ブラックマスから再生した電池材料の品質評価
～純度評価から電池特性評価まで

ブラックマスから再生した電池材料とは？

1. ブラックマスとは？ ブラックマスの定義

ブラックマスとは、使用済みリチウムイオン電池を破砕・分離した後に得られる黒色粉末で、主に正極材（Li、Ni、Co、Mn）および負極材（グラファイト）を含む混合物です。金属ケースや集電体、樹脂などの非活物質は前処理で除去されます。

2. 再生プロセス概要

• ①前処理工程
  ・電池破砕後、磁選・比重分離により鉄、アルミ、銅を除去しブラックマスを採取
• ②湿式精製工程
  ・酸浸出によりLi、Ni、Co、Mnを溶出
  ・不純物（Fe、Cu、Al）を沈殿分離
  溶・液精製後、金属塩（硫酸塩、炭酸塩）を回収
• ③再合成工程
  ・回収した金属塩を化学量論比で混合
  ・高温焼成により結晶構造を制御し、NCM系やLFP系正極材を再合成

3. 品質管理と性能

上記のプロセスで再合成された材料の品質評価を行い、一定以上の品質の材料について電池特性評価を実施。ブラックマスから再生された材料の電池への再利用可否を判断します。

再生材の分析

• 純度：ICP分析でLi、Ni、Co、Mnなど元素の純度を確認（99%以上）。
• 結晶構造：XRDで層状構造の完全性を評価。
• 粒径分布：レーザー回折法でD50を新品材と同等に調整。

再生材の電池特性評価

電池試作

再生材の分析で一体レベル以上の品質の再生材を使用して電池を試作（コインセル、小型ラミネートセルなど）

電池特性評価

容量測定、レート特性およびサイクル特性を評価し、一定レベル以上（例サイクル特性　1C500サイクル　容量維持率80%以上）であることを確認します。クリアした材料が再度リチウムイオン電池用材料として使用されます。

• 充放電試験

  再生材を使用して試作したリチウムイオン電池の充放電特性評価を行います
  (初期容量、レート特性、入出力特性)

  

• 長期サイクル特性評価

  再生材を使用して試作したリチウムイオン電池の充放電サイクル試験により耐久性評価を行います。
  充放電を繰り返し、容量変化により耐久性評価