2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation on recycle of positive electrode of Li-ion battery using pulse discharge with high voltage at atmospheric pressure
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20K04410
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
田中 正志 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (40583985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳平 丈志 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10323213)
乾 義尚 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (70168425)
平山 智士 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (70759274)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リチウムイオン電池 / 正極活物質 / リサイクルプロセス / 大気圧高電圧パルス放電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
廃棄リチウムイオン電池を大気圧高電圧パルス放電でスパッタリングして正極活物質を回収するリサイクルプロセスを新たに提案・検討する。このため，2020年度の研究で未完成部分であった実験装置の改良を行った。計画書のとおり電源部分はネオントランスと倍電圧整流回路で構成することに成功した。そして製作した装置を用いて，パルス放電の点火実験を行った。パルス電圧値が約70kV，パルス幅が20ns程度の高電圧パルス放電を発生させることに成功した。その様子の写真撮影も行えた。また，電池正極材に対して上述のパルス放電処理を行った後の正極材を観察したところスパッタによって正極材が引きはがされ，放電電極周辺に正極材である黒い粉末が存在することが確認できた。
また，2021年度にはパルス放電装置のシミュレーションプログラムのコーディングも行った。研究成果は電気学会全国大会や電気学会東京支部茨城支所研究発表会で発表している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度のコロナによる遅れを取り戻すために，2021年度も活動を再活発化させようとした。
2021年度には，計画のとおり高電圧パルス放電の点火の確認や正極材のスパッタ試験やシミュレーション開発は取り組まれた。
しかしながら，2021年度にもコロナ感染症の拡大防止のために実験室への入構制限があって2021年度に実施予定のスパッタ後の回収物質の元素分析等が行えていない。
2022年度前半にはスパッタ後の回収物質の元素分析等を行って，2021年度後半に行う予定だった研究を進め，予定した研究の全体が研究期間に収まるように研究に励む。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定では2022年度は研究総括の予定である。
2021年度にやっと放電実験装置が完成したので，コロナ感染症対策による遅れを取り戻し，2021年度後半に予定していたスパッタ試験やスパッタプロセスの解明の実験を前半に行うとともに，シミュレーション技術を駆使してパルス放電の基礎物性の推定を行う。
結果を纏めて，国内学会や国際会議で研究成果を発表していく。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染症の入構制限やヘリウムガスの購入制限等のため2021年度に進める予定であった計画を2022年度に実施するため。
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