使用済みリチウムイオン電池を再生する新しい化学的手法(New life for spent batteries? Chemistry has a solution)

2026-03-04 ウィスコンシン大学マディソン校 (UW-Madison)

米ウィスコンシン大学マディソン校の研究チームは、使用済みリチウムイオン電池を再生する新しい電気化学的リサイクル技術を開発した。特に電気自動車などで普及しているリン酸鉄リチウム(LFP)電池を対象とし、電気と安価なアルカリ溶液を用いて劣化した正極材料にリチウムイオンを再供給し、元の性能に近い状態へ回復させる「直接再生」法を提案した。従来のリサイクル法は高温処理などでエネルギー消費が大きいが、この方法では副生成物は水と酸素のみで環境負荷も低い。再生した材料は新品とほぼ同等の性能を示し、電池資源の循環利用と廃棄物削減に貢献する技術として期待されている。

使用済みリチウムイオン電池を再生する新しい化学的手法(New life for spent batteries? Chemistry has a solution)
Schematic of LFP degredation and regeneration process. Loss of lithium ions creates vacancies in the crystal structure, limiting its ability to hold a charge. Direct recycling replaces the lost ions in the structure.

<関連情報>

使用済みLiFePO4電池正極の酸化還元電気化学的再生 Redox-Mediated Electrochemical Regeneration of Spent LiFePO4 Battery Cathodes

Deok-Ho Roh, Dayun Jung, James B. Gerken, Jesse J. Martinez, Eric Kazyak, Shannon S. Stahl
Angewandte Chemie International Edition  Published: 10 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202520213

ABSTRACT

Direct recycling of lithium-ion battery cathodes offers considerable appeal over metallurgical approaches. Here, we demonstrate a mediated electrochemical method for direct regeneration of degraded LiFePO4 (LFP). The approach uses a redox mediator, iron propylenediamine tetraacetate, that undergoes electrochemical reduction and is circulated through an external reservoir, where it supplies the electrons needed to regenerate LFP in the presence of Li+ ions derived from LiOH oxidation. Rapid outer-sphere electron transfer is observed from the mediator to the degraded LFP material. This feature, together with good aqueous solubility of the mediator (0.3 M), supports current densities up to 100 mA/cm2, and this electrochemical recycling process is demonstrated on 100 g scale. 57Fe Mössbauer spectroscopy is used to monitor the correction of structural defects in the degraded LFP, providing the basis for regeneration of LFP that matches the electrochemical performance of pristine LFP.

0402電気応用
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