(Poster session/Short oral-presentation) Mineral processing / Recycling

[2309-27-20] Investigation of direct recycling of ternary (nickel-cobalt-manganese-based) cathode active materials from lithium-ion battery manufacturing scrap by dry grinding and classification process

○Kento Izumi^{1[Master’s course]}, Yutaro Takaya^1,2, Chiharu Tokoro^1,2, Yosuke Kita³, Hiroyuki Akashi³ (1. Waseda University, 2. The University of Tokyo, 3. AESC Japan Ltd.)

Chairperson：高谷 雄太郎（東京大学）

Keywords:Lithium-ion battery, Cathode active materials, Direct recycling, Grinding, Classification

三元系リチウムイオン電池正極材はLi，Ni，Co，Mn等のレアメタルを多く含有することから，低コスト・低環境負荷でのリサイクル技術確立が社会的に望まれている。既存のリサイクルプロセスは，前処理と湿式処理により各レアメタルを個別に回収するため，工程数が多く，薬品コストが高い。そこで本研究では，リチウムイオン電池製造工程で10%程度発生することが知られている工程内廃材を対象として，より低コストかつ低環境負荷な乾式粉砕・分級プロセスによって，正極活物質を単体分離・回収し，その回収物を用いて新たな電池を作製するダイレクトリサイクルの検討を行った。乾式粉砕では，体積粉砕と表面粉砕を組み合わせることで，正極活物質を劣化させることなく単体分離させた。乾式分級では，粗粉側に比重の大きい正極活物質，微粉側に比重の小さい有機物材料（PVdFバインダー，導電助剤）を相互分離させて回収した。最後に，分級物を10 wt%混合して作製した電池セルを用いてサイクル試験を行った結果，粗粉側の分級物を混合させた電池セルは製品と同等の性能を示すことが確認された。