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公開番号2025171722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077351
出願日2024-05-10
発明の名称リチウム二次電池正極材の処理方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C22B 9/05 20060101AFI20251113BHJP(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】リチウム二次電池正極材から有価金属の選択的回収を安価に行うことを可能とするリチウム二次電池正極材の処理方法を提供する。
【解決手段】リチウム二次電池正極材と炭素との混合物を塩素及び/又は塩化物蒸気の雰囲気中で加熱処理し、塩化リチウムよりも蒸気圧の高い物質を揮発させることにより、リチウム成分が濃縮された生成物を得るリチウム二次電池正極材の処理方法。加熱処理温度まで昇温させるときの雰囲気を不活性ガス雰囲気とし、その後、雰囲気を塩素及び/又は塩化物蒸気雰囲気とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム二次電池正極材と炭素との混合物を塩素及び／又は塩化物蒸気の雰囲気中で加熱処理し、塩化リチウムよりも蒸気圧の高い物質を揮発させることにより、リチウム成分が濃縮された生成物を得るリチウム二次電池正極材の処理方法。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記雰囲気は塩素ガス雰囲気である請求項１のリチウム二次電池正極材の処理方法。
【請求項３】
前記混合物を前記塩素及び／又は塩化物蒸気の雰囲気中で加熱処理するときの温度が２００～９００℃である請求項１のリチウム二次電池正極材の処理方法。
【請求項４】
前記加熱処理温度まで昇温させるときの雰囲気を不活性ガス雰囲気とし、その後、雰囲気を塩素及び／又は塩化物蒸気雰囲気とする請求項３のリチウム二次電池正極材の処理方法。
【請求項５】
前記正極材と炭素との混合割合は、正極材１００重量部に対し炭素５～４０重量部である請求項１～４のいずれかのリチウム二次電池正極材の処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム二次電池正極材の処理方法に関する。
続きを表示（約 980 文字）【背景技術】
【０００２】
ニッケル、コバルトを含まないリン酸鉄リチウムを用いた正極材（ＬＦＰ）は、理論電気容量こそ小さいものの、他の正極材と異なりニッケルやコバルトを含んでいないため安価であり、安全面でも性能が良い。
【０００３】
ニッケル、コバルト、リチウムなどの有価金属を多く含む三元系正極材（ＮＭＣ）などからの有価金属の回収についてはリサイクルが進んできている。
【０００４】
使用済みリチウムイオン二次電池の三元系正極材（ＮＭＣ）中の有価物をリサイクルするには、使用済みリチウムイオン二次電池を熱処理し破砕することにより破砕物（ブラックマス）を得る。破砕物に含まれる有価金属を酸や純水などの溶媒へ溶解させることで抽出した抽出液から溶媒抽出などにより、有価金属を分離し、回収する。
【０００５】
正極材製造工程で出る基準値に満たない正極材廃品などについても、正極材廃品中の有価金属を酸や純水などの溶媒へ溶出させ、溶出液から溶媒抽出などにより、有価金属を分離、精製を行ってリサイクルできると考えられる。
【０００６】
しかしながら、リン酸鉄リチウムを用いた正極材（ＬＦＰ）からの有価物の回収にこの方法を適用した場合、破砕物を酸へ溶解させると、鉄やリンが高濃度で溶解し、抽出液からリチウムの選択的回収を安価に行うことが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１２－２２９４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、リチウム二次電池正極材から有価金属の選択的回収を安価に行うことを可能とするリチウム二次電池正極材の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は次を要旨とする。
【００１０】
［１］リチウム二次電池正極材と炭素との混合物を塩素及び／又は塩化物蒸気の雰囲気中で加熱処理し、塩化リチウムよりも蒸気圧の高い物質を揮発させることにより、リチウム成分が濃縮された生成物を得るリチウム二次電池正極材の処理方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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