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公開番号2025155815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025003468,2024054348
出願日2025-01-09,2024-03-28
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H01M 10/54 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リサイクル正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性を、未使用の正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性と更に同程度にすることができる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)正極活物質及び炭素含有材料を含む正極合材と、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)混合物を活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱し、加熱後の混合物を得る工程
(3)加熱後の混合物から加熱後の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）前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱し、加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物から加熱後の正極活物質を回収する工程
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記工程（３）において、前記加熱後の混合物を前記工程（２）よりも高い温度で加熱し、前記加熱後の正極活物質を回収する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記正極活物質がリチウム化合物を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記正極活物質が、下記の元素群１から選択される少なくとも１種の元素と、下記の元素群２から選択される少なくとも１種の元素とを含有する複合酸化物を含む、請求項１に記載の製造方法。
元素群１：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、及びＰ
元素群２：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＭｇ
【請求項５】
前記活性化処理剤が、カリウム化合物及びナトリウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含む、請求項１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 1,800 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、混合物を活性化処理剤の溶融開始温度以上の保持温度に加熱し、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】
正極合材としては、廃棄された電池から回収された正極中の正極合材と、正極又は電池の製造の過程で発生する正極の廃棄物中の正極合材とがある。近年、廃棄された電池から回収された正極中の正極合材から正極活物質をリサイクルすることだけでなく、正極又は電池の製造の過程で発生する正極の廃棄物中の正極合材から正極活物質をリサイクルすることについても検討されている。
【０００６】
そこで、本発明は、リサイクル正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性を、未使用の正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性と更に同程度にすることができる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］～［５］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）前記混合物を前記活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱し、加熱後の混合物を得る工程
（３）前記加熱後の混合物から加熱後の正極活物質を回収する工程
［２］前記工程（３）において、前記加熱後の混合物を前記工程（２）よりも高い温度で加熱し、前記加熱後の正極活物質を回収する、［１］に記載の製造方法。
［３］前記正極活物質がリチウム化合物を含む、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］前記正極活物質が、下記の元素群１から選択される少なくとも１種の元素と、下記の元素群２から選択される少なくとも１種の元素とを含有する複合酸化物を含む、［１］～［３］のいずれか一つに記載の製造方法。
元素群１：Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、及びＰ
元素群２：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＭｇ
［５］前記活性化処理剤が、カリウム化合物及びナトリウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含む、［１］～［４］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、リサイクル正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性を、未使用の正極活物質を用いて製造される電池の充放電特性と更に同程度にすることができるリサイクル正極活物質の製造方法を提供することが可能である。
【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】
本発明の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）：混合物を活性化処理剤の溶融開始温度未満の温度に加熱し、加熱後の混合物を得る工程
工程（３）：加熱後の混合物から加熱後の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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