【若手・一般ポスター発表】環境・リサイクリング分野

[12050-70-07] (学生発表：学士課程)プラスチック材を用いたLIB正極活物質からのLi回収

○藤原 一貴¹、葛原 俊介¹、寺門 修²、粕谷 亮³ (1. 仙台高等専門学校、2. 函館工業高等専門学校、3. 産業技術総合研究所)

キーワード：リチウムイオン二次電池、リチウム回収、炭素還元、フッ素系ポリマー

リチウムイオン二次電池(LIB)は、良好なサイクル特性や高エネルギー密度といった特長を有しており、自動車や電子機器などに用いられている。一方で、数年後には相当量の廃棄が見込まれており、廃LIBからの資源回収や環境負荷の少ない適切な処理プロセスの開発は必要不可欠となっている。
　著者らは、これまでにLIB正極材からのLi回収を目的として様々な検討を行ってきた。正極材モデル試料(LiCoO₂)と活性炭および廃LIBの正極材による焼成試験を行い、両者共に水浸出でLiを90%以上回収する条件を見いだした。廃LIBでも高い浸出率を得ることができたのは、正極材のバインダー成分であるPVDF(ポリフッ化ビニリデン)の炭素分が還元剤として作用するためであると考察した。一方でフッ素も90%以上が浸出液へ混入し、回収物である炭酸リチウムの純度が低下することから、フッ素の浸出抑制が必要であることを指摘した。
　本研究では、LIB正極活物質からのLi回収を目的として、LiCoO₂と種々のプラスチック材との混合物を試料として焼成試験を行い、Li浸出率およびハロゲンの分配挙動を検討した。プラスチック材としてPVDFを用いた場合では、焼成温度400℃でLi浸出率90 %以上を達成できた。