WO2022054931A1 - リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備、乗物用座席及びその製造方法 - Google Patents

リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備、乗物用座席及びその製造方法 Download PDF

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lithium ion
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堀江英明
進藤康裕
中嶋勇輔
草野亮介
鈴木花歩
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a method for recycling a lithium ion battery, a recycling facility, a seat for a vehicle, and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 describes lithium ions dispersed in a lithium ion battery by immersing the lithium ion battery in a conductive liquid containing an electrolyte to discharge the charge remaining in the lithium ion battery. It is disclosed that the lithium recovery amount is maximized by concentrating the inside of the positive electrode active material.
  • the present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to improve the recovery amount of lithium contained in a lithium ion battery.
  • the method for recycling a lithium ion battery includes a first discharging step of discharging the lithium ion battery through a load in the first resistance value range to increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material.
  • the voltage may be high at the initial stage of discharge, and the current value tends to increase. For this reason, sparks may occur.
  • the lithium ion battery is discharged through a load in the first resistance value range having a relatively high resistance value in the first discharge step, lithium contained in the positive electrode active material is prevented from excessively increasing the current value.
  • the amount of can be increased to some extent.
  • the voltage of the lithium ion battery drops to some extent due to the discharge in the first discharge step.
  • the amount of lithium contained in the positive electrode active material can be further increased by further discharging the lithium ion battery through a load in the second resistance value range lower than the first resistance value range. This makes it possible to improve the amount of lithium recovered from the positive electrode active material.
  • the voltage of the lithium ion battery is lowered to some extent by the discharge in the first discharge step, even if the lithium ion battery is discharged through a load in the second resistance value range lower than the first resistance value range. It prevents the current value from becoming excessively large. This prevents the generation of sparks.
  • the first load having the first resistance value may be used, and in the second discharge step, the second load having the second resistance value lower than the first resistance value may be used. ..
  • the lithium ion battery may be discharged with both the first load and the second load connected to the lithium ion battery in parallel. ..
  • the discharge of the lithium-ion battery is interrupted, so that the voltage of the lithium-ion battery may rise again. If a second load having a low resistance value and a lithium ion battery are electrically connected in this state, the current value may become excessively large.
  • the lithium ion battery is discharged with both the first load and the second load connected to the lithium ion battery in parallel. For example, since the discharge of the lithium-ion battery is not interrupted, the voltage of the lithium-ion battery does not rise again. Therefore, it is prevented that the current value becomes excessively large at the time of switching.
  • the load is a variable resistance load, and the variable resistance load may be adjusted so that the resistance value becomes lower in the second discharge step than in the first discharge step.
  • the lithium ion battery recycling facility is a first discharge that discharges the lithium ion battery through a load in the first resistance value range to increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material.
  • the step and the second discharge step of further discharging the battery through the load in the second resistance value range lower than the first resistance value range to further increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material are executed. It includes a possible discharge device and a recovery device for recovering the positive electrode active material from the lithium ion battery.
  • the discharge device has a first load having a first resistance value for the first discharge step and a second load having a second resistance value lower than the first resistance value for the second discharge step. And may be provided.
  • the discharge device discharges the lithium ion battery in a state where both the first load and the second load are connected to the lithium ion battery in parallel at the time of switching from the first discharge step to the second discharge step. It may be configured in.
  • the load is a variable resistance load
  • the discharge device includes a control unit configured to adjust the variable resistance load so that the resistance value is lower in the second discharge step than in the first discharge step. May be good.
  • a block diagram schematically showing the configuration of a recycling facility for a lithium ion battery according to a first embodiment of the present invention Block diagram showing the configuration of the discharge device of the recycling facility Flow chart showing the recycling method by the recycling equipment Graph showing the resistance value of the load of the discharge device A block diagram schematically showing the configuration of the discharge device according to the second embodiment of the present invention. Graph showing the resistance value of the load of the discharge device A block diagram schematically showing the configuration of the discharge device according to the third embodiment of the present invention. A block diagram schematically showing the configuration of the discharge device according to the fourth embodiment of the present invention. A block diagram schematically showing the configuration of the discharge device according to the fifth embodiment of the present invention. A block diagram schematically showing the configuration of the discharge device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a side sectional view schematically showing the configuration of a vehicle seat according to the first aspect of the present invention Perspective view schematically showing the configuration of the cushion pad of the passenger seat
  • FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing an example of a lithium ion battery used in the method for producing a recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention.
  • FIG. 25A is a perspective view schematically showing a first electrode constituting the power storage element shown in FIG. 1.
  • FIG. 25B is a perspective view schematically showing a second electrode constituting the power storage element shown in FIG. 1.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view schematically showing an example of the extraction process.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing another example of the extraction process.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the extraction process.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of a method for separating the first electrode active material from the recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view schematically showing an example of a taking-out process in the method for manufacturing a recycled electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention.
  • the lithium ion battery recycling equipment 10 of the first embodiment of the present invention includes a discharge device 12, a disassembly device 14, and a recovery device 16.
  • the discharge device 12 has a first discharge step of discharging the lithium ion battery 18 through a load in the first resistance value range to increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material, and a first resistance value range. It is possible to carry out a second discharge step of further discharging the lithium ion battery 18 through a load in the lower second resistance range to further increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material. More specifically, as shown in FIG. 2, the discharge device 12 is based on the first load 24 having the first resistance value for the first discharge step and the first resistance value for the second discharge step. It also comprises a second load 26, which has a lower second resistance value.
  • the first load 24 is, for example, a resistor.
  • the first resistance value range is, for example, 1 k to 1000 k ⁇ .
  • the second load 26 is also, for example, a resistor.
  • the second resistance value range is, for example, 0.001 to 0.5 ⁇ . If the resistance value is in the second resistance value range, the second load 26 may be a conductor such as a wire rod for wiring or a printed wiring instead of the resistor.
  • the discharge device 12 further includes a switch 28 for turning on / off the connection between the second load 26 and the lithium ion battery 18, and a voltmeter 30 for detecting the voltage of the lithium ion battery 18. .. With the switch 28 turned off, only the first load 24 is connected to the lithium ion battery 18, whereby the first discharge step is executed. Further, the second load 26 is connected to the lithium ion battery 18 in a state where the switch 28 is ON, whereby the second discharge step is executed. Further, the discharge device 12 is a lithium ion battery in a state where both the first load 24 and the second load 26 are connected in parallel to the lithium ion battery 18 at the time of switching from the first discharge step to the second discharge step. It is configured to discharge 18.
  • the first load 24 is connected to the lithium ion battery 18 together with the second load 26 also in the second discharge step after switching from the first discharge step to the second discharge step. ing.
  • the total resistance value of the first load 24 and the second load 26 connected to the lithium ion battery 18 in parallel is close to the resistance value of only the second load 26, and is within the second resistance value range. be.
  • the total resistance value of the first load 24 and the second load 26 is slightly lower than the resistance value of the second load 26 alone.
  • the discharge device 12 further includes a control unit 32.
  • the control unit 32 includes a computer, a digital logic circuit, a relay logic circuit, and the like, and is electrically connected to the switch 28 and the voltmeter 30.
  • the switch 28 is turned off (first discharge step) when the voltage V of the lithium ion battery 18 is equal to or higher than the threshold VL, and the switch 28 is turned on (second discharge step) when the voltage V of the lithium ion battery 18 is less than the threshold VL. It is configured to control the switch 28 so as to be.
  • the control unit 32 is configured to emit a signal for notifying by a sound and / or a visual means such as a lamp when the second discharge process is continued for a predetermined time.
  • the discharge device 12 includes an adapter (not shown) for holding the lithium ion battery 18 so that the lithium ion battery 18 is electrically connected to the first load 24 and / or the second load 26. ing.
  • the lithium ion battery 18 is a laminated type. More specifically, in the lithium ion battery 18, a plurality of unit cells having a positive electrode 20, a separator (not shown), and a negative electrode 22 arranged side by side in this order are laminated in series and housed in a flexible container. It was done. Although the lithium ion battery 18 is drawn in a long shape in the stacking direction of the unit cells in FIG. 2, each unit cell of the lithium ion battery 18 is a plate-like body, and the lithium ion battery 18 is also shown as a whole in FIG. It may be a plate-like body having a shorter dimension in the stacking direction than the shape drawn in.
  • the positive electrode 20 has a structure in which a layered positive electrode active material portion is formed on the surface of the sheet-shaped positive electrode current collector on the separator side.
  • the positive electrode current collector is, for example, a resin collector of a conductive resin, or a resin collector in which a non-conductive polymer material and a conductive filler are mixed.
  • the non-conductive polymer material is a polyolefin such as polyethylene or polypropylene.
  • the conductive filler is, for example, a carbon material such as acetylene black or a metal such as aluminum.
  • the positive electrode current collector may be a metal current collector such as aluminum foil.
  • the positive electrode active material portion is a mixture of positive electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • the positive electrode active material portion is in a semi-solid state called, for example, a slurry, a funicular, or a pendulum.
  • the positive electrode active material particles are LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , a ternary material, and the like.
  • the surface of the positive electrode active material particles may be coated with a coating resin.
  • the positive electrode active material portion may contain a conductive auxiliary agent.
  • the conductive auxiliary agent is, for example, a carbon material such as acetylene black or a metal such as aluminum.
  • the coating resin that coats the positive electrode active material particles may also contain a conductive filler made of the same material as the conductive auxiliary agent. Further, the positive electrode active material portion may contain a binder.
  • the binder is, for example, polyvinylidene fluoride or the like.
  • the electrolytic solution contains an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • the electrolytes are LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and the like.
  • the non-aqueous solvent is a lactone compound, a cyclic or chain carbonate ester, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, a nitrile compound, an amide compound, a sulfone, a sulfone, or a mixture thereof.
  • the negative electrode 22 has a structure in which the negative electrode active material portion is formed in a layer on the surface of the sheet-shaped negative electrode current collector on the separator side.
  • the negative electrode current collector is the same as the positive electrode current collector, and is a resin current collector or a metal current collector such as a copper foil.
  • the negative electrode active material portion is a mixture of negative electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • the negative electrode active material portion is also in a semi-solid state called, for example, slurry, funicular, or pendulum.
  • the negative electrode active material particles are carbon-based active materials such as graphitizable carbon (hard carbon) and graphite, metals, alloys, or oxides.
  • the surface of the negative electrode active material particles may also be coated with a coating resin.
  • the negative electrode active material portion may also contain the same conductive auxiliary agent as the conductive auxiliary agent contained in the positive electrode active material portion.
  • the coating resin that coats the negative electrode active material particles may also contain a conductive filler made of the same material as the conductive auxiliary agent.
  • the negative electrode active material portion may contain a binder.
  • the binder is an aqueous polymer such as a styrene-butadiene copolymer.
  • the electrolytic solution contained in the negative electrode active material portion is the same as the electrolytic solution contained in the positive electrode active material portion.
  • the separator is a microporous film of polyolefin such as polyethylene and polypropylene.
  • the peripheral edge of the separator is held by a frame (not shown).
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are installed so as to sandwich the frame.
  • the positive electrode active material portion is housed in a space surrounded by a positive electrode current collector, a separator and a frame.
  • the negative electrode active material portion is housed in a space surrounded by a negative electrode current collector, a separator and a frame.
  • the dismantling device 14 includes a cutter for cutting and opening the container of the lithium ion battery 18, a take-out device for taking out a unit cell from the container, and the like.
  • the recovery device 16 is a peeling device that holds the frame of each unit cell and peels off the positive electrode current collector and the negative electrode current collector on both sides of the frame, and scrapes the positive electrode active material portion and the negative electrode active material portion from the separator. Equipped with a removing device, etc.
  • the recovery device 16 includes a heating device for heating the fixed portion between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the frame so that the positive electrode current collector and the negative electrode current collector can be easily peeled off. May be good.
  • the recovery device 16 includes a liquid supply device that separates the positive electrode active material portion and / or the negative electrode active material portion from the separator by spraying liquid onto the positive electrode active material portion and / or the negative electrode active material portion on both sides of the separator. May be good.
  • the lithium ion battery 18 is set in the discharge device 12.
  • the control unit 32 detects the voltage V of the lithium ion battery 18 by the voltmeter 30, controls the switch 28 so that the switch 28 is turned off when the voltage V is equal to or higher than the threshold value VL, and discharges the lithium ion battery 18.
  • S102 first discharge step.
  • the positive electrode 20 and the negative electrode 22 of the lithium ion battery 18 are electrically connected via the first load 24 in the first resistance value range having a relatively high resistance value.
  • the positive electrode 20 and the negative electrode 22 of the lithium ion battery 18 are not electrically connected via the second load 26 in the second resistance value range having a relatively low resistance value. Therefore, a certain amount of lithium ions contained in the negative electrode active material portion moves to the positive electrode active material portion of the positive electrode 20 while preventing the current value from becoming excessively large. This makes it possible to increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material. In addition, the voltage of the lithium ion battery drops to some extent due to the discharge in the first discharge step S102.
  • the control unit 32 controls the switch 28 so that the switch 28 is turned on, and discharges the lithium ion battery 18 (S104: second discharge step).
  • the positive electrode 20 and the negative electrode 22 are electrically connected via the second load 26 in the second resistance value range lower than the first resistance value range to further connect the lithium ion battery 18. Discharge. Therefore, the remaining lithium ions contained in the negative electrode active material portion move to the positive electrode active material portion of the positive electrode 20. This makes it possible to further increase the amount of lithium contained in the positive electrode active material. Therefore, it is possible to improve the amount of lithium recovered from the positive electrode active material portion of the positive electrode 20.
  • the first load 24 is also connected to the battery 18, but the total of the first load 24 and the second load 26 connected to the lithium ion battery 18 in parallel as described above.
  • the resistance value is also in the second resistance value range, which is slightly lower than the resistance value of the second load 26 alone. Further, since the voltage of the lithium ion battery 18 is lowered to less than the threshold value VL due to the discharge in the first discharge step S102, the voltage 26 is passed through the second load 26 in the second resistance value range lower than the first resistance value range. Even if the positive electrode 20 and the negative electrode 22 are electrically connected, the current value is prevented from becoming excessively large. Therefore, no sparks are generated.
  • both the first load 24 and the second load 26 are connected to the lithium ion battery 18 in parallel at the time of switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104. The battery 24 is discharged.
  • both the first load 24 and the second load 26 are used not only at the time of switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104 but also in the subsequent second discharge step S104.
  • a switch for turning on / off the connection between the first load 24 and the lithium ion battery 18 is further provided, and after switching to the second discharge step S104, The control unit 32 may control these switches so that the connection between the first load 24 and the lithium ion battery 18 is turned off and the lithium ion battery 18 is discharged only through the second load 26.
  • the container of the lithium ion battery 18 is cut and opened by the cutter, and the unit cell is taken out from the container by the taking-out device (S106: dismantling step).
  • the recovery device 16 the positive electrode current collector and the negative electrode current collector on both sides of the frame are peeled off while the frame of each unit cell is held by the peeling device, and the positive electrode active material portion and the negative electrode are peeled off from both sides of the separator by the scraping device.
  • the active material portion is scraped off (S108: recovery step).
  • the positive electrode active material portion and / or the negative electrode active material portion on both sides of the separator may be sprayed with a liquid by the liquid supply device to separate the positive electrode active material portion and / or the negative electrode active material portion from the separator.
  • the conductive auxiliary agent and / or the binder is decomposed and removed. Further, by immersing the positive electrode active material portion in water, particles of the positive electrode active material containing a large amount of lithium can be recovered.
  • the positive electrode active material portion in an acidic aqueous solution such as sulfuric acid to obtain a metal ion solution containing lithium or the like, and further recover the metal such as lithium by a method such as ion exchange, electrolysis, or precipitation separation. .. Further, the particles of the negative electrode active material can be recovered by immersing the negative electrode active material portion in water or an acidic aqueous solution.
  • an acidic aqueous solution such as sulfuric acid
  • the particles of the negative electrode active material can be recovered by immersing the negative electrode active material portion in water or an acidic aqueous solution.
  • the discharge device 40 of the second embodiment includes a variable resistance load 42 in place of the first load 24 and the second load 26 of the discharge device 12 of the first embodiment.
  • the switch 28 is not provided.
  • the control unit 32 is electrically connected to the variable resistance load 42, and adjusts the variable resistance load 42 so that the resistance value of the variable resistance load 42 is lower in the second discharge step S104 than in the first discharge step S102. It is configured to do. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components will be designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, and the description thereof will be omitted.
  • the control unit 32 adjusts the resistance value of the variable resistance load 42 in the same manner as the resistance value of the first load 24 of the first embodiment. Further, in the second discharge step S104, the control unit 32 adjusts the resistance value of the variable resistance load 42 in the same manner as the resistance value of the second load 26 of the first embodiment.
  • the variable resistance load 42 is used in this way, the resistance value continuously decreases when switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104, and the discharge of the lithium ion battery 18 is not interrupted. The voltage of the ion battery 18 does not rise again. Therefore, it is prevented that the current value becomes excessively large.
  • FIG. 6 shows an example in which the resistance value of the variable resistance load 42 is adjusted in the first discharge step S102 in the same manner as the resistance value of the first load 24 of the first embodiment.
  • the variable resistance load 42 may be adjusted in the first discharge step S102 so that the resistance value continuously decreases as the voltage V of the lithium ion battery 18 detected by the voltmeter 30 decreases. By doing so, the time required for discharging in the first discharging step S102 can be shortened. Further, in the first discharge step S102 and / or the second discharge step S104, the variable resistance load 42 may be adjusted in still another embodiment.
  • the discharge device 50 of the third embodiment selectively selects either the first load 24 or the second load 26 in place of the switch 28 of the discharge device 12 of the first embodiment. It includes a switch 52 installed so as to be electrically connected to the lithium ion battery 18. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components will be designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4, and the description thereof will be omitted.
  • the discharge of the lithium ion battery 18 is temporarily interrupted at the time of switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104, but the switching can be completed in a short time, so that the voltage of the lithium ion battery 18 can be increased. It can be prevented from rising again or suppressed to the extent that there is no practical problem.
  • the discharge device 60 of the fourth embodiment includes a first discharge device 62 including a first load 24 and a second discharge device 64 including a second load 26. ..
  • the first discharge device 62 executes the first discharge step S102
  • the second discharge device 64 executes the second discharge step S104. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components will be designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4, and the description thereof will be omitted.
  • the discharge device 60 involves the movement of the lithium ion battery 18 when switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104.
  • the discharge of the lithium ion battery 18 is temporarily interrupted, but conditions such as the type of the lithium ion battery 18, the discharge time of the first discharge step S102, and the resistance value of the first load 24 of the first discharge device 62 are adjusted. Therefore, it is possible to prevent the voltage of the lithium ion battery 18 from rising again or suppress it to the extent that there is no practical problem.
  • the discharge device 70 of the fifth embodiment replaces the first discharge device 62 and the second discharge device 64 of the fourth embodiment with the first discharge tank 72 and the second discharge tank 74. And have.
  • the first discharge tank 72 executes the first discharge step S102
  • the second discharge tank 74 executes the second discharge step S104. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components will be designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1, 3 and 4, and the description thereof will be omitted.
  • the first discharge tank 72 contains the discharge liquid in the first resistance value range
  • the second discharge tank 74 contains the discharge liquid in the second resistance value range.
  • the discharge liquid contains electrolytes such as sodium chloride and sulfuric acid.
  • the discharge liquid of the first discharge tank 72 and the discharge liquid of the second discharge tank 74 have different electrolyte concentrations and / or types.
  • the positive electrode tab (not shown) connected to the positive electrode 20 of the lithium ion battery 18 and the negative electrode tab (not shown) connected to the negative electrode 22 come into contact with the discharge liquid. It is configured to hold and accommodate a plurality of lithium ion batteries 18.
  • the discharge device 70 also temporarily interrupts the discharge due to the movement of the lithium ion battery 18 when switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104, but the type of the lithium ion battery 18 and the first discharge step S102 Depending on the conditions such as the resistance value of the first discharge liquid of the first discharge tank 72, the voltage of the lithium ion battery 18 can be prevented from rising again or suppressed to the extent that there is no practical problem. Further, according to the discharge tank, a large number of lithium ion batteries 18 can be discharged at one time.
  • the discharge device 80 of the sixth embodiment includes a discharge tank 82, an electrolytic solution supply unit 84, and a control valve 86.
  • the electrolytic solution supply unit 84 contains an electrolytic solution containing an electrolyte.
  • the control unit 32 is connected to the control valve 86, and the discharge tank 82 is discharged by the control valve 86 so that the resistance value of the discharge liquid in the discharge tank 82 is lower in the second discharge step S104 than in the first discharge step S102. It is configured to adjust the concentration of the electrolyte contained in the liquid. Since the other configurations are the same as those of the first and second embodiments, the same components are designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, 5 and 6, and the description thereof will be omitted.
  • the control unit 32 adjusts the resistance value of the discharge liquid in the same manner as the resistance value of the first load 24 of the first embodiment to perform the first discharge step S102. Execute for a predetermined time. Further, the control unit 32 adjusts the resistance value of the discharge liquid in the same manner as the resistance value of the second load 26 of the first embodiment, and executes the second discharge step S104 for a predetermined time. Even when one discharge tank 82 is used in this way, the resistance value is continuously lowered at the time of switching from the first discharge step S102 to the second discharge step S104 by adjusting the concentration of the electrolyte of the discharge liquid. Can be done. Therefore, since the discharge of the lithium ion battery 18 is not interrupted, the voltage of the lithium ion battery 18 does not rise again. This prevents the current value from becoming excessively large.
  • FIG. 6 shows an example in which the resistance value of the variable resistance load 42 is adjusted in the first discharge step S102 in the same manner as the resistance value of the first load 24 of the first embodiment.
  • the concentration of the electrolytic solution of the discharge liquid may be adjusted so that the resistance value continuously decreases. By doing so, the time required for discharging in the first discharging step S102 can be shortened. Further, in the first discharge step S102 and / or the second discharge step S104, the concentration of the electrolytic solution of the discharge liquid may be adjusted in still another embodiment.
  • the discharge device 60 of the fourth embodiment includes a first discharge device 62 and a second discharge device 64
  • the discharge device 70 of the fifth embodiment includes a first discharge tank 72 and a second discharge tank 74.
  • the discharge device may be configured by combining these.
  • the discharge device may be configured to include a first discharge device 62 and a second discharge tank 74.
  • the discharge device may be configured to include a first discharge tank 72 and a second discharge device 64.
  • the discharge device 40 of the second embodiment or the discharge tank 80 of the sixth embodiment may be used in the first discharge step S102
  • the second discharge device 64 or the second discharge tank 74 may be used in the second discharge step S104. ..
  • FIGS. 2, 5, 7, and 8 of the first to fourth embodiments show an example in which each discharge device performs discharge processing of one lithium ion battery 18, but each discharge device has a plurality of discharge devices.
  • the discharge process of the lithium ion battery 18 may be performed at the same time.
  • a plurality of lithium ion batteries depicted in FIGS. 2, 5, 7, and 8 may be installed in parallel in each discharge device.
  • a first load, a second load, a switch, a voltmeter, and a variable load of each discharge device are commonly used for discharging a plurality of batteries.
  • each discharge device may be provided with the same number of first load, second load, switch, voltmeter, and variable load as the number of batteries to be discharged at the same time. Further, each discharge device is provided with a plurality of first load, second load, switch, voltmeter, and variable load, which are smaller than the number of batteries to be discharged at the same time, and each first load and second load are provided. Loads, switches, voltmeters, and variable loads may be commonly used for discharging multiple batteries out of all batteries that are simultaneously discharged.
  • the positive electrode active material portion and the negative electrode active material portion of the lithium ion battery 18 are in a semi-solid state containing an electrolytic solution, but the lithium ion battery 18 may be an all-solid lithium ion battery. good.
  • a solid electrolyte section is installed between the positive electrode active material section and the negative electrode active material section instead of the separator.
  • the solid electrolyte portion is composed of a sulfide-based solid electrolyte or an oxide-based solid electrolyte that contains lithium and has high conductivity.
  • the positive electrode current collector is, for example, aluminum foil
  • the negative electrode current collector is, for example, copper foil.
  • the positive electrode active material portion and the negative electrode active material portion are in a solid state in which particles of a solid electrolyte are mixed instead of the electrolytic solution.
  • the positive electrode active material portion and the negative electrode active material portion may contain the above-mentioned conductive auxiliary agent. Further, the positive electrode active material portion and the negative electrode active material portion may be configured not to contain particles of the solid electrolyte. Particles of the positive electrode active material can be obtained by crushing the positive electrode active material portion of the all-solid-state lithium-ion battery. When the particles of the positive electrode current collector are mixed, the particles of the positive electrode active material can be selected by sieving treatment or the like. The same applies to the negative electrode active material.
  • the lithium ion battery 18 is a laminated type in the first to sixth embodiments, the lithium ion battery 18 may be a non-bipolar laminated type or a bipolar laminated type. Further, the lithium ion battery 18 may be composed of only one unit cell. Further, the electrode structure may be a winding type. Further, the shape of the outer container may be square or cylindrical. Further, the outer container may be a metal can.
  • This vehicle seat is equipped with a lithium-ion battery.
  • This lithium ion battery can be obtained, for example, by the above-mentioned recycling method and recycling equipment for a lithium ion battery.
  • Such a lithium ion battery includes the above-mentioned method for recycling a lithium ion battery, a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material recovered by a recycling facility.
  • the internal separator may be damaged and abnormal heat generation may occur. Therefore, it is necessary to provide a gap between the seat pad deformed by sitting and the lithium ion battery so that the deformation of the seat due to sitting does not reach the lithium ion battery. Further, in order to cool the lithium ion battery, it is necessary to provide a gap around the lithium ion battery. Further, in order to prevent the lithium ion battery from impairing the sitting comfort of the seated person, it is necessary to provide a gap between the seat pad and the lithium ion battery. Therefore, there is a problem that the installation structure of the lithium ion battery becomes complicated.
  • the vehicle seat includes a foamed resin seat pad for elastically supporting the seated person's body and a lithium ion battery module, and the lithium ion battery module is configured to contain resin. It is flexible and has a lithium ion battery including a positive electrode current collector and a negative electrode current collector composed of a resin, and a resin exterior film covering the lithium ion battery, and a lithium ion battery module inside the seat pad. A storage space is formed for accommodating the battery, and the lithium-ion battery module is accommodated in the accommodating space of the seat pad in contact with the inner surface of the accommodating space.
  • the lithium-ion battery module is accommodated in the accommodation space of the seat pad in contact with the inner surface of the accommodation space, so that the configuration is compared with a configuration in which a gap is provided between the lithium-ion battery module and the seat pad.
  • the structure is simple. Further, since the lithium ion battery includes a positive electrode current collector configured to include a resin and a negative electrode current collector configured to include a resin, the resonance frequency can be suppressed to a low value.
  • the resonance frequency value of the battery-built seat pad in which the lithium-ion battery module is housed in the seat pad storage space is 3.4 Hz or less.
  • the frequency of vibration that people find unpleasant is around 6Hz.
  • the frequency of vibration that a person feels uncomfortable depends on the direction of vibration.
  • the frequency of vertical vibration that humans find unpleasant is around 5 Hz.
  • the above lithium-ion battery module may be housed in the seat pad accommodating space so as to be deformed as the seat pad is deformed due to seating. Since the above-mentioned lithium-ion battery module is flexible, even if it is deformed together with the seat pad by sitting, damage to the separator inside the lithium-ion battery is unlikely to occur. Therefore, abnormal heat generation is unlikely to occur. Further, since the above-mentioned lithium ion battery module is flexible, it is comfortable without impairing the sitting comfort of the seated person.
  • the above-mentioned lithium ion battery module may be in the shape of a seat or a plate, and the accommodation space for the seat pad may be formed along the surface of the seat pad facing the seated person. Since the seat-shaped or plate-shaped lithium-ion battery module is arranged along the surface of the seat pad facing the seated person, the local deformation of the lithium-ion battery due to seating is reduced. In addition, the arrangement of the lithium-ion battery module also contributes to improving the sitting comfort of the seated person.
  • both sides of the above lithium ion battery module may be in contact with the inner surface of the accommodation space.
  • the lithium-ion battery module is held so as to be sandwiched by the seat pad, so that the structure is simple.
  • an elastic auxiliary member installed on one surface of the lithium ion battery module may be further provided.
  • the elasticity of the seat pad can be adjusted by providing the elastic auxiliary member. It is also possible to suppress the deformation of the lithium ion battery module.
  • the method for manufacturing a vehicle seat is a method for manufacturing a vehicle seat including a foamed resin seat pad for elastically supporting the seated person's body and a lithium ion battery module.
  • the lithium ion battery module includes a lithium ion battery including a positive electrode current collector composed of a resin and a negative electrode current collector composed of a resin, and a resin exterior film covering the lithium ion battery.
  • a foam molding process in which the core of the outer shape is placed in a mold to foam-mold the seat pad, and a storage process in which the lithium-ion battery module is housed in the seat pad's storage space in contact with the inner surface of the storage space. include.
  • the method for manufacturing a vehicle seat is a method for manufacturing a vehicle seat including a foamed resin seat pad for elastically supporting the seated person's body and a lithium ion battery module.
  • the lithium ion battery module includes a positive electrode current collector composed of a resin and a negative electrode current collector composed of the resin, and a resin exterior film covering the lithium ion battery.
  • the storage space includes a foam molding step of arranging a lithium ion battery module in a mold so as to be in contact with the inner surface of the storage space and foam-molding the seat pad.
  • the foam molding process also serves as a storage process. Therefore, it is possible to more easily manufacture the above-mentioned vehicle seat, which is equipped with a battery but has a simple structure and is comfortable.
  • the vehicle seat 110 has a foamed resin cushion pad (seat pad) 112 for elastically supporting the seated body and lithium ions. It includes a battery module 114 and.
  • the vehicle seat 110 is used, for example, as a seat for passengers of an aircraft.
  • the lithium-ion battery module 114 is used as an auxiliary power source for entertainment devices such as displays installed in seats and various electric devices.
  • the lithium ion battery module 114 includes a lithium ion battery 116 including a positive electrode current collector 124 configured to include a resin and a negative electrode current collector 132 configured to include the resin, and lithium.
  • a storage space 120 for accommodating the lithium ion battery module 114 is formed inside the cushion pad 112, and the lithium ion battery module 114 is accommodated in the accommodating space 120 of the cushion pad 112 in contact with the inner surface of the accommodating space 120. There is.
  • the cushion pad 112 constitutes a seat pad for the seat of the vehicle seat 110.
  • the accommodation space 120 is formed along the seat surface (the surface facing the seated person) of the cushion pad 112.
  • the vehicle seat 110 is provided with a back pad 122 as a seat pad on the backrest portion.
  • the material of the cushion pad 112 and the back pad 122 is a flexible foamed resin such as polyurethane.
  • the cushion pad 112 and the back pad 122 are covered with a skin material (not shown). Further, the cushion pad 112 and the back pad 122 are assembled to a predetermined frame (not shown) or the like.
  • the lithium ion battery module 114 has a sheet shape or a plate shape, and is housed in the storage space 120 in a posture along the seat surface of the cushion pad 112. Both sides of the lithium ion battery module 114 are in contact with the inner surface of the accommodation space 120.
  • the lithium ion battery module 114 is housed in the storage space 120 of the cushion pad 112 so as to be deformed with the deformation of the cushion pad 112 due to sitting.
  • the tips of the terminals 114A and 114B of the lithium ion battery module 114 extend to the outside of the cushion pad 112.
  • the lithium ion battery 116 has a positive electrode current collector 124, a positive electrode active material layer 126, a separator 128, a negative electrode active material layer 130, and a negative electrode current collector 132, and these layers are laminated in this order. Further, the lithium ion battery 116 holds the separator 128 by sandwiching the outer edges of the separator 128 that separates the positive electrode active material layer 126 and the negative electrode active material layer 130 from both sides in the stacking direction, and holds the positive electrode active material layer 126 and the negative electrode active material layer 126 and the negative electrode activity. It has a frame member 134 that surrounds the outer periphery of the material layer 130.
  • the positive electrode current collector 124 is fixed to one side of the frame member 134 at its outer edge so as to cover the positive electrode active material layer 126.
  • the negative electrode current collector 132 is fixed to the other side of the frame material 134 at its outer edge so as to cover the negative electrode active material layer 130.
  • the positive electrode current collector 124 is, for example, a resin collector of a conductive resin, or a resin collector in which a non-conductive polymer material and a conductive filler are mixed.
  • the conductive resin is, for example, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylene vinylene, polyoxadiazole and the like.
  • Non-conductive polymer materials include, for example, polyethylene (PE; high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), etc.), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), polyimide (PI).
  • the conductive filler is metal and / or conductive carbon.
  • the metal is, for example, at least one metal selected from the group consisting of nickel, titanium, aluminum, copper, platinum, iron, chromium, tin, zinc, indium, antimony, and potassium, or an alloy or metal oxide containing these metals. Is.
  • Conductive carbon comprises, for example, acetylene black, vulcan (registered trademark), black pearl (registered trademark), carbon nanofiber, Ketjen black (registered trademark), carbon nanotube (CNT), carbon nanohorn, carbon nanoballoon, and fullerene. At least one selected from the group.
  • the negative electrode current collector 132 is a resin current collector similar to the positive electrode current collector 124.
  • the positive electrode active material layer 126 is a mixture of positive electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • the positive electrode active material layer 126 is in a semi-solid state, for example, a slurry, a funicular, or a pendulum.
  • the positive electrode active material particles are LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , a ternary material, and the like.
  • the surface of the positive electrode active material particles may be coated with a coating resin.
  • the positive electrode active material layer 126 may contain a conductive auxiliary agent.
  • the conductive auxiliary agent is, for example, a carbon material such as acetylene black or a metal such as aluminum.
  • the coating resin that coats the positive electrode active material particles may also contain a conductive filler made of the same material as the conductive auxiliary agent. Further, the positive electrode active material layer 126 may contain a binder.
  • the binder is, for example, polyvinylidene fluoride or the like.
  • the electrolytic solution contains an electrolyte and a non-aqueous solvent. The electrolytes are LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and the like.
  • the non-aqueous solvent is a lactone compound, a cyclic or chain carbonate ester, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, a nitrile compound, an amide compound, a sulfone, a sulfone, or a mixture thereof.
  • the positive electrode active material layer 126 is housed in a space surrounded by the positive electrode current collector 124, the separator 128, and the frame material 134.
  • the negative electrode active material layer 130 is a mixture of negative electrode active material particles and an electrolytic solution.
  • the negative electrode active material layer 130 is also in a semi-solid state called, for example, slurry, funicular, or pendulum.
  • the negative electrode active material particles are carbon-based active materials such as graphitizable carbon (hard carbon) and graphite, metals, alloys, or oxides.
  • the surface of the negative electrode active material particles may also be coated with a coating resin.
  • the negative electrode active material layer 130 may also contain the same conductive auxiliary agent as the conductive auxiliary agent contained in the positive electrode active material layer 126.
  • the coating resin that coats the negative electrode active material particles may also contain a conductive filler made of the same material as the conductive auxiliary agent.
  • the negative electrode active material portion may contain a binder.
  • the binder is an aqueous polymer such as a styrene-butadiene copolymer.
  • the electrolytic solution contained in the negative electrode active material layer 130 is the same as the electrolytic solution contained in the positive electrode active material layer 126.
  • the negative electrode active material layer 130 is housed in a space surrounded by the negative electrode current collector 132, the separator 128, and the frame material 134.
  • the Separator 128 is a microporous film of polyolefin such as polyethylene and polypropylene.
  • the material of the frame material 134 is, for example, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, rubber (ethylene-propylene-diene rubber: EPDM), isocyanate-based adhesive, acrylic resin-based adhesive, cyanoacrylate. It is a system adhesive, a hot melt adhesive (urethane resin, polyamide resin, polyolefin resin), a resin obtained by copolymerizing ethylene, propylene, butene containing a non-crystalline polypropylene resin as a main component, and the like.
  • the material of the frame material 134 is preferably ethylene-vinyl acetate copolymer or maleic anhydride-modified polyethylene.
  • the lithium ion battery 116 is a sheet-shaped or plate-shaped single cell having a positive electrode current collector 124 on one side and a negative electrode current collector 132 on the other side.
  • the lithium ion battery module 114 has a plurality of laminated lithium ion batteries 116.
  • the positive electrode current collector 124 and the negative electrode current collector 132 of the adjacent lithium ion batteries 116 are in contact with each other and are electrically connected in series. Further, the lithium ion battery module 114 may have only one lithium ion battery 116.
  • a plurality of laminated lithium ion batteries 116, or one lithium ion battery 116, are covered with an exterior film 118.
  • the exterior film 118 is, for example, a laminated film having a three-layer structure in which polypropylene (PP), aluminum, and nylon are laminated in this order.
  • the lithium ion battery module 114 is accommodated in the accommodating space 120 of the cushion pad 112 in contact with the inner surface of the accommodating space 120, so that there is a gap between the lithium ion battery module 114 and the cushion pad 112.
  • the structure is simple compared to the configuration provided. Further, both sides of the lithium ion battery module 114 are in contact with the inner surface of the accommodation space 120, and the lithium ion battery module 114 is held so as to be sandwiched by the cushion pad 112, so that the structure is also simple in this respect as well.
  • the resonance frequency value of the battery-built cushion pad (battery-built seat pad) in which the lithium-ion battery module 114 is housed in the storage space 120 of the cushion pad 112 is preferably 3.4 Hz or less.
  • the lithium ion battery module 114 is flexible, even if it is deformed together with the cushion pad 112 by sitting, the separator 128 inside the lithium ion battery 116 is unlikely to be damaged. Therefore, abnormal heat generation is unlikely to occur. Further, since the lithium ion battery module 114 is flexible, it does not give a sense of discomfort to the seated person. Therefore, the vehicle seat 110 is comfortable and comfortable to sit on. Further, since the lithium ion battery module 114 is in the shape of a sheet or a plate and is arranged along the seating surface of the cushion pad 112, the local deformation of the lithium ion battery 116 due to seating is reduced. Further, the arrangement of the lithium ion battery module 114 also contributes to the improvement of the sitting comfort of the seated person.
  • a method of manufacturing the vehicle seat 110 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, it is flexible having a lithium ion battery 116 including a positive electrode current collector 124 configured to include a resin and a negative electrode current collector 132 configured to include a resin, and a resin exterior film covering the lithium ion battery 116.
  • a sexual lithium-ion battery module 114 is prepared (S1102: lithium-ion battery module preparation step).
  • the core 136 of the outer shape corresponding to the outer shape of the lithium ion battery module 114 is arranged in the mold 138, and the cushion pad 112 is foam-molded (S1104: foam molding step).
  • the core 136 having an outer shape corresponding to the outer shape of the lithium ion battery module 114 is a core having the same outer shape as the outer shape of the lithium ion battery module 114.
  • the core 136 having an outer shape corresponding to the outer shape of the lithium ion battery module 114 may be a core having a slightly reduced outer shape of the lithium ion battery module 114.
  • the portion of the core 136 corresponding to the terminals 114A and 114B is a single plate having a shape including the terminals 114A and 114B. In this plate-shaped portion, the core 136 is sandwiched and held by the mold 138. After foam molding, as shown in FIG. 17, the core 136 is taken out, and a storage space 120 for housing the lithium ion battery module 114 is formed inside the cushion pad 112.
  • the lithium ion battery module 114 is accommodated in the accommodating space 120 of the cushion pad 112 (S1106: accommodating step).
  • the tips of the terminals 114A and 114B of the lithium ion battery module 114 extend to the outside of the opening of the cushion pad 112.
  • the lithium ion battery module 114 is housed in the storage space 120 of the cushion pad 112 with both sides in contact with the inner surface of the storage space 120.
  • the back pad 122 is also created by foam molding in the same manner. After that, the cushion pad 112 and the back pad 122 are covered with a skin material, and further assembled to a predetermined frame or the like to complete the vehicle seat 110. After that, the production of the vehicle seat 110 is repeated in the same manner.
  • the vehicle seat 150 of the second aspect further comprises an elastic auxiliary member 152 installed on one side of the lithium ion battery module 114. Since the other configurations are the same as those of the vehicle seat 110 of the first aspect, the same configurations will be omitted with reference to the same reference numerals as those in FIGS. 11 to 18.
  • the elastic auxiliary member 152 is an elastic plate-like body and is installed in contact with the lower surface of the lithium ion battery module 114. Therefore, the elastic auxiliary member 152 is also arranged along the seat surface.
  • the material of the elastic auxiliary member 152 is, for example, a thermoplastic resin such as polyetheretherketone (PEEK), a thermosetting resin such as an epoxy resin or a vinyl ester resin, or GFRP or CFRP containing these resins.
  • the elasticity of the cushion pad 112 can be adjusted by providing the elastic auxiliary member 152. It is also possible to suppress the deformation of the lithium ion battery module 114. Further, since the elastic auxiliary member 152 is held so as to be sandwiched by the cushion pad 112 together with the lithium ion battery module 114, the structure is simple.
  • a core having an outer shape corresponding to the outer shape of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the lower surface thereof is used.
  • it is an outer core of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the lower surface thereof.
  • the outer shape of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the lower surface thereof may be a core having a slightly reduced outer shape.
  • a core having the same outer shape as the outer shape of the lithium ion battery module 114 may be used.
  • the elastic auxiliary member 152 is accommodated together with the lithium ion battery module 114 in the accommodation space 120 of the cushion pad 112.
  • the lithium ion battery module 114 may be inserted after the elastic auxiliary member 152 is inserted into the accommodation space 120.
  • the elastic auxiliary member 152 may be inserted after inserting the lithium ion battery module 114 into the accommodation space 120.
  • the vehicle seat 160 of the third aspect includes a lithium ion battery module 114 in the accommodation space 162 of the back pad 122 (seat pad) of the backrest portion.
  • the accommodation space 162 is formed along the surface of the back pad 122 facing the back of the seated person (the surface of the seat pad facing the seated person). Therefore, the sheet-shaped or plate-shaped lithium-ion battery module 114 is arranged along the surface of the back pad 122 facing the back of the seated person. Since the other configurations are the same as those of the vehicle seat 110 of the first aspect, the same configurations will be omitted with reference to the same reference numerals as those in FIGS. 11 to 18.
  • the lithium ion battery module 114 is also accommodated in the vehicle seat 160 in the accommodation space 162 of the back pad 122 in contact with the inner surface of the accommodation space 162, there is a gap between the lithium ion battery module 114 and the back pad 122.
  • the structure is simple compared to the configuration provided. Further, both sides of the lithium ion battery module 114 are in contact with the inner surface of the accommodation space 162, and the lithium ion battery module 114 is held so as to be sandwiched by the back pad 122, so that the structure is also simple in this respect as well.
  • the positive electrode current collector 124 and the negative electrode current collector 132 are resin current collectors composed of resin, the resonance frequency can be suppressed to a lower value than that of the metal current collector.
  • the resonance frequency value of the battery-built back pad (battery-built seat pad) in which the lithium-ion battery module 114 is housed in the storage space 162 of the back pad 122 is preferably 3.4 Hz or less.
  • the lithium ion battery module 114 is flexible, even if it is deformed together with the back pad 122 by sitting, the separator 128 inside the lithium ion battery 116 is unlikely to be damaged. Therefore, abnormal heat generation is unlikely to occur. Further, since the lithium ion battery module 114 is flexible, it does not give a sense of discomfort to the seated person. Therefore, the vehicle seat 160 is comfortable and comfortable to sit on. Further, since the lithium ion battery module 114 is in the shape of a sheet or a plate and is arranged along the surface of the back pad 122 facing the back of the seated person, the local deformation of the lithium ion battery 116 due to seating is reduced. Will be done. Further, the arrangement of the lithium ion battery module 114 also contributes to the improvement of the sitting comfort of the seated person.
  • the back pad 122 in which the accommodation space 162 is formed by using the core of the outer shape corresponding to the outer shape of the lithium ion battery module 114 in the foam molding step S1104 is provided. After being molded, the lithium ion battery module 114 is inserted into the accommodation space 162 of the back pad 122 in the accommodation step S1106.
  • the vehicle seat 170 of the fourth aspect further includes an elastic auxiliary member 152 installed on one surface of the lithium ion battery module 114 with respect to the third aspect. Since the other configurations are the same as those of the passenger car seat 160 of the third aspect, the same configurations will be omitted with reference to the same reference numerals as those in FIG.
  • the elastic auxiliary member 152 is installed in contact with the rear surface of the lithium ion battery module 114. Therefore, the elastic assisting member 152 is arranged along the surface of the backrest portion facing the back of the seated person.
  • the elasticity of the back pad 122 can be adjusted by providing the elastic auxiliary member 152. It is also possible to suppress the deformation of the lithium ion battery module 114. Further, since the elastic auxiliary member 152 is held so as to be sandwiched by the back pad 122 together with the lithium ion battery module 114, the structure is simple.
  • the outer shape corresponds to the outer shape of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the rear surface thereof.
  • the core is used.
  • it is a core of the outer shape of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the rear surface thereof.
  • the outer shape of the lithium ion battery module 114 and the elastic auxiliary member 152 installed on the rear surface thereof may be a core having a slightly reduced outer shape.
  • a core having the same outer shape as the outer shape of the lithium ion battery module 114 may be used.
  • the elastic auxiliary member 152 is accommodated together with the lithium ion battery module 114 in the accommodation space 162 of the back pad 122.
  • the lithium ion battery module 114 may be inserted after the elastic auxiliary member 152 is inserted into the accommodation space 162.
  • the elastic auxiliary member 152 may be inserted after inserting the lithium ion battery module 114 into the accommodation space 162.
  • the accommodating space 120 (or 162) is formed in the cushion pad 112 (or the back pad 122) by using the core 136 in the foam molding step S1104, and the accommodating space 120 (or 162) is formed in the accommodating step S1106. ) Contains the lithium ion battery module 114.
  • the core is not used in the foam molding step S1104, and as shown in FIG. 22, the lithium ion battery module 114 is housed inside the cushion pad 112 (or the back pad 122).
  • the lithium-ion battery module 114 is in contact with the inner surface of the accommodation space 120 (or 162) in the accommodation space 120 (or 162) of the cushion pad 112 (or back pad 122).
  • a lithium-ion battery module 114 is placed in the mold 138 and the cushion pad 112 (or back pad 122) is foam molded so as to be accommodated. Further, in the foam molding step S1104, the lithium ion battery module 114 is held in the mold 138 at the terminals 114A and 114B.
  • the elastic auxiliary member 152 When the elastic auxiliary member 152 is provided as in the second and fourth aspects, the elastic auxiliary member 152 is previously attached to the lower surface (or the rear surface) of the lithium ion battery module 114 with an adhesive or the like, and the elastic auxiliary member 152 is attached. It is held together with the lithium ion battery module 114 in the foam molding step S1104.
  • the foam molding step S1104 also serves as the accommodating step, and the accommodating step is not executed after the foam molding step S1104. Since the other configurations are the same as those in the first to fourth aspects, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIGS. 11 to 21, and the description thereof will be omitted. According to the fifth aspect, it is not necessary to use the core in the foam molding step S1104. Further, since the foam molding step S1104 also serves as the accommodating step, the vehicle seats 110, 150, 160, and 170 can be manufactured more easily.
  • the lithium ion battery module 114 is provided on the cushion pad 112 of the seat portion, and in the third aspect, the lithium ion battery module 114 is provided on the back pad 122 of the backrest portion, but the cushion of the seat portion.
  • a lithium ion battery module 114 may be provided on both the pad 112 and the back pad 122 of the backrest.
  • the elastic auxiliary member 152 may be installed on the cushion pad 112 of the seat portion as in the second aspect. Further, the elastic auxiliary member 152 may be installed on the back pad 122 of the backrest portion as in the fourth aspect. Further, the elastic auxiliary member 152 may be installed on both the cushion pad 112 and the back pad 122.
  • the elastic auxiliary member 152 is installed in contact with the lower surface of the lithium ion battery module 114 in the cushion pad 112, but the elastic auxiliary member 152 is installed in contact with the lower surface of the lithium ion battery module 114 in the cushion pad 112. It may be installed in contact with the upper surface of the. Further, the two elastic auxiliary members 152 may be installed in contact with both sides of the lithium ion battery module 114 in the cushion pad 112. Similarly, in the fourth aspect, the elastic auxiliary member 152 is installed in contact with the rear surface of the lithium ion battery module 114 in the back pad 122, but the elastic auxiliary member 152 is the lithium ion battery module in the back pad 122. It may be installed in contact with the front surface of the 114. Further, the two elastic auxiliary members 152 may be installed in contact with both sides of the lithium ion battery module 114 in the back pad 122.
  • an aircraft is exemplified as a vehicle in which vehicle seats 110, 150, 160, 170 are used, but vehicle seats 110, 150, 160, 170 are automobiles such as buses. It can also be applied to other vehicles such as ships.
  • Example As shown in FIGS. 11 and 12, a seat pad with a built-in battery in which a lithium ion battery module is housed in a cushion pad (seat pad) was created.
  • the configuration of the lithium-ion battery module is as follows.
  • the frame material is composed of two pieces. More specifically, the positive electrode side frame material and the negative electrode side frame material sandwich the separator.
  • Sheet Frame material Ethylene-vinyl acetate copolymer (trade name "Mersen (registered trademark) G7055") Materials for positive electrode collector and negative electrode current collector: Polypropylene (trade name "SunAllomer (registered trademark) PL500A", manufactured by SunAllomer Ltd.) (B-1) 75% by mass, acetylene black (AB) (denka black (registered) Trademark)) 20% by mass, modified polyolefin resin (SunAllomer Ltd.
  • the cushion pad (seat pad) was manufactured as follows, and various physical properties were measured. Polyurethane A-1 (60 parts), A-2 (40 parts), A-3 (2 parts), A-4 (1 part) polyol premix and organic polyisocyanate with an NCO index of 100 parts Component B-1, catalyst C-1 (0.4 parts), C-2 (0.02 parts), foaming agent D-1 (2.3 parts), and foam stabilizer E-1 (0. After foaming the flexible polyurethane foam in the mold under the following foaming conditions to form the foam, the 6 parts) were taken out from the mold and left for a whole day and night to obtain a flexible polyurethane foam.
  • Mold size 400 mm x 400 mm x 100 mm (height) Mold temperature: 65 ° C Mold material: Aluminum mixing method: Polyol premix and organic polyisocyanate are mixed at 15 MPa using a high-pressure urethane foaming machine (manufactured by PEC).
  • the polyol components are as follows.
  • A-1 The number of functional groups is 4.0, the hydroxyl value is 30, and the content of terminal EO units is obtained by adding PO to pentaerythritol using tris (pentafluorophenyl) borane as a catalyst and then adding EO.
  • the average number of functional groups obtained by block addition of PO and EO was 4.0, the hydroxyl value was 28, the content of terminal EO units was 12.0%, the primary OH conversion rate of terminal hydroxyl groups was 80%, and the monool content was 0.
  • a polyoxyethylene polyoxypropylene polyol having a diol content of 0.07 meq / g and a hydroxyl group having an average number of functional groups of 3.0 obtained by blocking addition of PO and EO to glycerin using potassium hydroxide as a catalyst.
  • Polymer polyol (polymer content 33.0%) obtained by copolymerizing styrene and acrylonitrile (weight ratio: 30/70) in (weight ratio: 20:80), hydroxyl value 22.
  • A-3 PO adduct of sorbitol, hydroxyl value 490
  • A-4 Triethanolamine, hydroxyl value 1120
  • C-2 (33% dipropylene glycol solution of triethylenediamine)
  • C-2 "TOYOCAT ET” manufactured by Tosoh Corporation (70% dipropylene glycol solution of bis (dimethylaminoethyl) ether)
  • D-1 Water
  • E-1 "TEGOSTAB B8737” manufactured by EVONIK (polysiloxane-based defoaming agent)
  • the physical characteristics of the flexible polyurethane foam thus obtained before the lithium ion battery module was installed were measured.
  • the measurement results are as follows. Core density: 57.3 kg / m 3 (based on JIS K6400) Foam hardness (25% -ILD): 271N / 314cm 2 (compliant with JIS K6400) Reboundive elasticity: 64% (based on JIS K6400) Compressive residual strain rate: 2.5% (based on JIS K6400) Moist heat compression residual strain rate: 9.7% (based on JIS K6400, temperature 50 ° C, humidity 95%) Resonance frequency: 3.2Hz (based on JASO B407 test method)
  • a positive electrode current collector of a lithium ion battery and a seat pad with a built-in battery having different negative electrode current collectors were prepared as follows. Other configurations are the same as in the embodiment.
  • Material of positive electrode current collector Carbon coated aluminum Thickness of positive electrode current collector: 20 ⁇ m
  • Material of negative electrode current collector Copper foil Thickness of negative electrode current collector: 35 ⁇ m
  • the resonance frequency of the battery-built seat pad of the comparative example was measured in the same manner as in the examples.
  • the measurement results are as follows. Resonance frequency: 5.7Hz
  • the resonance frequency of the seat pad with a built-in battery in the comparative example was 5.7 Hz, which was a frequency close to 6 Hz or 5 Hz, which is said to be unpleasant for humans.
  • the resonance frequency of the battery-built seat pad of the example was 3.4 Hz, which was significantly smaller than 6 Hz or 5 Hz. That is, it was confirmed that according to the examples, a more comfortable passenger seat can be obtained than in the comparative example.
  • Method for manufacturing a recycled electrode active material for a lithium ion battery a method for manufacturing a solution containing metal ions, a method for manufacturing a lithium ion battery, a recycled electrode member for a lithium ion battery, and a method for manufacturing a recycled electrode sheet for a lithium ion battery.
  • a method for manufacturing a recycled electrode active material for a lithium ion battery a method for manufacturing a solution containing metal ions, a method for manufacturing a lithium ion battery, a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery, and a method for manufacturing a recycled electrode sheet for a lithium ion battery.
  • These aspects include a method for manufacturing a recycled electrode active material for a lithium ion battery, a method for manufacturing a solution containing metal ions, a method for manufacturing a lithium ion battery, a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery, and a recycled electrode sheet for a lithium ion battery. Regarding the manufacturing method of.
  • Lithium-ion (secondary) batteries have been widely used in various applications in recent years as high-capacity, compact and lightweight secondary batteries.
  • a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and an electrolytic solution and a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and an electrolytic solution are housed in a container with a separator sandwiched between them. It is configured.
  • Nickel oxide and cobalt oxide are often used as the material for the positive electrode active material. Metals such as nickel and cobalt are expensive, and if they are discarded as they are, they impose an environmental burden, so it is desired to recycle them for use.
  • Patent Document 6 describes a technique for recovering a positive electrode active material from a waste lithium ion battery or a waste electrode material.
  • Patent Document 6 after separating and removing the separator from the crushed material obtained by crushing the waste lithium ion battery or the waste electrode material, the organic matter contained in the binder is removed by heating at 400 to 550 ° C. in the atmosphere. It is stated that it should be done.
  • the particle size of the positive electrode active material in the powdery or granular lithium ion battery scrap obtained by roasting, crushing and sieving the battery is such that the positive electrode active material is a binder resin. It is obtained in the state of bonded coarse particles (for example, particles having a particle diameter of more than 1 mm). Since the surface area of these coarse particles is not so large, the ion extraction efficiency at the time of acid leaching with an acidic solution is poor, and it has been desired to perform more efficient ion extraction.
  • the present embodiments include a first electrode active material layer comprising a first electrode composition including a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode active material layer comprising a second electrode composition containing one electrode, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • the storage element is provided with the above-mentioned electrode and a separator arranged between the above-mentioned first electrode active material layer and the above-mentioned second electrode active material layer, and the above-mentioned first current collector is placed on the storage element.
  • the lithium ion battery bonded to the separator via the first sealing material is separated from the first sealing material and described above.
  • a method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery which comprises a taking-out step of separating the first current collector and the separator to take out the first electrode active material; the lithium ion of the present invention.
  • the regenerated electrode active material produced by the method for producing a regenerated electrode active material for a battery was dispersed in a solvent containing water to obtain an electrode active material dispersion, and the electrode active material was separated from the above-mentioned electrode active material dispersion.
  • a solution containing metal ions of metal elements constituting the electrode active material having a pH adjusting step of adjusting the pH of the electrode active material dispersion so that the hydrogen ion index (pH) of the aqueous solution at 25 ° C.
  • a first electrode active material layer comprising a first electrode composition containing a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode active material layer comprising an electrode and a second electrode composition containing the second current collector and the second electrode active material formed on the second current collector.
  • a lithium ion battery including a power storage element including an electrode and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer, wherein the first current collector is On the outer peripheral edge portion where the first electrode active material layer is not formed, the separator is adhered to the separator via the first sealing material, and the second electrode current collector is on the separator.
  • the separator is adhered to the separator via the second sealing material, and the melting point of the resin constituting the first sealing material is 200 ° C.
  • a lithium ion battery having a melting point of less than 30 ° C. and having a melting point of the resin constituting the second sealing material higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material by 30 ° C. or more;
  • the above first current collector A first electrode having a first electrode active material layer made of a first electrode composition containing a first electrode active material formed above, a second current collector, and the second current collector.
  • a second electrode comprising a second electrode active material layer composed of a second electrode composition containing the second electrode active material formed above, the first electrode active material layer, and the second electrode. It is a lithium ion battery including a power storage element composed of a separator arranged between the active material layer, and the first electrode active material layer is not formed on the first current collector. In the outer peripheral edge portion, the outer peripheral edge portion is adhered to the separator via the first sealing material, and the second electrode current collector is not formed on the second electrode active material layer. In, the separator is adhered to the separator via the second sealing material, and the SP values and Tg of the first sealing material and the second sealing material satisfy the following conditions (1) and (2).
  • a lithium ion battery characterized by filling.
  • Condition (1) [Absolute value of the difference between the SP value of the resin constituting the first sealing material and the SP value of the resin constituting the second sealing material]> 3.5
  • Condition (2) [Absolute value of the difference between Tg of the resin constituting the first sealing material and Tg of the resin constituting the second sealing material] ⁇ 35;
  • a first electrode having a first electrode active material layer composed of a first electrode composition containing a first electrode active material formed on a current collector, a second current collector, and the second collection described above.
  • a second electrode including a second electrode active material layer made of a second electrode composition containing a second electrode active material formed on an electric body, and the first electrode active material layer and the first electrode active material layer.
  • a method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery which comprises a taking-out step of taking out a first recycled sheet-shaped electrode member including the current collector 1 and the first electrode active material layer; And; a first electrode comprising a first electrode active material layer comprising a first electrode composition comprising a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode comprising a second electrode active material layer comprising a second electrode active material comprising a second current collector and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • the storage element including the separator disposed between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer is provided, and the first current collector is placed on the first electrode active material layer.
  • the separator is adhered to the separator via the first sealing material, and the second current collector is placed on the second electrode active material.
  • the lithium ion battery bonded to the separator via the second sealing material is separated from the second current collector with the second sealing material as a boundary.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a recycled electrode sheet for a lithium ion battery.
  • a method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery from a lithium ion battery in a simple process without requiring high temperature heating and an electrode active material is configured from the regenerated electrode active material for the lithium ion battery.
  • the concept includes a lithium ion secondary battery.
  • the electrode active material taken out from the lithium ion battery is referred to as a regenerated electrode active material to distinguish it from the electrode active material used in manufacturing the lithium ion battery, and the regenerated electrode active material is at least a current collector and a separator. Those combined with one of them are referred to as recycled sheet-shaped electrode members to distinguish them from the sheet-shaped electrode members used in manufacturing lithium-ion batteries.
  • a combination of the regenerated electrode active material with a current collector and a separator is referred to as a regenerated electrode sheet to distinguish it from an electrode used in manufacturing a lithium ion battery.
  • the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery is a first electrode composition containing a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector. From a second electrode composition comprising a first electrode comprising a first electrode active material layer, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector. A storage element including a second electrode including the second electrode active material layer, and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer.
  • a first regenerated electrode active material is obtained by separating the first current collector and the separator with the first sealing material as a boundary.
  • the electrode active material can be taken out from the lithium ion battery. Since the first sealing material is a resin that adheres the first current collector and the separator, the first current collector is separated from the first sealing material without heating at a high temperature of 400 to 550 ° C. And the separator can be separated. Therefore, the process becomes simple and the recycling cost can be suppressed. Further, since the obtained recycled electrode active material is difficult to be sintered, a recycled electrode active material having a large specific surface area can be obtained. The regenerated electrode active material having a large specific surface area has high ion extraction efficiency and is suitable for recycling.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing an example of a lithium ion battery used in the method for producing a recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present aspects
  • FIG. 25A constitutes a power storage element shown in FIG. 24
  • FIG. 25B is a perspective view schematically showing a first electrode
  • FIG. 25B is a perspective view schematically showing a second electrode constituting the power storage element shown in FIG. 24.
  • the lithium ion battery 1 has a first electrode active material layer 13 containing a first current collector 11 and a first electrode active material formed on the first current collector 11.
  • the first electrode 10 including the above, the second current collector 21, and the second electrode active material layer 23 containing the second electrode active material formed on the second current collector 21 are included.
  • the second electrode 20 and the second electrode 20 are arranged so as to face each other via the separator 30 to form a power storage element 40, and the outside of the power storage element 40 is covered with the battery exterior body 50.
  • An insulating layer (not shown) is formed on the inner surface of the battery exterior body 50, and the first current collector 11 and the second current collector 21 are insulated from each other. Further, an external electrode (not shown) is connected to the first current collector 11 and the second current collector 21, and a part of the external electrode is pulled out to the outside of the battery exterior body 50.
  • the outer peripheral edge portion of the first current collector 11 is formed. Is not provided with the first electrode active material layer 13, but is provided with the first sealing material 15. Then, the first current collector 11 and the separator (not shown) are adhered to each other via the first sealing material 15 provided on the outer peripheral edge portion. As shown in FIGS. 24 and 25A, the first electrode active material layer 13 is covered with the first current collector 11, the separator 30, and the first sealing material 15. Therefore, when the first sealing material 15 adheres the separator 30 and the first current collector 11, the first electrode active material layer 13 is not exposed to the outside. In other words, by separating the first current collector 11 and the separator 30 with the first sealing material 15 as a boundary, the first electrode active material layer 13 can be taken out to the outside of the power storage element 40. ..
  • the outer peripheral edge portion of the second current collector 21 is formed. Is not provided with the second electrode active material layer 23, but is provided with the second sealing material 25. Then, the second current collector 21 and the separator (not shown) are adhered to each other via the second sealing material 25. As shown in FIGS. 24 and 25B, the second electrode active material layer 23 is covered with the second current collector 21, the separator 30, and the second sealing material 25.
  • FIGS. 24 and 25B an example in which the second current collector 21 and the separator 30 are adhered to each other by the second sealing material 25 has been described, but the reliving substance for a lithium ion battery of the present invention has been described.
  • the second sealing material is not essential, and the second current collector and the separator may be directly adhered to each other.
  • Examples of the method of directly adhering the second current collector and the separator include a method of thermocompression bonding the second current collector and the separator.
  • the first current collector and the separator are separated from each other with the first sealing material as a boundary.
  • the first electrode active material arranged between the first current collector and the separator can be easily taken out. be able to.
  • a method of separating the first current collector and the separator with the first sealing material as a boundary for example, a method of heating the power storage element, a method of immersing the power storage element in a solvent, or a first seal. Examples include a method of cutting the material.
  • a method of heating a power storage element is an example of a method of immersing the power storage element in a solvent for the lithium ion battery of the present invention.
  • the extraction step heats the power storage element at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material and lower than 200 ° C. It is preferable to have a step to carry out.
  • the first sealing material is softened and the first sealing material is used as a boundary. The first current collector and the separator can be separated.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view schematically showing an example of the extraction process.
  • the power storage element 40 is heated to separate the first current collector 11 and the separator 30 with the first sealing material 15 as a boundary.
  • the melting point of the first sealing material 15 is less than 200 ° C. Therefore, after removing the battery exterior 50 from the lithium ion battery 1, the power storage element 40 is heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material 15 and lower than 200 ° C. to obtain the first sealing material.
  • the first electrode active material layer 13 and the first current collector 11 are separated from each other.
  • the first recycled sheet-shaped electrode member 110 is obtained.
  • the temperature at which the power storage element is heated is the temperature of the resin constituting the first sealing material.
  • the temperature may be equal to or higher than the melting point and lower than 200 ° C., but is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, and even more preferably 30 ° C. or higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material. ..
  • the melting point of the resin constituting the first sealing material is less than 200 ° C.
  • the resin constituting the first sealing material is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyvinylidene fluoride and polyolefin.
  • the first current collector may be a metal current collector made of metal, or may be a resin current collector made of a first matrix resin and a conductive filler (first resin current collector). ..
  • the melting point of the resin constituting the second sealing material is higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material. It is preferably higher than 30 ° C.
  • the melting point of the resin constituting the second sealing material is 30 ° C. or higher higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material, the temperature at which the first sealing material softens but the second sealing material does not soften. Easy to adjust. By heating the power storage element at a temperature at which the first sealing material softens but the second sealing material does not soften, the second sealing material does not soften and the first sealing material is used as a boundary. Since the current collector and the separator can be separated, only the first electrode active material can be selectively taken out.
  • the resin constituting the second sealing material is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyester and polyolefin. Since polyimide is a thermosetting resin, it does not have a melting point. In the present invention, the melting point of the resin constituting the second sealing material is the temperature at which embrittlement starts when the second sealing material is heated. Therefore, when the second sealing material is made of a resin having no melting point such as a thermosetting resin, the thermal decomposition temperature, which is the temperature at which embrittlement starts, is set to the temperature of the resin constituting the second sealing material. Let it be the melting point.
  • the extraction step includes a step of immersing the power storage element in a solvent, and the SP value of the resin constituting the first sealing material is used.
  • the absolute value of the difference from the SP value of the solvent is preferably 1.0 or less.
  • the SP value [unit: (cal / cm 3 ) 0.5 ] in the present invention was calculated by the method described in Volumer engineering and science Vol. 14, pp. 151-154 by Robert F Fedors et al. It is a value at 25 ° C.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing another example of the extraction process.
  • the battery exterior 50 is removed from the lithium ion battery 1, and then the power storage element 40 is immersed in the solvent 60.
  • the first seal material 60 is used. The sealing material 15 swells and softens.
  • the first current collector 11 and the separator 30 are separated from each other with the first sealing material 15 as a boundary, and the first electrode active material layer 13 and the first are separated.
  • a first regenerated sheet-shaped electrode member 110 made of the current collector 11 of 1 is obtained.
  • examples of the resin constituting the first sealing material include polyamide, polyvinylidene fluoride, and polyolefin.
  • the second current collector and the separator may be adhered to each other by the second sealing material.
  • the SP value and Tg of the resin constituting the first sealing material and the resin constituting the second sealing material are used.
  • Tg The glass transition temperature in the present invention is a value measured according to the differential scanning calorimetry (DSC) method described in JIS K 7121 (1987).
  • the first sealing material is formed.
  • the difference in physical properties between the resin and the resin constituting the second sealing material only the first electrode active material can be selectively taken out.
  • a solvent having a difference of less than 1.0 from the SP value of the resin constituting the first sealing material and a difference of more than 2.5 from the SP value of the resin constituting the second sealing material By immersing the power storage element in the solvent, only the resin constituting the first sealing material can be swollen and softened, and it becomes easy to selectively take out only the first electrode active material.
  • Condition (3) [Absolute value of the difference between the SP value of the separator and the SP value of the resin constituting the second sealing material] ⁇ 1.0
  • Examples of the solvent used when immersing the power storage element in the solvent include xylene (SP value: 8.8), DMF (SP value: 12.0) and the like.
  • the temperature of the solvent when the power storage element is immersed in the solvent is not particularly limited, but is preferably 140 to 150 ° C.
  • the extraction step is a direction in which the first sealing material is substantially perpendicular to the direction in which the first current collector and the separator face each other. It is preferable to have a step of cutting along the above.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view schematically showing still another example of the extraction process.
  • the first sealing material 15 constituting the power storage element 40 is cut in a direction substantially perpendicular to the direction in which the first current collector 11 and the separator 30 face each other. (Cut at the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 28) to divide the first sealing material 15 itself.
  • the first current collector 11 and the separator 30 are separated, and the first electrode active material layer 13 and the first current collector 11 are composed of the first current collector 11.
  • a recycled sheet-shaped electrode member 110 is obtained.
  • the type of resin constituting the first sealing material is not particularly limited, but polyolefin is preferable.
  • the first sealing material is cut along a direction substantially perpendicular to the direction in which the first current collector and the separator face each other.
  • a method using a blade, a laser cutter, or the like can be mentioned.
  • the blade may be made of metal or non-metal (eg, ceramic).
  • the recycled sheet-shaped electrode member 110 obtained by the methods shown in FIGS. 26 to 28 includes a first electrode active material layer 13 and a first current collector 11.
  • the first electrode active material layer 13 is further separated from the recycled sheet-shaped electrode member 110 in the extraction step.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of a method for separating the first electrode active material from the recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery.
  • the regenerated electrode active material containing the first electrode active material is obtained by scraping the first electrode active material layer 13 formed on the first current collector 11 with a squeegee 90 or the like. 14 can be recovered.
  • the first electrode active material layer 13 and the first current collector 11 can be separated by dispersing the first electrode active material layer 13 in the solvent 60. Even in such a case, the regenerated electrode active material can be recovered.
  • the use of the regenerated electrode active material for a lithium ion battery obtained by the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention is not particularly limited, but for example, it is a raw material for an electrode active material layer when manufacturing a lithium ion battery.
  • the metal may be recovered by acid extraction or the like.
  • the lithium ion battery used in the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention contains a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode including a first electrode including a first electrode active material layer made of the electrode composition 1, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • a storage element including a second electrode provided with a second electrode active material layer made of the above-mentioned electrode composition, and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer.
  • the first current collector is bonded to the separator via the first sealing material at the outer peripheral edge portion where the first electrode active material layer is not formed on the collector.
  • the first electrode includes a first current collector and a first electrode active material layer containing the first electrode active material formed on the first current collector.
  • the first current collector may be a metal current collector made of metal, or may be a resin current collector made of a first matrix resin and a conductive filler (first resin current collector). However, it is preferable that it is a resin current collector (first resin current collector).
  • the thickness of the first current collector is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • metal collector copper, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, alloys thereof, etc. can be used.
  • the conductive filler is selected from materials having conductivity. Specifically, metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.], carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), etc.), etc. ], And a mixture thereof, etc., but carbon is preferable.
  • the conductive filler is carbon, it is possible to prevent the metal derived from the first current collector from being mixed in the extracted first electrode active material. This is effective as a method of suppressing deterioration of the characteristics of the first electrode active material taken out when the first electrode active material is a positive electrode active material.
  • These conductive fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • a particle-based ceramic material or a resin material may be coated with a conductive material (a metal material among the above-mentioned conductive filler materials) by plating or the like.
  • the average particle size of the conductive filler is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably 0.02 to 5 ⁇ m, and 0, from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery. It is more preferably 3.03 to 1 ⁇ m.
  • particle diameter means the maximum distance L among the distances between arbitrary two points on the contour line of a particle.
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • the shape (form) of the conductive filler is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, or may be a form practically used as a so-called filler-based conductive resin composition such as carbon nanotubes. good.
  • the conductive filler may be a conductive fiber whose shape is fibrous.
  • the conductive fibers include carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers, conductive fibers in which a metal having good conductivity and graphite are uniformly dispersed in synthetic fibers, and a metal such as stainless steel. Examples thereof include fibrous metal fibers, conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with metal, and conductive fibers in which the surface of organic fibers is coated with a resin containing a conductive substance. Among these conductive fibers, carbon fibers are preferable. Further, a polypropylene resin kneaded with graphene is also preferable.
  • the average fiber diameter thereof is preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the weight ratio of the conductive filler in the first resin current collector is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight.
  • the weight ratio of the conductive filler is preferably 20 to 30% by weight.
  • the melting point of the first matrix resin is preferably less than 200 ° C.
  • the first matrix resin having a melting point of less than 200 ° C. include polyamide, polyolefin, polyvinylidene fluoride and the like.
  • the first matrix resin is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyolefin and polyvinylidene fluoride.
  • the melting point of the polyolefin is about 95-140 ° C.
  • the melting point of polyvinylidene fluoride is about 150 to 180 ° C.
  • the melting point of the first matrix resin uses a numerical value measured according to the differential scanning calorimetry (DSC) method described in JIS K 7121-1987.
  • the first resin current collector contains other components (dispersant, cross-linking accelerator, cross-linking agent, colorant, ultraviolet absorber, plasticizer, etc.) in addition to the first matrix resin and the conductive filler. You may.
  • the thickness of the first resin current collector is not particularly limited, but is preferably 5 to 400 ⁇ m.
  • the first resin current collector can be obtained, for example, by forming a conductive resin composition obtained by melt-kneading the first matrix resin and the conductive filler into a film shape.
  • Examples of the method for forming the conductive resin composition into a film include known film forming methods such as a T-die method, an inflation method, and a calendar method.
  • the first resin current collector can also be obtained by a molding method other than film molding.
  • the first electrode active material layer is made of a first electrode composition containing the first electrode active material.
  • the first electrode active material layer is preferably a non-binding body that does not contain a binder that binds the first electrode active materials to each other.
  • the non-bonded body means that the first electrode active materials are not bonded to each other, and irreversibly to the bond, it means that the first electrode active materials are fixed to each other. do.
  • the first electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material.
  • the positive electrode active material examples include a composite oxide of lithium and a transition metal ⁇ composite oxide having one kind of transition metal (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiAlMnO 4 , LiMnO 2 , LiMn2O 4 , etc.) and a transition metal element.
  • transition metal LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiAlMnO 4 , LiMnO 2 , LiMn2O 4 , etc.
  • LiFeMnO 4 LiNi 1-x Co x O 2 , LiMn 1-y Co y O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2
  • composite oxides containing three or more kinds of metal elements for example, LiM a M'b M''c O 2 (M, M'and M'' are different transition metal elements, respectively.
  • a + b + c 1.
  • LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) etc. ⁇ lithium-containing transition metal phosphates (eg LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ).
  • Transition metal oxides eg MnO 2 and V 2 O 5
  • transition metal sulfides eg MoS 2 and TiS 2
  • conductive polymers eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene and poly-p-phenylene and Polyvinylcarbazole
  • the lithium-containing transition metal phosphate may be obtained by substituting a part of the transition metal site with another transition metal.
  • the volume average particle size of the positive electrode active material is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 35 ⁇ m, and even more preferably 2 to 30 ⁇ m from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery. ..
  • the positive electrode active material may be a coated positive electrode active material in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating material containing a polymer compound.
  • a coating material containing a polymer compound.
  • those described as the resin for coating the non-aqueous secondary battery active material in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-054703 can be preferably used.
  • the covering material may contain a conductive agent.
  • the conductive agent the same conductive filler as that contained in the first resin current collector can be preferably used.
  • Examples of the negative electrode active material include carbon-based materials [graphite, refractory carbon, amorphous carbon, fired resin (for example, phenol resin, furan resin, etc. baked and carbonized), cokes (for example, pitch coke, needle). Coke and petroleum coke etc.) and carbon fibers], silicon-based materials [silicon, silicon oxide (SiOx), silicon-carbon composite (carbon particles whose surface is coated with silicon and / or silicon carbide, silicon particles or oxidation) Silicon particles whose surface is coated with carbon and / or silicon carbide, silicon carbide, etc.) and silicon alloys (silicon-aluminum alloy, silicon-lithium alloy, silicon-nickel alloy, silicon-iron alloy, silicon-titanium alloy, silicon) -Manganese alloys, silicon-copper alloys, silicon-tin alloys, etc.)], conductive polymers (eg, polyacetylene and polypyrrole, etc.), metals (tin, aluminum, zirconium, titanium, etc.),
  • carbon-based materials, silicon-based materials and mixtures thereof are preferable from the viewpoint of battery capacity and the like, graphite, non-graphitizable carbon and amorphous carbon are more preferable as carbon-based materials, and silicon-based materials are more preferable. , Silicon oxide and silicon-carbon composites are more preferred.
  • the volume average particle size of the negative electrode active material is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 20 ⁇ m, and even more preferably 2 to 10 ⁇ m from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery.
  • the volume average particle size of the negative electrode active material means the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method).
  • the microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light.
  • a microtrack manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used for measuring the volume average particle size.
  • the negative electrode active material may be a coated negative electrode active material in which at least a part of the surface thereof is coated with a coating material containing a polymer compound.
  • a coating material containing a polymer compound When the periphery of the negative electrode active material is coated with a coating material, the volume change of the negative electrode can be alleviated and the expansion of the negative electrode can be suppressed.
  • the same material as the coating material constituting the coated positive electrode active material can be preferably used.
  • the first electrode active material layer may contain an adhesive resin.
  • the adhesive resin for example, a resin in which a small amount of an organic solvent is mixed with a non-aqueous secondary battery active material coating resin described in JP-A-2017-054703 and the glass transition temperature is adjusted to room temperature or lower. Further, those described as an adhesive in JP-A No. 10-255805 can be preferably used.
  • the adhesive resin is a resin having adhesiveness (property of adhering by applying a slight pressure without using water, solvent, heat, etc.) without solidifying even if the solvent component is volatilized and dried. Means.
  • the solution-drying type electrode binder used as a binder means a binder that dries and solidifies by volatilizing a solvent component to firmly bond and fix the active substances to each other. Therefore, the solution-drying type electrode binder (binding material) and the adhesive resin are different materials.
  • the first electrode active material layer may contain an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • electrolyte those used in known electrolytic solutions can be used, for example, lithium salts of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiN (FSO 2 ) 2 and LiClO 4 .
  • lithium salts of organic acids such as LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and LiN (FSO 2 ) 2 (also referred to as LiFSI).
  • LiFSI LiN (FSO 2 ) 2
  • non-aqueous solvent those used in known electrolytic solutions can be used, and for example, a lactone compound, a cyclic or chain carbonate ester, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile can be used.
  • a lactone compound a cyclic or chain carbonate ester, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile
  • Compounds, amide compounds, sulfones, sulfolanes and the like and mixtures thereof can be used.
  • lactone compounds, cyclic carbonate esters, chain carbonate esters and phosphate esters are preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics, and lactone compounds, cyclic carbonate esters and chain carbonates are more preferable.
  • Esters are particularly preferred, with dimethyl carbonate (SP value: 17.4), a 1: 1 (volume ratio) mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) (SP value: 15.9), or. , A 1: 1 (volume ratio) mixture of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) (SP value: 14.1).
  • the first electrode active material layer may contain a conductive auxiliary agent.
  • a conductive material similar to the conductive filler contained in the first resin current collector can be preferably used.
  • the weight ratio of the conductive auxiliary agent in the first electrode active material layer is preferably 2 to 10% by weight.
  • the first electrode active material layer is prepared, for example, by applying a slurry containing the first electrode active material and the electrolytic solution to the surface of the first current collector or the base material and removing the excess electrolytic solution. be able to.
  • the first electrode active material layer may be combined with the first current collector by a method such as transfer.
  • the slurry may contain a conductive auxiliary agent or an adhesive resin, if necessary.
  • the electrode active material may be a coated electrode active material.
  • the second electrode includes a second current collector and a second electrode active material layer containing the second electrode active material formed on the second current collector.
  • the second electrode active material layer preferably contains an electrolytic solution containing an electrolyte.
  • the second current collector may be a metal current collector made of metal, or may be a resin current collector made of a second matrix resin and a conductive filler (second resin current collector). ..
  • the thickness of the second current collector is not particularly limited, but is preferably 5 to 150 ⁇ m.
  • metal collector copper, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, alloys thereof, etc. can be used.
  • the second resin current collector contains a second matrix resin and a conductive filler.
  • the conductive filler the same conductive filler as that constituting the first resin current collector can be preferably used.
  • the weight ratio of the conductive filler in the second resin current collector is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight. In particular, when the conductive filler is carbon, the weight ratio of the conductive filler is preferably 20 to 30% by weight.
  • the same resin as the first matrix resin constituting the first resin current collector can be used as the second matrix resin constituting the second resin current collector.
  • the second resin current collector can be obtained, for example, by forming a conductive resin composition obtained by melt-kneading the second matrix resin and the conductive filler into a film shape.
  • Examples of the method for forming the conductive resin composition into a film include known film forming methods such as a T-die method, an inflation method, and a calendar method.
  • the second resin current collector can also be obtained by a molding method other than film molding.
  • the second electrode active material layer comprises a second electrode composition containing the second electrode active material.
  • the second electrode active material is a different type of electrode active material from the first electrode active material. That is, when the first electrode active material is a positive electrode active material, the second electrode active material is a negative electrode active material, and when the first electrode active material is a negative electrode active material, the second electrode active material is a positive electrode active material. It is a substance.
  • the second electrode active material layer may contain a conductive auxiliary agent.
  • a conductive material similar to the conductive filler constituting the first resin current collector can be preferably used.
  • the weight ratio of the conductive auxiliary agent in the second electrode active material layer is preferably 2 to 10% by weight.
  • the second electrode active material layer is prepared, for example, by applying a slurry containing the second electrode active material and the electrolytic solution to the surface of the second current collector or the base material and removing the excess electrolytic solution. be able to.
  • the second electrode active material layer may be combined with the second current collector by a method such as transfer.
  • the slurry may contain a conductive auxiliary agent or an adhesive resin, if necessary.
  • the electrode active material may be a coated electrode active material.
  • the second electrode active material layer may contain an adhesive resin.
  • the adhesive resin the same adhesive resin as the adhesive resin which is an optional component of the first electrode active material layer can be preferably used.
  • separator As the separator, a porous film made of polyethylene or polypropylene, a laminated film of a porous polyethylene film and a porous polypropylene, a non-woven fabric made of synthetic fibers (polyester fiber, aramid fiber, etc.) or glass fiber, etc., and silica on the surface thereof. , Known separators for lithium ion batteries such as those to which ceramic fine particles such as alumina and titania are attached can be mentioned. Of these, the separator is preferably a porous film made of polypropylene. The melting point of the separator is preferably 200 ° C. or higher. Further, two or more parators may be arranged on top of each other.
  • the first sealing material adheres the first current collector and the separator.
  • the first sealing material contains a resin.
  • the melting point of the resin constituting the first sealing material is preferably less than 200 ° C.
  • the resin constituting the first sealing material is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyvinylidene fluoride and polyolefin.
  • the second current collector and the separator may be directly adhered to each other, or may be adhered to each other by a second sealing material.
  • the second sealing material contains a resin.
  • the melting point of the resin constituting the second sealing material is 30 ° C. or higher than that of the resin constituting the first sealing material. High is preferable.
  • the SP value of the resin constituting the second sealing material and the SP of the resin constituting the first sealing material The absolute value of the difference from the value is preferably more than 3.5.
  • the resin constituting the second sealing material is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyester and polyolefin.
  • the method for producing a solution containing metal ions of a metal element constituting the electrode active material of the present invention is to use the regenerated electrode active material for a lithium ion battery produced by the method for producing a regenerated electrode active material of the present invention as a solvent containing water.
  • the regenerated electrode active material obtained by the method for producing the regenerated electrode active material of the present invention is dispersed in a solvent containing water.
  • the pH of the electrode active material dispersion is adjusted to a predetermined value to ionize the metal elements constituting the electrode active material contained in the electrode active material dispersion to ionize the electrode active material.
  • a solution containing metal ions of metal elements constituting a substance (hereinafter, also referred to as a metal ion solution) can be produced.
  • the method for producing a recycled electrode active material of the present invention since the lithium ion battery is not heated at a high temperature of 400 to 550 ° C., the sintered particles of the obtained recycled electrode active material do not proceed, and particles having a large specific surface area can be obtained. .. Therefore, the ion extraction efficiency at the time of acid leaching with an acidic liquid is high, and ion extraction can be performed efficiently.
  • the regenerated electrode active material for a lithium ion battery obtained by the method for producing a regenerated electrode active material of the present invention is dispersed in a solvent containing water to obtain an electrode active material dispersion liquid.
  • the solvent other than water may be a non-polar solvent or a polar solvent.
  • the polar solvent may be a protic polar solvent or an aprotic polar solvent.
  • non-polar solvent examples include toluene, xylene, hexane, heptane, octane and the like, and two or more of them may be used in combination.
  • protonic polar solvent examples include methanol, ethanol and the like, and two or more kinds may be used in combination.
  • aprotic polar solvent examples include dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO), and two or more of them may be used in combination.
  • the solvent is preferably a mixed solvent of a non-polar solvent and water, or a single solvent of water.
  • the ratio of water to the mixed solvent of the non-polar solvent and water is preferably 50 to 80% by weight.
  • the single solvent of water means that only water is used as the solvent.
  • a water-toluene mixed solvent or a water-xylene mixed solvent is preferable as the water-containing solvent for dispersing the electrode composition.
  • the solid content concentration in the electrode active material dispersion is not particularly limited, but is preferably 50% by weight or less. If the solid content concentration in the electrode active material dispersion exceeds 50% by weight, the proportion of the solvent in the electrode active material dispersion decreases, and the extraction rate of metal ions after the pH adjustment step decreases. There is.
  • the electrode active material dispersion may contain solid components other than the electrode composition.
  • solid components other than the electrode composition include current collectors, separators, battery exteriors, and the like. It is desirable that these solid components be separated prior to the pH adjustment step. Examples of the method for separating solid components include separation using specific gravity, filtration, and centrifugal separation.
  • the pH of the electrode active material dispersion is adjusted so that the hydrogen ion index (pH) of the aqueous solution separated from the electrode active material dispersion obtained in the dispersion adjusting step at 25 ° C. is 5 or less. do.
  • the separated aqueous solution refers to a solution in which a part or all of the electrode active material dispersion liquid is taken out and a solvent other than water is removed.
  • the pH of the aqueous solution adjusted by the pH adjusting step at 25 ° C. is preferably 3 or more and 5 or less.
  • Examples of the method for adjusting the pH of the aqueous solution to 5 or less include a method of mixing an electrode active material dispersion and an acid agent.
  • Examples of the acid agent include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, citric acid, gluconic acid, succinic acid and the like, and two or more of them may be used in combination. Sulfuric acid is preferable as the acid agent.
  • the pH of the above aqueous solution can be measured using a commercially available pH meter.
  • the method for separating the aqueous solution from the electrode active material dispersion is not particularly limited, and examples thereof include a method in which known separation methods such as filtration, centrifugation, static separation, and adsorption separation are appropriately combined. At this time, the aqueous solution is separated so as to contain a solute instead of pure water. That is, a method for separating high-purity water from the electrode active material dispersion such as distillation or ion exchange resin is not adopted.
  • an acid agent may be added little by little to the electrode active material dispersion, or the electrode active material dispersion may be added little by little to the acid agent, and the electrode active material is dispersed.
  • the liquid and a predetermined amount of acid agent may be mixed at one time.
  • the time required for the pH adjustment step is not particularly limited, but is preferably 1 to 3 hours.
  • the temperature of the electrode active material dispersion liquid in the pH adjusting step is not particularly limited, but is preferably 10 ° C. or higher.
  • the electrode active material dispersion may be agitated, or the electrode active material dispersion may be irradiated with ultrasonic waves.
  • the metal ion solution produced by the method for producing a metal ion solution of the present invention can be used for producing an active material for a lithium ion battery, a catalyst for a chemical reaction, or the like.
  • metal ion contained in the metal ion solution examples include lithium ion, nickel ion, cobalt ion, manganese ion, iron ion, aluminum ion, vanadium ion, molybdenum ion, titanium ion and the like.
  • a first embodiment of the lithium ion battery of the present invention comprises a first electrode composition comprising a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode composition comprising a first electrode comprising the electrode active material layer of the above, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • a lithium ion battery including a storage element including a second electrode including the electrode active material layer of the above and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer.
  • the first current collector is adhered to the separator via the first sealing material at the outer peripheral edge portion where the first electrode active material layer is not formed on the collector.
  • the melting point of the resin constituting the material is less than 200 ° C., and the melting point of the resin constituting the second sealing material is 30 ° C. or more higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material. ..
  • the melting point of the resin constituting the first sealing material is less than 200 ° C.
  • the melting point of the resin constituting the second sealing material constitutes the first sealing material. It is higher than the melting point of the resin to be used by 30 ° C. or more. Therefore, by heating the power storage element at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material and lower than 200 ° C., the first sealing material is softened, and the first sealing material is used as a boundary. By separating the current collector of 1 and the separator, the first electrode composition can be selectively taken out.
  • the first embodiment of the lithium ion battery of the present invention is the lithium ion used in the method for producing a recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention and the method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention. Suitable as a battery.
  • a second embodiment of the lithium ion battery of the present invention comprises a first electrode composition comprising a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode composition comprising a first electrode comprising the electrode active material layer of the above, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • a lithium ion battery including a storage element including a second electrode including the electrode active material layer of the above and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer.
  • the first current collector is adhered to the separator via the first sealing material at the outer peripheral edge portion where the first electrode active material layer is not formed on the collector.
  • the SP values and Tg of the first sealing material and the second sealing material satisfy all of the above conditions. Therefore, the storage element is contained in a solvent in which the difference from the SP value of the resin constituting the first sealing material is less than 1.0 and the difference from the SP value of the resin constituting the second sealing material is more than 2.5.
  • the first sealing material is dissolved in the solvent, the first current collector and the separator are separated from each other with the first sealing material as a boundary, and the first electrode active material layer is selected. Can be taken out.
  • the second embodiment of the lithium ion battery of the present invention is the lithium ion used in the method for producing a recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention and the method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention. Suitable as a battery.
  • a step of preparing a first current collector and a first electrode active material layer containing the first electrode active material are formed on the first current collector.
  • a step of obtaining a first electrode sheet-like member, a step of preparing a second current collector, and a second electrode active material layer containing the second electrode active material are formed on the second current collector.
  • the second current collector and the separator are adhered to each other. It can be produced by the step of covering the second electrode active material layer with the separator and the second sealing material.
  • the method of adhering the first current collector and the separator with the first sealing material is not particularly limited, but for example, a resin serving as the first sealing material is applied to the edge of the separator to collect the first current. There is a method of adhering to the body. At this time, the first electrode active material layer is sandwiched between the separator and the first current collector. The same applies to the method of adhering the second current collector and the separator with the second sealing material.
  • the method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention is a first electrode composition containing a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector. From a second electrode composition comprising a first electrode comprising a first electrode active material layer, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector. A storage element including a second electrode including the second electrode active material layer, and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer.
  • the first current collector and the separator are separated from each other with the first sealing material as a boundary, whereby the first current collector and the first collector are separated.
  • the first regenerated sheet-like electrode member including the electrode active material layer of 1 is taken out.
  • the object taken out by the extraction step is not the first electrode active material but the first current collector and the first electrode active material layer. It is the same as the method for producing a recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention, except that it is the first recycled electrode member including the above. Therefore, in the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention shown in FIGS. 26, 27 and 28, the first one including the first current collector 11 and the first electrode active material layer 13.
  • the method for taking out the recycled sheet-shaped electrode member 110 is the method for manufacturing the recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention.
  • the method for producing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention comprises a first electrode composition containing a first current collector and a first electrode active material formed on the first current collector.
  • a second electrode composition comprising a first electrode provided with a first electrode active material layer, a second current collector, and a second electrode active material formed on the second current collector.
  • a power storage element including a second electrode provided with two electrode active material layers and a separator arranged between the first electrode active material layer and the second electrode active material layer is provided.
  • the current collector 1 is adhered to the separator via the first sealing material at the outer peripheral edge portion on which the first electrode active material layer is not formed, and the second current collector is bonded to the separator. From the lithium ion battery in which the body is adhered to the separator via the second sealing material at the outer peripheral edge portion on which the second electrode active material layer is not formed, the second sealing material is obtained.
  • the first current collector and the separator are separated from each other, and the first current collector, the first electrode active material layer, the separator, and the first sealing material are formed. It is characterized by having a take-out step of taking out a recycled electrode sheet.
  • the second current collector and the separator are separated from each other with the second sealing material as a boundary.
  • the first regenerated electrode sheet composed of the first current collector, the first electrode active material layer, the separator and the first sealing material can be obtained. It can be taken out.
  • the first electrode active material leaks to the outside. There is no. Therefore, it is easy to prevent the mixing of the second electrode active material and the deactivation of the first electrode active material, and it is excellent as a method for recycling or reusing the lithium ion battery in a simple process.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view schematically showing an example of a taking-out process in the method for manufacturing a recycled electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention.
  • the second current collector 21 and the separator 30 are separated from each other with the second sealing material 25 constituting the power storage element 40 as a boundary.
  • the first current collector 11, the first electrode active material layer 13, and the first sealing material are separated.
  • a first regenerated electrode sheet 120 composed of 15 and a separator 30 can be obtained.
  • the first sealing material is used as a boundary in the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention.
  • a method of applying the method of separating the first current collector and the separator to the second sealing material can be mentioned. That is, as a method of separating the second current collector and the separator with the second sealing material as a boundary, a method of heating the power storage element, a method of immersing the power storage element in a solvent, and a second seal. Examples include a method of cutting the material.
  • the take-out step heats the power storage element at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin constituting the second sealing material and lower than the melting point of the resin constituting the first sealing material. It is preferable to have.
  • the extraction step includes a step of immersing the storage element in the solvent, and the absolute difference between the SP value of the resin constituting the second sealing material and the SP value of the solvent is absolute. It is preferable that the value is 1.0 or less and the absolute value of the difference between the SP value of the resin constituting the first sealing material and the SP value of the solvent exceeds 2.5.
  • the taking-out step includes a step of cutting the second sealing material along a direction substantially perpendicular to the direction in which the second current collector and the separator face each other. Is preferable.
  • the regenerated electrode sheet for a lithium ion battery produced by the method for producing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention may be used again in the production of a lithium ion battery in combination with an electrode sheet having a different polarity.
  • the extraction step under the condition that the first electrode active material is not deactivated. If the first electrode active material is deactivated, it becomes difficult to reuse the regenerated electrode sheet for a lithium ion battery obtained by the method for producing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention.
  • the atmosphere in which the extraction process is performed is preferably in a dry room environment with a dew point of ⁇ 30 ° C. or lower.
  • the regenerated electrode sheet obtained by the method for manufacturing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention has a configuration corresponding to a half battery of a lithium ion battery, which is a first current collector, a first electrode active material layer and a separator. Therefore, a new lithium-ion battery can be manufactured by combining with electrodes having different polarities.
  • the configuration of the lithium ion battery used in the method for manufacturing the regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention is the case where the power storage element is heated in the take-out step and the case where the power storage element is immersed in a solvent in the take-out step. From the lithium ion battery used in the method for manufacturing the recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention and the lithium ion battery used in the method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention, the first electrode and It is preferable that the configuration of the second electrode is reversed.
  • the lithium ion battery used in the method for manufacturing the recycled electrode active material for a lithium ion battery of the present invention and the recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention are manufactured. It is preferable that the configuration is similar to that of the lithium ion battery used in the method.
  • the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the examples as long as it does not deviate from the gist of the present invention. Unless otherwise specified, parts mean parts by weight and% means parts by weight.
  • the first electrode is a positive electrode.
  • the positive electrode active material powder LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 powder, volume average particle diameter 4 ⁇ m
  • the universal mixer high-speed mixer FS25 manufactured by Arstecnica Co., Ltd.
  • 11.2 parts of the coating polymer compound solution obtained by dissolving the above coating polymer compound in isopropanol at a concentration of 1.0% by weight was added dropwise over 2 minutes. , Further stirred for 5 minutes.
  • acetylene black [Denka Black (registered trademark) manufactured by Denka Co., Ltd.] was added as a conductive agent in 2 minutes while being divided, and stirring was continued for 30 minutes. Then, the pressure was reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, then the temperature was raised to 140 ° C. while maintaining the stirring and the degree of pressure reduction, and the stirring, the degree of pressure reduction and the temperature were maintained for 8 hours to distill off the volatile components. .. The obtained powder was classified with a sieve having an opening of 212 ⁇ m to obtain a coated positive electrode active material.
  • Example 1> ⁇ Making the first electrode (positive electrode)> 42 parts of an electrolytic solution prepared by dissolving LiN (FSO 2 ) 2 at a ratio of 2 mol / L in a mixed solvent (volume ratio 1: 1) of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) and carbon fiber [Osaka Gas] Chemical Co., Ltd. Donna Carbo Mild S-243] 4.2 parts was mixed with a planetary stirring type mixing and kneading device ⁇ Awatori Kentarou [Sinky Co., Ltd.] ⁇ at 2000 rpm for 7 minutes, and then the above.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • the mixture After adding 30 parts of the electrolytic solution and 206 parts of the coated positive electrode active material, the mixture is further mixed at 2000 rpm for 1.5 minutes by Rentaro Awatori, and after 20 parts of the electrolytic solution is further added, stirring by Rentaro Awatori is performed at 2000 rpm. After adding 2.3 parts of the above electrolytic solution, stirring with Awatori Rentaro was mixed at 2000 rpm for 1.5 minutes to prepare a positive electrode active material slurry.
  • the obtained positive electrode active material slurry is applied to the surface of the resin current collector obtained in Production Example 1 as the first current collector, pressed at a pressure of 5 MPa for about 10 seconds, and the lithium ion according to Example 1.
  • a sheet-shaped positive electrode member (42 mm ⁇ 42 mm) for a battery was produced.
  • a positive electrode active material layer having a plan view dimension of 35 mm ⁇ 35 mm is provided substantially in the center of a first current collector having a plan view dimension of 42 mm ⁇ 42 mm. Have been placed.
  • the second collector After applying a toluene solution of (registered trademark) SP-181 melting point 140 ° C.] to remove the solvent, the second collector is superposed on the resin collector obtained in Production Example 1 to be the second collector.
  • the electric body and the separator were adhered and sealed in an aluminum laminated film to obtain a lithium ion battery according to Example 1.
  • the plan view dimension of the negative electrode active material layer is a square having a size of 35 mm ⁇ 35 mm.
  • Examples 2 to 4 The lithium ion batteries according to Examples 2 to 4 were produced in the same procedure as in Example 1 except that the types of the first sealing material and the second sealing material were changed as shown in Table 1. Then, the first electrode active material was taken out and the selectivity was evaluated. However, the temperature of the solvent was set to the melting point of the resin constituting the first sealing material + 30 ° C. The results are shown in Table 1. The types of resins shown in Table 1 are as follows. A: Mitsui Chemicals, Inc.
  • Admer (registered trademark) VE300 (adhesive polyolefin melting point 90 ° C)
  • B Nichigo Polyester (registered trademark) SP-181 (high molecular weight saturated copolymer polyester melting point 140 ° C) manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.
  • C Modic (registered trademark) F502 (adhesive polyolefin melting point 70 ° C) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • Example 5 A lithium ion battery according to Example 5 having the same first sealing material and second sealing material as in Example 2 was produced.
  • the aluminum laminated film is removed from the lithium-ion battery to take out the power storage element, and the first sealing material existing on the outer peripheral edge portion is provided along a direction substantially perpendicular to the direction in which the first current collector and the separator face each other.
  • the first sealing material was divided into substantially two equal parts in the direction in which the first current collector and the separator face each other.
  • the first electrode active material which is the regenerated electrode active material, was obtained by scraping the first electrode active material from the first recycled sheet-shaped electrode member using a squeegee and collecting it in a glass container. .. It was confirmed that the second electrode active material was not contained in the first electrode active material.
  • Example 6 A lithium ion battery according to Example 6 having the same first sealing material and second sealing material as in Example 2 was produced.
  • the second current collector is separated from the second sealing material.
  • the separator were separated. Since the second electrode active material layer is formed on the second current collector, the power storage element has the second current collector and the second electrode active material layer as a boundary with the second sealing material as a boundary. It was separated into a second regenerated electrode member made of a regenerated sheet and a first regenerated electrode sheet made of a first current collector, a first electrode active material, a separator and a first sealing material.
  • Example 6 each step of removing the aluminum laminated film, cutting the second sealing material, and the like was performed in a dry room environment with a dew point of ⁇ 30 ° C. or lower. Further, the first regenerated electrode sheet is disassembled to take out the first electrode active material so that the second electrode active material is not mixed, and the first electrode active material is deactivated by water. I confirmed that there was no such thing.
  • a positive electrode active material which is a regenerated electrode active material, could be obtained by a simple process without requiring high temperature heating. Further, from the results of Examples 1 and 2, when the melting point of the resin constituting the second sealing material is higher than the melting point of the resin constituting the first sealing material by 30 ° C. or more, the negative electrode active material is mixed. It was confirmed that the positive electrode active material could be obtained in a non-existent state and the selectivity was good.
  • the positive electrode active material can be obtained in a state where the negative electrode active material is not mixed. , It was confirmed that the selectivity was good.
  • the lithium ion battery of the present invention is suitable for the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention and the method for producing a regenerated sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery of the present invention. I understand. Further, from the results of Example 6, the first positive electrode active material containing the first positive electrode active material which is not mixed with the second electrode active material and is not deactivated by water by cutting the second sealing material.
  • the regenerated electrode sheet of the above can be obtained. Further, from the results of Example 6, when the method for producing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery of the present invention is used, a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery can be produced without deactivating the first electrode active material. I found that I could do it. It was found that the lithium ion battery of the present invention is suitable for the method for producing a regenerated electrode active material for a lithium ion battery of the present invention.
  • the present invention can be used for recycling lithium contained in a lithium ion battery.
  • these aspects can be used for seats of vehicles such as aircraft.
  • the methods for producing the regenerated electrode active material for a lithium ion battery according to the present aspects are useful as a method for recovering the electrode active material from the lithium ion battery.
  • the method for producing a metal ion solution according to these aspects is useful as a method for recycling valuable metals contained in a lithium ion battery.
  • the lithium ion batteries of the present aspects are particularly useful as lithium ion batteries used for mobile phones, personal computers, hybrid vehicles and electric vehicles.
  • the method for manufacturing a recycled sheet-shaped electrode member for a lithium ion battery according to the present aspects is useful as a method for recovering an electrode active material from a lithium ion battery.
  • the method for manufacturing a regenerated electrode sheet for a lithium ion battery according to the present aspects is useful as a method for taking out an electrode active material from a lithium ion battery and reusing it.
  • Lithium-ion battery recycling equipment 12 40, 50, 60, 70, 80 Discharging device 14 Dismantling device 16 Recovery device 18 Lithium-ion battery 20 Positive electrode 22 Negative negative 24 First load 26 Second load 28, 52 Switch 30 Voltage Total 32
  • Control unit 42 Variable resistance load 62 1st discharge device 64 2nd discharge device 72 1st discharge tank 74 2nd discharge tank 82 Discharge tank 84
  • Electrolyte liquid supply unit 86 Control valve S102 1st discharge process S104 2nd discharge process S106 Dismantling process S108 Recovery process 110, 150, 160, 170 Vehicle seat 112 Cushion pad (seat pad) 114 Lithium-ion battery module 114A, 114B terminal 116 Lithium-ion battery 118 Exterior film 120, 162 Storage space 122 Back pad (seat pad) 124 Positive electrode current collector 126 Positive electrode active material layer 128 Separator 130 Negative electrode active material layer 132 Negative electrode current collector 134 Frame material 136 Core 138 type 152 Elastic auxiliary member S1102

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Abstract

リチウムイオン電池に含まれるリチウムの回収量の向上を図る。 リチウムイオン電池のリサイクル方法は、第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程S102と、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を更に放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程S104と、第2放電工程S104の後にリチウムイオン電池から正極活物質を回収する回収工程S108と、を含む。

Description

リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備、乗物用座席及びその製造方法
 本発明は、リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備、乗物用座席及びその製造方法に関する。
 従来、スマートホン等の携帯機器やハイブリッド自動車、電気自動車等においてリチウムイオン電池が広く利用されている。近年、リチウムイオン電池はビル、オフィス、発電所の定置電源のための大容量の電池としても注目されている。このようなリチウムイオン電池は再利用が望まれる様々な物質を含有しており、使用済みのリチウムイオン電池から再利用可能な物質を回収する様々な手法が提案されている。例えば、特許文献1には、電解質を含有する導電性液体中にリチウムイオン電池を浸漬することによってリチウムイオン電池内に残っている電荷を放電させ、リチウムイオン電池内に分散しているリチウムイオンを正極活物質内部に濃縮させることにより、リチウム回収量を最大化することが開示されている。
特開2012-074247号公報 特許第6389454号公報 特開2008-284946号公報 特開2010-083191号公報 特開2015-071754号公報 特開2012-195073号公報 特開2016-186118号公報
 しかしながら、特許文献1の手法を用いてもリチウムイオン電池に含まれるリチウムを充分に回収できないことがあった。本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであって、リチウムイオン電池に含まれるリチウムの回収量の向上を図ることをその目的とする。
 本発明の一態様に係るリチウムイオン電池のリサイクル方法は、第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程と、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を更に放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程と、第2放電工程の後にリチウムイオン電池から正極活物質を回収する回収工程と、を含む。
 使用済みのリチウムイオン電池であっても放電の初期は電圧が高いことがあり電流値が大きくなりやすい。このため火花が発生することがある。まず第1放電工程において比較的抵抗値が高い第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させるので電流値が過度に大きくなることを防止しつつ、正極活物質に含まれるリチウムの量をある程度増加させることができる。第1放電工程の放電によりリチウムイオン電池の電圧がある程度低下する。次に、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を更に放電させることで正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させることができる。これにより正極活物質からのリチウムの回収量の向上を図ることができる。また、第1放電工程の放電によってリチウムイオン電池の電圧がある程度低下しているので、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させても電流値が過度に大きくなることが防止される。これにより、火花の発生が防止される。
 なお、第1放電工程において第1の抵抗値の第1の負荷が用いられ、第2放電工程において第1の抵抗値よりも低い第2の抵抗値の第2の負荷が用いられてもよい。
 更に、第1放電工程から第2放電工程への切替時において第1の負荷と第2の負荷の両方が並列にリチウムイオン電池に接続された状態でリチウムイオン電池を放電させるようにしてもよい。
 第1放電工程から第2放電工程への切替時において第1の負荷とリチウムイオン電池を電気的に切断するとリチウムイオン電池の放電が途切れるため、リチウムイオン電池の電圧が再び上昇することがある。この状態で抵抗値が低い第2の負荷とリチウムイオン電池を電気的に接続すると電流値が過度に大きくなることがある。これに対し、第1放電工程から第2放電工程への切替時において第1の負荷と第2の負荷の両方が並列にリチウムイオン電池に接続された状態でリチウムイオン電池を放電させるようにすれば、リチウムイオン電池の放電が途切れることがないのでリチウムイオン電池の電圧が再び上昇することがない。したがって、切替時に電流値が過度に大きくなることが防止される。
 また、負荷は可変抵抗負荷であり、抵抗値が第2放電工程において第1放電工程におけるよりも低くなるように可変抵抗負荷が調整されるようにしてもよい。
 このように可変抵抗負荷が用いられる場合も、第1放電工程から第2放電工程への切替時において抵抗値が連続的に低下し、リチウムイオン電池の放電が途切れることがないのでリチウムイオン電池の電圧が再び上昇することがない。したがって、電流値が過度に大きくなることが防止される。
 また、本発明の一態様に係るリチウムイオン電池のリサイクル設備は、第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程と、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介して電池を更に放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程と、を実行可能である放電装置と、リチウムイオン電池から正極活物質を回収するための回収装置と、を含む。
 なお、放電装置は、第1放電工程のための第1の抵抗値の第1の負荷と、第2放電工程のための第1の抵抗値よりも低い第2の抵抗値の第2の負荷と、を備えていてもよい。
 更に、放電装置は、第1放電工程から第2放電工程への切替時において第1の負荷と第2の負荷の両方が並列にリチウムイオン電池に接続された状態でリチウムイオン電池を放電させるように構成されていてもよい。
 また、負荷は可変抵抗負荷であり、放電装置は、抵抗値が第2放電工程において第1放電工程におけるよりも低くなるように可変抵抗負荷を調整するように構成された制御部を備えていてもよい。
 本発明によれば、リチウムイオン電池に含まれるリチウムの回収量の向上を図ることができる。
本発明の第1実施形態のリチウムイオン電池のリサイクル設備の構成を模式的に示すブロック図 同リサイクル設備の放電装置の構成を示すブロック図 同リサイクル設備によるリサイクル方法を示すフローチャート 同放電装置の負荷の抵抗値を示すグラフ 本発明の第2実施形態の放電装置の構成を模式的に示すブロック図 同放電装置の負荷の抵抗値を示すグラフ 本発明の第3実施形態の放電装置の構成を模式的に示すブロック図 本発明の第4実施形態の放電装置の構成を模式的に示すブロック図 本発明の第5実施形態の放電装置の構成を模式的に示すブロック図 本発明の第6実施形態の放電装置の構成を模式的に示すブロック図 本発明の第1態様の乗物用座席の構成を模式的に示す側方から見た断面図 同乗物用座席のクッションパッドの構成を模式的に示す斜視図 同乗物用座席に備えられるリチウムイオン電池モジュールの構成を拡大して模式的に示す断面図 同リチウムイオン電池モジュールに備えられるリチウムイオン電池の一部をさらに拡大して模式的に示す断面図 同乗物用座席の製造方法を示すフローチャート 同乗物用座席のクッションパッドの発泡成形工程を模式的に示す断面図 同発泡成形工程後に中子が取出されたクッションパッドの構成を模式的に示す断面図 同クッションパッドへのリチウムイオン電池モジュールの収容工程を模式的に示す断面図 本発明の第2態様の乗物用座席の構成を模式的に示す断面図 本発明の第3態様の乗物用座席の構成を模式的に示す断面図 本発明の第4態様の乗物用座席の構成を模式的に示す断面図 本発明の第5態様の乗物用座席の製造方法の発泡成形工程を模式的に示す断面図 同第5態様の乗物用座席の製造方法を示すフローチャート 図24は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池の一例を模式的に示す断面図である。 図25Aは、図1に示す蓄電素子を構成する第1の電極を模式的に示す斜視図である。 図25Bは、図1に示す蓄電素子を構成する第2の電極を模式的に示す斜視図である。 図26は、取出工程の一例を模式的に示す断面図である。 図27は、取出工程の別の一例を模式的に示す断面図である。 図28は、取出工程のさらに別の一例を模式的に示す断面図である。 図29は、リチウムイオン電池用再生シート状電極部材から第1の電極活物質を分離する方法の一例を示す模式図である。 図30は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法における取出工程の一例を模式的に示す断面図である。
 図1に示されるように、本発明の第1実施形態のリチウムイオン電池のリサイクル設備10は、放電装置12と、解体装置14と、回収装置16と、を備えている。放電装置12は、第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池18を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程と、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池18を更に放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程と、を実行可能である。より詳細には図2に示されるように、放電装置12は、第1放電工程のための第1の抵抗値の第1の負荷24と、第2放電工程のための第1の抵抗値よりも低い第2の抵抗値の第2の負荷26と、を備えている。
 第1の負荷24は例えば抵抗器である。第1の抵抗値範囲は例えば1k~1000kΩである。第2の負荷26も例えば抵抗器である。第2の抵抗値範囲は例えば0.001~0.5Ωである。なお、抵抗値が第2の抵抗値範囲であれば、第2の負荷26は抵抗器に代えて配線の線材やプリント配線のような導体であってもよい。
 放電装置12は更に、第2の負荷26とリチウムイオン電池18との接続をON/OFFするためのスイッチ28と、リチウムイオン電池18の電圧を検知するための電圧計30と、を備えている。スイッチ28がOFFの状態で第1の負荷24のみがリチウムイオン電池18に接続され、これにより第1放電工程が実行されるようになっている。また、スイッチ28がONの状態で第2の負荷26がリチウムイオン電池18に接続され、これにより第2放電工程が実行されるようになっている。また、放電装置12は、第1放電工程から第2放電工程への切替時において第1の負荷24と第2の負荷26の両方が並列にリチウムイオン電池18に接続された状態でリチウムイオン電池18を放電させるように構成されている。本第1実施形態では、第1放電工程から第2放電工程への切替後の第2放電工程においても第1の負荷24が第2の負荷26とともにリチウムイオン電池18に接続されるようになっている。なお、並列にリチウムイオン電池18に接続される第1の負荷24と第2の負荷26のトータルの抵抗値は第2の負荷26のみの抵抗値に近い値であり第2の抵抗値範囲である。第1の負荷24と第2の負荷26のトータルの抵抗値は第2の負荷26のみの抵抗値よりも若干低い。
 放電装置12は更に、制御部32を備えている。制御部32はコンピューター、デジタル論理回路、リレー論理回路等を有して構成され、スイッチ28及び電圧計30に電気的に接続されている。制御部32は、リチウムイオン電池18の電圧Vが閾値VL以上の場合にスイッチ28がOFF(第1放電工程)となり、電圧Vが閾値VL未満の場合にスイッチ28がON(第2放電工程)となるように、スイッチ28を制御するように構成されている。また、制御部32は、第2放電工程が所定時間継続した場合、音、及び/またはランプ等の視覚的手段で知らせるための信号を発するように構成されている。また、放電装置12は、リチウムイオン電池18が第1の負荷24及び/または第2の負荷26に電気的に接続されるようにリチウムイオン電池18を保持するためのアダプタ(図示省略)を備えている。
 リチウムイオン電池18は積層型である。より詳細には、リチウムイオン電池18は、正極20、セパレータ(図示省略)、負極22がこの順で並んで配置された構成の複数の単位セルが直列に積層されて可撓性の容器に収容されたものである。なお、図2ではリチウムイオン電池18は単位セルの積層方向に長い形状に描かれているが、リチウムイオン電池18の各単位セルは板状体であり、リチウムイオン電池18も全体として、図2に描かれた形状よりも積層方向の寸法が短い板状体であってもよい。
 正極20はシート状の正極集電体のセパレータ側の面に層状の正極活物質部が形成された構成である。正極集電体は例えば導電性樹脂の樹脂集電体、あるいは非導電性の高分子材料と導電性のフィラーとが混合された樹脂集電体である。非導電性の高分子材料は例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンである。導電性のフィラーは例えばアセチレンブラック等のカーボン材料やアルミニウム等の金属である。また、正極集電体はアルミ箔等の金属集電体であってもよい。
 正極活物質部は、正極活物質粒子と電解液とが混合されたものである。なお、正極活物質部は、例えばスラリー、ファニキュラー、またはペンデュラーと称される半固体状である。正極活物質粒子は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、三元系材料等である。正極活物質粒子の表面は被覆用樹脂で被覆されていてもよい。また、正極活物質部は、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤は、例えばアセチレンブラック等のカーボン材料やアルミニウム等の金属である。なお、正極活物質粒子を被覆する被覆用樹脂も、導電助剤と同様の材料の導電性フィラーを含んでいてもよい。また、正極活物質部は、バインダを含んでいてもよい。バインダは、例えばポリフッ化ビニリデン等である。電解液は、電解質及び非水溶媒を含有する。電解質は、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiClO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiC(CFSO等である。非水溶媒は、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等またはこれらの混合物である。
 負極22はシート状の負極集電体のセパレータ側の面に負極活物質部が層状に形成された構成である。負極集電体は正極集電体と同様であり、樹脂集電体、または銅箔等の金属集電体である。負極活物質部は、負極活物質粒子と電解液とが混合されたものである。なお、負極活物質部も、例えばスラリー、ファニキュラー、またはペンデュラーと称される半固体状である。負極活物質粒子は、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、黒鉛等の炭素系活物質、金属、合金、または酸化物である。負極活物質粒子の表面も被覆用樹脂で被覆されていてもよい。また、負極活物質部も、正極活物質部に含まれる導電助剤と同様の導電助剤を含んでいてもよい。負極活物質粒子を被覆する被覆用樹脂も、導電助剤と同様の材料の導電性フィラーを含んでいてもよい。また、負極活物質部は、バインダを含んでいてもよい。バインダは、例えばスチレンブタジエンコポリマー等の水系ポリマーである。負極活物質部に含まれる電解液は、正極活物質部に含まれる電解液と同様である。
 セパレータはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの微多孔膜である。セパレータの周縁部はフレーム(図示省略)で保持されている。正極集電体及び負極集電体はフレームを挟むように設置されている。正極活物質部は、正極集電体、セパレータ及びフレームで囲まれるスペースに収容されている。負極活物質部は、負極集電体、セパレータ及びフレームで囲まれるスペースに収容されている。
 解体装置14は、リチウムイオン電池18の容器をカットして開放するためのカッタ、容器から単位セルを取り出すための取り出し装置等を備えている。回収装置16は、各単位セルのフレームを保持してフレームの両面の正極集電体及び負極集電体を剥離する剥離装置、セパレータから正極活物質部及び負極活物質部を掻きとるための掻き取り装置等を備えている。なお、回収装置16は、正極集電体及び負極集電体を剥離が容易になるように正極集電体及び負極集電体とフレームとの固着部を加熱するための加熱装置を備えていてもよい。また、回収装置16は、セパレータの両面の正極活物質部及び/または負極活物質部に液体を吹き付けて正極活物質部及び/または負極活物質部をセパレータから分離する液体供給装置を備えていてもよい。
 次に図3に示されるフローチャートに沿って、リチウムイオン電池のリサイクル設備10によるリチウムイオン電池のリサイクル方法について説明する。まずリチウムイオン電池18を放電装置12にセットする。制御部32は、電圧計30によりリチウムイオン電池18の電圧Vを検知し、電圧Vが閾値VL以上の場合、スイッチ28がOFFとなるようにスイッチ28を制御して、リチウムイオン電池18を放電させる(S102:第1放電工程)。これにより、図4に示されるように比較的抵抗値が高い第1の抵抗値範囲の第1の負荷24を介してリチウムイオン電池18の正極20と負極22が電気的に接続される。一方、リチウムイオン電池18の正極20と負極22は、比較的抵抗値が低い第2の抵抗値範囲の第2の負荷26を介して電気的に接続されることはない。したがって、電流値が過度に大きくなることを防止しつつ、負極活物質部に含まれるある程度の量のリチウムイオンが正極20の正極活物質部に移動する。これにより、正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させることができる。また、第1放電工程S102の放電によってリチウムイオン電池の電圧がある程度低下する。
 電圧Vが閾値VL未満に低下すると制御部32は、スイッチ28がONとなるようにスイッチ28を制御して、リチウムイオン電池18を放電させる(S104:第2放電工程)。図4に示されるように、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の第2の負荷26を介して正極20と負極22が電気的に接続されてリチウムイオン電池18を更に放電させる。したがって、負極活物質部に含まれる残りのリチウムイオンが正極20の正極活物質部に移動する。これにより、正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させることができる。したがって、正極20の正極活物質部からのリチウムの回収量の向上を図ることができる。なお、第2放電工程S102では第1の負荷24も電池18に接続されるが、上記のように並列にリチウムイオン電池18に接続される第1の負荷24と第2の負荷26のトータルの抵抗値も第2の抵抗値範囲であり、第2の負荷26のみの抵抗値よりも若干低い。また、第1放電工程S102の放電によってリチウムイオン電池18の電圧が閾値VL未満に低下しているので、第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の第2の負荷26を介して正極20と負極22が電気的に接続されても電流値が過度に大きくなることが防止される。したがって、火花が生じることがない。
 また、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時において第1の負荷24とリチウムイオン電池18を電気的に切断するとリチウムイオン電池18の放電が途切れるため、リチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することがある。この状態で抵抗値が低い第2の負荷26とリチウムイオン電池18を電気的に接続すると電流値が過度に大きくなることがある。これに対し、第1実施形態では、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時において第1の負荷24と第2の負荷26の両方が並列にリチウムイオン電池18に接続されて電池24を放電させる。すなわち、第1の負荷24とリチウムイオン電池18との電気的な接続が継続するのでリチウムイオン電池18の放電が途切れることがなく、リチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することがない。したがって、電流値が過度に大きくなることが防止される。なお、第1実施形態では、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時だけでなく、その後の第2放電工程S104においても第1の負荷24と第2の負荷26の両方が並列にリチウムイオン電池18に接続されているが、例えば、第1の負荷24とリチウムイオン電池18との接続をON/OFFするためのスイッチを更に設け、第2放電工程S104への切替後は第1の負荷24とリチウムイオン電池18との接続をOFFにして、第2の負荷26のみを介してリチウムイオン電池18を放電させるように制御部32がこれらのスイッチを制御してもよい。
 次に、解体装置14において、リチウムイオン電池18の容器がカッタによってカットされて開放され、取り出し装置によって容器から単位セルが取り出される(S106:解体工程)。更に、回収装置16において、剥離装置によって各単位セルのフレームが保持されつつフレームの両面の正極集電体及び負極集電体が剥離され、掻き取り装置によってセパレータの両面から正極活物質部及び負極活物質部が掻きとられる(S108:回収工程)。なお、液体供給装置によってセパレータの両面の正極活物質部及び/または負極活物質部に液体を吹き付けて正極活物質部及び/または負極活物質部をセパレータから分離してもよい。分離された正極活物質部及び/負極活物質部を加熱処理(焙焼処理)することにより導電助剤及び/またはバインダが分解、除去される。さらに正極活物質部を水に浸漬することにより、リチウムが多く含まれる正極活物質の粒子を回収することができる。また、正極活物質部を硫酸等の酸性水溶液に浸漬してリチウム等を含む金属イオン溶液を得て、更にイオン交換、電気分解、沈殿分離等の手法によりリチウム等の金属を回収することもできる。また、負極活物質部を水や酸性水溶液に浸漬することにより、負極活物質の粒子を回収することができる。
 次に本発明の第2実施形態について説明する。図5に示されるように、第2実施形態の放電装置40は、第1実施形態の放電装置12の第1の負荷24及び第2の負荷26に代えて可変抵抗負荷42を備えている。なお、スイッチ28は備えられていない。また、制御部32は、可変抵抗負荷42に電気的に接続され、可変抵抗負荷42の抵抗値が第2放電工程S104において第1放電工程S102におけるよりも低くなるように可変抵抗負荷42を調整するように構成されている。他の構成は第1実施形態と同じであるので同じ構成要素については図1~3と同一符号を付することとして説明を省略する。
 図6に示されるように、第1放電工程S102では、制御部32は第1実施形態の第1の負荷24の抵抗値と同等に可変抵抗負荷42の抵抗値を調整する。また、第2放電工程S104では、制御部32は第1実施形態の第2の負荷26の抵抗値と同等に可変抵抗負荷42の抵抗値を調整する。このように可変抵抗負荷42が用いられる場合、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時において抵抗値が連続的に低下し、リチウムイオン電池18の放電が途切れることがないのでリチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することがない。したがって、電流値が過度に大きくなることが防止される。
 なお、図6には、第1放電工程S102において、第1実施形態の第1の負荷24の抵抗値と同等に可変抵抗負荷42の抵抗値が調整される例が示されているが、例えば電圧計30により検知されるリチウムイオン電池18の電圧Vの低下に伴って、抵抗値が連続的に低下するように、第1放電工程S102において可変抵抗負荷42が調整されてもよい。このようにすることで第1放電工程S102の放電に要する時間を短縮することができる。また、第1放電工程S102及び/または第2放電工程S104において、更に他の態様で可変抵抗負荷42が調整されてもよい。
 次に本発明の第3実施形態について説明する。図7に示されるように、第3実施形態の放電装置50は、第1実施形態の放電装置12のスイッチ28に代えて第1の負荷24及び第2の負荷26のいずれかを選択的にリチウムイオン電池18と電気的に接続させるように設置されたスイッチ52を備えている。他の構成は第1実施形態と同じであるので同じ構成要素については図1~4と同一符号を付することとして説明を省略する。放電装置50は、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時においてリチウムイオン電池18の放電が一時的に途切れるが、切替を短時間で完了できるので、リチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することを防止または実用上問題がない程度に抑制できる。
 次に本発明の第4実施形態について説明する。図8に示されるように、第4実施形態の放電装置60は、第1の負荷24を備える第1放電装置62と、第2の負荷26を備える第2放電装置64と、を備えている。第1放電装置62が第1放電工程S102を実行し、第2放電装置64が第2放電工程S104を実行する。他の構成は第1実施形態と同じであるので同じ構成要素については図1~4と同一符号を付することとして説明を省略する。放電装置60は、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時においてリチウムイオン電池18の移動を伴う。このためリチウムイオン電池18の放電が一時的に途切れるが、リチウムイオン電池18のタイプや第1放電工程S102の放電時間、第1放電装置62の第1の負荷24の抵抗値等の条件の調整により、リチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することを防止または実用上問題がない程度に抑制することが可能である。
 次に本発明の第5実施形態について説明する。図9に示されるように、第5実施形態の放電装置70は、第4実施形態の第1放電装置62と第2放電装置64に代えて、第1放電槽72と、第2放電槽74と、を備えている。第1放電槽72が第1放電工程S102を実行し、第2放電槽74が第2放電工程S104を実行する。他の構成は第1実施形態と同じであるので同じ構成要素については図1、3及び4と同一符号を付することとして説明を省略する。第1放電槽72には第1の抵抗値範囲の放電液が収容され、第2放電槽74には第2の抵抗値範囲の放電液が収容されている。放電液には塩化ナトリウム、硫酸等の電解質が含まれている。第1放電槽72の放電液と第2放電槽74の放電液は、電解質の濃度及び/または種類が異なる。第1放電槽72、第2放電槽74は、リチウムイオン電池18の正極20に接続された正極タブ(図示省略)及び負極22に接続された負極タブ(図示省略)が放電液に触れるように複数のリチウムイオン電池18を保持して収容するように構成されている。放電装置70も、第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時においてリチウムイオン電池18の移動を伴うため放電が一時的に途切れるが、リチウムイオン電池18のタイプや第1放電工程S102の時間、第1放電槽72の第1の放電液の抵抗値等の条件により、リチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することを防止または実用上問題がない程度に抑制できる。また、放電槽によれば多数のリチウムイオン電池18を1度に放電させることができる。
 次に本発明の第6実施形態について説明する。図10に示されるように、第6実施形態の放電装置80は、放電槽82と、電解液供給部84と、制御弁86と、を備えている。電解液供給部84には電解質を含む電解液が収容されている。制御部32は、制御弁86に接続され、放電槽82の放電液の抵抗値が第2放電工程S104において第1放電工程S102におけるよりも低くなるように、制御弁86によって放電槽82の放電液に含まれる電解質の濃度を調整するように構成されている。他の構成は第1及び第2実施形態と同じであるので同じ構成要素については図1~3、5及び6と同一符号を付することとして説明を省略する。
 制御部32は、例えば第2実施形態の図6に示されるように、第1実施形態の第1の負荷24の抵抗値と同等に放電液の抵抗値を調整して第1放電工程S102を所定の時間実行する。また、制御部32は、第1実施形態の第2の負荷26の抵抗値と同等に放電液の抵抗値を調整して第2放電工程S104を所定の時間実行する。このように1つの放電槽82が用いられる場合も、放電液の電解質の濃度を調整することにより第1放電工程S102から第2放電工程S104への切替時において抵抗値を連続的に低下させることができる。したがって、リチウムイオン電池18の放電が途切れることがないのでリチウムイオン電池18の電圧が再び上昇することがない。これにより、電流値が過度に大きくなることが防止される。
 なお、図6には、第1放電工程S102において、第1実施形態の第1の負荷24の抵抗値と同等に可変抵抗負荷42の抵抗値が調整される例が示されているが、例えば第1放電工程S102において、抵抗値が連続的に低下するように放電液の電解液の濃度が調整されてもよい。このようにすることで第1放電工程S102の放電に要する時間を短縮することができる。また、第1放電工程S102及び/または第2放電工程S104において、更に他の態様で放電液の電解液の濃度が調整されてもよい。
 また、第4実施形態の放電装置60は第1放電装置62及び第2放電装置64を備え、第5実施形態の放電装置70は第1放電槽72及び第2放電槽74を備えているが、放電装置はこれらを組み合わせた構成でもよい。例えば、放電装置は、第1放電装置62と第2放電槽74とを備える構成でもよい。また、放電装置は、第1放電槽72と第2放電装置64とを備える構成でもよい。また、第1放電工程S102において第2実施形態の放電装置40または第6実施形態の放電槽80を用い、第2放電工程S104において第2放電装置64または第2放電槽74を用いてもよい。
 また、第1~第4実施形態の図2、5、7、8には各放電装置がそれぞれ1つのリチウムイオン電池18の放電処理を行う例が描かれているが、各放電装置が複数のリチウムイオン電池18の放電処理を同時に行うようにしてもよい。例えば、図2、5、7、8に描かれているリチウムイオン電池が各放電装置に並列に複数設置されるようにしてもよい。この場合、各放電装置の第1の負荷、第2の負荷、スイッチ、電圧計、可変負荷が複数の電池の放電のために共通で使用される。また、同時に放電処理される電池の数と同じ数の第1の負荷、第2の負荷、スイッチ、電圧計、可変負荷が各放電装置に備えられる構成としてもよい。また、同時に放電処理される電池の数よりも少ない数の複数の第1の負荷、第2の負荷、スイッチ、電圧計、可変負荷が各放電装置に備えられ、各第1の負荷、第2の負荷、スイッチ、電圧計、可変負荷が同時に放電処理されるすべての電池のうちの複数の電池の放電のために共通で使用されるようにしてもよい。
 また、第1~第6実施形態ではリチウムイオン電池18の正極活物質部及び負極活物質部は電解液を含む半固体状であるが、リチウムイオン電池18は全固体リチウムイオン電池であってもよい。全固体リチウムイオン電池の単位セルでは、正極活物質部と負極活物質部の間にセパレータに代えて固体電解質部が設置される。固体電解質部は、リチウムを含み高い導電性を有する硫化物系固体電解質または酸化物系固体電解質で構成される。正極集電体は例えばアルミ箔、負極集電体は例えば銅箔である。また、正極活物質部及び負極活物質部は、電解液に代えて固体電解質の粒子が混合された固体状である。なお、正極活物質部及び負極活物質部は、前述の導電助剤を含んでいてもよい。また、正極活物質部及び負極活物質部は、固体電解質の粒子を含まない構成でもよい。全固体リチウムイオン電池の正極活物質部を粉砕することにより、正極活物質の粒子が得られる。なお、正極集電体の粒子が混在する場合、篩分処理等により正極活物質の粒子を選別できる。負極活物質についても同様である。
 また、第1~第6実施形態ではリチウムイオン電池18は積層型であるが、リチウムイオン電池18は非バイポーラ積層型でもバイポーラ積層型でもよい。また、リチウムイオン電池18は1つの単位セルのみで構成されていてもよい。また、電極構造は巻回型であってもよい。また、外装容器の形態は角型または円筒型であってもよい。また、外装容器は金属の缶であってもよい。
 [乗物用座席及びその製造方法の諸態様]
 以下、乗物用座席及びその製造方法の諸態様について説明する。この乗物用座席はリチウムイオン電池を備える。このリチウムイオン電池は例えば上記リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備により得られる。そのようなリチウムイオン電池は上記リチウムイオン電池のリサイクル方法、リサイクル設備により回収された正極活物質を含む正極活物質層を備える。
 従来、航空機等の乗物において、座席に設置されたディスプレイ等の娯楽機器や各種電気機器等のため、乗物の主たる電源から電線を介して座席に電力が供給されるようになっている。一方、多くの座席に電気を供給するために配線が煩雑となることがある。また、多くの座席に電気を供給することで乗物における他の用途のための電力が不足する場合がある。このため、各座席に電池を設置したいというニーズがある。このようなニーズに対し、燃料電池を備えた航空機用の座席が知られている(特許文献2参照)。しかしながら、燃料電池は水素及び酸素(空気)の供給、生成される水の排出等のためにシステム構成が複雑であるという問題がある。これに対し、リチウムイオン電池を備えた自動車用の座席が知られている(特許文献3、4参照)。
 しかしながら、リチウムイオン電池は、外力が作用して変形すると内部のセパレータの損傷等が生じて異常な発熱をすることがある。したがって、着座による座席の変形がリチウムイオン電池に及ばないよう、着座によって変形するシートパッドとリチウムイオン電池との間に隙間を設ける必要があった。また、リチウムイオン電池の冷却のためにもリチウムイオン電池の周囲に隙間を設ける必要があった。さらに、リチウムイオン電池が着座者の座り心地を損なわないようにするためにも、シートパッドとリチウムイオン電池との間に隙間を設ける必要があった。このため、リチウムイオン電池の設置構造が複雑になるという問題があった。また、座り心地をよくするためには共振周波数を所定値以下(例えば4Hz以下)に抑制することが好ましい(特許文献5参照)。しかしながら、リチウムイオン電池の金属の集電体のために共振周波数を所定値以下に抑制することが困難な場合があった。本諸態様はこれらの問題点に鑑みてなされたものであって、電池を備えていながら構造が簡単で快適な乗物用座席を提供することをその課題とする。
 一態様に係る乗物用座席は、着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、リチウムイオン電池モジュールと、を備え、リチウムイオン電池モジュールは樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を備えるリチウムイオン電池と、リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムとを有する可撓性であり、シートパッドの内部にリチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、リチウムイオン電池モジュールはシートパッドの収容スペースの中に収容スペースの内面に接して収容されている。
 この乗物用座席は、リチウムイオン電池モジュールがシートパッドの収容スペースの中に収容スペースの内面に接して収容されるので、リチウムイオン電池モジュールとシートパッドとの間に隙間が設けられる構成と比べて構造が簡単である。また、リチウムイオン電池は、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を備えるので、共振周波数を低い値に抑制することができる。
 リチウムイオン電池モジュールがシートパッドの収容スペースの中に収容された電池内蔵シートパッドの共振周波数値が3.4Hz以下であるとよい。
 一説によれば、人が不快と感じる振動の周波数は6Hz付近である。また別の説によれば、人が不快と感じる振動の周波数は振動の方向によって異なる。この説では人が不快と感じる上下方向の振動の周波数は5Hz付近である。電池内蔵シートパッドの共振周波数値が3.4Hz以下に抑制されることで、周波数が6Hz付近の振動も周波数が5Hz付近の振動も著しく抑制される。
 なお、上記のリチウムイオン電池モジュールは着座によるシートパッドの変形に伴って変形するようにシートパッドの収容スペースに収容されていてもよい。上記のリチウムイオン電池モジュールは可撓性であるので、着座によってシートパッドとともに変形しても、リチウムイオン電池の内部のセパレータの損傷等が生じにくい。したがって、異常な発熱が生じにくい。また上記のリチウムイオン電池モジュールは可撓性であるので、着座者の座り心地を損なうことがなく快適である。
 また、上記のリチウムイオン電池モジュールはシート状またはプレート状であり、シートパッドの収容スペースはシートパッドにおける着座者と対向する面に沿うように形成されていてもよい。シート状またはプレート状のリチウムイオン電池モジュールがシートパッドにおける着座者と対向する面に沿うように配置されるので、着座によるリチウムイオン電池の局部的な変形が軽減される。また、このリチウムイオン電池モジュールの配置は着座者の座り心地の向上にも寄与する。
 さらに、上記のリチウムイオン電池モジュールの両面が収容スペースの内面に接していてもよい。リチウムイオン電池モジュールはシートパッドによって挟まれるようにして保持されるので構造が簡単である。
 また、リチウムイオン電池モジュールの一方の面に設置された弾性補助部材をさらに備えていてもよい。弾性補助部材を備えることでシートパッドの弾性を調整できる。また、リチウムイオン電池モジュールの変形を抑制することもできる。
 また、一態様に係る乗物用座席の製造方法は、着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、リチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、リチウムイオン電池モジュールとして、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を備えるリチウムイオン電池と、リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムとを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、シートパッドの内部にリチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成されるようにリチウムイオン電池モジュールの外形に対応する外形の中子を型の中に配置してシートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、リチウムイオン電池モジュールをシートパッドの収容スペースの中に収容スペースの内面に接して収容する収容工程と、を含む。
 この製造方法により、電池を備えていながら構造が簡単で快適な上記の乗物用の座席を容易に製造することができる。
 また、他の一態様に係る乗物用座席の製造方法は、着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、リチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、リチウムイオン電池モジュールとして、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を備えるリチウムイオン電池と、リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムとを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、シートパッドの内部にリチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、且つ、リチウムイオン電池モジュールがシートパッドの収容スペースの中に収容スペースの内面に接して収容されるようにリチウムイオン電池モジュールを型の中に配置してシートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、を含む。
 この製造方法によれば中子を使用する必要がない。また、発泡成形工程が収容工程を兼ねている。したがって、電池を備えていながら構造が簡単で快適な上記の乗物用の座席をさらに容易に製造することができる。
 本諸態様によれば、電池を備えていながら構造が簡単で快適な乗物用座席を実現できる。
 図11及び12に示されるように、本発明の第1態様の乗物用座席110は、着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のクッションパッド(シートパッド)112と、リチウムイオン電池モジュール114と、を備えている。なお、乗物用座席110は、例えば航空機の乗客用の座席として使用される。リチウムイオン電池モジュール114は座席に設置されるディスプレイ等の娯楽機器や各種電気機器等のための補助電源として利用される。図13及び14に示されるように、リチウムイオン電池モジュール114は樹脂を含んで構成された正極集電体124及び樹脂を含んで構成された負極集電体132を備えるリチウムイオン電池116と、リチウムイオン電池116を覆う樹脂の外装フィルム118とを有しており可撓性である。クッションパッド112の内部にリチウムイオン電池モジュール114を収容するための収容スペース120が形成され、リチウムイオン電池モジュール114はクッションパッド112の収容スペース120の中に収容スペース120の内面に接して収容されている。
 クッションパッド112は、乗物用座席110の座部のシートパッドを構成している。収容スペース120はクッションパッド112の座面(着座者と対向する面)に沿うように形成されている。なお、乗物用座席110はシートパッドとして、背もたれ部にもバックパッド122を備えている。クッションパッド112及びバックパッド122の材料は、例えばポリウレタン等の可撓性の発泡樹脂である。クッションパッド112及びバックパッド122は表皮材(図示省略)で覆われている。また、クッションパッド112及びバックパッド122は所定のフレーム(図示省略)等に組付けられる。
 リチウムイオン電池モジュール114はシート状またはプレート状であり、クッションパッド112の座面に沿う姿勢で収容スペース120に収容されている。リチウムイオン電池モジュール114の両面が収容スペース120の内面に接している。リチウムイオン電池モジュール114は着座によるクッションパッド112の変形に伴って変形するようにクッションパッド112の収容スペース120の中に収容されている。なお、リチウムイオン電池モジュール114の端子114A、114Bの先端部はクッションパッド112の外側まで延在している。
 リチウムイオン電池116は、正極集電体124、正極活物質層126、セパレータ128、負極活物質層130及び負極集電体132を有し、これらの層がこの順で積層されている。さらに、リチウムイオン電池116は、正極活物質層126及び負極活物質層130を隔てるセパレータ128の外縁部を積層方向の両側から挟んでセパレータ128を保持し、且つ、正極活物質層126及び負極活物質層130の外周を囲む枠材134を有している。正極集電体124は、正極活物質層126を覆うようにその外縁部において枠材134の一方側に固定されている。負極集電体132は、負極活物質層130を覆うようにその外縁部において枠材134の他方側に固定されている。
 正極集電体124は例えば導電性樹脂の樹脂集電体、あるいは非導電性の高分子材料と導電性のフィラーとが混合された樹脂集電体である。導電性樹脂は例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリオキサジアゾール等である。非導電性の高分子材料は例えばポリエチレン(PE;高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)など)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリアミド(PA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、またはポリスチレン(PS)等である。導電性のフィラーは金属及び/または導電性カーボンである。金属は例えばニッケル、チタン、アルミニウム、銅、白金、鉄、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、アンチモン、およびカリウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属もしくはこれらの金属を含む合金または金属酸化物である。導電性カーボンは例えばアセチレンブラック、バルカン(登録商標)、ブラックパール(登録商標)、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック(登録商標)、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、およびフラーレンからなる群より選択される少なくとも1種である。負極集電体132は正極集電体124と同様の樹脂集電体である。
 正極活物質層126は、正極活物質粒子と電解液とが混合されたものである。なお、正極活物質層126は、例えばスラリー、ファニキュラー、またはペンデュラーと称される半固体状である。正極活物質粒子は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、三元系材料等である。正極活物質粒子の表面は被覆用樹脂で被覆されていてもよい。また、正極活物質層126は、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤は、例えばアセチレンブラック等のカーボン材料やアルミニウム等の金属である。なお、正極活物質粒子を被覆する被覆用樹脂も、導電助剤と同様の材料の導電性フィラーを含んでいてもよい。また、正極活物質層126は、バインダを含んでいてもよい。バインダは、例えばポリフッ化ビニリデン等である。電解液は、電解質及び非水溶媒を含有する。電解質は、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiClO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiC(CFSO等である。非水溶媒は、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等またはこれらの混合物である。正極活物質層126は、正極集電体124、セパレータ128及び枠材134で囲まれるスペースに収容されている。
 負極活物質層130は、負極活物質粒子と電解液とが混合されたものである。なお、負極活物質層130も、例えばスラリー、ファニキュラー、またはペンデュラーと称される半固体状である。負極活物質粒子は、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、黒鉛等の炭素系活物質、金属、合金、または酸化物である。負極活物質粒子の表面も被覆用樹脂で被覆されていてもよい。また、負極活物質層130も、正極活物質層126に含まれる導電助剤と同様の導電助剤を含んでいてもよい。負極活物質粒子を被覆する被覆用樹脂も、導電助剤と同様の材料の導電性フィラーを含んでいてもよい。また、負極活物質部は、バインダを含んでいてもよい。バインダは、例えばスチレンブタジエンコポリマー等の水系ポリマーである。負極活物質層130に含まれる電解液は、正極活物質層126に含まれる電解液と同様である。負極活物質層130は、負極集電体132、セパレータ128及び枠材134で囲まれるスペースに収容されている。
 セパレータ128はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンの微多孔膜である。枠材134の材料は、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム(エチレン-プロピレン-ジエンゴム:EPDM)、イソシアネート系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ホットメルト接着剤(ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂)、非結晶性ポリプロピレン樹脂を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテンを共重合した樹脂等である。枠材134の材料は、エチレン-酢酸ビニル共重合体、もしくは無水マレイン酸変性ポリエチレンであることが好ましい。
 リチウムイオン電池116は一方の面が正極集電体124、他方の面が負極集電体132であるシート状またはプレート状の単セルである。リチウムイオン電池モジュール114は積層された複数のリチウムイオン電池116を有している。隣接するリチウムイオン電池116の正極集電体124と負極集電体132とが接して電気的に直列に接続される。また、リチウムイオン電池モジュール114は、リチウムイオン電池116を1つだけ有していてもよい。積層された複数のリチウムイオン電池116、または1つのリチウムイオン電池116は外装フィルム118で覆われている。外装フィルム118は、例えば、ポリプロピレン(PP)、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等である。
 次に、乗物用座席110の作用について説明する。乗物用座席110は、リチウムイオン電池モジュール114がクッションパッド112の収容スペース120の中に収容スペース120の内面に接して収容されるので、リチウムイオン電池モジュール114とクッションパッド112との間に隙間が設けられる構成と比べて構造が簡単である。さらに、リチウムイオン電池モジュール114の両面が収容スペース120の内面に接しており、リチウムイオン電池モジュール114はクッションパッド112によって挟まれるようにして保持されるので、この点でも構造が簡単である。また、正極集電体124及び負極集電体132は樹脂を含んで構成された樹脂集電体であるので、金属集電体よりも共振周波数を低い値に抑制することができる。リチウムイオン電池モジュール114がクッションパッド112の収容スペース120の中に収容された電池内蔵クッションパッド(電池内蔵シートパッド)の共振周波数値は3.4Hz以下であることが好ましい。
 また、リチウムイオン電池モジュール114は可撓性であるので、着座によってクッションパッド112とともに変形しても、リチウムイオン電池116の内部のセパレータ128の損傷等が生じにくい。したがって、異常な発熱が生じにくい。またリチウムイオン電池モジュール114が可撓性であるので、着座者に違和感を与えにくい。したがって、乗物用座席110は座り心地がよく快適である。さらに、リチウムイオン電池モジュール114がシート状またはプレート状であり、クッションパッド112の座面に沿うように配置されるので、着座によるリチウムイオン電池116の局部的な変形が軽減される。また、このリチウムイオン電池モジュール114の配置は着座者の座り心地の向上にも寄与する。
 次に図15に示されるフローチャートに沿って、乗物用座席110の製造方法について説明する。まず、樹脂を含んで構成された正極集電体124及び樹脂を含んで構成された負極集電体132を備えるリチウムイオン電池116と、リチウムイオン電池116を覆う樹脂の外装フィルムとを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュール114を用意する(S1102:リチウムイオン電池モジュール用意工程)。
 次に、図16に示されるように、リチウムイオン電池モジュール114の外形に対応する外形の中子136を型138の中に配置してクッションパッド112を発泡成形する(S1104:発泡成形工程)。なお、リチウムイオン電池モジュール114の外形に対応する外形の中子136は、リチウムイオン電池モジュール114の外形と同じ外形の中子である。また、リチウムイオン電池モジュール114の外形に対応する外形の中子136は、リチウムイオン電池モジュール114の外形が少し縮小された外形の中子でもよい。なお、中子136における端子114A、114Bに対応する部分は、端子114A、114Bを含む形状の1枚の板状である。この板状の部分において中子136は型138に挟まれて保持される。発泡成形後、図17に示されるように、中子136が取出され、クッションパッド112の内部にリチウムイオン電池モジュール114を収容するための収容スペース120が形成される。
 次に、図18に示されるように、クッションパッド112の収容スペース120の中にリチウムイオン電池モジュール114を収容する(S1106:収容工程)。なお、リチウムイオン電池モジュール114の端子114A、114Bの先端部はクッションパッド112の開口部の外側に延在させる。リチウムイオン電池モジュール114は、クッションパッド112の収容スペース120の中に両面が収容スペース120の内面に接して収容される。
 なお、バックパッド122も同様に発泡成形により作成される。その後、これらクッションパッド112及びバックパッド122は表皮材で覆われ、さらに所定のフレーム等に組み付けられて乗物用座席110が完成する。以後、同様に乗物用座席110の製造が繰り返される。
 次に、本発明の第2態様について説明する。図19に示されるように、第2態様の乗物用座席150は、リチウムイオン電池モジュール114の一方の面に設置された弾性補助部材152をさらに備えている。他の構成は第1態様の乗物用座席110と同じであるので、同じ構成については図11~18と同一符号を付することとして説明を省略する。弾性補助部材152は弾性を有する板状体でリチウムイオン電池モジュール114の下面に接して設置されている。したがって、弾性補助部材152も座面に沿って配置されている。弾性補助部材152の材料は例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはこれらの樹脂を含むGFRP、CFRP等である。弾性補助部材152を備えることでクッションパッド112の弾性を調整することができる。また、リチウムイオン電池モジュール114の変形を抑制することもできる。また、弾性補助部材152はリチウムイオン電池モジュール114とともにクッションパッド112によって挟まれるようにして保持されるので、構造が簡単である。
 乗物用座席150を製造するためには、発泡成形工程S1104において、リチウムイオン電池モジュール114及びその下面に設置された弾性補助部材152の外形に対応する外形の中子を用いる。例えば、リチウムイオン電池モジュール114及びその下面に設置された弾性補助部材152の外形の中子である。また、リチウムイオン電池モジュール114及びその下面に設置された弾性補助部材152の外形が少し縮小された外形の中子でもよい。例えば、リチウムイオン電池モジュール114の外形と同じ外形の中子でもよい。また、収容工程S1106において、クッションパッド112の収容スペース120の中にリチウムイオン電池モジュール114とともに弾性補助部材152を収容する。なお、収容スペース120の中に弾性補助部材152を挿入した後にリチウムイオン電池モジュール114を挿入してもよい。また、収容スペース120の中にリチウムイオン電池モジュール114を挿入した後に弾性補助部材152を挿入してもよい。
 次に、本発明の第3態様について説明する。図20に示されるように、第3態様の乗物用座席160は、背もたれ部のバックパッド122(シートパッド)の収容スペース162の中にリチウムイオン電池モジュール114を備えている。収容スペース162は、バックパッド122における着座者の背中に対向する面(シートパッドにおける着座者と対向する面)に沿うように形成されている。したがって、シート状またはプレート状のリチウムイオン電池モジュール114は、バックパッド122における着座者の背中に対向する面に沿って配置されている。他の構成は第1態様の乗物用座席110と同じであるので、同じ構成については図11~18と同一符号を付することとして説明を省略する。乗物用座席160も、リチウムイオン電池モジュール114がバックパッド122の収容スペース162の中に収容スペース162の内面に接して収容されるので、リチウムイオン電池モジュール114とバックパッド122との間に隙間が設けられる構成と比べて構造が簡単である。さらに、リチウムイオン電池モジュール114の両面が収容スペース162の内面に接しており、リチウムイオン電池モジュール114はバックパッド122によって挟まれるようにして保持されるので、この点でも構造が簡単である。また、正極集電体124及び負極集電体132は樹脂を含んで構成された樹脂集電体であるので、金属集電体よりも共振周波数を低い値に抑制することができる。リチウムイオン電池モジュール114がバックパッド122の収容スペース162の中に収容された電池内蔵バックパッド(電池内蔵シートパッド)の共振周波数値は3.4Hz以下であることが好ましい。
 また、リチウムイオン電池モジュール114は可撓性であるので、着座によってバックパッド122とともに変形しても、リチウムイオン電池116の内部のセパレータ128の損傷等が生じにくい。したがって、異常な発熱が生じにくい。またリチウムイオン電池モジュール114が可撓性であるので、着座者に違和感を与えにくい。したがって、乗物用座席160は座り心地がよく快適である。さらに、リチウムイオン電池モジュール114がシート状またはプレート状であり、バックパッド122における着座者の背中に対向する面に沿うように配置されるので、着座によるリチウムイオン電池116の局部的な変形が軽減される。また、このリチウムイオン電池モジュール114の配置は着座者の座り心地の向上にも寄与する。
 乗物用座席160を製造するためには第1態様と同様に、発泡成形工程S1104においてリチウムイオン電池モジュール114の外形に対応する外形の中子を用いて収容スペース162が形成されたバックパッド122が成形され、収容工程S1106においてバックパッド122の収容スペース162にリチウムイオン電池モジュール114が挿入される。
 次に、本発明の第4態様について説明する。図21に示されるように、第4態様の乗物用座席170は第3態様に対し、リチウムイオン電池モジュール114の一方の面に設置された弾性補助部材152をさらに備えている。他の構成は第3態様の乗用車用座席160と同じであるので、同じ構成については図20と同一符号を付することとして説明を省略する。弾性補助部材152はリチウムイオン電池モジュール114の後面に接して設置されている。したがって、弾性補助部材152は背もたれ部における着座者の背中に対向する面に沿って配置されている。弾性補助部材152を備えることでバックパッド122の弾性を調整することができる。また、リチウムイオン電池モジュール114の変形を抑制することもできる。また、弾性補助部材152はリチウムイオン電池モジュール114とともにバックパッド122によって挟まれるようにして保持されるので、構造が簡単である。
 乗物用座席170を製造するためには第2態様と同様に、バックパッド122の発泡成形工程S1104において、リチウムイオン電池モジュール114及びその後面に設置された弾性補助部材152の外形に対応する外形の中子が用いられる。例えば、リチウムイオン電池モジュール114及びその後面に設置された弾性補助部材152の外形の中子である。また、リチウムイオン電池モジュール114及びその後面に設置された弾性補助部材152の外形が少し縮小された外形の中子でもよい。例えば、リチウムイオン電池モジュール114の外形と同じ外形の中子でもよい。また、収容工程S1106において、バックパッド122の収容スペース162の中にリチウムイオン電池モジュール114とともに弾性補助部材152を収容する。なお、収容スペース162の中に弾性補助部材152を挿入した後にリチウムイオン電池モジュール114を挿入してもよい。また、収容スペース162の中にリチウムイオン電池モジュール114を挿入した後に弾性補助部材152を挿入してもよい。
 次に、本発明の第5態様について説明する。第1~第4態様では、発泡成形工程S1104において中子136を用いてクッションパッド112(またはバックパッド122)に収容スペース120(または162)が形成され、収容工程S1106において収容スペース120(または162)の中にリチウムイオン電池モジュール114が収容される。これに対し第5態様では、発泡成形工程S1104において中子は用いられず、図22に示されるようにクッションパッド112(またはバックパッド122)の内部にリチウムイオン電池モジュール114を収容するための収容スペース120(または162)が形成され、且つ、リチウムイオン電池モジュール114がクッションパッド112(またはバックパッド122)の収容スペース120(または162)の中に収容スペース120(または162)の内面に接して収容されるように、リチウムイオン電池モジュール114が型138の中に配置されてクッションパッド112(またはバックパッド122)が発泡成形される。また、発泡成形工程S1104においてリチウムイオン電池モジュール114は、端子114A、114Bにおいて型138に保持される。なお、第2及び第4態様のように弾性補助部材152が備えられる場合は予め弾性補助部材152はリチウムイオン電池モジュール114の下面(または後面)に接着剤等により取付けられ、弾性補助部材152は発泡成形工程S1104においてリチウムイオン電池モジュール114とともに保持される。図23に示されるように、第5態様では発泡成形工程S1104が収容工程を兼ねており、発泡成形工程S1104の後に収容工程は実行されない。他の構成は第1~第4態様と同じであるので、同じ構成については図11~21と同一符号を付することとして説明を省略する。第5態様によれば、発泡成形工程S1104において中子を用いる必要がない。また、発泡成形工程S1104が収容工程を兼ねるので、乗物用座席110、150、160、170をさらに容易に製造することができる。
 なお、上記第1態様ではリチウムイオン電池モジュール114は座部のクッションパッド112に備えられ、第3態様ではリチウムイオン電池モジュール114は背もたれ部のバックパッド122に備えられているが、座部のクッションパッド112と背もたれ部のバックパッド122の両方にリチウムイオン電池モジュール114が備えられてもよい。この場合、第2態様のように座部のクッションパッド112に弾性補助部材152が設置されていてもよい。また、第4態様のように背もたれ部のバックパッド122に弾性補助部材152が設置されていてもよい。また、クッションパッド112及びバックパッド122の両方に弾性補助部材152が設置されていてもよい。
 また、上記第2態様では弾性補助部材152はクッションパッド112の中のリチウムイオン電池モジュール114の下面に接して設置されているが、弾性補助部材152はクッションパッド112の中のリチウムイオン電池モジュール114の上面に接して設置されていてもよい。また、2つの弾性補助部材152がクッションパッド112の中のリチウムイオン電池モジュール114の両面に接して設置されていてもよい。同様に、上記第4態様では弾性補助部材152はバックパッド122の中のリチウムイオン電池モジュール114の後面に接して設置されているが、弾性補助部材152はバックパッド122の中のリチウムイオン電池モジュール114の前面に接して設置されていてもよい。また、2つの弾性補助部材152がバックパッド122の中のリチウムイオン電池モジュール114の両面に接して設置されていてもよい。
 また、上記第1~第5態様では乗物用座席110、150、160、170が使用される乗物として航空機が例示されているが、乗物用座席110、150、160、170は、バス等の自動車、船舶等の他の乗物にも適用可能である。
[実施例]
 図11及び12に示されるような、リチウムイオン電池モジュールがクッションパッド(シートパッド)の中に収容された電池内蔵シートパッドを作成した。リチウムイオン電池モジュールの構成は以下のとおりである。なお、枠材は2枚で構成される。より詳細には、正極側枠材と負極側枠材がセパレータを挟んでいる。
単セルのサイズ:900mm×900mm×600μm
枠材のサイズ:900mm×900mm×250μm×2枚
枠材の孔のサイズ:880mm×880mm
正極集電体及び負極集電体のサイズ:900mm×900mm×50μm
セパレータのサイズ:885mm×885mm×25μm×1枚
枠材の材料:エチレン-酢酸ビニル共重合体(商品名「メルセン(登録商標)G7055」)
正極集電体及び負極集電体の材料:ポリプロピレン(商品名「サンアロマー(登録商標)PL500A」、サンアロマー(株)製)(B-1)75質量%、アセチレンブラック(AB)(デンカブラック(登録商標))20質量%、変性ポリオレフィン樹脂(三洋化成工業(株)製ユーメックス(登録商標)1001)5質量%
セパレータの材料:ポリプロピレンの微多孔膜(商品名「セルガード(登録商標)3501」)
正極活物質:ニッケル・アルミ・コバルト酸リチウム(コア-シェル(樹脂)構造)100質量%、アセチレンブラック0.1質量%
負極活物質:難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)(コア-シェル(樹脂)構造)100質量%、アセチレンブラック1.6質量%
電解液:エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率1:1)、Li[(FSO)2N](LiFSI)2mol/L
リチウムイオン電池(単セル)の積層数:10枚
外装フィルム:3層構造のラミネートフィルム(ポリプロピレン(PP)、アルミニウム、ナイロン)
 クッションパッド(シートパッド)は以下のように作製し、諸物性を測定した。ポリオールA-1(60部)、A-2(40部)、A-3(2部)、A-4(1部)のポリオールプレミックスと、NCO指数が100部となる量の有機ポリイソシアネート成分B-1と、触媒C-1(0.4部)、C-2(0.02部)と、発泡剤D-1(2.3部)と、整泡剤E-1(0.6部)とを、下記の発泡条件により軟質ポリウレタンフォームを金型内で発泡してフォームを形成した後、金型から取り出し一昼夜放置して軟質ポリウレタンフォームを得た。
(発泡条件)
金型サイズ:400mm×400mm×100mm(高さ)
金型温度:65℃
金型材質:アルミニウム
ミキシング方法:高圧ウレタン発泡機(PEC社製)によりポリオールプレミックスと有機ポリイソシアネートとを15MPaで混合。
 軟質ポリウレタンフォームの原料のうち、ポリオール成分は次の通りである。
A-1:ペンタエリスリトールにトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを触媒として用いてPOを付加し、次いでEOを付加させて得られた、官能基数4.0、水酸基価30、末端EO単位の含有量10.0%、末端水酸基の1級OH化率90%、モノオール含量0.03meq/g、ジオール含量16%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール
A-2:ペンタエリスリトールに水酸化カリウムを触媒として用いてPOとEOをブロック付加させて得られた平均官能基数4.0、水酸基価28、末端EO単位の含有量12.0%、末端水酸基の1級OH化率80%、モノオール含量0.07meq/g、ジオール含量0.0%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、及びグリセリンに水酸化カリウムを触媒として用いてPOとEOをブロック付加させて得られた平均官能基数3.0、水酸基価34、末端EO単位の含有量14.0%、末端水酸基の1級OH化率82%、モノオール含量0.06meq/g、ジオール含量0.0%のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールの混合物(重量比:20:80)中で、スチレンとアクリロニトリル(重量比:30/70)を共重合させた重合体ポリオール(重合体含量33.0%)、水酸基価22
A-3:ソルビトールのPO付加物、水酸基価490
A-4:トリエタノールアミン、水酸基価1120
 また、軟質ポリウレタンフォームの原料のうち、ポリオール成分以外の物は次の通りである。
B-1:TDI-80(2,4-及び2,6-TDI、2,4-体の比率が80%)/粗製MDI(平均官能基数:2.9)=80/20(重量比)
C-1:エアプロダクツジャパン(株)製「DABCO-33LV」(トリエチレンジアミンの33%ジプロピレングリコール溶液)
C-2:東ソー(株)製「TOYOCAT ET」(ビス(ジメチルアミノエチル)エーテルの70%ジプロピレングリコール溶液)
D-1:水
E-1:EVONIK社製「TEGOSTAB B8737」(ポリシロキサン系整泡剤)
 このようにして得られた、リチウムイオン電池モジュールが設置される前の軟質ポリウレタンフォームの諸物性を測定した。測定結果は以下のとおりである。
コア密度:57.3kg/m3(JIS K6400に準拠)
フォーム硬さ(25%-ILD):271N/314cm2(JIS K6400に準拠)
反発弾性:64%(JIS K6400に準拠)
圧縮残留ひずみ率:2.5%(JIS K6400に準拠)
湿熱圧縮残留ひずみ率:9.7%(JIS K6400に準拠、温度50℃、湿度95%)
共振周波数:3.2Hz(JASO B407の試験方法に準拠)
 上記諸物性の測定後、ポリウレタンフォームの高さ50mmの部位に収容スペースを形成し、リチウムイオン電池モジュールを挿入した。このようにして得られた電池内蔵シートパッドの共振周波数を測定した。測定結果は以下のとおりである。
共振周波数:3.4Hz
[比較例]
 上記実施例に対し以下のようにリチウムイオン電池の正極集電体、及び負極集電体が異なる電池内蔵シートパッドを作成した。他の構成は実施例と同じである。
正極集電体の材料:カーボンコートアルミニウム
正極集電体の厚み:20μm
負極集電体の材料:銅箔
負極集電体の厚み:35μm
 実施例と同様に比較例の電池内蔵シートパッドの共振周波数を測定した。測定結果は以下のとおりである。
共振周波数:5.7Hz
 比較例の電池内蔵シートパッドの共振周波数は5.7Hzであり、人が不快と感じると言われている周波数6Hz、或いは5Hzに近い値であった。これに対し、実施例の電池内蔵シートパッドの共振周波数は3.4Hzであり、6Hz、或いは5Hzよりも著しく小さかった。すなわち実施例によれば比較例よりも快適な乗物用座席が得られることが確認された。
 [リチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法、金属イオンを含む溶液の製造方法、リチウムイオン電池、リチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法及びリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法の諸態様]
 以下、リチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法、金属イオンを含む溶液の製造方法、リチウムイオン電池、リチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法及びリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法の諸態様について説明する。
 本諸態様は、リチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法、金属イオンを含む溶液の製造方法、リチウムイオン電池、リチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法及びリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法に関する。
 リチウムイオン(二次)電池は、高容量で小型軽量な二次電池として、近年様々な用途に多用されている。一般的なリチウムイオン電池は、正極活物質及び電解液を含む正極活物質層と、同様に負極活物質及び電解液を含む負極活物質層とがセパレータを挾んだ状態で容器に収納されて構成されている。
 正極活物質の材料には、ニッケルの酸化物やコバルトの酸化物が使用されることが多い。ニッケルやコバルトといった金属は価格が高価であり、また、そのまま廃棄した場合には環境負荷を与えるためリサイクルして使用することが望まれている。
 特許文献6には、廃リチウムイオン電池又は廃電極材から正極活物質を回収する方法に関する技術が記載されている。特許文献6では、廃リチウムイオン電池又は廃電極材を破砕して得られた破砕物からセパレータを分離除去した後、大気中400~550℃で加熱することによりバインダーに含まれている有機物を除去することが記載されている。
 特許文献6に記載の技術では、廃リチウムイオン電池又は廃電極材を破砕し、400~550℃での加熱(焼成)を行う。このような技術では、活物質を分離・回収するまでの工程が煩雑であるという問題があった。また、廃リチウムイオン電池又は廃電極材に対して400~550℃での加熱を行うと、電解質塩の熱分解が生じてフッ素含有ガス(HF)が発生するため、排ガス処理装置の設置が必須となるという問題もあった。
 さらに、特許文献7に記載されたように、電池を焙焼、破砕及び篩別して得られる粉状ないし粒状のリチウムイオン電池スクラップにおける正極活物質の粒子径は、正極活物質が結着材樹脂で結合している粗大粒子(例えば粒子径が1mmを超える粒子)の状態で得られる。この粗大粒子は表面積がそれほど大きくないので、酸性溶液での酸浸出を行う際のイオン抽出効率が悪く、より効率の良いイオン抽出を行うことが望まれていた。
 本諸態様は上記の問題を解決するためになされたものであり、高温加熱を必要とせず、簡便な工程でリチウムイオン電池からリチウムイオン電池用再生電極活物質を製造する方法、該リチウムイオン電池用再生電極活物質から電極活物質を構成する金属イオンを含む溶液を製造する方法、該リチウムイオン電池用再生電極活物質を製造する方法に適したリチウムイオン電池、並びに、高温加熱を必要とせず、簡便な工程でリチウムイオン電池からリチウムイオン電池用再生シート状電極部材及びリチウムイオン電池用再生電極シートを製造する方法を提供することを目的とする。
 本諸態様は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第1のシール材を境にして、上記第1の集電体と上記セパレータとを分離して上記第1の電極活物質を取り出す取出工程を有する、ことを特徴とするリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法;本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法により製造された再生電極活物質を、水を含む溶媒に分散させて電極活物質分散液を得る分散液調製工程と、上記電極活物質分散液から分取した水溶液の25℃における水素イオン指数(pH)が5以下となるように上記電極活物質分散液のpHを調整するpH調整工程とを有する電極活物質を構成する金属元素の金属イオンを含む溶液の製造方法;第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極と、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極と、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータとからなる蓄電素子を備えるリチウムイオン電池であって、上記第1の集電体は、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の電極集電体は、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第1のシール材を構成する樹脂の融点が200℃未満であり、上記第2のシール材を構成する樹脂の融点が、上記第1のシール材を構成する樹脂の融点より30℃以上高いことを特徴とするリチウムイオン電池;第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極と、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極と、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータとからなる蓄電素子を備えるリチウムイオン電池であって、上記第1の集電体は、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の電極集電体は、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第1のシール材及び上記第2のシール材のSP値及びTgが以下の条件(1)及び(2)をいずれも満たすことを特徴とするリチウムイオン電池。
条件(1):[第1のシール材を構成する樹脂のSP値と第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差の絶対値]>3.5
条件(2):[第1のシール材を構成する樹脂のTgと第2のシール材を構成する樹脂のTgとの差の絶対値]≧35;第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第1のシール材を境にして、上記第1の集電体と上記セパレータとを分離して上記第1の集電体と上記第1の電極活物質層とを含む第1の再生シート状電極部材を取り出す取出工程を有する、ことを特徴とするリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法;及び;第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の集電体が、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第2のシール材を境にして、上記第2の集電体とセパレータとを分離して上記第1の集電体、上記第1の電極活物質層、上記セパレータ及び上記第1のシール材からなる第1の再生電極シートを取り出す取出工程を有する、ことを特徴とするリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法に関する。
 本諸態様によれば、高温加熱を必要とせず、簡便な工程でリチウムイオン電池からリチウムイオン電池用再生電極活物質を製造する方法、該リチウムイオン電池用再生電極活物質から電極活物質を構成する金属イオンを含む溶液を製造する方法、該リチウムイオン電池用再生電極活物質を製造する方法に適したリチウムイオン電池、並びに、高温加熱を必要とせず、簡便な工程でリチウムイオン電池からリチウムイオン電池用再生シート状電極部材及びリチウムイオン電池用再生電極シートを製造する方法を提供することができる。
 以下、本諸態様を詳細に説明する。なお、本明細書において、リチウムイオン電池と記載する場合、リチウムイオン二次電池も含む概念とする。また、リチウムイオン電池から取り出された電極活物質を、リチウムイオン電池を製造する際に用いられる電極活物質と区別して再生電極活物質といい、該再生電極活物質が集電体及びセパレータの少なくとも一方と組み合わされたものを、リチウムイオン電池を製造する際に用いられるシート状電極部材と区別して再生シート状電極部材という。さらに、該再生電極活物質が集電体及びセパレータと組み合わされたものを、リチウムイオン電池を製造する際に用いられる電極と区別して再生電極シートという。
 [リチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法]
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第1のシール材を境にして、上記第1の集電体と上記セパレータとを分離して上記第1の電極活物質を取り出す取出工程を有する、ことを特徴とする。
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法では、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することによって、再生電極活物質である第1の電極活物質をリチウムイオン電池から取り出すことができる。第1のシール材は第1の集電体とセパレータとを接着する樹脂であるため、400~550℃といった高温加熱を行わずに、第1のシール材を境にして第1の集電体とセパレータとを分離することができる。そのため、工程が簡便となりリサイクルコストを抑制することができる。また、得られる再生電極活物質の焼結が進みにくいため、比表面積の大きな再生電極活物質が得られる。比表面積の大きな再生電極活物質はイオン抽出効率が高く、リサイクル用途に適している。
 [リチウムイオン電池]
 まず、本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池の構成について、図24、図25A及び図25Bを参照しながら説明する。図24は、本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池の一例を模式的に示す断面図であり、図25Aは、図24に示す蓄電素子を構成する第1の電極を模式的に示す斜視図であり、図25Bは、図24に示す蓄電素子を構成する第2の電極を模式的に示す斜視図である。図24に示すように、リチウムイオン電池1は、第1の集電体11と、第1の集電体11上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極活物質層13とを含む第1の電極10と、第2の集電体21と、第2の集電体21上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極活物質層23とを含む第2の電極20とが、セパレータ30を介して対向するよう配置されて蓄電素子40を構成しており、蓄電素子40の外側が電池外装体50で覆われている。
 電池外装体50の内面には絶縁層(図示しない)が形成されており、第1の集電体11と第2の集電体21は互いに絶縁されている。また、第1の集電体11及び第2の集電体21には外部電極(図示しない)が接続されており、外部電極の一部は電池外装体50の外側に引き出されている。
 図25Aに示すように、第1の集電体11と第2の集電体21とが対向する方向に沿って蓄電素子40をみたときに、第1の集電体11の外周縁部分には第1の電極活物質層13が設けられておらず、第1のシール材15が設けられている。そして、外周縁部に設けられた第1のシール材15を介して、第1の集電体11及びセパレータ(図示しない)が接着される。図24及び図25Aに示すように、第1の電極活物質層13は、第1の集電体11、セパレータ30及び第1のシール材15で覆われている。従って、第1のシール材15がセパレータ30と第1の集電体11を接着している場合には、第1の電極活物質層13が外部に露出することはない。換言すると、第1のシール材15を境にして、第1の集電体11とセパレータ30とを分離することによって、第1の電極活物質層13を蓄電素子40の外部に取り出すことができる。
 図25Bに示すように、第1の集電体11と第2の集電体21とが対向する方向に沿って蓄電素子40をみたときに、第2の集電体21の外周縁部分には第2の電極活物質層23が設けられておらず、第2のシール材25が設けられている。そして、第2のシール材25を介して、第2の集電体21及びセパレータ(図示しない)が接着される。図24及び図25Bに示すように、第2の電極活物質層23は、第2の集電体21、セパレータ30及び第2のシール材25で覆われている。
 なお、図24及び図25Bでは、第2の集電体21とセパレータ30とが、第2のシール材25によって接着されている例を説明したが、本発明のリチウムイオン電池用再生活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池においては、第2のシール材は必須ではなく、第2の集電体とセパレータとが直接接着されていてもよい。第2の集電体とセパレータとを直接接着する方法としては、例えば、第2の集電体とセパレータとを熱圧着する方法が挙げられる。
 [取出工程]
 取出工程では、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離する。第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することによって、第1の集電体とセパレータとの間に配置された第1の電極活物質を容易に取り出すことができる。
 第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離する方法としては、例えば、蓄電素子を加熱する方法や、蓄電素子を溶媒に浸漬する方法や、第1のシール材を切断する方法などが挙げられる。以下、蓄電素子を加熱する方法の一例を本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第一実施形態として、蓄電素子を溶媒に浸漬させる方法の一例を本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第二実施形態として、第1のシール材を切断する方法の一例を本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第三実施形態として、それぞれ説明する。
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第一実施形態では、取出工程が、蓄電素子を、第1のシール材を構成する樹脂の融点以上、200℃未満の温度で加熱する工程を有することが好ましい。取出工程において第1のシール材を構成する樹脂の融点以上、200℃未満の温度で蓄電素子を加熱することによって、第1のシール材を軟化させて、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することができる。
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第一実施形態の一例について、図26を参照しながら説明する。図26は、取出工程の一例を模式的に示す断面図である。図26に示す取出工程では、蓄電素子40を加熱することで第1のシール材15を境にして、第1の集電体11とセパレータ30とを分離する。第1のシール材15の融点は200℃未満である。従って、リチウムイオン電池1から電池外装体50を取り除いた後、蓄電素子40を第1のシール材15を構成する樹脂の融点以上、200℃未満の温度で加熱することによって、第1のシール材15を軟化させて、第1のシール材15を境にして第1の集電体11とセパレータ30とを分離することによって、第1の電極活物質層13と第1の集電体11からなる第1の再生シート状電極部材110が得られる。
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第一実施形態において、蓄電素子を加熱する際の温度(以下、加熱温度ともいう)は、第1のシール材を構成する樹脂の融点以上、200℃未満であればよいが、第1のシール材を構成する樹脂の融点よりも10℃以上高いことが好ましく、20℃以上高いことがより好ましく、30℃以上高いことがさらに好ましい。
 本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第一実施形態において、第1のシール材を構成する樹脂の融点は200℃未満である。第1のシール材を構成する樹脂は、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 第1の集電体は、金属からなる金属集電体であってもよく、第1のマトリックス樹脂と導電性フィラーからなる樹脂集電体(第1の樹脂集電体)であってもよい。
 第2の集電体とセパレータとの間が第2のシール材により接着されている場合、第2のシール材を構成する樹脂の融点は、第1のシール材を構成する樹脂の融点よりも30℃以上高いことが好ましい。第2のシール材を構成する樹脂の融点が、第1のシール材を構成する樹脂の融点よりも30℃以上高いと、第1のシール材が軟化するが第2のシール材が軟化しない温度に調整しやすい。第1のシール材が軟化するが第2のシール材が軟化しない温度で蓄電素子を加熱することによって、第2のシール材が軟化することなく、第1のシール材を境にして第1の集電体とセパレータとを分離することができるため、第1の電極活物質だけを選択的に取り出すことができる。
 第2のシール材を構成する樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、ポリイミドは熱硬化性樹脂であるため、融点が存在しない。本発明において、第2のシール材を構成する樹脂の融点は、第2のシール材が加熱された際に脆化が開始する温度である。従って、第2のシール材が、熱硬化性樹脂等の融点が存在しない樹脂で構成されている場合、脆化が開始する温度である熱分解温度を、第2のシール材を構成する樹脂の融点とする。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第二実施形態では、取出工程が、蓄電素子を溶媒に浸漬する工程を有し、第1のシール材を構成する樹脂のSP値と溶媒のSP値との差の絶対値が1.0以下であることが好ましい。第1のシール材を構成する樹脂のSP値と溶媒のSP値との差の絶対値を1.0以下とすることで、溶媒によって第1のシール材が膨潤、軟化して、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することができる。
 なお、本発明におけるSP値[単位は(cal/cm0.5]は、Robert F Fedorsらの著によるPolymer engineering and science第14巻、151~154ページに記載されている方法で計算した25℃における値である。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第二実施形態の一例について、図27を参照しながら説明する。図27は、取出工程の別の一例を模式的に示す断面図である。図27に示す取出工程では、リチウムイオン電池1から電池外装体50を取り除いた後、蓄電素子40を溶媒60に浸漬する。この時、第1のシール材15を構成する樹脂のSP値と溶媒60のSP値との差の絶対値が1.0以下となるように溶媒を選択することによって、溶媒60によって第1のシール材15が膨潤、軟化する。第1のシール材15が膨潤、軟化することによって、第1のシール材15を境にして第1の集電体11とセパレータ30とを分離して、第1の電極活物質層13と第1の集電体11からなる第1の再生シート状電極部材110が得られる。
 取出工程において蓄電素子を溶媒に浸漬する場合、第1のシール材を構成する樹脂としては、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン及びポリオレフィン等が挙げられる。
 蓄電素子を溶媒に浸漬する方法の場合、第2の集電体とセパレータとは、第2のシール材により接着されていてもよい。ただし、第2の集電体とセパレータとが第2のシール材により接着されている場合には、第1のシール材を構成する樹脂及び第2のシール材を構成する樹脂のSP値及びTgが、以下の条件(1)及び(2)をいずれも満たすことが好ましい。
条件(1):[第1のシール材を構成する樹脂のSP値と第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差の絶対値]>3.5
条件(2):[第1のシール材を構成する樹脂のTgと第2のシール材を構成する樹脂のTgとの差の絶対値]≧35
本発明におけるガラス転移温度(Tg)は、JIS K 7121(1987)に記載の示差走査熱量測定(DSC)法に従って測定した値である。
 第1のシール材を構成する樹脂及び第2のシール材を構成する樹脂のSP値及びTgが、上記の条件(1)及び(2)をいずれも満たす場合、第1のシール材を構成する樹脂と第2のシール材を構成する樹脂の物性の違いを利用して、第1の電極活物質だけを選択的に取り出すことができる。具体的には、第1のシール材を構成する樹脂のSP値との差が1.0未満、かつ、第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差が2.5を超える溶媒に蓄電素子を浸漬することで、該溶媒によって第1のシール材を構成する樹脂だけを膨潤、軟化することができ、第1の電極活物質だけを選択的に取り出すことが容易となる。
さらに、第2の集電体とセパレータとが第2のシール材により接着されている場合には、以下の条件(3)をさらに満たすことが好ましい。
条件(3):[セパレータのSP値と第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差の絶対値]≦1.0
上記条件(3)を満たすと、セパレータが第2のシール材と同様に、溶媒に溶けにくくなる。
 蓄電素子を溶媒に浸漬する場合に用いられる溶媒としては、キシレン(SP値:8.8)、DMF(SP値:12.0)等が挙げられる。
 蓄電素子を溶媒に浸漬する際の、溶媒の温度は特に限定されないが、140~150℃であることが好ましい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第三実施形態では、取出工程が、第1のシール材を、第1の集電体とセパレータとが対向する方向に略垂直な方向に沿って切断する工程を有することが好ましい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第三実施形態の一例について、図28を参照しながら説明する。図28は、取出工程のさらに別の一例を模式的に示す断面図である。リチウムイオン電池1から電池外装体50を取り除いた後、蓄電素子40を構成する第1のシール材15を、第1の集電体11とセパレータ30とが対向する方向に略垂直な方向に切断する(図28中、一点鎖線で示す位置で切断する)ことで、第1のシール材15そのものを分断する。第1のシール材15が分断されることによって、第1の集電体11とセパレータ30とが分離されて、第1の電極活物質層13と第1の集電体11からなる第1の再生シート状電極部材110が得られる。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第三実施形態において、第1のシール材を構成する樹脂の種類は特に限定されないが、ポリオレフィンであることが好ましい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法の第三実施形態において、第1のシール材を、第1の集電体とセパレータとが対向する方向に略垂直な方向に沿って切断する方法としては、例えば、刃及びレーザーカッター等を用いた方法が挙げられる。刃は金属製であってもよく、非金属(例えばセラミック)製であってもよい。
 図26~図28に示す方法で得られる再生シート状電極部材110は、第1の電極活物質層13と第1の集電体11からなる。本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法では、取出工程において、さらに、再生シート状電極部材110から第1の電極活物質層13を分離する。
 図29は、リチウムイオン電池用再生シート状電極部材から第1の電極活物質を分離する方法の一例を示す模式図である。図29に示すように、第1の集電体11上に形成されている第1の電極活物質層13をスキージ90などにより掻き取ることにより、第1の電極活物質を含む再生電極活物質14を回収することができる。また、図27に示す方法では、第1の電極活物質層13を溶媒60に分散させることによって、第1の電極活物質層13と第1の集電体11とを分離することができる。このような場合も再生電極活物質を回収することができる。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法により得られたリチウムイオン電池用再生電極活物質の用途は特に限定されないが、例えば、リチウムイオン電池を製造する際の電極活物質層の原料として使用してもよく、酸抽出等により金属を回収してもよい。
 なお、図26~図28に示す工程の後に図6に示す工程を行わない場合、図3~図5に示す工程は、後述する本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法となる。
 続いて、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池の構成について説明する。
 [リチウムイオン電池の構成]
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、第1の電極活物質層と第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されている。
 [第1の電極]
 第1の電極は、第1の集電体と、第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極活物質層とを含む。
 第1の集電体は、金属からなる金属集電体であってもよく、第1のマトリックス樹脂と導電性フィラーからなる樹脂集電体(第1の樹脂集電体)であってもよいが、樹脂集電体(第1の樹脂集電体)であることが好ましい。
 第1の集電体の厚さは特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
 金属集電体としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等を用いることができる。
 導電性フィラーは、導電性を有する材料から選択される。具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、及びこれらの混合物等が挙げられるが、カーボンが好ましい。導電性フィラーがカーボンであると、取り出された第1の電極活物質に、第1の集電体に由来する金属が混入することを防止することができる。これは、第1の電極活物質が、正極活物質である場合に、取り出された第1の電極活物質の特性の劣化を抑制する方法として有効である。これらの導電性フィラーは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電性フィラーとしては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電性フィラーの材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。
 導電性フィラーの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、0.01~10μmであることが好ましく、0.02~5μmであることがより好ましく、0.03~1μmであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数~数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
 導電性フィラーの形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性樹脂組成物として実用化されている形態であってもよい。
 導電性フィラーは、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では炭素繊維が好ましい。また、グラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂も好ましい。
導電性フィラーが導電性繊維である場合、その平均繊維径は0.1~20μmであることが好ましい。
 第1の樹脂集電体中の導電性フィラーの重量割合は、5~90重量%であることが好ましく、20~80重量%であることがより好ましい。特に、導電性フィラーがカーボンの場合、導電性フィラーの重量割合は、20~30重量%であることが好ましい。
 第1のマトリックス樹脂の融点は、200℃未満であることが好ましい。融点が200℃未満の第1のマトリックス樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。また、第1のマトリックス樹脂は、ポリアミド、ポリオレフィン及びポリフッ化ビニリデンからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。ポリオレフィンの融点は約95~140℃である。ポリフッ化ビニリデンの融点は約150~180℃である。本明細書において、第1のマトリックス樹脂の融点は、JIS K 7121-1987に記載の示差走査熱量測定(DSC)法に従って測定した数値を用いる。
 第1の樹脂集電体は、第1のマトリックス樹脂及び導電性フィラーのほかに、その他の成分(分散剤、架橋促進剤、架橋剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤等)を含んでいてもよい。
 第1の樹脂集電体の厚さは特に限定されないが、5~400μmであることが好ましい。
 第1の樹脂集電体は、例えば、第1のマトリックス樹脂及び導電性フィラーを溶融混練して得られる導電性樹脂組成物をフィルム状に成形することにより得ることができる。導電性樹脂組成物をフィルム状に成形する方法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法及びカレンダー法等の公知のフィルム成形法が挙げられる。なお、第1の樹脂集電体は、フィルム成形以外の成形方法によっても得ることができる。
 第1の電極活物質層は、第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる。第1の電極活物質層は、第1の電極活物質同士を結着する結着材を含まない非結着体であることが好ましい。ここで、非結着体とは、第1の電極活物質同士が、互いに結合していないことを意味し、結合とは不可逆的に第1の電極活物質同士が固定されていることを意味する。
 第1の電極活物質は、正極活物質であってもよく、負極活物質であってもよい。
 正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1-xCo、LiMn1-yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/3及びLiNi0.8Co0.15Al0.05)及び金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMM’M’’(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ-p-フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
 正極活物質の体積平均粒子径は、電池の電気特性の観点から、0.01~100μmであることが好ましく、0.1~35μmであることがより好ましく、2~30μmであることがさらに好ましい。
 正極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆正極活物質であってもよい。正極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、正極の体積変化が緩和され、正極の膨張を抑制することができる。
 被覆材を構成する高分子化合物としては、特開2017-054703号公報に非水系二次電池活物質被覆用樹脂として記載されたものを好適に用いることができる。
 被覆材には、導電剤が含まれていてもよい。導電剤としては、第1の樹脂集電体に含まれる導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。
 負極活物質としては、炭素系材料[黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)及び炭素繊維等]、珪素系材料[珪素、酸化珪素(SiOx)、珪素-炭素複合体(炭素粒子の表面を珪素及び/又は炭化珪素で被覆したもの、珪素粒子又は酸化珪素粒子の表面を炭素及び/又は炭化珪素で被覆したもの並びに炭化珪素等)及び珪素合金(珪素-アルミニウム合金、珪素-リチウム合金、珪素-ニッケル合金、珪素-鉄合金、珪素-チタン合金、珪素-マンガン合金、珪素-銅合金及び珪素-スズ合金等)等]、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属(スズ、アルミニウム、ジルコニウム及びチタン等)、金属酸化物(チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物等)及び金属合金(例えばリチウム-スズ合金、リチウム-アルミニウム合金及びリチウム-アルミニウム-マンガン合金等)等及びこれらと炭素系材料との混合物等が挙げられる。上記負極活物質のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、予め負極活物質の一部又は全部にリチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施してもよい。
 これらの中でも、電池容量等の観点から、炭素系材料、珪素系材料及びこれらの混合物が好ましく、炭素系材料としては、黒鉛、難黒鉛化性炭素及びアモルファス炭素がさらに好ましく、珪素系材料としては、酸化珪素及び珪素-炭素複合体がさらに好ましい。
 負極活物質の体積平均粒子径は、電池の電気特性の観点から、0.01~100μmが好ましく、0.1~20μmであることがより好ましく、2~10μmであることがさらに好ましい。
 本明細書において、負極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。
 負極活物質は、その表面の少なくとも一部が高分子化合物を含む被覆材により被覆された被覆負極活物質であってもよい。負極活物質の周囲が被覆材で被覆されていると、負極の体積変化が緩和され、負極の膨張を抑制することができる。
 被覆材としては、被覆正極活物質を構成する被覆材と同様のものを好適に用いることができる。
 第1の電極活物質層には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、例えば、特開2017-054703号公報に記載された非水系二次電池活物質被覆用樹脂に少量の有機溶剤を混合してそのガラス転移温度を室温以下に調整したもの、及び、特開平10-255805公報に粘着剤として記載されたもの等を好適に用いることができる。なお、粘着性樹脂は、溶媒成分を揮発させて乾燥させても固体化せずに粘着性(水、溶剤、熱などを使用せずに僅かな圧力を加えることで接着する性質)を有する樹脂を意味する。一方、結着材として用いられる溶液乾燥型の電極用バインダーは、溶媒成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質同士を強固に接着固定するものを意味する。従って、溶液乾燥型の電極バインダー(結着材剤)と粘着性樹脂とは異なる材料である。
 第1の電極活物質層には、電解質と非水溶媒を含む電解液が含まれていてもよい。電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiN(FSO及びLiClO等の無機酸のリチウム塩、LiN(CFSO、LiN(CSO及びLiC(CFSO等の有機酸のリチウム塩等が挙げられ、LiN(FSO(LiFSIともいう)が好ましい。
 非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン等及びこれらの混合物を用いることができる。
 溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、更に好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、特に好ましいのはジメチルカーボネート(SP値:17.4)、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の1:1(体積比)混合液(SP値:15.9)、又は、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の1:1(体積比)混合液(SP値:14.1)である。
 第1の電極活物質層には、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、第1の樹脂集電体に含まれる導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
 第1の電極活物質層における導電助剤の重量割合は、2~10重量%であることが好ましい。
 第1の電極活物質層は、例えば、第1の電極活物質及び電解液を含むスラリーを第1の集電体又は基材の表面に塗布し、余分な電解液を除去する方法によって作製することができる。基材の表面に第1の電極活物質層を形成した場合、転写等の方法によって第1の電極活物質層を第1の集電体と組み合わせればよい。
上記スラリーには、必要に応じて、導電助剤や粘着性樹脂が含まれていてもよい。また、電極活物質は被覆電極活物質であってもよい。
 [第2の電極]
 第2の電極は、第2の集電体と、第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極活物質層とを含む。第2の電極活物質層には、電解質を含む電解液が含まれていることが好ましい。
 第2の集電体は、金属からなる金属集電体であってもよく、第2のマトリックス樹脂と導電性フィラーからなる樹脂集電体(第2の樹脂集電体)であってもよい。
 第2の集電体の厚さは特に限定されないが、5~150μmであることが好ましい。
 金属集電体としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等を用いることができる。
 第2の樹脂集電体は、第2のマトリックス樹脂と導電性フィラーとを含む。導電性フィラーとしては、第1の樹脂集電体を構成する導電性フィラーと同様のものを好適に用いることができる。第2の樹脂集電体中の導電性フィラーの重量割合は、5~90重量%であることが好ましく、20~80重量%であることがより好ましい。特に、導電性フィラーがカーボンの場合、導電性フィラーの重量割合は、20~30重量%であることが好ましい。
 第2の樹脂集電体を構成する第2のマトリックス樹脂としては、第1の樹脂集電体を構成する第1のマトリックス樹脂と同様のものを用いることができる。
 第2の樹脂集電体は、例えば、第2のマトリックス樹脂及び導電性フィラーを溶融混練して得られる導電性樹脂組成物をフィルム状に成形することにより得ることができる。導電性樹脂組成物をフィルム状に成形する方法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法及びカレンダー法等の公知のフィルム成形法が挙げられる。なお、第2の樹脂集電体は、フィルム成形以外の成形方法によっても得ることができる。
 第2の電極活物質層は、第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる。
 第2の電極活物質は、第1の電極活物質と異なる種類の電極活物質である。すなわち、第1の電極活物質が正極活物質の場合、第2の電極活物質は負極活物質であり、第1の電極活物質が負極活物質の場合、第2の電極活物質は正極活物質である。
 第2の電極活物質層には、導電助剤が含まれていてもよい。導電助剤としては、第1の樹脂集電体を構成する導電性フィラーと同様の導電性材料を好適に用いることができる。
 第2の電極活物質層における導電助剤の重量割合は、2~10重量%であることが好ましい。
 第2の電極活物質層は、例えば、第2の電極活物質及び電解液を含むスラリーを第2の集電体又は基材の表面に塗布し、余分な電解液を除去する方法によって作製することができる。基材の表面に第2の電極活物質層を形成した場合、転写等の方法によって第2の電極活物質層を第2の集電体と組み合わせればよい。上記スラリーには、必要に応じて、導電助剤や粘着性樹脂が含まれていてもよい。また、電極活物質は被覆電極活物質であってもよい。
 第2の電極活物質層には、粘着性樹脂が含まれていてもよい。粘着性樹脂としては、第1の電極活物質層の任意成分である粘着性樹脂と同様のものを好適に用いることができる。
 [セパレータ]
 セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム、多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム、合成繊維(ポリエステル繊維及びアラミド繊維等)又はガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用のセパレータが挙げられる。これらのうち、セパレータとしてはポリプロピレン製の多孔性フィルムであることが好ましい。セパレータの融点は、200℃以上であることが好ましい。またパレータは2枚以上重ねて配置されていてもよい。
 [第1のシール材]
 第1のシール材は、第1の集電体とセパレータとを接着している。第1のシール材は、樹脂を含んでいる。第1のシール材を構成する樹脂の融点は、200℃未満であることが好ましい。第1のシール材を構成する樹脂としては、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 [第2のシール材]
 第2の集電体とセパレータとは、直接接着されていてもよく、第2のシール材により接着されていてもよい。第2のシール材は、樹脂を含んでいる。第2の集電体とセパレータとが、第2のシール材により接着されている場合、第2のシール材を構成する樹脂の融点は、第1のシール材を構成する樹脂よりも30℃以上高いことが好ましい。また、第2の集電体とセパレータとが、第2のシール材により接着されている場合、第2のシール材を構成する樹脂のSP値と、第1のシール材を構成する樹脂のSP値との差の絶対値は、3.5を超えることが好ましい。
 第2のシール材を構成する樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル及びポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい
 [金属イオンを含む溶液の製造方法]
 本発明の電極活物質を構成する金属元素の金属イオンを含む溶液の製造方法は、本発明の再生電極活物質の製造方法により製造されたリチウムイオン電池用再生電極活物質を、水を含む溶媒に分散させて電極活物質分散液を得る分散液調製工程と、上記電極活物質分散液から分取した水溶液の25℃における水素イオン指数(pH)が5以下となるように上記電極活物質分散液のpHを調整するpH調整工程とを有する、ことを特徴とする。
 本発明の電極活物質を構成する金属元素の金属イオンを含む溶液の製造方法では、本発明の再生電極活物質の製造方法により得られた再生電極活物質を、水を含む溶媒に分散させて電極活物質分散液を得たあと、電極活物質分散液のpHを所定の値に調整することによって、電極活物質分散液に含まれる電極活物質を構成する金属元素をイオン化して、電極活物質を構成する金属元素の金属イオンを含む溶液(以下、金属イオン溶液ともいう)を製造することができる。
 本発明の再生電極活物質の製造方法では、リチウムイオン電池を400~550℃といった高温で加熱しないため、得られる再生電極活物質の粒子の焼結が進まず、比表面積の大きな粒子が得られる。そのため、酸性液体での酸浸出を行う際のイオン抽出効率が高く、効率よくイオン抽出を行うことができる。
 [分散液調整工程]
 分散液調整工程では、本発明の再生電極活物質の製造方法により得られたリチウムイオン電池用再生電極活物質を、水を含む溶媒に分散させて電極活物質分散液を得る。
 水以外の溶媒は、非極性溶媒であってもよく、極性溶媒であってもよい。極性溶媒はプロトン性極性溶媒であってもよく、非プロトン性極性溶媒であってもよい。
 非極性溶媒としては、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。プロトン性極性溶媒としては、メタノール、エタノール等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。非プロトン性極性溶媒としては、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。溶媒は、非極性溶媒と水との混合溶媒、又は、水の単一溶媒であることが好ましい。非極性溶媒と水との混合溶媒に占める水の割合は、50~80重量%であることが好ましい。なお、水の単一溶媒とは、溶媒として水のみを用いることを意味する。
 電極組成物を分散させる、水を含む溶媒として好ましいのは、金属イオン抽出効率の観点から水とトルエンの混合溶媒又は水とキシレンの混合溶媒である。
 電極活物質分散液中の固形分濃度は特に限定されないが、50重量%以下であることが好ましい。電極活物質分散液中の固形分濃度が50重量%を超えてしまうと、電極活物質分散液に占める溶媒の割合が減少し、pH調整工程後の金属イオンの抽出速度が低下してしまうことがある。
 電極活物質分散液には、電極組成物以外の固形成分が含まれていてもよい。電極組成物以外の固形成分としては、例えば、集電体、セパレータ、電池外装体等が挙げられる。これらの固形成分は、pH調整工程の前に、分離されることが望ましい。固形成分を分離する方法としては、比重を利用した分離や、ろ過、遠心分離等が挙げられる。
 [pH調整工程]
pH調整工程では、分散液調整工程で得られた電極活物質分散液から分取した水溶液の25℃における水素イオン指数(pH)が5以下となるように、電極活物質分散液のpHを調整する。なお、分取した水溶液とは、電極活物質分散液の一部又は全部を取り出し、水以外の溶媒を除去したものを指す。
 pH調整工程によって調整される上記水溶液の25℃におけるpHは、3以上5以下であることが好ましい。上記水溶液のpHを5以下に調整する方法としては、電極活物質分散液と酸剤とを混合する方法が挙げられる。酸剤としては、硫酸、塩酸、硝酸、クエン酸、グルコン酸、コハク酸等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。酸剤としては、硫酸が好ましい。
 上記水溶液のpHは、市販のpH計を用いて測定することができる。電極活物質分散液から上記水溶液を分離する方法は特に限定されないが、ろ過、遠心分離、静置分離及び吸着分離等の公知の分離方法を適宜組み合わせる方法等が挙げられる。このとき、水溶液は、純水ではなく、溶質を含んだ状態で分離する。すなわち、蒸留やイオン交換樹脂など、電極活物質分散液から高純度の水を分離するための方法は採用しない。
 電極活物質分散液のpHを調整する際、電極活物質分散液に酸剤を少量ずつ添加してもよく、酸剤に電極活物質分散液を少量ずつ添加してもよく、電極活物質分散液と所定量の酸剤と一度に混合してもよい。
 pH調整工程の所要時間は特に限定されないが、1~3時間であることが好ましい。
 pH調整工程における電極活物質分散液の温度は特に限定されないが、10℃以上であることが好ましい。
pH調整工程において、電極活物質分散液を撹拌したり、電極活物質分散液に超音波を照射してもよい。
 本発明の金属イオン溶液の製造方法により製造される金属イオン溶液は、リチウムイオン電池用活物質の製造や、化学反応用の触媒等に用いることができる。
 金属イオン溶液に含まれる金属イオンとしては、リチウムイオン、ニッケルイオン、コバルトイオン、マンガンイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、バナジウムイオン、モリブデンイオン、チタンイオン等が挙げられる。
 [リチウムイオン電池]
 本発明のリチウムイオン電池の第一実施形態は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極と、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極と、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータとからなる蓄電素子を備えるリチウムイオン電池であって、上記第1の集電体は、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の電極集電体は、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第1のシール材を構成する樹脂の融点が200℃未満であり、上記第2のシール材を構成する樹脂の融点が、上記第1のシール材を構成する樹脂の融点より30℃以上高いことを特徴とする。
 本発明のリチウムイオン電池の第一実施形態では、第1のシール材を構成する樹脂の融点が200℃未満であり、第2のシール材を構成する樹脂の融点が第1のシール材を構成する樹脂の融点より30℃以上高い。従って、第1のシール材を構成する樹脂の融点以上、200℃未満の温度で蓄電素子を加熱することによって、第1のシール材を軟化させて、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することによって、第1の電極組成物を選択的に取り出すことができる。そのため、本発明のリチウムイオン電池の第一実施形態は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法及び本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法に用いられるリチウムイオン電池として好適である。
 本発明のリチウムイオン電池の第二実施形態は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極と、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極と、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータとからなる蓄電素子を備えるリチウムイオン電池であって、上記第1の集電体は、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の電極集電体は、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第1のシール材及び上記第2のシール材のSP値及びTgが以下の条件(1)及び(2)をいずれも満たすことを特徴とする。
条件(1):[第1のシール材を構成する樹脂のSP値と第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差の絶対値]>3.5
条件(2):[第1のシール材を構成する樹脂のTgと第2のシール材を構成する樹脂のTgとの差の絶対値]≧35
 本発明のリチウムイオン電池の第二実施形態では、第1のシール材及び第2のシール材のSP値及びTgが上記条件をいずれも満たす。従って、第1のシール材を構成する樹脂のSP値との差が1.0未満、かつ、第2のシール材を構成する樹脂のSP値との差が2.5を超える溶媒に蓄電素子を浸漬することで、該溶媒に第1のシール材を溶解させて、第1のシール材を境にして第1の集電体とセパレータとを分離し、第1の電極活物質層を選択的に取り出すことができる。そのため、本発明のリチウムイオン電池の第二実施形態は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法及び本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法に用いられるリチウムイオン電池として好適である。
 [リチウムイオン電池の製造方法]
 本発明のリチウムイオン電池は、例えば、第1の集電体を準備する工程と、上記第1の集電体上に第1の電極活物質を含む第1の電極活物質層を形成して第1の電極シート状部材を得る工程と、第2の集電体を準備する工程と、上記第2の集電体上に第2の電極活物質を含む第2の電極活物質層を形成して第2の電極シート状部材を得る工程と、上記第1の集電体と上記セパレータとを第1のシール材により接着することで、上記第1の集電体、上記セパレータ及び上記第1のシール材によって上記第1の電極活物質層を覆う工程と、上記第2の集電体と上記セパレータとを第2のシール材により接着することで、上記第2の集電体、上記セパレータ及び上記第2のシール材によって上記第2の電極活物質層を覆う工程と、により製造することができる。
 第1の集電体とセパレータとを第1のシール材により接着する方法は、特に限定されないが、例えば、セパレータの縁部に第1のシール材となる樹脂を塗布し、第1の集電体と接着する方法が挙げられる。このとき、セパレータと第1の集電体の間に第1の電極活物質層が挟まれるようにする。第2の集電体とセパレータとを第2のシール材により接着する方法も同様である。
 [リチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法]
 本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第1のシール材を境にして、上記第1の集電体と上記セパレータとを分離して上記第1の集電体と上記第1の電極活物質層とを含む第1の再生シート状電極部材を取り出す取出工程を有する、ことを特徴とする。
 本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法では、第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することによって、第1の集電体と第1の電極活物質層とを含む第1の再生シート状電極部材を取り出す。
 本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法は、取出工程によって取り出される対象物が、第1の電極活物質ではなく、第1の集電体と第1の電極活物質層とを含む第1の再生シート状電極部材である点を除いて、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法と同様である。従って、図26、図27及び図28に示した本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法において、第1の集電体11及び第1の電極活物質層13を含む第1の再生シート状電極部材110を取り出す方法は、本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法である。
 [リチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法]
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法は、第1の集電体及び上記第1の集電体上に形成された第1の電極活物質を含む第1の電極組成物からなる第1の電極活物質層を備える第1の電極、第2の集電体及び上記第2の集電体上に形成された第2の電極活物質を含む第2の電極組成物からなる第2の電極活物質層を備える第2の電極、並びに、上記第1の電極活物質層と上記第2の電極活物質層との間に配置されたセパレータ、からなる蓄電素子を備え、上記第1の集電体が、その上に上記第1の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第1のシール材を介して上記セパレータと接着されており、上記第2の集電体が、その上に上記第2の電極活物質層が形成されていない外周縁部分において、第2のシール材を介して上記セパレータと接着されているリチウムイオン電池から、上記第2のシール材を境にして、上記第2の集電体とセパレータとを分離して上記第1の集電体、上記第1の電極活物質層、上記セパレータ及び上記第1のシール材からなる第1の再生電極シートを取り出す取出工程を有する、ことを特徴とする。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法では、第2のシール材を境にして、第2の集電体とセパレータとを分離する。蓄電素子において、第2の集電体とセパレータとを分離することによって、第1の集電体、第1の電極活物質層、セパレータ及び第1のシール材からなる第1の再生電極シートを取り出すことができる。第1の再生電極シートにおいては、第1の電極活物質層が第1の集電体、第1のシール材及びセパレータにより覆われているため、第1の電極活物質が外部に漏出することがない。従って、第2の電極活物質が混入することや、第1の電極活物質が失活することを抑制しやすく、簡便な工程でリチウムイオン電池をリサイクル又は再使用する方法として優れている。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法の一例について、図30を参照しながら説明する。図30は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法における取出工程の一例を模式的に示す断面図である。図30では、蓄電素子40を構成する第2のシール材25を境にして、第2の集電体21とセパレータ30とを分離する。第2のシール材25を境にして、第2の集電体21とセパレータ30とを分離することで、第1の集電体11、第1の電極活物質層13、第1のシール材15及びセパレータ30からなる第1の再生電極シート120を得ることができる。
 第2のシート部材を境にして、第2の集電体とセパレータとを分離する方法としては、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法において第1のシール材を境にして第1の集電体とセパレータとを分離する方法を、第2のシール材に適用する方法が挙げられる。すなわち、第2のシール材を境にして、第2の集電体とセパレータとを分離する方法としては、蓄電素子を加熱する方法、蓄電素子を溶媒に浸漬する方法、及び、第2のシール材を切断する方法などが挙げられる。
 取出工程において蓄電素子を加熱する場合、取出工程が、蓄電素子を、第2のシール材を構成する樹脂の融点以上、第1のシール材を構成する樹脂の融点未満の温度で加熱する工程を有することが好ましい。
 取出工程において蓄電素子を溶媒に浸漬する場合、取出工程が、蓄電素子を溶媒に浸漬する工程を有し、第2のシール材を構成する樹脂のSP値と溶媒のSP値との差の絶対値が1.0以下であり、第1のシール材を構成する樹脂のSP値と溶媒のSP値との差の絶対値が2.5を超えることが好ましい。
 取出工程において第2のシール材を切断する場合、取出工程が、第2のシール材を、第2の集電体とセパレータとが対向する方向に略垂直な方向に沿って切断する工程を有することが好ましい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法により製造されたリチウムイオン電池用再生電極シートは、極性の異なる電極シートと組み合わせて、再度リチウムイオン電池の製造に利用してもよい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法では、第1の電極活物質を失活させない条件で取出工程を行うことが好ましい。第1の電極活物質を失活させてしまった場合、本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法により得られるリチウムイオン電池用再生電極シートを、再利用することが困難となる。
 第1の電極活物質を失活させないためには、第1の電極活物質を水分と接触させないことが好ましい。また、取出工程を行う雰囲気は、露点-30℃以下のドライルーム環境下であることが好ましい。
 本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法により得られる再生電極シートは、第1の集電体、第1の電極活物質層及びセパレータという、リチウムイオン電池の半電池に相当する構成を有しているため、極性の異なる電極と組み合わせることによって、新たなリチウムイオン電池を製造することができる。
 なお、本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法に用いられるリチウムイオン電池の構成は、取出工程において蓄電素子を加熱する場合、及び、取出工程において蓄電素子を溶媒に浸漬する場合については、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池及び本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法に用いられるリチウムイオン電池から、第1の電極及び第2の電極の構成を逆転したものであることが好ましい。一方、取出工程において第2のシール材を切断する場合、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に用いられるリチウムイオン電池及び本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法に用いられるリチウムイオン電池と同様の構成であることが好ましい。
[実施例]
 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、%は重量%を意味する。なお、以下の実施例では、第1の電極を正極としている。
 [製造例1]
 <樹脂集電体の作製>
 2軸押出機にて、樹脂[三井化学(株)製 TPX(ポリメチルペンテン)、融点235℃]65部、[デンカ(株)製 デンカブラック Li-400]30部及び分散剤5部を190℃、100rpm、滞留時間5分の条件で溶融混練して樹脂集電体用材料を得た。得られた樹脂集電体用材料をTダイから押し出し、50℃に温調した冷却ロールで圧延することで、膜厚100μmの樹脂集電体を得た。
 [製造例2]
 [被覆正極活物質の作製]
 撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口フラスコにDMF70.0部を仕込み75℃に昇温した。次いで、メタクリル酸ブチル20.0部、アクリル酸55.0部、メタクリル酸メチル22.0部、アリルスルホン酸ナトリウム3部及びDMF20部を配合したモノマー配合液と、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.4部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.8部をDMF10.0部に溶解した開始剤溶液とを4つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで2時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、80℃に昇温し反応を5時間継続し樹脂濃度50重量%の共重合体溶液を得た。得られた共重合体溶液はテフロン(登録商標)製のバットに移して120℃、0.01MPaで3時間の減圧乾燥を行ってDMFを留去し、被覆用高分子化合物を得た。続いて、正極活物質粉末(LiNi0.8Co0.15Al0.05粉末、体積平均粒子径4μm)100部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、上記被覆用高分子化合物をイソプロパノールに1.0重量%の濃度で溶解して得られた被覆用高分子化合物溶液11.2部を2分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。次いで、撹拌した状態で導電剤としてアセチレンブラック[デンカ(株)製 デンカブラック(登録商標)]6.2部を分割しながら2分間で投入し、30分撹拌を継続した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた粉体を目開き212μmの篩いで分級し、被覆正極活物質を得た。
 [製造例3]
 <被覆負極活物質の作製>
 炭素系材料である難黒鉛化性炭素粉末(体積平均粒子径20μm)100部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、上記被覆用高分子化合物をイソプロパノールに19.8重量%の濃度で溶解して得られた被覆用高分子化合物溶液9.2部を2分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。次いで、撹拌した状態で導電剤であるアセチレンブラック[デンカ(株)製 デンカブラック(登録商標)]11.3部を分割しながら2分間で投入し、30分撹拌を継続した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた粉体を目開き212μmの篩いで分級し、被覆負極活物質を得た。
 <実施例1>
 <第1の電極(正極)の作製>
 エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率1:1)にLiN(FSOを2mol/Lの割合で溶解させて作製した電解液42部と炭素繊維[大阪ガスケミカル(株)製 ドナカーボ・ミルド S-243]4.2部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで7分間混合し、続いて上記電解液30部と上記被覆正極活物質206部を追加した後、更にあわとり練太郎により2000rpmで1.5分間混合し、上記電解液20部を更に追加した後あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1分間行い、上記電解液2.3部を更に追加した後あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1.5分間混合して、正極活物質スラリーを作製した。得られた正極活物質スラリーを第1の集電体となる製造例1で得られた樹脂集電体の表面に塗布し、5MPaの圧力で約10秒プレスし、実施例1に係るリチウムイオン電池用シート状正極部材(42mm×42mm)を作製した。なお、実施例1に係るリチウムイオン電池用シート状正極部材では、平面視寸法が42mm×42mmである第1の集電体の略中央に、平面視寸法が35mm×35mmの正極活物質層が配置されている。
 <第1のシール材による第1の集電体とセパレータの接着>
 セパレータとなる平板状のセルガード3501[PP(融点:160℃)製、厚さ25μm、平面視寸法42mm×42mm]の外縁部に幅2mmに切り出した接着性ポリオレフィンフィルム[三井化学(株)製 アドマー(登録商標)VE300 融点90℃ 厚さ50μm]を配置し、実施例1に係るリチウムイオン電池用正極シート状部材の正極活物質層と重ね合わせて第1の集電体とセパレータとを接着した。
 <第2の電極(負極)の作製>
 エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率1:1)にLiN(FSOを2mol/Lの割合で溶解させて作製した電解液20部と炭素繊維[大阪ガスケミカル(株)製 ドナカーボ・ミルド S-243]2部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで7分間混合し、続いて上記電解液50部と上記被覆負極活物質98部を追加した後、更にあわとり練太郎で2000rpmで1.5分間混合し、上記電解液25部を更に追加した後あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1分間行い、更に上記電解液50部を更に追加した後あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1.5分間混合して、負極活物質スラリーを作製した。
 <第2のシール材による第2の集電体とセパレータの接着>
 得られた負極活物質スラリーをアラミドセパレータの表面に塗布し、5MPaの圧力で焼く10秒プレスし、セパレータ上に負極活物質層を形成した。この負極活物質層を、セパレータの正極活物質層と接触していない面に転写した後、セパレータの外縁部に幅2mmで高分子量飽和共重合ポリエステル[日本合成化学(株)製 ニチゴーポリエスター(登録商標)SP-181 融点140℃]のトルエン溶液を塗布して脱溶剤した後、第2の集電体となる製造例1で得られた樹脂集電体と重ね合わせて、第2の集電体とセパレータとを接着し、アルミラミネートフィルムに封入して、実施例1に係るリチウムイオン電池を得た。なお、負極活物質層の平面視寸法は35mm×35mmの正方形である。
 <第1の再生電極活物質の取り出し性の確認>
 実施例1に係るリチウムイオン電池から、アルミラミネートフィルムを除去した蓄電素子を、第1のシール材を構成する樹脂の融点より30℃高い温度(120℃)に加熱した溶媒(プロピレンカーボネート)中に10分間、振動を加えながら浸漬した。
振動を加えながら浸漬することで、第1のシール材が膨潤、軟化して第1のシール材を境にして第1の集電体とセパレータとが分離されて、第1の電極活物質が溶媒中に分散した分散液が得られた。
第1の電極活物質を取り出すことができたものを「○」と評価した。結果を表1に示す。
 [選択性の評価]
 上記分散液中に被覆負極活物質が含まれているかどうかを確認し、被覆負極活物質が含まれていないものを「○」と評価し、被覆負極活物質が含まれているものを「×」と評価した。結果を表1に示す。
 <実施例2~4>
 第1のシール材及び第2のシール材の種類を表1に示すように変更したほかは、実施例1と同様の手順で実施例2~4に係るリチウムイオン電池を作製した。その後、第1の電極活物質を取り出して選択性を評価した。ただし、溶剤の温度を第1のシール材を構成する樹脂の融点+30℃とした。結果を表1に示す。なお、表1に示す樹脂の種類は以下の通りである。
A:三井化学(株)製 アドマー(登録商標)VE300(粘着性ポリオレフィン 融点90℃)
B:日本合成化学(株)製 ニチゴーポリエスター(登録商標)SP-181(高分子量飽和共重合ポリエステル 融点140℃)
C:三菱ケミカル(株)製 モディック(登録商標)F502(粘着性ポリオレフィン 融点70℃)
[表1]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 <実施例5>
 第1のシール材及び第2のシール材が実施例2と同様の、実施例5に係るリチウムイオン電池を作製した。このリチウムイオン電池からアルミラミネートフィルムを除去して蓄電素子を取り出し、外周縁部分に存在する第1のシール材を、第1の集電体とセパレータとが対向する方向に略垂直な方向に沿って切断して、第1のシール材を、第1の集電体とセパレータとが対向する方向に略二等分した。第1のシール材を境にして、第1の集電体とセパレータとを分離することにより、第1の集電体上に第1の電極活物質層が形成された第1の再生シート状電極部材を得た。さらに、第1の再生シート状電極部材から、スキージを用いて第1の電極活物質を掻き取ってガラス容器中に回収することによって、再生電極活物質である第1の電極活物質を得た。第1の電極活物質中には、第2の電極活物質が含まれていないことを確認した。
 <実施例6>
 第1のシール材及び第2のシール材が実施例2と同様の、実施例6に係るリチウムイオン電池を作製した。リチウムイオン電池から、アルミラミネートフィルムを除去して蓄電素子を取り出し、外周縁部分に存在する第2のシール材を切断することによって、第2のシール材を境にして、第2の集電体とセパレータとを分離した。第2の集電体上には第2の電極活物質層が形成されているため、蓄電素子は、第2のシール材を境として、第2の集電体及び第2の電極活物質層からなる第2の再生シート状電極部材と、第1の集電体、第1の電極活物質、セパレータ及び第1のシール材からなる第1の再生電極シートとに分離された。なお、実施例6において、アルミラミネートフィルムの除去、第2のシール材の切断等の各工程は全て、露点が-30℃以下のドライルーム環境で行った。さらに、第1の再生電極シートを分解して第1の電極活物質を取り出して、第2の電極活物質が混入してないこと、及び、第1の電極活物質が水分により失活していないことを確認した。
 表1の結果より、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法では、高温加熱を必要とせず簡便な工程で、再生電極活物質である正極活物質を得ることができた。また、実施例1~2の結果より、第1のシール材を構成する樹脂の融点よりも第2のシール材を構成する樹脂の融点が30℃以上高い場合には、負極活物質が混入していない状態で正極活物質を得る事ができ、選択性が良好であることを確認した。さらに、実施例5の結果より、第1のシール材を境に第1の集電体とセパレータとを分離することで、負極活物質が混入していない状態で正極活物質を得る事ができ、選択性が良好であることを確認した。また実施例5の結果より、本発明のリチウムイオン電池は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法及び本発明のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法に適していることがわかった。さらに、実施例6の結果より、第2のシール材を切断することによって、第2の電極活物質が混入せず、かつ、水分により失活していない第1の正極活物質を含む第1の再生電極シートを得ることができることを確認した。また、実施例6の結果より、本発明のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法を用いると、第1の電極活物質を失活させることなく、リチウムイオン電池用再生電極シートを製造することができることがわかった。本発明のリチウムイオン電池は、本発明のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法に適していることがわかった。
 本発明は、リチウムイオン電池に含まれるリチウムのリサイクルに利用できる。また、本諸態様は、航空機等の乗物の座席に利用できる。また本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極活物質の製造方法は、リチウムイオン電池から電極活物質を回収する方法として有用である。本諸態様の金属イオン溶液の製造方法は、リチウムイオン電池に含まれる有価金属をリサイクルする方法として有用である。本諸態様のリチウムイオン電池は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター、ハイブリッド自動車及び電気自動車用に用いられるリチウムイオン電池として有用である。本諸態様のリチウムイオン電池用再生シート状電極部材の製造方法は、リチウムイオン電池から電極活物質を回収する方法として有用である。本諸態様のリチウムイオン電池用再生電極シートの製造方法は、リチウムイオン電池から電極活物質を取り出して再利用する方法として有用である。
 10  リチウムイオン電池のリサイクル設備
 12、40、50、60、70、80  放電装置
 14  解体装置
 16  回収装置
 18  リチウムイオン電池
 20  正極
 22  負極
 24  第1の負荷
 26  第2の負荷
 28、52  スイッチ
 30  電圧計
 32  制御部
 42  可変抵抗負荷
 62  第1放電装置
 64  第2放電装置
 72  第1放電槽
 74  第2放電槽
 82  放電槽
 84  電解液供給部
 86  制御弁
 S102  第1放電工程
 S104  第2放電工程
 S106  解体工程
 S108  回収工程
 110、150、160、170  乗物用座席
 112  クッションパッド(シートパッド)
 114  リチウムイオン電池モジュール
 114A、114B  端子
 116  リチウムイオン電池
 118  外装フィルム
 120、162  収容スペース
 122  バックパッド(シートパッド)
 124  正極集電体
 126  正極活物質層
 128  セパレータ
 130  負極活物質層
 132  負極集電体
 134  枠材
 136  中子
 138  型
 152  弾性補助部材
 S1102  リチウムイオン電池モジュール用意工程
 S1104  発泡成形工程
 S1106  収容工程
 1  リチウムイオン電池
 10  第1の電極
 11  第1の集電体
 13  第1の電極活物質層
 14  再生電極活物質
 15  第1のシール材
 20  第2の電極
 21  第2の集電体
 23  第2の電極活物質層
 25  第2のシール材
 30  セパレータ
 40  蓄電素子
 50  電池外装体
 60  溶媒
 90  スキージ
 110  再生シート状電極部材
 120  再生電極シート

Claims (24)

  1.  第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程と、
     前記第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介して前記リチウムイオン電池を更に放電させて前記正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程と、
     前記第2放電工程の後に前記リチウムイオン電池から前記正極活物質を回収する回収工程と、を含むリチウムイオン電池のリサイクル方法。
  2.  請求項1において、
     前記第1放電工程において第1の抵抗値の第1の負荷が用いられ、前記第2放電工程において前記第1の抵抗値よりも低い第2の抵抗値の第2の負荷が用いられるリチウムイオン電池のリサイクル方法。
  3.  請求項2において、
     前記第1放電工程から前記第2放電工程への切替時において前記第1の負荷と前記第2の負荷の両方が並列に前記リチウムイオン電池に接続された状態で前記リチウムイオン電池を放電させるリチウムイオン電池のリサイクル方法。
  4.  請求項1において、
     前記負荷は可変抵抗負荷であり、該可変抵抗負荷の抵抗値が前記第2放電工程において前記第1放電工程におけるよりも低くなるように調整されるリチウムイオン電池のリサイクル方法。
  5.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、
     請求項1に記載のリチウムイオン電池のリサイクル方法により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備え、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールは、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性であり、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、
     前記リチウムイオン電池モジュールは前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容された乗物用座席。
  6.  請求項5において、
     前記リチウムイオン電池モジュールが前記シートパッドの収容スペースの中に収容された電池内蔵シートパッドの共振周波数値が3.4Hz以下であることを特徴とする乗物用座席。
  7.  請求項5において、
     前記リチウムイオン電池モジュールは着座による前記シートパッドの変形に伴って変形するように前記シートパッドの収容スペースに収容された乗物用座席。
  8.  請求項5~7のいずれかにおいて、
     前記リチウムイオン電池モジュールはシート状またはプレート状であり、前記シートパッドの収容スペースは前記シートパッドにおける着座者と対向する面に沿うように形成された乗物用座席。
  9.  請求項8において、
     前記リチウムイオン電池モジュールの両面が前記収容スペースの内面に接している乗物用座席。
  10.  請求項8において、
     前記リチウムイオン電池モジュールの一方の面に設置された弾性補助部材をさらに備える乗物用座席。
  11.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、請求項1に記載のリチウムイオン電池のリサイクル方法により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールとして、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成されるように前記リチウムイオン電池モジュールの外形に対応する外形の中子を型の中に配置して前記シートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、
     前記リチウムイオン電池モジュールを前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容する収容工程と、を含む乗物用座席の製造方法。
  12.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、請求項1に記載のリチウムイオン電池のリサイクル方法により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールとして、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、且つ、前記リチウムイオン電池モジュールが前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容されるように前記リチウムイオン電池モジュールを型の中に配置して前記シートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、を含む乗物用座席の製造方法。
  13.  第1の抵抗値範囲の負荷を介してリチウムイオン電池を放電させて正極活物質に含まれるリチウムの量を増加させる第1放電工程と、前記第1の抵抗値範囲よりも低い第2の抵抗値範囲の負荷を介して前記リチウムイオン電池を更に放電させて前記正極活物質に含まれるリチウムの量を更に増加させる第2放電工程と、を実行可能である放電装置と、
     前記リチウムイオン電池から前記正極活物質を回収するための回収装置と、を含むリチウムイオン電池のリサイクル設備。
  14.  請求項13において、
     前記放電装置は、前記第1放電工程のための第1の抵抗値の第1の負荷と、前記第2放電工程のための前記第1の抵抗値よりも低い第2の抵抗値の第2の負荷と、を備えるリチウムイオン電池のリサイクル設備。
  15.  請求項14において、
     前記放電装置は、前記第1放電工程から前記第2放電工程への切替時において前記第1の負荷と前記第2の負荷の両方が並列に前記リチウムイオン電池に接続された状態で前記リチウムイオン電池を放電させるように構成されたリチウムイオン電池のリサイクル設備。
  16.  請求項13において、
     前記負荷は可変抵抗負荷であり、前記放電装置は、抵抗値が前記第2放電工程において前記第1放電工程におけるよりも低くなるように前記可変抵抗負荷を調整するように構成された制御部を備えるリチウムイオン電池のリサイクル設備。
  17.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、
     請求項13に記載のリチウムイオン電池のリサイクル設備により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備え、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールは、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性であり、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、
     前記リチウムイオン電池モジュールは前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容された乗物用座席。
  18.  請求項17において、
     前記リチウムイオン電池モジュールが前記シートパッドの収容スペースの中に収容された電池内蔵シートパッドの共振周波数値が3.4Hz以下であることを特徴とする乗物用座席。
  19.  請求項17において、
     前記リチウムイオン電池モジュールは着座による前記シートパッドの変形に伴って変形するように前記シートパッドの収容スペースに収容された乗物用座席。
  20.  請求項17~19のいずれかにおいて、
     前記リチウムイオン電池モジュールはシート状またはプレート状であり、前記シートパッドの収容スペースは前記シートパッドにおける着座者と対向する面に沿うように形成された乗物用座席。
  21.  請求項20において、
     前記リチウムイオン電池モジュールの両面が前記収容スペースの内面に接している乗物用座席。
  22.  請求項20において、
     前記リチウムイオン電池モジュールの一方の面に設置された弾性補助部材をさらに備える乗物用座席。
  23.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、請求項13に記載のリチウムイオン電池のリサイクル設備により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールとして、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成されるように前記リチウムイオン電池モジュールの外形に対応する外形の中子を型の中に配置して前記シートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、
     前記リチウムイオン電池モジュールを前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容する収容工程と、を含む乗物用座席の製造方法。
  24.  着座者の身体を弾性的に支持するための発泡樹脂体のシートパッドと、請求項13に記載のリチウムイオン電池のリサイクル設備により得られたリチウムイオン電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、を備える乗物用座席の製造方法であって、
     前記リチウムイオン電池は、前記回収された正極活物質を含む正極活物質層、樹脂を含んで構成された正極集電体及び樹脂を含んで構成された負極集電体を有し、
     前記リチウムイオン電池モジュールとして、前記リチウムイオン電池を覆う樹脂の外装フィルムを有する可撓性のリチウムイオン電池モジュールを用意するリチウムイオン電池モジュール用意工程と、
     前記シートパッドの内部に前記リチウムイオン電池モジュールを収容するための収容スペースが形成され、且つ、前記リチウムイオン電池モジュールが前記シートパッドの収容スペースの中に前記収容スペースの内面に接して収容されるように前記リチウムイオン電池モジュールを型の中に配置して前記シートパッドを発泡成形する発泡成形工程と、を含む乗物用座席の製造方法。
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