JP7163216B2 - heat resistant container - Google Patents
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Description
本発明は、廃リチウムイオン電池の処理に用いられる耐熱容器に関し、特に、廃リチウムイオン電池から安全かつ効率的に有価物を回収する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat-resistant container used for processing waste lithium-ion batteries, and more particularly to a technique for safely and efficiently recovering valuables from waste lithium-ion batteries.
リチウムイオン電池(以下、適宜「LIB」と略称する。)は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両用の電源として用いられ、アルミ箔にリチウム、コバルト、ニッケル等を塗布した正極材、銅箔に黒鉛等を塗布した負極材、電解液、セパレーター等で構成される。LIBには、アルミニウム、リチウム、コバルト、ニッケル、銅等の有価物が含まれているため、使用後廃棄されたLIB(以下、適宜「廃LIB」と略称する。)からこれらを回収することは、資源の乏しいわが国にとって極めて重要である。 Lithium ion batteries (hereinafter abbreviated as "LIB" as appropriate) are used as power sources for electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles. It consists of a negative electrode material coated with graphite or the like, an electrolytic solution, a separator, and the like. LIBs contain valuables such as aluminum, lithium, cobalt, nickel, and copper. , is extremely important for resource-poor Japan.
そこで、例えば、特許文献1には、廃LIBを回転炉に投入し、還元雰囲気下で300~650℃で焙焼処理を行うことで、廃LIBに含まれるアルミニウムを溶融させずに電解液を揮発させ、廃LIBから有価物を回収し易くする方法が開示される。
Therefore, for example, in
上記特許文献1に記載の処理システムでは、セメントキルンに隣接して回転炉を設置している。一方、廃LIBの収集・解体拠点は主に大都市近辺である。しかし、廃LIBの収集・解体拠点が存在する地域と同じ地域に前記回転炉を設置することは難しい。そこで、図3に示すように、大都市近辺等の収集・解体拠点で収集した廃LIBパックを解体して廃LIBモジュールとし、この廃LIBモジュールを運搬容器に入れてセメント工場等の加熱処理拠点に運搬した後、加熱処理拠点で廃LIBモジュールを耐熱容器に移し替えて加熱処理している。また、加熱処理後も廃LIBモジュールを耐熱容器から運搬容器に移し替えて破砕・選別拠点に運搬し、破砕・選別拠点で加熱処理後の廃LIBモジュールを破砕、選別して有価物を回収している。そのため、各拠点で廃LIBモジュールを容器に移し替える必要があり、作業効率の面で改善の余地があった。
In the processing system described in
また、上記特許文献1に記載の方法では、廃LIBパック(又は廃LIBモジュール)を耐熱容器内に4段重ねて収容しているため、上段の廃LIBパックの重みで下段の廃LIBパックが破損し、LIBの電解液に含まれる六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が漏出し、この六フッ化リン酸リチウムが分解して有毒なフッ化水素が発生するおそれがあった。
In addition, in the method described in
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、廃リチウムイオン電池から安全かつ効率的に有価物を回収することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to safely and efficiently recover valuables from waste lithium ion batteries.
上記目的を達成するため、本発明は、耐熱容器であって、廃リチウムイオン電池を1段又は2段積層した状態で収容する収容部を仕切板を挟んで上下方向に2つ備え、該2つの収容部は互いに連通し、さらに加熱処理の際に前記2つの収容部で生じたガスを外部に排出する排気管を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a heat-resistant container comprising two storage units in which waste lithium ion batteries are stacked in one or two layers and arranged in the vertical direction with a partition plate interposed therebetween. The two storage portions communicate with each other , and are further provided with an exhaust pipe for discharging the gas generated in the two storage portions to the outside during the heat treatment.
本発明によれば、廃リチウムイオン電池を3段以上積層しないため、上段の廃リチウムイオン電池(電池パック等)の重みで下段の廃リチウムイオン電池が破損することがなく、LIBの電解液に含まれる六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が漏出し、この六フッ化リン酸リチウムが分解して有毒なフッ化水素が発生することがなく、安全である。 According to the present invention, since the waste lithium ion batteries are not stacked in three or more stages, the weight of the waste lithium ion batteries (battery packs, etc.) in the upper stage does not damage the waste lithium ion batteries in the lower stage. The contained lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) does not leak and decompose to generate toxic hydrogen fluoride, which is safe.
また、前記収容部を仕切板を挟んで上下方向に2つ設け、該2つの収容部を互いに連通させることで、収容能力を高めることができる。 In addition, the storage capacity can be increased by providing two storage portions in the vertical direction with a partition plate interposed therebetween and communicating the two storage portions with each other.
さらに、前記収容部を内部に有する本体の表面を覆うゴム製カバーを設けることで、作業者の感電を防止することができる。 Further, by providing a rubber cover covering the surface of the main body having the accommodating portion inside, it is possible to prevent electric shock to the operator.
以上のように、本発明によれば、廃リチウムイオン電池から安全かつ効率的に有価物を回収することができる。 As described above, according to the present invention, valuables can be recovered safely and efficiently from waste lithium ion batteries.
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る耐熱容器を示し、この耐熱容器1は、上部に開口を有するハウジング本体2と、ハウジング本体2内を2室(収容部8A、8B)に分ける仕切板3と、ハウジング本体2に設けられる排気管4と、仕切板3に穿設される排気口7と、ハウジング本体2の上部開口を覆う蓋5と、ハウジング本体2及び蓋5を覆う取り外し可能なゴム製カバー6と、移動を容易にするための車輪10等で構成される。
FIG. 1 shows a heat-resistant container according to the present invention. This heat-
ハウジング本体2は、熱伝導の高い一般構造圧延鋼(SS)、ステンレス鋼(SUS304)、銅合金等の金属合金が材料として好ましいが、廃LIBモジュールMを回転炉で加熱処理(焙焼)する際の熱に耐えるため、ステンレス鋼(SUS304)等の少なくとも650℃の温度に耐えることができる材料からなることがより好ましい。また、蓋5は、運搬時に廃LIBモジュールMがハウジング本体2から外部に飛び出さないようにすると共に、耐熱容器内への酸素の流入をできるだけ防ぎ、有価物の酸化を防ぐために設けられる。
The
仕切板3は、ハウジング本体2の内壁に固定された支持部9A、9Bに載置され、支持部9A、9Bから取り外し可能に設けられる。
The
収容部8A、8Bは、収容される廃LIBモジュールMが鉛直方向に3段以上積み上がらない程度の大きさに構成される。また、収容部8A、8Bは、排気口7を介して互いに連通し、収容部8A、8Bで生じたガスが排気管4から外部に排出される。
The
ゴム製カバー6は、廃LIBモジュールMが1モジュールあたり30~200Vの電圧を有しているため、作業者の感電を防止するために設けられ、作業者が耐熱容器1に触れる際に取り付けて用いられる。
Since the waste LIB module M has a voltage of 30 to 200 V per module, the
本発明に係る耐熱容器1は、仕切板3で仕切られた各々の収容部8A、8Bにおいて、収容される廃LIBモジュールMが鉛直方向に3段以上積み上がらないように構成されるため、上段の廃LIBモジュールMの重みで下段の廃LIBモジュールMが破損することを防止することができ、LIBの電解液に含まれる六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)が漏出したり、この六フッ化リン酸リチウムが分解して有毒なフッ化水素が発生することもない。
The heat-
次に、上記構成を有する耐熱容器1を用いた廃リチウムイオン電池の処理方法について、図1及び図2を参照しながら説明する。
Next, a method for treating waste lithium ion batteries using the heat-
主に大都市近辺で収集・解体した廃LIBモジュールMを上記耐熱容器1に収容し、セメント工場等の加熱処理拠点に運搬する。セメント工場等で廃LIBモジュールMを収容した耐熱容器1をそのまま加熱処理する。この加熱処理は、特許文献1に記載の方法と同様に、還元雰囲気で、プラスチックの分解温度(300℃程度)以上で、アルミニウムの融点(660℃程度)よりも低い温度(650℃程度)で実施することで、廃LIBモジュールMを乾留して炭化混合物を分離すると共に、電池内の電解液を揮発させる。
Waste LIB modules M collected and dismantled mainly in the vicinity of large cities are housed in the heat-
次に、加熱処理後の耐熱容器1をそのまま破砕・選別拠点に運搬し、特許文献1に記載の方法と同様に、破砕・選別拠点で加熱処理後の廃LIBモジュールMを破砕、選別して有価物を回収する。
Next, the heat-treated heat-
上述のように、本実施の形態では、廃LIBモジュールの収集から加熱処理を経て加熱処理後の破砕・選別まで同一の耐熱容器1を用いるため、廃LIBモジュールを別容器に移し替える必要がなく、作業効率が大幅に向上する。尚、廃LIBモジュールの収集から加熱処理まで同一の耐熱容器1を用い、加熱処理後別容器に移し替えて破砕・選別拠点に運搬する場合でも、1回の移し替えで済むので作業効率が向上する。
As described above, in the present embodiment, the same heat-
また、上記実施の形態では、廃LIBパックから分解した廃LIBモジュールを処理する場合について説明したが、廃LIBパックそのものや、廃LIBモジュールから取り外した電池セルを耐熱容器1に収容してセメント工場等に運搬し、そのまま加熱処理し、加熱処理後の耐熱容器1をそのまま破砕・選別拠点に運搬してもよい。また、破砕・選別拠点で使用した耐熱容器を収集・解体拠点に運搬する必要があるため、収集・解体拠点と破砕・選別拠点の場所は同一であればより好ましい。
In the above-described embodiment, a case of processing waste LIB modules disassembled from waste LIB packs has been described. etc., heat-treated as it is, and the heat-
1 耐熱容器
2 ハウジング本体
3 仕切板
4 排気管
5 蓋
6 ゴム製カバー
7 排気口
8A、8B 収容部
9A、9B 支持部
10 車輪
1 Heat
Claims (2)
さらに加熱処理の際に前記2つの収容部で生じたガスを外部に排出する排気管を備えることを特徴とする耐熱容器。 Two storage units for storing waste lithium ion batteries stacked in one or two stages are provided in the vertical direction with a partition plate interposed therebetween, and the two storage units communicate with each other ,
The heat-resistant container further comprises an exhaust pipe for discharging the gas generated in the two storage portions during the heat treatment to the outside.
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