(57)【要約】【課題】電池を放電処理する際に、多数の電池を均一かつ確実に放電処理することができる電池の放電設備を提供する。【解決手段】電池Ｃを液体に浸漬させて放電処理を行うための設備であって、電池Ｃが浸漬される液体を収容した浸漬槽１４と、浸漬槽１４に設けられた、電池Ｃを複数保持しうる電池保持部１１と、を備えており、電池保持部１１は、網状の部材によって形成された、複数の電池Ｃを保持し得る電池保持部材１２と、電池保持部材１２の底面12aを、浸漬槽１４の底面から浮かせた状態で支持する支持部材１３とを備えている。電池保持部１１に保持されている複数の電池Ｃでは、どの電池Ｃの周囲にも生成物ｓが少ない状態とすることができるから、放電処理開始からの経過時間や電池保持部１１上における電池の位置に係わらず、各電池Ｃの放電レベルをほぼ均一にでき、放電処理を効率よく行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を液体に浸漬させて放電処理を行うための設備であって、
前記電池が浸漬される液体を収容した浸漬槽と、
該浸漬槽に設けられた、前記電池を複数保持しうる電池保持部と、を備えており、
該電池保持部は、
網状の部材によって形成された、前記複数の電池を保持し得る電池保持部材と、
該電池保持部材の底面を、前記浸漬槽の底面から浮かせた状態で支持する支持部材とを備えている
ことを特徴とする電池の放電設備。
【請求項２】
前記支持部材は、
前記電池保持部材の底面と前記浸漬槽の底面との距離を調整し得る位置調整機構を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の電池の放電設備。
【請求項３】
前記浸漬槽内には、前記電池保持部が複数設けられており、
該複数の電池保持部は、
前記浸漬槽の底面に対して接近離間する方向において、互いに並んだ状態となるように配設されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の電池の放電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の放電設備に関する。さらに詳しくは、使用済みの電池をリサイクルする際において、電池に残留している電気を放電させる処理に使用される電池の放電設備に関する。
【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て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（放電液）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（特許文献１）。
【０００４】
しかるに、上記方法では、放電液に浸漬した電池の正極近傍の電池外殻を構成する鉄材が放電中に正極に電子を放出してイオン化して溶け出す傾向にあり、それが水酸化物等の固体沈殿となって容器の底に沈むという現象が生じている。
かかる固体沈殿が形成されると、放電液に浸漬した電池の位置によっては、固体沈殿が大量に堆積し、堆積した固体沈殿の影響により電池近傍の放電液の電気伝導性が悪くなったり、電極での分極が生じたりしてしまう可能性がある。かかる現象が生じれば、電池から放電される放電電流が弱まってしまい、十分に放電をさせることができない電池が発生してしまう。
放電液を攪拌して流動させれば、局所的に固体沈殿が多く堆積するという問題は防ぐことができ、電池の位置による放電のバラツキをある程度抑えることができるものの、放電液を攪拌しても、電池が密集して澱みが生じる領域を完全になくすことはできない。そして、放電液の攪拌を自動化しようとすれば、放電液を浸漬させる浸漬槽等の装置構成が大掛かりになるという問題も生じる。
【０００５】
固体沈殿を発生させにくい放電液である硫酸水溶液を使用することによって、上記の問題を解決することも考えられている（特許文献２）。
しかし、この方法では、放電液に硫酸を加えることにより放電液のｐＨが下がるため、固体沈殿の発生は抑えることができるものの、酸化物形態の各種金属成分の溶解性も同時に高まる。すると、放電処理の後工程において、リサイクル対象のニッケル、コバルト、マンガン等の金属成分を収率良く抽出しようとしても、放電液にこれらの金属成分が溶出してしまい回収効率が低下するという問題が生じる。さらに酸濃度の高い放電液は電気伝導度がそれだけ高く、放電が過度に進み、過剰発熱などの恐れもあるなど取り扱いに難点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−３０６３９４号公報
【特許文献２】特許３４５２７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、電池を放電処理する際に、多数の電池を均一かつ確実に放電処理することができる電池の放電設備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】
【０００８】
第１発明の電池の放電設備は、電池を液体に浸漬させて放電処理を行うための設備であって、前記電池が浸漬される液体を収容した浸漬槽と、該浸漬槽に設けられた、前記電池を複数保持しうる電池保持部と、を備えており、該電池保持部は、網状の部材によって形成された、前記複数の電池を保持し得る電池保持部材と、該電池保持部材の底面を、前記浸漬槽の底面から浮かせた状態で支持する支持部材とを備えていることを特徴とする。
第２発明の電池の放電設備は、第１発明において、前記支持部材は、前記電池保持部材の底面と前記浸漬槽の底面との距離を調整し得る位置調整機構を備えていることを特徴とする。
第３発明の電池の放電設備は、第１または第２発明において、前記浸漬槽内には、前記電池保持部が複数設けられており、該複数の電池保持部は、前記浸漬槽の底面に対して接近離間する方向において、互いに並んだ状態となるように配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、電池保持部に複数の電池を保持させれば、複数の電池を同時に放電処理することができる。また、電池保持部は網状の部材によって形成されているから、放電処理の際に発生した生成物を、電池保持部を透過させて浸漬槽の底面に沈殿させることができる。つまり、放電処理の際に発生した生成物を、電池から分離させることができる。しかも、支持部材によって電池保持部の底面が浸漬槽の底面から浮かせた状態で支持されているので、浸漬槽の底面に沈殿した生成物に電池が接触することを防ぐことができる。すると、電池保持部に保持されている複数の電池では、どの電池の周囲にも生成物が少ない状態とすることができるから、放電処理開始からの経過時間や電池保持部上における電池の位置に係わらず、電池の状態をほぼ同じ状態に維持できる。よって、各電池の放電レベルをほぼ均一にでき、しかも、放電処理を効率よく行うことができる。
第２発明によれば、浸漬槽の底面に沈殿した沈殿物の量が増加しても、位置調整機構により、沈殿物の量に応じて電池保持部の位置を変化させれば、電池が沈殿物に埋まってしまう等の問題が生じることを防ぐことができる。
第３発明によれば、複数の電池保持部で放電処理を同時に行うことができるので、処理効率を向上させることができる。しかも、浸漬槽の底面から遠い電池保持部に放電処理が進んだ電池を収容し、処理時間の短い電池を浸漬槽の底面に近い電池保持部に収容するようにすれば、浸漬槽の底面に近い電池保持部に保持された電池において、上方の電池の放電処理の際に発生した生成物に起因する放電効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の電池の放電設備１０の概略説明図であって、（Ａ）は電池保持部１１の電池保持部材１２を浸漬槽１４の底部近傍に配置した状態の説明図であり、（Ｂ）は電池保持部１１の電池保持部材１２を浸漬槽１４の底部から離間させた状態の説明図である。
【図２】（Ａ）は複数段の電池保持部11A，11Bを有する電池の放電設備の概略説明図であり、（Ｂ）は複数段の電池保持部材12A，12Bを有する電池の放電設備の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の電池の放電設備は、使用済みとなった電池を液体に浸漬させて残存電力放電させる放電設備であって、複数の電池を同時に処理しても、各電池の放電状況を均一な状態とすることができることができる構造としたことに特徴を有するものである。
【００１２】
なお、本発明の電池の放電設備によって処理される電池には、一般的な単電池や、複数の電池セルがケース内にパッケージされた電池パック、また、電池パックから取り出された電池セルなどであるが、液体に浸漬させることによって放電させることができるものであれば、とくに限定されない。
また、電池を浸漬させる液体は、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウムなどの導電性の塩の溶液や、硫酸や塩酸等の酸溶液であるが、電池を浸漬させたときに、電池の両極間で残存電力の放電を生じさせることができる液体であれば、とくに限定されない。以下では、電池を浸漬させる液体を、放電液という。
【００１３】
（本発明の電池の放電設備の説明）
図１に示すように、本発明の電池の放電設備１０は、電池Ｃを収容する電池保持部１１と、放電液ＡＬを収容する浸漬槽１４とを備えている。
【００１４】
（浸漬槽１４の説明）
まず、浸漬槽１４は、放電液ＡＬを収容することができる中空な容器である。例えば、浸漬槽１４には、上端に開口を有する円筒状の容器（例えば、ドラム缶など）を使用することができる。
なお、浸漬槽１４は、放電液ＡＬを収容していても腐食等の損傷が生じない素材、例えば、ステンレスやチタン、ＦＲＰ、ポリエチレン、ポリプロピレン、PFA、PTFE等によって形成されていることが好ましい。しかし、容器の素材が放電液ＡＬによって腐食されるものであっても、電池Ｃの放電処理を行っている期間（例えば、４時間）の間は放電液ＡＬを収容しておくことができるのであれば、浸漬槽１４として採用することは可能である。
【００１５】
（電池保持部１１の説明）
電池保持部１１は、電池Ｃを収容する電池保持部材１２と、電池保持部材１２を浸漬槽１４に取り付けるための支持部材１３とから構成されている。
【００１６】
電池保持部材１２は、電池Ｃの直径や長さよりも目が小さい網状の材料によって全体が形成された籠形の部材である。つまり、電池保持部材１２は、その内部に電池Ｃを収容しておくことができ、しかも、電池Ｃを収容した状態で浸漬槽１４の放電液ＡＬに浸漬させると電池Ｃが放電液ＡＬに浸漬された状態になり、かつ、電池Ｃに放電液ＡＬが接触して形成された、鉄水酸化物等やニッケル水酸化物などの生成物ｓが、電池保持部材１２から除去できるようになっているものである。
【００１７】
なお、電池保持部材１２は、上記のごとき機能を有するのであれば、網状の材料以外で形成されていてもよい。例えば、比較的大きな貫通孔が細かなピッチで形成されたパンチングプレートや格子状の部材  、織布等によって電池保持部材１２を形成してもよい。
また、電池保持部材１２の素材はとくに限定されないが、導電性を有しない素材（例えば、ＦＲＰ、ポリプロピレン、アクリル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、PFA、PTFE等）で構成すれば、電池Ｃの電極が接触しても短絡が発生することを防止することができる。
【００１８】
（電池保持部１１の説明）
図１に示すように、電池保持部材１２には、一対の支持部材１３，１３が取り付けられている。
各支持部材１３は、棒状部材13aにフック部13bが形成されたものであり、棒状部材13aの一端（図１では下端、以下、棒状部材13aの下端という）が電池保持部材１２に固定されている。
この棒状部材13aの他端（図１では上端、以下、棒状部材13aの上端という）には、浸漬槽１４の上端に係合し得るフック部13bが設けられている。
そして、棒状部材13aは、その上端（つまり、フック部13bの位置）から、電池保持部材１２の底部12aまでの距離Ｌが、浸漬槽１４の深さＤｐよりも短くなるように形成されている。
【００１９】
以上のごとき構成であるので、電池保持部１１の電池保持部材１２内に電池Ｃを収容して、この電池保持部材１２を放電液ＡＬが収容された浸漬槽１４に浸漬すれば、電池Ｃを放電液ＡＬに浸漬させることができる。
そして、電池保持部１１における一対の支持部材１３，１３のフック部13b，13bを浸漬槽１４の上端に引っ掛ければ、電池保持部材１２を浸漬槽１４に固定しておくことができる。すると、電池保持部材１２に収容されている全ての電池Ｃの放電が終了するまで、電池Ｃを放電液ＡＬに浸漬させておくことができる。
【００２０】
ここで、電池Ｃを放電液ＡＬに浸漬させておくと、電池Ｃの電力が放電される際に生成物ｓが形成されるが、電池保持部材１２が網状であるので、この生成物ｓを電池保持部材１２から離脱させることができ、生成物ｓを浸漬槽１４の底に沈殿させることができる。つまり、生成物ｓを電池保持部材１２内の電池Ｃから分離することができる。
しかも、棒状部材13aの上端から電池保持部材１２の底部12aまでの距離Ｌが、浸漬槽１４の深さＤｐよりも短くなるように形成されている。このため、一対の支持部材１３，１３のフック部13b，13bを浸漬槽１４の上端に引っ掛けた状態では、電池保持部材１２の底部12aが浸漬槽１４の底面から浮いた状態となるように配設される。すると、電池保持部１１を浸漬槽１４の放電液ＡＬに浸漬させた状態としておいても、浸漬槽１４の底に沈殿させた生成物ｓと電池保持部材１２の電池Ｃとが接触することを防ぐことができ、電池Ｃを生成物ｓから離間させておくことができる。
すると、生成物ｓの存在に起因する電池Ｃの放電処理に不具合が生じることを防ぐことができる。しかも、生成物ｓを沈殿させることができるから、電池保持部１１の電池保持部材１２に収容されている電池Ｃでは、どの電池Ｃでもその周囲に沈殿物がほとんど存在しない状態とすることができる。
よって、処理開始からの経過時間や電池保持部材１２内における電池の位置に係わらす、どの電池Ｃもほぼ同じ状態に維持できるから、各電池Ｃの放電レベルを均一に調整でき、しかも、放電処理を効率よく行うことができる。
【００２１】
（高さ調整機構）
なお、放電処理には、新しい電池Ｃを処理する際に、毎回、新しい放電液ＡＬを使用してもよいが、放電液ＡＬを複数回の放電処理に使用して使用済み放電液ＡＬの総量、つまり、廃棄する放電液ＡＬの総量を減らすことが好ましい。
【００２２】
ここで、放電液ＡＬを複数回の放電処理に使用した場合には、浸漬槽１４の底に堆積する生成物ｓの量が増加し、一対の支持部材１３，１３のフック部13b，13bを浸漬槽１４の上端に引っ掛けた状態では、電池保持部材１２の底部12aが浸漬槽１４の底に堆積した生成物ｓに接触してしまう可能性がある。
【００２３】
そこで、放電液ＡＬを複数回の放電処理に使用する場合には、電池保持部１１を浸漬槽１４に取り付けた状態において、電池保持部材１２の底部12aの高さを調整できるような構造を有していることが好ましい。つまり、電池保持部１１を浸漬槽１４に取り付けたときに、電池保持部材１２の底部12aが浸漬槽１４の底面に対して接近した状態と、電池保持部材１２の底部12aを浸漬槽１４の底面から離間させた状態と、いずれの状態でも可能となるようにしていることが好ましい。
【００２４】
例えば、図１に示すように、棒状部材13aにおいて、フック部13bと電池保持部材１２との間に中間フック部13cを設けておく。すると、一対の支持部材１３，１３のフック部13c，13cを浸漬槽１４の上端に引っ掛けると、フック部13b，13bを浸漬槽１４の上端に引っ掛けた場合に比べて、電池保持部材１２の底部12aから浸漬槽１４の底までの距離を長くすることができる。すると、堆積した生成物ｓの量が増えても、電池保持部材１２内の電池Ｃと生成物ｓとが接触することを防ぐことができる（図１（Ｂ））。
【００２５】
なお、電池保持部１１を浸漬槽１４に取り付けた状態における電池保持部材１２の底部12aから浸漬槽１４の底までの距離を調整する方法は、上記のごとき方法に限られず、種々の方法を採用することができる。例えば、棒状部材13aとして、伸縮可能かつ所望の長さで固定できるものを採用すれば、棒状部材13aの長さを調整して電池保持部材１２の底部12aから浸漬槽１４の底までの距離を調整することが可能となる。
【００２６】
（複数段配置）
また、電池保持部１１として、棒状部材13aの長さが異なるものを複数備えておけば、浸漬槽１４の深さ方向に沿って、電池保持部１１の電池保持部材１２を複数段配置することも可能となる（図２（Ａ））。すると、複数の電池保持部１１で放電処理を同時に行うことができるので、処理効率を向上させることができる。
【００２７】
また、電池保持部１１の電池保持部材１２を複数段配置する場合には、浸漬槽１４の底面から遠い電池保持部11Aに放電処理が進んだ電池Ｃを収容し、処理時間の短い電池Ｃを浸漬槽１４の底面に近い電池保持部11Bに収容して、放電処理を行うことが好ましい。
放電処理に伴って発生する生成物ｓは、残留電力が多い放電処理の初期において多く生成されるが、放電処理が進んだ電池Ｃが上段に位置しているので、この電池の放電に伴って発生する生成物ｓが下段の電池Ｃ上に堆積等することがなく、生成物ｓに起因する放電効率の低下を防止することができる。
【００２８】
さらに、放電処理に伴って発生する水素ガスｇも放電処理の初期において多く生成されるため、処理時間の短い電池Ｃを浸漬槽１４の底面に近い電池保持部11Bに収容しておけば、発生した水素ガスｇによる放電液ＡＬの撹拌効果を効率よく得ることができる。
しかも、電池保持部11B内の電池Ｃから発生した水素ガスｇによって、放電処理が進んだ電池保持部11A内の電池Ｃ近傍の放電液ＡＬを撹拌し、この電池Ｃと放電液ＡＬとの接触効率を向上させることができる。すると、放電が進んでいる電池Ｃの放電を促進させることができ、放電処理効率を向上させることができる。
【００２９】
なお、電池保持部１１として、浸漬槽１４に比べて電池保持部材が小さく、しかも、浸漬槽１４に取り付けた状態における電池保持部材１２の底部12aから浸漬槽１４の底までの距離を調整することができるものであれば、放電処理の途中でも電池保持部材１２の位置を変更することも可能である。
例えば、生成物ｓの影響を受けやすい浸漬槽１４の底部に配置されていた電池Ｃを、放電処理の途中から生成物ｓの影響が少ない浸漬槽１４の上部に移動させて、放電が比較的進みやすい状態にすることができる。すると、複数の電池保持部１１によって同時に放電処理を行う場合でも、全ての電池Ｃの放電レベルをほぼ均一な状態にすることができる。
【００３０】
また、放電処理の途中で電池保持部材１２の位置を変更したりしないのであれば、図２（Ｂ）に示すように、電池保持部１１が、複数の段の電池保持部材12A,12Bを有するものとしてもよい。
【００３１】
なお、図２では、２つの電池保持部１１を設ける場合および、２つの電池保持部材１２を有する電池保持部１１を説明したが、電池保持部１１を設ける数や電池保持部材１２を設ける段数はとくに限定されず、３段以上でもよい。
【００３２】
（その他）
なお、上記例では、電池保持部１１は、籠状の電池保持部材１２に電池Ｃを収容する場合を説明したが、電池保持部１１は必ずしも籠状部材を有している必要はない。例えば、浸漬槽１４内に網状の板を配置して、その上に電池Ｃを載せて放電させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の電池の放電設備は、リチウムイオン電池や、電池パックなどを同時かつ大量に放電処理する設備として適している。
【符号の説明】
【００３４】
１０          電池の放電設備
１１          電池保持部
１２          電池保持部材
１３          支持部材
１４          浸漬槽
ｓ          生成物
ｇ          水素ガス
ＡＬ          放電液
【図１】
2012038521.tif 000003
【図２】
2012038521.tif 000004