JP4281267B2 - 磁性金属粉除去方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性金属粉除去方法に係り、特に、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中の磁性金属粉を除去する磁性金属粉除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、非水電解質二次電池を用いた電源システムの研究、開発が盛んに行われている。電源システムには、例えば電気自動車(EV)、二次電池と組み合わせたハイブリット車(HEV)用電源システムやロードレベリングシステム等がある。また、非水電解質二次電池の正極では、リチウムと豊富で低コストなマンガンとを含むマンガン酸リチウム等のリチウム含有マンガン複合酸化物が用いられている。
【0003】
EVやHEV用電源システムに非水電解質二次電池を使用するときには、非水電解質二次電池が直列に数個から100個程度つないで使用される。電源システムに容量不足や放置中の電圧低下の大きい単電池が一つでも入ると、最も低い性能の電池に電源システム全体の性能が支配され、電源システム全体が使用できなくなる可能性があるので、電圧低下の大きい電圧不良品を選別、除去している。電圧不良品を選別するために、電池を充電した後放置して、電圧低下の大きい電池を不良品としている。
【0004】
しかし、放置して選別するだけでは、長時間の放置が必要なため歩留まりが悪く、放置時間が短いと信頼性も低下する。本発明者らは、電圧低下を起こす原因を鋭意調査した結果、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中に金属粉が混入しており、金属粉がセパレータを貫通したり、金属粉が溶解した金属イオンが、デンドライト状に負極に析出、成長し微小短絡を起こすことが判明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中に混在する磁性金属粉の除去を行なうために、一般的に磁力を利用する方法で捕捉しようとしたが、リチウム含有マンガン複合酸化物は僅かであるが磁化率があり、磁力で捕捉される。そのため、この粉末中の磁性金属粉を磁力を利用して除去するとき、リチウム含有マンガン複合酸化物も付着して磁性金属粉との分離が困難であった。
【0006】
本発明は、上記事案に鑑み、効率よくかつ確実にリチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中から磁性金属粉を除去する磁性金属粉除去方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中のFe粉およびSUS粉を含む磁性金属粉を除去する磁性金属粉除去方法であって、200゜C以上600゜C以下の高温状態で前記磁性金属粉を磁選機の磁力により捕捉し前記粉末中から除去することを特徴とする。
【0008】
本発明では、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中のFe粉およびSUS粉を含む磁性金属粉を磁力により除去するときに、リチウム含有マンガン複合酸化物の磁化率は、温度が約200゜C以上で低下し、磁性金属粉の磁化率は、温度が約600゜C以上で低下するので、200゜C以上600゜C以下の高温状態とすることにより、リチウム含有マンガン複合酸化物の磁化率が低下し、効率よくかつ確実に磁性金属粉を磁選機の磁力により捕捉しリチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中から磁性金属粉のみを除去することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をリチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中の磁性金属粉除去に適用した実施の形態について説明する。
【0011】
本実施形態では、リチウム含有マンガン複合酸化物としてのマンガン酸リチウム(LiMn2O4)の粉末中の磁性金属粉を高温状態で磁力により除去する。マンガン酸リチウムの粉末に磁力を作用させるために磁選機を用いた。磁選機には、磁束密度が1テスラ(10000ガウス)の磁石棒が取り付けられており、マンガン酸リチウムの粉末を収容し、通過させることが可能である。温度が約200゜C以上600゜C以下の高温状態で、磁選機にマンガン酸リチウムの粉末を所定時間収容した。その後、マンガン酸リチウムの粉末を通過させて、磁石棒にマンガン酸リチウムの粉末中の磁性金属粉を捕捉させて、マンガン酸リチウムの粉末から磁性金属粉を除去した。
【0012】
【実施例】
次に、本実施形態に従って行った実施例の磁性金属粉除去方法について説明する。なお、比較のために行った比較例の磁性金属粉除去方法についても併記する。
【0013】
(実施例1)
下表1に示すように、実施例1では、1kgのマンガン酸リチウムの粉末に50mgのFe粉を、1kgのマンガン酸リチウムの粉末に50mgのSUS304粉をそれぞれ添加し、よく攪拌して、粉末A及び粉末Bを得た。200゜Cの温度中で磁選機にそれぞれ粉末A及び粉末Bを所定時間収容した後、通過させた。
【0014】
【表1】
【0015】
(実施例2〜5)
表1に示すように、実施例2では、磁選機にそれぞれ粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を300゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。実施例3では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を400゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。実施例4では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を500゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。実施例5では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を600゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。
【0016】
(比較例1〜4)
表1に示すように、比較例1では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を25゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。比較例2では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を100゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。比較例3では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を700゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。比較例4では、粉末A及び粉末Bを収容した後通過させるときの温度を800゜Cとした以外は実施例1と同様に実施した。
【0017】
<評価>
次に、以上のようにして行った実施例及び比較例について、磁選機の磁石棒で捕捉した磁性金属粉(Fe粉及びSUS304粉)の重量を測定し、マンガン酸リチウムの粉末に添加した磁性金属粉の重量に対する磁選機の磁石棒に捕捉した磁性金属粉の重量の百分率(以下、磁性金属粉の捕捉率という。)を算出した。磁性金属粉をセロハンテープ等の粘着テープで採取した後、磁性金属粉の付着した粘着テープの重量を測定し、この測定値から磁性金属粉の付着前の粘着テープの重量を差し引いて捕捉した磁性金属粉の重量を求めた。磁性金属粉の捕捉率を下記式(1)で求めた。下表2に式(1)により計算した結果を示す。
【0018】
【数1】
【0019】
【表2】
【0020】
表2に示すように、Fe粉、SUS304粉とも、200゜C〜600゜Cの間で捕捉率が改善されている。これは、マンガン酸リチウムの磁化率は約200゜C〜300゜C以上で低下するが、Fe等の金属粉は約600゜C以上にならないと急激な磁化率の低下が起きないためと考えられる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中のFe粉およびSUS粉を含む磁性金属粉を磁力により除去するときに、リチウム含有マンガン複合酸化物の磁化率は、温度が約200゜C以上で低下し、磁性金属粉の磁化率は、温度が約600゜C以上で低下するので、200゜C以上600゜C以下の高温状態とすることにより、リチウム含有マンガン複合酸化物の磁化率が低下し、効率よくかつ確実に磁性金属粉を磁選機の磁力により捕捉しリチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中から磁性金属粉のみを除去することができる、という効果を得ることができる。
Claims (1)
- リチウム含有マンガン複合酸化物の粉末中のFe粉およびSUS粉を含む磁性金属粉を除去する磁性金属粉除去方法であって、200゜C以上600゜C以下の高温状態で前記磁性金属粉を磁選機の磁力により捕捉し前記粉末中から除去することを特徴とする磁性金属粉除去方法。
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