[发明专利]由锂离子二次电池制造铝‑铜合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池中包含的有价金属的回收方法，尤其是，关注集电材料涉及铝和铜的回收方法。

背景技术

当今使用的锂离子二次电池是在袋或壳状的外包装体内封入负极材料、正极材料、隔膜和电解液而得到的，正极活性物质成为锂金属复合氧化物。

锂离子二次电池的质量轻且电容高等，因此一直以来被用作各种便携机器用二次电池，但是，最近在面向汽车的用途中，需求显著地扩大。

因此，今后会大量出现使用过的制品，填埋场所也逐渐迎来极限，因此，现状是已经不允许像以往那样地随意废弃处理，对于资源化而言，强烈要求能够提高有价金属的回收率且以低成本广泛使用的再资源化。

为此，专利文献1中，作为回收有价金属的方法而提出了：拆解电池，并用醇或水清洗解体物来去除电解液，其后，利用湿式分别分离回收集电体的构成金属，通过溶剂提取和反提取对残留的水溶液中的锂（Li）进行浓缩后，以碳酸锂固体的形式来回收。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-122885号公报

专利文献2：日本特开2012-193424号公报。

发明内容

发明要解决的课题

上述的传统方法是一直利用湿式工序的方法，需要进行排水处理，成本较高。最近开发了将具有能够与钴酸锂匹敌的特性的锰酸锂用于正极活性物质的锂离子二次电池，与钴相比，锰的原料金属价格低，今后预测锰的使用会成为主流，但在上述那样的湿式回收方法中无法采用。

因此，研究了利用干式工序的方法，专利文献2中，作为其中之一，提出了利用干式工序回收锰系合金的方法，作为Mn-Ni合金能够以适合采用的形式进行回收。

另外，正极材料侧的集电体由铝箔构成，负极材料侧的集电体由铜箔构成，不利用干式法进行熔融而从电池中分离它们时，会出现铝和铜的金属含有比高的物质。尤其是，分离后置于剥离机时，会出现金属含有比更高的物质。

设想它们可直接或者进行坯块加工或压制加工而成型后，现在充分地用作钢铁等铜的添加材料，但是，虽然可有效活用的成分比率高，但没有积极地实现资源化。

另外，还设想由铝和铜的混合成分充分地用作铸造用铝合金的添加材料，但即使锂为微量含有、例如仅含有100ppm时，钢水流动也会变差，因此无法用作铝合金的添加材料。

因此，本发明的目的在于，提供能够以良好的成品率由锂离子二次电池制造实质上不含锂的铝-铜合金的基体金属（地金）、还可充分地用作铝合金的添加材料、新型且有用的由锂离子二次电池制造铝·铜合金的方法。

用于解决问题的手段

本发明是为了解决上述课题而进行的，权利要求1的发明是由锂离子二次电池制造铝-铜合金的方法，其特征在于，以源自铝系的正极集电体作为铝源，以源自铜系的负极集电体作为铜源，分别投入至炉中而使其熔解时，用合金中实质上不含锂成分的熔解方法进行合金化。

权利要求2的发明是根据权利要求1所述的由锂离子二次电池制造铝-铜合金的方法，其特征在于，使其熔解时，用熔融盐层来阻断大气。

权利要求3的发明是根据权利要求2所述的由锂离子二次电池制造铝-铜合金的方法，其特征在于，用氯化物形成熔融盐层。

权利要求4的发明是根据权利要求3所述的由锂离子二次电池制造铝-铜合金的方法，其特征在于，作为氯化物而使用包含盐类的混合物。

权利要求5的发明是根据权利要求1~4中任一项所述的由锂离子二次电池制造铝·铜合金的方法，其特征在于，事先制造铝系的熔融基底金属（下湯）或者铝和铜的混合体系的熔融基底金属，并在其上投入铝源和铜源。

权利要求6的发明是根据权利要求5所述的由锂离子二次电池制造铝-铜合金的方法，其特征在于，边使熔融基底金属处于搅拌状态，边投入铝源和铜源。

发明效果

根据本发明的方法，能够以良好的成品率由锂离子二次电池制造实质上不含锂的铝-铜合金。

附图标记说明

图1是本发明的实施方式中使用的锂离子二次电池（层压电池单元）的立体图。

图2是包括实施方式所述方法的有价金属回收方法的整体流程图。

图3是成为图2的一部分的实施方式所述方法的示意图。

图4是实施方式所述方法中使用的熔化锅炉和搅拌装置的模式图。