JPH07335276A - アルカリ蓄電池の回収法 - Google Patents
アルカリ蓄電池の回収法Info
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- JPH07335276A JPH07335276A JP14869994A JP14869994A JPH07335276A JP H07335276 A JPH07335276 A JP H07335276A JP 14869994 A JP14869994 A JP 14869994A JP 14869994 A JP14869994 A JP 14869994A JP H07335276 A JPH07335276 A JP H07335276A
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- Japan
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- storage battery
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アルカリ蓄電池用のとくにニッケル極や水素吸
蔵合金極などの回収を簡単に効率よく行う。 【構成】溶媒に可溶性の結着剤と活物質が発泡状やフェ
ルト状の導電性多孔体に保持した電極を用い、使用済み
の電池を分解後電極を溶媒で結着剤を除去し、溶液中で
超音波で振動を加え導電性多孔体から活物質を分離し、
導電性多孔体と活物質を回収する。また、使用後の導電
性多孔体は酸に溶解し、ふたたびメッキ浴として使い、
使用後分離した活物質粉末はふたたび活物質として使
う。
蔵合金極などの回収を簡単に効率よく行う。 【構成】溶媒に可溶性の結着剤と活物質が発泡状やフェ
ルト状の導電性多孔体に保持した電極を用い、使用済み
の電池を分解後電極を溶媒で結着剤を除去し、溶液中で
超音波で振動を加え導電性多孔体から活物質を分離し、
導電性多孔体と活物質を回収する。また、使用後の導電
性多孔体は酸に溶解し、ふたたびメッキ浴として使い、
使用後分離した活物質粉末はふたたび活物質として使
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ蓄電池とくに
ニッケル−カドミウム系やニッケル−水素蓄電池の回収
法に関する。
ニッケル−カドミウム系やニッケル−水素蓄電池の回収
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の電源として使われるアルカリ蓄電
池は高信頼性が期待でき、小型軽量化も可能などの理由
で、小型電池は各種ポータブル機器用に、大型は産業と
して広く使われてきた。
池は高信頼性が期待でき、小型軽量化も可能などの理由
で、小型電池は各種ポータブル機器用に、大型は産業と
して広く使われてきた。
【０００３】このアルカリ蓄電池において、正極として
は、一部空気極や酸化銀極なども取り上げられているが
ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から焼結
式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能になる
とともに用途も広がった。一方負極としてはカドミウム
の他に亜鉛、鉄、水素などが対象となっている。現在の
ところカドミウム極が主体であるが、一層の高エネルギ
ー密度を達成するために水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。
は、一部空気極や酸化銀極なども取り上げられているが
ほとんどの場合ニッケル極である。ポケット式から焼結
式に代わって特性が向上し、さらに密閉化が可能になる
とともに用途も広がった。一方負極としてはカドミウム
の他に亜鉛、鉄、水素などが対象となっている。現在の
ところカドミウム極が主体であるが、一層の高エネルギ
ー密度を達成するために水素吸蔵合金極を使ったニッケ
ル−水素蓄電池が注目され製法などに多くの提案がされ
ている。
【０００４】ニッケル極、カドミウム極、水素吸蔵合金
極などの製法として焼結式と発泡状、繊維状、パンチン
グメタルなどの２次元や３次元構造の多孔体に充填や塗
着する方式のペースト式がある。
極などの製法として焼結式と発泡状、繊維状、パンチン
グメタルなどの２次元や３次元構造の多孔体に充填や塗
着する方式のペースト式がある。
【０００５】ところで最近とくに資源の有効利用、地球
環境の悪化防止などの観点から電池も回収、再利用の動
きが活発化してきている。すでに二次電池の代表ともい
える鉛蓄電池では鉛を回収して再利用している。しかし
一方のアルカリ蓄電池ではとくに広く使われているニッ
ケル−カドミウム蓄電池では公害の観点からと再生の容
易さからカドミウムの回収は進んでいるが、ニッケル系
は鉄との合金や混合物で回収され活物質としての直接の
再利用の技術はない。
環境の悪化防止などの観点から電池も回収、再利用の動
きが活発化してきている。すでに二次電池の代表ともい
える鉛蓄電池では鉛を回収して再利用している。しかし
一方のアルカリ蓄電池ではとくに広く使われているニッ
ケル−カドミウム蓄電池では公害の観点からと再生の容
易さからカドミウムの回収は進んでいるが、ニッケル系
は鉄との合金や混合物で回収され活物質としての直接の
再利用の技術はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近とくに資源の有効
利用、地球環境の悪化防止などの観点からアルカリ蓄電
池ではとくに広く使われているニッケル−カドミウム蓄
電池では公害の観点からと再生の容易さからカドミウム
の回収は進んでいるが、ニッケル系は鉄との合金や混合
物で回収され活物質としての直接の再利用の技術はな
い。また、同じアルカリ蓄電池では最近普及してきたニ
ッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金極も回収、再利用が
望まれる。
利用、地球環境の悪化防止などの観点からアルカリ蓄電
池ではとくに広く使われているニッケル−カドミウム蓄
電池では公害の観点からと再生の容易さからカドミウム
の回収は進んでいるが、ニッケル系は鉄との合金や混合
物で回収され活物質としての直接の再利用の技術はな
い。また、同じアルカリ蓄電池では最近普及してきたニ
ッケル−水素蓄電池の水素吸蔵合金極も回収、再利用が
望まれる。
【０００７】このような要望は小型機器用は勿論である
が、電気自動車用などとくに大容量の大型電池の場合は
さらに重要で回収、再利用ができることが経済性の上で
も不可欠である。
が、電気自動車用などとくに大容量の大型電池の場合は
さらに重要で回収、再利用ができることが経済性の上で
も不可欠である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】まずアルカリ蓄電池の電
極として、溶媒に可溶性の結着剤を用いて活物質を発泡
状や繊維状の多孔体に充填して得られた電極を用いる。
回収法として活物質が導電性多孔体に保持されて構成さ
れている使用済みの電池を分解後、正極と負極を分け、
それぞれの電極の結着剤を必要ならば溶媒で除去後、溶
液中で超音波で振動を加え導電性多孔体から活物質を分
離し導電性多孔体と活物質を回収する。導電性多孔体
は、酸に溶解して、活物質は必要なら組成を再調整して
再利用する。対象の電極としては活物質が水酸化ニッケ
ルのニッケル極や水素極の水素吸蔵合金のように支持体
として発泡状や繊維状多孔体を用いる系である。
極として、溶媒に可溶性の結着剤を用いて活物質を発泡
状や繊維状の多孔体に充填して得られた電極を用いる。
回収法として活物質が導電性多孔体に保持されて構成さ
れている使用済みの電池を分解後、正極と負極を分け、
それぞれの電極の結着剤を必要ならば溶媒で除去後、溶
液中で超音波で振動を加え導電性多孔体から活物質を分
離し導電性多孔体と活物質を回収する。導電性多孔体
は、酸に溶解して、活物質は必要なら組成を再調整して
再利用する。対象の電極としては活物質が水酸化ニッケ
ルのニッケル極や水素極の水素吸蔵合金のように支持体
として発泡状や繊維状多孔体を用いる系である。
【０００９】
【作用】ニッケル極や水素吸蔵合金極などの製法として
焼結式と発泡状、繊維状、パンチングメタルなどの２次
元や３次元構造の多孔体に充填や塗着する方式のペース
ト式がある。この場合一般に多孔体と活物質の材料が異
なるので、これを分離することが好ましい。ところが焼
結式では多孔体と活物質の結合力が強いので工業的な分
離が困難である。また２次元構造の多孔体に充填や塗着
する方式のペースト式では多孔体と活物質の結合力を強
めるためにフッ素樹脂などの結着剤を多く加えられてい
る。
焼結式と発泡状、繊維状、パンチングメタルなどの２次
元や３次元構造の多孔体に充填や塗着する方式のペース
ト式がある。この場合一般に多孔体と活物質の材料が異
なるので、これを分離することが好ましい。ところが焼
結式では多孔体と活物質の結合力が強いので工業的な分
離が困難である。また２次元構造の多孔体に充填や塗着
する方式のペースト式では多孔体と活物質の結合力を強
めるためにフッ素樹脂などの結着剤を多く加えられてい
る。
【００１０】これに対して発泡状や繊維状など３次元構
造の多孔体はその骨格で活物質を包む構造になるのでそ
れほど結着剤に頼らなくても実用上問題がなくフッ素樹
脂のような溶媒に不溶性の樹脂を用いなくても使える。
そこで使用後にこの樹脂を溶媒で除去すると超音波振動
で支持体と活物質の分離が可能になった。なお結着剤の
除去と超音波による振動は同じ溶媒で同時に行ってもよ
い。
造の多孔体はその骨格で活物質を包む構造になるのでそ
れほど結着剤に頼らなくても実用上問題がなくフッ素樹
脂のような溶媒に不溶性の樹脂を用いなくても使える。
そこで使用後にこの樹脂を溶媒で除去すると超音波振動
で支持体と活物質の分離が可能になった。なお結着剤の
除去と超音波による振動は同じ溶媒で同時に行ってもよ
い。
【００１１】また水酸化ニッケルは通常使用後では組成
の変化はなく、必要ならばコバルトなど添加剤量を調整
すれば再利用ができることがわかった。なお異常に高温
での使用後などでは活物質は酸に溶かして、これに苛性
アルカリを加えて水酸化ニッケルにすれば、さらに再利
用時の特性上での心配はない。
の変化はなく、必要ならばコバルトなど添加剤量を調整
すれば再利用ができることがわかった。なお異常に高温
での使用後などでは活物質は酸に溶かして、これに苛性
アルカリを加えて水酸化ニッケルにすれば、さらに再利
用時の特性上での心配はない。
【００１２】水素吸蔵合金の場合も通常使用では必要な
らば希酸で処理し、水洗すればそのまま再利用できるこ
とがわかった。この場合も異常な使用後はＭｎやＣｏな
ど電解液に溶出しやすい金属は添加して組成を調整して
再融解して使えば再利用時での心配はない。
らば希酸で処理し、水洗すればそのまま再利用できるこ
とがわかった。この場合も異常な使用後はＭｎやＣｏな
ど電解液に溶出しやすい金属は添加して組成を調整して
再融解して使えば再利用時での心配はない。
【００１３】
【実施例】以下、ニッケル−水素蓄電池を例として詳述
する。正極として市販の酸化亜鉛を少量含む水酸化ニッ
ケル粉末９３重量部にコバルト粉末４重量部、酸化コバ
ルト３部を加え、これに２重量％のポリビニルアルコー
ル水溶液を加えてペーストとし多孔度９５％、平均孔径
２００μｍ、厚さ１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填
し、その後乾燥しまず１００ｔの加圧機で加圧した後さ
らにローラプレス機を通して厚さ０．７５ｍｍに調整し
た。この電極を幅１００ｍｍ、高さも１００ｍｍに裁断
し、リード板をスポット溶接により取り付けた。この正
極を１０枚用いた。
する。正極として市販の酸化亜鉛を少量含む水酸化ニッ
ケル粉末９３重量部にコバルト粉末４重量部、酸化コバ
ルト３部を加え、これに２重量％のポリビニルアルコー
ル水溶液を加えてペーストとし多孔度９５％、平均孔径
２００μｍ、厚さ１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填
し、その後乾燥しまず１００ｔの加圧機で加圧した後さ
らにローラプレス機を通して厚さ０．７５ｍｍに調整し
た。この電極を幅１００ｍｍ、高さも１００ｍｍに裁断
し、リード板をスポット溶接により取り付けた。この正
極を１０枚用いた。
【００１４】負極としては水素吸蔵合金はＡＢ5系合金
としてＭｍＮｉ5系の一つであるＭｍＮｉ3.7Ｍｎ0.4Ａ
ｌ0.3Ｃｏ0.6を粉砕して３６０メッシュ通過させた球状
微粉末にカルボキシメチルセルロース１．５重量％水溶
液を加えて作ったペーストをやはり多孔度９５％を厚さ
１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填し、その後乾燥し
加圧した。電極の厚さは平均で０．５ｍｍであった。こ
の電極を幅１００ｍｍ、高さも１００ｍｍに裁断し、リ
ード板をスポット溶接により取り付けた。この負極を１
０枚用いた。
としてＭｍＮｉ5系の一つであるＭｍＮｉ3.7Ｍｎ0.4Ａ
ｌ0.3Ｃｏ0.6を粉砕して３６０メッシュ通過させた球状
微粉末にカルボキシメチルセルロース１．５重量％水溶
液を加えて作ったペーストをやはり多孔度９５％を厚さ
１．０ｍｍの発泡状ニッケル板に充填し、その後乾燥し
加圧した。電極の厚さは平均で０．５ｍｍであった。こ
の電極を幅１００ｍｍ、高さも１００ｍｍに裁断し、リ
ード板をスポット溶接により取り付けた。この負極を１
０枚用いた。
【００１５】この正、負極それぞれ１０枚と親水処理ポ
リプロピレン不織布セパレータとし正極律則の角形の電
池を構成した。電解液として比重１．２５の苛性カリ水
溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。
電池の実際に放電可能な容量は０．２Ｃで５０Ａｈと
し、電解液量は２ｍｌ／Ａｈに規制し、耐圧３ｋｇ／ｃ
ｍ2の液口栓を設けて半密閉の角形電池とした。なお正
極に対する負極の容量を１４０％とした。この電池をＡ
とする。
リプロピレン不織布セパレータとし正極律則の角形の電
池を構成した。電解液として比重１．２５の苛性カリ水
溶液に２５ｇ／ｌの水酸化リチウムを溶解して用いた。
電池の実際に放電可能な容量は０．２Ｃで５０Ａｈと
し、電解液量は２ｍｌ／Ａｈに規制し、耐圧３ｋｇ／ｃ
ｍ2の液口栓を設けて半密閉の角形電池とした。なお正
極に対する負極の容量を１４０％とした。この電池をＡ
とする。
【００１６】つぎに比較のためにＡに用いたと同じ電極
で結着剤にすべてフッ素樹脂を用いた電極で構成して得
られた電池をＢとして加えた。
で結着剤にすべてフッ素樹脂を用いた電極で構成して得
られた電池をＢとして加えた。
【００１７】化成終了後両電地を用い、０．３Ｃ放電で
の電圧と容量を調べたが、いずれも放電容量は４９〜５
１Ａｈの範囲で差がなかった。また、電圧に関してはＡ
は平均電圧は１．２３０、Ｂは１．２２５Ｖであった。
の電圧と容量を調べたが、いずれも放電容量は４９〜５
１Ａｈの範囲で差がなかった。また、電圧に関してはＡ
は平均電圧は１．２３０、Ｂは１．２２５Ｖであった。
【００１８】次に各電池それぞれ１０セルを用い０．５
Ｃで１１５％充電後０．５Ｃで０．９Ｖまでの放電の充
放電条件で寿命特性を行った。その結果５００サイクル
では容量維持率はＡ、Ｂとも９５％以上であった。なお
１０００サイクルでＡは平均で８６％、Ｂでは８７％と
で実用上差がなかった。この試験を終了後両電池を分解
し、正極と負極を分け、正極は８０℃の温水中で、負極
は常温の水中で超音波機にかけた。正極では結着剤が温
水で完全に除去され、発泡体と活物質が分離し、負極で
は結着剤が冷水で完全に除去され、発泡体と活物質が分
離した。いずれも回収率は９３％以上であった。なお比
較の電池Ｂではフッ素樹脂のために支持体と活物質は分
離が不十分であり、約５０％が回収できたに過ぎなかっ
た。
Ｃで１１５％充電後０．５Ｃで０．９Ｖまでの放電の充
放電条件で寿命特性を行った。その結果５００サイクル
では容量維持率はＡ、Ｂとも９５％以上であった。なお
１０００サイクルでＡは平均で８６％、Ｂでは８７％と
で実用上差がなかった。この試験を終了後両電池を分解
し、正極と負極を分け、正極は８０℃の温水中で、負極
は常温の水中で超音波機にかけた。正極では結着剤が温
水で完全に除去され、発泡体と活物質が分離し、負極で
は結着剤が冷水で完全に除去され、発泡体と活物質が分
離した。いずれも回収率は９３％以上であった。なお比
較の電池Ｂではフッ素樹脂のために支持体と活物質は分
離が不十分であり、約５０％が回収できたに過ぎなかっ
た。
【００１９】なおＡにおいて、正、負極用とも活物質を
除いた発泡状骨格は水洗後硫酸などの酸で溶解してニッ
ケル塩とし、多孔体を作るためのメッキ浴として利用で
きることがわかった。また水酸化ニッケルを主とする混
合物は、これも希酸で処理し、水洗後、コバルト濃度を
調整して再利用できるし、水素吸蔵合金粉末も同様に希
酸で処理し、水洗後乾燥して再利用できることがわかっ
た。
除いた発泡状骨格は水洗後硫酸などの酸で溶解してニッ
ケル塩とし、多孔体を作るためのメッキ浴として利用で
きることがわかった。また水酸化ニッケルを主とする混
合物は、これも希酸で処理し、水洗後、コバルト濃度を
調整して再利用できるし、水素吸蔵合金粉末も同様に希
酸で処理し、水洗後乾燥して再利用できることがわかっ
た。
【００２０】
【発明の効果】ニッケル極や水素吸蔵合金極などを用い
たアルカリ蓄電池の回収法として溶媒に可溶性の結着剤
と活物質が発泡状やフェルト状の導電性多孔体に保持し
た電極を用い、使用済みの電池を分解後電極を溶媒で結
着剤を除去し、溶液中で超音波で振動を加え導電性多孔
体から活物質を分離し導電性多孔体と活物質を回収す
る。
たアルカリ蓄電池の回収法として溶媒に可溶性の結着剤
と活物質が発泡状やフェルト状の導電性多孔体に保持し
た電極を用い、使用済みの電池を分解後電極を溶媒で結
着剤を除去し、溶液中で超音波で振動を加え導電性多孔
体から活物質を分離し導電性多孔体と活物質を回収す
る。
【００２１】また、使用後の導電性多孔体は酸に溶解
し、ふたたびメッキ浴として使い、使用後分離した活物
質粉末はふたたび活物質として使うことにより、容易に
しかも効率よくアルカリ蓄電池が回収できる。
し、ふたたびメッキ浴として使い、使用後分離した活物
質粉末はふたたび活物質として使うことにより、容易に
しかも効率よくアルカリ蓄電池が回収できる。
Claims (6)
- 【請求項１】溶媒に可溶性の結着剤と活物質を導電性多
孔体に保持した電極を用いて電池を構成し、使用済みの
電池を分解後電極を溶媒で結着剤を除去し、溶液中で超
音波で振動を加え導電性多孔体から活物質を分離し導電
性多孔体と活物質を回収することを特徴とするアルカリ
蓄電池の回収法。 - 【請求項２】導電性多孔体が発泡状かフェルト状である
請求項１記載のアルカリ蓄電池の回収法。 - 【請求項３】電極がニッケル極である請求項１記載のア
ルカリ蓄電池の回収法。 - 【請求項４】電極が水素吸蔵合金極である請求項１記載
のアルカリ蓄電池の回収法。 - 【請求項５】使用後の導電性多孔体は酸に溶解し、ふた
たび多孔体製造のためのメッキ浴として使うことを特徴
とするアルカリ蓄電池の回収法。 - 【請求項６】使用後分離した活物質粉末はふたたび活物
質として使うことを特徴とするアルカリ蓄電池の回収
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14869994A JP2735146B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | アルカリ蓄電池の回収法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14869994A JP2735146B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | アルカリ蓄電池の回収法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335276A true JPH07335276A (ja) | 1995-12-22 |
| JP2735146B2 JP2735146B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15458626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14869994A Expired - Lifetime JP2735146B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | アルカリ蓄電池の回収法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735146B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2737344A1 (fr) * | 1995-07-26 | 1997-01-31 | Affinage Des Metaux Snam Soc N | Procede de traitement de dechets contenant un ou des alliages hydrurables en vue de leur recyclage |
| WO2000005777A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Reclamation of material from coated substrates |
| US6077622A (en) * | 1997-09-25 | 2000-06-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Recycling method of nickel-hydrogen secondary battery |
| US6150050A (en) * | 1998-03-09 | 2000-11-21 | Valence Technology, Inc | Method for recovering particulate material from electrical components |
| WO2010002019A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | 住友化学株式会社 | 電池廃材からの酸化物含有電池材料の回収方法 |
| US20110059339A1 (en) * | 2008-05-28 | 2011-03-10 | Hiroshi Yamasaki | Method for treating lithium batteries |
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| US8354180B2 (en) | 2005-12-27 | 2013-01-15 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Method for separating active material of electrode plate for storage battery |
| KR101376980B1 (ko) * | 2012-05-10 | 2014-03-27 | 한양대학교 에리카산학협력단 | 구리시트 양면에 카본시트가 구비된 전극으로부터 구리시트를 분리하는 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04128324A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | カドミウムの回収方法 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP14869994A patent/JP2735146B2/ja not_active Expired - Lifetime
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