电池组回收制造技术

多个实施方案涉及可以从碱金属

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池组回收
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2020年5月7日提交的专利技术名称为“电池组回收”的美国临时申请第63/021,169号的优先权，出于所有目的，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]储能技术在电网中发挥着越来越重要的作用；在最基本的层面上，这些储能资产提供平滑化(smoothing)以更好地匹配电网的发电和需求。由储能设备执行的服务在多个时间尺度(从毫秒到年)上都对电网有益。如今，现有的储能技术可以支持从毫秒到小时的时间尺度，但是需要长时和超长时(总的来说，至少≥8小时)的储能系统。
[0004]在大规模长时的储能设备的部署中，将存在大量的废电极材料。在寿命结束时，电极已失去功能性电化学价值，但仍保持高的材料价值。电池组中的大量相关成本来自用原材料制造这些电极。此外，为了运行和维护存储设施，在电池的整个寿命中不断引入材料，并且在使用过程中会产生重要的副产物，包括气体、固体和热。从这些材料中回收尽可能多的价值不仅对于最大化资产价值而且对于维持稳定的性能都很重要。
[0005]本
技术介绍
部分旨在介绍本领域的可能与本专利技术的实施方案相关联的多个方面。因此，本部分中的前述讨论提供了用于更好地理解本专利技术的框架，并且不应被视为承认现有技术。

技术实现思路

[0006]多个实施方案涉及可以从碱金属
‑
空气电池组回收商品化学品的几种方法。当电池运行时，可以收集和处理多种副产物和废料流以重新获得使用和/或额外的价值。多个实施方案还包括在电池已拆卸并且其电极的每个已分离达到不存在电危险之后执行的方法。本文所述的碱金属电池组回收方法可以提供多种形式的商品铁、高纯度过渡金属矿石、含氟聚合物分散体、多种碳、商品化学品和催化剂分散体。这些方法提供了可能有助于抵消材料、处理和运行成本的重要收入来源。
[0007]多个实施方案可以实现使电极回收成商品铁。多个实施方案可以包括流体辅助的电极回收。多个实施方案可以包括将重度氧化的铁还原回金属粉末。多个实施方案可以包括中和废碱金属电池组电极用于作为商品铁出售的过程。多个实施方案可以包括电化学还原废碱金属电池组电极以用作铁源。多个实施方案可以包括使废碱金属电池组电极球团化以用作用于还原的铁源。
[0008]多个实施方案可以实现电极材料的再次捕获。多个实施方案可以包括双金属析氧电极的回收。多个实施方案可以包括处理以恢复气体扩散电极的表面疏水性。多个实施方案可以包括气体扩散电极组分的分离。
[0009]多个实施方案可以实现废电极的二次使用。多个实施方案可以包括使用废碱金属空气电极以形成金属基凝结物(concrete)。多个实施方案可以包括将来自碱性铁
‑
空气电池组的废铁用作人造珊瑚礁的启动剂(starter)。多个实施方案可以包括从低成本MnO2‑
电
化学转化制备高价值MnO2。
[0010]多个实施方案可以实现电池废料流的利用。多个实施方案可以包括氢气捕获。多个实施方案可以包括热能的再次捕获。多个实施方案可以包括用于再生CO2洗涤剂的方法。
附图说明
[0011]并入本文并构成本说明书的一部分的附图示出了权利要求的示例性实施方案，并且与上文给出的大致描述和下文给出的详细描述一起用于解释权利要求的特征。
[0012]图1A是根据多个实施方案的电化学电池的一部分的示意图。
[0013]图1B是示出多种流体通过金属电极(在其作为电极的使用寿命结束时)的移动以及移出氧化的金属电极的示意图。
[0014]图1C是混凝料的示例性微观结构，可用于压缩中的结构应用，由多种氧化物制成，并由包含连续相的金属碳酸盐保持在一起。
[0015]图2A和图2B示出用于从电池组例如碱金属
‑
空气电池组中回收商品化学品和/或其他材料的实施方案的方法。
[0016]图3
‑
11示出了多个示例性系统，其中多个实施方案的一个或多个方面可以用作大容量(bulk)储能系统的一部分。
具体实施方式
[0017]对具体实施例和实施方式的引用是出于说明的目的，而不旨在限制权利要求的范围。对本专利技术的实施方案的以下描述并不旨在将本专利技术限制于这些实施方案，而是为了使本领域的技术人员能够做出和使用本专利技术。
[0018]提供以下实施例以说明本专利技术的本系统和方法的多个实施方案。这些实施例是出于说明的目的，可以是预言性的，不应视为限制，也不以其他方式限制本专利技术的范围。
[0019]将参考附图详细描述多个实施方案。在可能的情况下，将在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。对具体实施例和实施方式的引用是出于说明性目的，并不旨在限制权利要求的范围。对本专利技术的实施方案的以下描述并不旨在将本专利技术限制于这些实施方案，而是为了使本领域的技术人员能够做出和使用本专利技术。除非另有说明，否则附图未按比例绘制。
[0020]在本文中，除非另有说明，否则室温为25℃。并且，标准温度和压力为25℃和1个大气压。除非另有明确说明，所有测试、测试结果、物理特性和与温度、压力或两者相关的数值均在标准环境温度和压力下提供。
[0021]通常，除非另有说明，否则本文使用的术语“约”意在涵盖
±
10％的方差或范围、与获得的所述值相关的实验或仪器误差，并且优选地为其中较大者。
[0022]在本文中，除非另有说明，否则本文中数值范围的记载仅意在用作分别指代落入该范围内的每个单独的值的简写方法。除非本文另有说明，否则范围内的每个单独的值都并入说明书中，就如同它在本文中被单独记载一样。
[0023]应注意的是，并不需要提供或解决作为本专利技术实施方案的主题或与本专利技术实施方案相关联的新颖性和开创性的方法、材料、性能或其他有益特征和特性的理论基础。然而，本说明书中提供了多种理论以进一步推进该领域的技术。本说明书中提出的理论，除非另
有明确说明，否则绝不以任何方式限制、限定或缩小所要求保护的专利技术提供的保护范围。这些理论很多不是使用本专利技术所必需或实践的。还应理解，本专利技术可能会引导新的和迄今为止未知的理论来解释本专利技术的方法、物品、材料、装置和系统的实施方案的功能特征；这些后来发展起来的理论不应限制本专利技术提供的保护范围。
[0024]本说明书中阐述的系统、设备、技术、方法、活动和操作的多个实施方案可以在本文阐述的那些之外的多种其他活动和其他领域中使用。此外，例如，这些实施方案可以与未来可能开发的其他设备或活动一起使用；以及，与可以部分地根据本说明书的教导进行修改的现有的设备或活动一起使用。此外，本说明书中阐述的多个实施方案和实例可以全部或部分地与彼此一同使用，并且可以以不同的多种组合使用。因此，例如，本说明书的多个实施方案中提供的配置可以与彼此一同使用；并且本专利技术提供的保护范围不应限制于具体实施方案，具体实施方案、实施例、或在具体附图中的实施方案中阐述的配置或布置。
[0025]本专利技术的实施方案包括用于长时和超长时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：报废电化学系统；以及将所述电化学系统的金属电极转化为商品金属。2.权利要求1的方法，其中所述商品金属是铁。3.权利要求2的方法，其中所述商品金属是直接还原铁(DRI)。4.权利要求1的方法，其中将所述电化学系统的金属电极转化为商品金属包括将溶剂泵入所述电化学系统中。5.权利要求4的方法，其中所述溶剂是水溶液、盐水、碱性溶液、或有机溶剂。6.权利要求5的方法，其中所述溶剂引起用于能源工厂中的热的放热反应。7.权利要求1的方法，其中，将所述电化学系统的金属电极转化为商品金属包括移出所述金属电极，干燥所述金属电极和/或处理所述金属电极，以及还原和/或溶解所述金属电极。8.权利要求1的方法，其中所述金属电极用于形成金属基凝结物。9.一种运行电化学系统的方法，包括：运行所述电化学系统以产生副产物和/或废料流；以及捕获所述副产物和/或所述废料流以从所述电化学系统捕获额外的有价值材料。10.权利要求9的方法，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：福恩能源公司，
类型：发明
国别省市：