JP2023051938A - 様々な金属の水酸化物および酸化物ならびにそれらの誘導体の調製プロセス - Google Patents

様々な金属の水酸化物および酸化物ならびにそれらの誘導体の調製プロセス Download PDF

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Abstract

【課題】少なくとも１種の金属を含有する金属水酸化物および金属酸化物の代替の調製プロセスを提供する。【解決手段】（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。【選択図】図２７

Description

関連出願の相互参照
本開示は、２０１７年１１月２２日に出願された米国特許出願第６２／５９０，２６０号、および２０１８年９月２１日に出願された米国特許出願第６２／７３５，０１３号の優先権を主張する。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含有する金属水酸化物および金属酸化物の調製プロセスの分野における改善に関する。例えば、このような材料は、イオン電池用のカソード材料の製造に有用であり得る。
ニッケル－コバルト－マンガン水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム水酸化物、リチウム－コバルト水酸化物、ニッケル－コバルト－マンガンオキシ水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウムオキシ水酸化物、リチウム－コバルトオキシ水酸化物、ニッケル－コバルト－マンガン酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物、およびリチウム－コバルト酸化物の調製プロセスは、既知である。しかしながら、例えば既知のプロセスは、このような水酸化物および酸化物の生成ならびに様々な化学物質の消費に高いコストをもたらす。
したがって、このような水酸化物または酸化物の少なくとも代替の調製プロセスの必要性が存在する。
したがって、本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属硫酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属硫酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの該少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの該少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および／または炭酸カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および／または炭酸カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属炭酸塩を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属炭酸塩と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、第２の金属水酸化物を、少なくとも１種の炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムである第２の金属炭酸塩に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属炭酸塩を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、第２の金属水酸化物を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種である第２の金属炭酸塩に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを互いに分離することと、
該硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
該硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3から選択される塩基、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種を、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られたＬｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3のうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3から選択される塩基、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属炭酸塩を得ることと、
Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む該液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種を、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3に変換することと、
該炭酸化プロセスによって得られたＬｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3のうちの該少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該炭酸化プロセスによって得られたＬｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3のうちの該少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、該得られた金属炭酸塩と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該水酸化リチウムおよび該水酸化ナトリウムを互いに分離することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
第３の金属水酸化物を、得られた金属水酸化物と混合して、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
本開示の別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
別の金属水酸化物を、得られた金属水酸化物と混合して、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび任意に水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび任意に該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウム含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウムそれぞれに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩および／または金属水酸化物と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
別の態様によれば、カソードの製造において、本開示に記載されるプロセスから得られる金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属酸化物の使用が提供される。
別の態様によれば、本開示に記載されるプロセスから得られる金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属酸化物を使用する方法が提供され、この方法は、金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属水酸化物をカソードの製造に組み込むことを含む。
本開示の様々な実施形態を、単に例として表す以下の図面において、
本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 ＬｉＯＨを塩基源として使用して得られた水酸化コバルトＣｏ（ＯＨ）2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 ＮａＯＨを塩基源として使用して得られた水酸化コバルトＣｏ（ＯＨ）2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 図２のＣｏ（ＯＨ）２を使用することによって得られたＬｉＣｏＯ2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 図３のＣｏ（ＯＨ）２を使用することによって得られたＬｉＣｏＯ2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 ＬｉＣｏＯ2の充放電曲線を表すグラフである。 ニッケル－コバルト－アルミニウム水酸化物Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2（ＯＨ）2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 リチウム化ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の充放電曲線のグラフである。 ニッケル－マンガン－コバルト水酸化物Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 リチウム化ニッケル－マンガン－コバルト酸化物ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 ニッケル－マンガン－コバルト水酸化物Ｎｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 リチウム化ニッケル－マンガン－コバルト酸化物ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。 ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2の充放電曲線を表すグラフである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、時間の関数としての２区画セルの陽極液中のＨ2ＳＯ4の濃度を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の陽極液および陰極液の導電性を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の陽極液および陰極液の温度を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の電圧を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、２区画セル内のＨ2ＳＯ4の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏの流量を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、２区画セル内のＨ2ＳＯ4の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏの流量を示す別のプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、２区画セル内のＨ2ＳＯ4の濃度の関数としての電流効率を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、２区画セル内のＨ2ＳＯ4の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏの生産性を示すプロットである。 Ｌｉ2ＳＯ4の電解の例において、２区画セル内のＨ2ＳＯ4の濃度の関数としてのエネルギー消費量を示すプロットである。 ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 ｐＨ向上剤としてＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨおよび／またはＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 リチウムイオンを含有する金属硫酸塩溶液のためのｐＨ向上剤としてＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 電気膜プロセスの前に回収された硫酸塩溶液の精製および／または濃縮を伴う、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 電気膜プロセス、および陽極液溶液の濃縮、およびＨ2Ｏ2の添加前に回収された硫酸塩溶液の精製および／または濃縮を伴う、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨおよび／またはＮａＯＨを使用する、コア－シェル合成のための本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 金属炭酸塩の沈殿のためのｐＨ向上剤としてＬｉ２ＣＯ３を使用する、リチウム化金属酸化物の合成のための本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 遷移金属源の浸出のために硝酸使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。 ニッケルコバルト精鉱を浸出させるためにＨ2ＳＯ4を使用する、高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。 高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。 高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。
別段の指示がない限り、この項および他の項で記載される定義および実施形態は、当業者によって理解されるように、それらが好適である本明細書で記載される本出願のすべての実施形態および態様に適用可能であるように意図される。
本開示で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の参照を含む。
本開示の範囲の理解において、本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語およびその派生語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を指定する非制限的用語であることが意図され、他の述べられていない特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を除外しない。上記は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語およびそれらの派生語など、同様の意味を持つ単語にも適用される。本明細書で使用される場合、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」という用語およびその派生語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を指定する制限的用語であることが意図され、他の述べられていない特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を除外する。本明細書で使用される場合、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在、ならびに特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の基本的で新規な特性（複数可）に重大な影響を与えないものを指定することが意図される。
本明細書で使用される場合、「約」および「およそ」などの程度の用語は、最終結果に有意な変化がないように修飾された用語の妥当な量の偏差を意味する。この偏差が、それが修飾する単語の意味を否定しない場合、これらの程度の用語は、修飾された用語の±１０％の偏差を含むと解釈されるべきである。
本明細書で使用される場合、「好適な」という用語は、特定の条件の選択が、実行される具体的な操作または動作に依存するが、選択は、当業者の技能の範囲内であることを意味する。本明細書に記載されるすべてのプロセスは、所望の生成物を提供するのに十分な条件下で行われるべきである。当業者は、適用可能な場合、例えば、反応時間、反応温度、反応圧力、反応物比、流量、反応物純度、電流密度、電圧、濃度、ｐＨ、酸化還元電位、セル面積、使用される膜の種類、およびリサイクル率を含む、すべての反応条件が、変更されて、所望の生成物の収量を最適化し得、そうすることは当業者の技能の範囲内であることを理解するであろう。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持されるｐＨ値またはｐＨ範囲を指す場合、ｐＨ値またはｐＨ範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される濃度値または濃度範囲を指す場合、濃度値または濃度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される温度値または温度範囲を指す場合、温度値または温度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電流密度値または電流密度範囲を指す場合、電流密度値または電流密度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電流効率値または電流効率範囲を指す場合、電流効率値または電流効率範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電圧値または電圧範囲を指す場合、電圧値または電圧範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
本明細書で使用される場合、「電気膜プロセス」という用語は、例えば、イオン種の推進力としてイオン交換膜（複数可）および電位差を使用するプロセスを指す。電気膜プロセスは、例えば、（膜）電気透析または（膜）電解であり得る。例えば、電気膜プロセスは、膜電解であり得る。
本明細書で使用される場合、「炭酸化プロセス」という用語は、例えば、金属水酸化物が金属炭酸塩に変換されるプロセスを指す。例えば、このようなプロセスは、気体ＣＯ2の使用を含み得る。例えば、このようなプロセスは、ＣＯ2の気泡を含み得る。
以下に提示される例は非限定的であり、本開示のプロセスをよりよく例示するために使用される。
例えば、水酸化物は、ニッケル－コバルト－マンガン水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム水酸化物、リチウム－コバルト水酸化物、水酸化ニッケル、ニッケル－コバルト－マンガンオキシ水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウムオキシ水酸化物、オキシ水酸化ニッケル、およびリチウム－コバルトオキシ水酸化物から選択され得る。
例えば、酸化物は、ニッケル－コバルト－マンガン酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、リチウム－ニッケル－コバルト－マンガン酸化物、リチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物、リチウム－ニッケル酸化物、およびリチウム－コバルト酸化物から選択され得る。
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約８～約１４のｐＨで得られる。
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約９～約１３のｐＨで得られる。
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約１０～約１２のｐＨで得られる。
例えば、プロセスは、金属水酸化物を洗浄することをさらに含む。
例えば、プロセスは、約８０℃～約１３０℃または９０℃～約１２０℃の温度で金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む。
例えば、金属硫酸塩は、水酸化リチウムおよびアンモニアであるキレート剤と反応する。
例えば、金属硫酸塩は、炭酸リチウムおよびアンモニアであるキレート剤と反応する。
例えば、金属硫酸塩は、炭酸リチウムおよびアンモニア炭酸水素であるキレート剤と反応する。
例えば、第１の金属は、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択され得る。
例えば、塩基は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種を含み得る。
例えば、塩基は、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、およびＢａＣＯ3のうちの少なくとも１種を含み得る。
例えば、塩基は、ＬｉＨＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、ＫＨＣＯ3、ＲｂＨＣＯ3、ＣｓＨＣＯ3、Ｍｇ（ＨＣＯ3）2、Ｃａ（ＨＣＯ3）2、Ｓｒ（ＨＣＯ3）2、およびＢａ（ＨＣＯ3）2のうちの少なくとも１種を含み得る。
例えば、金属水酸化物は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種を含み得る。
例えば、第２の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
例えば、第３の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
例えば、第３の金属水酸化物は、ＬｉＯＨであり得る。
例えば、別の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
例えば、別の金属水酸化物は、ＬｉＯＨであり得る。
例えば、塩基は、金属硫酸塩と反応する前に精製され得る。例えば、塩基は、結晶化し得る。
例えば、電気膜プロセスによって生成される金属水酸化物は、金属硫酸塩と反応する前に精製され得る。例えば、金属水酸化物は、結晶化し得る。
例えば、硫酸塩を含む液体を電気膜に提供して、水酸化物を得る前に、硫酸塩は、精製および／または濃縮され得る。
例えば、キレート剤は、ＮＨ3、ＮＨ4ＯＨ、アセチルアセトン、５－スルホサリチル酸、シュウ酸から選択され得る。
例えば、キレート剤は、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス－１，２－ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン－トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２－アミノエチルエーテル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′－四酢酸）から選択され得る。
例えば、キレート剤は存在し得る。
例えば、電気膜プロセスが、Ｎａ系プロセスである場合、（硫酸リチウムとしての溶液中の）リチウムを、硫酸ナトリウム溶液から分離するための精製工程が実行され得る。
例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムは、互いに分離され得る。
例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムは、結晶化によって互いに分離され得る。
例えば、金属水酸化物は、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）2またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）2であり得る。
例えば、金属水酸化物は、Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2、Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2、およびＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2から選択され得る。
例えば、金属酸化物は、式ＬｉＭＯ2のものであり得、式中Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である。
例えば、金属酸化物は、式ＬｉＭ2Ｏ4のものであり得、式中Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である。
例えば、金属水酸化物または金属酸化物は、コア－シェル型のものであり得る。
例えば、金属酸化物は、ＬｉＮｉ0.33Ｍｎ0.33Ｃｏ0.33Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ0.3Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2、およびＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2、または［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］コア／［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］シェルから選択され得、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１である。
例えば、金属酸化物は、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２、またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１－x)Ｏ2、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ(1-z)Ｍ(1+z)Ｏ2のものであり得、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属であり得る。
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、そのまま水性組成物中で使用され得、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る。
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し得る。
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し得、次いで溶解し得る。
例えば、金属水酸化物の混合物の焙煎は、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも約４時間の期間焙煎することを含む。
例えば、金属水酸化物の混合物の焙煎は、少なくとも約４００℃の第１の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む。
例えば、本プロセスは、少なくとも約６００℃の第２の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
例えば、本プロセスは、少なくとも約７００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
例えば、本プロセスは、少なくとも約５００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
例えば、ＮＨ3は、混合物形成中に、インサイチュで回収され得る。
例えば、Ｌｉ2ＳＯ4をＬｉＯＨに変換するための電気膜プロセスは、ＷＯ２０１３／１５９１９４、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２０１４／１３８９３３、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／０５８２８８、ＷＯ２０１５／１２３７６２、およびＷＯ２０１７／０３１５９５のうちのいずれか１つに記載されているような電気膜プロセスから選択され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
例えば、炭酸化は、ＷＯ２０１３／１７７６８０またはＷＯ２０１５／０５８２８７に記載されているように実施され得、それらは参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本開示のプロセスは、例えばバッチプロセスとして動作され得る。あるいは、本開示のプロセスは、半連続プロセスまたは連続プロセスとして動作され得る。
これらに限定されないが、ｐＨ、温度、電流密度、電圧、電流効率、および濃度などの本開示のプロセスの１つ以上のパラメータが、例えば当該技術分野において既知の手段によって監視され得ることは、当業者には理解される。本開示のプロセスにおける特定のパラメータを監視するための好適な手段の選択は、当業者によって行われ得る。このようなパラメータはまた、例えば、当業者の一般的な知識に照らして、かつ本開示を参照して、当業者によって維持および／または変更され得る。
当業者は、様々な異なる供給源が、金属硫酸塩に使用され得ることを理解するであろう。金属硫酸塩（複数可）は、購入され得る。金属硫酸塩は、金属または金属の混合物をＨ2ＳＯ4で浸出させることによっても得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池の浸出によって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池を粉砕した後に得られた残留物を浸出させることによって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池の処理後に残留物を浸出させることによって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、例えば、浸出された遷移金属の混合物から取り出され得る。金属硫酸塩（複数可）は、鉱業会社から取り出された精鉱から提供され得る。金属硫酸塩は（複数可）、コバルトを含有するニッケル鉱石の浸出によって得られ得る。
例えば、電気膜プロセス中に、水酸化リチウムを調製するための硫酸リチウムの消費量は、所定の程度まで進行し得る。
例えば、硫酸リチウムを含む組成物は、Ｈ2ＳＯ4も含み得る。
例えば、本開示のプロセスにおいて、硫酸リチウムを含む水性組成物は、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの所定の程度まで進行する変換のための好適な条件下で、電気膜プロセスに提供される。本開示の特定のプロセスのための好適な所定の程度の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、硫酸リチウムを含む水性組成物は、水酸化リチウムを調製するための硫酸リチウムの消費のための好適な条件下で、１つ以上の競合する副反応が所定の程度、例えば、水酸化リチウムの調製が、もはや効率的ではない程度まで進行するまで、電気膜プロセスに提供される。
例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、水酸化物電流効率が、もはや効率的でなくなるまで、例えば、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、進行し得る。例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、陽極液区画内のｐＨが、約０．３～約１．４、約０．４～約１．２、約０．４～約１．２、約０．５～約０．８、約０．５～約０．７または約０．６の値になるまで、進行し得る。
例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの特定量が消費されるまで、進行し得る。
例えば、所定の程度は、水性組成物中に含まれる硫酸リチウムの全量に基づいて、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの約３０～約６０重量％または約３０～約５０重量％の消費量を含み得る。例えば、所定の程度は、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの約３５～約４５重量％の消費量を含み得る。
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスなどの２区画膜電解プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行され得る。
例えば、陽イオン交換膜は、Ｎａｆｉｏｎ(商標)３２４（または過フッ素化スルホン酸）、ＦｕＭＡ－Ｔｅｃｈ ＦＫＢまたはＡｓｔｏｍ ＣＭＢ陽イオン交換膜などの苛性アルカリ濃縮に使用される陽イオン交換膜または他の膜、などのパーフルオロスルホン酸を含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。本開示の特定のプロセスのための好適な陽イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスなどの２区画膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、陽極液区画に導入され得、第１のリチウム低減水性流は、陽極液区画から除去され得、第１の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ～約４Ｍ、約２Ｍ～約４Ｍ、約２Ｍ～約３Ｍ、約２．５～約３．５Ｍ、約２．８～約３．２Ｍまたは約３Ｍの濃度に維持され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、約１０℃～約１００℃、約１０℃～約１００℃、約１０℃～約９０℃、約２０℃～約８５℃、約４０℃～約８０℃、約４０℃～約７０℃、約４５℃～約６０℃、約４５℃～約５５℃または約５０℃の温度で陽極液区画に導入され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、約２０℃～約１００℃、約２０℃～約８５℃、約５０℃～約８５℃、約５５℃～約６５℃、約４５℃～約６０℃、約６０℃～約８５℃、約７０℃～約８５℃または約８０℃の温度で陽極液区画から除去され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度は、少なくとも実質的に、約６０℃～約１１０℃、約６０℃～約１００℃、約６０℃～約９０℃、約６０℃～約８５℃、約５０℃～約８５℃、約５０℃～約７０℃、約５５℃～約６５℃、約７５℃～約８５℃または約８０℃の値に維持され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度は、少なくとも実質的に、約０．１ｋＡ／ｍ2～約８０００ｋＡ／ｍ2、０．５ｋＡ／ｍ2～約６ｋＡ／ｍ2、約１ｋＡ／ｍ2～約６ｋＡ／ｍ2、約２ｋＡ／ｍ2～約６ｋＡ／ｍ2、または約３ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2の値に維持され得る。例えば、電流密度は、少なくとも実質的に、約３ｋＡ／ｍ2、約４ｋＡ／ｍ2、および約５ｋＡ／ｍ2から選択される値に維持され得る。例えば、電流密度は、少なくとも実質的に、約４ｋＡ／ｍ2の値に維持され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧は、少なくとも実質的に、約３Ｖ～約８Ｖ、約５Ｖ～約１０Ｖ、約４Ｖ～約６Ｖ、約４～約５または約４．５の値に維持され得る。
例えば、電気化学セルは、約０．２ｍ2～約４ｍ2、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2、約１ｍ2～約３ｍ2、または約１ｍ2～約２ｍ2の表面積を有し得る。
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセスは、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、電気化学セル内で実行され得る。
例えば、陽イオン交換膜は、Ｎａｆｉｏｎ(商標)３２４陽イオン交換膜、またはＦｕＭＡ－Ｔｅｃｈ ＦＫＢまたはＡｓｔｏｍ ＣＭＢ陽イオン交換膜などの苛性アルカリ濃縮に使用される他の膜、などのパーフルオロスルホン酸を含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。本開示の特定のプロセスのための好適な陽イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、中央区画に導入され得、第２のリチウム低減水性流は、中央区画から除去され得、第２の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセスは、陽極液区画内で硫酸などの酸を生成すること、硫酸含有水性流などの酸含有水性流を陽極液区画から除去することと、をさらに含み得る。
本開示の特定のプロセスのための好適な陰イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、プロトン遮断膜が、例えば、硫酸などの酸を併産するプロセスにおいて有用であり得ることは、当業者には理解される。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、陰イオン交換膜は、プロトン遮断膜であり得る。例えば、プロトン遮断膜は、Ｆｕｍａｔｅｃｈ ＦＡＢ、Ａｓｔｏｍ ＡＣＭ、またはＡｓａｈｉ ＡＡＶ陰イオン交換膜などであり得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸などの酸は、少なくとも実質的に、約０．１Ｍ～約２Ｍの硫酸などの酸の濃度に維持され得る。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸は、少なくとも実質的に、約０．５Ｍ～約１．５Ｍ、約０．７Ｍ～約１．２Ｍまたは約０．８Ｍであり得る硫酸の濃度に維持され得る。
例えば、３区画膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ～約５．０Ｍ、約１Ｍ～約４．０Ｍ、約１Ｍ～約３．０Ｍ、約２Ｍ～約３．０Ｍ、約１．５Ｍ～約２．５Ｍ、約１．８Ｍ～約２．２Ｍまたは約２Ｍの濃度に維持され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、約２０℃～約８５℃、約４０℃～約８５℃、約４０℃～約７５℃、約５０℃～約７０℃、約５０℃～約６５℃または約６０℃の温度で中央区画に導入され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第２のリチウム低減水性流は、約２０℃～約８０℃、約３０℃～約７０℃、約４０℃～約８０℃または約６０℃の温度で陽極液区画から除去され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第２の電気化学セル内の温度は、少なくとも実質的に、約３０℃～約９０℃、約４０℃～約８５℃、約５０℃～約８０℃、約５０℃～約７０℃、約５０℃～約６５℃、約５０℃～約７０℃、約５５℃～約６５℃または約６０℃の値に維持され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度は、少なくとも実質的に、約０．５ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2、約１ｋＡ／ｍ2～約２ｋＡ／ｍ2、約３ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2、約４ｋＡ／ｍ2または約１．５ｋＡ／ｍ2の値に維持され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧は、少なくとも実質的に、約５Ｖ～約９Ｖ、約６Ｖ～約８Ｖ、約６．５Ｖ～約７．５Ｖまたは約７Ｖの値に維持され得る。
例えば、電気化学セルは、約０．２ｍ2～約４ｍ2、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2、約１ｍ2～約３ｍ2、または約１ｍ2～約２ｍ2のセル面積を有し得る。
あるいは、例えば、本開示のプロセスにおいて、３区画単極または双極膜電解プロセスは、アンモニアを陽極液区画に導入することと、陽極液区画内で硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物を生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流などのアンモニウム化合物含有水性流を陽極液区画から除去することとを、さらに含み得る。
本開示の特定のプロセスのための好適な陰イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、硫酸などの酸を併産しないプロセスにおいて、プロトン遮断膜ではない陰イオン交換膜が、例えば、プロトン遮断膜よりも高い温度に耐え、かつ／または低い抵抗を有し得るので有用であり得ることは、当業者には理解される。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、陰イオン交換膜は、プロトン遮断膜でなくてもよい。例えば、陰イオン交換膜は、Ａｓｔｏｍ ＡＨＡ陰イオン交換膜またはＦｕＭＡ－Ｔｅｃｈ ＦＡＰなどであり得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物は、少なくとも実質的に、約０．５Ｍ～約５Ｍ、約１Ｍ～約４Ｍまたは約３Ｍの硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物の濃度に維持され得る。
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ～約４．０Ｍ、約１．５Ｍ～約２．５Ｍまたは約２Ｍの濃度に維持され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極または双極膜電解プロセスの中央区画内のｐＨは、少なくとも実質的に維持され得る。例えば、ｐＨは、２区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、３区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、第１のリチウム低減水性流の流量、および第２のリチウム低減水性流の流量のうちの少なくとも１つを調整することによって、少なくとも実質的に維持され得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、所定の程度まで進行し得る。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、陽極液区画に導入され得、第１のリチウム低減水性流は、陽極液区画から除去され得、第１の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、中央区画に導入され得、第２のリチウム低減水性流は、中央区画から除去され得、第２の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
例えば、本プロセスは、第２のリチウム低減水性流の少なくとも一部分を、２区画単極または双極膜電解プロセスにリサイクルすることをさらに含み得る。
本明細書で考察される例を使用して、プロセスが必要に応じて変更され得ることも、当業者には理解される。
例えば、本開示のプロセスの少なくとも一部分は、バッチプロセスとして動作され得る。あるいは、例えば、本プロセスは、連続プロセスまたは半連続プロセスとして動作され得る。例えば、２区画単極もしくは双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極もしくは双極膜電解セルの中央区画内のｐＨが、例えば、本明細書に記載されるような、２区画単極もしくは双極膜電解プロセス、および／もしくは３区画単極もしくは双極膜電解プロセスの電流密度、ならびに／またはプロセス間を流れる流れの流量を調整することによって、少なくとも実質的に維持され得ることは、当業者には理解される。
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極または双極膜電解プロセスの中央区画内のｐＨは、少なくとも実質的に維持され得る。
例えば、ｐＨは、２区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、３区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、第１のリチウム低減水性流の流量、および第２のリチウム低減水性流の流量のうちの少なくとも１つを調整することによって、少なくとも実質的に維持され得る。
ｐＨの測定および／または監視のための好適な手段の選択は、当業者によって行われ得る。好適な電流密度および／または好適な流量の選択は、当業者によって行われ得る。
例えば、本プロセスは、第１の水素含有流を電気化学セルの陰極液区画から除去することをさらに含み得る。例えば、本プロセスは、酸素含有流を電気化学セルの陽極液区画から除去することをさらに含み得る。
例えば、電気化学セルは、陽極液区画内のｐＨを測定する手段をさらに含み得、システムは、陽極液区画内のｐＨが所定の値を下回る場合、第１のリチウム低減水性流を運ぶように構成されている。
例えば、電気化学セルは、中央区画内のｐＨを測定する手段をさらに含み得、システムは、中央区画内のｐＨが所定の値を超える場合、未変換の硫酸リチウムを電気化学セルの中央区画から運ぶように構成されている。
例えば、電気化学セルは、第２の電気化学セルの陰極液区画内の水酸化リチウムの濃度を測定する手段をさらに含み得る。
例えば、水酸化リチウムは、水酸化リチウム１水和物として結晶化し、任意に乾燥され、得られた金属水酸化物と固体状態で反応して、金属水酸化物の混合物を得ることができる。
例えば、金属硫酸塩は、電池を浸出させることによって得られ得る。
例えば、電池は、ＬＦＰ（ＬｉＦｅＰＯ4）を含み得る。
例えば、水酸化リチウムは、それを金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を形成する前に、濃縮され得る。
例えば、濃縮は、逆浸透を使用することによって、または加熱することによって実行され得る。
例えば、水酸化リチウムは、それを金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を形成する前に、結晶化し得る。
例えば、金属酸化物は、ラメラ構造Ｌｉ（Ｍ2+）Ｏ2を有し得る。
例えば、金属酸化物は、スピネル構造Ｌｉ（Ｍx+）2Ｏ4、ａｖｅｃ ３＜Ｘ＜４を有し得る。
例えば、水酸化リチウム組成物は、金属硫酸塩と反応する前に濃縮され得る。
例えば、濃縮は、逆浸透を使用することによって、または加熱することによって実行され得る。
例えば、キレート剤は、ＮＨ3であり得る。
例えば、ＬｉＯＨは濃縮され、次いで結晶化せずに金属水酸化物と直接反応し得る。例えば、ＬｉＯＨは濃縮され、結晶化し、任意に乾燥され、次いで金属水酸化物と直接反応し得る。
例えば、ＬｉＯＨは、気流乾燥機で処理され得る。
例えば、ＬｉＯＨおよび金属水酸化物は、一緒に反応して、混合物を得ることができ、次いで一緒に加熱される。
例えば、ＬｉＯＨおよび金属水酸化物は、一緒に反応して、混合物を得ることができ、次いで噴霧乾燥機で一緒に加熱される。
例えば、硫酸リチウム１水和物の結晶は、セルに挿入されて、Ｌｉ2ＳＯ4濃度を増加させ得る。
例えば、硫酸塩または水酸化物は、溶媒抽出法によって精製され得る。例えば、溶媒抽出に使用される溶媒は、亜リン酸をベースにすることができ、例えば、Ｃｙａｎｅｘ ２７２、Ｃｙａｎｅｘ ３０１、Ｃｙａｎｅｘ ３０２、ジ－（２－エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、ＤＥＨＴＰＡ、Ｂａｙｓｏｌｖｅｘ ＤＥＤＰ、Ｉｏｎｑｕｅｓｔ ８０１、Ｈｏｅ Ｆ ３７８７、ＭＥＨＰＡ、Ｐ２０４、ＰＣ８８Ａ、Ｐ５０７、またはヒドロキシ－オキシム抽出剤（例えば、Ａｃｏｒｇａ Ｐ５０、Ａｃｏｒｇａ Ｋ２０００、ＬＩＸ ８４－Ｉ、ＳＭＥ ５２９、ＬＩＸ ６５Ｎ、ＬＩＸ ６４、ＬＩＸ ７０、ＬＩＸ ８６０、ＬＩＸ ６２２）、またはβ－ジケトン金属カチオン抽出剤（例えば、ＬＩＸ ５４、ＸＩ－Ｎ５４、ＸＩ－５５、ＸＩ－５７）である［出典：溶媒抽出（Ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）：抽出冶金の背後にある配位化学（ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｂｅｈｉｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，２０１４，４３，１２３］。
例えば、水酸化物の共沈後の濾過された硫酸塩溶液は、膜電解に入る前に、任意に精製および／または濃縮され得る。
例えば、浸出された溶液は、水酸化物の共沈前に精製され得る。精製の例は、金属の選択的分離、例えば水酸化物の沈殿、不溶性塩の沈殿、酸化沈殿、イオン交換、溶媒抽出、電気化学めっき、結晶化に関連し得る。
例えば、選択的沈殿は、例えば、Ｏ2、ＳＯ2またはＨ2ＳＯ5、過硫酸塩（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、シュウ酸アンモニウム（ＮＨ4）2Ｃ2Ｏ4、塩素、塩素化合物（ＨＣｌ、ＣｌＯ2、ＨＣｌＯ3）、Ｏ3、ＮａＯＣｌ、ＣｏＳ、Ｎａ2Ｓ、ＮａＨＳ、ＣａＣＯ3、Ｎａ3ＰＯ4の添加によって実行され得る。
例えば、水酸化物の沈殿は、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ4ＯＨの添加によって得られ得る。
例えば、不溶性塩の沈殿は、ジメチルグリオキシムの添加によって得られ得る。
例えば、ＬｉＰＦ6電解質は、回収され得る。
例えば、浸出工程のｇ／Ｌでの固体／液体（材料のグラム／液体の体積）比は、１／５～１：１００の間で構成され得る。
例えば、浸出溶液は、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、ＨＮＯ3、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルコースのうちの少なくとも１種の混合物であり得る。
例えば、金属硫酸塩Ｍ（ＳＯ4）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎである）および／またはＡｌ2（ＳＯ4）3は、水酸化物の合成における前駆体として使用される前に、任意に結晶化し得る。
例えば、ここで最終材料が共沈法を使用して得られたとしても、リチウム含有硫酸塩溶液のリサイクルを伴う層状酸化物材料の合成につながる任意の他の種類の合成方法は、本開示の範囲内に包含される。
一例によれば、本開示によるプロセスは、図１に提示される。図１から分かるように、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、および硫酸マンガンは、一緒に混合されて、様々な金属硫酸塩を含む組成物を得ることができる。このような組成物は、水性組成物、例えば、酸性水性組成物であり得る。例えば、少なくとも１種の金属を含む材料が、Ｈ2ＳＯ4で浸出され、それによって、所望の金属硫酸塩組成物を得ることができる。あるいは、様々な金属硫酸塩は、水性酸性組成物と反応して、所望の金属硫酸塩組成物を得ることができる。次いで、ＬｉＯＨおよびキレート剤（例えば、ＮＨ3）が、この混合物に添加されて、混合物を形成し、最終的に所望の金属水酸化物を沈殿させる。ＬｉＯＨは、硫酸金属反応が高ｐＨで開始するため、ｐＨ向上剤であり、ＮＨ3は、キレート剤として作用し得る。反応が開始すると、固相が沈殿し（すなわち水酸化物化合物となり）、高ｐＨ、例えば、１０≦ｐＨ≦１３で液相から分離され得る。この固相沈殿物は、さらに水で洗浄され、空気中、１２０℃で８時間乾燥される。次いで、水酸化物相ＮＭＣ（ＯＨ）2が得られる。先に集められた液相は、溶解したＬｉ2ＳＯ4を含有し、それは、液相濾過後に回収され得る。このＬｉ2ＳＯ4硫酸リチウムは、膜電解槽で水酸化リチウムＬｉＯＨに電解され得、これは、別の混合物を形成するためのｐＨ向上剤として使用され得る。
当業者は、電気膜プロセスが、多くの異なる様式で、かつ様々な異なるパラメータに従って実行され得ることを理解するであろう。例えば、このような電気膜プロセスは、以下の参考文献、ＷＯ２０１３／１５９１９４、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２０１４／１３８９３３、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つに定義されているように実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
水酸化物相ＮＭＣ（ＯＨ）2は、さらに使用されて、Ｌｉ2ＳＯ4の電解から得られたＬｉＯＨと混合されて、金属水酸化物の混合物を得ることができる。例えば、金属水酸化物のこの混合物は、異なる温度で焙煎され得る。例えば、それは、空気中、４５０℃の第１の温度で約８時間、焙煎され得、次いで、空気中、８００℃で１２時間、焙煎され得る。次いで、それは、粉砕、篩い分け、水で洗浄され、最終的に、空気中、６００℃で約８時間乾燥される。次いで、ニッケル－マンガン－コバルトリチウム酸化物Ｌｉ－（ＮｉxＭｎyＣｏz）Ｏ2、式中、０＜ｘ、ｙ、ｚ＜１およびｘ＋ｙ＋ｚ＝１が得られる。［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］コア／［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］シェルのような、異なる金属についてコアから表面への勾配濃度を有するコア－シェル材料、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘ、も得られ、最終材料中に濃度勾配をもたらし得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された少なくとも実質的に純粋な金属であり得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケル精鉱（コバルト、場合によっては他の元素も含有）であり得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケルコバルト含有材料（例えば、酸化ニッケル鉱石、ニッケルマット、硫化ニッケル、ニッケルとコバルトとの混合硫化物、銅製錬プロセスから生成される粗硫酸ニッケル、および酸化ニッケル）であり得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された、図３１、図３２、および図３３のＣまたはＤと称される溶液などのニッケル－コバルト水溶液であり得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によってストリッピングされ得るニッケル（およびコバルト、場合によっては他の元素）を含有する有機溶液であり得る。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された使用済み電池またはその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）であり得る。
当業者は、図１に示されるプロセスが、出発物質として使用される少なくとも１種の金属硫酸塩の性質に従って変化し得ることを理解するであろう。したがって、様々な金属およびその様々な混合物は、出発物質として使用され得る。
リチウムイオン電池のカソード材料のための高電位での酸化物の合成
カソード材料を合成して、特定の式、ＬｉpＮｉxＭｎyＣｏzＡｌqＯ2を有するリチウム遷移金属酸化物を生成した。式は、業界の特定の種類の材料に到達するための具体的な割合を有する。得られたカソード材料は、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2、およびＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2である。
実施例１ Ｃｏ（ＯＨ）2の合成
２８．１１ｇのＣｏＳＯ4・７Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）を、１００ｍＬの蒸留水中に溶解して、１Ｍの溶液（ｐＨ約４～５）を生成した。１０．４９ｇのＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）を、２５０ｍＬの蒸留水中に溶解して、１Ｍの溶液（ｐＨ１２超）を得た。２８～３０体積％のアンモニア（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）の溶液から５．８４１ｍＬを採取して、２Ｍの溶液（ｐＨ＞１２）を得た。
モンタージュを、４つ口丸底フラスコ（Ｄｉｍａ ｇｌａｓｓ ｉｎｃ）で作成した。フラスコ内を不活性雰囲気にするために、口のうちの１つを窒素流に使用した。他の２つの開口部を、ＬｉＯＨおよびＮＨ3を注ぐために使用し、第４の開口部を、冷却器を通してＮＨ3の回収専用とした。
モンタージュを、フラスコの底にあるＣｏＳＯ4の溶液で設定した。１ＭのＣｏＳＯ4溶液１０ｍＬを、最初に窒素流によってすべて脱気し、システムを窒素流下で１５分間維持した。温度を、６０℃に調節した。２０ｍＬのＮＨ3および２５ｍＬのＬｉＯＨを、一滴ずつ導入し、溶液を、常に撹拌しながらフラスコ内に保持した。反応を、溶液のｐＨが１０に達したときに開始した。生成物が反応すると（すなわち、１０分後）、溶液をさらに２０分間撹拌した。基質を濾過し、蒸留水で３回洗浄した。
濾過後、試料を１２０℃で８時間加熱した。次いで、１ｇのＣｏ（ＯＨ）2を回収した（ピンク色）。全体的な反応は、式１で与えられる。
ＣｏＳＯ4＋２ＬｉＯＨ＋ＮＨ3→Ｃｏ（ＯＨ）2＋Ｌｉ2ＳＯ4＋ＮＨ3
式１
この式では、すべての試薬は、水溶液である。式１の反応の生成物である水酸化コバルトは、酸化コバルトの合成の前駆体として使用される（例２を参照）。母液中で、Ｌｉ2ＳＯ4ノ水溶液を、ＬｉＯＨの残りと、反応中過剰に混合した。すべてのＬｉＯＨを硫酸リチウムに変換するために、式２に示されるように、Ｈ2ＳＯ4を使用して溶液を中和した。
２ＬｉＯＨ＋Ｈ2ＳＯ4→Ｌｉ2ＳＯ4・Ｈ2Ｏ＋Ｈ2Ｏ
式２
濾過されたＬｉ2ＳＯ4は電解され、ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏに変換され得る。Ｘ線回折を、化合物に対して、その高純度を強調するために実行した。
図２は、Ｃｏ（ＯＨ）2のＸ線回折パターンを表す。それは、水酸化コバルトの理論上の回折ピークで指数化方式にされ得る。加えて、２０°で小さな強度ピークが観察されるため、不純物に気づき得る。水酸化物の合成反応では、高ｐＨで水酸化物の形成反応が開始するため、ＬｉＯＨがｐＨ向上剤源として使用される。例えば、ＬｉＯＨは、ＮａＯＨで置き換えられ得、Ｘ線回折を、化合物に対して、その高純度を強調するために実行した。このような場合、電気膜プロセスは、Ｎａ2ＳＯ4をＮａＯＨに変換するために使用され得る。
図３は、ｐＨ向上剤源としてＮａＯＨでのＣｏ（ＯＨ）2合成のＸ線回折パターンを表す。この化合物のＸ線回折パターンは、水酸化コバルトの理論上の回折ピークで指数化方式にされ得る。加えて、ＬｉＯＨ回折図で観察されたように、２０°で小さな強度ピークが観察されるため、不純物に気づき得る。
ｐＨ向上剤源としてのＮａＯＨまたはＬｉＯＨに基づくこのＣｏ（ＯＨ）2材料は、様々な潜在的な生成物（以下を参照）の前駆体であった。
実施例２ ＬｉＣｏＯ2の合成
以前に得られた水酸化コバルトを、リチウムコバルト酸化物、ＬｉＣｏＯ2の合成のための前駆体として使用した。ここで、最初の工程は、ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏを、Ｃｏ（ＯＨ）2と混合することであった。式３に示されるように、これは化学量論的反応であった。
Ｃｏ（ＯＨ）2＋ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ＋０．２５Ｏ2→ＬｉＣｏＯ2＋２．５Ｈ2Ｏ
式３
前駆体を混合し、粉砕し、ペレット化を熱処理前に行った。これらのペレットを、空気中、４５０℃で８時間炉に入れた。この工程後、ペレットを粉砕し、ペレットに戻した。炉を、空気中、８００℃で１２時間設定した。ペレットを再度粉砕し、次いで水で洗浄した。懸濁液を濾過し、粉末を回収し、再びペレットに圧縮した。最後の工程は、空気中、６００℃で８時間の別の熱処理で構成された。
Ｘ線回折パターンによって、リチウムコバルト酸化物の高純度が確認された。
図４は、リチウムコバルト酸化物のＸ線回折パターンを提示する。水酸化コバルトの残留物であり得る不純物が、２０°で確認され得る（同じ不純物が観察された）。この不純物は、既に文献で何度か報告されている。
リチウム化コバルト酸化物は、ＮａＯＨで得られた水酸化コバルトからも生成され得る。このような化合物のＸ線回折は、図５に見られ得、水酸化物合成中の塩基源の性質に応じて差異が観察されないことが指摘されている。
次の工程は、電気化学でＬｉＣｏＯ2の特性を決定することであった。カソード電極を、ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒中で、８３重量％のＬｉＣｏＯ2、９重量％のカーボンブラックＴｉｍｃａｌ Ｃ６５、および８重量％のポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）を混合することによって調製して、スラリーを形成した。スラリーを、数時間混合して均質にし、ドクターブレード法を使用して、炭素被覆アルミニウム箔上に広げた。真空オーブンで７０℃で一晩乾燥させた後、０．５±０．１ｍｇ／ｃｍ２の活物質を装填した電極ディスクを切断し、カレンダー処理した。標準のコインセル（２０３２）を、Ａｒが充填されたグローブボックス内で組み立てた。電極を調製すると、リチウム箔をアノードとして使用し、１ＭのＬｉＰＦ６をエチレンカーボネート中に溶解し、ジエチルカーボネート（１：２の体積比）溶媒を液体電解質として使用した。セパレーターとしてポリプロピレン膜（Ｃｅｌｇａｒｄ ｉｎｃ．）を使用した。電気化学試験を、３０℃のセルで、ＶＭＰ電気化学ステーション（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ、フランス）で、定電流サイクルの０．１ＣレートでＬｉ／Ｌｉ＋に対して、３および４．３Ｖのカットオフ電圧で、実行した。結果の再現性を確保するために、試料ごとに３つのコインセルを調製した。標準偏差を、±１ｍＡｈ／ｇと決定した。
図６は、ＬｉＣｏＯ2の５回の最初の充電および放電を示した。容量は、１７５ｍＡｈｇ-1に達したが、サイクルに伴って減少した。ＬｉＣｏＯ2の容量は、電位範囲に応じて変化するが、電位が高くなると、不可逆的な反応が発生し得る。しかしながら、４．３Ｖでは、化合物は安定しているはずである。ＬｉＣｏＯ2の容量および安定性を最適化するには、いくつかの最適化を行う必要がある。
実施例３ Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2の合成
２．３１２１ｇのＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．４６２８ｇのＣｏＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．０９４４ｇのＡｌ2（ＳＯ4）3・Ｈ2Ｏ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。最終生成物は、緑色に着色した、Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2を示した。Ｘ線回折パターンは、図７に提示される回折パターンが、Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2の理論上の回折パターン（垂直バー）に適合し得るため、水酸化物の形成を確認した。
実施例４ ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の合成
次の実験は、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の形成であった。実験手順は、実施例１と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
図８は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。最後の特性評価は、化合物の電気化学であった。
図９は、０．１ＣレートでのＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2の充電および放電を示した。電気化学手順を、実施例２で詳述した。この化合物の理論上の容量は、２７９ｍＡｈ／ｇで、実験的に得られた比容量は、１８０ｍＡｈ／ｇであった。図９では、放電曲線に２つの勾配が見られ得る。この挙動は、活物質の粒子サイズによって説明することができ、幅が広く、電気化学の目的に最適化されていない。
実施例５ Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2の合成
２．３１３１ｇのＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．３０９２ｇのＣｏＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．１８５９ｇのＭｎＳＯ4・Ｈ2Ｏ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。
図１０は、化合物の回折パターンが、Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
実施例６ ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2の合成
次の工程は、酸化物ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2の形成であった。実験装置は、実施例２と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
図１１は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
容量は、１７５ｍＡｈｇ-1に達したが、サイクルに伴って減少した。ＬｉＣｏＯ2の容量は、電位範囲に応じて変化するが、電位が高くなると、不可逆的な反応が発生し得る。
実施例７ Ｎｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2の合成
１．７３４８ｇのＮｉＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．６１８４ｇのＣｏＳＯ4・６Ｈ2Ｏ（Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．３６７４ｇのＭｎＳＯ4・Ｈ2Ｏ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。
図１２は、化合物の回折パターンが、Ｎｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2の理論上の回折ピークに適合し得ることの強調を示している。
実施例８ ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2の合成
次の工程は、酸化物ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2の形成であった。実験工程は、実施例２と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
図１３は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
図１４は、０．１ＣレートでのＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の充電／放電曲線を表す。電気化学測定器および方法は、実施例２に記載された通りであった。この化合物の理論上の容量は、２７５ｍＡｈ／ｇで、実験的に得られた比容量は、１７０ｍＡｈ／ｇであった。図１４では、放電曲線に２つの勾配が見られ得る。この挙動は、活物質の粒子サイズによって説明することができ、幅が広く、電気化学の目的に最適化されていない。
実施例９ 硫酸リチウムの電解および水酸化リチウムへの変換
硫酸リチウムの電解を、ＷＯ２０１５／０５８２８７の実施例１に記載されている一般的な手順に従って、２区画セルＩＣＩ ＦＭ－２１内で（ＷＯ２０１５／０５８２８７の図２のセルと同様に）実行した。実験条件は、以下の通りであった。
セル：ＦＭ－２１ ２４００ｃｍ2
電流密度：４．０ｋＡ／ｍ2
温度：６０℃
Ｌｉ2ＳＯ4：３００ｇ／Ｌ（バッチ）
ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ：２Ｍ
得られた結果は、以下の通りであった。
変換率：４０％
Ｈ2ＳＯ4：１０．２％
電流効率：７６．９％
ＬｉＯＨ流量：１４．４Ｌ／時
生産性：４．７５ｋｇのＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ／ｈ／ｍ2
（セルでの）電圧：４．３９Ｖ
エネルギー：３６７８ｋＷｈ／ＴＭ ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ
図１５～２２は、Ｌｉ2ＳＯ4の電解中に得られた結果を示す。
図１５は、陽極液流中の硫酸濃度を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１６は、陽極液および陰極液の導電性を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１７は、陽極液および陰極液の温度を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１８は、セルおよび電流発生器での電圧を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１９は、１分当たりの水酸化リチウム１水和物当量のミリリットルでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２０は、１時間当たりの水酸化リチウム１水和物当量のリットルでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２１は、電流効率を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２２は、電気活性領域の１平方メートル当たり１時間当たりの水酸化リチウム１水和物当量のキログラムでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２３は、水酸化リチウム１水和物当量の１メートルトン当たりキロワット時での電気化学的変換に関連する電気エネルギー消費量を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。
図２４に示されるように、ＬｉＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ2ＳＯ4は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、ＬｉＯＨに変換され得、任意に蒸発、結晶化、乾燥させてから、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成する。硫酸は、遷移金属源の浸出に使用され、硫酸塩の形態で溶解した種として金属を発生させる。
図２５に示されるように、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｎａ2ＳＯ4は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得る。ＬｉＯＨは、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。遷移金属源にリチウムが存在する場合、それは金属硫酸塩溶液中で実行され、得られたＬｉ２ＳＯ４は、Ｎａ２ＳＯ４から分離されて、膜電解槽に挿入される前に、Ｎａ２ＳＯ４溶液を精製し得る。リチウム化金属酸化物との反応に使用されるＬｉＯＨは、別の電気膜プロセスに由来する場合と、市販のＬｉＯＨの場合がある。
図２６に示されるように、ＮａＯＨとＬｉＯＨとの混合物は、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として使用される。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ2ＳＯ4とＮａ2ＳＯ4との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ2ＳＯ4は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。ＬｉＯＨは、ＮａＯＨから分離され得る。例えば、ＬｉＯＨは、ＮａＯＨ上で（例えば、蒸発、結晶化、および乾燥工程を介して）実質的に選択的に沈殿し得、したがってそれから分離される。また、Ｌｉ２ＳＯ４は、電気膜プロセスにおいて反応する前に、任意にＮａ２ＳＯ４から分離され得る。得られたＬｉＯＨは、反応して、最終的に使用されて、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成することによって、金属酸化物（複数可）を発生させ得る。
図２７に示されるように、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。例えば、ＮａＯＨは、経済的理由から、ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨの代わりに使用され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ2ＳＯ4とＮａ2ＳＯ4との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ2ＳＯ4は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。ＬｉＯＨは、ＮａＯＨ上で（例えば、蒸発、結晶化、および乾燥工程を介して）実質的に選択的に沈殿し得る。得られたＬｉＯＨは、反応して、最終的に使用されて、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成することによって、金属酸化物（複数可）を発生させ得る。当業者は、例えば遷移金属源が使用済み電池である場合、その中に含まれるリチウムの１００％が、必ずしも電解されない可能性があるため、Ｌｉ2ＳＯ4の外部源が、電気膜プロセスに提供されて、ＬｉＯＨに変換され得ることを理解するであろう。
図２８に示されるように、水酸化物の沈殿に使用されるＬｉＯＨは、任意に結晶化し得る。さらに、硫酸リチウム溶液は、電気膜プロセスに挿入される前に、精製および濃縮され得る。例えば、この場合、Ｌｉ2ＳＯ4の外部源が提供され得る。実際、発生したＬｉＯＨは、（ｉ）金属硫酸塩との反応、および（ｉｉ）得られた金属水酸化物（複数可）との混合に使用されるので、Ｌｉ2ＳＯ4の外部源が提供され得る。
図２９に示されるように、陽極液溶液と呼ばれる電気化学的発生硫酸溶液は、濃縮されて、遷移金属源、例えば、電池活物質を浸出させ得る。
図２９に記載される陽極液濃縮プロセスは、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つにおいて記載されているような方法またはプロセスによって実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。当業者は、図２９の陽極液濃縮が、したがって、図２４～図２８のうちのいずれにも応用され得ることを理解するであろう。濃縮後の陽極液溶液は、リチウムが欠乏し、Ｌｉ２ＳＯ４豊富の溶液が、処理される電気膜システムに再度挿入される。陽極液濃縮後に得られた硫酸リチウム溶液は、図２９に記載されるように、水酸化物沈殿後に回収されたＬｉ2ＳＯ4溶液と混合され得る。Ｌｉ2ＳＯ4溶液のこのような混合物は、電気膜プロセスに戻され得る。
図３０は、コア－シェル設計材料の合成を説明する。コア－シェル設計を有する金属水酸化物は、図２４～図２９に記載されるように沈殿し得、リチウム化材料のコア－シェル酸化物は、ＬｉＯＨの添加後に得られ得る。
図２８～図２９、当業者は、任意に結晶化したＬｉＯＨが、ＮａＯＨまたは両方の混合物によって置き換えられて、ｐＨを高め得ることを理解し得る。Ｎａ2ＳＯ4または両方の混合物で置き換えられ得るＬｉ２ＳＯ４にも同じことが当てはまる。当業者はまた、図２９に記載されるような硫酸塩溶液の濃縮および精製が、図２４～図３０の任意のプロセスに応用され得ることも理解し得る。
図３１は、金属水酸化物の代わりに金属炭酸塩の沈殿を説明する。そうするために、膜電解から発生したＬｉＯＨは、炭酸化されて、Ｌｉ2ＣＯ3を形成し得る。例えば、炭酸化は、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２００６／１０４３６７、ＷＯ２０１８／１３４５３６、またはＷＯ２０１５／０５８２８７に記載されているように実施され得、それらは参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。この炭酸リチウムは、金属硫酸塩と反応して、金属炭酸塩を形成し得る。硫酸リチウム溶液は、図２４～３０に記載されるように回収され得る。
当業者は、図２４～図３１に記載されるすべての可能な実施形態が、硫酸塩を硝酸塩に置き換えて、図３２にも応用され得る（例えば、Ｌｉ2ＳＯ4溶液の濃縮、および／またはＬｉ2ＳＯ4、およびＮａ2ＳＯ4との混合物）ことを理解するであろう。
加えて、当業者は、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨまたは図２４～３１のいずれかにおける両方の混合物によって置き換えられることを理解し得る。Ｎａ２ＳＯ４または両方の混合物で置き換えられ得るＬｉ２ＳＯ４にも同じことが当てはまる。
図２４～図３１、様々な酸溶液源が、遷移金属源との反応に使用され得る、例えば、それは、硫酸溶液（図２４）、硫酸リチウム溶液（図２９）、および陽極液溶液であり得る。例えば、浸出溶液用のこれらの様々な酸溶液源は、（Ａ）陽極液溶液と呼ばれる、電気化学的発生硫酸溶液、（Ｂ）（希釈）硫酸リチウム溶液と呼ばれる、膜電解によって発生する部分的に濃縮された硫酸溶液、または（Ｃ）硫酸であり得る。（ａ）陽極液溶液は、表１に提示されるような化学組成物を有する、膜電解からの電気化学的発生硫酸溶液に関する。この溶液の濃度は、≒１．５Ｍ Ｈ2ＳＯ4である。
Figure 2023051938000002
（ｂ）（希釈）硫酸リチウム溶液と呼ばれる、膜電解によって発生する部分的に濃縮された硫酸溶液は、リチウムが欠乏した以前の陽極液溶液からなり、濃縮され、次いで水で希釈されて、≒１Ｍ Ｈ2ＳＯ4の濃度に到達する。
図３２より、硝酸は、Ｌｉ２ＳＯ４の代わりに使用されるＬｉＮＯ３の塩分解から発生し得る。遷移金属源の硝酸での浸出によって、溶液に溶解した金属硝酸塩の生成がもたらされる。次いで、水酸化物の沈殿のために、ＬｉＯＨが添加され、硝酸リチウム化溶液が濾過され得る。このＬｉＮＯ３溶液は、電気膜プロセスに入り、ＬｉＯＨおよびＨＮＯ３に変換され得る。図３２によって硫酸塩を置き換える場合、図２４～図３１のすべての実施形態が本明細書に応用される。
ＮｉおよびＣｏ精鉱から開始する全体的なプロトコルは、図３３、図３４、図３５に例示され、高純度のＣｏおよびＮｉ水相（図３３、図３４、図３５では溶液ＡおよびＢと呼ばれる）の生成、高純度のＣｏもしくはＮｉ水相（ＣおよびＤと呼ばれる）の生成、または硫酸コバルトもしくは硫酸ニッケル結晶塩（ＥおよびＦと呼ばれる）をもたらし得る。例えば、ｐＨは、溶液ＡからＢに増加して、有機相中でのコバルトの回収の最大化を確実にする。例えば、硫酸リチウム溶液は、電気膜プロセスによって発生する陽極液溶液によって提供され得、図２９に記載されるように濃縮され得る。
図３３～図３５、様々な酸溶液源が、Ｌｉ－Ｃｏ精鉱の浸出に使用され得る、例えば、それは、硫酸溶液（図３３）、硫酸リチウム溶液（図３４）、および陽極液溶液（図３５）であり得る。
当業者は、例えば、図３３～図３５で提供される実施形態が、図２４～図３１に示されるプロセスに応用され得、図３３～図３５で得られる金属硫酸塩は、図２４～図３１の遷移金属源ボックスであり得ることを理解するであろう。加えて、図３３～図３５の浸出に使用される硫酸源は、図３２に記載される硝酸塩の形態の遷移金属源を得るために硝酸で置き換えられ得る。
当業者は、図２４～図３０および図３４において、金属水酸化物／炭酸塩と反応して、リチウム化金属酸化物（複数可）を形成するために使用されるＬｉＯＨが、炭酸化されて、金属水酸化物／炭酸塩と反応して、リチウム化金属酸化物（複数可）を形成するＬｉ2ＣＯ3を発生させ得ることを理解するであろう。本開示に記載される他の炭酸塩、例えば、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3、Ｒｂ2ＣＯ3、Ｃｓ2ＣＯ3、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、またはＢａＣＯ3も使用され得る。
当業者は、図３５で使用される硝酸塩が、図２４～図３４に提示されるような硫酸塩の代替物であり得、図２４～図３４に提示されるすべてのプロセスが、硫酸塩を硝酸塩に置き換えて使用され得ることを理解するであろう。
例えば、金属炭酸塩から酸化リチウムへの変換は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ＷＯ２００６／１０４３６７に記載されている。
例えば、図２４～２８で発生した電気化学的発生硫酸（Ｈ2ＳＯ4溶液）は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含有し得る。Ｈ2ＳＯ4は、図２９に示されるように、陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る。例えば、このような分離は、硫酸塩１水和物の選択的結晶化によって達成され得る。例えば、陽極液濃縮は、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つに記載されているような、選択的硫酸塩沈殿によって実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
さらに、当業者は、図２４～図３５の電気膜プロセスによって発生する酸性溶液が、図２９に提示されるように、陽極液溶液および濃縮工程によって置き換えられ得ることを理解し得る。
当業者は、図２４～図３４に記載されるすべての可能な実施形態が、図３５にも応用され得る（例えば、Ｌｉ2ＳＯ4溶液の濃縮、および／またはＬｉ2ＳＯ4、およびＮａ2ＳＯ4との混合物）ことを理解するであろう。
実施例１０ コア－シェル合成
コア［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、およびシェル［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］、ａ＋ｂ＋ｃ＝１から作製される、組成物Ｌｉ［ＮｉdＭ１eＭ２f］Ｏ2、ｄ＋ｅ＋ｆ＝１であり、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃを有する勾配濃度材料の合成について。
このような球状のコア－シェル材料を調製するためには、水酸化物前駆体を最初に得る必要があり、共沈を介して合成し得る。このような合成法において、一定量のＮｉＳＯ4・６Ｈ２Ｏ（ならびに任意に、所与の濃度のＭ１、および異なる濃度のＭ２）、水溶液を、コア組成物ＮｉxＭ１yＭ２z（ＯＨ）2用の出発材料として使用した。金属水溶液を、一定量の脱イオン水、ｐＨ向上剤としてのＮａＯＨ(水溶液)、およびキレート剤としてのＮＨ4ＯＨ(水溶液)が既に充填されたバッチ反応器に、窒素雰囲気下で連続的に供給した。同時に、所定の濃度のＮａＯＨおよび適切な量のＮＨ４ＯＨ(水溶液)を、ポンプで反応器に注入した。前駆体ＮｉxＭ１yＭ２z（ＯＨ）2が、溶液中で形成されると、第２の溶液、所望の金属ＮｉaＭ１bＭ２c（ＯＨ）2（例えば、Ｍ１およびＭ２＝Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ）の水溶液を、反応器に導入した。得られたＮｉdＭ１eＭ２f（ＯＨ）2（ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃ）粉末を濾過し、洗浄し、真空下、１１０℃で１２時間乾燥させた。Ｌｉ［ＮｉdＭ１eＭ２f］Ｏ2を調製するために、前駆体ＮｉdＭ１eＭ２f（ＯＨ）2をＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏと混合し、酸素雰囲気下、７００℃で１０時間■焼した。
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって、浸出された使用済み電池または浸出されたその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）であり得る。
浸出金属硫酸塩溶液は、使用済みバッテリーから回収された金属（例えば、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、および／またはＡｌ、および／またはＭｎ）を含有し得る。例えば、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ2ＳＯ4とＮａ2ＳＯ4との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ2ＳＯ4は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。
当業者は、別の塩基が、ＮａＯＨの代わりに使用され得ることを理解するであろう。例えば、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2が使用され得る。
本開示の項［００３６］～［００２９１］の実施形態は、応用が行われ得る場合、実施形態のあらゆる組み合わせを実証するために、本開示において、このような様式で提示される。したがって、これらの実施形態は、（前に提示された実施形態を包含する）先行する請求項のいずれかに従属するすべての実施形態の従属請求項を作成することと同等の様式で説明に提示され、それによって、それらがすべて可能な様式で一緒に組み合わされ得ることを実証する。例えば、応用可能な場合、項［００３６］～［００２９１］の実施形態、および項［０００５］～［００３５］のプロセスの間のすべての可能な組み合わせは、本開示によってここに包含される。
本開示は、具体例に関して説明されてきた。説明は、その範囲を限定するためではなく、本開示の理解に役立てることを意図された。本明細書に記載される開示の範囲から逸脱することなく、本開示に様々な変更を加えることができ、そのような変更は本文書に包含されることが意図されていることは、当業者には明らかであろう。
すべての出版物、特許、および特許出願は、個々の出版物、特許、または特許出願の各々が、参照によりその全体が組み込まれることが具体的かつ個別に示されているのと同じ程度に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本開示における用語が、参照により本明細書に組み込まれる文書において異なるように定義されていることが判明した場合、本明細書に提供される定義は、その用語の定義として機能するものである。

Claims (277)

  1. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、前記硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  2. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  3. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび任意に前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび任意に水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  4. ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項２に記載のプロセス。
  5. ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって電解セルから取り出される、請求項２に記載のプロセス。
  6. ＬｉＯＨをＮａＯＨ上で実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
  7. 蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
  8. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約８～約１４のｐＨで得られる、請求項１～７のいずれか１項に記載のプロセス。
  9. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９～約１３、または約１０～約１２のｐＨで得られる、請求項１～７のいずれか１項に記載のプロセス。
  10. 前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１～９のいずれか１項に記載のプロセス。
  11. 前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１０に記載のプロセス。
  12. 固相の前記沈殿物を乾燥させることが、少なくとも８０℃の温度で、約１～約４時間の期間乾燥させることを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のプロセス。
  13. キレート剤が存在する、請求項１～１２のいずれか１項に記載のプロセス。
  14. 前記キレート剤がアンモニアである、請求項１３に記載のプロセス。
  15. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
    金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
  16. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記水酸化リチウムおよび前記水酸化ナトリウムを互いに分離することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
    金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
  17. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９～約１４のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
  18. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０～約１３のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
  19. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５～約１２．５のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
  20. 前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１５～１９のいずれか１項に記載のプロセス。
  21. 前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項２０に記載のプロセス。
  22. 前記金属硫酸塩が、水酸化リチウム、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１５～２１のいずれか１項に記載のプロセス。
  23. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも４時間の期間焙煎することを含む、請求項１５～２２のいずれか１項に記載のプロセス。
  24. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも４００℃の第１の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することを含む、請求項１５～２２のいずれか１項に記載のプロセス。
  25. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも６００℃の第２の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項２３または２４に記載のプロセス。
  26. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも７００℃の第２の温度で、少なくとも８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項２３または２４に記載のプロセス。
  27. 前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  28. 前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  29. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項２８に記載のプロセス。
  30. 前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項２９に記載のプロセス。
  31. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流が、前記陽極液区画に導入され、前記第１のリチウム低減水性流が、前記陽極液区画から除去され、前記第１の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項２９または３０に記載のプロセス。
  32. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
  33. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４～約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
  34. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５～約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
  35. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約４Ｍの濃度に維持される、請求項３１～３４のいずれか１項に記載のプロセス。
  36. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項３１～３４のいずれか１項に記載のプロセス。
  37. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約２０℃～約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  38. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４０℃～約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  39. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４５℃～約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  40. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  41. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約５０℃～約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  42. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５５℃～約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１～３６のいずれか１項に記載のプロセス。
  43. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３１～４２のいずれか１項に記載のプロセス。
  44. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃～約８５℃の値に維持される、請求項２８～４３のいずれか１項に記載のプロセス。
  45. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ2～約６ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項２８～４４のいずれか１項に記載のプロセス。
  46. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項２８～４４のいずれか１項に記載のプロセス。
  47. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ～約８Ｖの値に維持される、請求項２８～４４のいずれか１項に記載のプロセス。
  48. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ～約１０Ｖの値に維持される、請求項２８～４４のいずれか１項に記載のプロセス。
  49. 前記電気化学セルが、約０．２ｍ2～約４ｍ2のセル面積を有する、請求項２８～４８のいずれか１項に記載のプロセス。
  50. 前記第２の電気化学セルが、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2のセル面積を有する、請求項２８～４８のいずれか１項に記載のプロセス。
  51. 前記第２の電気化学セルが、約１ｍ2～約３ｍ2のセル面積を有する、請求項２８～４８のいずれか１項に記載のプロセス。
  52. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約２ｍ2のセル面積を有する、請求項２８～４８のいずれか１項に記載のプロセス。
  53. 前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  54. 前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  55. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項５４に記載のプロセス。
  56. 前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項５５に記載のプロセス。
  57. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、前記中央区画に導入され、前記第２のリチウム低減水性流が、前記中央区画から除去され、前記第２の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項５５または５６に記載のプロセス。
  58. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で生成することと、硫酸含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項５７に記載のプロセス。
  59. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項５８に記載のプロセス。
  60. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ～約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５７～５９のいずれか１項に記載のプロセス。
  61. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下～約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５７～５９のいずれか１項に記載のプロセス。
  62. 前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約４Ｍの濃度に維持される、請求項５７～６１のいずれか１項に記載のプロセス。
  63. 前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項５７～６１のいずれか１項に記載のプロセス。
  64. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約４０℃～約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項５７～６３のいずれか１項に記載のプロセス。
  65. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水性流が、約４０℃～約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項５７～６３のいずれか１項に記載のプロセス。
  66. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃～約７０℃の値に維持される、請求項５７～６３のいずれか１項に記載のプロセス。
  67. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項５７～６６のいずれか１項に記載のプロセス。
  68. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ2～約１０ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項５７～６６のいずれか１項に記載のプロセス。
  69. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ～約９Ｖの値に維持される、請求項５７～６６のいずれか１項に記載のプロセス。
  70. 前記電気化学セルが、約０．２ｍ2～約４ｍ2のセル面積を有する、請求項５７～６９のいずれか１項に記載のプロセス。
  71. 前記電気化学セルが、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2のセル面積を有する、請求項５７～６９のいずれか１項に記載のプロセス。
  72. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約３ｍ2のセル面積を有する、請求項５７～６９のいずれか１項に記載のプロセス。
  73. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約２ｍ2のセル面積を有する、請求項５７～６９のいずれか１項に記載のプロセス。
  74. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項５７に記載のプロセス。
  75. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項７４に記載のプロセス。
  76. 前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ ＡＨＡ膜である、請求項７５に記載のプロセス。
  77. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ～約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７４～７６のいずれか１項に記載のプロセス。
  78. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７４～７６のいずれか１項に記載のプロセス。
  79. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項７４～７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  80. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項７４～７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  81. 前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  82. 前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１～２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  83. 前記キレート剤が、ＮＨ3、ＮＨ4ＯＨ、アセチルアセトン、５－スルホサリチル酸、シュウ酸から選択される、請求項１～８２のいずれか１項に記載のプロセス。
  84. 前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス－１，２－ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン－トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２－アミノエチルエーテル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′－四酢酸）から選択される、請求項１～８２のいずれか１項に記載のプロセス。
  85. 前記キレート剤が存在する、請求項８４に記載のプロセス。
  86. 前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）2またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）2である、請求項１～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  87. 前記金属水酸化物が、Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2、Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2、およびＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2から選択される、請求項１～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  88. 前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ2またはＬｉ(1+x)Ｍ(1-x)Ｏ2、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ(1-z)Ｍ(1+z)Ｏ2のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  89. 前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ0.33Ｍｎ0.33Ｃｏ0.33Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ0.3Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2、およびＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2から選択される、請求項１～７７のいずれか１項に記載のプロセス。
  90. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１～８１のいずれか１項に記載のプロセス。
  91. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１～８１のいずれか１項に記載のプロセス。
  92. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１～８１のいずれか１項に記載のプロセス。
  93. 前記プロセスが、前記硫酸塩を含む前記液体を、前記硫酸塩を前記水酸化物に変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１～９２のいずれか１項に記載のプロセス。
  94. 前記電気膜プロセスの陽極液が、そこから硫酸塩を実質的に選択的に沈殿させることによって処理され、それによってＨ2ＳＯ4濃度を増加させる、請求項９３に記載のプロセス。
  95. ＬｉＯＨが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項９２、９３、または９４に記載のプロセス。
  96. 前記硫酸を回収することを含む、請求項９２、９３、９４、または９５に記載のプロセス。
  97. 前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項９２、９３、９４、９５、または９６に記載のプロセス。
  98. 前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１～９７のいずれか１項に記載のプロセス。
  99. 前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１～９８のいずれか１項に記載のプロセス。
  100. 前記金属源が、遷移金属源である、請求項９９に記載のプロセス。
  101. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９～１００のいずれか１項に記載のプロセス。
  102. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９～１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  103. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９～１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  104. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９～１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  105. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ2Ｏ2の存在下で、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９～１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  106. 前記金属源が、その金属形態の金属である、請求項９９～１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
  107. 前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項９９～１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
  108. 前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項１０７に記載のプロセス。
  109. 前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項９９～１０８のいずれか１項に記載のプロセス。
  110. 前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項１０９に記載のプロセス。
  111. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項９９～１１０のいずれか１項に記載のプロセス。
  112. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ2Ｏ2の存在下で、硫酸で浸出させることによって得られる、請求項１１１に記載のプロセス。
  113. 前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項９９～１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
  114. 前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項１１３に記載のプロセス。
  115. 前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項１１３～１１４のいずれか１項に記載のプロセス。
  116. 前記金属硫酸塩が、異なる金属の精鉱を有機相および水相で処理して、前記異なる金属を互いに分離することによって得られ、次いで前記金属が、硫酸塩の形態で結晶化する、請求項１～１１５のいずれか１項に記載のプロセス。
  117. 水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１～１１６のいずれか１項に記載のプロセス。
  118. 水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１～１１６のいずれか１項に記載のプロセス。
  119. 水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項１１８に記載のプロセス。
  120. 前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１～１１９のいずれか１項に記載のプロセス。
  121. 前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１～１１９のいずれか１項に記載のプロセス。
  122. 前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項１２１に記載のプロセス。
  123. 水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２２に記載のプロセス。
  124. 水酸化リチウムが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２２に記載のプロセス。
  125. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの前記少なくとも１種を含む液体を、前記硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  126. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
    （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を、前記硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  127. ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物の調製プロセスであって、
    ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、ＭｇＮＯ3、ＣａＮＯ3、ＳｒＮＯ3、およびＢａＮＯ3のうちの少なくとも１種を含む液体を、前記Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、Ｋ2ＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種をＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、およびＢａ（ＯＨ）2のうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩および／または前記金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
  128. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９～約１４のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
  129. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０～約１３のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
  130. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５～約１２．５のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
  131. 前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１２５～１３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  132. 前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１３１に記載のプロセス。
  133. 前記金属硫酸塩が、水酸化リチウム、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１２５～１３２のいずれか１項に記載のプロセス。
  134. （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
    ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
    前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
    前記Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、Ｋ2ＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種を含む液体を、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ｒｂ2ＳＯ4、Ｃｓ2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣａＳＯ4、ＳｒＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＬｉＮＯ3、ＮａＮＯ3、ＫＮＯ3、ＲｂＮＯ3、ＣｓＮＯ3、Ｍｇ（ＮＯ3）2、Ｃａ（ＮＯ3）2、Ｓｒ（ＮＯ3）2、およびＢａ（ＮＯ3）2のうちの少なくとも１種をＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
    前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの前記少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
    前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、またはＢａ（ＯＨ）2のうちの前記少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
    金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
  135. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９～約１４のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
  136. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０～約１３のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
  137. 前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５～約１２．５のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
  138. 前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１３４～１３７のいずれか１項に記載のプロセス。
  139. 前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１３８に記載のプロセス。
  140. 前記金属硫酸塩が、前記水酸化物、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１３４～１３９のいずれか１項に記載のプロセス。
  141. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約３５０℃の第１の温度で、少なくとも約４時間の期間焙煎することを含む、請求項１３４～１４０のいずれか１項に記載のプロセス。
  142. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約４００℃の第１の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む、請求項１３４～１４０のいずれか１項に記載のプロセス。
  143. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約６００℃の第２の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
  144. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約７００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
  145. 金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約５００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
  146. 前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１２５～１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
  147. 前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２５～１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
  148. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項１４７に記載のプロセス。
  149. 前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項１４７に記載のプロセス。
  150. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸塩を含む水性流が、前記陽極液区画に導入され、前記第１のリチウム低減水性流が、前記陽極液区画から除去され、前記第１の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１４８または１４９に記載のプロセス。
  151. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸塩の水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
  152. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４～約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
  153. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５～約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
  154. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約４Ｍの濃度に維持される、請求項１５０～１５３のいずれか１項に記載のプロセス。
  155. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項１５０～１５３のいずれか１項に記載のプロセス。
  156. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約２０℃～約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  157. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４０℃～約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  158. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４５℃～約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  159. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  160. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約５０℃～約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  161. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５５℃～約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  162. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  163. 前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃～約８５℃の値に維持される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  164. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ2～約６ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  165. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  166. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ～約８Ｖの値に維持される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  167. 前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ～約１０Ｖの値に維持される、請求項１５０～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  168. 前記電気化学セルが、約０．２ｍ2～約４ｍ2のセル面積を有する、請求項１５０～１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
  169. 前記第２の電気化学セルが、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2のセル面積を有する、請求項１５０～１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
  170. 前記第２の電気化学セルが、約１ｍ2～約３ｍ2のセル面積を有する、請求項１５０～１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
  171. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約２ｍ2のセル面積を有する、請求項１５０～１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
  172. 前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１２５～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  173. 前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２５～１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
  174. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項１７３に記載のプロセス。
  175. 前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１７４に記載のプロセス。
  176. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、前記中央区画に導入され、前記第２のリチウム低減水性流が、前記中央区画から除去され、前記第２の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１７４または１７５に記載のプロセス。
  177. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で生成することと、硫酸含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項１７６に記載のプロセス。
  178. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項１７７に記載のプロセス。
  179. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ～約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１７６～１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  180. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下～約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１７６～１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  181. 前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約４Ｍの濃度に維持される、請求項１７６～１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  182. 前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項１７６～１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
  183. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約４０℃～約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項１７６～１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
  184. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水性流が、約４０℃～約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１７６～１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
  185. 前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃～約７０℃の値に維持される、請求項１７６～１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
  186. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ2～約５ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項１７６～１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  187. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ2～約１０ｋＡ／ｍ2の値に維持される、請求項１７６～１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  188. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ～約９Ｖの値に維持される、請求項１７６～１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  189. 前記電気化学セルが、約０．２ｍ2～約４ｍ2のセル面積を有する、請求項１７６～１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
  190. 前記電気化学セルが、約０．５ｍ2～約３．５ｍ2のセル面積を有する、請求項１７６～１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
  191. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約３ｍ2のセル面積を有する、請求項１７６～１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
  192. 前記電気化学セルが、約１ｍ2～約２ｍ2のセル面積を有する、請求項１７６～１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
  193. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項１７６に記載のプロセス。
  194. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項１９３に記載のプロセス。
  195. 前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ ＡＨＡ膜である、請求項１９４に記載のプロセス。
  196. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ～約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１９３～１９５のいずれか１項に記載のプロセス。
  197. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１９３～１９５のいずれか１項に記載のプロセス。
  198. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ～約３Ｍの濃度に維持される、請求項１９３～１９７のいずれか１項に記載のプロセス。
  199. 前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項１９３～１９７のいずれか１項に記載のプロセス。
  200. 前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１２５～１９３のいずれか１項に記載のプロセス。
  201. 前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１２５～１９３のいずれか１項に記載のプロセス。
  202. 前記キレート剤が、ＮＨ3、ＮＨ4ＯＨ、アセチルアセトン、５－スルホサリチル酸、シュウ酸から選択される、請求項１２５～２０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  203. 前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス－１，２－ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン－トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２－アミノエチルエーテル）－Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′－四酢酸）から選択される、請求項１２５～２０１のいずれか１項に記載のプロセス。
  204. 前記キレート剤が存在する、請求項２０３に記載のプロセス。
  205. 前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）2またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）2である、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  206. 前記金属水酸化物が、Ｎｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05（ＯＨ）2、Ｎｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1（ＯＨ）2、およびＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2（ＯＨ）2から選択される、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  207. 前記金属酸化物が、式ＬｉＭＯ2のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  208. 前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ0.33Ｍｎ0.33Ｃｏ0.33Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ0.3Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2、およびＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2から選択される、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  209. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  210. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  211. 前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  212. 前記プロセスが、前記硫酸リチウムを含む液体を、硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１２５～２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
  213. 前記硫酸を回収することを含む、請求項２１２に記載のプロセス。
  214. 前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項２１２に記載のプロセス。
  215. 前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１２５～２１４のいずれか１項に記載のプロセス。
  216. 前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１２５～２１５のいずれか１項に記載のプロセス。
  217. 前記金属源が、遷移金属源である、請求項２１６に記載のプロセス。
  218. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６～２１７のいずれか１項に記載のプロセス。
  219. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６～２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
  220. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６～２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
  221. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６～２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
  222. 前記金属源が、その金属形態の金属である、請求項２１６～２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
  223. 前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項２１６～２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
  224. 前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項２２３に記載のプロセス。
  225. 前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項２１６～２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
  226. 前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項２２５に記載のプロセス。
  227. 前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項２１６～２２６のいずれか１項に記載のプロセス。
  228. 前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項２１６～２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
  229. 前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項２２８に記載のプロセス。
  230. 前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項２２８～２２９のいずれか１項に記載のプロセス。
  231. 水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  232. 水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  233. 水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項２３２に記載のプロセス。
  234. 前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１２５～２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  235. 前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１２５～２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  236. 前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項２３５に記載のプロセス。
  237. 水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２３６に記載のプロセス。
  238. 水酸化リチウムが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２３６に記載のプロセス。
  239. 前記得られた金属水酸化物が、水酸化リチウムを含む水性組成物と反応して、水酸化物組成物を得、次いで前記水酸化物組成物が乾燥されて、水酸化物の前記混合物を得る、請求項１または２に記載のプロセス。
  240. 前記水酸化物組成物が、噴霧乾燥機を用いて乾燥される、請求項１～１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  241. 前記硫酸塩または水酸化物が、溶媒抽出によって精製され、前記溶媒が、亜リン酸（Ｃｙａｎｅｘ ２７２、Ｃｙａｎｅｘ ３０１、Ｃｙａｎｅｘ ３０２、ジ－（２－エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、ＤＥＨＴＰＡ、Ｂａｙｓｏｌｖｅｘ ＤＥＤＰ、Ｉｏｎｑｕｅｓｔ ８０１、Ｈｏｅ Ｆ ３７８７、ＭＥＨＰＡ、Ｐ２０４、ＰＣ８８Ａ、Ｐ５０７として）、またはヒドロキシ－オキシム抽出剤（例えば、Ａｃｏｒｇａ Ｐ５０、Ａｃｏｒｇａ Ｋ２０００、ＬＩＸ ８４－Ｉ、ＳＭＥ ５２９、ＬＩＸ ６５Ｎ、ＬＩＸ ６４、ＬＩＸ ７０、ＬＩＸ ８６０、ＬＩＸ ６２２）、またはβ－ジケトン金属カチオン抽出剤（例えば、ＬＩＸ ５４、ＸＩ－Ｎ５４、ＸＩ－５５、ＸＩ－５７）から選択される、請求項１～１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  242. 水酸化物の前記沈殿物が、例えばＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ4ＯＨの中から選択される化合物の添加によって得られる、請求項１～１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  243. 前記使用済み電池の浸出溶液が、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、ＨＮＯ3、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルコースのうちの少なくとも１種から選択される、請求項１～１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
  244. ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項１～２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
  245. ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって電解セルから取り出される、請求項１～２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
  246. 蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項１～２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
  247. 前記焙煎が、撹拌しながら実行されて、前記金属酸化物への前記変換の完了を確実にする、請求項１５～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  248. 前記水酸化物の前記共沈後の濾過された硫酸塩溶液が、前記電気膜プロセスに入る前に、任意に精製および／または濃縮される、請求項１５～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  249. 浸出された溶液が、前記水酸化物の前記共沈の前に精製される、請求項１５～８５のいずれか１項に記載のプロセス。
  250. 前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、金属の選択的分離、水酸化物の沈殿、不溶性塩の沈殿、酸化沈殿、イオン交換、溶媒抽出、電気化学めっき、および／または結晶化によって実行される、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  251. 前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、Ｏ2、ＳＯ2、またはＨ2ＳＯ5、過硫酸塩（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、シュウ酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｃ2Ｏ4）、塩素、塩素化合物（ＨＣｌ、ＣｌＯ2、ＨＣｌＯ3）、Ｏ3、ＮａＯＣｌ、ＣｏＳ、Ｎａ2Ｓ、ＮａＨＳ、ＣａＣＯ3、またはＮａ3ＰＯ4の添加による選択的沈殿によって実行される、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  252. 前記水酸化物の精製が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、およびＮＨ4ＯＨのうちのいずれか１種の添加による水酸化物の沈殿によって実行される、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  253. 前記水酸化物および／または硫酸塩の精製が、ジメチルグリオキシムの添加によって実行される、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  254. 前記浸出工程のｇ／Ｌでの前記固体／液体（材料のグラム／液体の体積）比が、１／５～１：１００の間で構成され得る、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  255. 前記浸出が、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2、ＨＮＯ3、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、およびグルコースのうちの少なくとも１種で実行され得る、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  256. 前記金属硫酸塩Ｍ（ＳＯ4）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎである）および／またはＡｌ2（ＳＯ4）3が、前記水酸化物の前記合成における前駆体として使用される前に、任意に結晶化し得る、請求項１～２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
  257. ＬｉＰＦ6電解質が回収される、請求項１０９に記載のプロセス。
  258. 前記金属酸化物が、［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］コア／［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］シェルのような、前記異なる金属について前記コアから前記表面への勾配濃度を有するコア－シェル材料であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘであり、前記金属酸化物内の前記濃度勾配をもたらす、請求項１６～５２および１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  259. 前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ0.33Ｍｎ0.33Ｃｏ0.33Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ0.3Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.6Ｍｎ0.2Ｃｏ0.2Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｍｎ0.1Ｃｏ0.1Ｏ2、およびＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2、または［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］コア／［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］シェルで、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１から選択される、請求項１６～５２および１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  260. 前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２、またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１－x)Ｏ2、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ(1-z)Ｍ(1+z)Ｏ2のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属であり得る、請求項１６～５２および１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  261. 前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって浸出された少なくとも実質的に純粋な金属である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  262. 前記金属源が、任意にコバルト、場合によっては他の元素を含み、任意に前記電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケル精鉱である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  263. 前記金属源が、ニッケル含有材料またはコバルト含有材料である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  264. 前記金属源が、酸化ニッケル鉱石、ニッケルマット、硫化ニッケル、ニッケルとコバルトとの混合硫化物、粗硫酸ニッケル（例えば、銅製錬プロセスから生成される）、および酸化ニッケル（例えば、前記電気化学的発生硫酸によって浸出される）から選択される、請求項２６３に記載のプロセス。
  265. 前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって浸出された、図３１、図３２、および図３３のＣまたはＤと称される溶液などのニッケル－コバルト水溶液である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  266. 前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって任意にストリッピングされ得るニッケル（および任意にコバルト、場合によっては他の元素）を含有する有機溶液である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  267. 前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって、浸出された使用済み電池または浸出されたその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、前記カソードのみ、または前記アノードおよび前記カソードの両方もしくはブラックマスなど）である、請求項２１６～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  268. 前記金属酸化物が、コア［ＬｉＮｉxＭ１yＭ２zＯ2］、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、およびシェル［ＬｉＮｉaＭ１bＭ２cＯ2］、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、から作製される、式Ｌｉ［ＮｉdＭ１eＭ２f］Ｏ2、ｄ＋ｅ＋ｆ＝１で、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃのものである、請求項１６～５２および１２５～２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
  269. 前記水酸化物が、ニッケル－コバルト－マンガン水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム水酸化物、リチウム－コバルト水酸化物、水酸化ニッケル、ニッケル－コバルト－マンガンオキシ水酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウムオキシ水酸化物、オキシ水酸化ニッケル、およびリチウム－コバルトオキシ水酸化物から選択される、請求項１～２６８のいずれか１項に記載のプロセス。
  270. 前記酸化物が、ニッケル－コバルト－マンガン酸化物、ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、リチウム－ニッケル－コバルト－マンガン酸化物、リチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物、リチウム－ニッケル酸化物、およびリチウム－コバルト酸化物から選択され得る、請求項１～２６８のいずれか１項に記載のプロセス。
  271. 前記金属硫酸塩が、購入される、金属または金属の混合物をＨ2ＳＯ4で浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を粉砕した後に得られた残留物を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池の処理後に残留物を浸出させることによって得られる、浸出された遷移金属の混合物から取り出される、鉱業会社によって取り出された精鉱である、またはコバルトを含有するニッケル鉱石を浸出させることによって得られる、請求項１～２７０のいずれか１項に記載のプロセス。
  272. 前記電気膜プロセス中に発生した陽極液が処理されて、硫酸塩を回収し、前記硫酸塩が、水酸化物沈殿から回収された硫酸塩と混合され、前記硫酸塩が一緒に混合され、前記電気膜プロセスにリサイクルされる、請求項１～２７１のいずれか１項に記載のプロセス。
  273. 前記電気膜プロセス中に発生したＨ2ＳＯ4が、陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１～２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
  274. 前記電気膜プロセス中に発生したＨ2ＳＯ4が、蒸発結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１～２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
  275. 前記電気膜プロセス中に発生したＨ2ＳＯ4が、硫酸塩１水和物の選択的結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１～２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
  276. カソードの製造における、請求項１～２７５のいずれか１項に記載のプロセスから得られる前記金属水酸化物または金属酸化物の使用。
  277. 請求項１～２７５のいずれか１項に記載のプロセスから得られる前記金属水酸化物または金属酸化物の使用方法であって、前記金属酸化物または金属水酸化物をカソードの前記製造に組み込むことを含む、方法。
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