Development of simultaneous separation of Co/Ni/Mn from spent lithium-ion secondary batteries

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19872
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Nagai Daisuke 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (30375323)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: レアメタル / リチウムイオン二次電池 / 金属配位ポリマー / 酸化物生成反応 / コバルト

Outline of Final Research Achievements

A polymer with a cobalt oxide core was dispersed in a Co/Mn/Ni ethylene glycol/NaOH solution in the presence of sodium oleate (surfactant), and heated to 200°C for oxide formation reaction to attempt accumulation of the same cobalt oxide as the core. The results showed that cobalt could be selectively separated (selectivity = 94 %). Next, a polymer with a nickel oxide core was dispersed in an ethylene glycol/NaOH solution of Co/Mn/Ni and heated at 200°C for an oxide formation reaction, and it was confirmed that Ni could be preferentially separated (62 %). Through this study, it was found that Co can be selectively separated by crystal growth centered on the nucleus.

Free Research Field

有価物回収

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したCo/Mn/Ni混合溶液中でのCoの選択的分離法は、世界に普及が拡大している電気自動車用のバッテリーであるリチウムイオン二次電池（LiB）のリサイクルに大きく貢献できる重要な技術と成り得る。LiBの正極材に使用されているCo・Mn・Niはレアメタルであるが化学的・物理的性質が類似しているため、コストに見合う分離技術が確立されていない。本研究で開発した技術は海外（米国・中国・欧州）および国内の特許出願を済ませており、今後連携先企業と周辺特許を網羅的に出願することにより世界に普及する可能性が高い技術であるといえる。