マイクロ波分解とXRDを組み合わせたリサイクル過程に おけるブラックマスおよび浸出残渣の特性評価

使用済みリチウムイオン電池(LIB)から発生するブラックマスは、湿式冶金リサイクルにおいて 酸浸出処理を受け、その過程で金属成分が溶解し、固体残渣が残ります。ブラックマスの効率的な処理と最適な工程設計のためには、その化学組成および相組成に関する詳細な知識が不可欠です。効率的な マイクロ波酸分解のためのMultiwave 7501とXRD分析のための XRDynamic 500を併用することで、LIBリサイクルをサポートおよび最適化するための最適な特性評価ワークフローが実現します。

新しいエネルギー貯蔵コンセプトの開発と電気自動車の着実な普及により、使用済みリチウムイオン電池(LIB)の数は継続的に増加しています。これらの電池にはリチウムやコバルトといった貴重な原材料が多量に含まれているため、電池生産における循環型経済への移行に向けた多大な努力がなされており、その中でリサイクルは重要な役割を担っています。使用済みバッテリーのリサイクルにおける一般的な最初のステップは、いわゆるブラックマスを抽出することです。これは通常、バッテリーを細断し、電解液や金属またはポリマーの大きな破片を取り除くことによって行われ、粉末状の物質が得られます。このブラックマスは、その後の湿式冶金リサイクルの出発原料として用いられ、その過程では一般的に最初のステップとして酸浸出処理が行われ、貴重な金属成分が抽出され、不溶性の固体残渣が残ります。
ブラックマスの化学組成および相組成を、残存する固体残渣のそれと比較して調査することで、浸出プロセスの有効性に関する貴重な知見が得られます。この知識は、ブラックマスの製造方法とその後のリサイクル方法の改善に役立つ可能性があります。本アプリケーションレポートでは、2つの分析手法が用いられています。

  • マイクロ波を用いた酸分解により、ブラックマスサンプルを完全に残留物なく溶解させ、誘導結合プラズマ発光分光法(ICP-OES)による金属含有量の正確な測定を可能にします。
  • ブラックマスおよび固体残渣の結晶相を決定するために、X線回折(XRD)を行いました。

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