10年以上前、Nature誌に掲載された論文は「リチウムは新たな金となるか？」と問いかけました。これは、リチウムイオン電池（LIB）における金属の利用と、埋蔵量や需要に対する不確実性に基づいたものでした。今日、リチウムイオン電池のリサイクルから得られる金属を豊富に含む「ブラックマス」こそが、リチウムイオン市場における新たな「金」となり得る存在です。世界のLIB市場は現在410億米ドル規模ですが、2030年には1,160億米ドルを超えると予測されています。
2040年には世界で販売される全自動車の58%が電気自動車になると予測されており、発生する廃棄物の総量は800万トンに達する可能性があります。それにもかかわらず、世界でリサイクルされているLIBはわずか5%程度と見られており、環境や地球の鉱物資源にとって深刻な懸念材料となっています。
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私たちがホワイトペーパーで考察しているように、LIBリサイクルが限定的なものにとどまっている背景には、電池材料の経済的価値の変動、電池設計や材料の技術的統一の欠如（およびそれに伴うリサイクルコスト）、リサイクル工場内の課題など、さまざまな要因があります。また、リサイクルによる利益（材料の安定供給、安全性、環境面でのメリットなど）の収益化が進んでいないことや、世界の大半の地域でリサイクル規制が整備されていないことも影響しています。
私たちはリチウムイオン電池リサイクルの課題に立ち向かう準備ができているでしょうか。
リチウムイオン電池リサイクルの課題は、大きな成長機会でもあります。例えば、2019年の世界生産量からリサイクル可能な電池約50万トンからは、以下の原材料を回収できる可能性があります。アルミニウム15,000トン、リン35,000トン、銅45,000トン、コバルト60,000トン、リチウム75,000トン、鉄90,000トンであり、これらは材料の安定供給と経済的・環境的に大きな利益をもたらします。
私たちがホワイトペーパーで論じているように、リチウムイオン電池リサイクルへの関心は急速に高まっており、一般的に「ブラックマス」への注目度が急上昇していることからも明らかです。CAS Content Collection™は、リチウムイオン電池リサイクルに関する過去の学術論文や特許文献を独自に分析し、二次電池の新たなトレンドや単一用途材料の再利用を特定するとともに、将来の展望を予測することを可能にしました。
現在、どのようなリチウムイオン電池リサイクル手法が用いられているのでしょうか。
多くの場合、LIBの処理には湿式製錬法と乾式製錬法の組み合わせが用いられていますが、直接リサイクル法も注目を集めています（詳細は後述）。湿式製錬法は、溶液（主に水溶液）を使用して電池資源から金属を抽出・分離する方法です。乾式製錬法は、熱を利用して電池材料に含まれる金属酸化物を金属または金属化合物に変換する方法です。直接リサイクル法は、再利用や再調整のために正極材料を取り出す手法です。
リチウムサイクルにおける研究トレンドの拡大
過去10年間、世界の科学論文数は着実に増加していますが、リチウムサイクルに関する論文の年間増加率（32%）は、科学論文全体の増加率（年間4%）を大幅に上回っており、関心の高まりがうかがえます。
これと一致するように、LIBリサイクルの3つの手法すべてに関する論文は過去10年間で全体的に増加しており、近年では特に顕著な伸びを見せています（図2）。国別では中国が学術論文・特許ともに圧倒的な件数で首位を占めています（全論文の約90%、図3）。
採用されている具体的なプロセスを見ると、2015年以降、湿式製錬が乾式製錬を大幅に上回る成長を遂げており、心強いことに、直接的な材料リサイクルも近年大幅な伸びを見せています（図2）。また、これまであまり研究されてこなかったリチウムイオン電池（LIB）の構成要素（より包括的なリサイクル管理の視点が生まれつつあることを示唆）や、LIBの解体技術に対しても多大な研究努力が注がれています（図4）。これは、リサイクル可能な材料の量を最大化できるため、望ましいアプローチです。
世界のリチウムイオン電池リサイクル能力
現在、LIBのリサイクル能力は東アジアに集中しており、中国が世界全体の半分以上を占めています。残りの大部分は欧州が占めています（図5）。計画されているLIBリサイクル施設が稼働すれば、リサイクル能力は約25%増加する見込みであり、その大部分は北米に集中しています。現在のリサイクル拠点の立地はLIBリサイクル規制の影響と一致していますが、将来の拠点は経済的動機に基づいた立地がより顕著になっています。
世界のリチウムイオン電池リサイクル規制
全体として、リチウムイオン電池のリサイクル規制は強化されています。多くの国がリサイクル手法の研究に資金を提供しており、中国や欧州連合（EU）のように包括的な規制枠組みを導入・制定している国々も増えています。リサイクル管理への関心の高まりと相まって、電気自動車や携帯電話など、リチウムイオン電池の利用が世界的に拡大し続ける中で、これらの動向は将来に向けて明るい兆しと言えます。
CASインサイトレポートを読む：リチウムイオン電池リサイクル研究のトレンドを概観し、世界的な規制や経済的メリットを評価するとともに、LIBリサイクルの現状と将来展望について洞察を提供します。
