資源・素材2021（札幌）
2021年9月14日〜9月16日オンライン開催
資源・素材2021（札幌）
2021年9月14日〜9月16日オンライン開催
[1K0601-08-03]（学生発表：修士課程） 水中での電気パルス放電を利用したリチウムイオン電池の正極活物質層の分離過程観察
○照屋 海人1、林 秀原1、小板 丈敏1、浪平 隆男2、所 千晴1,3(1. 早稲田大学、2. 熊本大学、3. 東京大学)
司会：芳賀 一寿（秋田大学）
キーワード：
廃リチウムイオン電池、正極活物質、分離、電気パルス放電、回収
リチウムイオン電池（LiB）のリサイクルプロセス最適化のために，正極活物質の選択的な分離技術の開発が求められている。本研究では，LiBの正極の活物質層の分離と回収を目的として，電気パルス放電を利用して分離し，その分離過程を観察した。本実験で使用したLiBサンプルは自動車用の捲回体であった。正極は幅80 mm，長さ4200 mmであり，集電体であるアルミニウム(Al)箔の両面に活物質層が塗布されていた。正極を長さ210 mmに切断し，水中にて電気パルスを印加した。容量40 µFの高電圧コンデンサに充電されたエネルギーをサンプルに印加した。サンプルの熱容量，抵抗，放電回路のパラメータを考慮して，充電電圧を計算して決定した。放電後，Al箔は箔の形状を維持したまま，活物質層は粒子となってAl箔から分離された。ろ過によって活物質層を回収し，XRF分析した結果，コバルトの回収率は91.8 %であった。高速度カメラを用いて電極付近のプラズマの発生と，衝撃波が伝播していく様子を観察したところ，活物質層の剥離駆動力が議論できた。