(57)【要約】【課題】保護回路が内蔵されているため電池パックを簡便かつ安全に放電処理することができる電池パックの放電方法を提供する。【解決手段】ケースＫ内に複数の電池セルＣが収容された、保護回路ＰＳを有する電池パックＰＢを処理する方法であって、ケースＫに、ケースＫ内部と外部との間を連通する貫通孔ｈを形成し、貫通孔ｈが形成された電池パックＰＢを、電気伝導性を有する液体に浸漬する。ケースＫに貫通孔ｈを形成してから電池パックＰＢを電気伝導性を有する液体に浸漬すれば、貫通孔ｈを通して液体をケースＫ内に導入することができる。ケースＫ内の電池セルＣの電極に直接に液体が接触し、保護回路ＰＳを通ることなく、電極間に電流が流れるので、保護回路ＰＳが設けられている電池パックＰＢであっても、効率よく放電処理を行うことができる。ケースＫに貫通孔ｈを形成するだけであるから、放電処理のための前処理を簡単かつ容易に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に複数の電池セルが収容された、保護回路を有する電池パックを処理する方法であって、
前記ケースに、該ケース内部と外部との間を連通する貫通孔を形成し、
該貫通孔が形成された電池パックを、電気伝導性を有する液体に浸漬する
ことを特徴とする電池パックの放電方法。
【請求項２】
前記ケース内に、前記電池セルが複数列並んで収容されており、
前記ケースにおいて、前記電池セルが並んでいる方向の一端部と他端部に、前記貫通孔を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の電池パックの放電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックの処理方法に関する。さらに詳しくは、複数の電池セルがケース内に封入されて形成された電池パックにおいて、封入されている電池セルに残留している電気を除去する作業に採用することができる電池パックの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済みの電池（以下、廃電池という）には、多数の有価金属（ニッケル、コバルト、マンガン、銅、リチウム等）が使用されているため、廃電池を解体して有価金属を回収するリサイクル処理が行われる。
かかる廃電池には、機器を駆動する電力はなくても、ある程度の電力が残留している可能性がある。このため、リサイクル処理における電池の解体中に電池の正極と負極とがショートした状態になると、電池内で大電流が流れ発熱して発火したり、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル等の電解液が突沸したりするなどのトラブルを生じる危険性がある。
【０００３】
そこで、上記のごとき問題が生じることを防ぐために、廃電池を解体する前に残留している電力を放電等させて、残留電力を減少させることが行われている。そして、かかる処理を行う場合、廃電池を個別に放電等させて残留している電力を減少させることは手間がかかりすぎて実用的ではないので、従来、水等の伝導物質の溶液中に廃電池を投入し、伝導物質を介して電極間を短絡させ放電する方法などが提案されている。
【０００４】
しかるに、複数の電池セルがパッケージとして封入されているパック形態の電池(以下、単に電池パックという)では、過電流を防止する保護回路が付いたものが多くなっている。かかる保護回路を有する電池パックでは、電池パックをそのまま伝導物質の溶液中に浸漬させて外部端子間を短絡させても放電が効率的に進まない。なぜなら、外部端子間に大電流が流れると、保護回路が電流を制御することがあるからである。
また、電流制御機能を持たない種類の保護回路を持つ電池パックであったとしても、保護回路が外部との電気的接続を行うために電池パックの外面に設けられている外部端子は、その金属露出部の表面積が安全上小さくなっている。すると、外部端子の導通面積が小さくなっていることによって、電池パック内部の複数の電池セル全てを対象とした十分な放電電流が得にくく、放電に時間がかかってしまう。
【０００５】
このため、保護回路を有する電池パックでは、電池パックを液体窒素等で冷却して内部にある引火性の有機溶媒を凍らせて安定化させ、パッケージのみをロールクラッシャー等により開砕し、パッケージ内部から電池セルを取り出して、取り出された電池セルを処理したり（特許文献１、２）、パッケージを一つ一つ手作業で分解して開き、電池セルを取り出して取り出された電池セルについて放電処理を行ったり、もしくは、別の処理にて無害化するなどのコストと手間のかかる方法が採用されていた。
【０００６】
近年使用が増加し、また、廃棄量が増加している電池パックについて、効率よくリサイクル処理する上では、電池パック内の電池セルについて効率よく放電処理を行うことが重要であり、効率よく放電処理を行う方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３４９５７０７号公報
【特許文献２】特表２００４−５０８６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、保護回路を内蔵している電池パックを簡便かつ安全に放電処理することができる電池パックの放電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の電池パックの放電方法は、ケース内に複数の電池セルが収容された、保護回路を有する電池パックを処理する方法であって、前記ケースに、該ケース内部と外部との間を連通する貫通孔を形成し、該貫通孔が形成された電池パックを、電気伝導性を有する液体に浸漬することを特徴とする。
第２発明の電池パックの放電方法は、第１発明において、前記ケース内に、前記電池セルが複数列並んで収容されており、前記ケースにおいて、前記電池セルが並んでいる方向の一端部と他端部に、前記貫通孔を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、ケースに貫通孔を形成してから電池パックを電気伝導性を有する液体に浸漬すれば、貫通孔を通して液体をケース内に導入することができる。すると、ケース内の電池セルの電極に直接液体が接触し、保護回路を通ることなく、電極間に電流が流れるので、保護回路が設けられている電池パックであっても、効率よく放電処理を行うことができる。しかも、ケースに貫通孔を形成するだけであるから、放電処理のための前処理を簡単かつ容易に行うことができる。
第２発明によれば、一方の端部に設けられた貫通孔から液体を流入させる一方、他方の端部に設けられた貫通孔からケース内部の気体を排出させることができる。しかも、液体や気体を、電池セルの並んでいる方向に沿って流すことができるので、液体をケース内に迅速に充満させることができるし、放電の際に発生する気体の排出処理も迅速に行うことができる。よって、放電処理の時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の電池パックの放電方法によって電池パックＰＢを処理する作業を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の電池パックの放電方法は、複数の電池セルがケースに収容されてパッケージされた電池パックにおいて、電池パックから有価金属を回収する回収処理を行う前に行う放電処理を行う方法である。
具体的には、ケース内に収容されている複数の電池セルについて、その内部に残存している電力を放電させて、回収処理において電池のショートなどに起因する発熱や、その発熱によって電池内部の活性リチウムや有機物質（炭酸エチレン、炭酸エステル類等）などの物質同士が化学反応をおこし電池内の圧力が一気に上昇してガス噴出・爆発炎上するなどの問題が生じることを防ぐために放電処理を行う方法である。
【００１３】
（電池パックＰＢの説明）
まず、本発明の電池パックの放電方法（以下、本発明の方法という）について説明する前に、本発明の方法によって処理される電池パックＰＢを説明する。
図１において、符号ＰＢは、本発明の方法によって処理される電池パックを示している。この電池パックＰＢは、例えば、パソコンや電気自動車、電動自転車、電動二輪車、携帯電話、デジタルカメラ、電動工具、家庭用蓄電池等のバッテリとして使用されるものであり、ケースＫ内に複数の電池セルＣが収容されて形成されたものである。
【００１４】
電池セルＣは、例えば、円筒型（鉄ケース）、角型（鉄ケースもしくはアルミケース）、ラミネート型のリチウムイオン電池やニッケル水素電池などであるが、一般的な電池パックＰＢに使用されるものであれば、とくに限定されない。
【００１５】
ケースＫは、通常、プラスチックなどの素材を成形して形成された中空な箱形の部材であり、その内部の中空な空間に電池セルＣを複数収容できるように構成されている。
例えば、ケースＫは、複数の電池セル列が形成され、かつ、各電池セル列は電池セル列の軸方向（図１（Ａ）のａ方向）と各電池セルＣの軸方向とがほぼ同軸となるように、電池セルＣを収容できるような形状に形成されている（図１（Ａ）参照）。
【００１６】
また、ケースＫには、外部と電池セルＣとを電気的に接続する外部電極が設けられており、この外部電極と電池セルＣとを電気的に接続する電気経路に、保護回路ＰＳが設けられている。この保護回路ＰＳは、外部電極から外部に供給される電流が所定の量以上とならないように制御する機能を有するもの、つまり、過大な電流が流れないように電流量を制御する機能を有するものである。
【００１７】
（電池パックＰＢの放電方法）  
つぎに、本発明の方法について説明する。
まず、使用済みの電池パックＰＢに対して、そのケースＫにその内部と外部との間を連通する貫通孔ｈを形成する（図１（Ｂ）、孔形成工程Ｓ１）。
このとき、貫通孔ｈを、ケースＫにおいて、電池セル列の一端部と他端部にそれぞれ形成する。例えば、図１（Ｂ）であれば、ケースＫにおいて、電池セル列の一端が位置する側方端面に貫通孔Ｌｈが形成されており、かつ、電池セル列の一端が位置する上面に貫通孔Ｕｈが形成されている。
【００１８】
ケースＫに貫通孔ｈが形成されれば、その電池パックＰＢを、電気伝導性を有する液体、例えば、塩化ナトリウム溶液などの放電液ＡＬに電池パックＰＢを浸漬する（図１（Ｃ）、浸漬工程Ｓ１）。すると、貫通孔ｈを通して放電液ＡＬがケースＫ内に流入し、放電液ＡＬによってケースＫ内が満たされる。
【００１９】
例えば、図１（Ｃ）に示すように、ケースＫに貫通孔Ｌｈと貫通孔Ｕｈとが形成されている場合には、貫通孔Ｌｈが形成されている面が下方に、貫通孔Ｕｈが形成されている面が上方に位置するように浸漬させる。すると、貫通孔ＵｈからケースＫ内部の気体を排出させながら、貫通孔ＬｈからケースＫ内部に放電液ＡＬを流入させることができるので、迅速にケースＫ内を放電液ＡＬで満たすことができる。
なお、貫通孔Ｌｈが形成されている面が上方に、貫通孔Ｕｈが形成されている面が下方に位置するように浸漬させてもよいのは、いうまでもない。
【００２０】
貫通孔ｈを通して放電液ＡＬがケースＫ内に流入することによって、電池セルＣの両極端子に放電液ＡＬが接触するようになる。すると、放電液ＡＬを介して、電池セルＣの両極端子間が直接導通される。つまり、放電液ＡＬによって、保護回路ＰＳをバイパスして電池セルＣの両極端子が導通されるから、電池セルＣからは保護回路ＰＳによって制限されることなく電流が放電される。
また、外部端子と電液ＡＬとの接触面積に比べて、各電池セルＣの両極端子と放電液ＡＬとの接触面積はその合計面積が大きいため、比較的大きな放電電流を得やすい。
よって、電池セルＣから短時間で大量の放電を生じさせることが可能となるので、電池パックＰＢの放電処理、言い換えれば、複数の電池セルＣの放電処理を効率よく短時間で実施することができる。
【００２１】
そして、上記のごとき放電処理を行った電池パックＰＢについて、破砕・浸出処理などの回収処理を行うことによって、電池セルＣに含有されていた有価金属が回収されるのである。
【００２２】
以上のごとく、本発明の方法によれば、ケースＫ内の電池セルＣの電極に直接放電液ＡＬが接触し、保護回路ＰＳを通ることなく、電池セルＣの電極間に電流を流すことができるので、保護回路ＰＳが設けられている電池パックＰＢであっても、効率よく放電処理を行うことができる。
しかも、放電処理を行うための前処理は、電池パックＰＢを放電液ＡＬに浸漬させる前に、ケースＫに貫通孔ｈを形成するだけである。よって、放電処理を行うための前処理を簡単かつ容易に行うことができるから、前処理を行うことによる作業工数の増加や作業期間の延長を抑制することができる。
【００２３】
（貫通孔ｈについて）
なお、図１に示すように、貫通孔ｈを電池セル列の一端部と他端部にそれぞれ形成した場合には、上述したように迅速にケースＫ内を放電液ＡＬで満たすことができることに加えて、放電処理の効率の低下も防ぐことができる。なぜなら、放電処理中は、電池セルＣの負極表面で、2H2O＋2e-→2OH-＋H2↑なる反応により放電液ＡＬの水成分が電気分解されて水素ガスが発生し、この水素ガスがケースＫ内に溜まれば水素ガスが絶縁部として機能し放電が中断する可能性があるが、図１に示すように貫通孔ｈを形成しておけば、水素ガスが抜けやすくなり、ケースＫ内に溜まることを防止することができるからである。
また、貫通孔ｈは、図１に示すように複数個設けてもよいが、一つだけ形成してもよい。例えば、電池セルＣは通り抜けできないが、ケースＫ内に放電液ＡＬをスムースに流入させることができ、また、水素ガス等をケースＫ内からスムースに排出させることができる程度の直径の貫通孔ｈを形成すれば、貫通孔ｈが一つだけでも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
（貫通孔ｈの形成方法）
上記のごとき貫通孔ｈを形成する方法はとくに限定されないが、ペンチやドリル、カッターなどを使用して人が開口を形成してもよい。また、ケースＫの一部を圧壊したり、ウオータージェットによりケースＫの一部を切断したりする等の方法によって貫通孔ｈを形成してもよく、貫通孔ｈを形成する際にケースＫ内に収容されている電池セルＣを損傷しないのであれば、どのような方法を採用してもよい。
【００２５】
（放電液ＡＬについて）
また、貫通孔ｈが形成された電池パックＰＢを浸漬させる放電液ＡＬは、伝導性を有する液体であればとくに限定されず、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウムなどの塩溶液や、塩酸や硫酸等を用いることができる。
とくに、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウムなどの塩溶液を使用すれば、塩溶液自体が安価であるため、放電処理コストが低減できるという利点が得られる。また、ｐHがもともと中性の塩溶液による放電であれば後で中和する必要が無いため使用済みの放電液ＡＬの処理も容易であるし、放電自体も効率よく進行するのなど処理コスト低減や処理スピード向上が図れるという利点も得られる。
なお、硫酸溶液も用いることができるが、硫酸濃度が濃すぎると電池セルＣ自体を腐食させ電解液が漏洩する可能性があり、かかる電解液の漏洩が発生すれば、後工程に影響する。よって、硫酸溶液を使用する場合には、その濃度が数％以下、ｐＨで３〜５程度となるように調整して使用することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の電池パックの処理方法は、パソコンや電気自動車、電動自転車、電動二輪車、携帯電話、デジタルカメラ、電動工具、家庭用蓄電池等の電池パックに残留している電力を放電させる放電処理に適している。
【符号の説明】
【００２７】
ＰＢ        電池パック
Ｃ        電池セル
ＰＳ        保護回路
Ｋ        ケース
ｈ        貫通孔
【図１】
2012033344.tif 000003