リチウムイオン電池は、リチウム、ニッケル、マンガン、コバルト、およびアルミニウムなどさまざまな金属を使用しています。 これらの金属の採掘により環境が破壊されます。 リチウムやコバルトなどの金属は、限られた量しか入手できません。そのため、リチウムイオン電池が普及すると、リチウムやコバルトの価格が上昇する可能性があります。 さらに、多くの場合これらの金属は有毒なので、使用した後最終的に埋めて廃棄すると、土壌や地下水を汚染することになります。

リチウムイオン電池をリサイクルすることで、この有毒廃棄物を埋立廃棄することのない、持続可能な電池バリューチェーンを構築に、より多くの原料を提供します。 ただし、リサイクルするには、最初に電池の化学的性質を評価する必要があります。 商業的に利用可能なリサイクルのために、当社のX線ベ分析のソリューションが、使用済み電池の化学的性質に関するこれらの洞察を提供します。

リサイクル電池から金属を効率的に回収する方法

電池が前処理され処理された場合、貴重な金属を回収するには、高熱に依存する乾式冶金と、化学物質を使用する湿式冶金の2つの方法があります より効率的なリサイクル技術として、乾式冶金と湿式冶金を組み合わせたハイブリッドアプローチがあります。 

ただし、リチウム電池(LIB)がすべて同じではないという理由もあり、リチウム電池リサイクルでこの方法を使用するには課題があります。 具体的には、LIB中のカソード材料は、多くの場合、リチウムとコバルト、ニッケル、マンガン、アルミニウム、および鉄などの他の金属と共に構成されています。 コバルトとニッケルは、現在の電池で使用されている最も一般的な材料ですが、その他の組成物も多く含まれています。
 
このことは、リチウムイオン電池のリサイクルにおいて、受け入れ電池の種類が制限されることが多いことを意味します。 このため、電池リサイクルの前処理プロセスには、受け入れ電池の化学的性質の評価を加える必要があります。 これには、受け入れ電池を正確に評価しグレードを分類することが重要です。 当社のX線分析のソリューションは、化学成分と結晶相を分析することで、このプロセスをサポートします。

化学成分: 蛍光X線(XRF)は誘導結合プラズマ(ICP)分光法に代わるものです。 アノードおよびカソード材料中の化学成分の変化と不純物を、わずか数ppmから100%まで分析できます。

含有量の少ない原素に対して、XRFはサンプル希釈や酸分解法を必要としないため、ICPよりも簡単で精度の高い元素組成の測定方法を提供できます。 多くの大手電池メーカーは、当社の卓上型蛍光X線分析装置Epsilon4またはZetium WD XRFを使用して、カソードや前駆体物質を分析しています。 

Battery recycling graph.png

図1: 当社のEpsilon 4 XRFでの電池サンプル分析、LFMPサンプル中のマンガンの0~100% Omnianスタンダードレスには、キャリブレーションの標準は不要で、すばやいスクリーニングから正確な結果を提供します。   

結晶相: 電池リサイクルの前処理プロセスは、電池材料の結晶相に影響を受ける場合もあります。 また、結晶相分析の場合、X線回析は最適な方法です。 特に、Aeris小型X線回折装置は、操作が簡単で高品質データを提供できるため、電池材料中の結晶相組成を正確に分析するために使用できます。

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参考文献

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