DE19757381A1 - Reinigungsverfahren für Lithiumbatterie-Elektrolyte - Google Patents

Reinigungsverfahren für Lithiumbatterie-Elektrolyte

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DE19757381A1
DE19757381A1 DE19757381A DE19757381A DE19757381A1 DE 19757381 A1 DE19757381 A1 DE 19757381A1 DE 19757381 A DE19757381 A DE 19757381A DE 19757381 A DE19757381 A DE 19757381A DE 19757381 A1 DE19757381 A1 DE 19757381A1
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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Reinigung einer Elektrolytlösung für eine Lithiumbatterie. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Entfernung von Spurenmengen von Verunreinigungen wie etwa Wasser aus Lithiumbatterie-Elektrolytlösungen.
(b) Hintergrund der Erfindung
Lithiumbatterien sind nützlich, weil sie eine hohe Energiedichte aufweisen, und weil sie vielen Wiederaufladungszyklen unterworfen werden können. Jedoch kann die Zyklenleistung von wiederaufladbaren Lithiumbatterien von der Reinheit der Elektrolytlösungen, die in solchen Batterien verwendet werden, wesentlich beeinträchtigt werden. Eine Batterie, die eine Elektrolytlösung verwendet, die mit Verunreinigungen wie etwa Wasser verseucht ist, weist schlechte Zykluseigenschaften auf. Umgekehrt können durch die Verminderung der in der Elektrolytlösung vorkommenden Verunreinigungen die Zykluseigenschaften und die Nutzdauer einer Lithiumbatterie wesentlich verlängert werden.
Es ist bekannt, daß Spurenmengen von Wasser eine Verunreinigung darstellen, die nur besonders schwierig aus organischen Elektrolytlösungen entfernt werden kann. Spurenmengen von Wasser können einen negativen Elektrolytzersetzungsprozeß begünstigen, der die Lagerdauer und die Lebenszykluseigenschaften der Batterie schmälert.
Einige frühere Verfahren zur Reinigung von Elektrolytlösungen für Lithiumbatterien sind im U.S. Patent Nr. 4,308,324 von Newman beschrieben. Gemäß dem Patent von Newman kann eine Elektrolytlösung gereinigt werden, indem die Elektrolytlösung mit einem Lithiumquecksilberamalgam vermischt wird, das in flüssiger Form vorliegt, und indem die Mischung umgewälzt wird. Das Verfahren nach dem Newman-Patent umfaßt ebenfalls den wahlweisen Schritt der Zugabe eines Oxidationsmittels zur Elektrolytlösung. Eine Schwierigkeit bei dem Newman'schen Verfahren ist, daß sowohl die Ausgangsstoffe als auch die Endstoffe Quecksilber enthalten, das hochgiftig ist. Die Verwendung solcher Substanzen erfordert eine extreme Vorsicht, sowohl bei der Durchführung des Verfahrens als auch bei der Entsorgung der Nebenprodukte des Verfahrens.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung wird eine Elektrolytlösung für eine Lithiumbatterie, die aus wenigstens einem Lithiumsalz als gelöstem Stoff besteht., das in wenigstens einem organischen Lösungsmittel enthalten ist, von Verunreinigungen wie etwa Wasser befreit. Ein bimetallischer Aufbau aus Lithium und aus einem zweiten Metall, in das sich das Lithium einzulagern vermag, wird zur Reinigung der Elektrolytlösung verwendet. Zuerst werden das Lithium und das zweite Metall in elektrischen Kontakt miteinander gebracht. Vorzugsweise wird der elektrische Kontakt durch direkten Kontakt zwischen einer ersten Schicht aus Lithium und einer zweiten Schicht des zweiten Metalls hergestellt. Alternativ wird eine erste Lithiumschicht in elektrischen Kontakt mit einer zweiten Schicht des zweiten Metalls gebracht, indem ein Kurzschluß verwendet wird, der aus einem Gitter eines dritten Metalls besteht, in das sich das Lithium nicht einzulagern vermag.
In einem Druckgefäß wird die Elektrolytlösung mit dem bimetallischen Aufbau in Kontakt gebracht, wobei die Elektrolytlösung verwirbelt wird. Da das Lithium elektrochemisch im zweiten Metall eingebaut worden ist, werden Verunreinigungen wie etwa Wasser wirksam aus der Elektrolytlösung über die Reaktion(en) mit dem Aufbau entfernt. Insbesondere wird Wasser durch diese Reaktionen in Wasserstoffgas und Lithiumhydroxid zerlegt. Die gereinigte Lösung wird dann filtriert, um jegliches zurückbleibende Metall und jegliche Reaktionsprodukte zu entfernen.
Die Lithiumbatterien, die mit der so erhaltenen gereinigten Elektrolytlösung hergestellt werden, haben bessere Zyklusleistungen als die Batterien, die mit der ungereinigten Elektrolytlösung hergestellt werden. Darüber hinaus können gemäß der vorliegenden Erfindung Lithiumbatterie-Elektrolytlösungen ohne die Verwendung von hochtoxischen Quecksilberverbindungen und ohne die Erzeugung hochtoxischer Quecksilbernebenprodukte gereinigt werden, im Gegensatz zu den Reinigungsverfahren gemäß dem Stand der Technik.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende eingehende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die begleitenden Zeichnungen in Betracht gezogen werden, in denen:
die Fig. 1 und 2 Querschnittsansichten von zwei unterschiedlichen bimetallischen Aufbauten sind, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Elektrolytlösungen für Lithiumbatterien umfassen allgemein wenigstens ein Lithiumsalz als gelösten Stoff, das in wenigstens einem organischen Lösungsmittel enthalten ist. Wasser ist in solchen Elektrolytlösungen eine unerwünschte Verunreinigung. Der Wassergehalt einer nicht gereinigten Elektrolytlösung beträgt allgemein wenigstens ca. 20 ppm und kann sogar mehr als 165 ppm ausmachen.
Lithium ist als alleiniges Reinigungsmittel nicht wirksam, aufgrund der schnellen Passivierung der Metalloberfläche durch die Reaktionsprodukte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung zur Reinigung von Elektrolytlösungen für Lithiumbatterien wird Lithiummetall zusammen mit einem zweiten Metall, in das sich das Lithium einzulagern vermag, in die Elektrolytlösung eingebracht. Solche Metalle umfassen Magnesium, Aluminium, Zink, Gallium, Silber, Cadmium, Indium, Zinn, Antimon, Platin, Gold, Blei und Bismuth. Vorzugsweise werden das Lithium und das zweite Metall zuerst miteinander in elektrischen Kontakt gebracht und dann in die Elektrolytlösung eingebracht. Die Reaktion wird in einem Gefäß bei fortwährender Verwirbelung durchgeführt, wie etwa durch Rühren, um fortwährend neue Teile der Lösung mit den Metalloberflächen in Kontakt zu bringen. Alternativ kann die Lösung über einen bimetallischen Aufbau aus Lithium und dem zweiten Metall gepumpt werden, sowohl in einer Einmal-hinüber-Durch­ führungsweise als auch mit Rückführung. Nach der Entfernung des Wassers wird die gereinigte Lösung filtriert.
Das Lithium und das zweite Metall reagieren elektrochemisch miteinander, wobei Verunreinigungen wie etwa das Wasser in der Elektrolytlösung mit hoher Ausbeute beseitigt werden. Man glaubt, daß die erste elektrochemische Reaktion auf der Oberfläche des Lithiums stattfindet und die Auflösung von Lithium unter Ausbildung eines Lithiumions gemäß der Reaktion: Li-e⁻ ⇒ Li⁺ umfaßt. Die konjugierte zweite Reaktion ist die Einlagerung des Lithiumions in das zweite Metall unter Ausbildung einer Legierung damit: M + xLi⁺ + xe⁻ ⇒ LixM. Diese Reaktionen fördern die Zersetzung des Wassers auf beiden Seiten des bimetallischen Aufbaus aufgrund der Zerstörung der Passivierungsschicht unter Erzeugung von Wasserstoff und von Lithiumhydroxid (LiOH).
Die bevorzugten Metalle zur Verwendung als zweites Metall können allgemein in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die erste Gruppe der Metalle umfaßt Gallium, Silber, Indium, Zinn, Antimon, Platin, Gold, Blei und Bismuth. Die zweite Gruppe der Metalle umfaßt Magnesium, Aluminium, Zink und Cadmium. Metalle aus der zweiten Gruppe werden im allgemeinen bevorzugt, weil sie ebenfalls mit Wasser zu reagieren vermögen. Das am meisten bevorzugte Metall ist das Aluminium.
Es wird angenommen, daß ein bimetallischer Aufbau aus Lithium und einem Metall aus der ersten Gruppe von Metallen mit Verunreinigungen wie etwa Wasser gemäß der folgenden Reaktion reagiert, worin M ein Metall ist, das aus der ersten oben genannten Gruppe gewählt ist.
(2 + x)H2O + 2Li + LixM ⇒ (0.5x + 1)H2 ↑ + M + (2 + x)LiOH ↓
Es wird angenommen, daß ein bimetallischer Aufbau aus Lithium und aus einem Metall aus der zweiten Gruppe von Metallen mit den Verunreinigungen gemäß einer Reaktion reagiert, die für das Aluminium wie folgt abläuft:
(2x + y + 7)H2O + 4Li + 2LixAl ⇒ (x + 5)H2 ↑ + Al2O3.yH2O ↓ + (2x + 4)LiOH ↓
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Lithium und das zweite Metall elektrisch miteinander verbunden, indem sie in einem bimetallischen geschichteten Aufbau direkt in physikalischen Kontakt miteinander gebracht sind. Vorzugsweise werden dünne Schichten aus Lithium und aus dem zweiten Metall bereitgestellt und in einer herkömmlichen Walzenpresse zu einem einteiligen Blech zusammengepreßt. Die Schichten können viele unterschiedlichen Formen aufweisen. Beispielsweise können in einer Ausführungsform die Schichten die Form von dünnen Folien aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform können solche Folien perforiert sein, um den elektrischen Kontakt und die Haftung zu verbessern. In noch einer weiteren Ausführungsform können die Schichten in der Form eines Gitters ausgebildet sein.
Das geschichtete bimetallische Blech wird in die Elektrolytlösung eingebracht, um die Lösung zu reinigen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird, um eine größere Oberfläche für die Reaktion bei einem geringeren Volumen zu erhalten, ein geschichtetes bimetallisches Blech ziehharmonikaartig gefaltet oder locker als Spirale aufgerollt und dann in die Elektrolytlösung eingebracht. Ein spiral­ gewundenes geschichtetes bimetallisches Blech ist in Fig. 1 gezeigt. Eine erste Folie 11 aus Lithium wird gegen eine zweite Folie 12 aus Aluminium gepreßt, um ein bimetallisches Blech auszubilden. Das Blech wird locker zu einer Spirale aufgewunden. Ein solcher Aufbau liefert eine große Oberfläche für die Reinigungsreaktionen.
In einer weiteren Ausführungsform werden das Lithium und das zweite Metall über einen Kurzschluß aus einem dritten Metall miteinander in elektrischen Kontakt gebracht. Das dritte Metall sollte ein Metall sein, in das sich das Lithium nicht einzulagern vermag. Bevorzugte Metalle umfassen Titan, Eisen, Nickel, Kupfer und Legierungen wie etwa rostfreien Stahl, der mehr oder weniger diese Metalle enthält.
Wenn das Lithium und das zweite Metall über ein drittes Metall unter Ausbildung eines Kurzschlusses verbunden sind, so sind das Lithium und das zweite Metall vorzugsweise auf einem oder mehreren Gittern aus dem drittes Metall zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann ein Gitterpaar aus rostfreiem Stahl als Substrat verwendet werden, wobei das eine mit Lithium und das andere mit dem zweite Metall, wie etwa dem Aluminium, beschichtet wird. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, wird ein einzelnes Gitter 14 eines rostfreien Stahlblechs bereitgestellt, das mit sich abwechselnden Lithium- und Aluminium-beschichteten Bereichen versehen ist. Das Gitter umfaßt erste und zweite Bereiche 15, 16, die mit Lithium beschichtet sind. Zwischen den ersten und zweiten Bereichen, die mit Lithium beschichtet sind, liegt ein dritter Bereich 17, der mit Aluminium beschichtet ist. Ein vierter Bereich 18, der ebenfalls mit Aluminium beschichtet ist, ist so angeordnet, daß der zweite Bereich, der mit Lithium beschichtet ist, zwischen dem dritten und dem vierten Bereich liegt, die mit Aluminium beschichtet sind. Die Bereiche des Gitters sind ziehharmonikaförmig gefaltet, um einen kompakten bimetallischen Aufbau zu ergeben. In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein einzelnes Gitter aus rostfreiem Stahl auf einer Seite mit Lithium und auf der anderen Seite mit Aluminium beschichtet.
Obwohl Gitter verwendet werden können, umfaßt die am meisten bevorzugte Ausführungsform die Verwendung eines geschichteten bimetallischen Bleches aus Lithium und dem zweiten Metall. Die Verwendung eines bimetallischen Bleches liefert in der Regel eines schnellere Reinigungsgeschwindigkeit als die Verwendung von einem oder mehreren Gittern. Darüber hinaus kann, wenn Gitter verwendet werden, aufgrund der mechanischen Spannung, die während des Einlagerungsvorgangs auftritt, die Legierung aus Lithium und dem anderen Metall spröde werden und kann von dem darunter liegenden Gitter aus rostfreiem Stahl abplatzen. Die Verwendung eines bimetallischen Blechs aus Lithium und aus einem zweite Metall dient der Vorsorge im Hinblick auf ein Brechen, das auftritt, wenn die Metalle auf ein Substrat aus Edelstahl aufgezogen sind, weil das Lithium aufgrund seiner ihm eigenen Duktilität, wenn es als Folie zur Verfügung gestellt ist, dazu neigt, den Zusammenhalt des Aufbaus aufrechtzuerhalten.
In der am meisten bevorzugten Ausführungsform wird Aluminium als das zweite Metall gewählt. Es gibt viele Vorteile bei der Verwendung von Aluminium. Ein Vorteil ist derjenige, daß wenn Aluminium verwendet wird, die Reaktionsfläche während der Einlagerungsreaktion ansteigt. Dies liegt daran, daß die Lithium-Aluminium-Legierung, die sich während des Einlagerungsschrittes ausbildet, ein höheres spezifisches Volumen (0,57 cm3/g) aufweist, als Aluminium (0,37 cm3/g) selbst. Wenn die Einlagerungsreaktion fortschreitet, führt die Auflösung und Dispersion des Aluminiums zur Erzeugung einer größeren aktiven Oberfläche.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Aluminium ist derjenige, daß es mit dem Wasser in der Elektrolytlösung unter Ausbildung eines aktiven Aluminiumoxides (Al2O3) reagiert. Aluminiumoxid ist als Absorptionsmittel für Wasser und andere Verunreinigungen gut bekannt. Daher verbessert die Ausbildung von Aluminiumoxid die Reinigungsausbeute des Verfahrens noch mehr. Ein weiterer Vorteil des Aluminiums ist derjenige, daß es leicht als dünne flexible Folie ausgewalzt zu werden vermag. Die Aluminiumfolie kann ebenfalls leicht perforiert werden, um den elektrischen Kontakt und die mechanische Haftung zu verbessern, oder alternativ kann das Aluminium in Form eines Gitters hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil des Aluminiums ist sein relativ günstiger Preis.
Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil der Verwendung von Aluminium ist derjenige, daß sowohl das Ausgangsaluminium als auch die Lithium-Aluminium-Legierung und die anderen Produkte, die durch das Reinigungsverfahren ausgebildet werden, das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, relativ sicher in der Handhabung sind. Dies ist ein scharfer Gegensatz zur Verwendung von Quecksilberamalgamen gemäß den Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik, bei denen die Reaktanden und Produkte hochgradig toxisch sind.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele weiter beschrieben.
Beispiel 1
Eine 1,0 M Elektrolytlösung aus LiPF6 in Ethylencarbonat wurde hergestellt. Das LiPF6 wurde von Chameleon Chemicals erhalten und das Ethylencarbonat von Mitsubishi Chemicals. Der anfängliche Wassergehalt der Lösung betrug 22 ppm (Gewichtsanteile).
Ein Blech aus Lithiumfolie, das 40 µm dick war und ein Blech aus Aluminiumfolie, das 25 µm dick war, wurden miteinander in elektrischen Kontakt gebracht, in dem sie in einer Walzenpresse unter Erzeugung eines geschichteten bimetallischen Bleches zusammengepreßt wurden. Die Lithiumfolie wurde von Aldrich erhalten und die Aluminiumfolie wurde von Nilaco Corp. erhalten. Ein 30 mm mal 40 mm großer Abschnitt des bimetallischen Bleches und eine 100 ml Probe der Elektrolytlösung wurden zusammen in ein Druckgefäß eingebracht und zusammen ca. 24 Stunden lang verwirbelt. Nach 24 Stunden wurden das verbleibende Blech und die anderen Metallstücke oder Reaktionsprodukte in der Elektrolytlösung von der Elektrolytlösung durch Filtration abgetrennt. Nach diesem Verfahren wurde der Wassergehalt der Elektrolytlösung auf 11 ppm reduziert.
Beispiel 2
Eine 1,0 M Lösung von LiClO4 in Dimethylcarboant wurde hergestellt. Das LiClO4 wurde von der Kishida Chemical Company Ltd. und das Dimethylcarbonat wurde von Mitsubishi Chemical erhalten. Der anfängliche Wassergehalt dieser Elektrolytlösung wurde gemessen und auf 39 ppm bestimmt. Wie im ersten Beispiel wurde eine 100 ml Probe der Elektrolytlösung in ein Druckgefäß zusammen mit einem 30 mm mal 40 mm großem Abschnitt des bimetallischen Bleches aus geschichteten Lithium- und Aluminiumfolien eingebracht. Die Elektrolytlösung wurde ungefähr 24 Stunden lang verwirbelt und am Ende der 24-stündigen Dauer wurden die verbleibende Folie und die anderen Reaktionsprodukte von der Elektrolytlösung mittels Filtration abgetrennt. Der Wassergehalt dieser zweiten Elektrolytlösung war, wie festgestellt wurde, durch das Verfahren auf 10 ppm vermindert worden.
Beispiel 3
Eine dritte Elektrolytlösung wurde aus 1,0 M LiClO4 in Propylencarbonat hergestellt. Das LiClO4 wurde von der Kishida Chemical Company Ltd. erhalten und das Propylencarbonat wurde von Mitsubishi Chemical erhalten. Der anfängliche Wassergehalt der Lösung wurde gemessen und man fand, daß er 165 ppm betrug.
Eine 100 ml Probe dieser Lösung wurde zusammen mit einem 30 mm mal 40 mm großen Abschnitt des bimetallischen Blechs aus geschichteten Lithium- und Aluminiumfolien in ein Druckgefäß eingebracht. Die Elektrolytlösung wurde in dem Druckgefäß ca. 72 Stunden lang verwirbelt. Danach wurden das verbleibende Metallblech und alle Reaktionsprodukte aus der Elektrolytlösung durch Filtration entfernt. Gemäß diesem Reinigungsverfahren wurde der Wassergehalt auf 20 ppm reduziert.
Die nicht gereinigten und gereinigten Elektrolytlösungen dieses Beispiels wurden im Vergleich miteinander in einer Batteriezelle getestet. Eine geschlossene 2016 Knopfzelle wurde als Zelltestträger verwendet. Das Gehäuse der Knopfzelle bestand aus rostfreiem Stahl. Die Oberfläche einer jeden Elektrode betrug 2 cm2. Eine Lithiumanode aus Lithiumband wurde auf expandierten rostfreien Stahl aufgedrückt, der an die innere Oberfläche des Deckels der Knopfzelle angeschweißt worden war.
Die Katode bestand aus seinem porösen Pressling, der eine Mischung aus 85,5% V2O5, 4,5% Denka-Schwarz und 10% PTFE umfaßte. Das V2O5 wurde von der Aldrich Chemical Company erhalten. Eine Celgard-2400 Mikroporenmembran aus Polypropylen von der Celanese Corporation wurde als Separator verwendet. Die positive Elektrode wies eine Masse von 0,2 Gramm auf und die negative Elektrode wies eine Masse von 0,008 Gramm auf.
Für jede der beiden Elektrolytlösungsproben wurden die Zellen bei 50°C wiederholt entladen und aufgeladen. Der Entladungsstrom betrug 2 mA und die Entladungsschwellwertspannung betrug 1.8 V. Beim Test betrug die maximale Entladungsschwellenwertzeit 5 Stunden. Die Aufladung wurde bei 1 mA bis zu einem Schwellenwert von 3,8 V durchgeführt.
Gemäß diesem Test wies die Zelle mit der nicht gereinigten Elektrolytlösung einen wesentlich höheren inneren Widerstand auf. Darüber hinaus betrug die akkumulierte Entladungskapazität nach zehn Zyklen bei der Zelle mit der ungereinigten Elektrolytlösung nur 6,02 mA-Stunden. In der Tat war die Batterie mit der ungereinigten Elektrolytlösung nach dem zehnten Zyklus unbrauchbar. Im Gegensatz dazu erzeugte die Zelle mit der gereinigten Elektrolytlösung 76,34 mA-Stunden akkumulierte Entladungskapazität nach zehn Zyklen.
Es wird angenommen, daß bei der ungereinigten Elektrolytlösung die Oberfläche der Lithiumelektrode durch die Zersetzungsprodukte der Verunreinigungen passiviert worden war. Diese Passivierung war für die geringe akkumulierte Entladungskapazität verantwortlich.
Das wie oben beschriebene Reinigungsverfahren ist für jedwede Elektrolytlösung auf organischer Basis nützlich, die in jedweder Lithium- oder Lithiumionenbatterie verwendet wird, und die gegenüber Lithium enthaltenden Anodenmaterialien kinetisch stabil ist.

Claims (30)

1. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Elektrolytlösung für Lithiumbatterien, die ein Lithiumsalz als gelösten Stoff in einer organischen Lösung umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Anordnen von Lithium und einem zweiten Metall, in das sich das Lithium einzulagern vermag, in elektrischen Kontakt miteinander unter Ausbildung eines bimetallischen Aufbaus;
Einbringen des bimetallischen Aufbaus in Kontakt mit der Elektrolytlösung für die Lithiumbatterie zur Überführung der Verunreinigungen in Reaktionsprodukte und zur Ausbildung einer gereinigten Elektrolytlösung; und
Abtrennen des bimetallischen Aufbaus und der Reaktionsprodukte aus der gereinigten Elektrolytlösung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lithium und das zweite Metall in direkten physikalischen Kontakt miteinander gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren den Schritt des kontinuierlichen In-Kontakt-Bringens von neuen Teilen der Elektrolytlösung mit den Oberflächen des bimetallischen Aufbaus umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, das des weiteren den Schritt der Filtration der gereinigten Elektrolytlösung umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Metall aus der Gruppe gewählt ist, die aus Magnesium, Aluminium, Zink, Gallium, Silber, Cadmium, Indium, Zinn, Antimon, Platin, Gold, Blei und Bismuth besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lithium und das zweite Metall als geschichteter Aufbau bereitgestellt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei wenigstens das Lithium oder das zweite Metall als Schichten in Form einer Folie bereitgestellt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Folie perforiert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei wenigstens die Lithiumschicht oder die zweite Metallschicht in Form eines Gitters bereitgestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das zweite Metall Aluminium ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren den Schritt der elektrischen Verbindung zwischen dem Lithium und dem zweiten Metall über einen Kurzschluß mit einem dritten Metall umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das dritte Metall aus der Gruppe gewählt ist, die aus Titan, Eisen, Nickel, Kupfer und deren Legierungen besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, das des weiteren den Schritt der Bereitstellung des Lithiums und des zweiten Metalls auf einem Gitter des dritten Metall umfaßt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Gitter aus rostfreiem Stahl besteht und das Lithium und das zweite Metall auf das Gitter aufgezogen werden.
15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Metall Aluminium ist.
16. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Elektrolytlösung für eine Lithiumbatterie, die ein Lithiumsalz als gelösten Stoff in einer organischen Lösung umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Ausbildung einer geschichteten bimetallischen Zusammensetzung, die eine Schicht aus Lithium und eine Schicht eines zweiten Metalls umfaßt, in das sich das Lithium einzulagern vermag, wobei die Schichten miteinander in elektrischem Kontakt stehen;
In-Kontakt-Bringen der Elektrolytlösung mit der bimetallischen Zusammensetzung zur Überführung der Verunreinigungen in Reaktionsprodukte und zur Ausbildung einer gereinigten Elektrolytlösung; und
Abtrennen der bimetallischen Zusammensetzung und der Reaktionsprodukte aus der- gereinigten Elektrolytlösung.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Lithiumschicht und die zweite Metallschicht in direkten physikalischen Kontakt miteinander gebracht werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16, das des weiteren folgende Schritte umfaßt:
kontinuierliches In-Kontakt-Bringen neuer Bereiche der Elektrolytlösung mit den Oberflächen der bimetallischen Zusammensetzung und Filtration der gereinigten Elektrolytlösung.
19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das zweite Metall aus der Gruppe gewählt ist, die aus Magnesium, Aluminium, Zink, Gallium, Silber, Cadmium, Indium, Zinn, Antimon, Platin, Gold, Blei und Bismuth besteht.
20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das zweite Metall Aluminium ist.
21. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Elektrolytlösung für eine Lithiumbatterie, die ein Lithiumsalz als gelösten Stoff in einer organischen Lösung enthält, das folgende Schritte umfaßt:
Bereitstellung einer Schicht aus Lithium;
Bereitstellung einer zweiten Schicht eines zweiten Metalls, wobei das zweite Metall mit dem Lithium Einlagerungen einzugehen vermag;
elektrische Verbindung der ersten und zweiten Schicht miteinander unter Ausbildung eines bimetallischen Aufbaus;
In-Kontakt-Bringen der Elektrolytlösung mit der ersten und der zweiten Schicht zur Überführung der Verunreinigungen in Reaktionsprodukte und zur Ausbildung einer gereinigten Elektrolytlösung; und
Abtrennung des bimetallischen Aufbaus und der Reaktionsprodukte aus der gereinigten Elektrolytlösung.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die erste und zweite Schicht unmittelbar miteinander elektrisch verbunden sind.
23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die erste oder die zweite Schicht in der Form einer Folie bereitgestellt ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Folie perforiert ist.
25. Verfahren nach Anspruch 21, wobei wenigstens die erste oder die zweite Schicht in Form eines Gitters bereitgestellt ist.
26. Verfahren nach Anspruch 21, das des weiteren folgende Schritte umfaßt:
kontinuierliches In-Kontakt-Bringen neuer Anteile der Elektrolytlösung mit den Oberflächen der ersten und zweiten Schicht; und
Filtration der Elektrolytlösung.
27. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der elektrische Verbindungsschritt den Schritt der Anpressung der ersten und zweiten Schicht aneinander umfaßt.
28. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das zweite Metall aus der Gruppe gewählt ist, die aus Magnesium, Aluminium, Zink, Gallium, Silber, Cadmium, Indium, Zinn, Antimon, Platin, Gold, Blei und Bismuth besteht.
29. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das zweite Metall Aluminium ist.
30. Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Elektrolytlösung für eine Lithiumbatterie, die ein Lithiumsalz als gelösten Stoff in einer organischen Lösung umfaßt, das folgende Schritte umfaßt:
In-Kontakt-Bringen der Lösung gleichzeitig mit Lithium und einem zweiten Metall, in das sich das Lithium einzulagern vermag, zur Überführung der Verunreinigungen in Reaktionsprodukte und zur Ausbildung einer gereinigten Elektrolytlösung; und
Abtrennung der gereinigten Elektrolytlösung vom Lithium, dem zweiten Metall und den Reaktionsprodukten.
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