【エネルギー】リチウムイオン電池の寿命を復活させる新再生手法[18/01/30]

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1しじみ ★2018/01/30(火) 18:31:54.78ID:CAP_USER
米カリフォルニア大学サンディエゴ校は25日(米国時間)、
寿命を迎えたリチウムイオン電池の新たなリサイクル手法を開発したことを発表した。

 リチウムイオン電池は、スマートフォンやノートPCなどで利用されている、
リチウムイオンの陽極と陰極間の移動を利用した二次電池。
リチウムやコバルトなどの希少金属がカソード(陰極)、
グラファイトなどがアノード(陽極)の材料として使われている。

 リチウムイオン電池が消耗すると、カソード材料のリチウム原子の一部を失ってしまい、
カソードの原子構造も変化することで、イオンを出し入れする能力が低下する。

 開発された新たなリサイクル手法は、カソード材料(リチウムコバルト酸化物)を回収したあと、
元の状態に復元するという。対象となるカソードは、ほとんどの電気自動車に使用されている、
ニッケルやマンガン、コバルトを含む「NMC」となる。

 まず、使用済みリチウムイオン電池からカソード粒子を回収し、
リチウム塩を含む高温のアルカリ性溶液中でカソード粒子を加圧し、800℃まで加熱する。

 その後、時間をかけてゆっくりと冷却する焼きなまし(アニール)処理を行なうと、
またカソードが電池材料として利用できるという。
なお、前述のアルカリ性溶液は、カソードの復元処理に使いまわせる。

 研究者らが、この再生した粒子から新しいカソードを作製し、実験を行なったところ、
オリジナルと同じエネルギー貯蔵容量、充電時間、寿命を持つことが確認されたという。

 Chen氏によれば、このリサイクルプロセスは、新品のカソード粒子を作るのと本質的に同じものであり、
使用後の材料も、同じ処理を行なうだけで元に戻せることを示しているとする。

 1kgのカソード材料をリサイクル処理するには、
ガソリン約4分の3カップ分に相当する5.9MJ(メガジュール)のエネルギーを消費するが、
現在開発中のほかのリチウムイオン電池のリサイクル処理では、
少なくともその2倍のエネルギーを消費してしまうため、優位性があるとしている。

 同校のナノエンジニアリング教授であるZheng Chen氏は、
「電気自動車の台頭などにともなって、何百万トンものリチウムイオン電池が廃棄される見込みであるほか、
リチウムやコバルトなどの貴重な資源のさらなる採掘が行なわれれば、それらが水質/土壌汚染につながってしまう」と述べ、
使用済み電池を継続的に回収し、再利用ができれば、そういった環境への損害や廃棄を防げると語っている。

 現状では、使用済みのリチウムイオン電池のうち、リサイクルされているのは5%未満に過ぎないという。

 またChen氏は、「リチウムやコバルト、ニッケルの価格は大幅に上昇しており、
そういった高価な材料を回収することで、電池価格の低下にもつながる」と述べている。

 将来的には、産業規模でこのプロセスを最適化することが目標となるため、
研究チームはアジアの電池会社と協力する予定。

 とくにカソードの回収工程について、現状では手作業でバッテリから取り出さなければならないため、
この工程を単純化し、プロセス全体を自動化して工業的に実現できるようにしていくという。

 また、NMCに加えて、
あらゆるタイプのカソード材料をリサイクルできるようにリサイクルプロセスを改良し、
すべてのカソードで利用できる一般的なリサイクルプロセスにすることを目標としており、
使用済みアノードのリサイクルプロセスについても開発に取り組んでいくとしている。

画像:リチウムイオン電池の使用済みカソード粒子 David Baillot/米カリフォルニア大学サンディエゴ校
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1103/762/01_l.jpg

画像:カリフォルニア大学サンディエゴ校のYang Shi氏(左)とZheng Chen教授(右)
https://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1103/762/02_l.jpg

関連スレ
【話題】リチウムイオン電池の開発に貢献 吉野氏に日本国際賞[18/01/30]
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1517304373/

PC Watch
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1103762.html

2名無しのひみつ2018/01/30(火) 18:41:56.24ID:Z46CusuQ
水素電池でいいよ

3名無しのひみつ2018/01/30(火) 18:57:33.99ID:sVFAFmve
水素循環社会でお願いします

4名無しのひみつ2018/01/30(火) 18:57:36.73ID:UJwH8rSz
スレタイが間違っている。寿命の復活ではなく、資源のリサイクル。

5名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:04:02.50ID:Wm5O3kHk
電極は企業秘密だから、再生不可能だね

6名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:12:18.52ID:fG022gJo
再生タイヤののりだな

7名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:27:17.32ID:eQctvRxG
中国 涙目だな・・・・

買占め失敗確定

8名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:33:27.08ID:shhV4yKX
中国・韓国の

産業スパイが

もう盗んでいる。

9名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:49:38.14ID:zdoQnpom
ええやん。

10名無しのひみつ2018/01/30(火) 19:56:17.23ID:DZFdKKjm
リユースじゃなくてリサイクルじゃん騙された

11名無しのひみつ2018/01/30(火) 20:06:33.94ID:fca8dpe+
>>4
恐ろしい事にソース元記事からこれなんだ

12名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:04:22.02ID:9z4vL4GV
おもいっきしふるうんですね

13名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:13:07.46ID:q9NDloHh
尻に入れるとか…

14名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:28:09.57ID:H6PxVXEA
こうなると形状が規格化されてる方が再生は捗るな。

15名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:33:25.81ID:KfPVfXau
カソード電極を一旦パッケージから外したら作り直しじゃん。
あの短絡させない高密度なパッケージングが難しいのに。

16名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:42:00.68ID:vPhGCF3S
> まず、使用済みリチウムイオン電池からカソード粒子を回収し、
>リチウム塩を含む高温のアルカリ性溶液中でカソード粒子を加圧し、800℃まで加熱する。

> その後、時間をかけてゆっくりと冷却する焼きなまし(アニール)処理を行なうと、
>またカソードが電池材料として利用できるという。

これじゃコストが・・・・・

17名無しのひみつ2018/01/30(火) 21:42:03.67ID:LIoBJZof
EVを急速に普及させるのはいいんだけど、電池が消耗したときにどうするのかを
ちゃんと保証してくれるところってあんまりないよね
この技術で電池交換が安くなるといいね

18名無しのひみつ2018/01/30(火) 22:02:52.50ID:l41mO5m/
>リチウム塩を含む高温のアルカリ性溶液中でカソード粒子を加圧し、800℃まで加熱
労災起きたら死ぬな

19名無しのひみつ2018/01/30(火) 23:14:23.05ID:+XlAmaXJ
つまりレンチンしろと。

20名無しのひみつ2018/01/30(火) 23:29:18.58ID:LXKDUfqM
中国にそのリサイクル工場を置くと大変なことになる未来しか見えんけど

21名無しのひみつ2018/01/30(火) 23:56:00.96ID:inENLDL/
シナチクみたく噛んでみたら良いんじゃない?

22名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:04:33.61ID:vQnXenA2
原料が高騰するなら意味があるのかも

23名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:10:13.21ID:VAbNzV3W
リチウムイオン電池リサイクル率5%って、
みんなが電器屋さんにリサイクルに出した充電池のほとんどは実は廃棄されてるだけということ?

24名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:13:02.46ID:512/4HW7
劣化しない電池作れよ。欠陥電池でEV社会とかできるわけないだろ。

25名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:23:33.93ID:BEDy7R+j
なんだろう。
単にリサイクル過程を、表記しただけにみえるんだが。

26名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:49:14.17ID:0uOoPnLi
>>23
電池を作る数に対してのリサイクル(再利用)率だと思うんで、
成長産業なだけかと。

>>24
劣化しないものなんてないよ。

>>25
「新再生手法」だからそうだよ。

27名無しのひみつ2018/01/31(水) 00:51:47.20ID:T7I4cIe0
電池交換商法全滅じゃん

28名無しのひみつ2018/01/31(水) 03:50:29.79ID:59bDrzD+?2BP(1000)

>>1
糞貝死ね

29名無しのひみつ2018/01/31(水) 05:09:51.09ID:2OVbl6Fr
丸く膨らんできたんですが

30名無しのひみつ2018/01/31(水) 09:26:11.60ID:uSUhqJms
陰極が電子を出し入れと聞いて

31名無しのひみつ2018/01/31(水) 13:44:02.25ID:jArLOt45
男にも陰極はあるんだよな、、

32名無しのひみつ2018/01/31(水) 15:14:30.70ID:UV1JmSFc
スマホとか小型のバッテリーはリサイクルされず廃棄されたり死蔵されたりするけど
EVとかの大型バッテリーはほぼ回収されるようになるだろう
リサイクルが確立されるのは素晴らしい

33名無しのひみつ2018/01/31(水) 15:35:10.78ID:D5RzIImM
>リチウムやコバルトなどの希少金属がカソード(陰極)、

なぜサラリと真っ赤なウソを書く??

34名無しのひみつ2018/01/31(水) 20:57:22.39ID:8c64FUDi
>>33
カソードは放電時に還元反応が起きる極だ コバルト酸リチウムがカソードで合ってるぞ

35名無しのひみつ2018/01/31(水) 20:58:11.50ID:8c64FUDi
ああ、()の中が間違ってるのか たしかに

36名無しのひみつ2018/01/31(水) 21:19:39.38ID:xD+t3Hhj
バラさなきゃならない時点で意味ないだろ
家庭じゃ出来ない

37名無しのひみつ2018/01/31(水) 23:15:41.50ID:dHPYelp/
アメリカは進んでるな。

それに比べてジャップときたら愚か者だらけだわ

38名無しのひみつ2018/02/01(木) 15:06:26.43ID:/8tRIyDc
つまり処女膜も復活するってこと?

39名無しのひみつ2018/02/01(木) 15:11:36.42ID:0UwF2/pF
復活させる利点あるの?

40名無しのひみつ2018/02/01(木) 15:19:34.59ID:y/Z7GlpY
スペースコロニーに工場ができれば、エネルギーは無限の太陽光から取れるな。

41名無しのひみつ2018/02/01(木) 15:27:35.33ID:Z8YgRVa4
>現状では、使用済みのリチウムイオン電池のうち、リサイクルされているのは5%未満に過ぎないという。

熱効率50%前後の発電所で電気作って、一旦電池に溜めて走って、使い終わった電池も捨てて
それほどエコでも無いじゃんw

42名無しのひみつ2018/02/04(日) 18:53:56.02ID:N8w0WYNW
>>38
しません
その例えでいうなら、閉経してもまた排卵できる様になります
って感じ

43名無しのひみつ2018/02/04(日) 19:17:49.24ID:2y9LQZRr
>>1
リサイクルというから電池そのものをリサイクルだと思ったら
違ったのね

44名無しのひみつ2018/02/04(日) 19:55:01.51ID:awwm7cTd
詰め替えトナーと同じで、リサイクルされたバッテリーを信用して良いものかどうか。
いずれプリンターのインクカートリッジのように、バッテリーに偽造不可能な
マイクロチップかなにかが付随して、使用期限とか充放電回数を根拠に、
動作をストップするようになり、車はその電池に付随する特定のマイクロチップ
との間で通信を行って、暗号による認証をパスしないと、車は動作を受け付けない
そういう具合にして、正規品以外のバッテリーを拒否するような安全対策が
導入される気がする。

45名無しのひみつ2018/02/13(火) 03:48:26.86ID:G2Tvj+Kz
>>42
なんて分かりやすい

46名無しのひみつ2018/02/19(月) 15:52:29.68ID:AxPPpTKM
ゴミ企業トヨタの投資詐欺水素があれば何の問題もない、

47名無しのひみつ2018/02/19(月) 15:56:10.53ID:FGApXnIO
>>37

買った方が安いのでは クールジャパンでは

48名無しのひみつ2018/02/19(月) 15:59:31.29ID:e+mrVBMQ
ただし本体ごと新型に買い替えた場合に限る。

49名無しのひみつ2018/02/19(月) 21:10:11.90ID:jAIAvbCT
>>46
いつでも電気化出来る余裕があるからやで

50名無しのひみつ2018/02/19(月) 22:02:20.04ID:voG7Bvh9
電気自動車一辺倒になったら
エンジン技術とか後退するだろうし

低価格競争まっしぐらだし

51名無しのひみつ2018/03/09(金) 21:10:47.74ID:IsxASL/L
ゴミクズ企業トヨタの投資詐欺水素やからな

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