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[P108C]Development of a lithium recovery process from spent lithium-ion batteries using nanofiltration membranes
○Tomoki Watanabe1, Ryoma Miyamoto1, Tomoya Yoshizaki1, Satoshi Kuretani1, Jun Okabe1, Shinichi Minegishi1 (1. Toray Industries, Inc.)
Keywords:
Lithium-ion batteries,Lithium recovery,Nanofiltration,Membrane separation,Hydrometallurgy
資源循環の観点から使用済みリチウムイオン電池 （LiB）からリチウム（Li）を高効率で回収可能な技術が求められている。現状の技術では、LiBを解体・焙焼して得られるブラックマスを強酸で浸出し、得られた酸浸出液から多価イオンを沈殿法で除去、または、溶媒抽出法で回収後にLiを精製・回収するが、上記工程でLiが損失、また、不純物が混入するため回収効率が低く、Liの回収技術は未確立である。本研究では、多価イオンの除去工程前に当社開発中の高Li選択性・高耐酸性のナノろ過（NF）膜を適用し、酸浸出液から多価イオンに先立ってLiを分離する膜プロセスを設計、その有効性を検証した。結果、複数の酸浸出液(実液)にて、膜プロセスでのLi損失を4％以下に留め、かつ、高純度化が可能なことを実証した。また、膜処理後の液から炭酸Liを精製することで、多価イオン除去精製時のLi損失が16％低減した。さらに、精製した炭酸Liを用いて単層セルを作製し、その電池性能を評価した結果、バッテリーグレードの炭酸Liから作製した単層セルと同等の性能を確認し、リサイクル炭酸Liの有効性を実証した。