СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ БАТАРЕЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ БАТАРЕЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА


RU (11) 2201018 (13) C2

(51) 7 H01M10/54 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97103486/09 
(22) Дата подачи заявки: 1997.03.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1997.03.05 
(31) Номер конвенционной заявки: 07 3081/HEI.8 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1996.03.05 
(33) Страна приоритета: JP 
(31) Номер конвенционной заявки: 355 438/HEI.8 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1996.12.24 
(33) Страна приоритета: JP 
(43) Дата публикации заявки: 1999.05.27 
(45) Опубликовано: 2003.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1034559 А, 20.04.1995. SU 877660 A, 30.01.1981. RU 94025555 А1, 20.05.1996. DE 4424825 А1, 18.01.1986. WO 94/25167 А, 10.11.1994. 
(71) Заявитель(и): КАНОН КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP) 
(72) Автор(ы): КАВАКАМИ Соитиро (JP); КОБАЯСИ Наоя (JP); АСАО Масая (JP) 
(73) Патентообладатель(и): КАНОН КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP) 
(74) Патентный поверенный: Томская Елена Владимировна 
Адрес для переписки: 129010, Москва, ул. Б.Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", Е.В.Томской, рег. № 106 

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ БАТАРЕЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 

Изобретение относится к обслуживанию аккумуляторных батарей закрытого типа. Техническим результатом является возможность восстановления компонентов батареи без их повреждения. Способ включает стадию понижения ионной проводимости между катодом и анодом, стадию вскрытия корпуса батареи, стадию восстановления компонентов батареи. Понижение ионной проводимости осуществляют путем удаления раствора электролита посредством предохранительной вентиляции, охлаждением батареи до температуры ниже температуры замерзания раствора электролита или ниже температуры стеклования отверждающего полимера твердого полимерного электролита. 6 с. и 52 з.п. ф-лы, 10 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Область изобретения

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для восстановления составляющих компонентов батарей закрытого типа. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для безопасного и эффективного вскрытия батарей закрытого типа с целью восстановления составляющих их компонентов.

Предшествующий уровень техники

В последние годы предсказывается глобальное потепление из-за так называемого парникового эффекта, связанного с увеличением содержания атмосферного СO2. Для предотвращения дальнейшего развития этого явления потепления существует тенденция к запрещению строительства новых теплоэлектростанций, которые выделяют большие количества СО2.

В этих условиях было предложено установить выравнивание нагрузки в целях эффективного использования мощности. Выравнивание нагрузки включает установку перезаряжаемых батарей, служащих хранилищами дополнительной энергии, не используемой ночью, называемой демпферной мощностью, в различных местах. Сохраненная таким образом энергия используется в дневное время, когда увеличивается энергопотребление, выравнивая нагрузку в условиях производства энергии.

Независимо существует возрастающий социальных спрос на разработку высокоэффективных перезаряжаемых батарей с высокой энергоемкостью для электрических установок, которые не выделяют веществ, загрязняющих воздух. Также существует возрастающий социальных спрос на разработку миниатюрных высокоэффективных перезаряжаемых батарей небольшого веса для использования в качестве источников энергии для переносных приборов, таких как небольшие персональные компьютеры, электронные переводчики, видеокамеры и карманные телефоны.

В качестве батарей, включая перезаряжаемые батареи, для такого применения, как указано выше, разработаны различные аккумуляторы, включая перезаряжаемые батареи замкнутого (или закрытого) типа. Частными примерами таких аккумуляторов являются: свинцово-кислотная батарея, никель-кадмиевая батарея, никель-металлгидридная батарея высокой энергоемкости, никель-цинковая батарея, перезаряжаемая литиевая батарея и другие. Для увеличения срока службы этих аккумуляторов и/или обеспечения безопасности обычно используется заключение батареи в корпус. Кроме того, в целях обеспечения большей безопасности, эти батареи снабжают предохранительным вентиляционным отверстием. Это предохранительное вентиляционное отверстие служит для обеспечения безопасности путем соединения внутреннего пространства корпуса батареи с наружной атмосферой, если давление внутри корпуса батареи случайно увеличится, снижая таким образом возросшее давление внутри корпуса батареи.

Так, никель-металлгидридная батарея является перезаряжаемой батареей, в которой используется электрохимическая реакция окисления-восстановления иона водорода. Обычно никель-металлгидридная батарея состоит из анода, включающего слой анодно-активного материала, состоящий из аккумулирующего (абсорбирующего) водород сплава, катода, включающего катодно-активный материал, состоящий из гидроксида никеля (особенно, гидроксида двухвалентного никеля) и раствора электролита. В этой батарее при заряде ион водорода из раствора электролита на аноде восстанавливается до водорода, который поглощается слоем анодно-активного материала анода, в котором удерживается водород; при разряде водород, удерживаемый слоем анодно-активного материала, окисляется в ион водорода, который переходит в раствор электролита. При заряде на катоде слой катодно-активного материала, состоящий из оксигидроксида никеля, окисляется до оксида никеля, а при разряде оксигидроксид никеля восстанавливается до исходного гидроксида никеля.

В никель-металлгидридной батарее для удержания водорода сплавом анода, сохраняющим водород в ходе заряда, а также в целях достижения высокой емкости батареи, компоненты батареи обычно заключают в корпус батареи.

Известны различные литиевые батареи, в которых используется электрохимическая реакция окисления-восстановления иона лития. В этих литиевых батареях используют неводные органические или неорганические растворители, практически свободные от влаги, и корпус батареи, позволяющий достичь достаточной герметизации ее компонентов, поскольку литий легко взаимодействует с атмосферной влагой, что уменьшает емкость батареи. Производство этих батарей проводят в атмосфере, достаточно освобожденной от влаги.

Частыми примерами таких литиевых батарей, приведенными для иллюстрации, являются промышленно выпускаемые первичные литиевые батареи, промышленно выпускаемые так называемые литиево-ионные батареи, перезаряжаемые литиевые металлические батареи (ранее разработанные и находящиеся на стадии усовершенствования). В первичной литиевой батарее и перезаряжаемых литиевых металлических батареях аноды имеют слой анодно-активного материала, включающий металлический литий.

В литиево-ионной батарее в качестве слоя анодно-активного материала используется углеродный материал, такой как графит, способный внедрять ион лития в ячейки решетки углеродного материала во время заряда, а в качестве катода используется соединение переходного металла, способное внедрять ион лития в соединение переходного металла при разряде.

В данном случае предыдущие аккумуляторы, в том числе перезаряжаемые батареи, заключенные в корпус батареи, описанный выше, в настоящее время используются в различных переносных приборах. Для этих батарей закрытого типа восстановление и переработка их компонентов является существенной не только в условиях развития новых переносных приборов, но также и с точки зрения их дальнейшего развития в будущем для использования в электрических машинах, стабилизаторах нагрузки, аккумуляторах энергии и им подобных, а также с точки зрения ожидаемого в будущем большого увеличения потребления батарей.

Однако, для восстановления компонентов этих батарей закрытого типа необходимо сначала вскрыть корпуса батарей. В этом случае проблема заключается в том, что часто при вскрытии катод соприкасается с анодом, что приводит к внутреннему короткому замыканию между двумя электродами, при котором в течение короткого периода времени потребляется остаточная электрическая емкость, что приводит к выделению тепла и порче компонентов батареи в такой степени, что они не могут уже быть восстановлены. Поэтому невозможно достичь желаемого восстановления компонентов батареи.

В отношении батарей закрытого типа существует все возрастающая потребность создания способа восстановления, включающего способ вскрытия, способствующий эффективному восстановлению их компонентов без повреждения или порчи даже в том случае, если катод и анод при вскрытии соприкасаются друг с другом.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение сделано с учетом сложившейся ситуации, описанной в уровне техники.

Целью настоящего изобретения является обеспечение способа, включающего безопасное и эффективное восстановление компонентов батарей закрытого типа, без повреждения или порчи компонентов.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для восстановления, которое реализует безопасное и эффективное восстановление компонентов батарей закрытого типа без повреждения или порчи компонентов.

Первый аспект настоящего изобретения состоит в способе восстановления компонентов батарей закрытого типа, включающем по крайней мере стадию уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом и стадию вскрытия корпуса батареи.

Вторым аспектом настоящего изобретения является устройство для восстановления компонентов батарей закрытого типа, включающее по крайней мере средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом и средства для вскрытия корпуса батареи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет схематическую последовательность операций примера способа восстановления компонентов батареи закрытого типа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 представляет схематическую последовательность другого примера способа восстановления компонентов батареи закрытого типа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3 схематически представляет пример устройства для удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося в батарее закрытого типа, для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом перед вскрытием батареи, который используется в качестве части устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 схематически представляет другой пример устройства для удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося в батарее закрытого типа, для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом перед вскрытием батареи, который используется в качестве части устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5 представляет схематическую концепцию части устройства, являющуюся главной частью устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением, включая средства для охлаждения и средства для разгерметизации (вскрытия).

Фиг. 6 схематически представляет пример средств охлаждения, используемых в устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 7 схематически представляет сечение батареи закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению.

Фиг.8 схематически представляет сечение плоской круглой батареи.

Фиг.9 схематически представляет сечение спирально-перфорированной цилиндрической батареи.

Фиг. 10 схематически представляет изометрию призматической батареи, взятой для примера.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Как указывалось ранее, настоящее изобретение включает способ восстановления компонентов батареи закрытого типа, включающий по крайней мере стадию уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом и стадию вскрытия корпуса батареи, а также устройство для восстановления компонентов батарей закрытого типа, включающее по крайней мере средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом и средства для вскрытия корпуса батареи.

Главной чертой способа восстановления является то, что перед вскрытием батареи закрытого типа проводится уменьшение ионной проводимости между катодом и анодом. Аналогично, главной чертой устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением является то, что оно имеет специальные средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа.

В настоящем изобретении уменьшение ионной проводимости между катодом и анодом перед вскрытием корпуса батареи закрытого типа достигается удалением наружу раствора электролита или растворителя электролита из батареи закрытого типа; даже если случится внутреннее короткое замыкание между катодом и анодом, когда вскрывают корпус батареи или извлекают компоненты батареи из корпуса батареи, как это будет описано позже, удается эффективно предотвращать внезапное выделение энергии и возгорание в результате внутреннего короткого замыкания. В результате становится возможным надежно восстанавливать компоненты батареи без их порчи и разрушения. Таким образом, может быть реализовано безопасное восстановление компонентов батарей закрытого типа с высокой скоростью восстановления.

Способ восстановления и устройство для восстановления в соответствии и настоящим изобретением эффективны для восстановления компонентов любых батарей закрытого типа, включая первичные и вторичные (перезаряжаемые) батареи, без противопоставления типу батареи.

Частными примерами таких батарей закрытого типа, для которых способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением для восстановления компонентов батареи особенно эффективны, являются литиевые батареи, включая литий-ионные перезаряжаемые батареи (в которых анод включает углеродный материал, способный внедрять ион лития), в которых используется электрохимическая реакция окисления-восстановления иона лития, никель-металлгидридные перезаряжаемые батареи, имеющие анод, включающий сплав, удерживающий водород, и в которых используется электрохимическая реакция окисления-восстановления иона водорода, и никель-кадмиевые батареи.

Что касается литиевых батарей, то различные первичные литиевые батареи закрытого типа, имеющие анод, включающий металлический литий, часто используются в переносных приборах, таких как камеры, наручные часы и им подобные. Ожидается, что потребление этих первичных литиевых батарей в будущем будет увеличиваться. Кроме того, потребление перезаряжаемых литиевых батарей в будущем также будет увеличиваться. В этих обстоятельствах, загрязняющие отходы этих литиевых батарей в будущем могут стать серьезной проблемой, что также относится и к другим батареям. В этом отношении восстановление и переработка их компонентов, таких как аноды, катоды, электролиты, сепараторы и корпуса, являются настоятельной необходимостью.

Так, для того чтобы раздельно восстанавливать компоненты использованной литиевой батареи закрытого типа, требуется вскрыть корпус батареи, предотвратив попадание внешней влаги, которая может стать причиной искажения или ухудшения характеристик батареи.

Как наиболее простой способ вскрытия корпуса батареи закрытого типа рассматривается механическое разрезание. Однако, если этот способ используется, в частности, применительно к литиевой батарее закрытого типа, то проблемы состоят в том, что энергоемкость единицы объема и единицы массы очень велика, имеется горючий материал, такой как органический растворитель, и при возникновении искры или внутреннего короткого замыкания между анодом и катодом при механическом разрезании корпуса батареи компоненты повреждаются или портятся. Кроме того, могут возникать другие проблемы, описываемые ниже. Когда компоненты батареи, расположенные внутри корпуса батареи, извлекаются наружу после вскрытия корпуса батареи, поскольку анод и катод соприкасаются друг с другом, то они легко повреждаются внутренним коротким замыканием; если короткое замыкание возникает между ними, то остаточная энергия батареи выделяется моментально, что вызывает внезапное тепловыделение.

Поэтому особенно для литиевых батарей закрытого типа, с учетом возрастания их потребления, существует спрос на разработку требуемого способа восстановления и устройства для восстановления, способного восстанавливать компоненты батареи без повреждений или порчи.

Настоящее изобретение желаемым образом удовлетворяет этот спрос.

В способе восстановления компонентов батареи закрытого типа, содержащей раствор электролита, стадию уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом желательно проводить способом удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося внутри корпуса батареи, наружу. В том случае, когда батарея снабжена предохранительной вентиляцией, удаление раствора электролита или его растворителя желательно проводить, используя наличие предохранительной вентиляции для большей эффективности работы, например, уменьшая атмосферное давление снаружи корпуса батареи, тем самым увеличивая внутреннее давление в корпусе батареи, что приводит к разности давлений снаружи и внутри корпуса батареи, вследствие чего через предохранительную вентиляцию раствор электролита или его растворитель удаляется наружу. Раствор электролита или его растворитель, удаленный наружу таким образом из корпуса батареи, может быть восстановлен.

В способе восстановления компонентов батареи закрытого типа стадию уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом желательно проводить при охлаждении батареи закрытого типа. В случае использования такого способа, если в растворе электролита батареи закрытого типа применяется растворитель, то желательно охлаждать батарею до температуры ниже температуры замерзания растворителя. В том случае, если используется твердый полимерный электролит, отвержденный с использованием полимера, то желательно охлаждать батарею закрытого типа до температуры ниже температуры стеклования полимера твердого полимерного электролита.

Указанное выше охлаждение батареи закрытого типа может быть реализовано как охлаждение тела с использованием негорючего сжатого газа, состоящего из одного или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2 и фтороуглерода.

Кроме того, в указанном способе охлаждения является возможным охлаждать батарею закрытого типа, помещая ее в хладагент или сжиженный газ. Хладагент может включать, например, смесь сухого льда и метанола и смесь сухого льда и этанола. Сжиженный газ может включать, например, жидкий азот и ему подобные.

Альтернативно, в указанном способе охлаждения является возможным охлаждать батарею закрытого типа, помещая ее в воду, после чего замораживать батарею закрытого типа вместе с водой. В этом случае желательно вскрыть батарею закрытого типа вмороженной в лед.

В способе восстановления компонентов батареи закрытого типа стадию вскрытия корпуса батареи после уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом проводить в негорючей атмосфере. В этом случае обеспечиваются условия, в которых компоненты батареи предохраняются от окисления или возгорания, и они могут быть безопасно восстановлены с высокой эффективностью, поскольку защищены от разрушения или порчи. Указанная выше негорючая атмосфера может быть атмосферой, состоящей из одного или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2, фтороуглерода и водяного пара. В случае, если предшествующее охлаждение предполагает использование негорючего сжатого газа, то желательно, чтобы газ, составляющий атмосферу для вскрытия корпуса батареи, был бы тем же, что и используемый сжатый газ.

В качестве способа вскрытия корпуса батареи может быть указан способ разрезания с использованием воды под высоким давлением, способ разрезания с использованием луча энергии, механический способ разрезания и способ разрезания с распылением воды под высоким давлением, содержащей примесь абразива, на объект через реактивное сопло.

В настоящем изобретении вскрытие батареи может быть проведено более безопасно путем разряда батареи перед вскрытием корпуса батареи закрытого типа, предпочтительно на стадии перед уменьшением ионной проводимости между катодом и анодом. В этом случае химический состав слоев катодно- и анодно-активных материалов становится однородным независимо от остаточной емкости батареи перед разрядом, так что материалы как катода, так и анода имеют удовлетворительную однородность в отношении химического состава и могут быть восстановлены. Далее, посредством разряда в данном случае является возможным высвободить остаточную энергию батареи закрытого типа.

Далее, в настоящем изобретении компоненты батарей могут быть эффективно восстановлены путем сортировки батарей закрытого типа в зависимости от их формы и типа перед вскрытием корпусов.

Как указывалось ранее, устройство для восстановления компонентов батарей закрытого типа в соответствии с настоящим изобретением включает по меньшей мере средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом и средства для вскрытия корпуса батареи.

Желательно, чтобы средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом включали по меньшей мере средства для удаления наружу раствора электролита или его растворителя, находящегося внутри корпуса батареи. В том случае, если батарея закрытого типа снабжена предохранительной вентиляцией, то эту особенность желательно использовать, например, уменьшая атмосферное давление снаружи корпуса батареи, тем самым увеличивая внутреннее давление в корпусе батареи, что приводит к разности давлений снаружи и внутри корпуса батареи, вследствие чего через предохранительную вентиляцию раствор электролита или его растворитель удаляется наружу. Желательно, чтобы средства для удаления наружу раствора электролита или его растворителя, находящегося внутри корпуса батареи, включали сосуд, снабженный устройством откачки. В этом случае желательно, чтобы сосуд был снабжен частью, плотно контактирующей или присоединяемой к внешней стенке корпуса батареи, включая часть крышки батареи вблизи предохранительной вентиляции, и отверстием (или проходом) для передачи раствора электролита или его растворителя (удаляемого из батареи) в сосуд.

В описанном выше сосуде вход для ввода воздуха, газообразного азота (N2) или инертного газа может быть снабжен клапаном.

В устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением раствор электролита или его растворитель, находящийся внутри корпуса батареи, могут быть переданы в сосуд через предохранительную вентиляцию с использованием закрытого пространства части внешней поверхности корпуса батареи, включая крышку батареи или весь корпус (включая часть, через которую удаляется раствор электролита или его растворитель) и описанного выше сосуда, понижая внутреннее давление в закрытом пространстве по отношению к внутреннему давлению в батарее закрытого типа, поместив часть предохранительной вентиляции в закрытое пространство.

В устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением желательно, чтобы вышеуказанное закрытое пространство было организовано путем присоединения вышеуказанного сосуда, снабженного устройством откачки, с участком, включающим часть (например, предохранительную вентиляцию), через которую раствор электролита или его растворитель, находящийся внутри корпуса батареи, удаляется после того, как внутреннее давление в вышеуказанном сосуде будет уменьшено по сравнению с атмосферным давлением посредством устройства откачки, которым снабжен сосуд.

В устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением сначала организуется вышеуказанное закрытое пространство, после чего внутреннее давление в закрытом пространстве понижается по сравнению с внутренним давлением в батарее закрытого типа посредством устройства откачки, которым снабжен сосуд.

Желательно, чтобы в устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением указанные средства для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом включали средства охлаждения батареи закрытого типа.

Для охлаждения батареи закрытого типа посредством охлаждающего устройства желательно проводить охлаждение с использованием сжатого негорючего газа, состоящего из одного или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2 и фтороуглерода.

Альтернативно, для охлаждения батареи закрытого типа может быть использован хладагент или сжиженный газ. Хладагент может включать, например, смесь сухого льда и метанола и смесь сухого льда и этанола. Сжиженный газ может включать, например, жидкий азот и ему подобные.

Далее в указанном способе охлаждения является возможным охлаждать батарею закрытого типа, помещая ее в воду, после чего заморажиавать батарею закрытого типа вместе с водой. В этом случае желательно вскрыть батарею закрытого типа в состоянии вмороженной в лед.

В устройстве для восстановления в соответствии с настоящим изобретением в качестве средств для вскрытия корпуса батареи могут быть указаны средства для разрезания с использованием воды под высоким давлением, средства для разрезания с использованием луча энергии, механические средства разрезания и средства для разрезания с распылением воды под высоким давлением, содержащей примесь абразива.

Вскрытие корпуса батареи любым из этих средств желательно проводить в негорючей атмосфере. Негорючая атмосфера может быть атмосферой, состоящей из одного или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2, фтороуглерода и водяного пара.

Со ссылками на нижеследующие чертежи далее приводятся предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1 представляет схематическую последовательность примера способа восстановления компонентов батареи закрытого типа в соответствии с настоящим изобретением.

Ниже дается описание примера осуществления способа восстановления в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на фиг.1.

В целях эффективного восстановления компонентов батарей закрытого типа использованные батареи закрытого типа (фиг.1 (а-1)) собирают для восстановления их компонентов и сначала сортируют в зависимости от формы или типа (см. фиг.1 (а-2)).

Далее, рассортированные таким образом батареи закрытого типа подвергают операции уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом (см. фиг.1 (а-3)). В этом случае понижение ионной проводимости между катодом и анодом может проводиться указанным выше способом удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося между катодом и анодом (при использовании в батарее раствора электролита в качестве электролита) через предохранительную вентиляцию или подобное ей устройство, присоединенное к корпусу батареи. Альтернативно, это может быть сделано указанным выше способом охлаждения батареи для снижения ионной проводимости между катодом и анодом.

После этого корпус батареи вскрывают (см. фиг.1 (а-4)), после чего извлекают наружу массу, включающую компоненты батареи, находящиеся внутри корпуса батареи (см. фиг.1 (а-5)).

Извлеченную таким образом массу промывают (см. фиг.1 (а-6)). Затем массу разбирают (разделяют) на отдельные компоненты батареи, и разделенные таким образом компоненты восстанавливают (см. фиг.1 (а-7)).

Фиг.2 представляет схематическую последовательность другого примера способа восстановления компонентов батареи закрытого типа в соответствии с настоящим изобретением.

Ниже дается описание другого примера осуществления способа восстановления в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на фиг.2.

В целях эффективного восстановления компонентов батарей закрытого типа использованные батареи закрытого типа (фиг.2 (б-1)) собирают и сначала сортируют в зависимости от формы или типа (см. фиг.2 (б-2)).

Далее, рассортированные таким образом батареи закрытого типа охлаждают для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом, повышая таким образом внешнее сопротивление (см. фиг.2 (б-3)).

После того, как корпус батареи закрытого типа охлажден на предыдущей стадии, его вскрывают в негорючей атмосфере (см. фиг.2 (б-4)).

В том случае, если батарея закрытого типа является литиевой батареей, подходящий реагент взаимодействует с активным литием, находящимся внутри корпуса батареи, понижая реакционную способность лития (см. фиг.2 (б-5)).

Массу, включающую компоненты батареи, находящуюся внутри, успешно извлекают наружу (см.фиг.2 (б-6)).

В случае, когда электролит находится в жидком состоянии, извлеченную таким образом массу (включающую компоненты батареи) промывают подходящим органическим растворителем (см. фиг.2 (б-7)).

Затем промытую таким образом массу разбирают на отдельные компоненты батареи, а разделенные таким образом компоненты батареи восстанавливают (см. фиг.2 (б-8)).

При необходимости остаточная электрическая емкость использованной батареи закрытого типа может быть разряжена после сортировки батареи; в этом случае стадии вскрытия корпуса батареи, разделения батареи на отдельные компоненты и восстановления компонентов могут быть проведены более надежно. В качестве частных примеров выполнения этого может быть упомянут способ, по которому анод и катод батареи электрически присоединяют к конденсатору для проведения разрядки, а также способ, по которому разрядку проводят, присоединяя сопротивление между катодом и анодом батареи. В любом случае разрядку проводят до тех пор, пока электрическая емкость батареи внезапно не уменьшится.

Далее, со ссылками на чертежи, дается описание предыдущего способа удаления раствора электролита или его растворителя как меры для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом в батарее закрытого типа.

Фиг. 3 схематически представляет пример устройства для удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося в батарее закрытого типа, для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом в батарее перед вскрытием батареи, который используется в качестве части устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 схематически представляет другой пример устройства для удаления раствора электролита или его растворителя, находящегося в батарее закрытого типа, для уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом перед вскрытием батареи, который используется в качестве части устройства для восстановления в соответствии с настоящим изобретением.

Каждое из устройств, представленых на фиг.3 и 4, относится к примеру системы, используемой в предыдущих устройствах для восстановления, для удаления раствора электролита или его растворителя через предохранительную вентиляцию или ей подобное с целью уменьшения ионной проводимости между катодом и анодом в батарее закрытого типа перед вскрытием корпуса батареи при восстановлении раствора электролита или его растворителя.

В случае устройства, показанного на фиг.3, устройство соприкасается своими специальными контактными средствами с батареей закрытого типа, имеющей предохранительную вентиляцию, так, что устройство плотно контактирует с внешней стенкой корпуса батареи, включая часть крышки батареи вблизи предохранительной вентиляции, и производит местное понижение давления вблизи предохранительной вентиляции, вызывая разность давлений снаружи и внутри корпуса батареи, вследствие чего раствор электролита или его растворитель удаляется наружу.

В случае устройства, показанного на фиг.3, устройство снабжается специальным сосудом, который может быть вакуумирован. Батарею закрытого типа помещают в сосуд, понижают давление внутри сосуда (где находится батарея закрытого типа), чтобы повысить относительное давление внутри батареи закрытого типа, вследствие чего возникает разность давлений снаружи и внутри корпуса батареи. Поскольку предохранительная вентиляция связывает внутренний объем корпуса батареи с наружной атмосферой, то раствор электролита или его растворитель, находящийся внутри корпуса батареи, удаляется наружу.

Ниже дается описание устройства, показанного на фиг.3, и его работа.

На фиг.3 поз. 100 обозначена батарея закрытого типа, заключенная в корпус 101. Предохранительная вентиляция, присоединенная к батарее закрытого типа, обозначена поз. 102.

Поз. 103 указана экстракционная труба для удаления раствора электролита или растворителя указанного раствора электролита из батареи 100. Экстракционная труба 103 снабжена клапаном-переключателем 108, служащим экстракционным клапаном для электролита или растворителя указанного раствора электролита, а также снабжена трубой для ввода в устройство воздуха, газообразного азота или инертного газа.

Поз. 104 обозначен резервуар для хранения раствора электролита или его растворителя, удаленного из батареи закрытого типа 100 через экстракционную трубу 103.

Поз. 105 обозначено средство для вакуумирования, включающее вакуумный насос или ему подобное, соединенный с резервуаром 104 через выпускную трубу 107, снабженную выпускным клапаном 109. O-образное кольцо для достижения плотного соприкосновения обозначено поз. 106. Поз. 110 указан дренажный клапан, которым снабжен резервуар 104.

В частности, в устройстве, показанном на фиг.3, экстракционная труба 103 имеет первую открытую часть, снабженную O-образным кольцом 106, вторую открытую часть, открывающуюся в резервуар 104, и открытую часть для ввода газа, через которую воздух, газообразный азот или негорючий газ через трубу подачи газа, снабженную обратным клапаном 113, может подаваться внутрь устройства. Первая открытая часть располагается на части внешней стенки корпуса батареи 101; часть внешней стенки включает область вокруг предохранительной вентиляции 102 батареи закрытого типа 100, а указанная область предохранительной вентиляции 102 батареи закрытого типа 100 включает часть крышки батареи 100 (не показана). В частности, указанная первая открытая часть плотно соприкасается или присоединяется к части внешней стенки корпуса батареи 101 через О-образное кольцо 106, как показано на фиг.3. Как описано выше, вторая открытая часть экстракционной трубы 103 открывается в резервуар 104. Этим самым батарея 100 соединяется с внутренним объемом резервуара 104 через экстракционную трубу 103.

В вышеуказанной системе создано пространство, включающее часть вышеописанной внешней стенки корпуса батареи (включая предохранительную вентиляцию 102 батареи 100), внутреннее пространство экстракционной трубы 103 и внутреннее пространство резервуара 104. Здесь батарея 100 располагается таким образом, что ее часть, имеющая предохранительную вентиляцию 102, направлена вниз, как показано на фиг. 3. С помощью средства для вакуумирования 105, присоединенного к резервуару 104 через выпускную трубу 107, снабженную выпускным клапаном 109, давление во внутреннем пространстве системы понижается, создавая вышеуказанное пространство, имеющее внутреннее давление ниже, чем давление в батарее 100. Этим предохранительная вентиляция приводится в действие (иными словами открывается), и раствор электролита или его растворитель, содержащийся в батарее 100, удаляется в резервуар 104. В результате создается ситуация, в которой электролит, находящийся между катодом и анодом (не показаны) в батарее 100, удаляется, а ионная проводимость между этими двумя электродами уменьшается.

В вышеуказанном способе, если это необходимо, можно привести в действие обратные клапан 113 на линии подачи газа для ввода воздуха, газообразного азота или инертного газа в систему.

Предварительно определенное количество раствора электролита или его растворителя, удаленного в резервуар 104, периодически выпускается наружу через дренажный клапан 110 для последующего восстановления. Электролит или его растворитель, рекуперированный таким образом, может использоваться повторно.

Ниже дается описание устройства, показанного на фиг.4, и его работа.

Устройство, показанное на фиг. 4, включает контейнер 111 для батареи, снабженный экстракционной трубой 103, которая проходит в резервуар 104. Контейнер 111 для батареи служит для размещения перерабатываемой батареи закрытого типа 100, имеющей предохранительную вентиляцию 102. Экстракционная труба 103 служит для удаления раствора электролита или растворителя указанного раствора электролита, содержащегося в батарее закрытого типа 100. Экстракционная труба 103 имеет отверстие на одном конце, открытое в контейнер 111 для батареи, и отверстие на втором конце, открытое в резервуар 104. Экстракционная труба 103 снабжена клапаном-переключателем 108, служащим экстракционным клапаном для раствора электролита или его растворителя.

Резервуар 104 служит для хранения раствора электролита или его растворителя, удаленного из батареи 100 через экстракционную трубу 103. Внутреннее пространство резервуара 104 соединено со средством для вакуумирования 105, включающим вакуумный насос или ему подобное, через выпускную трубу 107, снабженную выпускным клапаном 109.

Контейнер для батареи снабжен трубой для подвода газа с обратным клапаном 113, которая служит для ввода воздуха, газообразного азота или инертного газа в контейнер 111 для батареи. Поз. 112 обозначена крышка контейнера для батареи. Крышка 112 плотно прилегает к контейнеру 111 для батареи через O-образное кольцо 106.

В вышеуказанной системе создано пространство, включающее крышку 112, внутреннее пространство контейнера 111 для батареи, всю внешнюю стенку корпуса батареи, включая предохранительную вентиляцию 102, внутреннее пространство экстракционной трубы 103 и внутреннее пространство резервуара 104. Здесь батарея 100 располагается таким образом, что ее часть, имеющая предохранительную вентиляцию 102, направлена вниз, как показано на фиг.4. С помощью средства для вакуумирования 105 давление во внутреннем пространстве системы (от экстракционной трубы 103 через хранилище) понижается, создавая вышеуказанное пространство, имеющее внутреннее давление ниже, чем давление в батарее 100. Этим предохранительная вентиляция приводится в действие (иными словами открывается), и раствор электролита или его растворитель, содержащийся в батарее 100, удаляется в экстракционную трубу 103, после чего перетекает в резервуар 104. В результате создается ситуация, в которой электролит, находящийся между катодом и анодом (не показаны) в батарее 100, удаляется, а ионная проводимость между этими двумя электродами уменьшается.

В вышеуказанном способе, если это необходимо, можно привести в действие обратный клапан 113 на линии подачи газа для ввода воздуха, газообразного азота или инертного газа в систему.

Предварительно определенное количество раствора электролита или его растворителя, удаленного в резервуар 104, периодически выпускается наружу через дренажный клапан 110 для последующего восстановления. Электролит или его растворитель, рекуперированный таким образом, может использоваться повторно.

Корпус батареи закрытого типа, из которой устройством, показанным на фиг.3 или 4, удален раствор электролита или его растворитель, как это описано выше, вскрывается с использованием подходящего способа вскрытия в том состоянии, когда ионная проводимость между катодом и анодом была понижена, а компоненты батареи восстанавливаются.

Далее приводится описание примера осуществления стадии увеличения внутреннего сопротивления батареи закрытого типа путем охлаждения батареи и осуществления стадии вскрытия корпуса указанной охлажденной батареи в способе восстановления компонентов батареи закрытого типа путем понижения ионной проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа со ссылками на устройство, представленное на фиг. 5, имеющее систему для проведения этих трех стадий.

Фиг. 5 представляет принципиальную схему, иллюстрирующую пример устройства для охлаждения батареи закрытого типа и вскрытия корпуса батареи как части устройства в соответствии с настоящим изобретением для восстановления компонентов батареи закрытого типа.

В устройстве, показанном на фиг.5, представлен случай применения устройства для охлаждения батареи закрытого типа с использованием сжатого негорючего газа, и тот же негорючий газ, используемый в качестве атмосферы, в которой происходит вскрытие корпуса батареи. Устройство, изображенное на фиг. 5, снабжено средствами для восстановления газа, использованного для охлаждения батареи закрытого типа, очистки восстановленного газа и повторного использования очищенного газа. В устройстве, показанном на фиг.5, для вскрытия корпуса батареи используется вода под высоким давлением или пучок энергии.

Далее дается детальное описание устройства, показанного на фиг.5, и его работа.

На фиг.5 поз. 200 обозначена батарея закрытого типа, поз. 201 - охлаждающее устройство (низкотемпературная газодувка), поз. 202 - газ при низкой температуре, поз. 203 - негорючая атмосфера, поз. 204 - устройства для вскрытия корпуса батареи, поз. 205 - вода под высоким давлением или пучок энергии, поз. 206 - разделительная стенка, поз. 207 - фиксирующий стол для батареи закрытого типа, поз. 208 - транспортировочный механизм для батареи закрытого типа, поз. 209 - труба питания сжатым газом, поз. 210 - компрессор, поз. 211 - откачивающее устройство для удаления примесей, таких как вода, поз. 212 - устройство для восстановления негорючего газа, поз. 213 - газовая труба для восстановления негорючего газа, поз. 214 - генерирующее устройство для создания высокого давления воды или пучка энергии, поз. 215 - трубопровод для воды под высоким давлением или трубопровод для прохождения пучка энергии.

В устройстве, показанном на фиг.5, использованная батарея закрытого типа 200 закрепляется на фиксирующем столе 207, установленном на транспортировочном механизме 208, который находится в камере, отделенной разделительной стенкой 206, после чего последовательно подается в зону стадии охлаждения, имеющую устройство для охлаждения 201 в зону стадии вскрытия, имеющую устройство для вскрытия 204. Пространство камеры, отделенной разделительной стенкой 206, включая зону устройства для охлаждения 201 и зону устройства вскрытия, заполнено негорючим газом (негорючей атмосферой 203).

В устройстве для охлаждения 201 газ с низкой температурой подается к батарее закрытого типа 200 для охлаждения электролита, содержащегося в батарее закрытого типа, чем снижает его ионную проводимость. Желательно производить восстановление как газа с низкой температурой 202, так и негорючего газа с внутренней стороны разделительной стенки 206 для повторного использования. В частности, в этом случае негорючий газ восстанавливается устройством для восстановления негорючего газа 212, через газопровод 213, соединенный с камерой, отделенной разделительной стенкой 206, очищается устройством для удаления примесей 211, сжимается компрессором 210, которым снабжено устройство для охлаждения 201, после чего подается на батарею закрытого типа как газ с низкой температурой 202 (сжатый газ).

На указанной выше стадии охлаждения батареи закрытого типа можно охлаждать батарею закрытого типа, например, с использованием хладагента или сжиженного газа. Альтернативно, охлаждение батареи закрытого типа можно проводить, помещая батарею закрытого типа в воду, после чего замораживать воду вместе с батареей таким образом, что батарея оказывается вмороженной в лед.

Затем в устройстве для вскрытия 204, например, к батарее закрытого типа, охлажденной на вышеуказанной стадии охлаждения, для вскрытия корпуса батареи применяется вода под высоким давлением или пучок энергии 205. Используемая здесь вода под высоким давлением или пучок энергии производятся генерирующим устройством 214, после чего по трубопроводу 215 подаются к устройству для вскрытия 204.

Далее дается описание особых условий на стадии охлаждения батареи закрытого типа; указанная стадия охлаждения включает предыдущую стадию охлаждения с использованием устройства, показанного на фиг.5.

Температура охлаждения

Далее дается описание температуры охлаждения, т.е. до какой температуры охлаждают батарею закрытого типа, чтобы понизить ионную проводимость электролита.

Например, если батарея закрытого типа является литиевой батареей, в которой используется раствор электролита, включающий электролит и органический растворитель, то для понижения ионной проводимости электролита желательно охладить литиевую батарею до температуры ниже, чем температура замерзания органического растворителя раствора электролита.

Если электролит литиевой батареи включает полимерный твердый электролит, отвержденный с использованием полимера, то для понижения ионной проводимости электролита желательно охладить литиевую батарею до температуры ниже, чем температура стеклования полимера полимерного твердого электролита.

В частности, интервал температуры охлаждения составляет предпочтительно от 0oС и ниже, более предпочтительно от -20oС и ниже.

В случае, если батарея закрытого типа является батареей другого типа, такой как металлгидридная батарея закрытого типа, никель-кадмиевая батарея закрытого типа, свинцово-кислотная батарея закрытого типа или ей подобной, то желательно, чтобы температура охлаждения для этих батарей находилась в описанном интервале температур.

Средства охлаждения

Далее дается описание средств охлаждения для уменьшения ионной проводимости электролита.

Охлаждение батареи закрытого типа с целью уменьшения ионной проводимости электролита может проводиться с использованием сжатого газа, включающего негорючий газ (с использованием подходящего устройства для охлаждения, такого как устройство 201, представленное на фиг.5) или с использованием сжиженного газа или хладагента.

Способ охлаждения с использованием сжатого газа, включающего негорючий газ, также может быть осуществлен с использованием устройства для охлаждения, показанного на фиг.6. Устройство для охлаждения, показанное на фиг.6, представляет собой трубообразное устройство, включающее вход подачи сжатого газа 705, через который подается сжатый газ 704, выход горячего газа 708, включающий регулятор давления 706, выход охлаждающего газа 702 и зону вихреобразования 703 для создания вихревого потока 709. Поз. 701 показывает направление подаваемого струей охлаждающего газа, а поз. 707 - выходящий горячий газ.

В устройстве для охлаждения, показанном на фиг.6, подачей сжатого газа 704 внутрь устройства через вход подачи газа 705, охлаждающий газ подается струей в направлении 701 через выход охлаждающего газа 702. В том случае, если газ, имеющий температуру около 16oС, подается под давлением от 3 до 7 кг/см2 через вход подачи газа 705, то полученный холодный газ имеет температуру примерно от -10 до -50oС. Сжатый газ, используемый в этом устройстве, может включать негорючий газ, состоящий из одного или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2, или фтороуглерода.

Таким образом, особенно в случае, когда стадия охлаждения и стадия вскрытия батареи закрытого типа проводится в сплошной атмосфере (которая будет описана позднее), даже если во время вскрытия корпуса батареи путем разрезания случайно происходит внутреннее короткое замыкание между анодом и катодом, удается предотвратить образование искры. Далее, если батарея закрытого типа имеет корпус, который может быть вскрыт методом разборки без проведения операции разрезания или ей подобной, возникновение искры из-за внутреннего короткого замыкания между катодом и анодом во время извлечения наружу компонентов, включающих электроды, может быть предотвращено. Поэтому, можно безопасно провести операцию восстановления компонентов батареи.

В том случае, если стадия охлаждения проводится с использованием сжиженного газа, может использоваться способ охлаждения, по которому вся батарея закрытого типа, подлежащая вскрытию, непосредственно погружается в подходящий сжиженный газ, такой как жидкий азот, жидкий гелий или подобный, или способ охлаждения, по которому сжиженный газ распыляется на корпус батареи закрытого типа, подлежащей вскрытию.

В случае, если стадия охлаждения проводится с использованием хладагента, хладагент может включать сухой лед-метанол, сухой лед-этанол и лед.

Как описывалось выше, можно погружать батарею закрытого типа в воду и замораживать воду вместе с батареей, после чего вскрывать корпус батареи, вмороженной в лед.

Вскрытие батареи

Далее дается описание особенностей стадии вскрытия корпуса батареи закрытого типа, в которой ионная проводимость электролита уменьшена с помощью устройства, показанного на фиг.3 или 4, а стадия вскрытия проводится в устройстве, показанном на фиг.5.

Желательно, чтобы атмосфера, в которой проводят вскрытие корпуса батареи закрытого типа, состояла из негорючего газа, включающего один или более газов, выбранных из группы, состоящей из N2, Аr, Не, СO2, водяного пара или фтороуглерода. В этом случае, даже если случайно происходит внутреннее короткое замыкание между анодом и катодом во время вскрытия корпуса батареи, удается предотвратить образование искры, и, кроме того, компоненты батареи желаемым образом предохраняются от повреждения из-за окисления.

В случае, если стадию охлаждения проводят, распыляя газ с низкой температурой на батарею закрытого типа, как это описывалось выше, с использованием газа одного вида как в качестве газа с низкой температурой, так и в качестве составляющего атмосферу, в которой проводят стадию вскрытия, то создаются такие преимущества, что операции, включающие восстановление и повторное использование газа, могут быть легко проведены, а эксплуатационные расходы будут разумными.

Частными примерами вышеуказанного газообразного фтороуглерода являются тетрафторметан, гексафторэтан, перфторпропан, трифторметан, монобромтрифторметан, дихлордифториетан и хлортрифторметан.

Средства для вскрытия батареи

Как описывалось выше, вскрытие корпуса батареи закрытого типа может проводиться подходящим способом вскрытия путем разрезания с использованием воды под высоким давлением или пучка энергии (например, способ вскрытия, используемый в устройстве 204, показанном на фиг.5) или механическим способом разрезания.

Разрезание с использованием воды под высоким давлением может проводиться, например, путем распыления воды под сверхвысоким давлением, предпочтительно 1000 кг/см2 или более, или более предпочтительно 3000 кг/см2 или более, на корпус батареи закрытого типа в виде струи через сопло. В этом случае вода под сверхвысоким давлением может содержать подходящий абразив в зависимости от вида и состава корпуса батареи.

Указанный выше пучок энергии может включать лазерный луч, электронный луч и тому подобное.

Указанный выше механический способ разрезания может проводиться с использованием разрезающего устройства, которое разрезает предмет вращающимся с высокой скоростью дискообразным лезвием (имеющим твердую и острую кромку) или разрезанием ножницами.

В этом случае, если батарея закрытого типа охлаждается таким способом, что замораживается во льду как описано выше, то желательно проводить вскрытие корпуса, используя это состояние.

Внутренний объем батареи, ионная проводимость электролита которой была уменьшена, а ее корпус был вскрыт, как описано ранее, промывается, после чего подвергается сортировке и разделению, и, на конечной стадии, составляющие ее компоненты восстанавливаются.

Уменьшение реакционной способности активного лития и восстановление элементарного лития

В случае, если подвергаемая восстановлению батарея закрытого типа является литиевой батареей закрытого типа, то после вскрытия корпуса батареи может быть безопасно проведено понижение реакционной способности активного лития, содержащегося в литиевой батарее, что является залогом успеха в восстановлении компонентов батареи. Понижение реакционной способности активного лития, имеющего высокую реакционную способность, может быть проведено взаимодействием активного лития с подходящим реагентом. Выделение элементарного лития из продукта реакции, включающего реагент и литий, может быть легко выполнено.

Частными примерами реагентов являются вода, спирты, кислоты, диоксид углерода и смеси двух или трех веществ из названных здесь.

Восстановление раствора электролита

В том случае, если раствор электролита батареи закрытого типа удаляется путем увеличения внутреннего давления в батарее закрытого типа, например, способом, описанным ранее со ссылками на фиг.3 и 4, с последующим вскрытием корпуса батареи, то восстановление раствора электролита может быть легко выполнено.

Так восстановление раствора электролита, в случае охлаждения батареи закрытого типа и вскрытия ее корпуса, может быть выполнено, например, следующим образом.

В случае батареи закрытого типа, в которой используется водный раствор электролита, после вскрытия корпуса батареи вскрытую батарею подвергают промывке деионизированной водой, полученный промывной раствор профильтровывают, после чего упаривают воду; таким образом восстанавливают электролит.

В случае батареи закрытого типа, в которой используется раствор электролита, включающий органический растворитель, после вскрытия корпуса батареи вскрытую батарею подвергают промывке подходящим органическим растворителем, после чего подвергают его фракционной перегонке; таким образом восстанавливают электролит. Что касается органического растворителя, то в этом случае используют органический растворитель, неспособный образовывать азеотроп с водой, что создает преимущество использования способа разрезания корпуса батареи с применением воды под высоким давлением, а также использования доступной воды в качестве реагента для понижения реакционной способности активного лития с разумной себестоимостью.

Далее дается описание вышеуказанного органического растворителя, неспособного к образованию азеотропа с водой.

Как описано выше, в случае литиевой батареи закрытого типа использование органического растворителя, неспособного к образованию азеотропа с водой, при промывке вскрытой литиевой батареи, полученной в результате вскрытия литиевой батареи закрытого типа, даже при использовании недорогой деионизированной воды в качестве реагента для уменьшения реакционной способности активного лития, содержащегося в литиевой батарее, позволяет легко отделить промывной органический растворитель от воды методом фракционной перегонки.

Частными примерами такого органического растворителя, неспособного к образованию азеотропа с водой, являются метанол, ацетон, 1,2-пропандиол, диметилсульфоксид, бутиролактон, этиленкарбонат и пропиленкарбонат.

Далее со ссылками на чертежи дается описание батареи закрытого типа, составляющие элементы которой восстанавливаются в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.7 показано сечение батареи закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются в соответствии со способом восстановления по настоящему изобретению.

Батарея закрытого типа, показанная на фиг.7, включает анод 301, катод 302 и сепаратор 303, включающий электролит, который заключен в корпусе батареи 304. В том случае, если в качестве электролита используется твердый электролит, то сепаратор не устанавливается. Поз. 305 обозначен отрицательный полюс, а поз. 306 обозначен положительный полюс.

Форма батареи закрытого типа (в частности, перезаряжаемой батареи закрытого типа), компоненты которой восстанавливаются в соответствии с настоящим способом или с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением, может быть круглой плоской (или монетообразной), круглой цилиндрической, призматической, листообразной. Структура батареи может быть однослойной, многослойной или спирально-перфорированной. В случае спирально-перфорированной цилиндрической батареи, включающей наборную массу (включающую сепаратор, помещенный между катодом и анодом), перфорированный во многих местах по заранее определенной оси, создается преимущество в том, что площадь батареи может быть увеличена, и при заряде и разряде может проходить большой электрический ток. В случае батареи как призматической, так и листообразной формы имеется преимущество в том, что пространство устройства для помещения батареи в корпус используется эффективно.

Далее дается описание формы и структуры такой батареи со ссылкой на фиг. 8, 9 и 10.

На фиг.8 показано сечение плоской батареи однослойной структуры. На фиг. 9 показано сечение спирально-перфорированной цилиндрической батареи. На фиг. 10 показана изометрия взятой для примера призматической батареи. В основном эти батареи имеют конструкцию, подобную изображенной на фиг.6, и включают анод, катод, сепаратор, включающий электролит, корпус батареи и пару полюсов.

На фиг. 8 и 9 поз. 401 (на фиг.8) обозначен анод, включающий слой анодно-активного материала, поз. 501 (на фиг.9) - слой анодно-активного материала, поз. 502 (на фиг.9) - анод, каждая из поз. 403 (на фиг.8) и 508 (на фиг. 9) - катод, включающий слой катодно-активного материала, поз. 503 (на фиг.9) - слой катодно-активного материала, каждая из поз. 405 и 505 - цоколь анода (или анодный вывод), каждая из поз. 406 и 506 - цоколь катода (или катодный вывод), каждая из поз. 407 и 507 - сепаратор с электролитом (или раствором электролита), находящимся внутри, каждая из поз. 410 и 510 - прокладку (или изолирующее уплотнение).

На фиг. 9 поз. 500 представляет коллектор анода, поз. 504 представляет коллектор катода, поз. 511 - изолирующую пластину, поз. 514 - предохранительную вентиляцию.

В частности, в плоской батарее однослойной структуры, показанной на фиг. 8, наборная масса, включающая катод 403, включающий слой катодно-активного материала, и анод, включающий слой анодно-активного материала, соединенные через сепаратор 407, содержащий раствор электролита, помещается в катодную банку в катодном пространстве. Анодное пространство наборной массы в катодной банке 406 закрыто цоколем анода 405, являющимся анодным выводом, а оставшееся внутреннее пространство катодной банки 406 уплотнено прокладкой 410 (включающей изолирующий материал).

В спирально-перфорированной цилиндрической батарее, показанной на фиг.9, наборная масса, перфорированная во многих местах по заранее определенной оси, заключена в катодную банку 506, являющуюся катодным выводом, таким образом, что боковая поверхность и данная поверхность днища наборной массы закрываются катодной банкой 506; указанная наборная масса включает по меньшей мере сепаратор 507, содержащий раствор электролита, помещенный между катодом 508, содержащим слой катодно-активного материала 503, нанесенный на коллектор катода 504, и анод 502, содержащий слой анодно-активного материала 501, нанесенный на коллектор анода 500. С открытой стороны катодной банки 506 установлен цоколь анода, служащий анодным выводом. Оставшееся внутреннее пространство катодной банки 506 уплотнено прокладкой 510 (включающей изолирующий материал). Наборная масса электрода, имеющая цилиндрическую форму, электрически изолирована от цоколя анода изолирующей пластиной 511. Анод 502 электрически соединен с цоколем анода 505 посредством анодного проводника 512. Аналогично, катод 508 электрически соединен с катодной банкой 506 посредством анодного проводника 513. Со стороны цоколя анода устроена предохранительная вентиляция 514 для регулирования внутреннего давления в батарее. Эта предохранительная вентиляция может быть использована для удаления наружу раствора электролита, как это описывалось ранее.

Призматическая батарея, показанная на фиг.10, включает множество отдельных ячеек, объединенных путем параллельного соединения через коллектор в корпусе батареи 609, имеющем крышку, где каждая отдельная ячейка включает сепаратор 607, содержащий раствор электролита, помещенный между анодом 601, содержащим слой анодно-активного материала, и катодом 603, содержащим катодно-активный материал. Анод 601 электрически соединен с анодным выводом 605, а катод 603 электрически соединен с катодным выводом 606. Призматическая батарея снабжена предохранительной вентиляцией 614, встроенной в крышку корпуса батареи 609.

Далее дается описание каждого из элементов батареи.

В качестве прокладки (410, 510) может быть использован, например, фторкаучук, полиамидный каучук, полисульфоновый каучук или различные резины. Герметизацию батареи обычно проводят методом чеканки с использованием прокладки в случае конструкции, показанной на фиг.8 или 9. Кроме того, ее можно также проводить методами заливки стеклом, заклеивания, сварки или пайки.

В качестве материалов изолирующей пластины 511, показанной на фиг.9, можно использовать органические каучуки или керамику.

Так, в батарее закрытого типа, элементы которой восстанавливаются по настоящему изобретению, в случае конструкции, представленной на фиг.8 или 9, выводы электродов, катодная банка и анодная банка служат в качестве корпуса батареи закрытого типа, соответствующего корпусу батареи закрытого типа, в котором заключены элементы соответствующей батареи. В частности, в случае конструкции, показанной на фиг.8, катодная банка 406 и анодный цоколь 405 служат соответственно в качестве корпуса батареи, функционирующего также в качестве выводных полюсов. В случае конструкции, показанной на фиг.9, катодная банка 506 и анодный цоколь 505 служат соответственно в качестве корпуса батареи, функционирующего также в качестве выводов. Материалами для корпусов таких батарей, функционирующих также в качестве выводов, могут быть нержавеющая сталь, нержавеющая сталь, плакированная титаном, нержавеющая сталь, плакированная медью, или покрытая никелем сталь.

В конструкциях, показанных на фиг.8 и 9, желательно изготовлять катодную банку (406, 506) и цоколь анода (405, 505) из нержавеющей стали, поскольку они функционируют так же как корпус батареи.

Как в случае конструкции, показанной на фиг.10, где ни катодная банка, ни анодная банка не функционируют также в качестве корпуса батареи, материалы корпуса батареи могут включать металлы, такой как цинк, пластики, такие как полипропилен, и композиции металлических или стеклянных волокон с пластиками.

Батарею закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, желательно снабжать подходящей предохранительной вентиляцией, как в случае конструкции, показанной на фиг.9 (где имеется предохранительная вентиляция 514) или на фиг.10 (где имеется предохранительная вентиляция 614) для обеспечения безопасности в случае внезапного повышения внутреннего давления в батарее путем связи внутреннего пространства батареи с наружным пространством для снижения внутреннего давления в батарее. Эта предохранительная вентиляция может быть изготовлена из материала, включающего резину, из пружины, металлического шарика или разрываемой фольги. Предохранительная вентиляция может быть использована для удаления раствора электролита, находящегося внутри батареи, как описано ранее.

Далее дается описание анода, катода, сепаратора и электролита батареи закрытого типа, использованных в настоящем изобретении.

АНОД

Батарея закрытого типа, в которой используется водный раствор электролита и компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, включает свинцово-кислотную батарею, никель-кадмиевую батарею, никель-металлгидридную батарею и никель-цинковую батарею.

Анод в этих батареях включает анодно-активный материал, включающий свинец, кадмий, сплав, абсорбирующий водород, или цинк и коллектор анода.

Батарея закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, также включает различные литиевые батареи. Анод в этих литиевых батареях включает главный компонент, содержащий литий перед циклом разряда, и коллектор анода.

Частными примерами такого главного компонента являются металлический литий, углеродные материалы, в которых внедрен литий, оксиды переходных металлов и литиевые сплавы.

Коллектор анода служит для подвода электрического тока таким образом, чтобы он эффективно потреблялся для протекания электродной реакции во время заряда или отбора вырабатываемого электрического тока во время разряда.

Коллектор анода может быть изготовлен из подходящего материала, обладающего высокой электоропроводностью и неактивного в электрохимической реакции. Частными примерами такого материала являются металлы, такие как Ni, Ti, Сu, Al, Pt, Pd, Au и Zn, сплавы этих металлов, такие как нержавеющая сталь, композитные металлы двух или более из этих металлов.

Коллектор анода может иметь форму пластины, форму фольги, форму сетки, форму пористой губки, штампованную металлическую форму или протяженную металлическую форму.

КАТОД

Катод в батарее закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, главным образом включает коллектор катода, катодно-активный материал, вспомогательный электрический проводник и связующее.

Катод обычно изготавливается нанесением смеси катодно-активного материала и связующего на деталь, служащую коллектором катода.

Вспомогательный электрический проводник может включать графит, угольные сажи, такие как кетеновая сажа, ацетиленовая сажа, металлические тонкодисперсные порошки никеля или тому подобные.

В качестве связующего, в случае использования раствора электролита неводного ряда в качестве иллюстрации, могут быть приведены полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен и тому подобные; фторкаучуки, такие как поливинилиденфторид, полимер тетрафторэтилена и тому подобные.

В качестве связующего, в случае использования раствора электролита водного ряда в качестве иллюстрации, могут быть приведены целлюлозы, поливиниловый спирт, поливинилхлорид, кроме того, они могут использоваться и в случае раствора электролита неводного ряда.

В качестве катодно-активного материала в батарее закрытого типа, в которой используется раствор электролита водного ряда и компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, такой как свинцово-кислотная батарея, никель-кадмиевая батарея, никель-металлгидридная батарея и никель-цинковая батарея, используется оксид свинца, оксигидроксид никеля (III) или гидроксид никеля.

Батарея закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, также включает различные литиевые батареи. В качестве катодно-активного материала в этих литиевых батареях обычно используется соединение, выбранное из оксидов переходного металла, сульфидов переходного металла, оксидов лития-переходного металла, сульфидов лития-переходного металла. Металл в этих оксидах переходного металла или сульфидах переходного металла может включать металлы, имеющие частично заполненную d-оболочку или f-оболочку. Частными примерами такого металла являются Sc, Y, лантаноиды, актиноиды, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та, Сr, Mo, W, Mn, Тс, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag и Au. В частности, из них Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni и Сu являются особенно подходящими.

Коллектор катода в батарее закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, служит для подвода электрического тока таким образом, чтобы он эффективно потреблялся для протекания электродной реакции во время заряда или отбора вырабатываемого электрического тока во время разряда.

Материал, из которого может быть изготовлен коллектор катода, может включать Ni, Ti, Cu, Al, Pt, Pb, Au, Zn, сплавы этих металлов, такие как нержавеющая сталь, композитные металлы двух или более из этих металлов. Коллектор катода может иметь форму пластины, форму фольги, форму сетки, форму пористой губки, штампованную металлическую форму или протяженную металлическую форму.

Здесь термин "активный материал" в упомянутом ранее анодно- и катодно-активном материале означает материал, участвующий в повторении электрохимически обратимой реакции заряда и разряда в батарее. Указанный активный материал может включать, в дополнение к указанному материалу, самому участвующему в вышеуказанной реакции, другой материал, способный участвовать в вышеуказанной реакции.

СЕПАРАТОР

Сепаратор в батарее закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, расположен между анодом и катодом и служит для предотвращения повреждения анода или катода внутренним коротким замыканием. Кроме этого, сепаратор служит для удержания раствора электролита.

Необходимо, чтобы сепаратор имел пористую структуру, позволяющую ионам, участвующим в реакциях, протекающих при заряде и разряде, проходить через него, а также требуется, чтобы он был нерастворим в растворе электролита и устойчив к нему.

Сепаратор обычно изготавливают из нетканной материи или мембраны, имеющей микропористую структуру, сделанной из стекла, полиолефина, такого как полипропилен или полиэтилен, фторкаучука или полиамида. Альтернативно, сепаратор может быть изготовлен из пленки оксида металла или каучуковой пленки в комбинации с пленкой из оксида металла, имеющей некоторое число микропор.

ЭЛЕКТРОЛИТ

В качестве электролита, используемого в батарее закрытого типа, компоненты которой восстанавливаются по настоящему изобретению, может быть использован подходящий электролит сам по себе, раствор указанного электролита в растворителе или вещество указанного раствора, связанное, используя желатинирующий агент.

Однако, раствор электролита, полученный растворением подходящего электролита в растворителе, обычно используется таким образом, что указанный раствор электролита удерживается на сепараторе.

Чем выше электрическая проводимость электролита, тем лучше. В частности, желательно использовать электролиты с электрической проводимостью при 25oС предпочтительно от 110-3 См/см или выше или более предпочтительно 510-3 См/см или выше.

В случае свинцово-кислотной батареи в качестве электролита используется водный раствор серной кислоты.

В качестве электролита в никель-кадмиевой батарее, никель-металл-гидридной батарее или никель-цинковой батарее используется водный раствор щелочи. В частности, обычно используется водный раствор гидроксида калия с добавкой гидроксида лития.

В качестве электролита для литиевой батареи обычно используется приведенный далее электролит, растворенный в приведенном далее растворителе.

Электролит может включать неорганические кислоты, такие как H2SO4, НСl и НNО3; соли Li+ (иона лития) с анионами кислот Льюиса, такими как BFi- 4, РРi- 6, СlOi- 4, СF3SО- 3 или BPh- 4 (где Ph является фенильной группой); и смеси двух или более указанных солей.

Кроме этого также используются соли анионов вышеуказанных кислот Льюиса с такими катионами, как ион натрия, ион калия, тетраалкиламмоний-ион или тому подобными.

В любом случае, желательно использовать вышеуказанные соли после удаления из них воды и кислорода, например, путем нагревания при пониженном давлении.

Растворитель, в котором растворяют электролит, может включать ацетонитрил, бензонитрил, пропиленкарбонат, этиленкарбонат, диметилкарбонат, диэтилкарбонат, диметилформамид, тетрагидрофуран, нитробензол, дихлорэтан, диэтоксиэтан, 1,2-диметоксиэтан, хлорбензол, -бутиролактон, диоксолан, сульфолан, нитрометан, диметилсульфид, диметилсульфоксид, метилформиат, 3-метил-2-оксидиазолидон, 2-метилтетрагидрофуран, 3-пропилсиднон, диоксид серы, фосфонилхлорид, тионилхлорид, сульфурилхлорид или смеси двух или более из этих веществ.

Что касается растворителей, то перед использованием их желательно подвергнуть дегидратации с использованием активированной окиси алюминия, молекулярных сит, пятиокиси фосфора или хлорида кальция. Альтернативно, их можно подвергнуть перегонке в атмосфере инертного газа в присутствии щелочного металла и таким образом удалить влагу и посторонние вещества.

Для предотвращения вытекания раствора электролита желательно желатинировать раствор электролита с использованием подходящего желатинирующего агента.

Желатинирующий агент, используемый для этой цели, может включать полимеры, имеющие свойства абсорбировать растворитель раствора электролита и при этом набухать. Частными примерами такого полимера являются полиэтиленоксид, поливиниловый спирт и полиакриламид.

Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на примеры, которые даются только в иллюстративных целях и не ограничивают рамки данного изобретения.

Пример 1

В этом примере для призматической никель-металлгидридной батареи, имеющей конструкцию, показанную на фиг.10, основываясь на схематической последовательности, представленной на фиг.1, с использованием устройства, показанного на фиг.3 как части ранее описанного устройства для восстановления, будет проиллюстрировано вскрытие корпуса батареи с последующей промывкой, разборкой полученного на отдельные компоненты батареи и восстановлением этих компонентов батареи по отдельности.

В качестве вышеуказанной батареи используется призматическая никель-металлгидридная батарея, которая имеет катод, включающий пористый никель, пористая структура которого заполнена гидроксидом никеля и тонкой дисперсией никеля, анод, включающий пористый никель, пористая структура которого заполнена порошкообразным сплавом, удерживающим водород, и связующим, раствор электролита, включающий водный раствор гидроксида калия с добавкой гидроксида лития, и корпус батареи, сделанный из полипропилена.

Далее, со ссылками на фиг.1 и 3, будут последовательно объяснены стадия понижения ионной проводимости в батарее, стадия вскрытия и стадия восстановления.

1. Конденсатор электрически присоединяют к выводам призматической никель-металлгидридной батареи, после чего батарея подвергается разряду, при котором остаточная электрическая емкость батареи переходит в конденсатор.

2. Разряженную таким образом батарею помещают в устройство, показанное на фиг.3, таким образом, что ее поверхность с предохранительной вентиляцией направлена вниз, как показано на фиг.3.

3. Включением вакуумного насоса вакуумного устройства 105 и открытием выпускного клапана 109 понижают внутреннее давление в резервуаре 104 для хранения, после чего закрывают выпускной вентиль 109. Затем открывают клапан-переключатель 108, и предохранительная вентиляция батареи начинает действовоть. Таким образом, внутреннее давление в батарее повышается и, как следствие, раствор электролита из батареи удаляется в экстракционную трубу 103, после чего перетекает в резервуар 104. После этого открывают обратный клапан 113 и в устройство вводят газообразный азот так, что в резервуаре 104 опять устанавливается атмосферное давление. Затем извлекают из устройства батарею, из которой был удален раствор электролита.

Раствор электролита батареи собирают в резервуаре 104. Полученный таким образом раствор электролита фильтрацией и очисткой может быть возвращен для повторного использования.

4. Батарею, из которой удален раствор электролита, после шага 3 помещают в устройство для разрезания водой под высоким давлением, в котором вода (содержащая порошкообразный абразив) под высоким давлением порядка 3500 кг/см2 распыляется на батарею для разрезания и вскрытия корпуса батареи.

5. Из разрезанной батареи после шага 4 извлекают наружу катод, анод и сепаратор, промывают и высушивают, после чего рассортировывают и восстанавливают.

В этом случае, поскольку раствор электролита был удален из батареи на шаге 3, даже если анод будет соприкасаться с катодом при извлечении их наружу, они могут быть безопасно восстановлены без выделения энергии.

В использованной призматичекой никель-металлгидридной батарее перед удалением раствора электролита с помощью измерителя сопротивления измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами. В результате, его значение равно 2 мОм. В использованной призматической батарее после удаления раствора электролита аналогичным способом измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами. В результате, его значение равно 5 МОм. Это показывает, что вышеуказанное охлаждение требуемым образом увеличивает внутреннее сопротивление батареи.

В этом примере дано описание восстановления призматической никель-металлгидридной батареи.

Но способ восстановления в этом примере не является ограничительным. Способ восстановления эффективен и для других батарей закрытого типа, в которых используется жидкий электролит и имеется предохранительная вентиляция, таких как никель-кадмиевая батарея, свинцовая батарея и литиевые батареи, включая литиевые ионные батареи.

Пример 2

В этом примере, основываясь на схематической последовательности, приведенной на фиг.2, для цилиндрической литиевой батареи, имеющей конструкцию, показанную на фиг.9, дается описание того, как с использованием охлаждающего устройства и устройства для вскрытия, показанного на фиг.5, вскрывают корпус батареи, после чего подвергают промывке, полученное разбирают на индивидуальные компоненты батареи, и эти компоненты батареи восстанавливают по отдельности.

В качестве вышеуказанной батареи здесь используется отработанная первичная литиевая батарея, анод которой изготовлен пресс-прокаткой металлической литиевой фольги на тянутом никеле, катод которой изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием диоксида марганца (в качестве катодно-активного материала), ацетиленовой сажи (в качестве вспомогательного электрического проводника) и поливинилиденфторида (в качестве связующего) на деталь из пористого никеля с высушиванием полученного; сепаратор включает полиэтиленовую деталь, имеющую некоторое число пор, и раствор электролита, полученный растворением тетрафторбората лития в количестве 1М (моль/л) в смешанном растворителе, состоящем из этиленкарбоната (ЭК) и диметилкарбоната (ДМК); компоненты герметизируются чеканкой. В качестве корпуса батареи используется нержавеющая сталь.

Далее, со ссылками на фиг.2 и 5, будут последовательно описаны стадия разряда и рекуперации остаточной электрической емкости батареи перед охлаждением батареи на схематической последовательности на фиг.2, стадия охлаждения батареи, стадия вскрытия и стадия восстановления.

1. Конденсатор электрически присоединяется к выводам использованной цилиндрической первичной литиевой батареи, после чего батарея подвергается разряду так, что остаточная электрическая емкость батареи переходит в конденсатор.

2. С использованием охлаждающего устройства 201 на фиг.5 разряженную на шаге 1 батарею помещают в жидкий азот, после чего батарею охлаждают до температуры ниже, чем температура коагуляции смешанного органического растворителя (состоящего из этиленкарбоната и диметилкарбоната) раствора электролита, чем понижают ионную проводимость в батарее.

До и после охлаждения измерителем сопротивления измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами, как в примере 1. Результаты измерений показывают, что сопротивление до охлаждения равно 60 мОм, а после охлаждения равно 50 кОм.

Кроме того, раствор электролита охлаждается в тех же условиях, что и батарея. И в результате, ионная проводимость электролита после охлаждения понижается примерно до 1/10 проводимости до охлаждения.

3. Батарею, охлажденную после шага 2, извлекают наружу в атмосфере Аr, закрепляют на фиксирующем столе (207 на фиг.5), после чего перемещают с помощью транспортирующего механизма (208 на фиг.5) в зону устройства для вскрытия (204 на фиг. 5), включающего устройство для разрезания водой под высоким давлением, в котором для разрезания корпуса батареи на батарею через сопло под сверхвысоким давлением 3500 кг/см2, распыляется вода, содержащая порошкообразный абразив.

4. Вскрытую таким образом батарею подвергают промывке метанолом, в котором активный литий, находящийся в батарее, превращается в алкоголят лития. После этого восстанавливают результирующий смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита и метанола. Из цилиндрической банки, служащей корпусом батареи, извлекают анод, сепаратор и катод и восстанавливают по отдельности.

Пример 3

В этом примере, основываясь на схематической последовательности, приведенной на фиг. 2, для монетообразной перезаряжаемой литиевой батареи, имеющей конструкцию, показанную на фиг.8, дается описание того, как с использованием охлаждающего устройства и устройства для вскрытия, показанного на фиг. 5, вскрывают корпус батареи, после чего подвергают промывке, полученное разбирают на индивидуальные компоненты батареи, и эти компоненты батареи восстанавливают по отдельности.

В качестве вышеуказанной батареи здесь используется отработанная монетообразная перезаряжаемая литиевая батарея, анод которой изготовлен пресс-прокаткой металлической литиевой фольги на тянутом никеле, катод которой изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием оксида лития-никеля (в качестве катодно-активного материала), ацетиленовой сажи (в качестве вспомогательного электрического проводника) и поливинилиденфторида (в качестве связующего) с добавлением N-метилпирролидона к полученной смеси) на деталь из пористого никеля с высушиванием полученного; полимерный твердый электролит получают растворением тетрафторбората лития в количестве 1М (моль/л) в смешанном растворителе, состоящем из смеси пропиленкарбоната и диэтилкарбоната в эквивалентных количествах и отверждением путем добавления полиэтиленоксида; компоненты герметизируются чеканкой. В качестве корпуса батареи используется нержавеющая сталь.

Далее, со ссылками на фиг.2 и 5, будут последовательно описаны стадия разряда и рекуперации остаточной электрической емкости батареи перед охлаждением батареи на схематической последовательности на фиг.2, стадия охлаждения батареи, стадия вскрытия и стадия восстановления.

В качестве средства для охлаждения (охлаждающее устройство 201 на фиг.5) здесь используется охлаждающее устройство (торговая марка VORTEX TUBE, производство VORTEX Company, США), в котором в качестве сжатого газа используется газообразный CO2.

1. Газообразный СO2 под давлением 5 кг/см2 подают через вход подачи газа вышеуказанного устройства для охлаждения 201 для распыления холодной струи СO2 с температурой -40oС на использованную монетообразную перезаряжаемую литиевую батарею, которая охлаждается до температуры ниже температуры стеклования полиэтиленоксида полимерного твердого электролита.

Аналогично примеру 1 измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами использованной батареи до и после охлаждения. Результаты измерений показывают, что сопротивление до охлаждения равно 500 мОм, а после охлаждения превышает 5 МОм. Основываясь на этом, а также на данных измерений ионной проводимости раствора электролита, выполненных как в примере 2, установлено, что ионная проводимость электролита после охлаждения понижается примерно до 1/10 проводимости до охлаждения.

2. Батарею, охлажденную после шага 1, извлекают наружу в атмосфере СО2, закрепляют на фиксирующем столе (207 на фиг.5), после чего перемещают с помощью транспортирующего механизма (208 на фиг. 5) в зону устройства для вскрытия (204 на фиг.5), включающего лазерное разрезающее устройство YAG, в котором лазерный луч направляется на батарею для разрезания корпуса батареи.

3. Из разрезанной батарейной банки, являющейся корпусом перезаряжаемой батареи, извлекают наружу анод, твердый электролит и катод и восстанавливают их раздельно.

Пример 4

В этом примере, основываясь на схематической последовательности, приведенной на фиг.2, для цилиндрической перезаряжаемой литиевой батареи, имеющей конструкцию, показанную на фиг.9, дается описание того, как с использованием охлаждающего устройства и устройства для вскрытия, показанного на фиг.5, вскрывают корпус батареи, после чего подвергают промывке, полученное разбирают на индивидуальные компоненты батареи, и эти компоненты батареи восстанавливают по отдельности.

В качестве вышеуказанной батареи здесь используется отработанная цилиндрическая перезаряжаемая литиевая батарея, анод которой изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием естественного графита с поливинилиденфторидом (в качестве связующего) и добавлением к этой смеси N-метилпирролидона) на медную фольгу с высушиванием полученного, катод изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием оксида лития-кобальта (в качестве катодно-активного материала), ацетиленовой сажи (в качестве вспомогательного электрического проводника) и поливинилиденфторида (в качестве связующего) с добавлением к этой смеси N-метилпирролидона) на алюминиевую фольгу с высушиванием полученного; сепаратор включает полиэтиленовую деталь, имеющую некоторое число пор, и раствор электролита, полученный растворением тетрафторбората лития в количестве 1 М (моль/л) в смешанном растворителе, состоящем из этиленкарбоната (ЭК) и диметилкарбоната (ДМК); компоненты герметизируются чеканкой. В качестве корпуса батареи используется нержавеющая сталь.

Далее, со ссылками на фиг.2 и 5, будут последовательно описаны стадия разряда и рекуперации остаточной электрической емкости батареи перед охлаждением батареи на схематической последовательности на фиг.2, стадия охлаждения батареи, стадия вскрытия и стадия восстановления.

В качестве средства для охлаждения (охлаждающее устройство 201 на фиг.5) здесь используется охлаждающее устройство (торговая марка VORTEX TUBE, производство VORTEX Company, США), в котором в качестве сжатого газа используется Аr.

1. Конденсатор электрически присоединяется к выводам использованной цилиндрической перезаряжаемой литиевой батареи, после чего батарея подвергается разряду так, что остаточная электрическая емкость батареи переходит в конденсатор.

2. Газообразный Аr под давлением 7 кг/см2 подают через вход подачи газа вышеуказанного устройства для охлаждения 201 для распыления холодной струи Аr с температурой -30oС на использованную цилиндрическую перезаряжаемую литиевую батарею, разряженную на шаге 1, которая охлаждается до температуры ниже температуры коагуляции смешанного растворителя (состоящего из этиленкарбоната и диметилкарбоната) раствора электролита.

Аналогично примеру 1 измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами использованной батареи до и после охлаждения. Результаты измерений показывают, что сопротивление до охлаждения равно 80 мОм, а после охлаждения превышает 5 кОм. Основываясь на этом, а также на данных измерений ионной проводимости раствора электролита, выполненных как в примере 2, установлено, что ионная проводимость электролита после охлаждения понижается примерно до 1/10 проводимости до охлаждения.

3. Батарею, охлажденную после шага 2, извлекают наружу в атмосфере Аr, закрепляют на фиксирующем столе (207 на фиг.5), после чего перемещают с помощью транспортирующего механизма (208 на фиг. 5) в зону устройства для вскрытия (204 на фиг. 5), включающего устройство для разрезания водой под высоким давлением, в котором вода под сверхвысоким давлением 3500 кг/см2 (содержащая порошкообразный абразив) распыляется на батарею для разрезания корпуса батареи.

4. Вскрытую таким образом батарею подвергают промывке водой, при этом активный литий, содержащийся в батарее, превращается в гидроксид лития. Далее ее еще раз промывают и восстанавливают полученный смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита, метанола и воды. Из цилиндрической банки, являющейся корпусом батареи, извлекают наружу анод, сепаратор и катод и восстанавливают по отдельности. Вышеуказанный смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита, метанола и воды, подвергают перегонке, при которой отдельно восстанавливают электролит, органический растворитель и метанол.

Пример 5

В этом примере, основываясь на схематической последовательности, показанной на фиг.2, используется цилиндрическая перезаряжаемая литиевая батарея, имеющая ту же конструкцию, что и цилиндрическая перезаряжаемая батарея, использованная в примере 4, корпус которой вскрывают, после чего подвергают промывке, полученное разделяют на индивидуальные компоненты батареи и эти компоненты батареи восстанавливаются по отдельности.

Далее, со ссылками на фиг.2, будут последовательно описаны стадия разряда и рекуперации остаточной электрической емкости батареи перед охлаждением батареи на схематической последовательности на фиг.2, стадия охлаждения батареи, стадия вскрытия и стадия восстановления на схематической последовательности.

1. Конденсатор электрически присоединяется к выводам использованной цилиндрической перезаряжаемой литиевой батареи, после чего батарея подвергается разряду так, что остаточная электрическая емкость батареи переходит в конденсатор.

2. Использованную цилиндрическую перезаряжаемую литиевую батарею, разряженную на шаге 1, помещают в сосуд, заполненный водой, после чего подвергают быстрому замораживанию, при котором батарея оказывается вмороженной в лед.

До и после охлаждения измерителем сопротивления измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами, как в примере 1. Результаты измерений показывают, что сопротивление до охлаждения равно 80 мОм, а после охлаждения превышает 3 кОм. Основываясь на этом, а также на данных измерений ионной проводимости раствора электролита, выполненных как в примере 2, установлено, что ионная проводимость электролита после охлаждения понижается примерно до 1/10 проводимости до охлаждения.

3. Батарею, вмороженную в лед на шаге 2, извлекают наружу в атмосфере азота, закрепляют на фиксирующем столе, после чего перемещают под дисковый резак для разрезания предметов, вращающийся с высокой скоростью, которым разрезается вмороженная в лед батарея, таким образом, что ее корпус оказывается вскрытым.

4. Вскрытую таким образом батарею размораживают, после чего подвергают промывке ацетоном, затем восстанавливают смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита, ацетона и воды. Из цилиндрической банки, служащей корпусом батареи, извлекают анод, сепаратор и катод и восстанавливают по отдельности. Вышеуказанный смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита, ацетона и воды, подвергают перегонке таким образом, что по отдельности восстанавливают электролит, органический растворитель и метанол.

Пример 6

В этом примере, основываясь на схематической последовательности, приведенной на фиг.2, для призматической перезаряжаемой литиевой батареи, имеющей конструкцию, показанную на фиг.9, дается описание того, как вскрывают корпус батареи, после чего подвергают промывке, полученное разбирают на индивидуальные компоненты батареи, и эти компоненты батареи восстанавливают по отдельности. Хотя и не показано на фиг.10, но в указанной призматической перезаряжаемой литиевой батарее корпус батареи сделан из алюминиевого сплава, а крышка батареи снабжена парой выводных и входных клемм, и множество предохранительных вентиляционных устройств собраны через O-образные кольца.

В качестве вышеуказанной батареи здесь используется отработанная призматическая перезаряжаемая литиевая батарея, анод которой изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием естественного графита с поливинилиденфторидом (в качестве связующего) и добавлением к этой смеси N-метил-2-пирролидона) на медную фольгу с высушиванием полученного, катод изготовлен нанесением пасты (полученной смешиванием оксида лития-кобальта (в качестве катодно-активного материала), ацетиленовой сажи (в качестве вспомогательного электрического проводника) и поливинилиденфторида (в качестве связующего) с добавлением к этой смеси N-метилпирролидона) на алюминиевую фольгу с высушиванием полученного; сепаратор включает полиэтиленовую деталь, имеющую некоторое число пор, и раствор электролита, полученный растворением тетрафторбората лития в количестве 1М (моль/л) в смешанном растворителе, состоящем из этиленкарбоната (ЭК) и диметилкарбоната (ДМК) в эквивалентном отношении; компоненты герметизируются, и вставляется сжимающая пластинчатая пружина для уменьшения расстояния между катодом и анодом.

Далее, со ссылкой на фиг.2, будут последовательно описаны стадия разряда и рекуперации остаточной электрической емкости батареи перед охлаждением батареи на схематической последовательности на фиг.2, стадия охлаждения батареи, стадия вскрытия и стадия восстановления.

В качестве средства для охлаждения здесь используется сухой лед-метанол.

1. Конденсатор электрически присоединяется к выводам использованной призматической перезаряжаемой литиевой батареи, после чего батарея подвергается разряду так, что остаточная электрическая емкость батареи переходит в конденсатор.

2. Использованную цилиндрическую перезаряжаемую литиевую батарею, разряженную на шаге 1, помещают в хладагент сухой лед-метанол, полученный добавлением сухого льда к метанолу, в результате батарея охлаждается ниже температуры коагуляции смешанного растворителя (состоящего из этиленкарбоната и диметилкарбоната) раствора электролита для понижения ионной проводимости электролита в батарее.

Аналогично примеру 1 измеряют сопротивление между положительным и отрицательным выводами использованной батареи до и после охлаждения. Результаты измерений показывают, что сопротивление до охлаждения равно 70 мОм, а после охлаждения превышает 1 МОм. Основываясь на этом, а также на данных измерений ионной проводимости раствора электролита, выполненных как в примере 2, установлено, что ионная проводимость электролита после охлаждения понижается примерно до 1/10 проводимости до охлаждения.

3. Батарею, охлажденную на шаге 2, извлекают в атмосфере Аr, ослабляют тиски для извлечения крышки батареи, имеющей предохранительные вентиляционные устройства, посредством чего происходит вскрытие батареи.

4. Из вскрытой таким образом батареи извлекают наружу анод, сепаратор, катод и пластинчатую пружину, после чего подвергают промывке метанолом и по отдельности восстанавливают анод, сепаратор, катод и пластинчатую пружину, а также смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита и метанола. Смешанный растворитель, состоящий из раствора электролита и метанола, подвергают перегонке таким образом, что по отдельности рекуперируют электролит, органический растворитель и метанол.

В каждом из предыдущих примеров со 2-го по 6-й проводили восстановление 10 батарей, причем ни дыма, ни искры не возникало, компоненты батарей не были повреждены в результате возгорания или чего-либо подобного, и во всех случаях компоненты батарей были требуемым образом восстановлены.

В каждом из предыдущих примеров со 2-го по 6-й было дано описание восстановления литиевой батареи закрытого типа. Но способ восстановления любого из этих примеров не является ограничительным. Способ восстановления, описанный в любом из этих примеров, эффективен для восстановления других батарей закрытого типа, таких как никель-металлгидридная батарея, никель-кадмиевая батарея, свинцовая батарея и подобные.

Как указано выше, в соответствии с настоящим изобретением, компоненты любых отработанных батарей закрытого типа могут быть восстановлены более безопасно и с высокой эффективностью, поскольку они требуемым образом защищаются от повреждения. Устройство (система) для восстановления дает возможность сравнительно легко восстанавливать компоненты батареи закрытого типа при разумной стоимости. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и электролит, заключенные в корпус батареи, имеющей предохранительную вентиляцию, при этом электролит помещен между катодом и анодом и содержит раствор электролита, который содержит электролит и растворитель, отличающийся тем, что способ включает стадию (а) извлечения раствора электролита или растворителя раствора электролита из корпуса батареи наружу через предохранительную вентиляцию корпуса батареи путем приведения в действие указанной вентиляции посредством создания разности давлений снаружи и внутри корпуса батареи для уменьшения проводимости между анодом и катодом батареи закрытого типа, стадию (б) вскрытия корпуса батареи закрытого типа после проведения стадии (а), стадию (в) извлечения массы, содержащей указанные катод и анод из открытого корпуса батареи, и стадию (г) разделения указанной массы на отдельные катод и анод и отдельного восстановления указанных анода и катода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть батареи закрытого типа, в которую встроена предохранительная вентиляция, направляют вниз, и раствор электролита или растворитель раствора электролита извлекают наружу через предохранительную вентиляцию из корпуса батареи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что извлеченный наружу из корпуса батареи раствор электролита или растворитель раствора электролита восстанавливают.

4. Способ восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и электролит, заключенные в корпус батареи, при этом электролит помещен между катодом и анодом и указанный электролит представляет собой раствор электролита, который содержит электролит и растворитель, отличающийся тем, что способ включает стадию (а) охлаждения батареи закрытого типа до температуры ниже точки замерзания растворителя раствора электролита для уменьшения проводимости между катодом и анодом, стадию (б) вскрытия корпуса батареи закрытого типа после проведения стадии (а), стадию (в) извлечения массы, включающей указанные катод, анод и электролит из открытого корпуса батареи, стадию (г) промывания указанной массы органическим растворителем для удаления и восстановления электролита, присутствующего в массе, и стадию (д) разделения указанной массы на отдельные катод и анод и отдельного восстановления указанных анода и катода.

5. Способ восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и полимерный твердый электролит, полученный посредством отверждения электролита с отверждающим полимером, заключенные в корпус батареи, при этом твердый электролит помещен между катодом и анодом, отличающийся тем, что способ включает стадию (а) охлаждения батареи закрытого типа до температуры ниже температуры стеклования отверждающего полимера твердого полимерного электролита для уменьшения проводимости между катодом и анодом и стадию (б) вскрытия корпуса батареи закрытого типа после проведения стадии (а), стадию (в) извлечения массы, включающей указанные катод, анод и твердый электролит из открытого корпуса батареи, и стадию (г) разделения указанной массы на отдельные катод, анод и твердый полимерный электролит и отдельного восстановления указанных катода, анода и твердого полимерного электролита.

6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что батарею закрытого типа охлаждают с использованием сжатого негорючего газа, включающего один или более газов, выбранных из группы, состоящей из азота, аргона, гелия, диоксида углерода или фтороуглерода.

7. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что батарею закрытого типа охлаждают, погружая батарею закрытого типа в хладагент.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что хладагентом является смесь сухого льда и метанола или смесь сухого льда и этанола.

9. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что батарею закрытого типа погружают в воду, замораживают вместе с водой для герметизации батареи в образующемся льду и батарею закрытого типа вскрывают в состоянии вмороженной в лед.

10. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что стадию (б) проводят в негорючей атмосфере.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что негорючая атмосфера содержит газ, выбранный из группы, состоящей из азота, аргона, гелия, диоксида углерода, пара- или фторуглерода.

12. Способ по п. 6, отличающийся тем, что стадию (б) проводят в негорючей атмосфере, состоящей из того же газа, что используется для охлаждения батареи закрытого типа.

13. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что стадию (б) проводят с использованием способа разрезания, выбранного из группы, состоящей из разрезания водой под высоким давлением, разрезания лазерным лучом и механического разрезания.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что разрезание водой под высоким давлением содержит распыление под высоким давлением через сопло содержащей абразив воды.

15. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что батарея закрытого типа является литиевой батареей, в которой используется реакция окисления-восстановления иона лития.

16. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что батарея закрытого типа является никель-металлгидридной батареей, в которой используется реакция окисления-восстановления иона водорода, и в качестве материала анода используется сплав, удерживающий водород.

17. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что батарея закрытого типа является никель-кадмиевой батареей.

18. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что батарея закрытого типа является свинцово-кислотной батареей.

19. Способ по п. 15, отличающийся тем, что далее включает стадию взаимодействия реагента с активным литием, содержащимся в литиевой батарее, для уменьшения реакционной способности активного лития после стадии (б).

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что реагент включает одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из воды, спиртов, кислот и диоксида углерода.

21. Способ по п. 15, отличающийся тем, что далее включает стадию промывки вскрытой литиевой батареи с использованием органического растворителя, которую проводят после стадии (б).

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что органическим растворителем является органический растворитель, не способный к образованию азеотропа с водой.

23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что далее включает стадию разделения батареи закрытого типа на индивидуальные компоненты и восстановление составляющих компонентов батареи закрытого типа, которую проводят после стадии промывки с использованием органического растворителя.

24. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что перед стадией (а) батареи закрытого типа сортируют в зависимости от формы или типа.

25. Способ по пп. 1, 4 или 5, отличающийся тем, что далее включает стадию разрядки остаточной электрической емкости батареи закрытого типа перед проведением стадии (а).

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что на стадии разрядки остаточной электрической емкости энергия разрядки восстанавливается.

27. Устройство для восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и электролит, заключенные в корпус батареи, имеющей предохранительную вентиляцию, при этом электролит помещен между катодом и анодом и содержит раствор электролита, который содержит электролит и растворитель, содержащее, по меньшей мере: средства I для уменьшения проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа, причем средства I содержат средства I-а извлечения жидкости для извлечения раствора электролита или растворителя раствора электролита наружу из корпуса батареи и средства I-б для создания разности давлений снаружи и внутри корпуса батареи, в котором раствор электролита или растворителя раствора электролита извлекается наружу из корпуса батареи через предохранительную вентиляцию при помощи средства I-а извлечения жидкости путем приведения в действие указанной вентиляции посредством создания разности давлений снаружи и внутри корпуса батареи при помощи средства I-б, средства II для вскрытия корпуса батареи, в которой уменьшена проводимость между катодом и анодом, средства III для извлечения массы, содержащей указанные катод и анод, из открытого корпуса батареи, и средства IV для разделения указанной массы на отдельные катод и анод и отдельного восстановления указанных анода и катода.

28. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что средства I-б включают по меньшей мере сосуд I-в, который может быть вакуумирован, снабженный средствами для выпуска.

29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что сосуд I-в имеет элемент, способный тесно контактировать или присоединяться к части наружной стенки корпуса батареи закрытого типа, причем часть наружной стенки корпуса батареи включает часть крышки вблизи предохранительной вентиляции и элемент имеет отверстие, через которое часть наружной стенки соединена с сосудом I-в так, что раствор электролита или его растворитель в батарее закрытого типа может быть удален через указанный элемент в сосуд I-в.

30. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что сосуд I-в имеет проход для ввода воздуха, газообразного азота или инертного газа через клапан.

31. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что имеется закрытое пространство, частично или полностью включающее внешнюю стенку корпуса батареи вблизи предохранительной вентиляции, и сосуд I-в выполнен так, что предохранительная вентиляция расположена внутри закрытого пространства и внутреннее давление в закрытом пространстве может быть понижено так, что оно окажется ниже давления в батарее закрытого типа, где раствор электролита или его растворитель в батарее закрытого типа может быть извлечен в закрытое пространство.

32. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что после понижения внутреннего давления в сосуде I-в ниже атмосферного с помощью средств откачки создается закрытое пространство.

33. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что после создания закрытого пространства внутреннее давление в закрытом пространстве с помощью средств откачки, присоединенных к сосуду I-в, понижается, становясь меньше, чем в корпусе батареи закрытого типа.

34. Устройство для восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и электролит, содержащий раствор электролита, заключенный в корпус батареи, при этом электролит помещен между катодом и анодом и указанный электролит представляет собой раствор электролита, который содержит электролит и растворитель, содержащее, по меньшей мере, средства I для уменьшения проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа, причем средства I содержат средства I-г для охлаждения батареи закрытого типа до температуры ниже температуры замерзания растворителя раствора электролита, средства II для вскрытия корпуса батареи, в которой уменьшена проводимость между катодом и анодом, средства III для извлечения массы, включающей указанные катод, анод и электролит, из открытого корпуса батареи, средства IV для промывания указанной массы органическим растворителем для удаления и восстановления электролита, присутствующего в массе, и средства V для разделения указанной массы на отдельные катод и анод и отдельного восстановления указанных анода и катода.

35. Устройство для восстановления составляющих компонентов батареи закрытого типа, включающей по меньшей мере катод, анод и электролит, содержащий полимерный твердый электролит, полученный посредством отверждения электролита с отверждающим полимером, заключенный в корпус батареи, при этом электролит помещен между катодом и анодом, содержащее, по меньшей мере, средства I для уменьшения проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа, причем средства I содержат средства I-г для охлаждения батареи закрытого типа до температуры ниже температуры стеклования полимера твердого полимерного электролита, средства II для вскрытия корпуса батареи, в которой уменьшена проводимость между катодом и анодом, средства III для извлечения массы, включающей указанные катод, анод и твердый полимерный электролит, из открытого корпуса батареи и средства VI для разделения указанной массы на отдельные катод, анод и твердый полимерный электролит и отдельного восстановления указанных катода, анода и твердого полимерного электролита.

36. Устройство по п. 34 или 35, отличающееся тем, что в средствах охлаждения I-г используется сжатый негорючий газ, включающий один или более газов, выбранных из группы, состоящей из азота, аргона, гелия, диоксида углерода или фторуглерода.

37. Устройство по п. 34 или 35, отличающееся тем, что в средствах охлаждения I-г используется хладагент.

38. Устройство по п. 37, отличающееся тем, что хладагентом является смесь сухого льда и метанола или сухого льда и этанола.

39. Устройство по п. 34 или 35, отличающееся тем, что средства охлаждения I-г предназначены для погружения батареи закрытого типа в воду и замораживания батареи закрытого типа вместе с водой для герметизации батареи в образующемся льду, а средства II являются средствами для вскрытия батареи закрытого типа, вмороженной в лед.

40. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что средства для вскрытия II включают средства для вскрытия батареи закрытого типа в негорючей атмосфере.

41. Устройство по п. 40, отличающееся тем, что негорючая атмосфера содержит один или более газов, выбранных из группы, состоящей из азота, аргона, гелия, диоксида углерода, пара или фтороуглерода.

42. Устройство по п. 36, отличающееся тем, что батарея закрытого типа вскрывается с помощью средств для вскрытия II в негорючей атмосфере, состоящей из того же газа, что используется для охлаждения батареи закрытого типа с помощью средств охлаждения I-г.

43. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что средства для вскрытия II включают разрешающие средства, выбранные из группы, состоящей из воды под высоким давлением, лазерного луча или механических средств.

44. Устройство по п. 43, отличающееся тем, что средства для разрезания водой под высоким давлением включают реактивное сопло для распыления через реактивное сопло воды под высоким давлением, содержащей абразив.

45. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что батарея закрытого типа является литиевой батареей, в которой используется реакция окисления-восстановления иона лития.

46. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что батарея закрытого типа является никель-металлгидридной батареей, в которой используется реакция окисления-восстановления иона водорода, и в качестве материала анода используется водородсодержащий сплав.

47. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что батарея закрытого типа является никель-кадмиевой батареей.

48. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что батарея закрытого типа является свинцово-кислотной батареей.

49. Устройство по п. 45, отличающееся тем, что далее включает средства для взаимодействия реагента с активным литием, содержащимся в литиевой батарее, для уменьшения реакционной способности указанного активного лития после вскрытия батареи.

50. Устройство по п. 49, отличающееся тем, что реагент включает одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из воды, спиртов, кислот и диоксида углерода.

51. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что далее включает средства для проведения промывки с использованием органического растворителя после вскрытия батареи.

52. Устройство по п. 51, отличающееся тем, что органическим растворителем является органический растворитель, не способный к образованию азеотропа с водой.

53. Устройство по п. 51, отличающееся тем, что далее включает средства для восстановления составляющих компонентов батареи после промывки вскрытой батареи с использованием органического растворителя.

54. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что далее включает средства для сортировки батарей закрытого типа в зависимости от формы или типа перед уменьшением проводимости между катодом и анодом батареи закрытого типа.

55. Устройство по пп. 27, 34 или 35, отличающееся тем, что далее включает средства для разрядки остаточной электрической емкости батареи закрытого типа перед уменьшением проводимости между катодом и анодом батареи.

56. Устройство по п. 55, отличающееся тем, что средства для разрядки включают средства для восстановления энергии разрядки.

57. Устройство по п. 41, отличающееся тем, что далее включает средства для восстановления негорючего газа атмосферы и очистки восстановленного негорючего газа для повторного использования.

58. Устройство по п. 36, отличающееся тем, что далее включает средства для восстановления газа, использованного для охлаждения батареи закрытого типа и очистки восстановленного газа для повторного использования.

Приоритеты по пунктам:

05.03.1996 по пп. 1, 4-15, 19-27, 34-45, 49-58;

24.12.1996 по пп. 2, 3, 16-18, 28-33, 46-48.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru