| 研究課題/領域番号 |
20K04410
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | リチウムイオン電池 / リサイクル / 正極活物質 / 大気圧高電圧パルス放電 / 正極部材 / リサイクルプロセス / リチウムイオン二次電池 / リチウム三元系正極活物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，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。この提案リサイクルプロセスの実現には，大気圧高電圧パルス放電によるリチウム電池正極活物質のスパッタプロセスの解明とそれに基づく最適放電条件の決定が必要不可欠である。その点を考慮して，実験による検討だけではなく，遮断器の内部プラズマの解析で開発されてきた最新のシミュレーション技術を駆使した数値解析も利用して，提案する大気圧高電圧パルス放電を利用したリチウムイオン電池正極活物質のリサイクルプロセスに適した大気圧高電圧パルス放電条件を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，廃水処理を要する化学溶液による酸浸出を用いたリサイクルプロセスに代わる手法として，大気圧高電圧パルス放電によるスパッタまたは放電加工と類似した現象を用いた，環境に優しいリチウムイオン電池リサイクルプロセスを新たに提案し，検討した。その結果，提案している大気圧高電圧パルス放電を利用したリチウムイオン電池の正極活物質の回収手法は実現可能であると示唆できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，リチウムイオン電池の需要の高まりに呼応して，電池のリサイクルの必要性も高まってきている。従来の電池リサイクルプロセスでは，電池を破砕処理した後，化学溶液を用いた酸浸出によって電池の正極材を回収する手法が考えられている。この手法は材料の回収効率がよいという利点がある一方で，アルミニウムや遷移金属を含んだ廃水処理が必要で環境への負荷が大きいという問題点がある。その問題点に対して本研究課題は大気圧高電圧パルス放電を電池リサイクルに適用することで，廃液の出ない環境にやさしい電池リサイクルプロセスの実現に貢献できると考えられる。
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