锂电池的利用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于利用锂单池和/或锂电池（100）的方法。为了以可靠的且节省资源和能量的方式利用锂单池和/或锂电池（100），在所述方法中以机械的方式在冰水（1）中将至少一个锂单池和/或锂电池（100）粉碎，其中将在水面上形成的有机相（2）分离出来，并且/或者其中以化学的方式将在所述水（1）中溶解的组成部分（3）分离出来。除此以外，本发明专利技术涉及一种用于实施这样的方法的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于利用锂单池和/或锂电池的方法以及一种用于实施这种方法的装置。
技术介绍
可以以很大的花费来利用或者回收传统的锂离子电池。公开文献EP 1 589 121 B1、WO 2010/149611 A1、EP 0 613 198 A1和EP 1 269 554 B1涉及用于利用电池的方法。
技术实现思路
本专利技术的主题是一种用于利用、例如回收锂单池和/或锂电池的方法。例如所述方法可以被设计用于利用、例如用于回收例如每种锂单池和/或锂电池。特别地，所述方法可以被设计用于利用、例如用于回收锂硫单池和/或锂硫电池。锂硫单池和/或锂硫电池的突出之处可以有利地在于特别高的单位能含量。“锂单池”尤其可以是指电化学单池、例如电池单池、例如是次级的或者初级的电池单池，锂参与其电化学反应。例如锂单池可以是锂硫单池或者锂离子单池或者锂氧气单池或者锂空气单池。“锂电池”尤其可以是指一种包括多个锂单池的系统。例如锂电池可以是锂硫电池或者锂离子电池或者锂氧气电池或者锂空气电池。在所述方法中，尤其可以以机械的方式尤其首先在冰水中将至少一个锂单池和/或锂电池、例如至少一个锂硫单池和/或锂硫电池粉碎。在此，例如可以使用尤其大量过剩的冰水。例如可以使用冰浴（Eisbad）形式的冰水。例如，可以将所述至少一个单池和/或电池切碎或者借助于粉碎器以机械的方式将其粉碎。在一种设计方案的范围内，将在水面上形成的有机相分离出来、例如引出。所述有机相的分离尤其可以通过相分离（Phasenseparation）来进行。尤其可以将在水面上形成的有机相例如直接地从水中分离出来、例如引出。在另一种替代或补充的设计方案中，以化学的方式将在所述水中溶解的组成部分分离出来。尤其在此可以将在所述水中溶解的组成部分例如直接地以化学的方式从所述水中分离出来。通过所述冰水的较低的温度，可以有利地使锂、尤其是元素锂或者必要时锂化合物、例如锂-导电盐和/或锂-聚硫化物比较缓慢地或者受控制地与水进行化学反应，并且由此可以实现所述方法的可靠性的提高。此外，通过以机械的方式将所述单池和/或电池在冰水中粉碎可以有利地省去例如在分开电极的情况下麻烦地拆解为部分组件的做法。在进行所述化学反应时，尤其锂可以反应成氢氧化锂（LiOH）。此外，在所述水中也可以溶解锂-导电盐、例如四氟硼酸锂（LiBF4）和/或双三氟甲烷磺酰亚胺锂 （LiTFSI）。在锂硫单池和/或锂硫电池的情况下，此外在水中聚硫化物可以反应成硫和/或硫化锂（Li2S）并且/或者可能也反应成氢氧化锂（LiOH）。在此，在所述水面上例如可能积聚有机的液体如有机的溶剂、例如液体电解质溶剂并且可能形成所述有机相。在水面上形成的有机相尤其可以具有比水小的密度，这一点可以有利地用于将所述有机相从含水的相中分离出来。已经证实，可以将所述有机相有利地直接地或者在没有添加额外的材料的情况下、尤其是在没有添加一种或者多种额外的有机溶剂的情况下从所述水中分离出来。因此，可以有利地将材料花费降低到最低限度并且由此节省资源和能量。被分离出来的有机相可以有利地在能量方面得到再使用，并且通过这种方式可以将废物处理成本降低到最低限度，并且节省用于实施所述利用方法的成本。此外已经证实，也可以以化学的方式将在水中所溶解的组成部分、如氢氧化锂（LiOH）以及可能其他所溶解的锂盐、如锂-导电盐和/或硫化锂（Li2S）有利地同样直接地从所述水中分离出来或者在没有例如用酸和/或其他额外的溶剂进行额外的萃取的情况下分离出来。因此，同样可以有利地将材料花费降低到最低限度并且由此节省资源和能量。通过所述化学的分离，可以有利地尤其在材料方面再使用所述锂，并且通过这种方式来将废物处理成本降低到最低限度，并且节省用于重新制造单池和/或电池的制造成本。总之，通过所述方法可以有利地以可靠的、尤其是运行可靠的以及节省资源和能量的并且例如对环境无害的方式，尤其是以材料及能量方面的高利用程度来实现对于锂单池和/或锂电池的利用。所述方法例如可以被设计用于利用、例如用于回收电动车和混合动力车、例如混合动力电动车和/或插电式混合动力车和/或电动工具和/或园艺工具和/或电子设备如计算机、笔记本电脑、移动电话、智能手机和/或PDA（英语：Personal Digital Assistant）的锂单池和/或锂电池。所述方法可以在特殊的程度上有利于利用较大的电池。因此，所述方法尤其可以被设计用于利用、例如用于回收电动车和混合动力车如混合动力电动车和/或插电式混合动力车的锂单池和/或锂电池。所述粉碎可以首先以缓慢的速度来进行。因此，可以有利地避免：通过锂与水的反应不会太快地释放太多放热的反应热。在一种实施方式的范围内，以热的方式利用被分离出来的有机相。例如可以使所分离出来的有机相、尤其是其有机的成分燃烧。在此，可以将尤其是产生的燃烧热例如用于所述利用方法、例如用于后面所解释的熔炉工艺或者说熔炼工艺或者说冶炼工艺（Schmelzofenprozess）并且/或者用于集中供暖。所分离出来的有机相或者从中获取的能量可以有利地积极地加算到所述利用方法的能量平衡中。在另一种实施方式的范围内，为了以化学的方式分离所溶解的组成部分，要将至少一种碳酸盐添加到水中。在此，尤其可以将所析出的或者已析出的或者固态的碳酸锂（Li2CO3）尤其从水、例如从处于其上面的溶液中分离出来。例如所述至少一种碳酸盐可以包括或者是碳酸钠（Na2CO3）。在这种实施方式的一种设计方案的范围内，在以化学的方式分离尤其所溶解的组成部分时通过热蒸发来取走水（H2O）。必要时，这一点可以与添加碳酸盐同时进行。通过所述热蒸发，可以使所述溶液越来越多地蒸发。例如可以一直实施所述热蒸发，直到尤其以定量的量来析出碳酸锂。在分离出所述碳酸锂之后，例如可以对其进行干燥。可以有利地再使用所述碳酸锂。例如所述碳酸锂可以——例如在玻璃制造和/或陶瓷制造中——直接继续使用。但是例如同样可以继续对所述碳酸锂进行提纯。所述经过提纯的碳酸锂然后可以有利地例如用于制造用于锂单池和/或锂电池、例如用于锂离子单池和/或锂离子电池的活性材料和/或在制药业中使用。例如可以将经过提纯的碳酸锂用氧化钴和/或氧化镍和/或氧化锰转化为锂-钴-和/或-镍-和/或-锰-氧化物，例如转化为LiCoO2，这种锂-钴-和/或-镍-和/或-锰-氧化物例如可以用作用于锂离子单池和/或锂离子电池的阴极活性材料。在另一种实施方式的范围内，在所述（冰）水的上面提供尤其惰性的、由至少一种惰性气体构成的气层。例如所述至少一种惰性气体例如可以包括氮气和/或二氧化碳和/或氩或者由其构成。因此，例如可以有利地防止：在锂与水进行化学反应时所产生的氢气可能点燃。尤其可以连续地将所述至少一种惰性气体输送给所述（冰）水的上面的气层并且/或者连续地将所述（冰）水的上面的气层排出、例如引出。因此可以有利地通过新的惰性气体来取代所述冰浴的上面的气层。在这种实施方式的一种设计方案的范围内，将氢气（H2）与从所述从（冰）水中排出的气层分开。因此，可以有利地例如以纯净的形式以较大的量分离氢气并且（重又）能够获取氢气。尤其在此可以选择性地将氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于利用锂单池和/或锂电池（100）、尤其是锂硫单池和/或锂硫电池的方法，在该方法中以机械的方式在冰水（1）中将至少一个锂单池和/或锂电池（100）粉碎，其中将在水面上形成的有机相（2）分离出来，并且/或者其中以化学的方式将在水（1）中溶解的组成部分（3）分离出来。

【技术特征摘要】
2015.04.07 DE 102015206153.11. 用于利用锂单池和/或锂电池（100）、尤其是锂硫单池和/或锂硫电池的方法，在该方法中以机械的方式在冰水（1）中将至少一个锂单池和/或锂电池（100）粉碎，其中将在水面上形成的有机相（2）分离出来，并且/或者其中以化学的方式将在水（1）中溶解的组成部分（3）分离出来。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，以热的方式利用所分离的有机相（2）、尤其是使所分离的有机相燃烧，其中尤其将燃烧热用于所述利用方法。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了以化学的方式使所溶解的组成部分（3）分离出来，将至少一种碳酸盐添加到水（1）中并且将所析出的碳酸锂分离出来。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中在以化学的方式进行分离时通过热蒸发来将水（1）取走。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在水（1）的上面提供由至少一种惰性气体构成的气层，其中连续地向水（1）上面的气层输送所述至少一种惰性气体，并且/或者其中连续地排出所述水（1）上面的气层。6. 根据权利要求5所述的方法，其中将氢气与从水（1）中排出的气层分开。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中额外地用由至少一种燃烧灭火剂构成的层来覆盖所述水（1）。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中尤其借助于具有处于≥5mm至≤100mm范围内的网孔的筛网以机械的方式将粗大的、固态的组成部分（4）从所述水（1）中分离出来。9. 根据权利要求8所述的方法，其中尤其是借助于冶炼工艺从所述粗大的、固态的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T韦尔勒，M滕策，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE