再生电池单元的方法技术

根据本发明专利技术的实施方式的再生电池单元的方法包括：将电池单元插入磁共振成像装置；使用磁共振成像装置测量电池单元中形成的副产物的位置；和通过瞄准被测量位置的副产物照射辐射射线来将副产物中包含的材料离子化。

Method of Recycling Battery Unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】再生电池单元的方法
本申请要求基于2017年10月24日提交的韩国专利申请第10-2017-0138672号的优先权的权益，通过引用将该韩国专利申请的全部内容并入本文。本专利技术涉及一种电池单元再生方法，更具体地，涉及一种利用高容量辐射射线的锂离子无损再生方法。
技术介绍
通常，二次电池是指利用由外部电源供应的电流引起正极与负极之间的物质的氧化或还原反应的过程所产生的充电电流而可半永久性使用的电池。原电池具有不能被重复使用的诸多缺点，而且处置或回收电池的成本较高，但是二次电池具有可多次充电的优点。根据用做填充材料的不同，二次电池可分为镍电池、锂离子电池、聚合物电池和锂聚合物电池。特别是，由于近来电子设备的小型化和轻量化以及便携式电子装置的普遍使用，锂离子电池已广泛用于可再充电电池市场。使用能够嵌入和脱嵌锂离子的材料作为负极部分和正极部分并且在正极部分与负极部分之间填充有机电解质或聚合物电解质来制造锂离子电池，并且当锂离子从正极部分和负极部分嵌入和脱嵌时，通过氧化还原反应产生电能。锂可再充电电池用于各种各样的产品，从小容量的移动电话电池到大容量的电动汽车电池，这是因为它们重量轻并且有利于制造高容量电池。然而，已经到达寿命终止(Endoflife，EoL)的电池单元表现出快速的容量劣化，这主要是由于因副反应产生的气体而导致内部电阻增大。劣化的电池单元被处置或者被回收，这两者都会带来经济损失。为了解决这个问题，已对重复使用(reuse)进行了积极研究。作为重复使用方法，存在通过将一定量的电解质注入来补充锂源，以将其改变为适合重复使用的方法，但是现有的方法主要是在良好控制的(well-controlled)环境中使用昂贵的设备注入，并且使用在电池单元主体中形成孔或切割电池单元的阶梯部分并将其注入的方法，因此实际的重复使用方法难以得到应用。
技术实现思路
技术问题实施方式涉及一种简单地再生电池单元而无需拆卸电池单元的方法。然而，本专利技术的实施方式要解决的问题不限于上述问题，而是可在本专利技术中包括的技术构思的范围内进行各种扩展。技术方案根据本专利技术的实施方式的一种再生电池单元的方法包括：将所述电池单元插入磁共振成像装置；使用所述磁共振成像装置测量所述电池单元中形成的副产物的位置；和通过瞄准测量了位置的副产物照射辐射射线来将所述副产物中包含的材料离子化。可照射所述辐射射线直到穿过已经到达其寿命终止的电池单元的能量值达到穿过初始电池单元的能量值为止。可使用线性粒子加速器来照射所述辐射射线。可使用连接到所述线性粒子加速器的机械臂可来瞄准所述副产物。可使用所述线性粒子加速器中包括的准直器(collimator)来照射所述辐射射线。所述准直器可由钨或铅形成。所述辐射射线可以是选自X射线、伽马射线、β射线、可见光和红外线中的一种。所述副产物可以是在负极与隔膜之间形成的锂金属材料。将所述副产物中包含的材料离子化可包括在平行于所述负极的表面的方向上照射所述辐射射线。有益效果根据实施方式，可使用高剂量辐射来将负极表面上的镀锂金属离子化，以将其转化为可用的锂。通过在照射辐射射线之前使用磁共振成像装置指定待照射的副产物的位置，可以在不改变电池的内部结构的情况下去除副产物。附图说明图1至图5是示出根据本专利技术的实施方式的再生电池单元的方法的示意图。具体实施方式下文中，将参照附图来详细描述本专利技术的实施方式。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，而不应被解释为限于在此阐述的实施方式。为了清楚地说明本专利技术，省略了与描述无关的部件，并且在整个申请中相同或相似的部件由相同的附图标记表示。此外，由于附图中所示的各个部件的尺寸和厚度是为了便于解释而任意地示出，所以本专利技术不必受限于附图中所示的各个部件的尺寸和厚度。在附图中，厚度被放大以清楚地指示层和区域。在附图中，为了便于解释，一些层和区域的厚度被夸大。此外，当诸如层、膜、区域、板等的一部分被称为在另一部分“上”时，这不仅包括该一部分“直接”在该另一部分“上”的情况，还包括在该一部分与该另一部分之间插入有其他部分的情况。相反，当一个部件“直接”在另一个部件“上方”时，这意味着中间没有其他部件。而且，在参考部分“上”意味着位于参考部分的上方或下方，并不一定意味着是朝向重力的相反方向的“上”。而且，在整个申请中，当一个部分被称为“包括”一个元件时，应当理解，除非另外特别说明，否则该部分也可包括其他元件。图1至图5是示出根据本专利技术的实施方式的再生电池单元的方法的示意图。图1是示出在电极表面上形成的副产物的示意图。参照图1，在锂离子电池充电期间，在负极(Anode)周围形成诸如锂金属之类的副产物。在此，副产物是指镀锂(LithiumPlating)的锂离子，这是因为在电池充电期间锂离子未嵌入到负极的层结构中而是被沉淀。图2是例示根据本专利技术的实施方式的插入到磁共振成像装置中的电池单元的示意图。参照图2，电池单元100可设置在磁共振成像装置1000中，以清楚地测量电池中形成的副产物的位置。也就是说，在隔膜与负极之间形成的锂金属的位置被成像，使得可在随后的辐射射线照射时执行位置设定。设置在MRI装置1000中的电池单元100使用这样的电池单元，即该电池单元寿命缩短至达到寿命终止(Endoflife，EoL)并且发生快速容量劣化。图3是示出参照图2描述的电池单元中包括的电极组件101的视图。参照图3，根据本专利技术的实施方式的电极组件包括正极110、负极120和设置在它们之间的隔膜130。隔膜130将正极110与负极120电隔离。正极110包括正极集流体111以及位于正极集流体111与隔膜130之间的正极活性材料层113。电极组件101浸渍有电解质200并且可覆盖有壳体(未示出)。正极集流体111通常可制成具有3至500微米的厚度。正极集流体111没有特别限制，只要其具有高导电性并且不会在包括根据本实施方式的电极组件的电池中引起化学变化即可。例如，可使用不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳(firedcarbon)或用碳、镍、钛、银等处理的铝或不锈钢表面。正极集流体111可以在其表面上具有细微的不规则图案以增强正极活性材料的粘附性，并且可以具有诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体之类的各种形式。正极活性材料层113包括正极活性材料，正极活性材料是层状化合物，诸如锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)、用一种或多种过渡金属取代的化合物；锂锰氧化物，诸如Li1+yMn2-yO4(其中y在0到0.33之间)、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，诸如LiV3O8、LiV3O4、V2O5和Cu2V2O7；表示为LiNi1-yMyO2的Ni位型的锂镍氧化物(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且y为0.01至0.3)；表示为LiMn2-yMyO2的锂锰复合氧化物(其中M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta；y为0.01至0.1)或Li2Mn3MO8(其中M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)、LiMn2O4(其中部分Li被碱土金属离子取代)、二硫化合物和Fe2(MnO4)3，但不限于此。通过将包含正极活性材料、导电材料和粘合剂的正极材料混合物施加到除要形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以无损方式再生电池单元的方法，所述方法包括：将所述电池单元插入磁共振成像装置；使用所述磁共振成像装置测量所述电池单元中形成的副产物的位置；和通过瞄准测量了位置的副产物照射辐射射线来将所述副产物中包含的材料离子化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.10.24 KR 10-2017-01386721.一种以无损方式再生电池单元的方法，所述方法包括：将所述电池单元插入磁共振成像装置；使用所述磁共振成像装置测量所述电池单元中形成的副产物的位置；和通过瞄准测量了位置的副产物照射辐射射线来将所述副产物中包含的材料离子化。2.根据权利要求1所述的方法，其中照射所述辐射射线直到穿过已经到达其寿命终止的电池单元的能量值达到穿过初始电池单元的能量值为止。3.根据权利要求1所述的方法，其中使用线性粒子加速器来照射所述辐射射线。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪哲基，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR