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公開番号2025012602
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115546
出願日2023-07-14
発明の名称負極活物質の再生産方法
出願人プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/54 20060101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】使用後のリチウムイオン二次電池から急速充放電特性の向上した負極活物質を得る再生産方法に関する。
【解決手段】ここに開示される技術は、使用後のリチウムイオン二次電池から負極活物質を再生産する方法であって、正極30と、炭素材料を含む負極活物質を備える負極40と、電解液と、を備える使用後のリチウムイオン二次電池1を準備する準備工程S10と、リチウムイオン二次電池1を充電する充電工程S20と、充電工程S20後のリチウムイオン二次電池1を放電する工程であって、充電工程S20の充電レートより高い放電レートで放電する放電工程S30と、放電工程S30後のリチウムイオン二次電池1に対し、負極40から炭素材料を含む負極活物質を回収する回収工程S40と、を包含する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
使用後のリチウムイオン二次電池から負極活物質を再生産する方法であって、
正極と、炭素材料を含む負極活物質を備える負極と、電解液と、を備える使用後のリチウムイオン二次電池を準備する準備工程と、
前記リチウムイオン二次電池を充電する充電工程と、
前記充電工程後の前記リチウムイオン二次電池を放電する工程であって、前記充電工程の充電レートより高い放電レートで放電する放電工程と、
前記放電工程後の前記リチウムイオン二次電池に対し、前記負極から炭素材料を含む前記負極活物質を回収する回収工程と、を包含する、
負極活物質の再生産方法。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記準備工程で準備する前記リチウムイオン二次電池の正負極容量比（負極容量／正極容量）は１．０以上である、
請求項１に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項３】
０．５Ｃ以下の充電レートで前記充電工程を行う、請求項１または２に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項４】
前記リチウムイオン二次電池の充電状態（ＳＯＣ）が５０％以上になるまで前記充電工程を行う、請求項１または２に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項５】
０．５Ｃ以上の放電レートで前記放電工程を行う、請求項１または２に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項６】
前記リチウムイオン二次電池のＳＯＣが３０％以下になるまで前記放電工程を行う、請求項１または２に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項７】
ラマン分光法によって求まる前記回収工程で回収した前記負極活物質のＧバンド強度（Ｉ
Ｇ
）に対するＤバンド強度（Ｉ
Ｄ
）の比（Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ｇ
）が０．３８以上である、請求項１または２に記載の負極活物質の再生産方法。
【請求項８】
Ｘ線回折法に基づく前記回収工程で回収した前記負極活物質の層間距離ｄ（００２）が３．３５０Å以上３．３６９Å以下である、請求項７に記載の負極活物質の再生産方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、負極活物質の再生産方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）等の車両に搭載される駆動用電源をはじめとしたさまざまな用途に好適に用いられており、その需要は急速に拡大している。かかる需要に際し、使用後のリチウムイオン二次電池から負極活物質の再生産に関する技術への需要も高まっている。負極活物質の再生産に関する技術としては例えば、特許文献１には、リチウムイオン二次電池から負極を取り出し、該負極を、水を含有する液体で洗浄し、該負極を負極活物質と結着剤とを含む負極合材と集電基板とに分離した後、結着剤を溶解または分散できる溶媒に上記負極合材を混合することで負極ペーストを作製し、負極集電体上に塗布する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－２２８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
負極活物質においては、負極活物質の再生産に関する技術のみならず、再生産された負極活物質の性能向上、例えば急速充放電特性の向上も要求される。特許文献１に開示されるような従来技術によって回収された負極活物質においては急速充放電特性について考慮されていない。そのため、上記のような急速充放電特性についての要求に十分に応えることが出来ない。
【０００５】
ここに開示される技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用後のリチウムイオン二次電池から急速充放電特性の向上した負極活物質を得る再生産方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示される技術は、使用後のリチウムイオン二次電池から負極活物質を再生産する方法であって、正極と、炭素材料を含む負極活物質を備える負極と、電解液と、を備える使用後のリチウムイオン二次電池を準備する準備工程と、上記リチウムイオン二次電池を充電する充電工程と、上記充電工程後の上記リチウムイオン二次電池を放電する工程であって、上記充電工程の充電レートより高い放電レートで放電する放電工程と、上記放電工程後の上記リチウムイオン二次電池に対し、上記負極から炭素材料を含む上記負極活物質を回収する回収工程と、を包含する。
【０００７】
かかる構成によれば、充電レートより高い放電レートで上記リチウムイオン二次電池を放電することにより上記負極の負極活物質の表層がアモルファス化し、該負極活物質の急速充放電特性が向上する。したがって、急速充放電特性の向上した負極活物質を再生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示す縦断面図である。
図２は、図１に示すリチウムイオン二次電池の電極体を模式的に示す斜視図である。
図３は、一実施形態に係る再生産方法を説明するフローチャートである。
図４は、一実施形態に係る回収工程の副工程を説明するフローチャートである。
図５は、一実施形態に係る、負極活物質（炭素材料）の表層およびリチウムイオンの様子を模式的に示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、ここで開示される技術の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここで開示される技術の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と、当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１０】
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下の意と共に、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含するものとする。なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイスを指し、いわゆる蓄電池、および電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を包含する用語である。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池を指す。
（【００１１】以降は省略されています）

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