温度调节器104，停止真空泵66。
并且，将电解液回收捕集器64和溶剂回收捕集器84分别从溶剂分离回收系统54中拆下，由此能够分别对溶剂和电解质进行再利用。例如，溶剂可以返回到溶剂罐62。
[4-3.电解质除去处理+溶剂分离回收处理]
图3所示的锂离子电池处理系统50也可以连续进行图6所示的电解质除去处理和图7所示的溶剂分离回收处理。这种情况下，在图6所示的时刻t11后进行图7所示的时刻t25之后的处理即可。
[5.本实施方式的总结]
本实施方式中，进行在电池壳体12形成开口部38’的开口部形成工序(时刻t1～时刻t5的期间)。接着，进行将电解液从电池壳体12的内部经开口部38’吸出到已密封减压的电解液回收捕集器64的电解液吸出工序(时刻t5～时刻t6)。接着，进行将不含电解质的溶剂从溶剂罐62经开口部38’注入电池壳体12的内部的溶剂注入工序(时刻t8～时刻t9)。并且，进行将混合液从电池壳体12的内部经开口部38’吸出到已密封减压的电解液回收捕集器64的混合液吸出工序(时刻t10～时刻t11)，该混合液包含在溶剂注入工序中注入到电池壳体12的内部的溶剂和残留于电池壳体12的内部的电解质。
根据本实施方式，将电池壳体12内的电解液吸出到已密封减压的电解液回收捕集器64后，进行溶剂的注入和吸出，由此对电池壳体12的内部进行清洗，通过这种简单的方法，能够从包含电池壳体12的电池构成部件中除去电解质后，将锂离子电池10安全地分解。因此，能够无浪费地取出、回收包含电池壳体12的电池构成部件。进而，能够容易地回收电解质。
本实施方式的开口部形成工序中，使设置于电池壳体12的压力泄放阀38垂直向下进行配置，并且在压力泄放阀38形成开口部38’。由于压力泄放阀38的壁薄，因而容易形成开口部38’。另外，通过使压力泄放阀38垂直向下，能够高效地进行电解液和混合液的吸出。
本实施方式中，使用对开口部38’与电解液回收捕集器64的连通状态和连通截断状态进行转换的第1阀(第1开关阀)78、以及对开口部38’与溶剂罐62的连通状态和连通截断状态进行转换的第2阀(第2开关阀)80。在电解液吸出工序中，开放第1阀78且关闭第2阀80，使开口部38’和已密封减压的电解液回收捕集器64为连通状态。在溶剂注入工序中，关闭第1阀78后开放第2阀80，使开口部38’和溶剂罐62为连通状态。在混合液吸出工序中，开放第1阀78且关闭第2阀80，使开口部38’和已密封减压的电解液回收捕集器64为连通状态。
根据本实施方式，利用第2阀80使减压状态的电池壳体12内部和与电池壳体12相比为高压状态的溶剂罐62为连通状态，因此能够容易地将溶剂从溶剂罐62注入电池壳体12。并且，在该溶剂注入工序中，可以使溶剂逆流至电池壳体12内的电芯部分而进行清洗，能够获得较大的清洗效果。另外，在溶剂注入工序中向电池壳体12注入溶剂后，再次利用第1阀78使电池壳体12和已密封减压的电解液回收捕集器64为连通状态，因而能够将电解液吸出工序中所回收的电解液和混合液吸出工序中所回收的混合液利用经第1阀78的同一路径(第1管路68、第2管路70)进行回收。因此，能够简化装置构成。
本实施方式中，可以在混合液吸出工序后接着重复两组以上的溶剂注入工序与混合液吸出工序的组合。通过分别进行两次以上的溶剂注入工序和混合液吸出工序，可得到电池壳体12内部的高清洗效果。因此，能够更安全地分解锂离子电池10。
本实施方式中，在电解液吸出工序和混合液吸出工序中，对电池壳体12进行加热。通过使电池壳体12的内部升温，可得到较大的吸出效果。因此，能够高效地进行电解液和混合液的吸出。
[6.变形例]
也可以由转换阀来构成图3所示的第1阀78和第2阀80，该转换阀使开口部38’和电解液回收捕集器64的连通状态、与开口部38’和溶剂罐62的连通状态具有时间差来进行转换。作为转换阀，可以使用具有三个口、即与电池壳体12连通的口、与溶剂罐62连通的口和与电解液回收捕集器64连通的口的三通阀。通过使用转换阀，能够利用简单的操作进行从开口部38’和电解液回收捕集器64的连通状态向开口部38’和溶剂罐62的连通状态的转换、以及从开口部38’和电解液回收捕集器64的连通状态向开口部38’和溶剂罐62的连通状态的转换。
在图6所示的时刻t8～t9的期间，可以从用溶剂填充电池壳体12的内部起至经过一定时间为止不排出混合液。这样的话，能够促进电解质在溶剂中的溶解。
也可以不在电池壳体12的压力泄放阀38形成开口部38’，而在其他部位形成开口部。但是，利用压力泄放阀38是最简单且作业效率好的方法。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种锂离子电池的电解质除去方法，其为从填充有电解液的电池壳体(12)的内部除去电解质的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，该方法具有下述工序：
开口部形成工序，使设置于所述电池壳体(12)的压力泄放阀(38)垂直向下进行配置，并且在所述压力泄放阀(38)形成开口部(38’)；
电解液吸出工序，将所述电池壳体(12)的内部的电解液从所述电池壳体(12)的内部经垂直向下的所述开口部(38’)吸出到已密封减压的电解液回收捕集器(64)；
溶剂注入工序，将不含电解质的溶剂从溶剂罐(62)经所述开口部(38’)注入所述电池壳体(12)的内部，该电池壳体(12)的内部通过所述电解液吸出工序中的所述电解液的吸出而为减压的状态；和
混合液吸出工序，将混合液从所述电池壳体(12)的内部经所述开口部(38’)吸出到已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)，该混合液包含在所述溶剂注入工序中注入到所述电池壳体(12)的内部的所述溶剂和残留于所述电池壳体(12)的内部的电解质，
在所述混合液吸出工序后，接着将所述溶剂注入工序与所述混合液吸出工序的组合重复进行两组以上。
2.(修改后)如权利要求1所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，设置第1开关阀(78)和第2开关阀(80)，该第1开关阀(78)对所述开口部(38’)与所述电解液回收捕集器(64)的连通状态和连通截断状态进行转换，该第2开关阀(80)对所述开口部(38’)与所述溶剂罐(62)的连通状态和连通截断状态进行转换，
在所述电解液吸出工序中，开放所述第1开关阀(78)且关闭所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)为连通状态，
在所述溶剂注入工序中，在关闭所述第1开关阀(78)后开放所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和所述溶剂罐(62)为连通状态，
在所述混合液吸出工序中，开放所述第1开关阀(78)且关闭所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)为连通状态。
3.(修改后)如权利要求2所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，由转换阀来构成所述第1开关阀(78)和所述第2开关阀(80)，该转换阀使所述开口部(38’)和所述电解液回收捕集器(64)的连通状态、与所述开口部(38’)和所述溶剂罐(62)的连通状态具有时间差来进行转换。
4.(修改后)如权利要求1所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，在所述电解液吸出工序和所述混合液吸出工序中对所述电池壳体(12)进行加热。
5.(删除)
6.(删除)

Claims (6)

1.一种锂离子电池的电解质除去方法，其为从填充有电解液的电池壳体(12)的内部除去电解质的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，该方法具有下述工序：
开口部形成工序，在所述电池壳体(12)形成开口部(38’)；
电解液吸出工序，将电解液从所述电池壳体(12)的内部经所述开口部(38’)吸出到已密封减压的电解液回收捕集器(64)；
溶剂注入工序，将不含电解质的溶剂从溶剂罐(62)经所述开口部(38’)注入所述电池壳体(12)的内部；和
混合液吸出工序，将混合液从所述电池壳体(12)的内部经所述开口部(38’)吸出到已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)，该混合液包含在所述溶剂注入工序中注入到所述电池壳体(12)的内部的所述溶剂和残留于所述电池壳体(12)的内部的电解质。
2.如权利要求1所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，在所述开口部形成工序中，使设置于所述电池壳体(12)的压力泄放阀(38)垂直向下进行配置，并且在所述压力泄放阀(38)形成所述开口部(38’)。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，设置第1开关阀(78)和第2开关阀(80)，该第1开关阀(78)对所述开口部(38’)与所述电解液回收捕集器(64)的连通状态和连通截断状态进行转换，该第2开关阀(80)对所述开口部(38’)与所述溶剂罐(62)的连通状态和连通截断状态进行转换，
在所述电解液吸出工序中，开放所述第1开关阀(78)且关闭所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)为连通状态，
在所述溶剂注入工序中，在关闭所述第1开关阀(78)后开放所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和所述溶剂罐(62)为连通状态，
在所述混合液吸出工序中，开放所述第1开关阀(78)且关闭所述第2开关阀(80)，使所述开口部(38’)和已密封减压的所述电解液回收捕集器(64)为连通状态。
4.如权利要求3所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，由转换阀来构成所述第1开关阀(78)和所述第2开关阀(80)，该转换阀使所述开口部(38’)和所述电解液回收捕集器(64)的连通状态、与所述开口部(38’)和所述溶剂罐(62)的连通状态具有时间差来进行转换。
5.如权利要求1所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，在所述混合液吸出工序后，接着将所述溶剂注入工序与所述混合液吸出工序的组合重复进行两组以上。
6.如权利要求1所述的锂离子电池的电解质除去方法，其特征在于，在所述电解液吸出工序和所述混合液吸出工序中对所述电池壳体(12)进行加热。
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