廃棄リチウムイオン電池回収特許レイアウトに関する研究の現状を説明する

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

世界的な資源不足が深刻化し、環境保護が急務となっている中、資源消費を減らし、環境汚染を減らすために新エネルギーを開発することが、徐々に幅広い合意事項となりつつあります。 新エネルギー産業の継続的な発展に伴い、リチウムイオン電池の量はますます大きくなっており、わが国はすでに世界の電池生産量と消費量のトップを占めています。 2013年、国家レベルで2013～2015年の新エネルギー自動車購入補助金基準関連政策が導入され、新エネルギー自動車は急速に発展しました。2015年には、国家補助金政策の影響を受け、新エネルギー自動車の生産と販売が増加しました。

わが国の新エネルギー自動車市場の爆発的な成長に伴い、新エネルギー自動車の心臓部のパワーもボビーボートの量に達しています。 新エネルギー車の動力リチウム電池は使用期間が5～10年で、動力リチウム電池のリサイクル市場の最初のバッチが2018年に出現し始めるでしょう。 大量のリチウムイオン電池が廃棄されることになり、リサイクル作業が急務となっている。

動力リチウム電池のリサイクルを促進し、新エネルギー自動車動力蓄電池のリサイクル管理を強化し、業界の発展を標準化するために、2018年2月26日、工業情報化部、科学技術部、環境保護部、交通部、商務部、品質監督検査検疫部、エネルギー局による第7回通知「新エネルギー自動車動力電池リサイクル管理暫定措置」。 廃棄されたリチウムイオン電池のリサイクルは、我が国の循環型経済の発展を促進するだけでなく、我が国の生態文明の構築にとっても重要な意義を持っています。 現在、リチウムイオン電池のリサイクルと再利用の問題は、業界全体の関心の焦点となっています。

廃棄リチウムイオン電池の回収について簡単に説明すると、リチウムイオン電池には正極、負極、隔膜、電解液、電池ハウジングなどが含まれており、廃棄リチウムイオン電池には多くの種類の汚染物質が含まれています。 含有汚染物質には重金属化合物、六フッ化リン酸リチウム（LiPF6）、ベンゼン、エステル化合物などが含まれます。

（図1参照）微生物による分解が困難です。 電池の電極材料などの材料が環境中に放出されると、重金属イオン、有機物、炭素粉塵、フッ化物などが環境中に放出されます。 深刻な環境汚染を引き起こすでしょう。

そのうち、正極材料は重金属汚染を引き起こし、水や土壌を汚染する可能性があります。負極材料は粉塵汚染を引き起こします。電解質はフッ素液体や有機汚染を引き起こします。隔膜材料は白色汚染を引き起こす可能性があります。 さらに、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウムなどの実用的な金属も資源の浪費を引き起こします。

旧锂子電池の回収過程では、まず旧锂子電池の部品を分解し、その後各部品を個別に回収利用します（そのための工程と技術の検討）クリング・リチウム・イオン二次電池，JinqiuXuaetal.，JournalofPowerSources，第 177 卷，2008 年 0 月 10 日日々、 512–527ページ）。 リサイクルされる廃棄リチウムイオン電池には、リサイクルされた金属と再生されたリチウムイオン電池材料が含まれます。

現在のリサイクルの焦点は、正味材料が高く、価格が高く、経済的価値が大きいことです。 しかし、隔膜、電解質、負極活物質など、バッテリー内の他のコンポーネントの回収は少ないです。 このうち、金属の回収工程には、リチウムイオン電池の前処理、二次処理、深層処理、分離精製などが含まれます。

再生リチウムイオン電池製造工程は、リチウムイオン電池の前処理と、リチウムイオン電池材料に焼成されたリチウム源、鉄源等を補充する二次処理とを含む。 前処理ステップには、深度放電プロセス、破損、物理的な選別が含まれ、残留電気の放出、廃棄物の不活性化、パッケージの除去、バッテリーの外装の機械的解体、バッテリーの粉砕など、バッテリー内の電極材料の前に行う一連の作業を指します。

物理的選別により、隔膜、電解液、ハウジングを回収することができ、粉砕工程で正極と負極の電気分解が得られ、機械的物理的使用により、負極材料の一部が基板から剥離されるが、材料の大部分は基板にも付着している。 そのため、破損したバッテリーの破片に対して二次処理を行う必要があります。 二次処理の目的は、正極と負極の活性物質と基板を完全に分離することです。

負極バインダーは一般的に水溶性バインダーを使用するため、負極活物質と銅箔との結合力が弱く、負極破片を水溶液に入れて強力に撹拌することで両者の完全な分離を実現できます。 ノードバインダーは、PVDF と N-メチルピロリドン (NMP) の混合溶液です。 溶剤NMPの量により、正極材料とアルミ箔の結合が強くなり、分離しにくくなります。

したがって、二次処理中に、正極材料とアルミ箔を達成することが重要であり、二次処理後に得られた電池残渣、および濾過後に得られたアルミ箔と正極材料が達成される。 アルミ箔は直接製錬回収に使用でき、正極材料は金属価格を回収します。 深層処理の目的は、重金属イオン（CO2 +、Li +、Ni2 +、Mn2 +、Cu2 +、Al3 +）などを回収することです。

重要な深層処理手順には、浸出と純粋な分離の 2 つのプロセスが含まれます。 浸出プロセスは、酸浸漬と微生物浸出が重要です。 分離精製工程が重要であり、抽出法や電気化学的方法などが用いられる。

本稿では、ビエンチャンクラウドオペレーションプラットフォームを基盤として、国内外のリチウムイオン電池の分布状況を分析し、これをローティーの特許技術保有者のリーダーに伝え、彼らが自国の特許技術をどのように展開しているかを明らかにすることを目指します。 （1）技術発展の傾向 国内のリチウムイオン電池回収特許技術は1999年に始まり、1999年から2011年まで、年間特許出願数は少なく、顕著な増加はなく、まだ技術の萌芽段階にあり、探索と研究が重要であることを示し、技術の成果もさらに乏しい（図2参照）。 リチウムイオン電池回収技術の発展に伴い、2011年には特許出願件数が増加し、特に2013年からは新エネルギー政策に関する一連の新エネルギー関連政策が導入され、政府はリチウムイオン電池の支援を開始しました。

同社の革新的な開発により、リチウムイオン電池関連の研究が可能になりました。 リチウムイオン電池の活発な活動に伴い、リチウムイオン電池回収の技術成果も急速に増加し、特許出願件数も増加しました。 特許データの遅れにより、2016 年と 2017 年は参考値となります。

しかし、基本的にはリチウムイオン電池による特許出願回収量は引き続き大幅に増加するでしょう。 図2からわかるように、廃棄リチウムイオン電池の応用量はまだ現れておらず、この分野の技術は新興技術であり、高速で持続可能な発展の途中にあることを示しています。 混乱している海外では、リチウムイオン電池回収技術の開発はより早いが、その応用は少なく、2011年以降、応用は増加しているものの、その応用は我が国よりはるかに少ない。

これは、リチウムイオン電池の研究開発が海外では遅れているものの、我が国政府がリチウムイオン電池の研究開発を重視しており、巨額の開発投資を積極的に行っていることを示している。 国内のリチウムイオン電池回収特許出願は海外に比べて大幅に多く、技術が成長しています。 （II）国内の重要な特許出願人の分布図3は、我が国における中国の重要な出願人の特許出願件数です。

リチウムイオン電池リサイクル部門は、合肥全高科電力エネルギー、沐埔循環科技、中原大学、緑麦、国家電力網、蘭州理工大学、天斉リチウム、河南師範大学、中国航空リチウム電機、天津理工大学、上海秋美エネルギー、我が国プロセス工学研究所、BYD株が前順位を上回った。 リチウムイオン電池リサイクルの分野では、大学や研究機関、そして当社の研究開発熱意と研究開発力は非常に強く、明らかな成果があります。 また、特許出願数が最も多い合肥七軒は、廃棄リチウムイオン電池のリサイクル分野だけでなく、リチウムイオン電池の他の分野でも大規模な特許出願を行っており、リチウムイオン電池技術研究で大きくリードしています。

（３）国内重要出願人の出願動向分析は、重要出願人の出願動向からみたものである。 2011年に申請することが重要です。 2011 年以降、特許出願件数は非常に少なくなっており、これは前述の分析と一致しています (図 4 を参照)。

その中で、合肥国軒の特許出願はより集中しており、2016年に最も集中しており、2017年の特許出願の一部が公開されていないため、合肥国軒の2017年の出願動向は一時的に正確な判断ができない。 さらに、2016 年に爆発的な出願が出現したことを考慮すると、この分野の出願状況はより分散した特徴を示しており、この分野で独占を占めていない出願人がいることもわかります。 この分野での出願状況はより分散した特徴を示しており、このことは、この分野で独占を占めていない出願人がいることも示しています。

（１）廃リチウムイオン電池のリサイクル 再生金属や再生リチウムイオン電池材料へのリサイクル。 図5から、現在国内で回収されている金属の量は正極材料の量を上回っていることがわかります。 これは、正極材料の再生方法がより複雑で、技術的な難易度が高く、エネルギー消費量が多いため重要です。

（２）図６の各技術分野への応用において、前処理は、廃リチウムイオン電池の前処理および二次処理を含み、廃リチウムイオン電池の解体、正極活物質、集合液、電解質、隔膜等の分離を含み、その過程で電解質、集合体、隔膜の回収を実現することができる。 金属にはリチウム元素やその他の金属元素の回収が含まれます。 負極はグラファイトなどの負極材料の再生修復に重要です。

電解液は、電解液回収装置により電解液を回収し、廃リチウムイオン電池を前処理、二次処理して電解液を得ることが重要である。 重要なのは、横隔膜をいかに効果的に回復させるかということです。 再生の再生は正の物質の再生です。

図6からわかるように、現在、廃リチウムイオン電池のリサイクルは前処理と二次処理、特に廃リチウムイオン電池の解体をどのように実現するか、正極活物質と負極活物質をいかに効果的に分離するかに重点が置かれています。 体液、電解質、横隔膜。 金属回収とポジティブ再生に関する特許出願は多くありません。

廃棄リチウムイオン電池の最も価値があり技術的な難しさは、金属の回収と正極材料の再生ですが、この面に関する研究は比較的少なく、国内の研究がまだ研究の初期段階にあることを示しています。 その中で、廃棄リチウムイオン電池の技術的難度においては、グリーンメイ、蘭州理工大学、河南師範大学が最も多くの出願をしており、特に蘭州理工大学と河南師範大学は、その研究が再生において重要である。 これは、廃棄リチウムイオン電池のリサイクルが非常に困難であるため、その重要な研究開発が依然として大学に集中していることを示しています。

合肥国軒は比較的規模が大きいものの、廃棄リチウムイオン電池の前処理、二次処理、金属回収に関する研究は少ないのが現状です。 他の出願人も同様に、廃棄リチウムイオン電池の前処理および二次処理に関する特許を出願している。 図7からわかるように、国内の廃棄リチウムイオン電池の研究開発は現在、難易度の高い前処理と二次処理に集中しています。