(57)【要約】【目的】  使用済みＮＡＳ電池を安全かつ効率良くリサイクル処理できる自動解体方法を提供すること。【構成】  ＮＡＳ電池の上部端子部に穴加工し、倒立させて油層中にてナトリウムを回収し、正極容器の上部と下部を切断し、さらに本体部を縦切断し、硫黄極（ＮａＳｘ）を解体するとともに、Ａｌ部材とステンレス部材を分別する工程を含み、これら工程を一連のライン上でかつ自動的に行なうようにしたＮＡＳ電池の自動解体方法。【選択図】        図5
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＡＳ電池の上部端子部に穴加工し、このＮＡＳ電池を倒立させて油層中にてナトリウムを回収し、正極容器の上部と下部を切断し、次いで本体部を縦切断し、硫黄極を解体するとともに、カートリッジを構成する金属部材を分別する工程を含み、これら工程を一連のライン上で行なうようにしたＮＡＳ電池の自動解体方法。
【請求項２】
ＮＡＳ電池の端子を切断し、負極金具に穴加工し、このＮＡＳ電池を倒立させて油層中にて溶融金属ナトリウムを回収し、正極容器上部の硫黄極と負極金具との間と下部の正極容器のみを切断し、次いで本体胴部を縦切断し、正極容器を剥がし、硫黄極を解体し、固体電解質管とカートリッジを構成する金属部材を分別する工程を含み、これら工程を一連のライン上で行なうようにしたＮＡＳ電池の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みナトリウム−硫黄電池（以下、ＮＡＳ電池と称する）を安全にかつ効率良くリサイクル処理するＮＡＳ電池の解体方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＡＳ電池は、負極に溶融金属ナトリウム、正極に溶融硫黄を配し、これらをナトリウムイオンに対して選択的に透過性を有するβアルミナ固体電解質部材で隔離し、特定の温度範囲、例えば３００〜３５０℃で作動させる充放電可能な二次電池である。
【０００３】
ＮＡＳ電池の構造は、例えば図１に示すように、溶融硫黄を収容するための円筒状の正極容器１，２と、溶融金属ナトリウム３を収容する金属管４，５からなるカートリッジ６を備えている。正極容器は外側のステンレス容器１と、内側のアルミニウム容器２からなる。カートリッジ６の金属管は、内層のステンレス管４と外層のアルミニウム管５の２層構造を有する。これら、金属ナトリウム３、金属管４，５からなるカートリッジ６によってナトリウム極（負極）７を形成する。さらに、カートリッジ６を内部に収容し、ナトリウムイオンを選択的に透過させる機能をもつ有底円筒状のβアルミナからなる固体電解質管８を備える。正極容器１，２と固体電解質管８との間に硫黄極（正極）９が設けられる。硫黄極９はポーラス状のカーボンに硫黄を担持させたものである。固体電解質管８と硫黄極９は、正極容器１，２内に電気絶縁リング１０によって固定される。電気絶縁リング１０はαアルミナによって形成され、その上部には負極金具１１と負極端子１２が配置される。また、正極容器１の外周部の上部に、正極端子１３が設けられる。
【０００４】
このような構造のＮＡＳ電池は、一般的にモジュール電池と呼ばれ、ＮＡＳ電池（単電池）を多数集積した実用単位からなる構成電池として用いられ、大量の電力を貯蔵できる能力をもつので、電力貯蔵用の電池として注目を浴びており、今後、大量に生産され、使用される傾向にある。これに伴い、使用済みのＮＡＳ電池が大量に発生することが予想される。使用済みＮＡＳ電池をそのまま廃棄することは、公害の発生など環境上から問題があり、地球資源の見地からも資源の無駄になるから、使用済みＮＡＳ電池をリサイクルすることが必要である。
【０００５】
本発明は、ＮＡＳ電池のリサイクル効率を高め、かつ、これを安全に処理するための自動解体方法を提供するものである。
【特許文献１】特開平３−８８２８１号公報
【特許文献２】特開平９−２１３３７９号公報
【特許文献３】特開平９−３３０７４４号公報
【特許文献４】特開２０００−２６０４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献によって提案された方法は、いずれもコストがかかり、ナトリウム以外の電池部品、電池材料を十分にリサイクルが困難であった。ナトリウムのみでなく、電池部品、電池材料を確実にかつ安全に回収でき、リサイクル率をほぼ１００％にする解体方法の出現がのぞまれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、まずＮＡＳ電池の負極端子１２と正極端子１３を切断し、負極金具１１に穴加工を施し、電池を倒立させて、油層中において金属ナトリウム３を加温雰囲気のもとで回収する。次いで、正極容器１，２の上部の電気絶縁リング１０、負極金具１１を分離し、下部の正極容器のみを分離する。次いで、胴部の正極容器部を縦方向に切開し、正極容器を剥がしとったのち、加圧し、充放電によって多硫化ナトリウム（ＮａＳｘ）に変化した硫黄極９を削裂させる。その後、固体電解質管８と、金属ナトリウム３を収容していたカートリッジ６を分別する。
本発明は、以上の工程を順次に行なうことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＮＡＳ電池の各部材を、ほぼ１００％のリサイクルすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法を実施する装置を図２，３，４を参照しながら説明する。
図２は本発明装置の実施例の立面図、図３はその平面図である。
まず、使用済みＮＡＳ電池２０をコンベアー２１に乗せ、切断部２２に移送し、ここで電池２０の負極端子１２と正極端子１３を切断し、負極金具１１にドリルによって穴加工を施す。孔の大きさは、ＮＡＳ電池の直径が６０ｍｍの場合、直径に対して２０〜６０％の範囲がよい。この範囲であると、加工性がよい。次いで電池２０を把持部２３に送り、把持した電池２０を倒立させて、油層例えば流動パラフィン槽２４に浸漬する。油槽２４中は例えば１１０〜１５０℃、好ましくは１２５〜１３５℃に保持する。金属ナトリウム３は、加熱され、溶融して油層中に落下する。上記の孔の大きさは、金属ナトリウムの流下を効率よく行なうために、直径２０％以下では小さすぎ、６０％以上では大きすぎる。３０〜５５％が最も効率よく金属ナトリウムを回収できる。
油槽２４から取り出した電池２０は、その正極容器１の上部を硫黄極９の上端と負極金具１１との間（カット部Ａ）において切断する。下部は、硫黄極９を切断しないようにカット部Ｂにおいて正極容器１，２のみを切断する。切断は、カッター装置例えばチップソー２５によって行なう。
【００１０】
次いで、カッター装置２６例えばフライス盤によって、正極容器１，２の本体胴部の外皮、またはさらに硫黄極９を縦方向に１２０度ごとに３分割に切断し、被覆ハガシ装置２７によって、正極容器１，２を剥がし、アルミ部材２とステンレス部材１とに分別する。被覆ハガシ装置２７は前記切断部に楔状の治具を挿入させ、正極容器のステンレス容器１とアルミニウム容器２を切り開く作用をする。分断した正極容器１の上部と下部は、回収装置２８によって回収し、装置外に取り出す。
硫黄極９は、硫黄と、それを担持するポーラス状のカーボン電極からなる。硫黄極は充電、放電をくり返すことによって硫化ナトリウム（ＮａＳｘ）に変化している。
【００１１】
次いで、硫黄極９を加圧プレス２９によって定寸にて加圧圧縮すると、硫黄極は、固体電解質管８に貼り合せた構造であるが、加圧によって削裂し、分断される。念のため、９０度回転させて再度加圧圧縮することで固体電解管８から分離する。
本発明におけるＮＡＳ電池は、例えば長さ３７５ｍｍ〜５２０ｍｍ、直径６０ｍｍ〜９０ｍｍである。定寸にて加圧する条件は８ｍｍ以内である。それ以上であるとカートリッジ６が変形して、これを各部材に分別することが困難となる。ステンレス管４、アルミ管５は、これらを固体電解管８から引き抜くことによって分別する。固体電解質管８のβアルミナも自然落下により、分別される。
次いで、槽３０においてカートリッジ６をアルミ部分とステンレス部分とに分別する。さらに、固体電解質管８のβアルミナも分別する。
カートリッジ６のアルミナ管５とステンレス管４の中間層、アルミ管５とβアルミナ８の中間層にも金属ナトリウムが介在しており、常温ではその金属ナトリウムが接着剤の役割をしている。したがって、常温では分別が難しく、槽３０で油層例えば流動パラフィン槽、１１０〜１５０℃中に浸漬して金属ナトリウムを溶融した後、３１でアルミ管５からステンレス管４を引き抜いて分離する。その際、固体電解質のβアルミナ８もアルミ管５から引き離して分別する。
【００１２】
これら分別された部材は水槽内において洗浄され、βアルミナ、Ａｌ部材、ステンレス部材（Ｆｅ部材）、上部端子部（Ａｌ，Ｆｅ，αアルミナ等）に分別して回収される。使用後、金属ナトリウムが溶解しＮａＯＨを含む水溶液は、工場用として転用する。図中３１はステンレス管とアルミニウム管の分離部である。
【００１３】
上記の切断部２２、把持部２３、カッター装置２５、カッター装置２６、被覆ハガシ装置２７、回収装置２８、加圧プレス２９、および各装置間の搬送手段は、いずれも慣用されている機械手段を用いる。よって、その構造の詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態であるＮＡＳ電池の構造を示す断面図である。
【図２】図１におけるII−II線による断面図である。
【図３】本発明の工程フローに沿ったＮＡＳ電池自動解体装置の立面図である。
【図４】上記ＮＡＳ電池自動解体装置の平面図である。
【図５】本発明方法における工程のフロー図である。
【符号の説明】
【００１５】
２０  ＮＡＳ電池
２１  コンベアー
２３  把持部
２４  油槽
２５  両端切断装置（カッター装置）
２６  縦溝切切断装置（フライス盤）
２７  被覆ハガシ装置
２８  端子分断回収装置
２９  硫黄極解体装置（加圧プレス）
３０  βアルミナ、Ａｌ部材、ステンレス（Ｆｅ）部材分離洗浄用槽
３１  ステンレス管とアルミニウム管の分離部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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