使用済みリチウムイオン電池からの
レアメタルの分離、回収技術

１．廃リチウム二次電池からの湿式資源回収法

島根大学　笹井 亮 氏

【講座概要】
エンジン駆動の自動車から電気自動車へのシフトが進むことでリチウム二次電池の生産・消費量が増大することが予想される中，生産に必要な資源の確保の問題と将来発生する廃棄リチウム二次電池の処理・再資源化技術の早急な開発が切望されている．本講座では，回収すべき資源のうち，特にLiに注目し，それを選択的に回収できる湿式Li回収技術について述べる．加えて，Li以外の希少資源の分離回収についての課題も概説する．

１．リチウム二次電池を取り巻く資源動向
　1.1 日本の現状
　1.2 世界の動向

２．リチウム二次電池に含まれる資源について
　2.1 モジュール
　2.2 正極
　2.3 負極
　2.4 電解質

３．リチウム二次電池からの資源回収の現状
　3.1 既存技術
　3.2 企業の取組

４．廃リチウム二次電池からのLi回収の動向
　4.1 冶金的手法
　4.2 水熱法
　4.3 湿式メカノケミカル法

【質疑応答】

２．使用済みリチウムイオン二次電池リサイクルに向けたCo/Ni/Mnの選択的分離法

静岡県立大学　永井 大介 氏

【本講座で学べること】
・リチウムイオン二次電池からのレアメタル分離の現状
・白金族分離
・Co, Mn, Niの化学的性質
・金属および金属化合物の作り分けを利用したCo, Mn, Niの分離

【講座概要】
世界的に普及が拡大している電気自動車（EV）のバッテリーであるリチウムイオン二次電池（LIB）を構成するCo・Mn・Niは、いずれもレアメタルであり、今後の需要拡大に伴う価格上昇が懸念されている。しかしながら、Co・Mn・Niは化学的・物理的性質が極めて類似しているため、コストに見合った分離法が確立されていない。さらに、欧州連合（EU）はLIBに用いるレアメタルのリサイクル率を段階的に義務化しており、2030年にはCo 12%、Ni 4%、2035年にはCo 20%、Ni 12%をリサイクル由来とすることを求めている。このため、効率的な分離法の開発は急務の課題である。本講習会では、私たちが開発した金属および金属化合物の作り分けを利用したCo・Mn・Niの選択的分離法について紹介する。併せて、この手法に至る契機となった白金族元素間の分離法の研究経緯についても解説する。

１．リチウムイオン二次電池からのレアメタルリサイクル
　1.1 リチウムイオン二次電池
　1.2 Co, Mn, Niの性質
　1.3 Co, Mn, Niの分離

２．金属核を有する金属配位ポリマーを用いた白金族同士の分離
　2.1 白金族元素
　2.2 白金族同士の分離法
　2.3 種核成長法
　2.4 金属核を有する金属配位ポリマーを用いた白金族同士の分離

３．金属核を有する金属配位ポリマーを用いたCo, Mn, Niの分離
　3.1 金属配位ポリマーの合成
　3.2 金属核を有する金属配位ポリマーの合成
　3.3 金属核を有する金属配位ポリマーを用いたCo, Mn, Niの分離挙動

４．金属および金属化合物の作り分けを利用したCo, Mn, Niの分離
　4.1 標準還元電位
　4.2 選択的酸化反応によるCo/Mn/Ni混合溶液からのMn選択分離
　4.3 選択的還元反応によるCoとNiの選択分離
　4.4 Co/Mn/Niの連続的分離法

【質疑応答】

３．使用済みリチウムイオン電池の焼成粉末からのキレートイオン交換樹脂によるレアメタルの分離・回収技術

愛媛大学　青野 宏通 氏

【本講座で学べること】
・企業から提供された使用済み車載用リチウムイオン電池の焼成粉末（ブラックサンド）の資源分析評価
・ブラックサンドの水洗浄によりリチウムを回収する研究
・キレートイオン交換樹脂によりNi、Co、Mnの分離する研究

【講座概要】
電気自動車の著しい普及に伴いリチウムイオン電池(LIB)の需要が急速に伸びている。LIBにはLi, Ni, Co, Mnのレアメタルが多量に使用されており、資源不足や価格高騰が懸念されているため資源確保が重要な課題となる。本講演では、使用済みLIBを焼成処理して得られる「ブラックサンド」を用いて、キレートイオン交換樹脂によるレアメタルを分離・回収する技術など、これまで得られた成果について紹介する。

１. 本研究の背景および目的

２. 使用済みリチウムイオン電池の資源評価
　車載用リチウムイオン電池の構造、分析、資源評価

３. ブラックサンドからのリチウム回収
　リチウムの水への溶出

４. イオン交換樹脂によるニッケル、コバルト等の分離
　キレート樹脂によるNi、Co、Mnの分離

５. イオン交換プロセス

【質疑応答】