KR20230089751A - Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery - Google Patents

Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery Download PDF

Info

Publication number
KR20230089751A
KR20230089751A KR1020210178400A KR20210178400A KR20230089751A KR 20230089751 A KR20230089751 A KR 20230089751A KR 1020210178400 A KR1020210178400 A KR 1020210178400A KR 20210178400 A KR20210178400 A KR 20210178400A KR 20230089751 A KR20230089751 A KR 20230089751A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lithium ion
ion battery
cathode material
waste lithium
leachate
Prior art date
Application number
KR1020210178400A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정해성
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 창원대학교 산학협력단 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Priority to KR1020210178400A priority Critical patent/KR20230089751A/en
Priority to PCT/KR2022/010846 priority patent/WO2023113133A1/en
Publication of KR20230089751A publication Critical patent/KR20230089751A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006Wet processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 개시한다. 본 발명은 고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계; 상기 고체 배지에 배양된 미생물 액체 배지에 접종 및 성장시키는 단계; 및 상기 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 상기 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계; 및 상기 침출액을 여과시켜 상기 폐리튬이온전지의 전극에 포함된 유가금속을 추출 및 회수하는 단계; 를 포함하고, 상기 침출액을 수득하는 단계는, 상기 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가금속이 상기 미생물에 의해 환원되어 상기 침출액 내에 용해되는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery. The present invention comprises the steps of culturing microorganisms in a solid medium; Inoculating and growing a liquid medium of microorganisms cultured on the solid medium; and adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leachate; and extracting and recovering the valuable metal included in the electrode of the waste lithium ion battery by filtering the leachate. In the step of obtaining the leachate, the valuable metal included in the cathode material for the waste lithium ion battery is reduced by the microorganisms and dissolved in the leachate.

Description

폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법{METHOD FOR RECOVERING VALUABLE METALS FROM CATHODIC ACTIVE MATERIAL OF USED LITHIUM BATTERY}Method for recovering valuable metals using cathode materials for waste lithium ion batteries

본 발명은 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명은 폐리튬이온전지 내 양극재 금속물질들을 미생물을 이용하여 환원시켜 Ni, Co, Mn, Li 을 수용액 상태로 만듦으로써 양극재를 경제적/환경적으로 지속가능한 방식으로 분해시킬 수 있는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery, and more particularly, the present invention relates to a method for recovering valuable metals by using microorganisms to reduce metal materials for a cathode material in a waste lithium ion battery using microorganisms such as Ni, Co, Mn, and Li. It relates to a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery, which can decompose the cathode material in an economically/environmentally sustainable manner by making the cathode material into an aqueous solution.

리튬이온전지는 높은 에너지 밀도와 경량의 특성을 지니고 있기 때문에 소형 휴대장비의 동력원으로 사용되고 있는 등, 최근 들어 리튬이온전지의 사용량이 급증하고 있다. 특히, 최근에는 소형가전기기, 모바일용 제품뿐만 아니라 하이브리드 전기자동차(HEV/EV) 등의 동력원으로도 널리 이용되고 있다.Since lithium ion batteries have high energy density and light weight, they are used as a power source for small portable equipment, and recently, the usage of lithium ion batteries is rapidly increasing. In particular, in recent years, it has been widely used as a power source for hybrid electric vehicles (HEV/EV) as well as small home appliances and mobile products.

이러한 리튬이온전지는 양극과 음극, 전해질 및 분리막으로 구성되어 있으며, 구체적으로 플라스틱 케이스(Plastic casing)와 여러 셀 단위(cell unit)안에 포함된 양극, 음극, 분리막, 전해질, 그리고 니켈-코팅 강철 케이스(Ni-coated steel casing)로 구성된다.These lithium ion batteries are composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator. Specifically, a plastic casing, a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolyte, and a nickel-coated steel case included in several cell units. (Ni-coated steel casing).

한편, 리튬이온전지의 양극은 양극재(active cathode materials), 도전제, 바인더 및 집전체로 이루어져 있으며, 양극재로는 가역성(reversibility)이 우수하고, 낮은 자가방전율, 고용량, 고에너지 밀도를 갖고, 합성이 용이한 리튬코발트산화물(LiCoO2)이 널리 사용되고 있다.On the other hand, the cathode of a lithium ion battery is composed of an active cathode material, a conductive agent, a binder, and a current collector. The cathode material has excellent reversibility, low self-discharge rate, high capacity, and high energy density. , lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), which is easy to synthesize, is widely used.

또한, 최근에는 고가인 코발트(Co)의 사용량을 줄이기 위해 Ni, Mn등이 함께 포함된 Li(NiCoMn)Ox와 같은 3원계의 리튬 복합금속 산화물 등도 양극 물질로 이용되고 있다. 그러나 상기와 같은 양극물질 모두 적어도 5중량% 이상의 리튬, 및 니켈, 코발트, 망간과 같은 유가 금속을 다량 함유하고 있어, 폐 리튬이온전지의 양극재(양극재 스크랩)로부터 고가의 유가 금속을 회수하기 위한 방법에 관심이 주목되고 있다.In addition, recently, in order to reduce the amount of expensive cobalt (Co), a ternary lithium composite metal oxide such as Li(NiCoMn)Ox containing Ni and Mn is also used as a cathode material. However, since all of the above cathode materials contain at least 5% by weight of lithium and a large amount of valuable metals such as nickel, cobalt, and manganese, it is difficult to recover expensive valuable metals from cathode materials (cathode scrap) of waste lithium ion batteries. Attention is drawn to methods for

또한, 리튬이온전지 양극재는 전체 리튬이온전지 가격의 40%를 차지하고, Li, Ni, Co는 한정적인 자원으로 고려되며 리튬이온전지 산업의 활성화와 함께 원자재값의 증가 및 정치/경제적인 이슈에 따라 배터리 제조에 민감하게 작용할 금속들이다.In addition, cathode materials for lithium ion batteries account for 40% of the total price of lithium ion batteries, and Li, Ni, and Co are considered as limited resources. These are the metals that will be sensitive to battery manufacturing.

향후 많은 양의 폐리튬이온전지가 전기차 내 배터리 교체, 접촉사고 등을 통해서 발생할 것이며 재활용 시 양극재 금속들의 회수가 필수적이나, 현재는 강산 또는 고열 조건에서 양극재를 녹여 낸 뒤 분리 및 회수하는 방식이 사용되어 경제적/환경적으로 지속성이 있는 기술이 아니기에, 경제적/환경적으로 지속성이 있는 폐리튬이온전지 양극재의 유가금속 회수방법에 대한 연구가 요구되고 있다.In the future, a large amount of waste lithium ion batteries will be generated through battery replacement in electric vehicles, contact accidents, etc. When recycling, it is essential to recover cathode material metals. Since it is not an economically/environmentally sustainable technology, research on a method for recovering valuable metals from a cathode material for an economically/environmentally sustainable waste lithium ion battery is required.

대한민국 등록특허 제1497041호, "폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 유가 금속을 회수하는 방법"Republic of Korea Patent Registration No. 1497041, "Method for recovering valuable metals from cathode materials of waste lithium ion batteries"

본 발명의 실시예는 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가 금속을 미생물을 이용하여 환원시킴으로써, pH 7-8 의 중성 조건에서 유기 금속을 회수할 수 있는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a valuable metal using a waste lithium ion battery cathode material capable of recovering organic metals under neutral conditions of pH 7-8 by reducing valuable metals included in the waste lithium ion battery cathode material using microorganisms. We want to provide a recovery method.

즉, 본 발명의 실시예는 폐리튬이온전지 내 양극재 금속물질들을 미생물을 이용하여 환원시켜 Ni, Co, Mn, Li 을 수용액 상태로 만듦으로써 양극재를 경제적/환경적으로 지속가능한 방식으로 분해시킬 수 있는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 제공하고자 한다.That is, the embodiment of the present invention reduces the metal materials of the cathode material in the waste lithium ion battery using microorganisms to make Ni, Co, Mn, and Li into an aqueous solution, thereby decomposing the cathode material in an economically / environmentally sustainable manner. It is intended to provide a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery.

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계; 상기 고체 배지에 배양된 미생물을 액체 배지에 접종 및 성장시키는 단계; 및 상기 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 상기 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계; 및 상기 침출액을 여과시켜 상기 폐리튬이온전지의 전극에 포함된 유가금속을 추출 및 회수하는 단계;를 포함하고, 상기 침출액을 수득하는 단계는, 상기 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가금속이 상기 미생물에 의해 환원되어 상기 침출액 내에 용해된다.A method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes culturing microorganisms in a solid medium; inoculating and growing the microorganisms cultured on the solid medium in a liquid medium; and adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leachate; and extracting and recovering valuable metals included in the electrode of the waste lithium ion battery by filtering the leachate, wherein the step of obtaining the leachate comprises It is reduced by the microorganisms and dissolved in the leachate.

상기 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 상기 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계는, 혐기 조건 하에 진행될 수 있다.The step of adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leachate may be performed under anaerobic conditions.

상기 액체 배지는 pH 7 내지 pH 8일 수 있다.The liquid medium may be pH 7 to pH 8.

상기 양극재는 LiCoO2, LiNiO2, LiNixMnyO2, LiNixCoyO2, Li1+zNixMn-yCo1-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2 및 LiFePO4, 중 적어도 어느 하나를 포함(상기 x는 0.3 내지 0.8이고, 상기 y는 0.1 내지 0.45이며, z는 0 내지 0.2임)할 수 있다.The positive electrode material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi x Mn y O 2 , LiNi x Co y O 2 , Li 1+z Ni x M ny Co 1-xy O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 , LiV 2 O 5 , LiTiS 2 , LiMoS 2 , LiMnO 2 , LiCrO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 and LiFePO 4 , including at least one of (x is 0.3 to 0.8, y is 0.1 to 0.45, z is 0 to 0.2).

상기 미생물은 슈와넬라(Shewanella), 알테로모나스 (alteromonas) 및 지오박터 (geobacter) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혐기조건에서 금속을 환원시킬 수 있는 미생물을 포함할 수 있다.The microorganism may include a microorganism capable of reducing a metal under anaerobic conditions including at least one of Shewanella, Alteromonas and Geobacter.

상기 유기 화합물은 아세테이트(acetate), 젖산나트륨(sodium lactate), 자연유기물질 (natural organic matter) 및 슬러지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The organic compound may include at least one of acetate, sodium lactate, natural organic matter, and sludge.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가 금속을 미생물을 이용하여 환원시킴으로써, pH 7-8 의 중성 조건에서 유기 금속을 회수할 수 있는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, valuable metals included in the waste lithium ion battery cathode material are reduced using microorganisms, thereby using a waste lithium ion battery cathode material capable of recovering organic metals under neutral conditions of pH 7-8. A valuable metal recovery method can be provided.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 폐리튬이온전지 내 양극재 금속물질들을 미생물을 이용하여 환원시켜 Ni, Co, Mn, Li 을 수용액 상태로 만듦으로써 양극재를 경제적/환경적으로 지속가능한 방식으로 분해시킬 수 있는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 제공할 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, by reducing the metal materials of the cathode material in the waste lithium ion battery using microorganisms to make Ni, Co, Mn, and Li into an aqueous solution, the cathode material is economically / environmentally sustainable It is possible to provide a valuable metal recovery method using a waste lithium ion battery cathode material that can be decomposed into.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 도시한 흐름도이다.
1 is a schematic diagram showing a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements or steps in a stated component or step.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiments,” “examples,” “aspects,” “examples,” and the like should not be construed as indicating that any aspect or design described is preferred or advantageous over other aspects or designs. It is not.

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression 'x employs a or b' means any one of the natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular expressions “a” or “an” used in this specification and claims generally mean “one or more,” unless indicated otherwise or clear from context to refer to the singular form. should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and / or change of technology, convention, preference of technicians, etc. Therefore, terms used in the following description should not be understood as limiting technical ideas, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the corresponding description section. Therefore, terms used in the following description should be understood based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not simply the name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terminology used in this specification is a term used to appropriately express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 도시한 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention. It is a flow chart showing

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계(S110), 고체 배지에 배양된 미생물을 액체 배지에 접종 및 성장시키는 단계(S120) 및 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계(S130) 및 침출액을 여과시켜 폐리튬이온전지의 전극에 포함된 유가금속을 추출 및 회수하는 단계(S140)를 포함한다.A method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention includes culturing microorganisms in a solid medium (S110), inoculating and growing microorganisms cultured in a solid medium in a liquid medium (S120) and adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to a liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leach solution (S130) and filtering the leach solution to remove valuable metals included in the electrode of the waste lithium ion battery. It includes extracting and recovering (S140).

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 폐리튬이온전지 내 양극재 금속물질들을 미생물을 이용하여 환원시켜 Ni, Co, Mn, Li 을 수용액 상태로 만듦으로써 양극재를 경제적/환경적으로 지속가능한 방식으로 분해시킬 수 있다.Therefore, in the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, metal materials for a cathode material in a waste lithium ion battery are reduced using microorganisms to make Ni, Co, Mn, and Li into an aqueous solution. This makes it possible to decompose the cathode material in an economically/environmentally sustainable way.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계(S110)를 진행한다.First, in the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, a step of culturing microorganisms in a solid medium (S110) is performed.

미생물은 금속 이온을 환원시킬 수 있는 박테리아로, 예를 들어, 미생물은 혐기조건에서 금속을 환원시킬 수 있는 미생물일 수 있고, 바람직하게는, 미생물은 슈와넬라(Shewanella), 알테로모나스 (alteromonas) 및 지오박터 (geobacter) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The microorganism is a bacterium capable of reducing metal ions, for example, the microorganism may be a microorganism capable of reducing metal under anaerobic conditions, preferably, the microorganism is Shewanella, Alteromonas ) and at least one of Geobacter.

배양은 20 ℃내지 35℃의 온도에서 암조건 하에서 진행될 수 있고, 배양 온도가 전술한 범위를 벗어나면(20 ℃미만이면 또는 35 ℃을 초과) 미생물이 성장하지 못하는 문제가 있다.Cultivation can be carried out under dark conditions at a temperature of 20 ° C to 35 ° C, and when the culture temperature is out of the above range (less than 20 ° C or greater than 35 ° C), there is a problem that microorganisms do not grow.

또한, 고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계(S110)는, 공기에 노출된 상태에서 진행될 수 있다.In addition, the step of culturing the microorganisms in the solid medium (S110) may proceed in a state exposed to air.

혐기 조건에서 금속을 환원시킬 수 있는 미생물은 산소로 호흡하는 대신에 유기 화합물로부터 전자를 얻고, 유기 화합물로부터 얻은 전자를 다시 주변 금속 산화물(예; 폐리튬이온전지 양극재)을 환원시킬 수 있다.Microorganisms that can reduce metals under anaerobic conditions can obtain electrons from organic compounds instead of breathing oxygen, and can reduce the electrons obtained from organic compounds to surrounding metal oxides (eg, waste lithium ion battery cathode materials).

예를 들어, 배양은 미생물 배양을 위한 양분을 제공하는 PYE medium (1.0g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH4)2SO4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5))를 이용하여 진행될 수 있다.For example, culture was performed in PYE medium (1.0 g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH4)2SO4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5)).

이후, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 고체 배지에 배양된 미생물을 액체 배지에 접종 및 성장시키는 단계(S120)를 진행한다. Thereafter, in the method for recovering valuable metals using the cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, a step of inoculating and growing microorganisms cultured in a solid medium in a liquid medium (S120) is performed.

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 고체 배지에 배양된 미생물을 액체 배지에 접종 및 성장시킴으로써, 초기에 액체에서 미생물을 성장시키는 것보다 미생물 성장 속도 및 활성도가 향상될 수 있다.The method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention inoculates and grows microorganisms cultured in a solid medium in a liquid medium, thereby increasing the growth rate and activity of microorganisms compared to initially growing microorganisms in a liquid. can be improved.

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 액체 배지의 pH가 pH 7 내지 pH 8일 수 있고, pH가 전술한 범위를 벗어나면(pH 7 미만이면 이거나 pH 8을 초과하면) 미생물 배양 시 성장에 문제를 야기할 수 있다.In the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, the pH of the liquid medium may be between pH 7 and pH 8, and when the pH is out of the above-mentioned range (if it is less than pH 7 or pH 8 If it exceeds), it may cause problems in growth during microbial culture.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가 금속을 미생물을 이용하여 환원시킴으로써, pH 7-8 의 중성 조건에서 유기 금속을 분해함으로써 기존 양극재 분해를 위해 사용되고 있는 강산 또는 열처리 방법보다 경제적/환경적으로 지속성이 있다.Therefore, in the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, the valuable metal contained in the cathode material for a waste lithium ion battery is reduced using microorganisms, thereby organically recovering the valuable metal under neutral conditions of pH 7-8. By decomposing the metal, it is economically and environmentally sustainable than the strong acid or heat treatment method used for the decomposition of the existing cathode material.

이후, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계(S130)를 진행한다.Thereafter, the method for recovering valuable metals using the waste lithium ion battery cathode material according to an embodiment of the present invention includes adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to a liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leachate. Step S130 is performed.

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 침출액을 수득하는 단계(S130)에서 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가금속이 미생물에 의해 환원되어 침출액 내에 용해될 수 있다.In the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, in the step of obtaining a leachate (S130), the valuable metals included in the cathode material for a waste lithium ion battery are reduced by microorganisms and dissolved in the leachate. can

호기 조건에서는 미생물이 산소를 이용하여 호흡하고 전자를 얻지만 혐기 조건에서는 미생물이 유기 화합물로부터 전자를 얻고 대사과정 후 금속 산화물들에 그 전자를 전달할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 혐기 조건 하에서 유가금속이 환원될 수 있다.Under aerobic conditions, microorganisms breathe using oxygen and gain electrons, but under anaerobic conditions, microorganisms obtain electrons from organic compounds and can transfer them to metal oxides after metabolic processes. Through this, in the method for recovering valuable metals using the positive electrode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, valuable metals can be reduced under anaerobic conditions.

보다 구체적으로, 혐기 조건에서의 미생물의 대사과정 간 전자가 발생하게 되고 이 전자는 양극재에 산화된 상태로 존재하고 있는 Ni, Co, Mn 을 Ni(II), Co(II), Mn(II)로 환원시키고 수용액 상태로 존재할 수 있도록 하거나 Ni, Co, Mn 중 특정 유가금속만을 환원시키고, 양극재 구조를 허물면서 양극재를 분해 시킬 수 있다.More specifically, electrons are generated during the metabolic process of microorganisms under anaerobic conditions, and these electrons convert Ni, Co, and Mn, which are oxidized in the cathode material, to Ni(II), Co(II), and Mn(II). ) and can exist in an aqueous solution, or only specific valuable metals among Ni, Co, and Mn can be reduced, and the cathode material can be decomposed while breaking down the structure of the cathode material.

액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계(S130)는, 혐기 조건 하에 진행될 수 있다.The step of decomposing the waste lithium ion battery cathode material by adding the waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to obtain a leachate (S130) may be performed under anaerobic conditions.

혐기 조건은 산소를 차단하고, 질소 가스(N2) 및 아르곤(Ar) 가스 중 적어도 어느 하나의 가스를 주입하여 형성할 수 있다.Anaerobic conditions may be formed by blocking oxygen and injecting at least one of nitrogen gas (N 2 ) and argon (Ar) gas.

만약, 혐기 조건이 아닌 환경 하에서 진행되면 미생물이 공기 중 산소를 이용한 미생물 호흡을 진행하기 때문에 침출액 상에 존재하는 유가금속의 회수율이 낮아질 수 있다.If the process proceeds under an environment other than anaerobic conditions, the recovery rate of valuable metals present in the leachate may be lowered because the microorganisms proceed with microbial respiration using oxygen in the air.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 혐기 조건 하에서 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하기 때문에 미생물의 대사 호흡이 산소를 이용하지 않고 유가 금속을 환원시키는 형태로 이루어지기 때문에, 유가 금속의 회수율이 향상될 수 있다.However, since the method for recovering valuable metals using a waste lithium ion battery cathode material according to an embodiment of the present invention decomposes the waste lithium ion battery cathode material in a liquid medium under anaerobic conditions to obtain a leachate, the metabolic respiration of microorganisms uses oxygen. Since it is made in the form of reducing valuable metals without doing so, the recovery rate of valuable metals can be improved.

보다 구체적으로, 혐기조건에서 미생물은 유기 화합물로부터 전자를 얻고 미생물은 얻은 전자를 금속산화물에 다시 배출할 수 있다.More specifically, under anaerobic conditions, microorganisms may obtain electrons from organic compounds, and the microorganisms may release the obtained electrons back to metal oxides.

침출액 내에 미생물의 농도는 108 cells/ml 내지 1010 cells/ml 일 수 있고, 미생물의 농도가 전술한 범위를 벗어나면(108 cells/ml 미만이면 또는 1010 cells/ml 를 초과하면) 미생물이 충분한 활성도를 갖지 못하는 문제가 있다.The concentration of microorganisms in the leachate may be 10 8 cells / ml to 10 10 cells / ml, and when the concentration of microorganisms is out of the above range (if less than 10 8 cells / ml or greater than 10 10 cells / ml), microorganisms There is a problem of not having this sufficient activity.

액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계(S130)의 분해 온도는 상온에서 진행될 수 있다.The decomposition temperature of decomposing the waste lithium ion battery cathode material by adding the waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to obtain a leachate (S130) may be performed at room temperature.

이미 폐리튬이온전지 양극재가 분해된 후에는 상온 조건(20±5℃)이면 문제가 없으나, 온도가 너무 높을 시에는 용해되어 있는 유가금속들이 다른 반응을 일으켜서 고체물질로 침전되는 등 확인되지 않은 부가 반응들이 일어날 수 있다.After the waste lithium ion battery cathode material has already been decomposed, there is no problem under normal temperature conditions (20±5℃). reactions can occur.

양극재는 LiCoO2, LiNiO2, LiNixMnyO2, LiNixCoyO2, Li1+zNixMn-yCo1-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2 및 LiFePO4, 중 적어도 어느 하나를 포함(상기 x는 0.3 내지 0.8이고, 상기 y는 0.1 내지 0.45이며, z는 0 내지 0.2임)할 수 있다.The cathode material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi x Mn y O 2 , LiNi x Co y O 2 , Li 1+z Ni x M ny Co 1-xy O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 , LiV 2 O 5 , LiTiS 2 , LiMoS 2 , LiMnO 2 , LiCrO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 and LiFePO 4 , including at least one of (x is 0.3 to 0.8, y is 0.1 to 0.45, z is 0 to 0.2).

유기 화합물은 아세테이트(acetate), 젖산나트륨(sodium lactate), 자연유기물질 (natural organic matter) 및 슬러지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The organic compound may include at least one of acetate, sodium lactate, natural organic matter, and sludge.

유기 화합물은 혐기 조건에서 미생물의 호흡을 위한 전자를 주는 물질로, 미생물은 유기 화합물을 통해 대사작용을 할 수 있다.Organic compounds are substances that donate electrons for respiration of microorganisms under anaerobic conditions, and microorganisms can metabolize through organic compounds.

이후, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 침출액을 여과시켜 폐리튬이온전지의 전극에 포함된 유가금속을 추출 및 회수하는 단계(S140)를 진행한다.Thereafter, in the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, a step (S140) of extracting and recovering valuable metals included in the electrode of the waste lithium ion battery by filtering the leachate is performed.

유가금속을 추출 및 회수하는 단계(S140)는 시린지 필터(syringe filter)를 통해 진행될 수 있다.Extracting and recovering the valuable metal (S140) may be performed through a syringe filter.

미생물에 의해 분해 및 환원되는 유가금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 및 리튬(Li) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다,The valuable metal decomposed and reduced by microorganisms may include at least one of nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), and lithium (Li).

본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법은 유가금속의 회수율이 20% 내지 50%일 수 있다.In the method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, the recovery rate of valuable metals may be 20% to 50%.

실시예 1Example 1

PYE medium (1.0g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH4)2SO4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5)) 에서 슈와넬라(Shewanella) 균을 배양 시킨 뒤 UV-Vis 측정을 통해 OD 값이 대략 1.2-1.5 (at 600 nm) 정도가 되었을 때, 슈와넬라(Shewanella) 균이 있는 PYE 용액(PYE solution)에 NMC622 양극재와 15 mM 젖산나트륨(sodium lactate)를 함께 넣어준다. 이 후, 공기를 차단한 뒤 N2 가스 충진을 통해 혐기 조건으로 만들어준다.Shuwa in PYE medium (1.0 g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH 4 ) 2 SO 4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5)) NMC622 anode in PYE solution with Shewanella bacteria when the OD value is approximately 1.2-1.5 (at 600 nm) through UV-Vis measurement after culturing Shewanella bacteria Add ash and 15 mM sodium lactate together. After this, the air is cut off and an anaerobic condition is made by filling with N 2 gas.

실시예 2Example 2

PYE medium (1.0g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH4)2SO4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5)) 에서 슈와넬라(Shewanella) 균을 배양 시킨 뒤 UV-Vis 측정을 통해 OD 값이 대략 1.2-1.5 (at 600 nm) 정도가 되었을 때, 슈와넬라(Shewanella) 균이 있는 PYE 용액(PYE solution)에 NMC811 양극재와 15 mM 젖산나트륨(sodium lactate)를 함께 넣어준다. 이 후, 공기를 차단한 뒤 N2 가스 충진을 통해 혐기조건으로 만들어준다.Shuwa in PYE medium (1.0 g/L peptone, 1.5 g/L yeast extract, 7.5 g/L NaCl, and 1.0 g/L (NH 4 ) 2 SO 4 in DI water with 10 mM HEPES buffer (pH 7.5)) NMC811 anode in PYE solution containing Shewanella bacteria when the OD value is approximately 1.2-1.5 (at 600 nm) through UV-Vis measurement after culturing Shewanella bacteria Add ash and 15 mM sodium lactate together. After this, the air is cut off and an anaerobic condition is made by filling with N 2 gas.

실험예Experimental example

ICP-MS를 통해서 반응 시간이 지남에 따라, 용액(solution)에서 검출된 Ni, Co, Mn의 농도를 측정함으로써 용해된 양극재의 양을 측정하였다.As the reaction time passed through ICP-MS, the amount of the dissolved cathode material was measured by measuring the concentrations of Ni, Co, and Mn detected in the solution.

표 1은 ICP-MS를 통해 분석된 실시예 1 및 2에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 통해 용액 상에 분해된 유가 금속의 농도 및 비율을 도시한 표이다.Table 1 is a table showing concentrations and ratios of valuable metals decomposed in a solution through a method for recovering valuable metals using the waste lithium ion battery cathode materials according to Examples 1 and 2 analyzed through ICP-MS.

실시예 1(NMC622)Example 1 (NMC622) 실시예 2(NMC811)Example 2 (NMC811) Mn(ppb)Mn (ppb) 1867.971867.97 461.87461.87 Co(ppb)Co(ppb) 2803.812803.81 510.11510.11 Ni(ppb)Ni (ppb) 9439.469439.46 5093.105093.10 Ratio of dissolved Ni, Co and MnRatio of dissolved Ni, Co and Mn 0.51310.5131 0.22050.2205 Mn wt/total(Ni+Co+Mn)wtMn wt/total(Ni+Co+Mn)wt 0.10.1 0.10.1 Co wt/total(Ni+Co+Mn)wtCo wt/total(Ni+Co+Mn)wt 0.20.2 0.10.1 Ni wt/total(Ni+Co+Mn)wtNi wt/total(Ni+Co+Mn)wt 0.70.7 0.80.8

표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법을 통해 중성의 pH 7에서 미생물에 의한 환원을 통해 유가 금속을 용이하게 회수할 수 있는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the valuable metals can be easily recovered through reduction by microorganisms at a neutral pH of 7 through the method for recovering valuable metals using the cathode material for a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention. there is.

또한, 표 1에서 볼 수 있듯이, 니켈, 코발트 및 망간의 용해비(ratio of dissolved ni, Co, and Mn)(회수율)가 실시예 1(NMC 622)의 경우, 대략 ~50%을 나타내고, 실시예 2(NMC 811)의 경우 대략 ~22%를 나타내는 것을 알 수 있다.In addition, as can be seen in Table 1, the ratio of dissolved ni, Co, and Mn (recovery rate) of nickel, cobalt, and manganese is approximately ~50% in the case of Example 1 (NMC 622), In the case of Example 2 (NMC 811), it can be seen that it represents approximately ~22%.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from these descriptions. this is possible Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

Claims (6)

고체 배지에서 미생물을 배양시키는 단계;
상기 고체 배지에 배양된 미생물을 액체 배지에 접종 및 성장시키는 단계; 및
상기 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 상기 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계; 및
상기 침출액을 여과시켜 상기 폐리튬이온전지의 전극에 포함된 유가금속을 추출 및 회수하는 단계;
를 포함하고,
상기 침출액을 수득하는 단계는, 상기 폐리튬이온전지 양극재에 포함된 유가금속이 상기 미생물에 의해 환원되어 상기 침출액 내에 용해되는 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
Cultivating microorganisms in a solid medium;
inoculating and growing the microorganisms cultured on the solid medium in a liquid medium; and
adding a waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to decompose the waste lithium ion battery cathode material to obtain a leachate; and
extracting and recovering valuable metals included in the electrode of the waste lithium ion battery by filtering the leachate;
including,
In the step of obtaining the leachate, the valuable metal contained in the cathode material for the waste lithium ion battery is reduced by the microorganisms and dissolved in the leachate.
제1항에 있어서,
상기 액체 배지에 폐리튬이온전지 양극재 및 유기 화합물을 첨가하여 상기 폐리튬이온전지 양극재를 분해시켜 침출액을 수득하는 단계는,
혐기 조건 하에 진행되는 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The step of decomposing the waste lithium ion battery cathode material by adding the waste lithium ion battery cathode material and an organic compound to the liquid medium to obtain a leachate,
A method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery, characterized in that it proceeds under anaerobic conditions.
제1항에 있어서,
상기 액체 배지는 pH 7 내지 pH 8인 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The liquid medium is a valuable metal recovery method using a waste lithium ion battery cathode material, characterized in that pH 7 to pH 8.
제1항에 있어서,
상기 양극재는 LiCoO2, LiNiO2, LiNixMnyO2, LiNixCoyO2, Li1+zNixMn-yCo1-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2 및 LiFePO4, 중 적어도 어느 하나를 포함(상기 x는 0.3 내지 0.8이고, 상기 y는 0.1 내지 0.45이며, z는 0 내지 0.2임)하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The positive electrode material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi x Mn y O 2 , LiNi x Co y O 2 , Li 1+z Ni x M ny Co 1-xy O 2 , LiNi x Co y Al z O 2 , LiV 2 O 5 , LiTiS 2 , LiMoS 2 , LiMnO 2 , LiCrO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFeO 2 and LiFePO 4 , including at least one of (x is 0.3 to 0.8, y is 0.1 to 0.45, z is A method for recovering valuable metals using a cathode material for a waste lithium ion battery, characterized in that 0 to 0.2).
제1항에 있어서,
상기 미생물은 슈와넬라(Shewanella), 알테로모나스 (alteromonas) 및 지오박터 (geobacter) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혐기조건에서 금속을 환원시킬 수 있는 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
Wherein the microorganism comprises a microorganism capable of reducing metal under anaerobic conditions including at least one of Shewanella, Alteromonas and Geobacter Waste lithium ion battery characterized in that Valuable metal recovery method using cathode material.
제1항에 있어서,
상기 유기 화합물은 아세테이트(acetate), 젖산나트륨(sodium lactate), 자연유기물질 (natural organic matter) 및 슬러지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐리튬이온전지 양극재를 이용한 유가금속 회수방법.
According to claim 1,
The organic compound is a valuable metal recovery method using a waste lithium ion battery cathode material, characterized in that it contains at least one of acetate, sodium lactate, natural organic matter and sludge.
KR1020210178400A 2021-12-14 2021-12-14 Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery KR20230089751A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210178400A KR20230089751A (en) 2021-12-14 2021-12-14 Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery
PCT/KR2022/010846 WO2023113133A1 (en) 2021-12-14 2022-07-25 Valuable metal recovery method using cathode material of waste lithium-ion battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210178400A KR20230089751A (en) 2021-12-14 2021-12-14 Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230089751A true KR20230089751A (en) 2023-06-21

Family

ID=86774654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210178400A KR20230089751A (en) 2021-12-14 2021-12-14 Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230089751A (en)
WO (1) WO2023113133A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101497041B1 (en) 2013-04-24 2015-03-02 타운마이닝캄파니(주) Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5229416B1 (en) * 2011-06-29 2013-07-03 Jfeスチール株式会社 Manganese recovery method
JP2015027268A (en) * 2013-07-30 2015-02-12 日産自動車株式会社 Method of producing metal catalyst material using microorganism

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101497041B1 (en) 2013-04-24 2015-03-02 타운마이닝캄파니(주) Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023113133A1 (en) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106450195B (en) A kind of positive material for lithium-sulfur battery and preparation method thereof and the lithium-sulfur cell containing the positive electrode
CN102382987B (en) Method for recovering and regenerating positive electrode material of lithium ion battery
CN103943883A (en) Application of borate compound serving as additive for high-voltage lithium-ion battery electrolyte
CN106299384B (en) Lithium-air battery positive electrode plate based on biochar
US20230331571A1 (en) Wet process for recovering valuable metals from lithium battery
WO2005101564A8 (en) Method for the mixed recycling of lithium-based anode batteries and cells
US8557449B2 (en) Cathode for metal-air rechargeable battery
CN103050694B (en) A kind of positive electrode active materials and preparation method thereof, battery
CN108258350A (en) The MAT'L recycling method of waste lithium iron phosphate battery
CN103794756A (en) Lithium-pre-embedded graphene pole piece, preparation method thereof and applications thereof
WO2023093158A1 (en) Preparation method for porous sodium ion battery positive electrode material sodium iron phosphate
CN105633351A (en) Method for increasing sulfur content of sulfur-carbon composite through vulcanization accelerator
CN105489884B (en) The method that electronation graphene oxide/magnesium improves nickle cobalt lithium manganate chemical property
CN110649263A (en) Nickel-ion battery lithium vanadium phosphate positive electrode material, sol-gel preparation method and application
KR20230089751A (en) Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery
CN111170598A (en) Method for modifying carbon felt anode by manganese dioxide and application
CN107910548A (en) A kind of accumulation energy type lithium titanate lithium ion battery and preparation method thereof
CN112830484B (en) Modified graphite and preparation method thereof, lithium battery negative electrode material, lithium battery negative electrode sheet and lithium battery
WO2023040010A1 (en) Method for repairing cathode material of spent lithium ion battery
KR20230151749A (en) Controlling the efficiency of bio-leaching of cathodes in spent Li-ion batteries
CN110224115B (en) Lithium ion battery cathode material and preparation method and application thereof
CN105576302B (en) Electrolyte, battery preparation method and microorganism breeding method
CN107464952B (en) The lithium oxygen battery of electrolyte and its preparation based on N- Methylphenothiazine additive
CN101237047B (en) A method for improving carbon activity of direct carbon fuel battery
KR102453517B1 (en) A method for recovering cobalt and lithium from a waste cathode active material

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal