| 研究課題/領域番号 |
19K12435
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| 研究機関 | 仙台高等専門学校 |
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研究代表者 |
葛原 俊介 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (60604494)
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| 研究分担者 |
寺門 修 函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (90402487)
林 英男 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部計測分析技術グループ, 上席研究員 (10385536)
粕谷 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50509734)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | リチウムイオン2次電池 / リチウム回収 / 炭酸リチウム精製 / フッ素除去 / アルミニウム除去 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、資源価値が低下したリチウムイオン二次電池にも対応可能なリチウム回収および高純度炭酸リチウム精製のための基礎的情報の提供を目的としている。今年度は、廃リチウムイオン二次電池の正極材を用いて、浸出液中へのアルミニウムおよびフッ素の混入を抑制する方法について検討を行った。
正極材粉末を超純水もしくは水酸化ナトリウム水溶液を用いて洗浄処理を行った。その結果、超純水で90%前後のアルミニウムを除去することができることが明らかとなった。水酸化ナトリウムを用いることによって、除去率が97%となり、その効果が高いことがわかった。洗浄試験後の正極材粉末を用いて、焼成試験を行い、焼成物を水浸出した。水洗浄の場合、焼成温度600℃で87.1%のリチウム浸出率であった。一方、水酸化ナトリウム水溶液では焼成温度550℃で90.6%であった。洗浄処理を行わない場合、リチウム浸出に対する最適な焼成温度が500℃であったので、洗浄により焼成温度を50℃～100℃上昇させることにより、高いリチウム浸出率を保つことができることがわかった。
浸出液中のフッ素を除去することを目的として、水酸化カルシウムを添加して液中のフッ素濃度について評価を行った。98%の液中のフッ素をフッ化カルシウムとしての分離を可能にしたが、浸出液中に未反応のカルシウムが存在し、炭酸リチウム精製に対して悪影響を及ぼすことが課題として残った。カルシウム材の添加量や種類についてより詳細に検討すべきである。
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