2023 Fiscal Year Annual Research Report
Upcycling of Spent Lithium-Ion Batteries Electrodes Towards All-Solid-State Lithium Batteries
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22KF0347
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
野田 優 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50312997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SUBRAMANIAN NATARAJAN 早稲田大学, 理工学術院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | リチウムイオン電池 / リサイクル / 全固体電池 / アップサイクル / ライフサイクルアセスメント / 環境影響評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
使用済みLIBの材料リサイクルに向け、黒鉛負極材、NCM正極材に加え、NCA正極材、LFP正極材にも対象を広げて検討を進めた。素性が明らかな使用済みLIBの入手が困難なため、素性が明らかな新品のLIBを購入し、高速充放電を行うことでLIBを使用済み状態とした。そのうえでLIBを解体し、部材を取り出し再生試験へと利用した。LIB正極材では、活性なLi+の損失、構成元素の価数の変化、結晶構造の変化などが劣化要因となるため、Li+を添加し適切な雰囲気で熱アニールすることが再生には欠かせない。正極材のみで適切な再生条件を検討したうえで、金属箔ごと取り出した正極に対してもアニールを適用し、バインダの熱分解と正極材の分離、再生を一括で行うプロセスの検討を進めた。加えて、使用済みLIB正極の全固体電池(ASSB)正極へのアップサイクルに向け、NbコートNCM正極材、Li6PS5Cl (LPSCl)固体電解質と気相成長炭素繊維(VGCF)導電材を用いたASSB作製に取り組んだ。In箔を負極としてASSBの動作を確認でき、今後、再生正極材を用いたASSBの検討へと展開する予定である。また、昨年度に検討した黒鉛負極材の低環境負荷での再生研究について、追加データを取得したうえで原著論文を執筆し近々投稿する予定である。加えて各種LIB正極の直接リサイクル技術を広範に調査、レビュー論文を執筆、近々投稿する予定である。
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