[发明专利]循环利用具有碱性电解质的电池

说明书

技术领域

本申请涉及存储-电池循环利用和金属回收的领域。

背景技术

每个电池都具有有限的寿命周期，超过这一周期它存储和输送电荷的能力会显著降低。现代可充电电池(例如，镍金属氢化物(NiMH)电池)的寿命周期可包括上百次充电/放电过程，而一般的碱性电池仅具有一次放电过程。在寿命周期的末期，尽管化学变化和结构变化已经降低了它们存储和输送电荷的能力，但电池的材料成分依然存在。在此阶段循环利用电池可提供经济的、安全性相关的和环境的效益。

这种效益可能来源于如下事实，即循环利用至少一些电池材料成分(特别是金属)比从原料那里获得会更便宜并且具有更少的环境干扰。此外，一些电池成分可能是有毒的和/或不适合丢弃于清洁的垃圾填埋场或者下水道系统。此外，一些电池(例如NiMH电池)的内部成分可能是空气敏感的(air sensitive)并且如果被包括在一般废物组中可能产生火灾危险。

在消费类电子装置和便携装置的驱动下，电池量在世界范围内快速增长，并且电池驱动的车辆进入了运输行业，所以电池循环利用的各种益处被进一步放大。

发明内容

因此，在此，公开了循环利用具有碱性电解质的电池的一系列方法。一种此方法包括在无氧/缺氧条件下断裂电池并且在无氧腔室内使用二氧化碳充满电池的内部。

应该理解，提供上述概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的选择性概念。它不是意味着指出要求保护的主题的关键特征或重要特征，要求保护的主题的范围仅由权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决以上提到的或者在本公开的任何部分中指出的任何缺点。

附图说明

图1图示说明根据本公开的实施例的电池循环利用方法。

图2显示根据本公开的实施例的电池循环利用的预处理方法。

图3图示说明根据本公开的实施例的使用二氧化碳(CO₂)处理废旧电池的方法。

图4显示根据本公开的实施例的电池循环利用的后处理方法。

具体实施方式

术语“电池/电池组(battery)”在本文中被应用为指代电化学原电池，其包括阳极、阴极和中间的电解质。其同样被应用为被配置成并联和/或串联并且共享同一封闭体的多个此种电池单元(cell)。

图1显示了针对具有碱性(pH＞7)电解质的电池的循环利用的示例方法100。此类示例电池可包括普通的碱性电池(例如，AA，AAA，C和D电池)、镍氢(NiMH)电池和各类型的多单元电池组。这种电池组可包含水、基于氢氧化物的电解质：例如包括IA族氢氧化物(例如，LiOH)或者季铵氢氧化物(例如，四正丁基氢氧化铵)。这种电池组可以被用于对消费类电子装置(相机、手机、电脑等)、便携式电子器械(工具、牙刷、真空吸尘器等)以及车辆(电动自行车、混合动力和纯电动机动车辆等)提供能量。

方法100从预处理方法200开始，方法200在图2中被进一步说明。其继续进行到CO₂处理方法300，方法300在图3中被进一步说明，并且然后继续进行到后处理方法400，方法400在图4中被进一步说明。

图2显示了一个示例实施例中的预处理方法200。该方法在202处开始，在此，具有碱性电解质的电池被接收。电池可在从完全放电至完全带电的任何电荷状态下被接收。在一个实施例中，可通过在电池的端电极之间连接电阻性负载并测量流过电阻性负载的电流来测试电池的电荷状态。如果该测试显示出电池没有被完全放电，则在204处，可在电池的端电极之间连接电阻性负载(与在测试中使用的电阻性负载相同或不同)一段时间，以确保完全放电。

一些多单元电池组(例如那些在混合动力和纯电动机动车辆中使用的电池组)可被配置为易于分离成独立的电池单元。对于如此配置的电池组，电池单元可在206处彼此分离。预处理方法中的电池单元分离可以通过允许CO₂更迅速地到达电池单元的内部部件而增加随后处理方法300的效率。此外，多单元电池组分离成独立电池单元可使得能够更有效地在处理方法300中使用的压力容器中封装电池单元，如以下说明的。