【電池の解体】ラミネート型リチウムイオン電池を解体する方法

【電池の解体】ラミネート型リチウムイオン電池を解体、分解する方法

 

スマホ向けのバッテリーや電気自動車向けバッテリーを始めとしたリチウムイオン電池において、更なる高容量化、高電圧化、高エネルギー密度化に向けて、各企業で様々な研究開発が進められています。

 

リチウムイオン電池は近年発火事故なども注目されており、使用方法を間違えたり、電池に大きな負担をかけると危険な状態になる場合があります(※発火時の対処・消火方法はこちらで電池発火のメカニズムについてはこちらで解説しています。)

 

一般ユーザーは電池を解体することは危険を伴ったり、産業廃棄物の処理にも困ってしまうため、解体はしない方が良いですが、電池メーカー等で試作した電池を廃棄したり、劣化後の電池の状態を解析する場合には電池を解体する必要があります。

 

こちらのページでは、電池の解体に関する内容について解説しています。

 

 

ラミネート型電池リチウムイオン電池の解体する場所、解体する場所

まず、電気自動車用バッテリーなどに採用されているラミネート型電池の解体方法について解説します。

 

解体する場所は、電池には電解液を使用していたり、発火する危険性もありますので、ドラフトチャンバー内もしくはグローブボックス内で作業を行うようにしましょう

 

次に解体手順について解説します。

 

ラミネート型電池の完成系のイメージは以下の通りです。

 

作製方法の手順についてはこちらで解説していますが、解体の手順としましては主にこの手順の逆の操作を行っていきます。

 

 

 

解体の手順@ 電池の完全放電

 

電池を解体する場合には一般的に電池を完全に放電してから行いましょう。

 

0V、CCCV放電を行ったリ、抵抗線をつないで電気エネルギーを熱エネルギーに変換させて放電します。

 

ただし、充電状態の電極の状態を観察、解体したい場合は、放電させてしますと状態が変化してしまいますので、危険を若干伴いますが充電状態のまま解体していきましょう。

 

 

解体の手順A ラミネートケースからエレメントを取り出す

 
次にラミネートケースからエレメント(電気自動車向け電池などに採用されている場合が多い積層式のエレメント)を取り出しましょう。

 

以下のシール部付近のラミネート材から中のエレメント中の電極の耳の部分(合材が塗られていない部分)にカッターなどを入れ、切断し、中のエレメントを取り出していきます。

 

この際に、電極の塗工部を切断してしまった場合、正極と負極がカッターなどに金属(導体)でつながり、短絡してしまう恐れ がありますので(完全放電していれば大丈夫なケースが多いですが、まれに局所的に電気エネルギーが残っている場合、火花が出る場合もあります)。

 

 

 

 

 

 

解体の手順B エレメントの中身をばらしていく

 
次にエレメントの中身をばらしていきましょう。

 

こちらでは、積層式のエレメントをばらす方法について解説します。

 

積層式のエレメントの場合は正極と負極を挟むセパレータの入れ方が2種類あります。

 

負極側に封筒のように予めセパレータを包んでおき(セパ付きの負極)、セパ付きの負極と正極を重ねる方法とセパレータを九十九折(つづらおり)にして、正極と負極を交互に入れていく方法があります。

 

こちらでは、セパ付きの負極と正極が交互に重ねられている方法について解説します。

 

通常負極と正極が交互に重ねられているエレメントでは、セパ付きの負極と正極を交互に重ねた後に再度セパレータであったり電解液耐性のあるテープにより、固定されている場合が多いです。

 

この場合は、まず最外層のセパレータやPPテープをまずカッターなどで切断後に、単純に正極と負極を別々にばらしていきます。

 

そして、これらの電極やセパレータを産業廃棄物として廃棄したり、各種分析用に保存しておきましょう。

 


関連記事

 

容量(mAh,Ah)とは?
エネルギー密度とは?
リチウムイオン電池発火時の対処・消火方法
リチウムイオン電池発火のメカニズムは?
ラミネート型電池とは?

 


HOME プロフィール お問い合わせ