[go: up one dir, main page]

CN116711095A - 使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和系统 - Google Patents

使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116711095A
CN116711095A CN202280009649.2A CN202280009649A CN116711095A CN 116711095 A CN116711095 A CN 116711095A CN 202280009649 A CN202280009649 A CN 202280009649A CN 116711095 A CN116711095 A CN 116711095A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nmc
microwave
feedstock
powder
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280009649.2A
Other languages
English (en)
Inventor
R·K·霍尔曼
G·M·罗贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
6k Co ltd
Original Assignee
6k Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 6k Co ltd filed Critical 6k Co ltd
Publication of CN116711095A publication Critical patent/CN116711095A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/40—Complex oxides containing nickel and at least one other metal element
    • C01G53/42—Complex oxides containing nickel and at least one other metal element containing alkali metals, e.g. LiNiO2
    • C01G53/44—Complex oxides containing nickel and at least one other metal element containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese
    • C01G53/50—Complex oxides containing nickel and at least one other metal element containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese of the type (MnO2)n-, e.g. Li(NixMn1-x)O2 or Li(MyNixMn1-x-y)O2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32201—Generating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/3255—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/461—Microwave discharges
    • H05H1/4622—Microwave discharges using waveguides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/08—Ion sources
    • H01J2237/0815—Methods of ionisation
    • H01J2237/0817—Microwaves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本文公开了用于再循环含有锂粉末的用过的固体原料以用于锂离子电池的系统和方法的实施方案。用过的固体原料可以是锂镍锰钴氧化物(NMC)材料。在一些实施方案中，用过的固体原料可以经历微波等离子体方法以生产具有增强的化学性质和物理性质的新可用的、锂补充的固体前体。

Description

使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和 系统
通过引用并入任何优先权申请
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求在2021年1月11日提交的美国临时申请号63/135,948的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
背景技术
技术领域
本公开的一些实施方案涉及使用微波等离子体处理用于回收用过的阴极材料的系统和方法。
背景技术
锂离子电池(LIB)由于其能量密度(150-200W h/kg，通过装置质量归一化)、功率输出(>300W/kg)和循环稳定性(约2000个循环)的不匹配组合以及由于全球生产能力的增加而导致的较低成本，已经主导了二次能量储存市场。主要由电动车辆(EV)的普及所驱动的移动电气化的世界趋势已经显著增加了对LIB生产的需求。因此，仅在接下来的几十年中，从EV电池组将产生数百万公吨的LIB废料。此外，LIB技术预期在需要高功率输出的固定能量存储系统中起重要作用，使得能够从间歇性自然源收获能量。LIB再循环直接解决了长期经济压力的问题和与填埋和原料提取两者相关的环境问题。然而，LIB再循环基础设施尚未被广泛采用，并且当前的设施主要集中于Co回收以获得经济收益，而不是阴极材料的再利用。
需要回收或再利用混合金属LIB阴极中的金属和包含不同化学物质的混合废料的再循环方法。这些方法需要低的环境足迹和能量消耗。在一些现有的方法中，可以使用预处理将阴极材料与其它电池部件分离，随后使用还原性酸浸出完全溶解活性材料。产生来自集流体和电池壳的包含阴极金属(Li+、Ni2+、Mn2+和Co2+)和杂质(Fe3+、Al3+和Cu2+)的复杂浸出液，其可以使用一系列选择性沉淀和/或溶剂提取步骤来分离和纯化。或者，阴极可以直接从浸出液中再合成。在其它现有方法中，电池材料经历高温熔融和提取或熔炼过程。这些操作是能量密集的、昂贵的，并且操作和需要复杂的设备以处理由熔炼过程产生的有害排放物。尽管成本高，这些方法不能回收所有有价值的电池材料。
显然，再循环基础设施不能主要集中于回收Co以使利润最大化，尤其是考虑到EV市场驱动的LIB阴极化学物质的市场趋势。甚至现在，阴极材料(例如LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NMC-111))被包含甚至更少量的Co的LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(NMC-622)和LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC-811)替代。因此，再循环方法必须高效地处理各种混合型阴极和含有各种阴极化学物质的混合废料。另外，考虑到对LIB阴极材料的需求增长，再循环方法应该能够通过锂补充来生产可用的LIB阴极材料，而不是简单地分别回收金属，例如Co。
发明内容
为了本概述的目的，本文描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本发明的任何特定实施方案，并非所有这样的优点都是必然实现的。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本发明可以以实现如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来体现或执行，而不必实现如本文所教导或建议的其它优点。
本文的一些实施方案涉及用于在微波等离子体仪器中合成锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末的方法，所述方法包括：向所述微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和将所述原料引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成具有大于5:2的平均镍与钴比率的NMC粉末。
在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含镍材料、含锰材料或含钴材料引入所述微波产生的等离子体中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末的微结构包含一个或多个缺陷、裂纹或裂缝，并且其中将所述原料引入所述微波产生的等离子体中使所述寿命终止NMC粉末熔融。在一些实施方案中，合成的NMC粉末的微结构不包含所述一个或多个缺陷、裂纹或裂缝。
在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含锂(Li)材料引入所述微波产生的等离子体中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末包含NMC-532或NMC-111。在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中之前，将含锂(Li)材料加入到所述原料中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末获自用过的锂离子电池。
本文的一些实施方案涉及用于在微波等离子体仪器中合成锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末的方法，所述方法包括：向所述微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和将所述寿命终止NMC粉末引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成具有大于5:2的平均镍与钴比率的NMC粉末，其中在将所述寿命终止NMC粉末引入所述微波产生的等离子体中之前，所述寿命终止NMC粉末未被还原成其组成元素。
在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含镍材料引入所述微波产生的等离子体中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末的微结构包含一个或多个缺陷、裂纹或裂缝，并且其中将所述原料引入所述微波产生的等离子体中使所述寿命终止NMC粉末熔融。在一些实施方案中，合成的NMC粉末的微结构不包含所述一个或多个缺陷、裂纹或裂缝。
在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含锂(Li)材料引入所述微波产生的等离子体中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末包含NMC-532或NMC-111。在一些实施方案中，所述方法进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中之前，将含锂(Li)材料加入到所述原料中。在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末获自用过的锂离子电池。
本文的一些实施方案涉及锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末，其通过包括以下方法生产，所述方法包括：向微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和将所述原料引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成具有大于5:2的平均镍与钴比率的NMC粉末或NMC前体。
在一些实施方案中，所述寿命终止NMC粉末包含NMC-111、NMC-442或NMC-532。在一些实施方案中，所述NMC粉末或所述NMC前体包含NMC-611、NMC-811或NMC-9.5.5。在一些实施方案中，所述NMC粉末或所述NMC前体具有5:2、6:1、8:1或18:1的平均镍与钴比率。
附图说明
提供附图以说明示例实施方案，并且不旨在限制本公开的范围。结合附图，通过参考以下的描述，将理解对本文所述的系统和方法的更好理解，其中：
图1说明根据本公开的实施方案的使用微波等离子体方法用于再循环用过的固体原料的示例方法的流程图。
图2说明根据本公开的实施方案的顶部进料微波等离子体炬的实施方案，其可以用于生产再循环的固体LIB前体。
图3A-3B说明根据本公开的侧进料料斗实施方案的微波等离子体炬的实施方案，其可以用于生产再循环的固体LIB前体。
具体实施方式
尽管下面公开了某些优选的实施方案和示例，本发明的主题超出具体公开的实施方案而延伸到其它替代实施方案和/或用途及其修改和等同物。因此，所附权利要求的范围不受下面描述的任何特定实施方案的限制。例如，在本文公开的任何方法或过程中，方法或过程的动作或操作可以以任何合适的顺序执行，并且不必限于任何特定的公开的顺序。各种操作可以以可能有助于理解某些实施方案的方式依次被描述为多个离散操作；然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作是顺序依赖性的。另外，本文描述的结构、系统和/或装置可以被实现为集成部件或分离部件。为了比较各种实施方案的目的，描述了这些实施方案的某些方面和优点。不是所有这样的方面或优点都必然通过任何特定实施方案来实现。因此，例如，可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来进行各种实施方案，而不必实现如也可以如本文所教导或建议的其它方面或优点。
现在将描述某些示例性实施方案，以提供对本文公开的装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。在附图中说明这些实施方案的一个或多个示例。本领域技术人员将理解，本文具体描述并在附图中说明的装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案说明或描述的特征可以与其它实施方案的特征组合。这样的修改和变化旨在包括在本技术的范围内。
本文公开了用于再循环含有锂粉末的用过的固体原料以用于LIB和电池单元的系统和方法的实施方案。粉末可以是锂镍锰钴氧化物(NMC)材料。在一些实施方案中，用过的固体原料可以经历微波等离子体方法以产生新可用的、锂补充的固体前体。
具体地，本文公开了用于从用过的固体原料生产再循环的含锂颗粒和锂离子电池材料的方法、系统和仪器。用于Li离子电池的阴极材料可以包括含锂过渡金属氧化物，例如LiNixMnyCozO2或LiNixCoyAlzO2，其中x+y+z等于1(或约1)。这些材料可以含有层状晶体结构，其中锂原子层位于过渡金属氧化物多面体的层之间。然而，也可以形成替代的晶体结构，例如尖晶石型晶体结构。当Li离子从晶体结构发生脱出时，随着过渡金属价态的增加，保持电荷中性。LiNixMnyCozO2或LiNixCoyAlzO2具有理想的特性，例如相对高的能量密度(mAh/g)、高循环能力(每次充电/放电循环的降解％)和热稳定性(≤100℃)。
在一些实施方案中，用过的固体原料可以包含寿命终止NMC或来自用过的LIB或其它来源的其它用过的阴极材料。在一些实施方案中，用过的固体原料可以包含阴极组合物，包括但不限于LiCoO2(LCO)、LiFePO4(LFP)、LiMn2O4(LMO)、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NMC-111)、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2(NMC-532)、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(NMC-622)或LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC-811)或LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)。最优选地，用过的固体原料包含NMC的形式。在一些实施方案中，NMC包含NMC-532或具有5:2或更小的平均镍与钴比率的NMC。起始用过的固体阴极前体材料不是限制性的。
最终新形成的固体前体含锂颗粒的各种特性(例如孔隙率、粒度、粒度分布、相组成和纯度、微结构等)可以通过微调各种方法参数和输入材料来定制和控制。在一些实施方案中，这些可以包括前体溶液化学性质、等离子体气体流速、等离子体过程气体选择、等离子体内的用过的前体的停留时间、淬火速率、等离子体的功率密度等。在一些实施方案中，可以定制这些方法参数以生产具有定制的表面积、比孔隙率水平、低阻力Li离子扩散途径、小于约2的跨度(跨度+d90-d10/d50)并含有微米或纳米晶粒微结构的微米和/或亚微米级颗粒。例如，理想的NMC材料性质可以包括层状α-NaFeO2型晶体结构，其具有约8-13μm的粒度分布(PSD)d50，约0.5-1μm的初级晶粒尺寸，小于约0.3m3/g的表面积，和大于约2.4g/cm3的振实密度。在一些实施方案中，当使用粉末原料时，尺寸分布可以取决于输入材料的PSD。
图1说明根据本公开的实施方案的使用微波等离子体方法用于再循环用过的固体原料的示例方法的流程图。
在一些实施方案中，在将用过的固体原料引入微波等离子体仪器之前，用过的固体原料可以经历预处理步骤。在一些实施方案中，该预处理可以包括锂置换和/或对用过的固体原料的化学性质的另外的改变。例如，在微波处理之前，可以通过向用过的固体原料中加入组分粉末(例如含镍、含锰或含钴粉末)来改变用过的固体原料的组成。因此，在本文所述的方法中可以增加用过的固体原料的镍含量。在一些实施方案中，预处理还可以包括另外的洗涤以去除残余的电解质、碳和/或污染物。预处理还可以包括研磨以将原料颗粒破碎成初级晶粒，然后形成浆料并喷雾干燥颗粒以形成待进料到等离子体中的固体干粉末。其它预处理可以包括热处理以将解离的锂重新引入到层状晶体结构中。此外，预处理可以包括粒度分级。
在一些实施方案中，将可以优选经预处理的用过的固体原料引入微波等离子体仪器的微波等离子体环境中。在一些实施方案中，微波等离子体环境可以包含微波等离子体仪器的排气或炬。在一些实施方案中，由于LIB内的用过的固体原料的使用/功率循环，用过的固体原料的微结构可以包含一个或多个缺陷、裂纹或裂缝。在一些实施方案中，将用过的固体原料引入微波等离子体环境中可以使得用过的固体原料熔融。在一些实施方案中，熔融可以导致该过程中的一些锂损失。然而，锂可以在最终产物中补充以弥补这种锂损失。在一些实施方案中，在微波等离子体处理和随后的冷却期间，用过的固体原料可以重整为具有期望的化学性质和期望的晶体结构的电活性材料。此外，新形成的固态前体可以包含其中消除了一个或多个缺陷、裂纹或裂缝中的一些或全部的微结构。不受理论的限制，在一些实施方案中，当用过的固体原料在微波等离子体环境中熔融并随后用期望的化学方法重整时，微结构改变，并且任何裂纹可以被密封或以其它方式消除。
可以将液体或固体的用过的前体材料引入等离子体中进行处理。美国专利公开号2018/0297122、US 8748785 B2和US 9932673 B2公开了可以在所公开的方法中使用的某些处理技术，特别是用于微波等离子体处理。因此，美国专利公开号2018/0297122、US8748785 B2和US 9932673 B2通过引用以其整体并入本文，并且所述技术应认为适用于本文所述的用过的前体原料。等离子体可以包括例如轴对称的微波产生的等离子体和基本上均匀的温度分布。
在一些实施方案中，不是通过替换损失的锂来预处理用过的固体原料，而是可以将锂与用过的固体原料同时引入微波等离子体中。在一些实施方案中，与用过的固体原料同时引入锂可以在新形成的固体前体形成时替换用过的固体原料中的任何损失的锂。
本文的系统和方法的一个优点是避免了将用过的固体原料分解成其单独的组成元素。相反，在一些实施方案中，用过的固体原料包含直接再循环的阴极材料，而不将材料还原成其组成元素。在NMC的情况下，用过的NMC可以不被还原成元素镍、钴和锰。相反，在一些实施方案中，NMC可以包含用过的固体原料，将该固体原料直接引入微波等离子体仪器中以形成新形成的固体NMC前体。
在一些实施方案中，新形成的固体前体(例如NMC)可以具有与用过的固体原料不同的化学性质。例如，新形成的固体前体可以具有比用过的固体原料更高的镍含量。具体地，在一些实施方案中，用过的原料可以包含NMC-532、NMC-111、或具有5:2或更小的镍与钴比率的NMC粉末的混合物，并且新形成的固体前体可以包含NMC-622、NMC-811、NMC-9.5.5或具有大于5:2的镍与钴比率的另外的NMC粉末。这是优于现有方法的优点，因为在普通加热过程中改变NMC粉末化学性质的能力有限，在普通加热过程中颗粒会在坩埚或熔炉中不期望地烧结在一起。因此，在先前的过程中，NMC将需要被还原成其组成元素，然后用期望的化学物质重新合成。然而，使用微波等离子体处理，由于微波等离子体环境中的极高温度和颗粒相互作用，NMC的化学性质可以随着直接再循环(即，不还原成组成元素)而改变。与锂置换一样，通过将元素金属粉末(例如镍粉末)、金属盐和/或金属氧化物(例如NiO)与用过的固体原料同时引入微波等离子体仪器中，可以改变用过的固体原料的化学性质。
在一些实施方案中，在等离子体处理之后，形成最终新形成的固体前体，例如层状NMC晶体结构或NMC颗粒。因此，不需要后处理，例如煅烧，这可以在生产NMC(例如层状NMC晶体结构)中节约大量的时间。
在一些实施方案中，本文所述的方法可以用于生产新形成的固体前体含锂材料，例如LiNixMnyCozO2(其中x>0，y>0，z>0，并且x+y+z＝1)。例如可以通过用不同比例的锂、镍、锰和钴补充用过的固体原料来生产LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2(NMC-532)、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(NMC-622)或LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC-811)。
所公开的实施方案的一些优点包括能够定制固体前体化学性质和最终的颗粒形态。等离子体系统的使用还使得能够使用前体材料(即，NMC粉末)，该前体材料在常规的再循环操作中不将材料分解成组成元素而直接利用是不切实际的或不可能的。该方法还允许在用过的固体原料中以纳米、微米或分子尺度(在一些实施方案中多于一种)引入另外的Li含量。
例如，由本公开的实施方案形成的新形成的NMC可以表现出在传统制备的NMC中未见到的新的形态特征。这些形态特征包括用于最大能量密度的致密/无孔颗粒、用于高功率应用的能够在液相中快速离子传输的网络孔隙、以及在单个处理步骤中或用另外的煅烧步骤生产的工程化的粒度和表面。
在一些实施方案中，NMC的网络孔隙率可以在0-50％(或约0至约50％)的范围内，其中不存在网络孔隙率是最期望的。粒度可以例如在1-50微米之间(或约1至约50微米之间)。另外，在NMC的表面处的组成可以在主要组成(Ni、Mn和Co)的比率方面不同或者可以是完全不同的材料。例如，氧化铝可以用于钝化表面。
所公开的方法的实施方案还可以对粒度和粒度分布进行精确控制，这可以用于使颗粒堆积最大化以提高能量密度。通过适当选择用过的固体原料和方法条件，可以产生工程化的互连内部孔隙，允许电解质进入内部，并因此降低最大固态扩散距离，并提高倍率性能。
此外，通过本公开的实施方案形成的NMC还可以表现出良好控制的尺寸和尺寸分布，其在工业中称为二次晶粒尺寸，范围为1-150微米(或约1至约150微米)+/-10％(或+/-约10％)。
在一些实施方案中，新形成的固体前体的尺寸分布可以是d50为5-15μm(或约5至约15μm)。在一些实施方案中，颗粒的d10可以是2μm(或约2μm)，并且d90是25μm(或约25μm)。然而，其它分布对于具体应用可能是有利的。例如，尽管仍然在<50μm d50(或<约50μm)的范围内，对于非常低功率的能量存储应用，较大的颗粒可能是有利的。此外，对于非常高功率的应用，例如2-5μm d50(或约2至约5μm)或0.5-5μm d50(或约0.5至约5μm)的较小的颗粒可能是有利的。
另外，可以改变NMC的初级晶粒尺寸为10nm至10微米(或约10nm至约10微米)。在一些实施方案中，初级晶粒尺寸可以在100nm至10微米之间(或约100nm至约10微米之间)。在一些实施方案中，初级晶粒尺寸可以在50nm至500nm之间(或约50nm至约500nm之间)。在一些实施方案中，初级晶粒尺寸可以在100nm至500nm之间(或约100nm至约500nm之间)。
新形成的固体前体材料的表面积可以通过材料孔隙率和粒度分布两者来控制。例如，假设相同的粒度分布，表面或网络孔隙率的增加导致表面积的增加。类似地，当保持孔隙率水平相同时，较小的颗粒将产生较高的表面积。新形成的固体前体材料的表面积可以在0.01-15m2/g(或约0.1至约15m2/g)的范围内调节。在一些实施方案中，新形成的固体前体材料的表面积可以在0.01-15m2/g(或约0.01至约15m2/g)的范围内调节。此外，最终粒度可以是大约：d50为5-15μm；d10为1-2μm；d90为25-40μm。在一些实施方案中，d50可以是2-5微米(或约2微米至约5微米)。在一些实施方案中，d50可以是0.5-5微米(或约0.5微米至约5微米)。可以改变孔隙率以将表面积定制到期望的范围内。在一些实施方案中，对于NMC材料，低表面积是期望的。因此，在一些实施方案中，可以改变方法条件以实现小表面积NMC材料。
微波等离子体仪器
图2说明根据本公开的实施方案的可以用于生产再循环的固体LIB前体的顶部进料微波等离子体炬2的实施方案。在一些实施方案中，可以将进料材料9、10引入微波等离子体炬3中，其维持微波产生的等离子体11。在一个示例性实施方案中，夹带气流和鞘、涡流或工作线性流(向下箭头)可以通过入口5注入以在经由微波辐射源1点燃等离子体11之前在等离子体炬内产生流动条件。将进料材料9轴向引入微波等离子体炬2中，在微波等离子体炬2中它们被将材料引向热区6和等离子体11的气流夹带。气流可以由周期表的惰性气体栏(例如氦、氖、氩等)组成。
在微波产生的等离子体内，进料材料熔融以修复材料中的任何裂纹、裂缝或缺陷。入口5可以用于引入方法气体，以沿轴线12将颗粒9、10夹带并加速到等离子体11。首先，通过夹带，使用通过等离子体炬内的环形间隙产生的核心层流或湍流气流(上部一组箭头)来加速颗粒9。第二层流(下方一组箭头)可以通过第二环形间隙产生，为介电炬3的内壁提供层状鞘，以保护其免于由于来自等离子体11的热辐射而熔融。在示例性实施方案中，层流将颗粒9、10沿着尽可能靠近轴线12的路径引向等离子体11，将它们暴露于等离子体内的温度。在一些实施方案中，存在合适的流动条件以保持颗粒10防止到达等离子体炬3的内壁，在该内壁处可能发生等离子体附着。颗粒9、10由气流导向微波等离子体11，各自经历热处理。
可以调节微波产生的等离子体的各种参数以及颗粒参数，以实现期望的结果。这些参数可以包括微波功率、进料材料尺寸、进料材料插入速率、气体流速、等离子体温度、停留时间、等离子体气体组成和冷却速率。如上所讨论的，在该特定实施方案中，气流是层流；然而，在替代实施方案中，可以使用旋流或湍流将进料材料导向等离子体。
图3A-3B说明根据本公开的侧进料料斗实施方案的微波等离子体炬的实施方案，其可以用于生产再循环的固体LIB前体。因此，在该实施中，原料在微波等离子体炬施放器之后注入，以在微波等离子体炬的“羽流”或“排气”中处理。因此，微波等离子体炬的等离子体在等离子体炬的出口端接合，以允许原料的下游进料，这与关于图2讨论的顶部进料(或上游进料)相反。该下游进料可以有利地延长炬的寿命，因为热区被无限地保持，避免任何材料沉积在热区衬里的壁上。此外，其允许通过温度水平和停留时间的精确靶向而在适于粉末的最佳熔融温度下在下游接合等离子体羽流。例如，能够使用微波功率、气流、炬类型、等离子气体组成和含有等离子体羽流的淬火容器中的压力来调节羽流的长度。
通常，下游处理方法可以利用两个主要硬件配置来建立稳定的等离子体羽流，其为：例如在美国专利公开号2018/0297122中描述的环形炬，或在US 8748785 B2和US9932673 B2中描述的涡流炬，各自通过引用以其整体并入本文。图3A和图3B两者显示可以用环形炬或涡流炬实施的方法的实施方案。在等离子炬出口处与等离子体羽流紧密耦合的进料系统用于轴对称地进料粉末以保持方法均匀性。其它进料配置可以包括围绕等离子体羽流的一个或若干个单独的进料喷嘴。
可以将进料材料314引入微波等离子体炬302中。料斗306可以用于在将进料材料314进料到微波等离子体炬302、羽流或排气中之前储存进料材料314。在替代实施方案中，原料可以沿等离子体炬的纵轴注入。微波辐射可以通过波导304引入等离子体炬中。将进料材料314进料到等离子体室310中，并放置成与由等离子体炬302产生的等离子体接触。当与等离子体、等离子体羽流或等离子体排气接触时，进料材料熔融或以其它方式物理或化学地改变。当仍在等离子体室310中时，进料材料314在收集到容器312中之前冷却并凝固。或者，进料材料314可以在仍处于熔融相的同时离开等离子体室310，并在等离子体室外部冷却并凝固。在一些实施方案中，可以使用淬火室，其可以使用或可以不使用正压。虽然与图2分开描述，但图3A-3B的实施方案被理解为使用与图2的实施方案类似的特征和条件。
另外的实施方案
在前述说明书中，已经参考本发明的具体实施方案描述了本发明。然而，明显的是在不脱离本发明的更宽的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应认为是说明性的而非限制性的。
实际上，尽管在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明，本领域技术人员将理解，本发明超出具体公开的实施方案延伸至其它替代实施方案和/或本发明的用途及其明显的修改和等同物。另外，虽然已经详细显示和描述了本发明的实施方案的若干变型，但基于本公开，在本发明的范围内的其它修改对于本领域技术人员将是显而易见的。还预期可以进行实施方案的特定特征和方面的各种组合或子组合，并且仍然落入本发明的范围内。应当理解，所公开的实施方案的各种特征和方面可以彼此组合或替换，以形成所公开的发明的实施方案的变化模式。本文公开的任何方法不需要以所述顺序执行。因此，旨在本文公开的本发明的范围不应被上述特定实施方案限制。
将理解，本公开的系统和方法各自具有若干创新方面，其中没有单一方面单独负责或需要本文公开的期望的属性。上述各种特征和过程可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合。所有可能的组合和子组合都旨在落入本公开的范围内。
在本说明书中在单独实施方案的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方案中组合实施。相反，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以分开地在多个实施方案中实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初被这样要求保护，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中被除去，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。对于每个和所有实施方案，没有单个特征或特征组是必需的或不可以缺少的。
还将理解，除非另外特别说明，或者在所使用的上下文中另外理解，否则本文使用的条件语言(例如“可(can)”、“可能(could)”、“可能(might)”、“可以(may)”、“例如”等)通常旨在表达某些实施方案包括某些特征、要素和/或步骤，而其它实施方案不包括某些特征、要素和/或步骤。因此，这样的条件语言一般不旨在暗示特征、要素和/或步骤以任何方式对于一个或多个实施方案是必需的，或者一个或多个实施方案必然包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、要素和/或步骤是否包括在任何特定实施方案中或者是否要在任何特定实施方案中执行的逻辑。术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义词，并且以开放式的方式包含性地使用，并且不排除另外的要素、特征、动作、操作等。另外，术语“或”以其包含的意义(而不是其排他的意义)使用，使得当例如用于连接一列要素时，术语“或”是指该列表中的一个、一些或所有要素。另外，除非另有说明，否则本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”、“一个”和“该”应解释为是指“一个或多个”或“至少一个”。类似地，虽然在附图中可以以特定顺序描绘操作，但应当认识到，这样的操作不需要以所示的特定顺序或以相继次序执行，或者执行所有说明的操作，以实现期望的结果。此外，附图可以以流程图的形式示意性地描绘一个或多个示例过程。然而，可以将未描绘的其它操作结合在示意性说明的示例方法和过程中。例如，可以在任何说明的操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个另外的操作。另外，在其它实施方案中，操作可以被重新安排或重新排序。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方案中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方案中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或包装到多个软件产品中。另外，其它实施方案也在所附权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中叙述的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。
此外，虽然本文所述的方法和装置可以易于作出各种修改和替代形式，其具体实例已在附图中显示并且在本文中详细描述。然而，应理解，本发明不限于所公开的特定形式或方法，而是相反，本发明将涵盖落入所描述的各种实施和所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。此外，本文公开的任何特定特征、方面、方法、性质、特性、品质、属性、要素等与实施或实施方案的结合可以用于本文阐述的所有其它实施或实施方案。本文公开的任何方法不需要以所述顺序执行。本文公开的方法可以包括由从业者采取的某些动作；然而，这些方法还可以包括这些动作的任何第三方指令，或者明确地或者暗示地。本文公开的范围还涵盖任何和所有重叠、子范围及其组合。例如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”、“在……之间”等的语言包括所叙述的数字。前面有例如“约”或“大约”的术语的数字包括所叙述的数字，并且应当基于情况来解释(例如，在该情况下尽可能合理地准确，例如±5％、±10％、±15％等)。例如，“约3.5mm”包括“3.5mm”。前面有例如“基本上”的术语的短语包括所叙述的短语，并且应当基于情况来解释(例如，在该情况下尽可能合理地)。例如，“基本上恒定”包括“恒定”。除非另有说明，否则所有测量都在包括温度和压力的标准条件下进行。
如本文所使用的，涉及项目列表中的“至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。作为实例，“A、B或C中的至少一个”旨在涵盖：A、B、C、A和B、A和C、B和C、以及A、B和C。除非另有明确说明，否则结合语言例如短语“X、Y和Z中的至少一个”如通常使用的结合上下文另外理解为表达项目、术语等可以是X、Y或Z中的至少一个。因此，这样的结合语言通常不旨在暗示某些实施方案需要X中的至少一个、Y中的至少一个、以及Z中的至少一个各自存在。本文提供的标题(如果有的话)仅是为了方便，而不一定影响本文公开的装置和方法的范围或含义。
因此，权利要求书不旨在局限于本文所示的实施方案，而是应被赋予与本公开、本文公开的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (20)

1.用于在微波等离子体仪器中合成锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末的方法，所述方法包括：
向所述微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和
将所述原料引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成具有大于5:2的平均镍与钴比率的NMC粉末。
2.权利要求1所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含镍材料、含锰材料或含钴材料引入所述微波产生的等离子体中。
3.权利要求1所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末的微结构包含一个或多个缺陷、裂纹或裂缝，并且其中将所述原料引入所述微波产生的等离子体中使所述寿命终止NMC粉末熔融。
4.权利要求3所述的方法，其中合成的NMC粉末的微结构不包含所述一个或多个缺陷、裂纹或裂缝。
5.权利要求1所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含锂(Li)材料引入所述微波产生的等离子体中。
6.权利要求1所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末包含NMC-532或NMC-111。
7.权利要求1所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中之前，将含锂(Li)材料加入到所述原料中。
8.权利要求1所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末获自用过的锂离子电池。
9.用于在微波等离子体仪器中合成锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末的方法，所述方法包括：
向所述微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和
将所述寿命终止NMC粉末引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成NMC粉末，
其中在将所述寿命终止NMC粉末引入所述微波产生的等离子体中之前，所述寿命终止NMC粉末未被还原成其组成元素。
10.权利要求9所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含镍材料引入所述微波产生的等离子体中。
11.权利要求9所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末的微结构包含一个或多个缺陷、裂纹或裂缝，并且其中将所述原料引入所述微波产生的等离子体中使所述寿命终止NMC粉末熔融。
12.权利要求11所述的方法，其中合成的NMC粉末的微结构不包含所述一个或多个缺陷、裂纹或裂缝。
13.权利要求9所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中的同时将含锂(Li)材料引入所述微波产生的等离子体中。
14.权利要求9所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末包含NMC-532或NMC-111。
15.权利要求9所述的方法，其进一步包括在将所述原料引入所述微波产生的等离子体中之前，将含锂(Li)材料加入所述原料中。
16.权利要求9所述的方法，其中所述寿命终止NMC粉末获自用过的锂离子电池。
17.锂镍锰钴氧化物(NMC)粉末，其通过以下方法生产，所述方法包括：
向微波等离子体仪器提供原料，所述原料包含寿命终止NMC粉末，所述寿命终止NMC粉末具有5:2或更小的平均镍与钴比率；和
将所述原料引入所述微波等离子体仪器的微波产生的等离子体中以合成具有大于5:2的平均镍与钴比率的NMC粉末或NMC前体。
18.权利要求17所述的NMC粉末，其中所述寿命终止NMC粉末包含NMC-111、NMC-442或NMC-532。
19.权利要求17所述的NMC粉末，其中所述NMC粉末或所述NMC前体包含NMC-611、NMC-811或NMC-9.5.5。
20.权利要求17所述的NMC粉末，其中所述NMC粉末或所述NMC前体具有5:2、6:1、8:1或18:1的平均镍与钴比率。
CN202280009649.2A 2021-01-11 2022-01-06 使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和系统 Pending CN116711095A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163135948P 2021-01-11 2021-01-11
US63/135948 2021-01-11
PCT/US2022/070066 WO2022150828A1 (en) 2021-01-11 2022-01-06 Methods and systems for reclamation of li-ion cathode materials using microwave plasma processing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116711095A true CN116711095A (zh) 2023-09-05

Family

ID=82322047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280009649.2A Pending CN116711095A (zh) 2021-01-11 2022-01-06 使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和系统

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220223379A1 (zh)
EP (1) EP4275239A4 (zh)
JP (1) JP2024504091A (zh)
KR (1) KR20230129011A9 (zh)
CN (1) CN116711095A (zh)
AU (1) AU2022206483A1 (zh)
CA (1) CA3197544A1 (zh)
TW (1) TW202232807A (zh)
WO (1) WO2022150828A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3200272A1 (en) 2015-12-16 2017-06-22 6K Inc. Spheroidal dehydrogenated metals and metal alloy particles
US10987735B2 (en) 2015-12-16 2021-04-27 6K Inc. Spheroidal titanium metallic powders with custom microstructures
CA3134579A1 (en) 2019-04-30 2020-11-05 Gregory Wrobel Lithium lanthanum zirconium oxide (llzo) powder
SG11202111576QA (en) 2019-04-30 2021-11-29 6K Inc Mechanically alloyed powder feedstock
CA3153254A1 (en) 2019-11-18 2021-06-17 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
AU2021297476A1 (en) 2020-06-25 2022-12-15 6K Inc. Microcomposite alloy structure
CN116547068A (zh) 2020-09-24 2023-08-04 6K有限公司 用于启动等离子体的系统、装置及方法
KR20230095080A (ko) 2020-10-30 2023-06-28 6케이 인크. 구상화 금속 분말을 합성하는 시스템 및 방법
EP4313449A1 (en) 2021-03-31 2024-02-07 6K Inc. Systems and methods for additive manufacturing of metal nitride ceramics
US12261023B2 (en) 2022-05-23 2025-03-25 6K Inc. Microwave plasma apparatus and methods for processing materials using an interior liner
US12040162B2 (en) 2022-06-09 2024-07-16 6K Inc. Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing an upstream swirl module and composite gas flows
US12094688B2 (en) * 2022-08-25 2024-09-17 6K Inc. Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing a powder ingress preventor (PIP)
CN118073675A (zh) * 2022-11-24 2024-05-24 深圳先进技术研究院 一种锂电池用正极材料的等离子体补锂装置及方法
US12195338B2 (en) 2022-12-15 2025-01-14 6K Inc. Systems, methods, and device for pyrolysis of methane in a microwave plasma for hydrogen and structured carbon powder production
US20250002362A1 (en) * 2023-02-27 2025-01-02 6K Inc. Lithium oxide materials and methods of producing lithium oxide materials
WO2024229139A1 (en) * 2023-05-04 2024-11-07 6K Inc. Rapid material synthesis reactor systems, methods, and devices

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101785757B1 (ko) * 2013-05-02 2017-10-16 한국기초과학지원연구원 전자파 플라즈마 토치를 이용한 리튬전이금속 산화물 처리 방법 및 이의 산화물
CN108886181B (zh) * 2016-01-07 2022-04-19 胡利科有限责任公司 氧化条件下的再锂化
US11522186B2 (en) * 2017-12-22 2022-12-06 Umicore Positive electrode material for rechargeable lithium ion batteries
CA3122582A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 6K Inc. Plasma processing of lithium transition metal oxides for lithium ion batteries

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022150828A1 (en) 2022-07-14
TW202232807A (zh) 2022-08-16
EP4275239A1 (en) 2023-11-15
CA3197544A1 (en) 2022-07-14
AU2022206483A1 (en) 2023-08-31
JP2024504091A (ja) 2024-01-30
EP4275239A4 (en) 2024-12-18
US20220223379A1 (en) 2022-07-14
KR20230129011A (ko) 2023-09-05
KR20230129011A9 (ko) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116711095A (zh) 使用微波等离子体处理用于回收锂离子阴极材料的方法和系统
KR102644961B1 (ko) 리튬 란타넘 지르코늄 산화물(llzo) 분말
JP2022514676A (ja) リチウムイオンバッテリーのためのリチウム遷移金属酸化物のプラズマ処理
US20230032362A1 (en) Lithium lanthanum zirconium oxide (llzo) materials
US20220228288A1 (en) Single crystal cathode materials using microwave plasma processing
JP6352917B2 (ja) ＳｉＯＸ粉末製造法及びＳｉＯＸ粉末製造装置
US11492267B2 (en) Methods and processes for flame-assisted direct recycling and upcycling of spent cathode materials
CN112820872B (zh) 三元正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN102672189A (zh) 一种球形钨粉的制备方法
KR101621235B1 (ko) 열플라즈마를 이용한 입방질화붕소 나노분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 입방질화붕소 나노분말
CN117794863A (zh) 锂镧锆氧化物(llzo)材料
WO2024182267A1 (en) Lithium oxide materials and methods of producing lithium oxide materials
WO2024214614A1 (ja) 硫化リチウムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination