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マルチフィールド支援低温溶融塩焙焼によるリチウムイオン電池浸出炭素残渣からの黒鉛回収に関する研究

Study on Recovering Graphite from Lithium Batteries Leaching Carbon Residues via Multi-Field-Assisted Low-Temperature Molten Salt Roasting (原題)

Yanlin Zhang, Wenyi Liang, Yunzuo Lei, Zhen Zhou, Jun Zhou, Zhen Yao, Qifan Zhong, Fuzhong Wu

Minerals📚 査読済 / ジャーナル2026-04-21#その他Origin: CN
DOI: 10.3390/min16040429
原典: https://doi.org/10.3390/min16040429
📄 PDF

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、リチウムイオン電池の湿式リサイクルで生じる炭素残渣（LCR）から、高圧・機械的活性化を併用した低温溶融塩焙焼により黒鉛を回収・再生する手法を提案。再生黒鉛の炭素純度は99.94%に達し、電気化学的性能は商用黒鉛に匹敵する。これにより、LCRの大規模処理と資源循環が可能となる。

English

This study proposes a low-temperature molten salt roasting method assisted by high pressure and mechanical activation to recover graphite from leaching carbon residue (LCR) of spent lithium-ion batteries. The regenerated graphite reaches 99.94% carbon purity and delivers a discharge capacity of 394.64 mAh/g with 86.50% capacity retention after 100 cycles, comparable to commercial graphite, enabling large-scale LCR recycling.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

本論文は中国の電池リサイクル技術に焦点を当てており、日本のGX政策（SSBJや有報開示）とは直接関係しないが、資源循環・電池サプライチェーンの観点から日本のバッテリーリサイクル戦略にも示唆を与える。

In the global GX context

While this paper addresses Chinese battery recycling technology and is not directly tied to climate disclosure frameworks (TCFD/ISSB), it contributes to the circular economy and critical mineral recovery, which are increasingly relevant to global GX supply chain resilience and ESG materiality assessments.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a novel multi-field-assisted roasting method for graphite recovery from battery waste, with detailed characterization and electrochemical testing.

🏢実務担当者:Offers a scalable recycling technique for recovering high-purity graphite from leaching residues, potentially applicable in industrial battery recycling operations.

📄 抄録（日本語訳）

浸出炭素残渣（LCR）は、使用済みリチウムイオン電池の湿式冶金リサイクルプロセスにおいて生成される炭素質固形廃棄物である。その高い黒鉛含有量は資源回収の大きな可能性を提供するものの、LCR中に残留する重金属およびフッ化物は相当な環境リスクを引き起こす。現在、LCRは業界内で十分な注目を集めておらず、大規模処分に適したリサイクル技術の欠如により、資源の浪費と環境汚染をもたらしている。これらの課題に対処するため、本研究は多場相乗強化の概念に基づく革新的な戦略を提案する。提案するアプローチは、高圧および機械的活性化によって支援される低温溶融塩焙焼を介してLCRから黒鉛（RG）を回収・再生することを含む。先進的特性評価技術の組み合わせを用いて、RGと市販黒鉛（CG）の物理化学的特性を比較し、再生黒鉛をリチウムイオン電池の負極材料として使用する技術的実現可能性を体系的に評価した。結果は、最適化された溶融塩焙焼および水浸出条件下で、RGの炭素含有量が99.94 wt%に達し、黒鉛マトリックスからの非炭素不純物の効率的な除去を示すことを実証している。CGと比較して、RGは典型的な層状構造を保持するが、より低い炭素含有量（99.94 wt%）およびより劣る構造秩序性（ID/IG = 0.30）が観察される。電気化学的性能に関して、RGは初回サイクル中に394.64 mAh/gの放電比容量を提供し、100サイクル後86.50%の容量保持率という優れたサイクル安定性を示す。この電気化学的性能は市販黒鉛に匹敵する。提案された多場支援低温溶融塩焙焼技術は、LCRからの高価値黒鉛資源の効率的な回収を可能にし、リチウムイオン電池用途に特化した全ライフサイクルリサイクル戦略を確立する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Leaching carbon residue (LCR) is a carbonaceous solid waste generated during the hydrometallurgical recycling of spent lithium-ion batteries. Although its high graphite content offers substantial potential for resource recovery, the residual heavy metals and fluorides present in LCR pose considerable environmental risks. Currently, LCR has not garnered sufficient attention within the industry, and the lack of recycling technologies suitable for large-scale disposal results in resource wastage and environmental pollution. To address these challenges, this study proposes an innovative strategy based on the concept of multi-field synergistic enhancement. The proposed approach involves recovering and regenerating graphite (RG) from LCR via low-temperature molten salt roasting assisted by high-pressure and mechanical activation. A combination of advanced characterization techniques was employed to compare the physicochemical properties of RG and commercial graphite (CG) and to systematically evaluate the technical feasibility of using regenerated graphite as an anode material for lithium-ion batteries. The results demonstrate that, under optimized molten salt roasting and aqueous leaching conditions, the carbon content of RG reaches 99.94 wt%, indicating the efficient removal of non-carbon impurities from the graphite matrix. Compared to CG, RG retains a typical layered structure; however, a lower carbon content (99.94 wt%) and poorer structural order (ID/IG = 0.30) are observed. In terms of electrochemical performance, RG delivers a discharge specific capacity of 394.64 mAh/g during the first cycle and exhibits excellent cycling stability, with a capacity retention of 86.50% after 100 cycles. This electrochemical performance is comparable to that of commercial graphite. The proposed multi-field-assisted low-temperature molten salt roasting technique enables the efficient recovery of high-value graphite resources from LCR, establishing a full-lifecycle recycling strategy tailored for lithium-ion battery applications.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。