資源・素材学会 年次大会

自動車の電動化や蓄電池技術の活用などリチウムイオン電池の使用量が増加している。我々は資源の有効活用に向けて、リサイクル前処理技術として電極を分離・回収するプロセスの構築を目指している。そこで、低環境負荷・低コストである水を用いた超音波処理による電極の高純度分離を検討した。
水とNMP（N-メチル-2-ピロリドン）での超音波処理を比較すると、水の方が正極合材層を除去できた。水はNMPよりバインダーの溶解力はないが、表面張力が高いため、キャビテーション効果による物理的な衝撃力が大きく、合材を除去しやすかったと考えられる。水での超音波処理では、低周波数ほど合材の除去力は大きいが、アルミ箔の損傷が大きいトレードオフの関係があった。そこで、アルミ箔の損傷を抑えられる高周波数で、周波数を周期的に変動させるスイープ処理により定在波を分散させることで高い合材除去力を両立できた。
水中超音波処理による電極の高純度分離により、回収した合材粉を湿式製錬だけでなく、ダイレクトリサイクルにも活用できると考えている。