(57)【要約】【課題】正極活物質と集電体の高い分離回収効率を低コストで得ることのできる方法を提供する。【解決手段】集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材に対して、皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極を集電体及び正極活物質に分離し、次いで、前記粉砕後の正極材を篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収することを含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材に対して、皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極を集電体及び正極活物質に分離し、次いで、前記粉砕後の正極材を篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収することを含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法。
【請求項２】
（Ａ）集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材を準備する工程と、
（Ｃ）前記正極材に皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極材を集電体と正極活物質を分離し、排出される正極材の粉砕物を回収する工程と、
（Ｄ）工程Ｃの後、前記粉砕物を目開きが１．０ｍｍ以下の篩で篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収する工程と、
を含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法。
【請求項３】
粉砕は、指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有する衝撃式の粉砕機を用いて行われる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造が、粉砕機出口側に設置されたスクリーンである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記スクリーンの目開きが６ｍｍ以下である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
粉砕された集電体の平均サイズがスクリーンの目開きよりも０．１〜２ｍｍ小さい請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
粉砕された集電体の平均サイズが２〜５ｍｍである請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
正極を集電体及び正極活物質に分離する工程が衝撃式ミルにより行われる請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
衝撃式ミルがハンマーミルである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間に、
（Ｂ）前記正極材を１０〜１００ｍｍの平均サイズに裁断する工程と、
を実施することを更に含む請求項２〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
工程（Ｂ）が１軸又は２軸破砕機により行われる請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、比較的高い電圧が得ることができるという特徴を有し、ノートパソコン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の小型電子機器用に多用されている。将来、電気自動車や一般家庭の分散配置型電源といった大型機器の電源としての利用も有望視されている。
【０００３】
リチウムイオン電池の電極体は一般に、正極、セパレータ及び負極が幾十にも巻回又は積層されたスタック構造を有している。このうち、正極は典型的にはアルミニウム箔でできた正極集電体とその表面にバインダーを介して接着されたＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2及びＬｉＭｎ2Ｏ4といったリチウム複合酸化物を材料とする正極活物質から構成されている。
【０００４】
リサイクルの観点から、使用済みリチウムイオン電池に含まれる正極材やリチウムイオン電池の製造工程で発生する不要な正極材から各種金属を分離回収できるのが望ましいが、正極活物質は集電体と強固に接着されていることから、これを容易に分離回収することのできる技術が必要とされていた。
【０００５】
集電体と正極活物質を分離する技術の一つとして、正極材を湿式処理する方法が知られている特開平１０−２５５８６２号公報（特許文献１）には、リチウムイオン二次電池の電極を酸性溶液、アルカリ金属の水酸化物溶液、アルカリ金属のアルコール溶液若しくは有機溶媒のうちのいずれかに浸漬し、前記電極を電極材と集電体とに分離する方法が記載されている。特開２００５−３２７４８２号公報（特許文献２）には、正極基板と正極活物質とからなる正極板を切断し、ｐＨ０〜３の硫酸水溶液中で浸漬撹拌することより、正極基板と正活物質を固体のまま分離回収する方法が記載されている。
【０００６】
また、正極材を燃焼処理する方法が知られている。特開平１０−８１５０号公報（特許文献３）では、金属箔塗着廃材をシュレッダー等で適当な大きさ、例えば数ｍｍから数十ｍｍ角の大きさに裁断処理した後、酸素含有ガス気流中で３００〜６００℃で燃焼処理することにより、金属箔塗着廃材の電極材料中に配合されているアセチレンブラックやカーボン等の導電剤とフッ素樹脂、フッ素ゴム等の結着剤とを選択的に分解させて除去する方法が開示されている。
【０００７】
また、特開平１０−０９２４１７号公報（特許文献４）には正極板を振動ミル、ターボミル、ヘンシェルミキサー、デゾルバー等の高速のシェアや衝撃力による各種破砕機によって、正極板を粉砕することが記載されている（段落００３３〜００３４）。そして、望ましい具体例としてターボミル及びヘンシェルミキサーが記載されており、これらによって、正極板を粉砕するとともに導電性基板から正極合剤層が剥離されることが記載されている。
そして、破砕機によって得られた粉砕物は、破砕機によって導電性基板の粉砕物と正極合剤層の粉砕物の混合物であるので、この混合物から粒径や比重の差を利用して導電性基板と正極合剤層を振動ふるい装置などで分離することが記載されている（段落００４５〜００４６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２５５８６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３２７４８２号公報
【特許文献３】特開平１０−８１５０号公報
【特許文献４】特開平１０−０９２４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、集電体と正極活物質を分離する技術が知られているが、酸を利用する湿式処理では、回収物であるＣｏ、Ｎｉ等の溶出によるロスや不純物であるＡｌの溶解、混入といった欠点がある。有機溶媒による分離方法では回収率は高いが、回収された正極材からの溶媒の除去や溶媒を取り扱う上での安全性の問題がある他、処理コストが高いという欠点がある。燃焼処理する方法では、結着剤（バインダー）である有機材料を焼却処理することにより正極材を回収する。しかし、正極材の剥離不良やＡｌの溶融による巻き込みなどにより回収率が低く、さらに、スクラップの状態によって処理条件が異なるなどの課題が残っている。また、正極材を粉砕することにより正極活物質の剥離を促進する方法は有望な技術であるが、集電体と正極活物質の分離回収効率には未だ改善の余地が残されている。
【００１０】
そこで、本発明は、正極活物質と集電体の高い分離回収効率を低コストで達成できる従来技術とは異なる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、正極材に皺を与えながら粉砕し、粒状にすることによって、正極を集電体及び正極活物質に高効率で分離回収できることを見出した。本発明はかかる知見を基礎として完成した。
【００１２】
本発明は一側面において、集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材に対して、皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極を集電体及び正極活物質に分離し、次いで、前記粉砕後の正極材を篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収することを含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法である。
【００１３】
本発明は別の一側面において、（Ａ）集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材を準備する工程と、（Ｃ）前記正極材に皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極材を集電体と正極活物質を分離し、排出される正極材の粉砕物を回収する工程と、（Ｄ）工程Ｃの後、前記粉砕物を目開きが１．０ｍｍ以下の篩で篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収する工程とを含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法である。
【００１４】
本発明に係る方法の一実施形態においては、粉砕は、指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有する衝撃式の粉砕機を用いて行われる。
【００１５】
本発明に係る方法の別の一実施形態においては、指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造が、粉砕機出口側に設置されたスクリーンである。
【００１６】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、前記スクリーンの目開きが６ｍｍ以下である。
【００１７】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、粉砕された集電体の平均サイズがスクリーンの目開きよりも０．１〜２ｍｍ小さい。
【００１８】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、粉砕された集電体の平均サイズが２〜５ｍｍである。
【００１９】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、正極を集電体及び正極活物質に分離する工程が衝撃式ミルにより行われる。
【００２０】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、衝撃式ミルがハンマーミルである。
【００２１】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間に、（Ｂ）前記正極材を１０〜１００ｍｍの平均サイズに裁断する工程とを実施することを更に含む。
【００２２】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態においては、工程（Ｂ）が１軸又は２軸破砕機により行われる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、リチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を高効率で分離回収することができる。本発明に係る方法は例えばリチウムイオン電池をリサイクルするときに有用である。本発明に係る方法では粉砕設備及び篩機という単純な設備構成で実施可能であり、薬品を使用する湿式処理や高温を扱う燃焼処理に比べて処理コストが安く、処理操作や安全管理も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】皺を与えられながら粉砕し、粒状にされた正極材のサンプル写真である。
【図２】皺を与えられながら粉砕し、粒状にされた正極材のサンプルの拡大写真である。
【図３】板状に粉砕された正極材のサンプルの写真である。
【図４】板状に粉砕された正極材のサンプルの拡大写真である。
【図５】皺の深さプロファイルの例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法の一実施形態においては、
（Ａ）集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材を準備する工程と、
（Ｂ）前記正極材を裁断する工程と、
（Ｃ）指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有する衝撃式の粉砕機を用いて、前記正極材に皺を与えながら粉砕し、粒状にする過程を通じて正極材を集電体と正極活物質を分離し、排出される正極材の粉砕物を回収する工程と、
（Ｄ）工程Ｃの後、前記粉砕物を目開きが１．０ｍｍ以下の篩で篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収する工程と、
を含むリチウムイオン電池用正極材から集電体及び正極活物質を分離回収する方法である。
【００２６】
＜工程（Ａ）＞
工程（Ａ）では集電体と正極活物質がバインダーにより接着している構成を有するリチウムイオン電池用正極材を準備する。限定的ではないが、一般的な正極材では、正極活物質、バインダー並びに必要に応じて導電剤及び電解質等を含む電極材料を溶媒に分散して正極活物質スラリーを調製し、この正極活物質スラリーを集電体上に塗布して乾燥させた後にプレスすることにより、集電体の片面又は両面に正極活物質が接着されている。本発明に係る方法はとりわけ、使用済みのリチウムイオン電池から回収した正極材、製造過程等で発生した規格外（オフスペック）の正極材、品質管理上の抜取検査処理用の正極材、及び製造過程で発生した端材等を特に処理対象とすることができる。
【００２７】
集電体としては、限定的ではないが、アルミニウム、銅、ニッケル、銀、金、クロム、鉄、スズ、鉛、タングステン、モリブデン、亜鉛又はこれらを含む合金等の金属が使用されるのが通常であり、アルミニウムが多用されている。集電体は金属箔の形態で提供されるのが一般的である。本発明に係る方法は集電体としてアルミニウム又はアルミニウム合金を使用した正極材に特に好適に使用可能である。
【００２８】
正極活物質としてはリチウムイオン電池用の正極活物質として公知のものであれば特に制限はないが、一般的にはリチウムの他、コバルト、ニッケル、マンガン、チタン、バナジウム、鉄及び銅の何れか１種又は２種以上を含有する複合酸化物又は塩の形態として提供される。
【００２９】
バインダーとしては一般に樹脂が使用されており、限定的ではないが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂及びユリア樹脂等が挙げられる。典型的にはＰＶＤＦが使用される。
【００３０】
＜工程（Ｂ）＞
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）で準備したリチウムイオン電池用正極材を裁断する。工程（Ｂ）は実施しなくてもよいが、工程（Ｃ）における粉砕機に投入しやすくし、また工程（Ｃ）における粉砕時間を短くする観点から実施することが好ましい。裁断時に正極材に与えられる機械的衝撃は、正極活物質と集電体の接着強度を弱める働きもある。裁断の方法には制限はないが、例えば、１軸又は２軸の破砕機にかけることができる。
【００３１】
一実施形態において、破砕機については、出力２０〜５０ｋＷ、典型的には出力３０〜４０ｋＷ、（例：３７ｋＷ）の一軸せん断式破砕機を使用し、投入速度３０〜１００ｋｇ／ｍｉｎ、典型的には投入速度５０〜６０ｋｇ／ｍｉｎ（例：５０ｋｇ／ｍｉｎ）で処理を行うことができる。
【００３２】
破砕機に正極材を投入する際の留意事項としては、以下が挙げられる。工程（Ｂ）でいきなり集電体からの正極活物質の剥離まで実施することを意図して細かく裁断し過ぎると、破砕機での滞留時間が長くなり、細かいＡｌ小片が生成し、後の篩別による篩下の正極材中の不純物であるＡｌの含有割合が多くなってしまうという問題が生じやすい。また、リチウムイオン電池製造工程で発生するスクラップは、ロール状のものや束状に折り重なったもの等が存在し、原料の形態が一様ではなく、大きさも様々である。このように形態や大きさが異なるものが混在する中では、安定して良好な分離回収効率を得るのは困難である。更には、細かく裁断する場合には破砕機側の投入口径の制約も生じる。
【００３３】
従って、この段階では剥離することは考えずにまず比較的大きく裁断することが望ましい。具体的には、正極材を１０ｍｍ以上の平均サイズに裁断することが好ましく、２０ｍｍ以上の平均サイズに裁断するのが更により好ましい。一方で、裁断後の正極材を大きくし過ぎると、次の工程での破砕の負荷が大きくなり、好ましくはない。具体的には、裁断は３００ｍｍ以下であれば、次工程の処理は可能であるが、２００ｍｍ以下に裁断することが好ましく、平均サイズで1００ｍｍ以下の平均サイズに裁断することがより好ましい。従って、この工程での裁断後の好ましい平均サイズは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは、２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下が好ましい。  
【００３４】
ここでいう正極材のサイズは、裁断された正極材を平面上に、自立可能であってその高さが最小になる向きに置いたときに、平面上で当該集電体を取り囲むことの出来る最小円の直径として定義され、その任意の１００個以上の平均値を正極材の平均サイズとする。裁断後の正極材の大きさは例えば破砕機の出口にスクリーンを設置し、スクリーンの目開きを調整することで調整可能である。
【００３５】
＜工程（Ｃ）＞
工程（Ｃ）は、指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有する衝撃式の粉砕機を用いて、前記正極材に皺を与えながら粒状に粉砕する過程を通じて正極材を集電体と正極活物質を分離し、排出される正極材の粉砕物を回収する工程である。これにより、集電体と正極活物質を高効率で分離することが可能になる。
【００３６】
粉砕物中には、剥離した集電体、剥離した正極活物質、及び未剥離の正極材が含まれる。工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）を経ずに行うこともできるが、先述した理由により、工程（Ｂ）を経た後に実施することが好ましい。
【００３７】
理論によって本発明が限定されることを意図するものではないが、皺を与えることで正極活物質の分離効率が上昇する理由について以下に考察する。正極材を構成する集電体は一般に金属箔であり、その表面にバインダーを介して活物質が接着されている。そのため、物理的な力によって活物質を剥離する場合、集電体に剪断力を与えて粉砕するだけでは切断箇所近傍の活物質しか十分に剥離することができない。しかしながら、集電体に数多くの皺（凹凸）を与えて集電体上の活物質に亀裂を生じさせ、それに対して衝撃力を加え続けることで亀裂が伝播して活物質が集電体から剥離しやすくなると考えられる。そして、皺を与えるような外力を集電体に付与し続けると、集電体は破断しながら徐々に小さくなる。また、粉砕機が指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有することにより、粉砕機から排出される粉砕物の大きさを調整することができるが、最終的には排出される粉砕物は、皺で折り畳まれた粒状になると推察される。皺を与えられながら粒状に粉砕された正極材のサンプル写真を図１及び図２に示す。また、図３及び図４には板状に粉砕された正極材のサンプル写真を示す。
【００３８】
粉砕時に、正極材に皺を与えて粒状化させるためには、粉砕対象物に線接触して剪断力を与える粉砕機ではなく、粉砕対象物に面接触して衝撃力を与えるような粉砕機を使用することが望ましい。そのような粉砕機としては、例えば、原料の投入が回分式又は連続式の装置であり、投入した材料が粉砕を受ける空間に、材料と面接触する回転式の破砕歯を１本又は複数本有する構造を持ち、この回転式の破砕歯により、１秒間に複数回衝撃を与えることができる装置が好適である。そのような装置としては、サンプルミル、ハンマーミル、ピンミル、ウィングミル、トルネードミル等の衝撃式ミルが好ましく、ハンマーミルがより好ましい。
【００３９】
粉砕機が指定した大きさよりも小さくなるまで粉砕物が機内に滞留する構造を有するような構造としては例えば粉砕機の出口に設置されたスクリーンが挙げられる。スクリーンを粉砕機の出口に設置することにより、粉砕物がスクリーンを通過できる程度の大きさにまで粉砕されると迅速に粉砕機よりスクリーンを通じて排出されることになる。そのため、粉砕された正極材の大きさの分布が均一化されるので、品質安定性が高まる。
【００４０】
粉砕機（典型的にはハンマーミル）の出口のスクリーンの目開きは大きすぎると正極活物質の剥離が十分ではない状態で正極材が排出されることになるので、６ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。ただし、スクリーンの目開きはあまり小さくしてしまうと、集電体が小さくなりすぎて次工程における篩別時に正極活物質との分離効率が低下するため、２ｍｍ以上とすることが好ましく、３ｍｍ以上とするのがより好ましく、典型的には３〜４ｍｍとすることができる。粉砕された集電体の平均サイズはスクリーンの目開きよりも０．１〜２ｍｍ小さいのが一般的であり、より典型的には０．５〜１ｍｍ小さい。
【００４１】
本発明におけるスクリーンの目開きは、形状を円形とし、その直径で定義される。しかしながら、本発明では篩目の形状は円形に限られるものではなく、例えば正方形、長方形、菱形又は楕円形でもよい。そのため、目開きがｘｍｍのスクリーンというのは、目開きの形状が円形で直径がｘｍｍのスクリーンのみならず、これと実質的に同等の特性を有する他の目開き形状のスクリーンも包含するものとする。
【００４２】
粉砕された集電体の平均サイズは、大きすぎると正極活物質の剥離が十分ではない状態となりやすいので、６ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。ただし、粉砕された集電体の平均サイズは、小さくなりすぎても正極活物質との分離効率が低下するため、１ｍｍ以上とすることが好ましく、２ｍｍ以上とするのがより好ましく、典型的には２〜３ｍｍとすることができる。
【００４３】
集電体のサイズは、工程（Ｂ）における定義と同様であり、集電体を平面上に自立可能であってその高さが最小になる向きに置いたときに、平面上で当該集電体を取り囲むことの出来る最小円の直径として定義し、その任意の１００個以上の平均値を集電体の平均サイズとする。
【００４４】
破砕歯の回転数は、例えば、３０００ｒｐｍ以上、好ましくは５０００ｒｐｍ以上の回転数とすることができ、３０〜８０ｍ／ｓ、好ましくは６０〜７０ｍ／ｓの周速とすることができる。
【００４５】
正極材に衝撃力を与える際の留意事項としては、以下が挙げられる。１秒あたりに正極材に接触・衝突する回数を多くすることで、衝撃力を与える回数が多くなり、与える力の方向が１次元的ではなく、３次元方向であることで、正極材に微小で多数の皺が顕微鏡写真により確認でき（図２）、集電体からの正極活物質の剥離性がよくなる。例えば、回転式の歯の場合は回転数を上げることで、その条件を満たすことができる。
【００４６】
粉砕機による粉砕プロセスが「皺を与えながら粒状に粉砕する過程」であるか否かは、粉砕機から排出された集電体の形状が板状であるか、粒状であるかを判別して、粒状が多い場合に「皺を与えながら粒状に粉砕する過程」であるとする。「粒状が多い場合」とは、具体的には５０％以上、好ましくは７０％以上の個数割合とする。
【００４７】
集電体の形状の判別は、板状であるか、粒状であるかを目視によって判別できる。粒状とは、集電体が丸まって、球状または楕円球状になったものである。また、粒状を微視的に観察（顕微鏡観察）すると図２に示すように、皺の複数の集りがみられる。これらに皺の深さは５０μｍ以上ある。したがって、板状であるか、粒状であるかの判別が目視で困難な場合には、集電体中央部に基準長さ０．５ｍｍの線分当たりに深さが５０μｍ以上の皺が複数観察されるものは粒状と判別される。中央部を観察することとした理由は、集電体の端部は剪断的な粉砕であっても又は不十分な粉砕であっても皺になりやすいことから、板状であるか粒状であるかの判断基準には使用できないからである。
深さは、顕微鏡と組み合わせた非接触式三次元（座標）測定器（３Ｄ−ＳＥＭ）を用いるなどで確認できる。図５は、３Ｄ−ＳＥＭで得られた上記線分の一つについての深さプロファイルの例である。ｌは皺を表すＶ字の両端を結ぶ線分の長さであり、ｄはＶ字の頂点から深さ方向に下ろした直線についてのＶ字の両端を結ぶ線分との交点までの長さであり、これが深さである。
以上のような判別手順において、集電体１００個に対して板状であるか、粒状であるか否かを判別し、粒状が５０％以上の個数割合である場合には、「皺を与えながら粒状に粉砕する過程」であるとする。
【００４８】
＜工程（Ｄ）＞
工程（Ｃ）の後、回収された正極材の粉砕物を篩で篩別して、篩上側に集電体、篩下側に正極活物質を回収する工程（Ｄ）を実施する。工程（Ｃ）によって分離された集電体と正極活物質の大きさを比較すると、集電体から剥離した正極活物質は粉状であるため、集電体の方が大きい。そのため、適切な目開きを有する篩を利用することにより両者を高い分離効率で篩別することが可能となる。
【００４９】
工程（Ｄ）で使用する篩の目開きが篩の目開きが大きすぎると篩下側に移行される集電体の量が増えることになる。そこで、篩の目開きは１．０ｍｍ以下が好ましいが、小さすぎると篩上側に移行する正極活物質の量が増えるので、篩の適切な目開きは、０．０５〜１．０ｍｍであり、好ましくは０．１〜０．５ｍｍであり、より好ましくは０．２５〜０．３ｍｍである。
【００５０】
本発明によれば、工程（Ｄ）の前後で、篩下に回収される集電体の分配率を３０％以下とすることができ、好ましくは２０％以上とすることができ、より好ましくは１０％以上とすることができ、例えば５〜２０％とすることができる。当該割合は、（工程Ｄ後の篩下に回収された集電体成分の質量）／（工程Ｄの直前の正極材中に含まれる集電体成分の質量）×１００（％）で表される。
【００５１】
本発明によれば、工程（Ｄ）の前後で、篩下に回収される正極活物質の金属成分の分配率を８０％以上とすることができ、好ましくは８５％以上とすることができ、より好ましくは９０％以上とすることができ、更により好ましくは９５％以上とすることができる。当該割合は、（工程Ｄ後の篩下に回収された正極活物質の金属成分の質量）／（工程Ｄの直前の正極材中に含まれる正極活物質の金属成分の質量）×１００（％）で表される。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例を説明するが、実施例は例示目的であって発明が限定されることを意図しない。実施例において、金属の分析は王水溶解によるＩＣＰ発光分光分析装置による測定により行った。
【００５３】
集電体としてはアルミニウム箔を、バインダーとしてはＰＶＤＦを使用したリチウムイオン電池用正極材を用意した。
【００５４】
（裁断）
各試験例につき、当該正極材１００ｋｇを、破砕歯の下部に目開き３００ｍｍの振動スクリーンの付いた一軸せん断式破砕機にて、１２ｒｏｕｎｄ／ｍｉｎ、５０ｋｇ／ｍｉｎの投入量、出力３７ｋＷで裁断した。裁断後の正極材の平均サイズを先述した方法によって定規またはノギスで測定したところそれぞれ２０〜３０ｍｍ程度であった。
【００５５】
（粉砕）
次いで、篩下に回収された正極材のうち２ｋｇを下部にスクリーンの付いた容積１１Ｌのハンマーミルに０．６６ｋｇ／ｍｉｎの投入速度で投入し、試験番号毎に回転数、スクリーンの目開きを表１に記載の条件に設定して連続運転した。運転時間はＮｏ．５のみ３０秒として、残りは全量排出されるまで運転した。
【００５６】
【表１】
2014194873.tif 000002
【００５７】
（外観試験）
試験番号毎に、正極活物質が剥離された集電体を１００個取り出し、先述した方法に従って、板状と粒状に選別し、それぞれの個数をカウントし、割合を求めた。
「◎」は７割以上、「○」は５割以上７割未満、「×」は５割未満である。
また、試験番号毎に粉砕後の集電体の平均サイズを、先述した方法に従って測定した。表２に結果を示す。
【表２】
2014194873.tif 000003
【００５８】
（篩別１：目開き１ｍｍ）
試験番号毎に、ハンマーミルから排出された正極材（粉砕された集電体及び剥離した正極活物質を含む）を目開きが１ｍｍの振動篩で篩別した。篩下を回収してＩＣＰで分析し、篩下への正極活物質（Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｌｉ）の分配率、篩下へのＡｌの分配率、及び篩下中のＡｌ濃度を計測した。なお、篩下への正極活物質分配率＝（篩下の正極活物質の質量）／（全正極活物質の質量）であり、篩下へのＡｌ分配率＝（篩下のＡｌ質量）／（全Ａｌ質量）である。結果を表３に示す。
【表３】
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【００５９】
（篩別２：目開き０．２５ｍｍ）
試験番号毎に、ハンマーミルから排出された正極材（粉砕された集電体及び剥離した正極活物質を含む）を目開きが０．２５ｍｍの振動篩で篩別した。篩下を回収してＩＣＰで分析し、篩下への正極活物質分配率、篩下へのＡｌ分配率を計測した。結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
（篩別３：目開き０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ）
Ｎｏ．３について、ハンマーミルから排出された正極材（粉砕された集電体及び剥離した正極活物質を含む）を目開きが０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍの振動篩で篩別した。篩下を回収してＩＣＰで分析し、篩下への正極活物質分配率、篩下へのＡｌ分配率を計測した。結果を表５に示す。
【００６２】
【表５】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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