JP7348405B2 - 正極スクラップを用いた活物質の再使用方法 - Google Patents
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Description
以下の実施例及び比較例のような方法で各々正極活物質を準備し、電気化学性能を評価した。
上述したような本発明の活物質再使用方法によって再使用活物質を収去した。正極板を打ち抜いた後に捨てられる正極スクラップを準備し、段階S30で、熱処理を600℃で30分間行った。段階S40で、洗浄をLiOH用いて10分間行った。段階50では、追加のリチウム前駆体を添加せずに、750℃の空気中で15時間アニーリングした。
再使用活物質ではなく、フレッシュなLCOを使用した。
上述したような本発明の活物質再使用方法のうち、段階S30の熱処理のみを行って、バインダー、導電材の除去及びAl集電体を分離してLCO活物質を収去した。段階S30は、実施例と同じ条件で行った。本発明の活物質再使用方法のうち、段階S40の表面改質と段階S50の結晶構造回復は行わなかった。
比較例2の方法と同一であるが、熱処理段階S30で、熱処理時間のみを5時間に変更した。
比較例2に加え、前述した本発明の活物質の再使用方法のうち段階S40の表面改質を行ってLCO活物質を収去した。即ち、表面改質は行い、本発明の活物質の再使用方法のうち段階S50の結晶構造回復は行わなかった。段階S40は、実施例と同様の条件で行った。
20 正極活物質層
30 正極シート
40 正極板
50 正極スクラップ
Claims (12)
- (a)集電体上にリチウムコバルト酸化物からなる正極活物質層を含む正極スクラップを空気中で熱処理して前記活物質層中のバインダーと導電材を熱分解することで、前記集電体を前記活物質層から分離し、前記活物質層中の活物質を回収する段階と、
(b)回収された活物質を水溶液状態で塩基性を示すリチウム前駆体水溶液を用いて洗浄して乾燥する段階と、
(c)洗浄された活物質に追加のリチウム前駆体を添加せずにアニーリングして再使用可能な活物質を得る段階と、を含む、正極活物質の再使用方法。 - 前記熱処理を300~650℃で1時間以内で行うことを特徴とする、請求項1に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記リチウム前駆体水溶液は、0%超過15%以下のリチウム前駆体を含むように製造され、前記洗浄は、10分間以内で行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記洗浄は、前記回収された活物質を前記リチウム前駆体水溶液に含浸すると共に攪拌して行うことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記リチウム前駆体が、LiOHを含むことを特徴とする、請求項3に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記洗浄によって、前記活物質層に使用された原材料活物質中のリチウムと他の金属との割合に対し、損失されたリチウムの割合分が添加されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記アニーリングを400~1,000℃の空気中で行うことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記アニーリングの段階の温度は、前記リチウム前駆体の融点を超過する温度であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記活物質層中の活物質を粉末形態で回収し、前記バインダーや導電材の炭化によって生じる炭素成分が表面に残留しないことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記再使用可能な活物質は、前記活物質層中の活物質と類似の粒度分布を有することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- 前記再使用可能な活物質は、フッ素(F)の含量が100ppm以下であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の正極活物質の再使用方法。
- (a)集電体上のリチウムコバルト酸化物からなる正極活物質層を含む正極から正極板を打ち抜いた後に残った部分である正極スクラップを、空気中で、300~650℃で1時間以内で熱処理して前記活物質層中のバインダーと導電材を熱分解することで、前記集電体を前記活物質層から分離し、前記活物質層中の活物質を回収する段階と、
(b)回収された活物質を、水溶液状態で塩基性を示し、かつ0%超過15%以下のリチウム前駆体を含有するリチウム前駆体水溶液を用いて10分間以内で洗浄して乾燥する段階と、
(c)洗浄された活物質に追加のリチウム前駆体を添加せずに400~1,000℃の空気中でアニーリングする段階と、を含む、正極活物質の再使用方法。
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