Извлечение графита из литий-ионных ячеек или батарей - RU2020141390A
Код документа: RU2020141390A
Формула
1. Способ извлечения графита из литий-ионных ячеек или батарей, который включает в себя следующее:
разбирают литий-ионную ячейку или батарею для отделения анода от катода, получая разобранную литий-ионную ячейку или батарею;
перемешивают разобранную литий-ионную ячейку или батарею с кислотой при температуре от около 10°C примерно до 100°C с получением кислого раствора, содержащего графит, литий и необязательно растворимые органические вещества, растворимые металлы и взвешенные твёрдые вещества;
причем кислота имеет рН около 2,5 и менее и включает соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту и их сочетания и
выделяют графит из кислого раствора.
2. Способ извлечения графита по п. 1, в котором разборка включает удаление оболочки, окружающей анод, катода и электролита литий-ионной ячейки или батареи.
3. Способ извлечения графита по п. 1, в котором литий-ионная ячейка или батарея представляет собой отработанную литий-ионную ячейку или батарею.
4. Способ извлечения графита по п. 1, в котором кислота включает соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или их сочетания и концентрация кислоты в водном растворе составляет от около 0,5 до около 30 мас.% и кислота имеет рН около 1 или менее.
5. Способ извлечения графита по п. 1, в котором перемешивание проводят от около 1 мин. до около 120 мин.
6. Способ извлечения графита по п. 1, в котором перемешивание проводят при температуре от около 50°C до около 70°C.
7. Способ извлечения графита по п. 1, который дополнительно включает пропускание кислого раствора через ультрафильтрационную мембрану для отделения большей части взвешенных твердых веществ от пермеата, включающего по меньшей мере одну кислоту, литий, растворимые органические вещества, растворимые металлы.
8. Способ извлечения графита по п. 1, в котором ультрафильтрационная мембрана имеет размер пор от около 0,01 микрона до около 0,5 микрона и работает при давлении от около 10 до около 100 фунт/кв. дюйм.
9. Способ извлечения графита по п. 1, в котором литий-ионная батарея или ячейка, включает металлоксидный катод, анод из металлической фольги, электролит и полимерный разделитель.
10. Способ извлечения графита по п. 9, в котором анод из металлической фольги содержит графит.
11. Способ извлечения графита по п. 9, в котором металлоксидный катод представляет собой алюминиевую фольгу, имеющую покрытие из кобальт-никелевого сплава, оксида лития-кобальта, фосфата лития-железа, оксидов лития-марганца, фторид-фосфата лития, молиоксида лития, оксида никеля-кобальта или их комбинациями.
12. Способ извлечения графита по п.9, в котором электролит представляет собой полимерное органическое соединение, органический растворитель, фосфат, фторид и соли лития, фосфат-фторид лития или их комбинации.
13. Способ извлечения графита по п. 9, в котором полимерный разделитель представляет собой полипропилен, полиэтилен или их сочетания.
14. Обработанный кислотой графит, полученный из отработанной литий-ионной ячейки или батареи, полученный способом, включающим разборку отработанной литий-ионной ячейки или батареи для отделения анода от катода, с получением разобранной литий-ионной ячейки или батареи, перемешивание разобранной литий-ионной ячейки или батареи с кислотой при температуре от около 10°C примерно до 100°C с получением кислого раствора, содержащего графит, литий и одно или более растворимых органических веществ, растворимых металлов и взвешенных твёрдых веществ, причем кислота имеет рН около 2,5 и менее и включает соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту и их сочетания и выделение графита из кислого раствора.
15. Обработанный кислотой графит по п.14, котором кислота включает соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или их сочетания и концентрация кислоты в водном растворе составляет от около 0,5 до около 30 мас.% и кислота имеет рН около 1 или менее.
16. Обработанный кислотой графит по п. 14, в котором литий-ионная ячейка или батарея, включает металлоксидный катод, анод из металлической фольги, электролит и полимерный разделитель.
17. Обработанный кислотой графит по п. 16, в котором анод из металлической фольги содержит графит.
18. Кислый раствор для извлечения графита из литий-ионной ячейки или батареи, содержащий кислоту, и отработанная литий-ионная ячейка или батарея содержит кислый раствор лития, графит и один или более растворимых органических веществ, растворимых металлов и взвешенные твердые вещества, причем кислота включает соляную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту или их комбинации и имеет концентрацию кислоты в водном растворе от около 0,5 до около 30 мас.% с pH около 1 или меньше.
19. Кислый раствор по п.18, в котором отработанная литий-ионная ячейка или батарея включает металлоксидный катод, анод из металлической фольги, содержащий графит, электролит и полимерный сепаратор.
20. Кислый раствор по п. 18, дополнительно включающий растворимый металл, выбранный из группы, состоящей из кальция, магния, цинка, меди, алюминия, железа, фосфата, фторида, редкоземельных металлов, кобальта, никеля или их комбинаций.
