【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、全固态电池(assb)有望代表锂离子电池(lib)的发展行业。然而，assb的再循环方面还没有得到充分的探索，这一点非常重要，因为供应/需求规划最终将导致前所未有的大量废弃lib，尤其是来自汽车行业的废弃lib。lib再循环的现状是不充分的，在assb中加入锂金属阳极和固体电解质化学组分将带来额外的挑战。因此，再循环的可行性和弃物管理应在assb的商业化发展中发挥指导作用。
2、因此，需要一种新颖的再循环assb的方法，其在assb的安全处置、弃物管理、assb所需的关键材料的回收和可持续利用资源方面具有成本效益和经济可行性。
技术实现思路
1、自从20世纪90年代初商业化以来，锂离子电池(lib)已经成为社会不可或缺的一部分。与其他类似的电池化学组成相比，锂的电化学活性，结合其低原子质量和尺寸，在能量和功率密度方面具有优越的优势。为了在要求更高的应用中追求更好的电化学性能、寿命和安全性，预计很大一部分未来的lib将由全固态电池(assb)组成。assb含有固态电解质(sse)，而不是常规的非水液体电解质。证明assb比目前的lib具有显著的优势，并且sse的机械完整性可以不同程度地抑制枝晶生长，使能量致密的锂金属阳极成为可能。与使用非水电解质的lib相比，sse化学组成通常具有优越的热稳定性和电化学稳定性，允许更宽的电压窗口。因此，sse通过在电池组级别减少所需的热管理和电池单体支撑/外壳基础设施的数量，从而提高了电池能量密度，提高了电池组比能量密度和
2、lib广泛用于便携式电子产品，并继续为新开发的应用寻找用途，如电动汽车、电动自行车和与产生替代能量连接的网格存储。随着现有市场的持续增长，这些新市场的增加预示着锂和其他lib制造中关键材料的需求将呈指数级提高。除了考虑工业上如何控制所需的产品外，还必须考虑lib达到其报废周期并被丢弃时产生的弃物的后续增长。由于关键材料(如锂和钴)的天然供应有限，而且目前的报废方式对于废弃的lib缺少经济可行的大规模再循环系统，因此现状是不可持续的。目前采用的lib再循环通常聚焦于阴极中的金属材料回收，具有不同的效率以及巨大的电解质和锂的不可回收损失。除了需要提高回收率之外，这些方法在经济上还不可行，并且会产生大量的弃物本身或产生温室气体。在基础设施和立法方面缺少对再循环的远见，导致在美国只有约5％的lib可能再循环。这与铅酸电池形成了鲜明对比，铅酸电池目前的再循环率和回收率要高得多—接近99％。因此，开发一种经济可行且高效用于下一代lib的再循环系统势在必行。由于assb仍处于开发阶段，尚未大规模生产，因此对用于可持续系统的再循环方法的积极规划和开发是一个巨大的机遇。
3、本文描述的本专利技术的一个方面提供了一种用于再循环全固态电池(assb)的方法，包括：接收assb的再循环流，assb包括与至少一种充电材料混合的电解质；加入钝化物质，用于中和来自限定再循环流的电池的充电材料的不期望的反应或放电；在钝化物质的存在下，搅拌再循环流中的电池，以释放储存在电池中的充电材料和电解质；和从搅拌的电池中回收充电材料和电解质，其中钝化物质与搅拌的电池结合以产生有益产物，从而再循环assb。
4、在该方法的一个实施方案中，电池包括：金属基阳极、阴极和固态电解质(sse)。在该方法的一个实施方案中，金属阳极在非惰性环境中具有反应性。在该方法的一个实施方案中，钝化物质减少与金属阳极的有害反应，并参与产生有益产物的有益反应。在该方法的一个实施方案中，固态电解质为锂金属。
5、该方法的一个实施方案还包括：加入前，基于固态电解质的类型对assb的再循环流进行分类。在该方法的一个实施方案中，钝化物质选自还原性气体和惰性气体中的至少一种。在该方法的一个实施方案中，还原性气体选自以下中的至少一种：二氧化碳、空气、氮气和硫化氢。在该方法的一个实施方案中，惰性气体包括以下中的至少一种：氦气、氩气、氖气、氙气、氪气和氡气。
6、在该方法的一个实施方案中，钝化物质包括空气和氩气。在该方法的一个实施方案中，钝化物质中还原性气体的百分比为至少99％、或至少95％、或至少90％、或至少85％、或至少80％、或至少75％、或至少70％。在该方法的一个实施方案中，钝化物质中惰性气体的百分比为至少1％、或至少5％、或至少10％、或至少15％、或至少20％、或至少25％、或至少30％。
7、该方法的一个实施方案还包括：搅拌后，筛分充电材料和有益产物。该方法的一个实施方案还包括：筛分后，用水洗涤有益产物以溶解有益产物并纯化有益产物。在该方法的一个实施方案中，assb为选自以下形式中的至少一种：堆叠式、袋形、折叠袋形的和圆柱卷形。在该方法的一个实施方案中，获得的有益产物选自以下中的至少一种：碳酸锂前体、氮化锂、氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、氢气和硫化锂。
8、在该方法的一个实施方案中，再循环流中的电池具有基于nmc(镍、锰、钴)的化学组成的阴极材料。该方法的一个实施方案，还包括：搅拌前，刺破assb并注入钝化物质。在该方法的一个实施方案中，搅拌还包括以下中的至少一种：切碎、锤打和粉碎。该方法的一个实施方案还包括：通过选自涡流和泡沫浮中的至少一种方法分离nmc和集流体。
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1.一种用于再循环全固态电池(ASSB)的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池包括：金属基阳极、阴极和固态电解质(SSE)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中金属阳极在非惰性环境中具有反应性。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述钝化物质减少与金属阳极的有害反应，并参与产生有益产物的有益反应。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述固态电解质为锂金属。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：加入前，基于固态电解质类型对ASSB的再循环流进行分类。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化物质选自还原性气体和惰性气体中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述还原气体选自以下中的至少一种：二氧化碳、空气、氮气和硫化氢。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述惰性气体包括以下中的至少一种：氦气、氩气、氖气、氙气、氪气和氡气。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述钝化物质包括空气和氩气。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述钝化物质中惰性气体的百分比为至少1％、或至少5％、或至少10％、或至少15％、或至少20％、或至少25％、或至少30％。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：搅拌后，筛分所述充电材料和有益产物。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：筛分后，用水洗涤所述有益产物以溶解并纯化所述有益产物。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述ASSB为选自以下形式中的至少一种：堆叠式、袋形、折叠袋形和圆柱卷形。
16.根据权利要求1所述的方法，其中获得的所述有益产物选自以下中的至少一种：碳酸锂前体、氮化锂、氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、氢气和硫化锂。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述再循环流中的电池具有基于NMC(镍、锰、钴)的化学组成的阴极材料。
18.根据权利要求1所述的方法，还包括：搅拌前，刺破所述ASSB并注入所述钝化物质。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅拌还包括以下中的至少一种：切碎、锤打和粉碎。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：通过选自涡流和泡沫浮选中的至少一种方法分离所述NMC和集流体。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于再循环全固态电池(assb)的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池包括：金属基阳极、阴极和固态电解质(sse)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中金属阳极在非惰性环境中具有反应性。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述钝化物质减少与金属阳极的有害反应，并参与产生有益产物的有益反应。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述固态电解质为锂金属。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：加入前，基于固态电解质类型对assb的再循环流进行分类。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化物质选自还原性气体和惰性气体中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述还原气体选自以下中的至少一种：二氧化碳、空气、氮气和硫化氢。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述惰性气体包括以下中的至少一种：氦气、氩气、氖气、氙气、氪气和氡气。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述钝化物质包括空气和氩气。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述钝化物质中还原性气体的百分比为至少99％、或至少95％、或至少90％、或至少85％、或至少80％、或至少75...
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