EP4399760A2 - Procédé d'extraction, de manière sécurisée, de lithium d'une batterie électrique comprenant du lithium métallique solide - Google Patents

Procédé d'extraction, de manière sécurisée, de lithium d'une batterie électrique comprenant du lithium métallique solide

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Publication number
EP4399760A2
EP4399760A2 EP22773478.7A EP22773478A EP4399760A2 EP 4399760 A2 EP4399760 A2 EP 4399760A2 EP 22773478 A EP22773478 A EP 22773478A EP 4399760 A2 EP4399760 A2 EP 4399760A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery
lithium
cells
solid
border
Prior art date
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Pending
Application number
EP22773478.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc Deschamps
Vincent BODENEZ
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Blue Solutions SA
Original Assignee
Blue Solutions SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10Obtaining alkali metals
    • C22B26/12Obtaining lithium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • C22B7/004Dry processes separating two or more metals by melting out (liquation), i.e. heating above the temperature of the lower melting metal component(s); by fractional crystallisation (controlled freezing)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/005Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/52Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for extracting lithium from a battery comprising solid metallic lithium, in a secure manner.
  • the field of the invention is the field of batteries based on solid metal lithium, and in particular Lithium-Metal-Polymer batteries, and even more particularly the field of recycling these batteries.
  • Batteries based on solid or quasi-solid metallic lithium are known, such as for example Lithium-Metal-Polymer (LMP®) batteries. These batteries are increasingly being used, for example in electric vehicles or at power supply stations. Thus, the number of batteries based on solid or quasi-solid metallic lithium has been constantly increasing for several years.
  • LMP® Lithium-Metal-Polymer
  • An object of the present invention is to remedy this drawback.
  • Another object of the invention is to provide a method for recovering solid or quasi-solid metallic lithium in a battery, for all configurations where the cathode and the electrolyte are stable up to at least 181° C. ( or down to the melting temperature of lithium), electrical energy storage cells efficiently by limiting and controlling the effect of potential short circuits during lithium recovery.
  • the invention makes it possible to achieve at least one of these aims by a process for extracting lithium from a battery, such as a solid or quasi-solid lithium electrolyte battery, comprising at least two cells electrical energy storage; each cell comprising a positive electrode, a negative electrode and solid or quasi-solid metallic lithium; said battery comprising a first border from which protrude the negative electrodes of said cells and a second border, opposite said first border, and from which protrude the positive electrodes; said method comprising an extraction phase comprising the following steps:
  • the invention proposes to recover solid metallic lithium from a battery by heating said battery to a treatment temperature greater than or equal to the melting temperature of solid metallic lithium.
  • the metallic lithium once melted, is evacuated, in whole or in part, naturally from each cell.
  • the invention allows simple and uncomplicated recovery of solid metallic lithium.
  • the invention proposes a specific orientation for each cell, the latter being at least inclined. Such an orientation of each cell facilitates the flow of molten lithium out of the cell by gravity.
  • the invention provides for cutting the connection between the positive electrodes of at least two, preferably, of all the cells of the battery.
  • the cutting step makes it possible to break the electrical connection between the positive electrodes of the cells of the battery.
  • the battery comprises a plurality of cells which are no longer electrically connected to each other, which reduces the reactivity of the battery, and therefore the risks of battery fires during the recovery of the lithium .
  • the first border can be characterized by the fact that it defines the side through which the lithium, once in the liquid state, must flow.
  • electrical energy storage cell or “cell” an assembly comprising, at least:
  • a negative electrode formed by, or comprising, a layer of solid metallic lithium
  • the "solid or quasi-solid metallic lithium” may include:
  • the heating step performs heating of the battery to a treatment temperature greater than or equal to:
  • the treatment temperature is greater than or equal to 180.5°C.
  • the treatment temperature is less than or equal to a maximum temperature, for example 300° C.
  • the battery may comprise a number of cells greater than or equal to 2.
  • the battery may comprise several cells assembled, or in particular stacked, along an assembly direction.
  • the assembly direction can be perpendicular to the plane formed by each cell.
  • the battery may correspond to a battery in which the cells are connected in series.
  • the cut-off step can perform a cutting of connection wires between the positive electrodes along a cutting line located at the level, and in particular at the limit, of the second border, on the side of said electrical connection wires.
  • This embodiment makes it possible to retain, or not to remove, solid metallic lithium from the battery, when the electrical connections are cut, which makes it possible to improve the lithium recovery efficiency.
  • the cutting of the connecting wires must be sufficiently close to the second edge so that after the cutting there is no longer any contact between the various positive electrodes.
  • the cutting step can produce a cutting of the cells along a cutting line located at the level, and in particular at the limit, of the second edge, on the side of said cells.
  • the cutout in order to reduce the quantity of lithium lost, the cutout must be in the immediate vicinity of the second edge.
  • the cutout can be made at a distance “d” from the second edge that is less than or equal to 2 mm, or less than or equal to 1% of the size of the cells between the first and the second edges of the battery.
  • the cutting step can be carried out by trimming.
  • the battery is inserted into a cutter of suitable size and power.
  • the cutting step can be carried out before the start of the heating step.
  • the cut-off step can be performed after the start of the heating step.
  • the cutting step can be carried out before solid metallic lithium begins to melt.
  • the cutting step can be performed before the positioning step.
  • the cut-off step can be performed after the positioning step.
  • the cutting step can be performed during the positioning step.
  • the method according to the invention may further comprise, before the extraction phase, a step of electrically charging the battery, said extraction phase being applied to said charged battery.
  • Each cell can be charged individually, or by electrical charging of the battery.
  • the extraction phase may also comprise a step of compressing the battery.
  • the compression step can be carried out continuously throughout the extraction phase.
  • each cell is subjected to compression, in part or in whole, throughout the duration of the extraction phase.
  • the compression step can be performed discretely, one or more times, during the extraction phase.
  • the extraction phase includes times when the battery is not subjected to compression.
  • the compression step can apply compression to the surface of the battery by sweeping the surface of said battery from the second edge towards the first edge.
  • the molten lithium is gradually brought/guided towards the first edge from which the negative electrodes protrude, which increases the quantity of lithium recovered and reduces the risk of contact between the lithium and the positive electrodes.
  • the compression step can be performed by passing the battery between two rollers.
  • the compression step can be carried out by a compression roller which compresses the battery against a support surface.
  • the compression can be applied by successive passes, each pass sweeping the surface of the battery starting with the second border towards the first border.
  • the space between the compression rollers, respectively between the compression roller and the bearing surface may correspond to the thickness of the battery minus the thickness of the layers of solid metallic lithium. This allows compression to be applied, as long as there is solid lithium left in the battery.
  • the space between the two compression rollers, respectively between the compression roller and the support surface, can be reduced as successive passages are made, so as to always apply compression to the battery.
  • the speed of passage between the compression rollers, respectively of the compression roller, and more generally the scanning speed, can be between a few mm to a few tens of mm, per second.
  • the method according to the invention may comprise, before the extraction phase, a step of removing at least one electrical connector from the battery, also called "crimp" in English.
  • the method according to the invention may comprise, before the extraction phase, a step of removing overflows of material at the level of at least one, and particularly of each, edge of the battery.
  • the positioning step can perform positioning of the battery in an orientation in which the first edge of said battery is below the second edge of said battery.
  • Such an orientation of the battery, and therefore of each cell of the battery makes it possible on the one hand to facilitate the flow of the molten lithium out of the cell by gravity, and on the other hand to avoid contact between the molten lithium and the positive electrodes or the positive electrode current collector, such contact being able to cause an electric short circuit or an electric arc, such a short circuit being able to cause a fire.
  • the positioning step can achieve a vertical positioning of the battery, in which the first edge is down.
  • the battery heating step can be performed under inert gas.
  • the method according to the invention reduces the risk of accidents, in particular the risk of fire.
  • the method according to the invention makes it possible to avoid the formation of polluting compounds which can be generated by undesired, even uncontrolled, physicochemical reactions during the extraction of lithium.
  • the inert gas can be, or comprise, any one of the following gases: helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) and radon (Rn).
  • the battery heating step can be carried out under vacuum.
  • the positioning step can perform positioning of the battery in an orientation in which the first edge of said battery is above the second edge of said battery.
  • the extraction phase further comprises, before the heating step, a step of immersing the battery in a liquid, called treatment, denser than liquid lithium and electrically insulating.
  • This second version offers a specific orientation for each cell, the latter being at least inclined, so that the first border from which the negative electrodes protrude is above the level of the second border, opposite to the first border, from which protrude the positive electrodes.
  • Such an orientation of each cell makes it possible on the one hand to facilitate the flow of the molten lithium out of the cell by difference in density, and on the other hand to avoid contact between the molten lithium and the positive electrodes or the collectors of current of the positive electrodes, such contact being able to cause an electrical short-circuit, such a short-circuit being able to cause a fire.
  • the immersion of the set of cells(s) in a liquid makes it possible to improve the dissipation of heat from the cell, in particular during a short-circuit and therefore to greatly limit the effect thereof.
  • density means the ratio between the density of the liquid in question and the density of water.
  • the positioning step can achieve a vertical positioning of the battery, in which the second edge is down.
  • the immersion step can be carried out by immersing the battery completely in the treatment liquid.
  • the liquid can be a natural or synthetic oil, comprising the following physico-chemical properties: - hydrophobic and non-reactive towards lithium,
  • an installation for extracting lithium from a battery, with solid or quasi-solid lithium electrolyte comprising at least two electrical energy storage cells; each cell comprising a positive electrode, a negative electrode and solid or quasi-solid metallic lithium; said battery comprising a first border from which protrude the negative electrodes of said cells and a second border, opposite said first border, and from which protrude the positive electrodes; said installation comprising:
  • a heating means configured to heat said battery to a temperature, called treatment, greater than or equal to the melting temperature of said solid metallic lithium; characterized in that it further comprises a means for cutting the electrical connection between the positive electrodes of at least two, and in particular of all, cells of said battery.
  • the installation may comprise means configured to implement any combination of at least one of the characteristics described above, and which are not repeated here in detail for the sake of brevity.
  • the cutting means can comprise a cutter.
  • the heating means may comprise an oven.
  • the oven can be filled with an inert gas, or be placed under vacuum, or even be filled with a treatment liquid that is denser than liquid lithium.
  • the installation according to the invention may further comprise a means of compressing the battery.
  • the compression means may comprise at least one roller.
  • the compression means may comprise a single roller which compresses the battery against a bearing surface.
  • the support surface can be heated to accelerate the temperature rise of the battery.
  • the compression means may comprise two rollers between which the battery has passed.
  • the compression means can be configured to apply continuous compression throughout the extraction phase.
  • the compression means can be configured to apply compression discretely over time, one or more times, during the extraction phase.
  • the extraction phase includes times when the battery is not subjected to compression.
  • the compression means can be configured to apply a compression, of constant or variable value, progressively or by sweeping over the surface of the battery, from the second border to the first border.
  • a compression of constant or variable value, progressively or by sweeping over the surface of the battery, from the second border to the first border.
  • the compression can be applied to the battery by successive passages. Each pass applies sweeping compression to the surface of the battery, from the second curb to the first curb. At the end of each pass, the compression can be stopped, by removing the rollers or by removing the roller from the support surface, to return to the second edge in order to start a new pass.
  • the distance between the rollers, respectively between the compression roller and the support surface, can be reduced as the passages progress, and in particular between two successive passages.
  • the invention can be implemented to treat several batteries, in particular several batteries forming a battery pack and connected together in parallel within said battery pack.
  • At least two batteries can be aligned side by side, without overlapping, for example in a direction parallel to the first edge.
  • the compression can be applied to at least two batteries by the same compression means, namely a set of rollers, or a roller cooperating with a bearing surface.
  • FIGURE 1 is a schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a cell within the meaning of the present invention
  • FIGURE 2 is a schematic representation of a non-limiting embodiment of a battery within the meaning of the present invention
  • FIGURE 3 is a schematic representation of a first non-limiting embodiment of a method according to the invention.
  • FIGURE 4 is a schematic representation of a second embodiment of a method according to the invention.
  • FIGURE 5 is a schematic representation of a third embodiment of a method according to the invention
  • - FIGURE 6 is a schematic representation of a first non-limiting embodiment of an installation according to the invention
  • FIGURE 7 is a schematic representation of a second non-limiting embodiment of an installation according to the invention.
  • FIGURES 8a and 8b are schematic representations of examples of breaking the electrical connection between the positive electrodes of the cells of the battery, which can be implemented in the present invention.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below, isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one preferably functional feature without structural detail, or with only part of the structural detail if this part is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • FIGURE 1 is a schematic representation of a non-limiting embodiment of a cell within the meaning of the present invention.
  • Cell 100 shown in FIGURE 1, includes a negative electrode 102 formed by, or including, a layer of solid metallic lithium.
  • the cell 100 further comprises a positive electrode 104.
  • a layer 106 of solid electrolyte is placed between the negative electrode 102 and the positive electrode 104.
  • This layer of solid electrolyte 106 can for example comprise lithium salt.
  • the positive electrode 104 is generally formed by a composite layer based on polymer and active material.
  • Cell 100 may further comprise a current collector 108 on the side of positive electrode 104 and forming part of, or associated with, positive electrode 104.
  • Current collector 108 is generally made of aluminum.
  • the negative electrode 102 of the cell 100 protrudes from the other elements of the cell 100 on the side of a first border 110 of the cell 100, here towards the right of the figure.
  • the positive electrode 104 with current collector 108 protrudes from the other elements of the cell 100 on the side of a second edge 112, opposite to the first edge 110.
  • only the collector 108 protrudes on the second edge 112 , here towards the left of the figure.
  • the overshoot could concern only the positive electrode 104 or also the positive electrode 104 and the collector 108.
  • the cell 100 shown in FIGURE 1 is a very simplified embodiment, given by way of non-limiting illustration.
  • the cell within the meaning of the present invention may comprise other layers than those indicated, or more numerous layers, or layers whose composition is different from the composition given here by way of non-limiting example.
  • FIGURE 2 is a schematic representation of a non-limiting embodiment of a battery comprising several cells.
  • the battery 200 shown in FIGURE 2, comprises several cells 100i-100n, identical, assembled along a direction 202 perpendicular to the plane of the layers of each cell 100i.
  • Each cell 100i may be identical to cell 100 in FIGURE 1.
  • the battery 200 includes wires/tracks/connection lines 202 of the positive electrodes of all the cells 100i-100n between them. These lines of connection 202 are connected to a connector 204 of the battery 200 forming the positive terminal of the battery 200. This connector 204 is also called "crimp" in English.
  • the battery 200 comprises wires/tracks/connection lines (not shown) of the negative electrodes of all the cells 100i-100n between them. These connection lines are connected to a connector (not shown) of battery 200 forming the negative terminal of battery 200.
  • FIGURE 3 is a schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • the method 300 represented in FIGURE 3, comprises a first step 302, optional, during which the electrical connectors, and in particular the current concentrators also called “crimps" in English, of the battery, are removed.
  • step 304 overflows of material, and in particular of solid metallic lithium, at the level of each side edge of the battery are removed.
  • the method 300 includes a phase 306 of extracting the metallic lithium from the cells of the battery.
  • the extraction phase 306 comprises a step 308 of positioning the battery in an orientation in which the first border from which the negative electrodes protrude is at a lower level than the second border from which the negative electrodes protrude. positives and/or the collectors.
  • step 308 positions the battery in a vertical orientation, i.e. parallel to the vector of gravity, with the first edge from which the negative electrodes protrude downward.
  • the battery is maintained in this orientation throughout the extraction phase 306.
  • the extraction phase 306 further comprises a step 310 of heating the battery to a treatment temperature greater than or equal to the melting temperature of the solid metallic lithium present in the battery, for example 180.5°C. This temperature will cause the solid lithium metal to melt and flow out of each cell. natural under the effect of gravity. Preferably, but in no way limiting, the battery is maintained at this temperature throughout the extraction phase 306.
  • the heating step is carried out in a closed enclosure filled with inert gas.
  • the extraction phase 306 can also comprise an optional step 312 of compressing the battery in order to drive the molten lithium out of each cell of the battery.
  • the compression can be carried out continuously during all or part of the extraction phase 306.
  • the compression step 312 can be repeated discretely several times during the extraction phase 306.
  • the compression step 312 carries out an application of the compression in a progressive manner, or by sweeping, on the surface of the battery, starting with the second border from which the positive electrodes protrude and going towards the first border from which protrude from the negative electrodes.
  • the method 300 includes a step 314 of cutting the electrical connection between the positive electrodes/current collectors of at least two, and in particular of all, the cells of the battery.
  • a cut-off step 314 makes it possible to cut the electrical link between the positive electrodes of the cells of the battery, which makes it possible to reduce the reactivity of the battery.
  • the risks of battery fire during the extraction phase are reduced, so that the recovery of solid metallic lithium can be carried out in a safer and less risky manner.
  • the step 314 of cutting the electrical connections is carried out before the extraction phase 306.
  • the cutting step 314 can be carried out during the extraction phase 306, before, during or after the positioning step 308, or before, during or after the heating step 310.
  • FIGURE 4 is a schematic representation of another non-limiting embodiment of a method according to the invention.
  • the method 400 shown in FIGURE 4, includes, like the method 300 of FIGURE 3, the optional steps 302 of removing the electrical connectors from the battery and 304 of removing the overflows of solid lithium metal on each battery edge.
  • the method 400 then comprises the step 314 of cutting the electrical connections between the positive electrodes of the cells of the battery.
  • the method 400 comprises a phase 406 of extracting the metallic lithium from the cells.
  • the extraction phase 406 comprises a step 408 of positioning the battery in an orientation in which the first border 110 from which the negative electrodes 102 protrude is at a higher level, in a vertical direction, than the second border 112 from which protrude the positive electrodes 104 and the collectors.
  • step 408 positions the battery in a vertical orientation, i.e. parallel to the vector of gravity, with the first border 110 from which the negative electrodes protrude upwards.
  • the battery is maintained in this orientation throughout the extraction phase 406.
  • the extraction phase 406 includes a step 410 of immersing the battery in a treatment liquid, neutral, and denser than liquid lithium.
  • the treatment liquid can be a natural or synthetic oil, for example a paraffin oil, comprising the following physico-chemical properties:
  • the step 410 of immersion is carried out by immersing the battery in the treatment liquid so that said treatment liquid completely covers the battery.
  • This immersion step 410 is particularly advantageous by promoting significant heat exchange between the battery and the treatment liquid, which limits the risks of the battery overheating and the evacuation of the calories generated during a short -circuit and improves heating kinetics.
  • the extraction phase 406 further includes the heating step 310 described above, and may optionally include the compression step 312 described above.
  • the treatment temperature must not exceed a degradation temperature of the treatment liquid, beyond which the treatment liquid degrades.
  • the treatment liquid by exceeding a threshold temperature, would change properties so that the properties stated above are no longer satisfied.
  • the degradation temperature of the treatment liquid must be higher by +40° C., and for example between +20° C. and +60° C., relative to the melting temperature of lithium.
  • FIGURE 5 is a schematic representation of another non-limiting embodiment of a method according to the invention.
  • the method 500 includes all the steps of the method 300 of FIGURE 3, respectively of the method 400 of FIGURE 4.
  • the method 500 further comprises, prior to the steps of the method 300, respectively of the method 400, a step 502 carrying out an electrical recharging of at least one cell of the battery. Said at least one cell can be partially or totally recharged.
  • FIGURE 6 is a schematic representation of a non-limiting embodiment of an installation according to the invention.
  • the installation 600 shown in FIGURE 6, can be used to implement the method according to the invention, and in particular the methods 300 and 500 of FIGURES 3 and 5.
  • the installation 600 makes it possible to extract and recover some or all of the lithium from the cells of a battery comprising solid metallic lithium, such as for example the battery 200 of FIGURE 2.
  • the installation 600 comprises an oven 602, filled with an inert gas or placed under vacuum, configured to heat the battery to a treatment temperature, greater than or equal to the melting temperature of the solid metallic lithium present in the cells. , for example 180.5°C or 181°C.
  • the installation 600 comprises a pair of clamps 604 to maintain the battery 200 in a vertical position, or at least inclined, in which the first border 110 is positioned below the level of the second border 112.
  • Each clamp 604 is movably mounted on a vertical rail 606 so as to move the battery 200 vertically.
  • the installation 600 further comprises a pair of rollers 608, having between them a spacing corresponding to the thickness of the battery 200 minus the thickness of the solid layers of metallic lithium.
  • the pair of rollers 608 are positioned so that as the grippers 604 are moved upward, the battery 200 passes between the rollers 608 beginning at the second edge 112. Thus, the rollers apply compression to the battery 200, gradually starting with the second border 112 and working towards the first border 110.
  • the installation further comprises a receptacle 610 for recovering the molten metallic lithium which flows out of each cell under the effect of gravity.
  • the receptacle 610 must be inert with respect to lithium.
  • the installation 600 further comprises a means 612 for cutting the electrical connections between the positive electrodes of the battery.
  • the cutting means 612 is placed in the oven 602.
  • the cutting means 612 can be placed outside the oven 602.
  • the cutting means 612 can be placed above the oven 602 or on the side of the oven or even at a distance from the oven 602.
  • the cutting means 612 is a cutter provided to cut the electrical connections.
  • the battery 200 is arranged between the jaws of the cutter on the side of its second edge, for example thanks to the pliers 604.
  • the cutter 612 is then actuated to cut the electrical connections between the positive electrodes of the cells of the battery.
  • the cutting means 612 can be shears, a grinder, a laser cutting means, and more generally any suitable cutting means.
  • FIGURE 7 is a schematic representation of another non-limiting embodiment of an installation according to the invention.
  • the installation 700 shown in FIGURE 7, can be used to implement the method according to the invention, and in particular the methods 400 and 500 of FIGURES 4 and 5.
  • Installation 700 includes all elements of installation 600 of FIGURE 6, except for the differences noted below.
  • the clamps 604 are configured to orient the battery 200, inclined and preferably vertically, with the first border 110 of the battery 200 above the second border 112.
  • the oven 602 does not include a recovery receptacle 610.
  • the pair of rollers 608 is positioned above the battery 200 to apply a compression going from the second edge 112 of the battery 200 towards the first edge 110 of the battery 200
  • the oven 602 is filled with a treatment liquid 702 completely covering battery 200.
  • Treatment liquid 702 is electrically insulating and inert with respect to lithium, and above all denser than molten lithium. This treatment liquid 702, denser than lithium, makes it possible to guide the molten lithium towards the first border 110 so that the molten lithium leaves the battery and is found at the level of the surface of the treatment liquid 702, and is recovered there. .
  • the cutting of the electrical connections between the positive electrodes of the cells of the battery can be carried out in different ways.
  • FIGURE 8a gives a first embodiment of a cutout of the electrical connections between the positive electrodes of the battery that can be implemented in the present invention.
  • the cut is made along a cut line 802 located at the level, and in particular at the limit, of the second border 112, on the side of the cells 100i-100n of the battery 200. Otherwise said, in this example, the cells forming the battery are cut at the level of the second edge of the battery.
  • the cutout can be made in the immediate vicinity of the second border 112.
  • the cutout can be made at a distance from the second border 112 of less than or equal to 2 mm, or less or equal to 1% of the dimension of the cells between the first border 110 and the second border 112 of the battery 200.
  • FIG. 8b gives another exemplary embodiment of a cutout of the electrical connections between the positive electrodes of the battery that can be implemented in the present invention.
  • the cut is made along a cut line 804 located at the level, and in particular at the limit, of the second border 112, on the side of the electrical connection wires 202.
  • the cells forming the battery are not cut out.
  • This exemplary embodiment makes it possible to retain, or not to remove, solid metallic lithium from the battery when the electrical connections between the positive electrodes of the cells are cut, which makes it possible to improve the lithium recovery efficiency. .
  • connection wires 202 must be sufficiently close to the second edge 112 so that after the cutting, there is no longer any contact between the positive electrodes.
  • composition of each cell may be different from that shown in FIGURE 1.
  • the installation according to the invention may comprise other devices than those shown in FIGURES 6 or 7, such as, for example, means for cutting out the electrical connectors of the battery, means for cutting out the overflows on one, or on each, of the borders.
  • the clamps 604 can be fixed, and it is the rollers 608, respectively the cutter 612, which can be mobile.
  • the invention is not limited to the embodiments described above, but can be applied to batteries with solid or quasi-solid electrolyte not comprising a polymer at the cathode.
  • the invention can be applied to any battery having a solid or quasi-solid electrolyte and a stable cathode up to the temperature of the melting point of the solid or quasi-solid electrolyte component.

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Abstract

L'invention concerne un procédé (300) d'extraction de lithium d'une batterie comprenant au moins deux cellules, chaque cellule comprenant une électrode négative (102), une électrode positive (104;108) et du lithium métallique solide (106) ou quasi solide; ladite batterie comportant une première bordure d'où dépassent les électrodes négatives desdites cellules et une deuxième bordure, opposée à ladite première bordure, et d'où dépassent les électrodes positives; ledit procédé (300) comprenant une phase (306) d'extraction comprenant les étapes suivantes : - positionnement (308) de ladite batterie dans une orientation dans laquelle l'une desdites première et deuxième bordures se trouve en dessous de l'autre desdites première et deuxième bordures, et - chauffage (310) de ladite batterie à une température, dite de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion dudit lithium métallique solide; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (314) de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules de ladite batterie. Elle concerne également une installation mettant en œuvre un tel procédé.

Description

DESCRIPTION
Titre : Procédé d'extraction, de manière sécurisée, de lithium d'une batterie électrique comprenant du lithium métallique solide.
[0001] La présente invention concerne un procédé d'extraction de lithium d'une batterie comprenant du lithium métallique solide, de manière sécurisée. [0002] Le domaine de l'invention est le domaine des batteries à base de lithium métallique solide, et en particulier des batteries Lithium-Métal- Polymère, et encore plus particulièrement le domaine du recyclage de ces batteries.
État de la technique
[0003] On connait des batteries à base de lithium métallique solide ou quasi solide, telles que par exemple les batteries Lithium-Métal-Polymère (LMP®). Ces batteries sont de plus en plus utilisées, par exemple dans des véhicules électriques ou dans des stations d'alimentation électrique. Ainsi, le nombre de batteries à base de lithium métallique solide ou quasi solide augmente sans cesse depuis plusieurs années.
[0004] La durée de vie de telles batteries n'est pas infinie et il parait nécessaire de recycler ces batteries. Or, même en fin de vie, une telle batterie comprend encore du lithium métallique solide, qui peut être réutilisé dans d'autres batteries ou dans d'autres domaines, et dont la valeur est non négligeable.
[0005] Il existe actuellement très peu de techniques de récupération de lithium métallique solide dans une batterie. Ces rares techniques prévoient de chauffer la batterie à une température supérieure ou égale à la température de fusion du lithium métallique solide pour récupérer le lithium à l'état liquide. Cependant, ces techniques présentent un risque d'incendie de la batterie.
[0006] Un but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. [0007] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de récupération du lithium métallique solide ou quasi solide dans une batterie, pour toutes les configurations où la cathode et l'électrolyte sont stables jusqu'à au moins 181°C (ou jusqu'à la température de fusion du lithium), de cellules de stockage d'énergie électrique de manière efficace en limitant et en maîtrisant l'effet de potentiels courts-circuits lors de la récupération du lithium.
Exposé de l'invention
[0008] L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un procédé d'extraction de lithium d'une batterie, telle qu'une batterie à électrolyte au lithium solide ou quasi solide, comprenant au moins deux cellules de stockage d'énergie électrique ; chaque cellule comprenant une électrode positive, une électrode négative et du lithium métallique solide ou quasi solide ; ladite batterie comportant une première bordure d'où dépassent les électrodes négatives desdites cellules et une deuxième bordure, opposée à ladite première bordure, et d'où dépassent les électrodes positives ; ledit procédé comprenant une phase d'extraction comprenant les étapes suivantes :
- positionnement de ladite batterie dans une orientation dans laquelle l'une desdites première et deuxième bordures se trouve en dessous de l'autre desdites première et deuxième bordures, et
- chauffage de ladite batterie à une température, dite de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion dudit lithium métallique solide ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules de ladite batterie.
[0009] Ainsi, l'invention propose de récupérer le lithium métallique solide d'une batterie en chauffant ladite batterie à une température de traitement supérieure ou égale à la température de fusion du lithium métallique solide. Le lithium métallique, une fois fondu, s'évacue, en totalité ou en partie, naturellement de chaque cellule. Ainsi, l'invention permet une récupération simple et peu complexe du lithium métallique solide.
[0010] En outre, l'invention propose une orientation spécifique de chaque cellule, cette dernière étant, au minimum, inclinée. Une telle orientation de chaque cellule permet de faciliter l'écoulement du lithium fondu hors de la cellule par gravité.
[0011] Par ailleurs, et surtout, l'invention prévoit de réaliser une coupure de la liaison entre les électrodes positives d'au moins deux, préférentiellement, de toutes les cellules de la batterie. Autrement dit, l'étape de coupure permet de rompre la liaison électrique entre les électrodes positives des cellules de la batterie. Ainsi, après l'étape de coupure, la batterie comprend une pluralité de cellules qui ne sont plus connectées électriquement entre elles, ce qui réduit la réactivité de la batterie, et donc les risques d'incendies de la batterie lors de la récupération du lithium.
[0012] La première bordure peut être caractérisée par le fait qu'elle définit le côté par lequel le lithium, une fois à l'état liquide, doit s'écouler.
[0013] Dans la présente demande, par « cellule de stockage d'énergie électrique », ou « cellule », on entend un ensemble comprenant, au moins :
- une électrode négative formée par, ou comprenant, une couche de lithium métallique solide ;
- une électrode positive,
- un électrolyte solide, en particulier comprenant du sel de lithium, disposée entre l'électrode positive et l'électrode négative, et
- un collecteur de courant du côté de l'électrode positive.
[0014] Dans la présente demande, le « lithium métallique solide ou quasi solide » peut comprendre :
- du lithium métallique pur ; ou
- une combinaison d'au moins un alliage de lithium métallique ; ou
- une combinaison de lithium métallique pur et d'au moins un alliage de lithium métallique. [0015] Lorsque le « lithium métallique solide ou quasi solide » comprend une combinaison de différentes formes de lithium, telles que celles indiquées ci-dessus, présentant différentes températures de fusion, alors l'étape de chauffage réalise un chauffage de la batterie à une température de traitement supérieure ou égale à :
- la plus basse desdites différentes températures de fusion ; et - préférentiellement, la plus haute desdites différentes températures de fusion.
[0016] Suivant un exemple de réalisation non limitatif, la température de traitement est supérieure ou égale à 180.5°C.
[0017] Suivant un exemple de réalisation, la température de traitement est inférieure ou égale à une température maximale, par exemple de 300 °C.
[0018] La batterie peut comprendre un nombre de cellules supérieur ou égal à 2.
[0019] La batterie peut comprendre plusieurs cellules assemblées, ou en particulier empilées, suivant une direction d'assemblage. La direction d'assemblage peut être perpendiculaire au plan formé par chaque cellule.
[0020] En particulier, la batterie peut correspondre à une batterie dans laquelle les cellules sont reliées en série.
[0021] Suivant un mode de réalisation, l'étape de coupure peut réaliser une découpe de fils de connexion entre les électrodes positives suivant une ligne de découpe se trouvant au niveau, et en particulier à la limite, de la deuxième bordure, du côté desdits fils de connexion électriques.
[0022] Ce mode de réalisation permet de conserver, ou de ne pas ôter, de lithium métallique solide de la batterie, lors de la coupure des liaisons électriques, ce qui permet d'améliorer le rendement de récupération du lithium. [0023] Dans ce mode de réalisation, la découpe des fils de connexion doit être suffisamment proche de la deuxième bordure de sorte qu'après la découpe qu'il n'y a plus de contact entre les différentes électrodes positives.
[0024] Suivant un autre mode de réalisation, l'étape de coupure peut réaliser une découpe des cellules suivant une ligne de découpe se trouvant au niveau, et en particulier à la limite, de la deuxième bordure, du côté desdites cellules.
[0025] Dans ce mode de réalisation, afin de diminuer la quantité de lithium perdue, la découpe doit être à proximité immédiate de la deuxième bordure. [0026] Par exemple, la découpe peut être réalisée à une distance « d » de la deuxième bordure inférieure ou égale à 2mm, ou inférieure ou égale à 1% de la dimension des cellules entre la première et la deuxième bordures de la batterie.
[0027] L'étape de coupure peut être réalisée par massicotage.
[0028] Dans ce cas, la batterie est insérée dans un massicot de taille et de puissance adaptées.
[0029] Suivant des modes de réalisation, l'étape de coupure peut être réalisée avant le début de l'étape de chauffage.
[0030] Suivant des modes de réalisation, l'étape de coupure peut être réalisée après le début de l'étape de chauffage. Dans ce cas, préférentiellement, l'étape de coupure peut être réalisée avant que lithium métallique solide commence à fondre.
[0031] Suivant des modes de réalisation, l'étape de coupure peut être réalisée avant l'étape de positionnement.
[0032] Suivant des modes de réalisation, l'étape de coupure peut être réalisée après l'étape de positionnement.
[0033] Suivant des modes de réalisation, l'étape de coupure peut être réalisée pendant l'étape de positionnement. [0034] Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre, avant la phase d'extraction, une étape de chargement électrique de la batterie, ladite phase d'extraction étant appliquée à ladite batterie chargée.
[0035] Le fait de charger électriquement la batterie, et de réaliser la phase d'extraction sur les cellules électriquement chargées, permet d'augmenter le rendement d'extraction de lithium. En effet, le chargement électrique d'une cellule permet de déplacer les ions de lithium vers l'électrode négative, ce qui permet d'augmenter la quantité de lithium récupérable.
[0036] Chaque cellule peut être chargée de manière individuelle, ou par chargement électrique de la batterie.
[0037] Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, la phase d'extraction peut en outre comprendre une étape de compression de la batterie.
[0038] Ainsi, le lithium fondu est forcé à s'évacuer hors de chaque cellule, ce qui augmente la quantité de lithium récupérée.
[0039] L'étape de compression peut être réalisée, de manière continue, tout au long de la phase d'extraction. Dans ce cas, chaque cellule est soumise à une compression, en partie ou en totalité, pendant toute la durée de la phase d'extraction.
[0040] Alternativement, l'étape de compression peut être réalisée de manière discrète, une ou plusieurs fois, pendant la phase d'extraction. Dans ce cas, la phase d'extraction comporte des moments où la batterie n'est pas soumise à une compression.
[0041] Avantageusement, l'étape de compression peut appliquer une compression sur la surface de la batterie en balayant la surface de ladite batterie depuis la deuxième bordure vers la première bordure. Ainsi, le lithium fondu est amené/guidé progressivement vers la première bordure d'où dépassent les électrodes négatives, ce qui augmente la quantité de lithium récupérée et diminue le risque de contact entre le lithium et les électrodes positives. [0042] Par exemple, l'étape de compression peut être réalisée par passage de la batterie entre deux rouleaux.
[0043] Suivant un autre exemple, l'étape de compression peut être réalisée par un rouleau de compression venant comprimer la batterie contre une surface d'appui.
[0044] La compression peut être appliquée par passages successives, chaque passage balayant la surface de la batterie en commençant par la deuxième bordure vers la première bordure.
[0045] L'espace entre les rouleaux de compression, respectivement entre le rouleau de compression et la surface d'appui, peut correspondre à l'épaisseur de la batterie moins l'épaisseur des couches de lithium métallique solide. Cela permet d'appliquer une compression, tant qu'il reste du lithium solide dans la batterie.
[0046] L'espace entre les deux rouleaux de compression, respectivement entre le rouleau de compression et la surface d'appui, peut être diminué au fur et à mesure des passages successifs, de sorte à toujours appliquer une compression sur la batterie.
[0047] La vitesse de passage entre les rouleaux de compression, respectivement du rouleau de compression, et plus généralement la vitesse de balayage, peut être comprise entre quelques mm à quelques dizaines de mm, par seconde.
[0048] En outre, le procédé selon l'invention peut comprendre, avant la phase d'extraction, une étape d'enlèvement d'au moins un connecteur électrique de la batterie, également appelé « crimp » en anglais.
[0049] Cela permet de faciliter le traitement de la batterie.
[0050] En outre, le procédé selon l'invention peut comprendre, avant la phase d'extraction, une étape d'enlèvement des débordements de matière au niveau d'au moins une, et particulièrement de chaque, bordure de la batterie.
[0051] Suivant une première version, l'étape de positionnement peut réaliser un positionnement de la batterie dans une orientation dans laquelle la première bordure de ladite batterie se trouve en dessous de la deuxième bordure de ladite batterie.
[0052] Une telle orientation de la batterie, et donc de chaque cellule de la batterie, permet d'une part de faciliter l'écoulement du lithium fondu hors de la cellule par gravité, et d'autre part d'éviter un contact entre le lithium fondu et les électrodes positives ou le collecteur de courant de l'électrode positive, un tel contact pouvant provoquer un court-circuit électrique ou un arc électrique, un tel court-circuit pouvant provoquer un incendie.
[0053] Suivant un mode de réalisation préféré de cette première version, l'étape de positionnement peut réaliser une mise en position verticale de la batterie, dans laquelle la première bordure se trouve vers le bas.
[0054] Ainsi, l'écoulement du lithium fondu hors de chaque cellule, par gravité, est amélioré.
[0055] De plus, le risque de contact entre le lithium fondu et l'(es) électrode(s) positive(s) est diminué, voire nul.
[0056] Préférentiellement, dans cette première version, l'étape de chauffage de la batterie peut être réalisée sous gaz inerte.
[0057] Ainsi, le procédé selon l'invention diminue des risques d'accidents, en particulier les risques d'incendie.
[0058] De plus, le procédé selon l'invention permet d'éviter la formation de composés polluants pouvant être générée par des réactions physicochimiques non désirées, voire non contrôlées, lors de l'extraction du lithium.
[0059] Suivant un exemple de réalisation non limitatif, le gaz inerte peut être, ou comprendre, l'un quelconque des gaz suivants : l'hélium (He), le néon (Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) et le radon (Rn).
[0060] Suivant un autre mode de réalisation de cette première version, l'étape de chauffage de la batterie peut être réalisée sous vide.
[0061] Suivant une deuxième version, l'étape de positionnement peut réaliser un positionnement de la batterie dans une orientation dans laquelle la première bordure de ladite batterie se trouve au-dessus de la deuxième bordure de ladite batterie. Dans ce cas, la phase d'extraction comprend en outre, avant l'étape de chauffage, une étape d'immersion de la batterie dans un liquide, dit de traitement, plus dense que le lithium liquide et électriquement isolant.
[0062] Cette deuxième version, propose une orientation spécifique de chaque cellule, cette dernière étant a minima inclinée, de sorte que la première bordure d'où dépassent les électrodes négatives se trouve au-dessus du niveau de la deuxième bordure, opposée à la première bordure, d'où dépassent les électrodes positives. Une telle orientation de chaque cellule permet d'une part de faciliter l'écoulement du lithium fondu hors de la cellule par différence de densité, et d'autre part d'éviter un contact entre le lithium fondu et les électrodes positives ou les collecteurs de courant des électrodes positives, un tel contact pouvant provoquer un court-circuit électrique, un tel court-circuit pouvant provoquer un incendie. De plus, l'immersion de l'ensemble de cellule(s) dans un liquide permet d'améliorer la dissipation des calories de la cellule, notamment lors d'un court-circuit et donc d'en limiter fortement l'effet.
[0063] Dans la présente demande, par « densité » on entend le rapport entre la masse volumique du liquide considéré et la masse volumique de l'eau.
[0064] Suivant un mode de réalisation préféré de cette deuxième version, l'étape de positionnement peut réaliser une mise en position verticale de la batterie, dans laquelle la deuxième bordure se trouve vers le bas.
[0065] Ainsi, l'écoulement du lithium fondu hors de chaque cellule, par différence de densité, est amélioré.
[0066] De plus, le risque de contact entre le lithium fondu et les électrodes positives est diminué, voire nul.
[0067] Préférentiellement, l'étape d'immersion peut être réalisée en immergeant la batterie complètement dans le liquide de traitement.
[0068] Le liquide peut être une huile naturelle ou de synthèse, comportant les propriétés physico-chimiques suivantes : - hydrophobe et non réactif vis-à-vis du lithium,
- isolant électrique,
- ayant une densité supérieure à celle du lithium,
- thermiquement stable au-delà de la température de fusion du lithium, c'est-à-dire 180,5 °C,
- un point éclair, ainsi qu'un point d'auto-inflammation, aussi élevés que possible.
[0069] Suivant un autre aspect de la même invention, il est proposé une installation d'extraction de lithium d'une batterie, à électrolyte au lithium solide ou quasi solide, comprenant au moins deux cellules de stockage d'énergie électrique ; chaque cellule comprenant une électrode positive, une électrode négative et du lithium métallique solide ou quasi solide ; ladite batterie comportant une première bordure d'où dépassent les électrodes négatives desdites cellules et une deuxième bordure, opposée à ladite première bordure, et d'où dépassent les électrodes positives ; ladite installation comprenant :
- un moyen de positionnement de ladite batterie dans une orientation dans laquelle l'une desdites première et deuxième bordures se trouve en dessous de l'autre desdites première et deuxième bordures ; et
- un moyen de chauffage configuré pour chauffer ladite batterie à une température, dite de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion dudit lithium métallique solide ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules de ladite batterie.
[0070] De manière générale, l'installation peut comprendre des moyens configurés pour mettre en œuvre une combinaison quelconque d'au moins une des caractéristiques décrites plus haut, et qui ne sont pas reprises ici en détail par souci de concision. [0071] Par exemple, le moyen de coupure peut comprendre un massicot.
[0072] En particulier, le moyen de chauffage peut comprendre une étuve. [0073] Avantageusement, l'étuve peut être remplie d'un gaz inerte, ou être mise sous vide, ou encore être rempli d'un liquide de traitement plus dense que le lithium liquide.
[0074] L'installation selon l'invention peut comprendre en outre un moyen de compression de la batterie.
[0075] Le moyen de compression peut comprendre au moins un rouleau.
[0076] En particulier, le moyen de compression peut comprendre un unique rouleau venant comprimer la batterie contre une surface d'appui. La surface d'appui peut être chauffée pour accélérer la montée en température de la batterie.
[0077] Alternativement, le moyen de compression peut comprendre deux rouleaux entre lesquels est passée la batterie.
[0078] De manière générale, le moyen de compression peut être configuré pour appliquer une compression continue, tout au long de la phase d'extraction.
[0079] Alternativement, le moyen de compression peut être configuré pour appliquer une compression de manière discrète dans le temps, une ou plusieurs fois, pendant la phase d'extraction. Dans ce cas, la phase d'extraction comporte des moments où la batterie n'est pas soumise à une compression.
[0080] Avantageusement, le moyen de compression peut être configuré pour appliquer une compression, de valeur constante ou variable, de manière progressive ou par balayage sur la surface de la batterie, depuis la deuxième bordure vers la première bordure. Ainsi, le lithium fondu est amené/guidé progressivement vers la première bordure se trouvant en position basse, ce qui augmente la quantité de lithium récupérée et diminue le risque de contact entre le lithium et les électrodes positives.
[0081] Dans le cas de l'utilisation d'un ou de deux rouleaux de compression, la compression peut être appliquée sur la batterie par passages successifs. Chaque passage applique une compression par balayage sur la surface de la batterie, depuis la deuxième bordure vers la première bordure. A la fin de chaque passage, la compression peut être arrêtée, en écartant les rouleaux ou en écartant le rouleau de la surface d'appui, pour revenir à la deuxième bordure en vue de recommencer un nouveau passage.
[0082] La distance entre les rouleaux, respectivement entre le rouleau de compression et la surface d'appui, peut être diminuée au fur et à mesure des passages, et en particulier entre deux passages successifs.
[0083] L'invention peut être mise en œuvre pour traiter plusieurs batteries, en particulier plusieurs batteries formant un pack batterie et connectées entre elles en parallèle au sein dudit pack batterie.
[0084] Au moins deux batteries peuvent être alignées côte à côte, sans se recouvrir, par exemple dans une direction parallèle à la première bordure.
[0085] Dans ce cas, la compression peut être appliquée à au moins deux batteries par un même moyen de compression, à savoir un ensemble de rouleaux, ou un rouleau coopérant avec une surface d'appui.
Description des figures et modes de réalisation
[0086] D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'une cellule au sens de la présente invention ;
- la FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'une batterie au sens de la présente invention ;
- la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention ;
- la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention ;
- la FIGURE 5 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention ; - la FIGURE 6 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'une installation selon l'invention ;
- la FIGURE 7 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'une installation selon l'invention ; et
- les FIGURES 8a et 8b sont des représentations schématiques d'exemples de coupure de liaison électrique entre les électrodes positives des cellules de la batterie, pouvant être mis en œuvre dans la présente invention.
[0087] Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
[0088] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[0089] La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'une cellule au sens de la présente invention.
[0090] La cellule 100, représentée sur la FIGURE 1, comprend une électrode négative 102 formée par, ou comprenant, une couche de lithium métallique solide.
[0091] La cellule 100 comprend en outre une électrode positive 104. [0092] Une couche 106 d'électrolyte solide est disposée entre l'électrode négative 102 et l'électrode positive 104. Cette couche d'électrolyte solide 106 peut par exemple comprendre du sel de lithium.
[0093] L'électrode positive 104 est généralement formée par une couche de composite à base de polymère et de matière active. La cellule 100 peut comprendre en outre un collecteur de courant 108 du côté de l'électrode positive 104 et faisant partie de, ou associé à, l'électrode positive 104. Le collecteur de courant 108 est généralement réalisé en aluminium.
[0094] De manière classique, l'électrode négative 102 de la cellule 100 dépasse des autres éléments de la cellule 100 du côté d'une première bordure 110 de la cellule 100, ici vers la droite de la figure. L'électrode positive 104 avec collecteur de courant 108 dépasse des autres éléments de la cellule 100 du côté d'une deuxième bordure 112, opposée à la première bordure 110. Dans l'exemple représenté, seul le collecteur 108 dépasse sur la deuxième bordure 112, ici vers la gauche de la figure. Dans d'autres exemples, le dépassement pourrait porter sur la seule électrode positive 104 ou aussi sur l'électrode positive 104 et le collecteur 108.
[0095] Bien entendu, la cellule 100 représentée sur la FIGURE 1, est une version de réalisation très simplifiée, donnée à titre d'illustration nullement limitative. La cellule au sens de la présente invention peut comprendre d'autre couches que celles indiquées, ou des couches plus nombreuses, ou des couches dont la composition est différente de la composition donnée ici à titre d'exemple non limitatif.
[0096] La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'une batterie comprenant plusieurs cellules.
[0097] La batterie 200, représentée sur la FIGURE 2, comprend plusieurs cellules 100i-100n, identiques, assemblées suivant une direction 202 perpendiculaire au plan des couches de chaque cellule 100i.
[0098] Chaque cellule 100i peut être identique à la cellule 100 de la FIGURE 1.
[0099] La batterie 200 comprend des fils/pistes/lignes de connexion 202 des électrodes positives de toutes les cellules 100i-100n entre-elles. Ces lignes de connexion 202 sont reliées à un connecteur 204 de la batterie 200 formant la borne positive de la batterie 200. Ce connecteur 204 est également appelé « crimp » en anglais.
[0100] La batterie 200 comprend des fils/pistes/lignes de connexion (non représentés) des électrodes négatives de toutes les cellules 100i-100n entre- elles. Ces lignes de connexion sont reliées à un connecteur (non représenté) de la batterie 200 formant la borne négative de la batterie 200.
[0101] La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention.
[0102] Le procédé 300, représenté sur la FIGURE 3, comprend une première étape 302, optionnelle, lors de laquelle les connecteurs électriques, et en particulier les concentrateurs de courants également appelés « crimps » en anglais, de la batterie, sont enlevés.
[0103] Lors d'une étape 304, optionnelle, des débordements de matière, et en particulier de lithium métallique solide, au niveau de chaque bordure latérale de la batterie sont enlevés.
[0104] Ensuite, le procédé 300 comprend une phase 306 d'extraction du lithium métallique des cellules de la batterie.
[0105] La phase d'extraction 306 comprend une étape 308 de positionnement de la batterie dans une orientation dans laquelle la première bordure d'où dépassent les électrodes négatives se trouve à un niveau plus bas que la deuxième bordure d'où dépassent les électrodes positives et/ou les collecteurs. En particulier, l'étape 308 positionne la batterie dans une orientation verticale, c'est-à-dire parallèle au vecteur de gravité, avec la première bordure d'où dépassent les électrodes négatives vers le bas. Préférentiellement, mais de manière nullement limitative, la batterie est maintenue dans cette orientation pendant toute la phase d'extraction 306.
[0106] La phase d'extraction 306 comprend en outre une étape 310 de chauffage de la batterie à une température de traitement supérieure ou égale à la température de fusion du lithium métallique solide présent dans la batterie, par exemple 180, 5°C. Cette température va causer la fusion du lithium métallique solide et son extraction de chaque cellule par écoulement naturel sous l'effet de la gravité. Préférentiellement, mais de manière nullement limitative, la batterie est maintenue à cette température pendant toute la phase d'extraction 306.
[0107] Avantageusement, l'étape de chauffage est réalisée dans une enceinte fermée remplie de gaz inerte.
[0108] La phase d'extraction 306 peut en outre comprendre une étape optionnelle 312 de compression de la batterie afin de chasser le lithium fondu hors de chaque cellule de la batterie. La compression peut être réalisée de manière continue pendant toute, ou partie, de la phase d'extraction 306. Alternativement, l'étape de compression 312 peut être réitérée de manière discrète à plusieurs reprises lors de la phase d'extraction 306. Préférentiellement, l'étape de compression 312 réalise une application de la compression de manière progressive, ou par balayage, sur la surface de la batterie, en commençant par la deuxième bordure d'où dépassent les électrodes positives et en allant vers la première bordure d'où dépassent les électrodes négatives.
[0109] Surtout le procédé 300 comprend une étape 314 de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives/collecteurs de courants d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules de la batterie. Une telle étape de coupure 314 permet de couper le lien électrique entre les électrodes positives des cellules de la batterie, ce qui permet de diminuer la réactivité de la batterie. Ainsi, les risques d'incendie de la batterie lors de la phase d'extraction sont diminués, de sorte que la récupération du lithium métallique solide peut être réalisée de manière plus sure et moins risquée.
[0110] Dans l'exemple représenté, l'étape de coupure 314 des liaisons électriques est réalisée avant la phase d'extraction 306. De manière alternative, l'étape de coupure 314 peut être réalisée lors de la phase d'extraction 306, avant, pendant ou après l'étape de positionnement 308, ou avant, pendant ou après l'étape de chauffage 310.
[OUI] Des exemples de réalisation non limitatifs d'une étape de coupure des liaisons électriques entre les électrodes positives de cellules, pouvant être mis en œuvre dans la présente invention, sont donnés plus en référence aux FIGURES 8a et 8b. [0112] La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention.
[0113] Le procédé 400, représenté sur la FIGURE 4, comprend, comme le procédé 300 de la FIGURE 3, les étapes optionnelles 302 d'enlèvement des connecteurs électriques de la batterie et 304 d'enlèvement des débordements de lithium métallique solide sur chaque bordure de la batterie.
[0114] Le procédé 400 comprend ensuite l'étape 314 de coupure des liaisons électriques entre les électrodes positives des cellules de la batterie.
[0115] Ensuite, le procédé 400 comprend une phase 406 d'extraction du lithium métallique des cellules.
[0116] La phase d'extraction 406 comprend une étape 408 de positionnement de la batterie dans une orientation dans laquelle la première bordure 110 d'où dépassent les électrodes négatives 102 se trouve à un niveau plus haut, selon une direction verticale, que la deuxième bordure 112 d'où dépassent les électrodes positives 104 et les collecteurs. En particulier, l'étape 408 positionne la batterie dans une orientation verticale, c'est-à-dire parallèle au vecteur de gravité, avec la première bordure 110 d'où dépassent les électrodes négatives vers le haut. Préférentiellement, mais de manière nullement limitative, la batterie est maintenue dans cette orientation pendant toute la phase d'extraction 406.
[0117] La phase d'extraction 406 comprend une étape 410 d'immersion de la batterie dans un liquide de traitement, neutre, et plus dense que le lithium liquide. Par exemple, le liquide de traitement peut être une huile naturelle ou de synthèse, par exemple une huile de paraffine, comportant les propriétés physico-chimiques suivantes :
- hydrophobe et non réactif vis-à-vis du lithium,
- isolant électrique,
- une densité supérieure à celle du lithium,
- thermiquement stable au-delà de la température de fusion du lithium, c'est-à-dire 180,5 °C, et - un point éclair, ainsi qu'un point d'auto-inflammation, aussi élevés que possible, par exemple une température supérieure à 600°C, et au minimum supérieur à la température de traitement de la cellule.
[0118] L'étape 410 d'immersion est réalisée en immergeant la batterie dans le liquide de traitement de sorte que ledit liquide de traitement recouvre complètement la batterie.
[0119] Cette étape 410 d'immersion est particulièrement avantageuse en favorisant l'échange thermique important entre la batterie et le liquide de traitement, ce qui limite les risques de surchauffe de la batterie et l'évacuation des calories générées lors d'un court-circuit et améliore la cinétique de chauffage.
[0120] La phase d'extraction 406 comprend en outre l'étape de chauffage 310 décrite plus haut, et peut comprendre de manière optionnelle l'étape de compression 312 décrite plus haut.
[0121] Lors de l'étape de chauffage, la température de traitement ne doit pas excéder une température de dégradation du liquide de traitement, au- delà de laquelle le liquide de traitement se dégrade. En d'autres termes, le liquide de traitement, en dépassant une température seuil, changerait de propriété de sorte que les propriétés énoncées ci-dessus ne soient plus satisfaites. Idéalement la température de dégradation du liquide de traitement doit être supérieure de +40°C, et par exemple entre +20°C et +60°C, par rapport à la température de fusion du lithium.
[0122] La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention.
[0123] Le procédé 500, représenté sur la FIGURE 5, comprend toutes les étapes du procédé 300 de la FIGURE 3, respectivement du procédé 400 de la FIGURE 4.
[0124] Le procédé 500 comprend en outre, préalablement aux étapes du procédé 300, respectivement du procédé 400, une étape 502 réalisant un rechargement électrique d'au moins une cellule de la batterie. [0125] Ladite au moins une cellule peut être rechargée partiellement ou totalement.
[0126] Le fait de charger électriquement une cellule permet d'augmenter la quantité de lithium disponible en vue de son extraction car le rechargement électrique provoque une migration des ions de lithium vers l'électrode négative de ladite cellule.
[0127] La FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'une installation selon l'invention.
[0128] L'installation 600, représentée sur la FIGURE 6, peut être utilisée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention, et en particulier les procédés 300 et 500 des FIGURES 3 et 5.
[0129] L'installation 600 permet d'extraire et de récupérer une partie ou la totalité du lithium des cellules d'une batterie comprenant du lithium métallique solide, telle que par exemple la batterie 200 de la FIGURE 2.
[0130] L'installation 600 comprend une étuve 602, remplie d'un gaz inerte ou mise sous vide, configurée pour chauffer la batterie à une température de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion du lithium métallique solide présent dans les cellules, par exemple 180, 5°C ou 181°C.
[0131] L'installation 600 comprend une paire de pinces 604 pour maintenir la batterie 200 dans une position verticale, ou au moins inclinée, dans laquelle la première bordure 110 est positionnée en dessous du niveau de la deuxième bordure 112. Chaque pince 604 est montée mobile sur un rail vertical 606 de sorte à déplacer la batterie 200 verticalement.
[0132] L'installation 600 comprend en outre une paire de rouleaux 608, présentant entre eux un écartement correspondant à l'épaisseur de la batterie 200 moins l'épaisseur des couches solides de lithium métallique. La paire de rouleaux 608 est positionnée de sorte que, lorsque les pinces 604 sont déplacées vers le haut, la batterie 200 passe entre les rouleaux 608 en commençant par la deuxième bordure 112. Ainsi, les rouleaux appliquent une compression sur la batterie 200, progressivement en commençant par la deuxième bordure 112 et en allant vers la première bordure 110. [0133] L'installation comprend en outre un réceptacle 610 pour récupérer le lithium métallique fondu qui s'écoule hors de chaque cellule sous l'effet de la gravité. Le réceptacle 610 doit être inerte vis-à-vis du lithium.
[0134] Avantageusement, l'installation 600 comprend en outre un moyen 612 de découpe des liaisons électriques entre les électrodes positives de la batterie.
[0135] Dans l'exemple représenté, le moyen de découpe 612 est disposé dans l'étuve 602. Alternativement, le moyen de découpe 612 peut être disposé hors de l'étuve 602. Par exemple, le moyen de découpe 612 peut être disposé au-dessus de l'étuve 602 ou sur le côté de l'étuve ou encore à distance de l'étuve 602.
[0136] Dans l'exemple représenté, le moyen de découpe 612 est un massicot prévu pour couper les liaisons électriques. La batterie 200 est disposées entre les mâchoires du massicot du côté de sa deuxième bordure, par exemple grâce aux pinces 604. Le massicot 612 est alors actionné pour couper les liaisons électriques entre les électrodes positives des cellules de la batterie.
[0137] Alternativement, le moyen de découpe 612 peut être des cisailles, une disqueuse, un moyen de découpe laser, et plus généralement tout moyen de découpe adapté.
[0138] La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un autre exemple de réalisation non limitatif d'une installation selon l'invention.
[0139] L'installation 700, représentée sur la FIGURE 7, peut être utilisée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention, et en particulier les procédés 400 et 500 des FIGURES 4 et 5.
[0140] L'installation 700 comprend tous les éléments de l'installation 600 de la FIGURE 6, sauf en ce qui concerne les différences indiquées ci-dessous.
[0141] Dans l'installation 700, les pinces 604 sont configurées pour orienter la batterie 200, de manière inclinée et préférentiellement verticalement, avec la première bordure 110 de la batterie 200 au-dessus de la deuxième bordure 112. [0142] De plus, l'étuve 602 ne comprend pas de réceptacle de récupération 610.
[0143] En outre, la paire de rouleaux 608 est positionnée en dessus de la batterie 200 pour appliquer une compression allant de la deuxième bordure 112 de la batterie 200 vers la première bordure 110 de la batterie 200 [0144] Par ailleurs, l'étuve 602 est remplie d'un liquide de traitement 702 recouvrant entièrement la batterie 200. Le liquide de traitement 702 est électriquement isolant et inerte vis-à-vis du lithium, et surtout plus dense que le lithium fondu. Ce liquide de traitement 702, plus dense que lithium, permet de guider le lithium fondu vers la première bordure 110 de sorte que le lithium fondu sort de la batterie et se retrouve au niveau de la surface du liquide de traitement 702, et y est récupéré.
[0145] Dans la présente invention, la découpe des liaisons électriques entre les électrodes positives des cellules de la batterie peut être réalisée de différentes manières.
[0146] La FIGURE 8a donne un premier exemple de réalisation d'une découpe des liaisons électriques entre les électrodes positives de la batterie pouvant être mis en œuvre dans la présente invention.
[0147] Dans l'exemple représenté, la découpe est réalisée suivant une ligne de découpe 802 se trouvant au niveau, et en particulier à la limite, de la deuxième bordure 112, du côté des cellules 100i-100n de la batterie 200. Autrement dit, dans cet exemple, les cellules formant la batterie sont découpées au niveau de la deuxième bordure de la batterie.
[0148] Afin de diminuer la quantité de lithium perdue, la découpe peut être réalisée à proximité immédiate de la deuxième bordure 112. Par exemple, la découpe peut être réalisée à une distance de la deuxième bordure 112 inférieure ou égale à 2mm, ou inférieure ou égale à 1% de la dimension des cellules entre la première bordure 110 et la deuxième bordure 112 de la batterie 200. [0149] La FIGURE 8b donne un autre exemple de réalisation d'une découpe des liaisons électriques entre les électrodes positives de la batterie pouvant être mis en œuvre dans la présente invention.
[0150] Dans l'exemple représenté, la découpe est réalisée suivant une ligne de découpe 804 se trouvant au niveau, et en particulier à la limite, de la deuxième bordure 112, du côté des fils de connexion électriques 202. Autrement dit, dans cet exemple, les cellules formant la batterie ne sont pas découpées.
[0151] Cet exemple de réalisation permet de conserver, ou de ne pas ôter, de lithium métallique solide de la batterie lors de la coupure des liaisons électriques entre les électrodes positives des cellules, ce qui permet d'améliorer le rendement de récupération du lithium.
[0152] Dans cet exemple de réalisation, la découpe des fils de connexion 202 doit être suffisamment proche de la deuxième bordure 112 de sorte qu'après la découpe, il n'y a plus de contact entre les électrodes positives.
[0153] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus.
[0154] Par exemple, la composition de chaque cellule peut être différente de celle indiquée en FIGURE 1.
[0155] De plus, l'installation selon l'invention peut comprendre d'autres dispositifs que ceux représentés sur les FIGURES 6 ou 7, tels que par exemple des moyens pour découper les connecteurs électriques de la batterie, des moyens de découpe des débordements sur l'une, ou sur chacune, des bordures.
[0156] Alternativement à ce qui est décrit, les pinces 604 peuvent être fixes, et ce sont les rouleaux 608, respectivement le massicot 612, qui peuvent être mobiles.
[0157] De plus, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais peut s'appliquer aux batteries à électrolyte solide ou quasi solide ne comportant pas de polymère à la cathode. L'invention peut s'appliquer à toute batterie ayant un électrolyte solide ou quasi solide et une cathode stable jusqu'à la température du point de fusion du composant de l'électrolyte solide ou quasi solide.

Claims

- 24 -REVENDICATIONS
1. Procédé (300;400;500) d'extraction de lithium d'une batterie (200), à électrolyte au lithium solide ou quasi solide comprenant au moins deux cellules (100) de stockage d'énergie électrique ; chaque cellule comprenant une électrode négative (102), une électrode positive (104;108) et du lithium métallique solide (106) ou quasi solide ; ladite batterie comportant une première bordure (110) d'où dépassent les électrodes négatives (102) desdites cellules et une deuxième bordure (112), opposée (112) à ladite première bordure (110), et d'où dépassent les électrodes positives (104) ; ledit procédé (300;400;500) comprenant une phase (306;406) d'extraction comprenant les étapes suivantes :
- positionnement (308;408) de ladite batterie (200) dans une orientation dans laquelle l'une (110;112) desdites première et deuxième bordures se trouve en dessous de l'autre (112;110) desdites première et deuxième bordures, et
- chauffage (310) de ladite batterie (200) à une température, dite de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion dudit lithium métallique solide ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (314) de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules (100) de ladite batterie (200).
2. Procédé (300;400;500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de coupure (314) réalise une découpe de fils de connexion entre les électrodes positives suivant une ligne de découpe (802) se trouvant au niveau, et en particulier à la limite, de la deuxième bordure (112), du côté desdits fils de connexion électriques.
3. Procédé (300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de coupure réalise une découpe des cellules suivant une ligne de découpe (804) se trouvant au niveau, et en particulier à la limite de la deuxième bordure (112), du côté desdites cellules.
4. Procédé (300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de coupure (314) est réalisée par massicotage.
5. Procédé (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, avant la phase d'extraction (306;406), une étape (502) de chargement électrique de la batterie (200), ladite phase d'extraction (306;406) étant appliquée à ladite batterie (200) chargée.
6. Procédé (300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase d'extraction (306;406) comprend en outre une étape (312) de compression de la batterie (200).
7. Procédé (300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, avant la phase d'extraction (306;406), une étape (302) d'enlèvement d'au moins un connecteur électrique de la batterie (100).
8. Procédé (300;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de positionnement (308) réalise un positionnement de la batterie (200) dans une orientation dans laquelle la première bordure (110) de ladite batterie se trouve en dessous de la deuxième bordure (112) de ladite batterie (200).
9. Procédé (300;500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de positionnement (308) réalise une mise en position verticale de la batterie (200), dans laquelle la première bordure (110) se trouve vers le bas.
10. Procédé (300;500) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'étape de chauffage (310) de la batterie (200) est réalisée sous gaz inerte ou sous vide.
11. Procédé (400;500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape de positionnement (408) réalise un positionnement de la batterie (200) dans une orientation dans laquelle la première bordure (110) de ladite batterie se trouve au-dessus de la deuxième bordure (112) de ladite batterie, et en ce que la phase d'extraction (406) comprend en outre, avant l'étape de chauffage (310), une étape (410) d'immersion de la batterie (200) dans un liquide (702), dit de traitement, plus dense que le lithium liquide et électriquement isolant.
12. Installation (600;700) d'extraction de lithium d'une batterie (200), à électrolyte au lithium solide ou quasi solide, comprenant au moins deux cellules (100) de stockage d'énergie électrique ; chaque cellule comprenant une électrode négative (102), une électrode positive (104;108) et du lithium métallique solide (106) ou quasi solide ; ladite batterie comportant une première bordure (110) d'où dépassent les électrodes négatives (102) desdites cellules et une deuxième bordure (112), opposée (112) à ladite première bordure (110), et d'où dépassent les électrodes positives (104) ; ladite installation (600;700) comprenant :
- un moyen (604) de positionnement de ladite batterie (200) dans une orientation dans laquelle l'une (110;112) desdites première et deuxième bordures se trouve en dessous de l'autre (112;110) desdites première et deuxième bordures ; et
- un moyen de chauffage (602) configuré pour chauffer ladite batterie (200) à une température, dite de traitement, supérieure ou égale à la température de fusion dudit lithium métallique solide ; caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moyen (612) de coupure de la liaison électrique entre les électrodes positives d'au moins deux, et en particulier de toutes les, cellules (100) de ladite batterie (200).
13. Installation (600;700) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de coupure (612) comprend un massicot. - 27 -
14. Installation (600;700) selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que le moyen de chauffage comprend une étuve (502).
15. Installation (500) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de compression (508) de la batterie (200).
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