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公開番号2025152221
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024054013
出願日2024-03-28
発明の名称リサイクル正極活物質の製造方法
出願人住友化学株式会社,国立大学法人京都大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22B 7/00 20060101AFI20251002BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】水洗を複数回行う場合において、水洗により生じる廃水の量を削減することが可能なリサイクル正極活物質の製造方法を提供すること。
【解決手段】下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
(1)正極活物質を含む正極合材と、1種又は2種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
(2)混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
(3)加熱後の混合物を、水及びアルカリ金属化合物を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
(4)第一の固体成分を、水を含み、且つ、第一の液体よりもアルカリ金属化合物の含有量が小さい第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
(5)第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水及びアルカリ金属化合物を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水を含み、且つ、前記第一の液体よりもアルカリ金属化合物の含有量が小さい第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記第二の液体が前記第一の液体成分の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第二の液体が前記第一の液体よりも少量である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水及び前記第一の液体成分の少なくとも一部を含む第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
【請求項５】
前記第二の液体が前記第一の液体よりも少量である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水を含み、且つ、前記第一の液体よりも少量の第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
【請求項７】
前記工程（２）において前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度以上の温度に加熱する、請求項１～６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記工程（２）において前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱する、請求項１～６のいずれか一項に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル正極活物質の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
電池の正極活物質にはコバルト、ニッケル、マンガン、リチウムなどの希少金属成分が含有されており、特に非水電解質二次電池の正極活物質には、上記の希少金属成分を主成分とする化合物が利用されている。希少金属成分の資源を保全するために、二次電池の電池廃材から、希少金属成分を再生産する方法が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、正極合材とアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤とを混合し、混合物を加熱してバインダーを分解し、水などにより分解物や活性化処理剤を除去して正極活物質を回収する方法が開示されている。この方法では、有機溶剤を使用せずに、電池廃材から正極活物質を直接回収する点でコスト的に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１８６１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正極合材中の正極活物質をリサイクルする際に、正極活物質を再活性化させるためにアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤を添加する。正極活物質を再活性化した後、活性化処理剤等を除去するために、正極活物質及び活性化処理剤等を含む混合物を水洗することがある。このとき、活性化処理剤等を一回の水洗により除去することは難しいため、水洗を複数回行う場合があるが、水洗を行う回数が増えると水洗により生じる廃水の量も多くなるため、環境への負荷が大きくなると共に、廃水の処理コストも増大する。
【０００６】
そこで、本発明は、水洗を複数回行う場合において、水洗により生じる廃水の量を削減することが可能なリサイクル正極活物質の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例えば、以下の［１］～［８］を含む。
［１］下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水及びアルカリ金属化合物を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水を含み、且つ、前記第一の液体よりもアルカリ金属化合物の含有量が小さい第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
［２］前記第二の液体が前記第一の液体成分の少なくとも一部を含む、［１］に記載の製造方法。
［３］前記第二の液体が前記第一の液体よりも少量である、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水及び前記第一の液体成分の少なくとも一部を含む第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
［５］前記第二の液体が前記第一の液体よりも少量である、［４］に記載の製造方法。
［６］下記工程を含むリサイクル正極活物質の製造方法。
（１）正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
（２）前記混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物を、水を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
（４）前記第一の固体成分を、水を含み、且つ、前記第一の液体よりも少量の第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
（５）前記第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
［７］前記工程（２）において前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度以上の温度に加熱する、［１］～［６］のいずれか一つに記載の製造方法。
［８］前記工程（２）において前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱する、［１］～［６］のいずれか一つに記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水洗を複数回行う場合において、水洗により生じる廃水の量を削減することが可能なリサイクル正極活物質の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（リサイクル正極活物質の製造方法）
以下、リサイクルに係る正極活物質の製造方法について説明する。
【００１０】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係るリサイクル正極活物質の製造方法は、下記工程を含む。
工程（１）：正極活物質を含む正極合材と、１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含有する活性化処理剤と、を混合して混合物を得る工程
工程（２）：混合物を加熱して加熱後の混合物を得る工程
工程（３）：加熱後の混合物を、水及びアルカリ金属化合物を含む第一の液体と接触させた後、第一の固体成分と第一の液体成分とを得る工程
工程（４）：第一の固体成分を、水を含み、且つ、第一の液体よりもアルカリ金属化合物の含有量が小さい第二の液体と接触させた後、第二の固体成分と第二の液体成分とを得る工程
工程（５）：第二の固体成分からリサイクル正極活物質を回収する工程
（【００１１】以降は省略されています）

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