電化學(xué)電池材料的磁力分離的制作方法
【專利摘要】公開了用于從電化學(xué)電池分離材料的方法和系統(tǒng)。將電極材料從電化學(xué)電池取出并且利用磁力分離而分離成活性材料構(gòu)成成分。
【專利說明】電化學(xué)電池材料的磁力分離

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本說明書總體上涉及從電化學(xué)電池（electrochemical cell)廢品（scrap)分離 可再循環(huán)的電極材料。更具體地，本說明書涉及從電化學(xué)電池廢品分離可再循環(huán)的電極材 料以形成可直接再用于新的電化學(xué)電池制造中的再循環(huán)材料濃縮物。

【背景技術(shù)】
[0002] 電池組（battery)和包括電化學(xué)電池的其它設(shè)備是現(xiàn)代消費(fèi)品和工業(yè)技術(shù)的經(jīng) 常存在的部分。例如，鋰離子、鎳-金屬氫化物、鎳-鋅、鎳-鎘、和鉛-酸可再充電電池組 (即，二次電池組）被用于包括但不限于如下的應(yīng)用中：汽油動(dòng)力汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)車、 電動(dòng)車、工業(yè)設(shè)備、電動(dòng)工具、和消費(fèi)類電子產(chǎn)品（例如，在可再充電電子設(shè)備中，筆記本電 腦、平板電腦、移動(dòng)電話和智能手機(jī)）。此外，一次性即棄電池組（即，一次電池組例如鋅-碳 電池組和堿性電池組）被用于大量電器和電子設(shè)備應(yīng)用中。因此，電池組和包括電化學(xué)電 池（例如，雙電層電容器，也稱作超級(jí)電容器或超電容器）的其它設(shè)備的普遍使用導(dǎo)致大的 廢品電池組廢棄物物流的產(chǎn)生。
[0003] 由于電池組和其它電化學(xué)電池的使用變得更普遍（其導(dǎo)致更大的廢品設(shè)備廢棄 物物流），因此從環(huán)境可持續(xù)性和制造經(jīng)濟(jì)兩者的觀點(diǎn)來看，廢品設(shè)備的再循環(huán)變得日益重 要。由于電池組和其它電化學(xué)電池設(shè)備可包括稀有材料和造成環(huán)境污染問題的各種各樣的 化學(xué)品，廢品設(shè)備的再循環(huán)對(duì)于推進(jìn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性的目標(biāo)而言是重要的。此外，由于 電池組和其它電化學(xué)電池設(shè)備可包括相對(duì)昂貴的材料例如鎳、鈷、鋰-金屬化合物、和其它 昂貴的金屬、合金和化合物，廢品設(shè)備的再循環(huán)對(duì)于降低新電池組和電化學(xué)電池制造成本 而言是重要的，所述制造否則需要使用原生（virgin)材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一種非限制性實(shí)施方式中，描述了從電化學(xué)電池分離材料的方法。所述方法 包括使包括電極活性材料顆粒的漿料經(jīng)受磁場。所述磁場具有足以使所述漿料中的順磁 性顆粒磁化的磁場強(qiáng)度。利用在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源（active)磁表面 (magnetic surface)之間感生的磁力將經(jīng)磁化顆粒從所述楽料分離。
[0005] 在另一非限制性實(shí)施方式中，從電化學(xué)電池分離材料的方法包括從電化學(xué)電池取 出電極活性材料。所述電化學(xué)電池包括鋰離子電化學(xué)電池。形成包括所述電極活性材料的 漿料。所述漿料包括鋰-金屬化合物。使所述漿料經(jīng)受足夠磁場強(qiáng)度的磁場以使所述漿料 中的顆粒磁化。經(jīng)磁化顆粒包括至少一種鋰-金屬化合物。利用在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿 料接觸的有源磁表面之間感生的磁力將經(jīng)磁化顆粒從所述漿料分離。
[0006] 在另一非限制性實(shí)施方式中，從電化學(xué)電池分離材料的方法包括將電化學(xué)電池粉 碎。所述電化學(xué)電池包括鋰離子電化學(xué)電池。對(duì)經(jīng)粉碎的電化學(xué)電池進(jìn)行篩分（screen) 以將電極活性材料顆粒與其它電化學(xué)電池組分分離。所述電極活性材料顆粒包括兩種或更 多種鋰-金屬化合物。將所述電極活性材料顆粒與載流體（carrier fluid)混合以產(chǎn)生楽 料。使所述漿料經(jīng)受足夠磁場強(qiáng)度的磁場以使所述漿料中的順磁性顆粒磁化。利用在經(jīng)磁 化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間感生的磁力將經(jīng)磁化顆粒從所述漿料分離。所 分離的顆粒包括所述兩種或更多種鋰-金屬化合物之一。所述兩種或更多種鋰-金屬化合 物被作為分離的電極活性材料濃縮物收集。
[0007] 應(yīng)理解，本說明書中所公開和描述的發(fā)明不限于本
【發(fā)明內(nèi)容】
中所概述的實(shí)施方 式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 本說明書中所公開和描述的非限制性且非窮舉性實(shí)施方式的各種特征和特性可 通過參照附圖而更好地理解，在附圖中：
[0009] 圖1為說明從電化學(xué)電池分離和濃縮電極活性材料的方法的流程圖；
[0010] 圖2為高強(qiáng)度磁力過濾/分離系統(tǒng)的示意圖；
[0011] 圖3為包括再循環(huán)特征的高強(qiáng)度磁力過濾/分離系統(tǒng)的示意圖；
[0012] 圖4為說明串聯(lián)連接的多個(gè)高強(qiáng)度磁力過濾器/分離器的方法和系統(tǒng)流程圖；
[0013] 圖5A為說明順流型槽鼓式分離器（tank drum separator)的示意圖；圖5B為說 明反向旋轉(zhuǎn)型槽鼓式分離器的示意圖；
[0014] 圖6為說明串聯(lián)連接的多個(gè)鼓式分離器的方法和系統(tǒng)流程圖；
[0015] 圖7為說明并聯(lián)連接的多個(gè)鼓式分離器的方法和系統(tǒng)流程圖；
[0016] 圖8為說明利用遞增的磁場強(qiáng)度將電極活性材料分階段磁力分離的流程圖； [0017] 圖9為說明利用遞減的磁場強(qiáng)度將電極活性材料分階段磁力分離的流程圖；
[0018] 圖10和11為對(duì)于不同的鋰-金屬化合物，感生磁化強(qiáng)度對(duì)外加磁場的散點(diǎn)圖；
[0019] 圖12為對(duì)于不同的鋰-金屬化合物，磁化率值的柱形圖；
[0020] 圖13到20為對(duì)于根據(jù)實(shí)施例2的鋰-金屬化合物試驗(yàn)分離，材料濃度和回收率 對(duì)磁力分離場的百分比強(qiáng)度的散點(diǎn)圖；
[0021] 圖21到25為對(duì)于從棱柱形袋狀鋰離子電池組獲得的電極活性材料的試驗(yàn)分離， 材料濃度和回收率對(duì)磁力分離場的百分比強(qiáng)度的散點(diǎn)圖；
[0022] 圖26和27為方法和系統(tǒng)流程圖，其說明示例性的鋰離子電化學(xué)電池再循環(huán)方法 和系統(tǒng)；
[0023] 圖28為說明利用遞增的磁場強(qiáng)度將電極活性材料分階段磁力分離的流程圖；
[0024] 圖29為說明利用遞減的磁場強(qiáng)度將電極活性材料分階段磁力分離的流程圖；和
[0025] 圖30為方法和系統(tǒng)流程圖，其說明示例性的混合的電化學(xué)電池再循環(huán)方法和系 統(tǒng)。
[0026] 讀者在考慮根據(jù)本說明書的各種非限制性和非窮舉性實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述 時(shí)將領(lǐng)會(huì)前述細(xì)節(jié)以及其它。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 在本說明書中描述和圖示了各種實(shí)施方式以提供對(duì)所公開的方法和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、 功能、性質(zhì)和用途的全面理解。應(yīng)理解，本說明書中描述和圖示的各種實(shí)施方式為非限制 性的和非窮舉性的。因此，本發(fā)明不受本說明書中所公開的各種非限制性和非窮舉性的實(shí) 施方式的描述的限制。關(guān)于各種實(shí)施方式描述的特征和特性可與其它實(shí)施方式的特征和 特性組合。意圖將這樣的修改和變型包括在本說明書的范圍內(nèi)。因此，可對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行 修改以敘述本說明書中所明確地或者內(nèi)在地描述的、或者為本說明書所明確地或者內(nèi)在地 支持的任何特征或者特性。進(jìn)一步地， 申請(qǐng)人:保留修改權(quán)利要求以肯定地放棄可存在于現(xiàn) 有技術(shù)中的特征或特性的權(quán)利。因此，任何這樣的修改符合35U. S. C. § 112第1款和35U. S.C. § 132(a)的要求。本說明書中所公開和描述的各種實(shí)施方式可包括如本文中不同地描 述的特征和特性、由如本文中不同地描述的特征和特性構(gòu)成、或者基本上由如本文中不同 地描述的特征和特性構(gòu)成。
[0028] 除非另有說明，本文中發(fā)現(xiàn)的任何專利、出版物或者其它公開材料完全引入本說 明書中，但是僅在所引入的材料不與本說明書中存在的定義、敘述、或者明確闡述的其它公 開材料沖突的程度上引入本說明書中。因此，并且在必要的程度上，如本說明書中所闡述的 明確的公開內(nèi)容代替本文中作為參考引入的任何沖突材料。這就是說，引入本說明書中作 為參考但是與本文中的存在的定義、敘述、或者闡述的其它公開材料沖突的任何材料、或其 部分僅在所引入的材料和存在的公開材料之間不引起沖突的程度上被引入。 申請(qǐng)人:保留修 改本說明書以明確地?cái)⑹鲆氡疚闹凶鳛閰⒖嫉娜魏沃黝}、或者其部分的權(quán)利。
[0029] 在本說明書中，除非另有說明，所有數(shù)值參數(shù)應(yīng)理解為在所有情況下通過術(shù)語 "約"開始和修飾，其中所述數(shù)值參數(shù)具有用于測定所述參數(shù)數(shù)值的隱含的測量技術(shù)的固有 的變化性特性。至少，并且不是作為對(duì)限制權(quán)利要求范圍等同物的教條的應(yīng)用的嘗試，本說 明書中描述的各數(shù)值參數(shù)應(yīng)至少根據(jù)所報(bào)道的有效數(shù)字的數(shù)目以及通過應(yīng)用平常的四舍 五入技術(shù)進(jìn)行解釋。
[0030] 而且，本說明書中所敘述的任何數(shù)值范圍意圖包括被囊括在所敘述的范圍內(nèi)的具 有相同數(shù)值精度的所有子范圍。例如，"1. 0-10. 〇"的范圍意圖包括在所敘述的最小值1. 〇 和所敘述的最大值10. 0之間的所有子范圍（且包含所敘述的最小值1. 0和所敘述的最大 值10. 0)，即，具有等于或大于1. 0的最小值和等于或小于10. 0的最大值的所有子范圍，例 如，2. 4-7. 6。本說明書中所敘述的任何最大數(shù)值限意圖包括囊括在其中的所有的數(shù)值下限 并且本說明書中所敘述的任何最小數(shù)值限意圖包括囊括在其中的數(shù)值上限。因此， 申請(qǐng)人: 保留修改包括權(quán)利要求在內(nèi)的本說明書以明確地?cái)⑹瞿依ㄔ诒疚闹兴鞔_敘述的范圍內(nèi) 的任何子范圍的權(quán)利。所有這樣的范圍意圖在本說明書中內(nèi)在地描述，使得為了明確敘述 任何這樣的子范圍的修改將符合35U. S. C. § 112第1款和35U. S. C. § 132(a)的要求。
[0031] 除非另有說明，本說明書中使用的語法冠詞"一種（個(gè)）（one) "、"（某）一（a，an) " 和"該（所述）"意圖包括"至少一種（個(gè)）"或"一種（個(gè)）或多種（個(gè)）"。因此，本說明 書中使用的冠詞指的是該冠詞的一種（個(gè)）或多于一種（個(gè)）（即，"至少一種（個(gè)）"）語 法對(duì)象。例如，"（某）一組分"指的是一種或多種組分，并且因此，可能考慮超過一種組分 并且其可被采用或者使用在所描述的實(shí)施方式的實(shí)施中。進(jìn)一步地，單數(shù)名詞的使用包括 復(fù)數(shù)，并且復(fù)數(shù)名詞的使用包括單數(shù)，除非使用環(huán)境另有要求。
[0032] 目前，商業(yè)上最重要的二次電池組系統(tǒng)是鉛-酸、鎳-鎘、鎳-金屬氫化物、和鋰離 子。這些電池組系統(tǒng)的再循環(huán)的綜述描述于以下參考文獻(xiàn)中，其各自被引入本說明書中作 為參考：
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[0049] 用于活性電化學(xué)電池材料（即，電極活性材料）的回收和再循環(huán)的工業(yè)規(guī)模方法 通常落在兩種范疇中：火法冶金方法和濕法冶金方法?；鸱ㄒ苯鸱椒ㄉ婕皬U品電化學(xué)電池 的高溫熔煉以產(chǎn)生各種各樣的合金、金屬氧化物、碳、和廢氣?；鸱ㄒ苯鸱椒ㄊ欠浅Ｄ芰棵?集型的并且產(chǎn)生必須被丟棄或者進(jìn)一步加工的大量的熔渣（slag)、浮渣（dross)、飛灰、和 其它廢棄物材料。濕法冶金方法通常采用腐蝕性（aggressive)化學(xué)品例如強(qiáng)酸和/或強(qiáng) 堿以溶解金屬、合金、和/或無機(jī)金屬化合物例如金屬氧化物，和從廢品電化學(xué)電池提取或 浸出活性電化學(xué)電池材料。為了回收所提取/浸出的材料，由提取處理得到的富含離子的 浸出溶液必須通過例如反向溶劑萃取、化學(xué)沉淀、化學(xué)沉積、和/或電解提取的技術(shù)進(jìn)一步 加工以便將溶解的金屬以化學(xué)還原的或者其它有用的形式回收。濕法冶金方法依賴于無機(jī) 溶液化學(xué)和溶液后處理，并且因此可造成由溶液廢棄物物流引起的環(huán)境或工作場所健康和 安全問題。
[0050] 火法冶金和濕法冶金方法均遭受各種各樣的另外的缺點(diǎn)，特別是在使來自鋰離子 電池組的電極材料再循環(huán)的情況下。在這兩種類型的再循環(huán)方法中，電極活性材料是以 結(jié)構(gòu)上改變和化學(xué)上改變的形式被回收的，所述形式無法被直接再用于制造用于新電化 學(xué)電池的電極。例如，在鋰離子電池組的火法冶金再循環(huán)期間，陰極（即，正極）活性材 料（例如，LiCoO 2' LiMn2O4' LiFePO4' LiNiO2' LiNiCoMnO2' LiNiiy3Cov3Aliy3O2' LiNi〇.8Co〇.202、 LiNiOa 833Coai7O2)被化學(xué)轉(zhuǎn)化為：C〇-Fe-Ni-Mn合金，其作為熔煉產(chǎn)物被回收；和氧化鋰，其 被損失進(jìn)入熔渣、飛灰和浮渣。同樣，在鋰離子電池組的濕法冶金再循環(huán)期間，陰極活性材 料被化學(xué)轉(zhuǎn)化為構(gòu)成成分金屬的各種各樣的氧化物、氫氧化物和羥基氧化物，其必須經(jīng)歷 大量后處理、分離、純化、以及化學(xué)改性和合成以重新構(gòu)成陰極活性材料。類似問題伴著著 來自鎳-金屬氫化物、鉛-酸和其它電化學(xué)電池化學(xué)的電極活性材料的火法冶金和濕法冶 金再循環(huán)。
[0051] 火法冶金和濕法冶金再循環(huán)方法均無法將電極活性材料以存在于最初的電化學(xué) 電池中的結(jié)構(gòu)和化學(xué)形式回收。本說明書中描述的方法和系統(tǒng)解決該問題，尤其是通過使 得實(shí)現(xiàn)將可再循環(huán)的陽極和陰極活性材料以存在于最初的電化學(xué)電池中的結(jié)構(gòu)和化學(xué)形 式從電化學(xué)電池廢品分離而解決該問題。本說明書中描述的方法和系統(tǒng)可形成可直接再用 于新電化學(xué)電池制造中的再循環(huán)材料濃縮物。以此方式，本說明書中描述的方法和系統(tǒng)可 消除對(duì)用于從廢品電化學(xué)電池回收電極活性材料的火法冶金和濕法冶金再循環(huán)的需求。替 代地，在各種非限制性實(shí)施方式中，本說明書中描述的方法和系統(tǒng)可與火法冶金、濕法冶金 和其它再循環(huán)方法和系統(tǒng)組合使用。
[0052] 本說明書中描述的實(shí)施方式包括從廢品電化學(xué)電池磁力分離包括電極活性材料 的經(jīng)磁化顆粒。應(yīng)理解，廢品電化學(xué)電池包括，但不限于，壽命終止、損壞、或者以其它方式 報(bào)廢的（scraped)電池組和包括能量存儲(chǔ)和/或轉(zhuǎn)化用電化學(xué)電池例如雙電層電容器的其 它設(shè)備。
[0053] 當(dāng)將材料置于磁場中時(shí)，在所述材料中感生出磁化強(qiáng)度（即，每單位體積的凈的 磁偶極矩）。置于磁場（H)中的材料的磁化強(qiáng)度（M)由以下表達(dá)式定義：
[0054] M=XH
[0055] 其中X為所述材料的磁化率。磁化率為無量綱比例常數(shù)，其指示材料響應(yīng)外加磁 場的磁化程度。材料的磁化率是固有物理性質(zhì)。材料的磁化率提供所述材料在置于磁場中 時(shí)將如何反應(yīng)的量度。
[0056] 所有的原子型、離子型和分子型物質(zhì)具有反磁性性質(zhì)，其為材料對(duì)抗外加磁場的 趨勢。不具有任何未成對(duì)電子軌道自旋或者自旋角動(dòng)量的材料通常為反磁性的。反磁性材 料被外加磁場所排斥。反磁性材料的磁化率值為負(fù)值，其指示由外加磁場引起的對(duì)所述材 料的排斥。反磁性材料的磁化率的較大的絕對(duì)值與在反磁性材料和外加磁場之間較大的排 斥磁力以及較大的感生磁化強(qiáng)度有關(guān)。
[0057] 具有未成對(duì)電子的材料是順磁性的。泡利不相容原理（Pauli exclusion principle)要求反磁性材料的成對(duì)電子特性將它們的固有自旋磁矩排列在相反的方向上， 從而導(dǎo)致它們的磁場抵消。相反，順磁性材料的未成對(duì)電子特性可以自由地將它們的固有 自旋磁矩排列在與外加磁場相同的方向上。因此，順磁性材料呈現(xiàn)出使外加磁場增強(qiáng)的傾 向。順磁性材料被外加磁場所吸引。順磁性材料的磁化率值為正值，其指示由外加磁場引 起的對(duì)所述材料的吸引。順磁性材料的磁化率的越大值與在順磁性材料和外加磁場之間越 大的感生磁化強(qiáng)度以及越大的吸引磁力有關(guān)。
[0058] 在沒有外加磁場的情況下，反磁性和順磁性材料未呈現(xiàn)出任何固有或永久磁化強(qiáng) 度。通常被稱作永"磁體"的材料是鐵磁性材料。像順磁性材料一樣，鐵磁性材料也具有未 成對(duì)電子。然而，與順磁性材料不同，鐵磁性材料在沒有外加磁場的情況下呈現(xiàn)出永久磁化 強(qiáng)度。鐵磁性由這些材料的未成對(duì)電子彼此平行地取向（同向平行或反向平行，即，分別為 鐵磁性和鐵氧體磁性（亞鐵磁性，ferri-magnetism))以使它們的能態(tài)最小化的固有傾向 引起。鐵磁性材料特征在于居里點(diǎn)溫度，高于居里點(diǎn)溫度，所給鐵磁性材料喪失其鐵磁性性 質(zhì)，因?yàn)樵摬牧蟽?nèi)增加的熱運(yùn)動(dòng)破壞了電子的固有自旋磁矩的排列。
[0059] 受磁場影響很小的材料可稱作非磁性材料，盡管按照定義，這樣的材料為反磁性 的或弱順磁性的。電池組和其它電化學(xué)電池設(shè)備中發(fā)現(xiàn)的反磁性材料可被認(rèn)為是非磁性 的。這些材料包括，但不限于，塑料、聚合物粘合劑、水、有機(jī)溶劑、鋰鹽、石墨（碳）、鎘、鋅、 銅、金、硅、鉛和鉛化合物、和硫酸。電池組和其它電化學(xué)電池設(shè)備中發(fā)現(xiàn)的順磁性材料包 括，例如，鋁、鋼、羥基氧化鎳、鎳-金屬氫化物合金、和無機(jī)鋰-金屬化合物。
[0060] 鋰離子電化學(xué)電池，例如，通常包括陰極、陽極、隔板、電解質(zhì)、和外殼（housing)。 陰極包括涂布有顆粒狀鋰-金屬化合物和聚合物粘合劑例如聚偏二氟乙烯的鋁集流片或 箔。所述顆粒狀鋰-金屬化合物包括如下的顆粒：鋰-金屬氧化物或鋰-金屬磷酸鹽例 如 LiCoO2' LiMn2O4' LiFePO4' LiNiO2' LiNiCoMnO2' LiNiv3Cov3All73O2' LiNi0 8Co0 2O2、或者 LiNiOa 833Coai7O2。已知的鋰離子電化學(xué)電池通常包括這些陰極活性材料的僅一種，因?yàn)樗?們各自的電化學(xué)性質(zhì)不相容。LiCoO 2是商業(yè)和工業(yè)鋰離子電化學(xué)電池中最常見的陰極活性 材料，因?yàn)樵摬牧铣尸F(xiàn)出可靠的陰極特性、高的能量密度、低的自放電速率、長的循環(huán)時(shí)間、 和制造的容易性。
[0061] 鋰離子電化學(xué)電池的陽極通常包括涂布有顆粒狀石墨和聚合物粘合劑例如聚偏 二氟乙烯的銅集流片或箔。陰極和陽極通過聚合物隔板例如聚乙烯或聚丙烯片隔開，并且 浸沒在電解質(zhì)中。電解質(zhì)包括溶解在有機(jī)溶劑例如碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯 中的鋰鹽例如LiPF6、LiBF 4或LiClO4。電解質(zhì)起到促進(jìn)在充電和放電循環(huán)期間鋰離子在陽 極和陰極之間來往輸運(yùn)的鋰離子傳導(dǎo)材料的作用。例如，采用LiCoO 2陰極活性材料和石墨 陽極活性材料的鋰離子電化學(xué)電池根據(jù)以下概括的電化學(xué)半反應(yīng)（正方向?qū)?yīng)于充電循 環(huán)；逆方向?qū)?yīng)于放電循環(huán)）運(yùn)行：

【權(quán)利要求】
1. 從電化學(xué)電池分離材料的方法，所述方法包括： 將電化學(xué)電池粉碎，所述電化學(xué)電池包括鋰離子電化學(xué)電池； 篩分經(jīng)粉碎的電化學(xué)電池以將電極活性材料顆粒與其它電化學(xué)電池組分分離，所述電 極活性材料顆粒包括兩種或更多種鋰-金屬化合物； 將所述電極活性材料顆粒與載流體混合以形成漿料； 使所述漿料經(jīng)受足夠磁場強(qiáng)度的磁場以使所述漿料中的順磁性顆粒磁化； 利用在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間感生的磁力將經(jīng)磁化顆粒從 所述漿料分離，所分離的顆粒包括所述兩種或更多種鋰-金屬化合物的一種；和 收集所述兩種或更多種鋰-金屬化合物的至少一種作為分離的電極活性材料濃縮物。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述兩種或更多種鋰-金屬化合物包括下式的化合物： LiMxNz 其中M為選自Co、Mn、Ni、Fe和A1的一種或多種金屬，其中N為選自022_和P0 43_的無 機(jī)抗衡離子，其中x范圍從大于0到2,和其中z范圍從1到5。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述兩種或更多種鋰-金屬化合物包括下式的化合物： LiNi 卜yC〇y02 其中y范圍從0到1。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中所述兩種或更多種鋰-金屬化合物包括選自如下的兩 種或更多種化合物：LiCo02、LiMn204、LiFeP0 4、LiNi02、LiNiCoMn02、LiNi^Co^Ali/^、 LiNi〇. 8Coa 202 和 LiNiO。. 833Coa 17002。
5. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將所述兩種或更多種鋰-金屬化合物與石墨分離并 且收集石墨濃縮物。
6. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將所述兩種或更多種鋰-金屬化合物與羥基氧化鎳 或鎳-金屬氫化物合金分離和收集包括羥基氧化鎳或鎳_金屬氫化物合金的濃縮物。
7. 權(quán)利要求1的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過至少一個(gè)鼓式分離器，其中在經(jīng)磁化 顆粒和鼓的與所述漿料接觸的經(jīng)磁化表面之間感生出磁力。
8. 權(quán)利要求1的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過至少一個(gè)高強(qiáng)度磁力過濾器或濕式高 強(qiáng)度磁力分離器，其中在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的磁通量-會(huì)聚矩陣之間感生出磁 力。
8. 權(quán)利要求1的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過多個(gè)分階段磁力分離器，其中在各個(gè) 磁力分離器中在所述漿料中的經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間感生出磁 力，和其中在各階段中分離和濃縮一種電極活性材料。
9. 權(quán)利要求8的方法，其中所述多個(gè)分階段磁力分離器選自高強(qiáng)度磁力過濾器、濕式 高強(qiáng)度磁力分離器、鼓式分離器、以及其任意的組合。
10. 權(quán)利要求8的方法，其中所述多個(gè)分階段磁力分離器串聯(lián)連接。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更高的磁場強(qiáng)度或更高的磁 場梯度，和其中各個(gè)相繼的磁力分離器分離包括更低的磁化率值的電極活性材料。
12. 權(quán)利要求10的方法，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更低的磁場強(qiáng)度或更低的磁 場梯度，且其中各個(gè)相繼的磁力分離器分離包括更高的磁化率值的電極活性材料。
13. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將電化學(xué)電池設(shè)備分揀成鋰離子設(shè)備和非鋰離子 設(shè)備和粉碎所述鋰離子設(shè)備。
14. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括拆卸電化學(xué)電池設(shè)備，將電化學(xué)電池組分從其它組 分分離，和粉碎所述電化學(xué)電池組分。
15. 權(quán)利要求1的方法，在粉碎所述電化學(xué)電池之前，進(jìn)一步包括將所述電化學(xué)電池用 提取用溶劑滲透和除去一部分電解質(zhì)。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中所述提取用溶劑包括超臨界二氧化碳。
17. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在將所述電極活性材料顆粒與所述載流體混合以 形成所述漿料之前，將所述電極活性材料顆粒用洗滌溶劑洗滌以溶解和除去聚合物電極粘 合劑。
18. 從電化學(xué)電池分離材料的方法，所述方法包括： 從電化學(xué)電池取出電極活性材料，所述電化學(xué)電池包括鋰離子電池組； 形成包括電極活性材料顆粒的漿料，所述顆粒包括至少一種鋰_金屬化合物； 使所述漿料經(jīng)受足夠磁場強(qiáng)度的磁場以使所述漿料中的顆粒磁化；和 利用在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間感生的磁力將經(jīng)磁化顆粒從 所述漿料分離。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中所述至少一種鋰-金屬化合物選自LiCo02、LiMn204、 LiFeP04、LiNi02、LiNiCoMn02、LiNi^Co^AlMC^、LiNi a8CoQ.202、LiNiOa.s^CoQ.ucA、以及其任 意的組合。
20. 權(quán)利要求18的方法，其中所述電極活性材料顆粒包括兩種或更多種鋰-金屬化合 物。
21. 權(quán)利要求18的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過至少一個(gè)鼓式分離器，其中在經(jīng)磁 化顆粒和鼓的與所述漿料接觸的經(jīng)磁化表面之間感生出磁力。
22. 權(quán)利要求18的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過至少一個(gè)高強(qiáng)度磁力過濾器或濕式 高強(qiáng)度磁力分離器，其中在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的磁通量_會(huì)聚矩陣之間感生出 磁力。
23. 權(quán)利要求18的方法，包括使所述漿料流動(dòng)通過多個(gè)分階段磁力分離器，其中在各 個(gè)磁力分離器中在所述漿料中的經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間感生出 磁力，和其中在各階段中分離和濃縮一種電極活性材料。 24?權(quán)利要求23的方法，其中所述多個(gè)分階段磁力分離器選自高強(qiáng)度磁力過濾器、濕 式高強(qiáng)度磁力分離器、鼓式分離器、以及其任意的組合。
25. 權(quán)利要求23的方法，其中所述多個(gè)分階段磁力分離器串聯(lián)連接。
26. 權(quán)利要求25的方法，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更高的磁場強(qiáng)度或更高的磁 場梯度，和其中各個(gè)相繼的磁力分離器分離包括更低的磁化率值的電極活性材料。
27. 權(quán)利要求25的方法，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更低的磁場強(qiáng)度或更低的磁 場梯度，且其中各個(gè)相繼的磁力分離器分離包括更高的磁化率值的電極活性材料。
28. 權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括將所述電化學(xué)電池用提取用溶劑滲透和除去一部 分電解質(zhì)。
29. 權(quán)利要求28的方法，其中所述提取用溶劑包括超臨界二氧化碳。
30. 權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括在形成所述漿料之前，將所述電極活性材料顆粒 用洗滌溶劑洗滌以溶解和除去聚合物電極粘合劑。
31. 從電化學(xué)電池分離材料的方法，所述方法包括： 使包括電極活性材料顆粒的漿料經(jīng)受足夠磁場強(qiáng)度的磁場以使所述漿料中的順磁性 顆粒磁化；和 利用在經(jīng)磁化顆粒和與所述漿料接觸的有源磁表面之間的磁力將經(jīng)磁化顆粒從所述 漿料分離。
32. 用于從電化學(xué)電池分離材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 串聯(lián)連接的多個(gè)磁力分離器，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更高的磁場強(qiáng)度或者更 高的磁場梯度，和其中各個(gè)相繼的磁力分離器從包括多種電極活性材料的漿料分離包括更 低磁化率值的電極活性材料。
33. 用于從電化學(xué)電池分離材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 串聯(lián)連接的多個(gè)磁力分離器，其中各個(gè)相繼的磁力分離器包括更低的磁場強(qiáng)度或者更 低的磁場梯度，和其中各個(gè)相繼的磁力分離器從包括多種電極活性材料的漿料分離包括更 高磁化率值的電極活性材料。
34. 電化學(xué)電池，包括根據(jù)權(quán)利要求31處理的電極活性材料。
【文檔編號(hào)】B03C1/32GK104394995SQ201380028030
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】T.W.埃利斯, J.A.蒙特尼格羅 申請(qǐng)人:Rsr科技股份有限公司