KR20230109136A - 전기 화학 생성기를 개방하는 방법 - Google Patents

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엠마누엘 빌리
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꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈
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Abstract

리튬 또는 나트륨을 함유하고 있는 음극(20) 및 양극(30)을 포함하는 전기 화학 생성기(10)의 고정 방법으로서, 방법은:
a) 전기 화학 생성기를 방전시키기 위해, 전기 화학 생성기(10)를 용매 이온성 액체 및 가능하게는 음극 상에서 환원될 수 있는 소위 산화제 레독스 종(redox species)을 포함하는 이온성 액체 용액(100) 내에 침전시키는 단계,
b) 전기 절연 요소로 전기 화학 생성기를 개방하는 단계를 포함하고, 개방은 이온성 액체 용액 내에서 수행된다.

Description

전기 화학 생성기를 개방하는 방법
본 발명은, 축전지 또는 Li-lon, Na-lon 또는 리튬-금속 배터리와 같은, 특히 재활용 및/또는 저장용과 같은, 전기 화학 생성기를 개방하는 방법에 관한 것이다.
전기 화학 생성기는 안전하게 개방될 수 있으며 회수 가능한 부분은 재활용될 수 있다.
본 발명은 별도로 또는 혼합물로서 처리되는 축전지 또는 전지형 전기 화학 시스템의 재활용에 특히 관련된다.
전기 화학 생성기는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전력 생산 장치이다. 예를 들어, 전기 화학 생성기는 셀 또는 축전지로 구성될 수 있다.
축전지, 특히 리튬 이온 타입의 리튬 축전지 시장은, 한편으로는, 소위 노마딕 애플리케이션(스마트폰, 컴퓨터, 카메라 등)으로 인해, 다른 한편으로, 모빌리티(전기 및 하이브리드 자동차)와 관련된 새로운 애플리케이션과 소위 고정식 애플리케이션(전력망에 연결됨)으로 인해 현재 빠르게 확장되고 있다.
최근 몇 년간 축전지의 증가로 인해, 그 재활용 문제가 중요한 문제가 되었다.
통상적으로, 리튬이온 축전지는 양극, 음극, 분리막, 전해질 및 케이스로 구성된다.
일반적으로, 양극은 구리 시트 위에 증착된 PVDF 타입의 바인더와 혼합된 흑연으로 형성되며, 음극은 바인더와 혼합되고 알루미늄 시트 위에 증착된 금속 리튬 삽입 재료(예: LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, 0<x<1인 LiNixCo1-xO2, Li3NiMnCoO6, 또는 LiFePO4)이다.
전해질은 비수성 용매와 리튬염의 혼합물이며, 2차 반응을 늦추기 위한 첨가제일 수도 있다.
동작은 다음과 같다: 충전 중에, 리튬은 금속 산화물에서 탈리(deintercalates)되어 흑연으로 삽입되며, 열역학적으로 불안정하다. 방전 중에는, 과정이 역전되어 리튬 이온이 리튬 금속 산화물에 삽입된다.
리튬이 사용되면서, 노후화되면 용량 손실이 발생하므로 셀을 재활용해야 한다.
그러나, 재활용할 많은 수의 축전지 또는 축전지가 여전히 적어도 부분적으로 충전되어 있고 그 연삭은 스파크와 상당한 점화 및, 특히 일차 리튬 배터리(Li-SOCl2)의 경우, 심지어 폭발을 일으킨다.
손상된 셀도 재활용되어야 한다. 그러나, 이러한 전지는 공기나 물에 노출될 때 매우 반응성이 강한 양극에 금속 리튬 침전물을 가질 수 있다.
따라서, 수명이 다한 전지 및/또는 재활용할 손상된 전지는 최대한 주의해서 다루어야 한다.
일반적으로, 축전지 재활용 방법은 다음과 같은 여러 단계로 구성된다:
- 해체 단계 및 고정 단계를 포함하는 전처리 단계,
- 열 및/또는 습식 야금 처리(hydrometallurgical treatments)를 통해 이러한 전지 및 축전지에 포함된 다양한 회수 가능한 물질 및 금속을 회수한다.
지금까지, 주요 문제는 이러한 리튬 기반 전기 화학 시스템(1차 및 2차)을 확보하고 개방하는 단계에 있다.
실제로, 봉쇄 손실 시 액체 형태의 독성, 가연성 및 부식성 제품인 전해액 뿐만 아니라 가스 누출도 발생한다. 따라서, 생성된 증기는 공기와 혼합되어 폭발성 대기(ATEX)를 형성할 수 있다. 후자는 스파크형 발화원이나 뜨거운 표면과 접촉하면 발화할 수 있다. 그러면 열 효과와 압력 효과를 일으키는 폭발이 발생한다. 또한, 육불화인산리튬(lithium hexafluorophosphate) LiPF6, 사불화붕산리튬(lithium tetrafluoborate) LiBF4, 과염소산리튬(lithium perchlorate) LiClO4, 육불화비산리튬(lithium hexafluoroarsenate) LiAsF6과 같은 전해질염은 인, 불소 및/또는 리튬을 포함하는 특히 유독하고 부식성인 연기를 방출할 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리의 열 분해 중에 불산(HF)이 형성될 수 있다.
이러한 단점을 극복하기 위해, 제어된 대기와 압력으로 챔버에서 배터리를 연마하는 것이 가능하다. 예를 들어, 문헌 WO 2005/101564 A1에는 실온 및 불활성 대기 하에서 습식 야금학적 수단에 의해 리튬 애노드 배터리를 재활용하는 방법이 기술되어 있다. 대기는 아르곤 및/또는 이산화탄소를 포함한다. 두 가스는 산소를 배출하고 압착된 하중 위에 보호 헤드스페이스를 형성한다. 이산화탄소의 존재는 표면에 리튬 카보네이트를 형성하여 금속 리튬의 패시베이션(passivation)을 시작하여 이 금속의 반응성을 늦춘다. 리튬을 함유한 접지 부하의 가수분해는 수소의 형성으로 이어진다. 수소 발화 및 폭발의 위험을 피하기 위해, 리튬을 함유한 접지 부하가 수용액에 매우 제어된 방식으로 추가되고, 수조 위에 매우 강한 난류가 생성된다. 이 작업은 대기의 산소 고갈과 관련이 있다. 물은 수산화리튬이 풍부해지고 탄산나트륨 또는 인산을 첨가하여 리튬을 회수한다.
특허 US 5,888,463의 방법에서, 배터리 및 축전지의 고정은 극저온 프로세스에 의해 수행된다. 셀과 축전지는 파쇄되기 전에 -196℃의 액체 질소에서 동결된다. 그 후, 그라운드 물질(ground matter)이 물에 담궈진다. H2S 형성을 방지하기 위해, LiOH를 첨가하여 pH를 10 이상으로 유지한다. 형성된 리튬염(Li2SO4, LiCl)은 탄산나트륨 첨가에 의해 탄산염 형태로 침전된다.
문서 CA 2 313 173 A1에는 리튬 이온 전지를 재활용하는 방법이 설명되어 있다. 물이 없는 불활성 대기에서, 셀이 사전에 절단된다. 제1 유기 용매(아세토니트릴)는 전해질을 용해시키고, 제2 유기 용매(NMP)는 결합제를 용해시킨다. 그 후, 미립자 삽입 물질이 용액에서 분리되고 전기 분해에 의해 환원된다.
문서 WO 2011/113860 A1에서, 소위 건조 방법("건조 기술")이 설명된다. 그라인더의 온도는 40~50℃로 유지되며 배터리에서 방출되는 수소와 산소의 혼합물은 싸이클론 공기 이동에 의해 제거되어 화재 위험이 최소화된다. 체질(sieving) 후 회수된 배터리 조각과 먼지는 실온으로 냉각된다. 리튬의 추출은 공기 중의 산소 및 습기와의 반응에 의해 수행되는 것으로 보이며, 연소 및 폭발을 일으키는 수소, 산소 및 열이 동시에 존재하는 것과 관련된 위험을 유발한다. 또한, 이들 축전지를 연삭하면 파손 및 단락이 발생하여 폭발할 수 있다. 또한, 전해질이 열화되어 먼지 및 가스 관리와 관련하여 위험, 손실 및 어려움이 발생한다.
Georgi-Maschler 등("리튬이온 배터리 재활용 공정 개발" Journal of Power Sources 207 (2012) 173-182)의 기사에 설명되어 있는 UmiCore VAL'EAS™ 프로세스는 고온 야금 및 습식 야금 처리를 결합한다. 분해된 배터리는 용광로에 직접 투입된다. 고온 야금 처리를 통해, 분해된 배터리를 비활성화할 수 있다: 전해질은 거의 300℃에서 증발한다; 플라스틱은 700℃에서 열분해되고 나머지는 최종적으로 용융되어 1,200-1,450℃에서 환원된다. 셀에 포함된 유기물의 일부는 공정에서 환원제 역할을 한다. 알루미늄과 리튬이 손실된다. 철, 구리 및 망간은 수용액에서 회수된다. 코발트와 니켈은 LiCoO2와 Ni(OH)2로 회수되고 재활용되어 양극 물질을 형성한다. 그러나 이러한 타입의 열처리는 높은 에너지 소비를 발생시키고 배터리 구성 요소의 상당한 열화를 초래한다.
문서 EP 0 613 198 A1에는 리튬 전지에서 파생된 물질을 회수하는 방법이 설명되어 있다. 셀은 화재 발생을 피하기 위해 고압 워터 제트 또는 불활성 대기에서 절단된다. 이어서, 리튬은 물, 알코올 또는 산과 반응하여 각각 수산화 리튬, 리튬 알콕사이드 또는 리튬 염(예: LiCl)을 형성한다. 그러나, 고압 워터 제트 절단으로 수행되는 고정 절차는 많은 물 소비가 필요하고 공기 중에 H2 가스를 생성한다.
지금까지, 전술한 셀/배터리를 개방하는 상이한 방법은 고온 처리, 극저온 처리 및/또는 산업화하기 어렵고/어렵거나 값비싼 조건인 제어된 대기 하에서 하는 것을 필요로 한다.
본 발명은 종래 기술의 단점을 극복할 수 있는 방법, 특히 용이하게 산업화되어야 하는 전기 화학 생성기를 완전히 안전하게 개방할 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은 리튬 또는 나트륨을 함유하고 있는 음극 및 가능하게는 리튬 또는 나트륨을 함유하고 있는 양극을 포함하는 전기 화학 생성기를 개방하기 위한 방법에 의해 달성된다. 방법은:
a) 전기 화학 생성기를 방전시키기 위해, 전기 화학 생성기를 용매 이온성 액체 및 가능하게는 음극 상에서 환원될 수 있는 소위 산화제 레독스 종(redox species)을 포함하는 이온성 액체 용액 내에 침전시키는 단계,
b) 전기 절연 요소로 전기 화학 생성기를 개방하는 단계를 순차적으로 포함하고, 개방은 이온성 액체 내에서 수행된다.
본 발명은 이온성 액체 용액에서 전기 화학 생성기를 개방하는 단계를 구현한다는 점에서 선행 기술과 근본적으로 상이하다. 이온성 액체는 비휘발성, 불연성이며 200℃ 이상의 온도(예: 200℃ ~ 400℃)에서 화학적으로 안정하다. 이온성 액체 용액은 물 및/또는 공기와의 격렬한 반응을 피하면서 전기 화학 생성기의 제어되고 안전한 개방을 가능하게 하는 비반응성 매질이다.
개방은 전기적 단락을 피하며, 전기 화학 생성기의 양극 및 음극 소자 사이에서 너무 갑작스러운 방전 발생을 피하기 위해 전기 전도성이 없는 소자에 의해 이루어진다.
바람직하게, 이온성 액체 용액은 음극(양극)의 리튬 또는 나트륨과 반응할 수 있는 레독스 종(redox species)을 포함한다. 전기 화학 생성기를 개방하면 리튬에 접근할 수 있다: 화학종은 리튬(또는 나트륨)으로 산화-환원에 의해 방전 작용을 완료한다. 이 반응성 화학종은 개봉하는 동안 전기 화학 생성기를 방전하여 발화 및/또는 폭발 위험을 방지한다. 이 방출 과정에서, 이온성 액체는 매질의 냉각을 촉진하고 칼로리를 비울 수 있게 한다. 이 바람직한 실시예는 전기 화학 생성기의 개방 및 고정을 동시에 유도한다.
양극이 접지에 전기적으로 연결될 때, 음극에서 환원될 수 있음으로써, 축전지의 케이스가 열려 있거나 양극 집전체, 양극 단자 또는 접지와 같은 양극과 전기적으로 연결된 다른 소자에 있는 경우, 활성 종이 음극(양극)에서 직접 반응할 수 있음을 이해해야 한다.
다음으로, 리튬을 기술할 때 리튬은 나트륨으로 대체될 수 있다.
예를 들어, 리튬-금속 축전지의 경우, 소위 산화 산화환원 화학종의 환원 반응은 이온 형태의 금속 리튬을 산화시킨다.
다른 예에 따르면, 리튬이온 축전지의 경우, 소위 산화 산화환원 종의 환원 반응은 음극의 활성 재료로부터 리튬 이온의 탈삽입(deinsertion)을 유발한다.
양극에서 추출된 자유 이온은 이온 전도성 전해질을 통해 이동하고 열역학적으로 안정한 리튬 산화물을 형성하는 음극에서 고정된다. 열역학적으로 안정하다는 것은, 산화물이 물 및/또는 공기와 격렬하게 반응하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
유리하게는, 용액은 양극에서 산화될 수 있는 제2의 소위 환원제 레독스 종(reductant redox species), 소위 산화제 산화 환원 종 및 한 쌍의 산화 환원 종을 형성하는 소위 환원제 산화 환원 종을 포함한다.
레독스 쌍에 의해, 산화환원 매개체 또는 전기 화학적 셔틀이라고도 하며, 산화제가 양극(음극)에서 환원될 수 있고 환원제가 음극(양극)에서 산화될 수 있는 용액의 산화제/환원제(Ox/Red) 쌍인 것을 이해해야 한다. 환원제의 산화 및 산화제의 환원은 새로운 산화제/환원제 종의 형성 및/또는 초기에 용액에 존재하는 종의 재생을 허용한다. 방법은, 시약 소모가 제로가 되도록, 용액의 산화환원 쌍이 전기 화학 생성기의 전극/단자에서 산화환원 반응을 동시에 보장하기 때문에 경제적이다; 용액은 여러 전기 화학 생성기를 순차적으로 및/또는 혼합하여 고정하는 데 사용될 수 있다.
레독스 종은 전기 화학 생성기를 상당히 그리고 가능하게는 완전하게 방전시킬 수 있다. 또한, 전기 화학 생성기가 개방되면, 이들은 전극(양극과 음극) 사이의 전위차를 줄이기 위해 내부 부품과 반응한다. 이 내부 방전은 또한 전극의 화학 에너지(따라서 전위차)를 줄이고 내부 단락 효과를 줄임으로써 전기 화학 생성기를 보호하는 데 참여한다.
물이 없으면, 폭발성 대기를 생성할 수 있어서 수성 소화제 사용의 주요 장애물인, 수소 발생을 피할 수 있다.
유리하게, 한 쌍의 레독스 종은 바람직하게는 Mn2+/Mn3+, Co2+/Co3+, Cr2+/Cr3+, Cr3+/Cr6+, V2+/V3+, V4+/V5+, Sn2+/Sn4+, Ag+/Ag2+, Cu+/Cu2+, Ru4+/Ru8+ 또는 Fe2+/Fe3+, 한 쌍의 유기 분자, Fc/Fc+와 같은 한 쌍의 메탈로센, 또는 예를 들어 Cl2/Cl- 또는 Cl-/Cl3 -와 같은 한 쌍의 할로겐화 분자 중에서 선택되는 금속 쌍이다.
유리하게, 이온성 액체 용액은 추가적인 이온성 액체를 포함한다.
유리하게, 이온성 액체 용액은 깊은 공융 용매(deep eutectic solvent)를 형성한다.
제1 유리한 변형에 따르면, 전기 화학 생성기의 개방(단계 b))은 공기 중에서 수행된다.
제2 유리한 변형에 따르면, 전기 화학 생성기의 개방(단계 b))은 산소 함량을 제어할 수 있는 불활성 대기 하에서 수행된다. 따라서 (불의 삼각형과 관련하여) 전체가 확보된다.
방법은 열 공정이 아니며 전기 화학 축전지를 개방하는 단계를 관리할 수 있다. 유리하게는 방법은 실온(20-25℃)에서 수행될 수 있다.
선택적으로, 이온성 액체 용액은 교반 및/또는 냉각될 수 있다. 또한, 냉각을 촉진하는 유리한 발열량을 가진 이온성 액체 용액 종을 첨가하는 것도 가능하다.
생성기의 개방은 전기 절연 요소에 의해 이루어진다. 전기 절연 요소는 도구의 일부일 수 있다. 도구에 의해, 구멍을 뚫고, 갈고, 자를 수 있는 도구로 이해해야 한다. 적어도 전기 화학 생성기에 침투하는 도구의 일부분은 전기 전도성이 아니다. 단락을 방지하기 위해 과도한 변형(파쇄)을 일으키지 않는 기술에 우선권이 주어진다. 비제한적으로 개방이 절단, 톱질, 마모를 통해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 도구는 전기 화학 생성기를 부분적으로 또는 완전히 절단할 수 있게 한다. 전기 화학 생성기를 개방하는 데 사용되는 전기 절연 재료는 블레이드이거나, 예를 들어, 단두대형 날, 원형 날 또는 띠톱, 전선 절단, 칼, 초음파, 전기 절연 연마 입자가 제공되거나 없는 액체 제트 또는 전기 절연 연마 입자를 함유하는 가스 제트일 수 있다. 예를 들어, 전기 절연 연마 입자는 실리케이트로 이루어질 수 있다.
제1 유리한 실시예에 따르면, 전기 절연 요소는, 예를 들어, 세라믹으로 이루어진 블레이드이다.
제2 유리한 실시예에 따르면, 전기 절연 요소는 전기 화학 생성기의 마모 및 개방을 가능하게 하는 전기 절연 연마 입자를 포함하는 이온성 액체 제트이다.
유리하게는, 방법은 단계 a) 이전에 분해 단계 및/또는 분류 단계를 포함한다.
유리하게, 방법은 단계 b) 이후에 저장 단계 및/또는 고온 야금 및/또는 습식 야금 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 개방 방법은 많은 이점을 갖는다:
- 이온성 액체에서 개방 단계를 구현함으로써 물 및/또는 공기와의 격렬한 반응을 방지하며, 이는 수소, 산소 및 열 관리와 관련된 문제를 방지하여 폭발성 대기를 관리(안전, 부유물 처리, 추가 경제적 비용)할 뿐만 아니라, 다량의 물 사용 및 그에 따른 수성 폐수를 처리한다.
- 열처리를 사용하지 않고, 가스 방출 및 처리와 관련된 문제(예: 인간과 환경에 온실 가스 또는 기타 유해하고 위험한 가스)를 방지하고 방법에서의 재정 및 에너지 비용을 감소시킨다.
- 안전하고 간단하게 구현될 수 있다.
또한, 이온성 액체 용액이 리튬(또는 나트륨)의 추출을 보장하는 화학종을 포함하는 경우, 방법은 또한 다음과 같은 이점을 갖는다:
- 전기 화학 생성기의 개방과 고정을 동시에 한다; 그러나 전기 화학 생성기의 개방은 상당한 시간과 투자를 절약할 수 있는 커플링과 같은 그 구성 요소의 재활용에 필수적이다.
- 리튬과 활성 종 사이에 직접 접근할 수 있으므로 빠른 방전(일반적으로 10시간 미만, 바람직하게는 3시간 미만의 방전)을 수행할 수 있다.
- 다양한 활성 종을 사용할 수 있다. 활성 종은 리튬보다 전기 화학적 전위가 더 높기만 하면 된다(리튬은 전기 화학적 전위가 가장 낮은 종이므로 -3.05V vs. ENH보다 높은 전위로 환원될 수 있는 모든 종으로 추출될 수 있다).
- (예: 단자의 기계적 열화 또는 부식으로 인해) 개방하기 전에 방전될 수 없는 손상된 셀 및/또는 배터리를 복구할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 다음의 보충 설명으로부터 명백해질 것이다.
이러한 추가적인 설명은 본 발명의 목적을 설명하기 위한 목적으로만 제공되며 어떠한 방식으로든 이에 대한 제한을 구성하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것은 언급할 필요도 없다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단순히 정보를 제공하고 결코 제한적인 목적으로 제공된 실시예의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 리튬-이온 축전지의 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따라 에탈린 매체에서 세라믹으로 이루어진 블레이드로 개방된 전지를 나타내는 음극 사진이다.
도면에 표시된 다른 부분은 도면을 더 용이하게 읽을 수 있도록 반드시 균일한 축척으로 표시되지는 않는다.
다음으로, 설명이 리튬 이온 축전지를 언급하지만, 본 발명은 임의의 전기 화학적 생성기로, 예를 들어, 공칭 작동 전압 및/또는 공급할 에너지의 양 또는 전기 셀에 따라, 직렬 또는 병렬로 연결된, 여러 축전지(축전지라고도 함)로 구성된 배터리로 전환될 수 있다.
안전 방법은 별도로 또는 혼합물로 취급되는 모든 축전지 또는 전지 유형 전기 화학 시스템에 관한 것이다.
이들 상이한 전기 화학 장치는 금속 이온 타입, 예를 들어, 리튬 이온 또는 나트륨 이온, 또는 Li-금속 타입 등일 수 있다.
또한, Li/MnO2와 같은 1차 시스템 또는 플로우 배터리("레독스 플로우 배터리(Redox Flow Battery)")로 구성될 수 있다.
유리하게, 1.5V보다 큰 전위를 갖는 전기 화학 생성기가 선택될 것이다.
최초로, 리튬-이온(또는 Li-이온) 축전지(10)를 나타내는 도 1을 참조한다. 단일 전기 화학 셀이 표시되지만 생성기는 여러 전기 화학 셀을 포함할 수 있다. 각각의 전지는 제1 전극(20), 여기서는 애노드, 및 제2 전극(30), 여기서는 캐소드, 세퍼레이터(40) 및 전해질(50)을 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 제1 전극(20) 및 제2 전극(30)은 반전될 수 있다.
바람직하게, 애노드(음극)(20)는, 예를 들어, PVDF 유형 바인더와 혼합될 수 있고 구리 시트 위에 증착될 수 있는 흑연으로 이루어진 탄소 기반이다. 또한, 리튬 이온 축전지의 경우, 리튬 티타네이트 Li4Ti5O12(LTO)와 같은 리튬 혼합 산화물, 또는 Na 이온 축전지의 경우, 티탄산 나트륨과 같은 나트륨 혼합 산화물로 구성될 수 있다. 선택한 기술에 따라 리튬 합금 또는 나트륨 합금으로 구성될 수도 있다.
캐소드(양극)(30)는 리튬 이온 축전지용 리튬 이온 삽입 재료이다. 이는 LiMO2 타입의 라멜라 산화물, 감람석 구조를 가진 인산염 LiMPO4 또는 스피넬 화합물 LiMn2O4로 구성될 수 있으며, M은 전이금속을 나타낸다. 예를 들어, LiCoO2, LiMnO2, LiNixCo1-xO2(0<x<1), LiNiO2, Li3NiMnCoO6 또는 LiFePO4로 이루어진 양극이 선택될 것이다.
음극(양극)(30)은 Na 이온 축전지용 나트륨 이온 삽입 재료이다. 이는 적어도 하나의 전이 금속 재료, 적어도 하나의 전이 금속 재료를 포함하는 인산나트륨 또는 황산염 타입 재료, 불화나트륨계 재료, 또는 적어도 하나의 전이 금속 재료를 포함하는 황화물 타입 재료를 포함하는 산화나트륨계 재료로 구성될 수 있다.
삽입 재료는 폴리비닐리덴 플루오라이드 타입의 결합제와 혼합되어 알루미늄 시트 위에 증착될 수 있다.
전해질(50)은, 비수성 용매의 혼합물에 용해된, 선택한 축전지 기술에 따라, 리튬염(예: LiPF6, LiBF4, LiClO4) 또는 나트륨염(예: N3Na)을 포함한다. 예를 들어, 용매의 혼합물은 2원 또는 3원 혼합물이다. 예를 들어, 용매는 다양한 비율의 선형 또는 분지형(디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 디메톡시에탄) 사이클릭 카보네이트(에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트)를 기본으로 하는 용매 중에서 선택된다.
대안적으로, 이는 또한 유기 및/또는 무기 물질, 하나 이상의 금속 염(들)을 포함하는 액체 혼합물, 및 가능하게는 기계적 강화 물질로 이루어진 중합체 매트릭스를 포함하는 중합체 전해질로 구성될 수 있다. 중합체 매트릭스는, 예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐리덴 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP) 또는 폴리(N-비닐이미다졸륨)비스(트리플루오로메탄술포닐아미드)의 폴리(이온성 액체)), N,N-디에틸-N-(2-메톡시에틸)-N-메틸암모늄 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드(DEMM-TFSI) 타입 중에서 선택된, 하나 이상의 중합체 재료(들)를 포함할 수 있다.
셀은 와인딩 축 주위에 자체적으로 감겨 있거나 적층 구조를 가질 수 있다.
케이스(60)("케이싱"), 예를 들어, 폴리머로 이루어진 포켓 또는, 예를 들어, 강철로 이루어진 금속 패키징은 축전지의 기밀성을 보장할 수 있다.
각 전극(20, 30)은, 케이스(60)를 관통하여 케이스(60) 외부에 각각 단자(22, 32)(출력 단자 또는 전기 극 또는 단자라고도 함)를 형성하는, 집전체(21, 31)에 연결된다. 집전체(21, 31)의 기능은 이중적이다: 활성 재료에 대한 기계적 지원 및 셀 단자까지의 전기 전도를 보장한다. 전기 극 또는 단자라고도 하는 단자는 출력 단자를 형성하며 "에너지 수신기"에 연결하도록 되어 있다.
일부 구성에 따르면, 단자(22, 32) 중 하나(예를 들어 하나는 음극에 연결됨)는 전기 화학 생성기의 접지에 연결될 수 있다. 따라서, 접지는 전기 화학 생성기의 음전위이고 양극 단자는 전기 화학 생성기의 양전위라고 한다. 따라서, 양극 전위는 양극/단자뿐만 아니라 이 극에서 전기적 연속성에 의해 연결된 모든 금속 부품으로 규정된다.
접지에 연결된 단자와 후자 사이에 중간 전자 장치가 배치될 수도 있다.
전기 화학 생성기(10)를 개방하는 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 이온성 액체, 바람직하게는 리튬과 반응하여 리튬을 중화시킬 수 있는 레독스 종을 포함하는 이온성 액체 용액에 전기 화학 생성기(10)를 침전시키는 단계, 그리고
- 전기 절연 요소로 전기 화학 생성기(10)를 개방하는 단계.
이온성 액체 용액(100)은 용매 이온성 액체로 불리는 적어도 하나의 이온성 액체(LI1)을 포함한다.
이온성 액체에 의해, 융점이 100℃ 이하이거나 이에 가까운 액체를 생성하는 적어도 하나의 양이온 및 하나의 음이온을 포함하는 조합으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 이들은 용융 염으로 구성된다.
"용제 이온성 액체(solvent ionic liquid)"에 의해, 방전 현상 동안 매질의 분해 효과를 최소화하면서 열적으로 및 전기 화학적으로 안정한 이온성 액체로 이해되어야 한다.
이온성 액체 용액(100)은 또한 LI2로 표시되는 추가적인 이온성 액체 또는 몇 가지(2개, 3개, ...)의 추가적인 이온성 액체를 포함할 수 있으며, 즉, 여러 이온 성 액체의 혼합물을 포함한다.
"추가 이온성 액체"에 의해, 확보 및 배출 단계와 관련하여 하나 이상의 특성을 촉진하는 이온성 액체로 이해되어야 한다. 특히, 다음 속성 중 하나 이상으로 구성될 수 있다: 소광(extinction), 열 폭주 방지를 위한 난연제, 레독스 셔틀, 염 안정제, 점도, 용해도, 소수성, 전도성.
유리하게, 이온성 액체 및 가능한 추가적인 이온성 액체는 실온(20~25℃)에서 액체이다.
용매 이온성 액체 및 추가 이온성 액체(들)에 대해, 양이온은 바람직하게는 다음의 패밀리(family) 중에서 선택된다: 이미다졸륨, 피롤리디늄, 암모늄, 피페리디늄 및 포스포늄.
유리하게, 이온성 액체의 분해를 피하거나 최소화하는 음극 반응을 고려하기에 충분히 넓은 양이온 윈도우(window)를 갖는 양이온이 선택될 것이다.
유리하게, LI1과 LI2는 동일한 양이온을 가지므로 LI1에서 LI2의 용해도가 증가한다.
유리하게, 이온성 액체의 가수분해(분해)를 일으키지 않는 동안, 넓은 전기 화학적 윈도우, 적당한 점도, 낮은 용융 온도(실온에서 액체) 및 이온성 액체 및 다른 종류의 용액과의 우수한 용해도를 동시에 얻을 수 있게 하는 음이온이 사용될 것이다.
TFSI 음이온은, 예를 들어, LI1과 같은 수많은 연관성에 대해 전술한 기준을 충족하는 예이다: [BMIM][TFSI], 또는 [P66614][TFSI] 타입의 이온성 액체, 이온성 액체 1-에틸-2,3-트리메틸렌이미다졸륨 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 ([ETMIm][TFSI]), 이온성 액체 N,N-디에틸-N-메틸-N-2-메톡시에틸 암모늄 비스(트리플루오로메틸술포닐)아미드 [DEME][TFSA], 이온성 액체 N-메틸-N-부틸피롤리디늄 비스(트리플루오로메틸술포닐)이미드([PYR14][TFSI]), 이온성 액체 N-메틸-N-프로필피페리디늄 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(PP13-TFSI)의 사용.
음이온은 또한, 이온성 액체 N-메틸-N-프로필피롤리디늄 FSI(P13-FSI), N-메틸-N-프로필피페리디늄 FSI(PP13-FSI), 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 FSI(EMI-FSI) 등과 같은, 비스(플루오로술포닐)이미드(FSA 또는 FSI) 타입일 수 있다.
유리하게, 용매 이온성 액체 LI1의 음이온 및/또는 추가 이온성 액체 LI2의 음이온에는 전기 화학적 셔틀과 합성물을 형성하기 위해 혼합 음이온을 제공받을 수 있다.
유기 또는 무기이며 바람직하게는 넓은 양극 윈도우를 가질 양이온과 음이온이 연결될 이온성 액체(LI1)와 함께, 다른 결합이 고려될 수 있다.
수많은 가능한 시스템에서, 환경에 미치는 영향이 적은(생분해성) 무독성 저비용 매체가 선호된다. 독성 및 생분해성은 구성 요소와 관련이 있다. 따라서, 생분해성이 높고 무독성이며 식품 첨가제로 사용할 수 있는 매체를 찾을 것이다.
유리하게, 이온성 액체 용액은 깊은 공융 용매(deep eutectic solvents)(또는 "깊은 공융 용매"를 나타내는 DES)를 형성한다. 이는 실온에서 일반식 [Cat]+.[X]-.z[Y]의 2가지 염의 공융 혼합물을 형성하여 얻은 액체 혼합물로 구성되고, 여기서
- [Cat]+는 용매 이온성 액체(예: 암모늄)의 양이온이며,
- [X]-는 할라이드 음이온(예: Cl-)이고,
- [Y]는 용매 이온성 액체의 음이온 X-에 의해 착화될 수 있는 Lewis 또는 Bronsted 산이며,
- z는 분자 Y의 수이다.
공융은 Y의 특성에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있다.
제1 범주는 타입 Ⅰ 공융에 대응한다:
Y = MClx 예를 들어 M = Fe, Zn, Sn, Fe, Al, Ga
제2 범주는 타입 Ⅱ 공융에 대응한다:
Y = MClx.yH2O 예를 들어 M = Cr, Co, Cu, Ni, Fe
제3 범주는 타입 Ⅲ 공융에 대응한다.
Y= RZ 예를 들어 Z = CONH2, COOH, OH.
예를 들어, DES는 무독성 및 매우 저렴한 DES를 보장하는 글리세롤 또는 요소와 같이 독성이 매우 낮은 H-결합 공여체와 관련된 염화 콜린(choline chloride)이다.
또 다른 실시예에 따르면, 염화 콜린은 베타인(betaine)으로 대체될 수 있다. 이러한 시스템은 제한된 전기 화학적 안정성 윈도우를 가지고 있지만, 가능하게는 개방된 축전지의 플러딩(flooding) 및 비활성화(deactivation)를 보장할 수 있다.
유리하게, 산화 및/또는 환원될 수 있는 전기 화학 셔틀로 작용할 수 있는 화합물 "Y"가 선택될 것이다. 예를 들어, Y는 이온성 액체 용액에 용해되어 금속 이온을 형성할 수 있는 금속염이다. 예를 들어, Y에는 철이 포함되어 있다.
예를 들어, 다른 비율과 다른 양이온을 가진 염화물 음이온과 금속염 FeCl2 및 FeCl3를 포함하는 이온성 액체 사이에 공융물을 형성하는 것이 가능하다.
물 비율이 낮을 때 물 분자를 금속 염에 통합하는 타입 Ⅱ 공융으로 이러한 타입의 반응을 수행하는 것도 가능하다. 일반적으로, 낮게는 용액의 10 중량 % 미만, 예를 들어, 용액의 5 내지 10 중량 %로 이해되어야 한다.
[LI1]/[Y] 타입 혼합물과 함께 이온성 액체와 수소 결합 공여체 종(Y)을 연결하는 타입 Ⅲ 공융을 사용하는 것도 가능하다. LI1은 4차 암모늄이고 Y는 우레아, 에틸렌 글리콜, 티오우레아 등과 같은 혼합 분자(수소 결합 공여체)일 수 있다.
매체 배출을 위해 용액의 특성을 유리하게 변경하는 혼합물을 제조하는 것도 가능하다. 특히, 추가 이온성 액체(LI2)가 있는 염화철과 같은, 실온에서 매우 안정적이고 액체인, 그러나 전기 화학적 셔틀(또는 레독스 매개체)을 약하게 가용화하는, [BMIM][NTF2] 타입의 용매 이온성 액체를 연관시키는 것이 가능하다.
예를 들어, [BMIM][Cl] 타입의 추가 이온성 액체 LI2를 연관시키는 것이 가능하며, 이는 LI2의 음이온과의 혼합에 의해 염화물의 형태로 금속염의 가용화를 촉진할 것이다. 이는 우수한 수송 특성, 산화환원 매개체의 우수한 용해도를 동시에 가지게 하여 방전 현상을 촉진시킨다.
바람직하게, 이온성 액체 용액은 또한, 전기 화학 생성기(10)의 개방 중 및 개방 후에 고정(방전)을 허용하는, 레독스 종(레독스 매개체라고도 함)을 포함한다. 예를 들어, 레독스 종은 음극(20) 또는 음극(20)에 연결된 단자(22) 상에서 산화될 수 있는 용액 중의 이온 또는 종이다.
이온성 액체 용액이라고도 하는 이온성 액체 용액은 폐기물(셀 또는 축전지)/물/공기 간의 접촉을 방지할 뿐만 아니라 이온성 액체에 존재하는 전기 화학적 레독스 종을 통해 폐기물의 배출을 보장할 수 있다. 따라서, 세트는 불의 삼각형(산화제, 연료, 에너지)에 대해 고정되어 폭발성 대기(열이 있는 H2, O2 가스) 형성의 근원에서 물의 존재를 방지하거나 최소화한다.
방전에 의해, 방법은 전기 화학 생성기(10)의 전하를, 최소 50%, 바람직하게는 최소 80% 만큼, 상당히 감소시킬 수 있음을 그리고 전기 화학 생성기를 완전히 방전(100%)할 수 있음을 이해해야 한다. 방전율은 초기 충전 상태에 따라 다르다.
바람직하게, 전기 화학 생성기(10)는 완전히 방전된다. 자유 이온은 음극(30)에 고정되어 물이나 공기와 격렬하게 반응하지 않는 열역학적으로 안정한 금속-리튬 산화물을 형성한다. 이는 낮은 환경 및 경제적 비용으로 이루어진다. 또한, 처리는 전기 화학 생성기(10)의 다른 구성요소의 재활용과 양립할 수 있다(특히, 전해액이 열화되지 않음). 방전 시간은 전지 및 축전지의 특성과 충전 속도에 따라 추정될 것이다.
특히, 방법은 음극의 리튬을 추출하여 축전지가 공기에 반응하지 않도록 한다. 전기 화학 셔틀을 사용하면 장치가 폐쇄 루프에서 작동할 수 있다. 이는 전기 화학적 쌍 또는 이들의 연관으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 이는 산화환원 반응을 보장함으로써 매질의 열화를 줄이기 위한 전기 화학적 셔틀(또는 레독스 매개체) 역할을 하는 산화환원 쌍으로 구성된다.
레독스 쌍에 의해, 배터리의 전극/단자에서 각각 환원 및 산화될 수 있는 용액 중의 산화제 및 환원제로 이해되어야 한다. 산화제 및 환원제는 등몰(equimolar) 또는 비등몰(non-equimolar) 비율로 도입될 수 있다.
레독스 쌍은 금속 전기 화학적 쌍이거나 이들의 결합 중 하나일 수 있다: Mn2+/Mn3+, Co2+/Co3+, Cr2+/Cr3+, Cr3+/Cr6+, V2+/V3+, V4+/V5+, Sn2+/Sn4+, Ag+/Ag2+, Cu+/Cu2+, Ru4+/Ru8+ or Fe2+/Fe3+.
전기 화학 생성기가 개방된 경우, 레독스 종 중 하나는 생성기 자체에서 발생할 수 있다. 특히, 이는 코발트, 니켈 및/또는 망간으로 구성된다.
레독스 종 및 레독스 쌍은 또한 유기 분자 중에서, 특히 다음 중에서 선택될 수 있다: 2,4,6-트리-t-부틸페녹실, 니트로닐 니트록사이드/2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시(TEMPO), 테트라시아노에틸렌, 테트라메틸페닐렌디아민, 디히드로페나진, 예를 들어 메톡시 그룹을 갖는 방향족 분자, 메톡시벤젠아니솔 등의 N,N-디메틸아미노기, 디메톡시벤젠, 또는 그 밖에 N,N-디메틸아미노벤젠 등의 N,N-디메틸아닐린기. 10-메틸-페노티아진(MPT), 2,5-디-tert-부틸-1, 4-디메톡시벤젠(DDB) 및2-(펜타플루오로페닐)-테트라플루오로-1,3,2-벤조디옥사보롤(PFPTFBDB)을 언급할 수도 있다.
또한 메탈로센 패밀리(Fc/Fc+, Fe(bpy)3(ClO4)2 및 Fe(phen)3(ClO4)2 및 이들의 파생물) 또는 할로겐화 분자 계열(Cl2/Cl-, Cl-/Cl3-, Br2/Br-, I2/I-, I-/I3 -)로 구성될 수도 있다.
특히, 브롬화물 또는 염화물이 선택될 것이다. 바람직하게, 이는 금속을 용이하게 혼합할 수 있는 염화물로 구성된다. 예를 들어, 염화물 음이온에 의해 착화되는 철은 음극의 반응성을 감소시킬 수 있는 FeCl4 -를 형성한다.
또한, 테트라메틸페닐렌디아민(tetramethylphenylenediamine)으로 구성될 수도 있다.
금속 이온의 금속이 동일하거나 다른 몇 개의 레독스 쌍을 연관시키는 것도 가능할 것이다.
예를 들어, Fe2+/Fe3+ 및/또는 Cu+/Cu2+가 선택될 것이다. 이들은 2개의 산화 상태에서 용해되며, 독성이 없고, 이온성 액체를 분해하지 않으며, 셀이 개방된 경우 리튬을 추출할 수 있는 적절한 산화환원 전위를 가지고 있다. V2+/V3+ 및 V4+/V5+ 조합이 선택될 수도 있다.
용액은 하나 이상의 소위 "활성" 종, 예를 들어 소화제 및/또는 특히 축전지의 개방 시 열폭주를 방지하기 위한 난연제를 포함할 수 있다. 이는 트리메틸 포스페이트, 트리에틸 포스페이트 또는 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸) 포스페이트와 같이 불소화(플루오르화 알킬 포스페이트)될 수 있는 알킬 포스페이트로 구성될 수 있다. 활성종의 농도는 5중량% 내지 80중량%, 바람직하게는 30중량% 내지 10중량%로 구성될 수 있다.
선택적으로, 이온성 액체 용액은 건조제, 및/또는 물질 수송 촉진제, 및/또는 PF5, HF, POF3 등과 같은 부식성 및 독성 종의 안정제/환원제인 보호제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 물질의 수송을 촉진하는 작용제는 매질의 점도를 낮추기 위해 첨가되는 공용매의 일부이다.
바람직하게, 방출 또는 가연성 위험을 발생시키지 않고 효과적으로 작용하기 위해 유기 용제가 선택된다. 비닐렌 카보네이트(VC), 감마-부티로락톤(γ-BL), 프로필렌 카보네이트(PC), 폴리(에틸렌 글리콜), 디메틸 에테르로 구성될 수 있다. 유리하게는, 물질 수송 촉진제의 농도는 중량 기준으로 1% 내지 40%, 보다 유리하게는 10% 내지 40% 범위이다.
예를 들어, 부식성 및/또는 독성 원소를 감소 및/또는 안정화할 수 있는 보호제는 부틸아민 타입, 카르보디이미드(N,N-dicyclohexylcarbodiimide type), N,N-디에틸아미노 트리메틸-실란, 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸) 포스파이트(TTFP), 1-메틸-2-피롤리디논과 같은 아민계 화합물, 플루오르화 카바메이트 또는 헥사메틸-포스포르아미드의 화합물이다. 또한 헥사메톡시사이클로트리포스파젠(hexamethoxycyclotriphosphazene)과 같은 사이클로포스파젠(cyclophosphazene) 패밀리의 화합물일 수도 있다.
전기 화학 생성기의 개방은 전기 절연 요소로 이루어진다. 전기 절연 요소는 전기 화학 생성기를 완전히 또는 부분적으로 개방할 수 있게 한다. 개방은 드릴링, 연삭 또는 절단을 통해 이루어질 수 있다. 선호되는 기술은 단락으로 이어질 수 있는 과도한 변형(파쇄)을 방지하는 기술이다.
전기 절연 요소는 절삭 도구(조각 도구라고도 함)의 일부일 수 있다. 절삭 도구는 전기 화학 생성기의 내부와 접촉하도록 의도된 적어도 하나의 전기 절연 부분을 포함한다.
비제한적 예시로서, 예를 들어, 절단 블레이드, 예를 들어 단두대형 블레이드, 톱질 블레이드, 예를 들어 원형 블레이드 또는 띠톱, 절단 와이어 또는 나이프를 포함하는 공구를 언급할 수 있다.
전기 화학 생성기의 개방은 또한 초음파 절단, 레이저 빔, 드릴링 또는 액체 제트(바람직하게는 비전도성 연마 입자를 포함함)에 의한 마모에 의해 수행될 수 있다.
바람직하게는, 액체 제트는 이온성 액체 제트이다.
대안적으로, 액체는 이온 비전도성 액체일 수 있다. 예를 들어, (에틸렌 글리콜과 같은) 폴리올과 같은 배출 액체의 성분이 바람직할 것이다. 2-Octanone, OctCO2Me, AcOBu, AcOHex 또는 아미드형 바이오 기반 용매(예: N,N-디메틸데칸아미드 또는 N,N-디메틸데칸-9-엔아미드)와 같은 용매를 언급할 수도 있다.
방법은 불활성 대기, 예를 들어 아르곤, 이산화탄소, 질소 또는 이들의 혼합물 하에서 수행될 수 있다. 방법은 5℃ 내지 80℃, 바람직하게는 20℃ 내지 60℃ 범위의 온도에서 구현될 수 있고, 더욱 바람직하게는 실온(20-25℃)에서 구현된다.
이온성 액체 용액은 방전 과정에서 열량을 제거하기 위해 냉각될 수 있다.
이온성 액체 용액은 반응물 공급을 개선하고/개선하거나 냉각을 개선하기 위해 교반될 수 있다.
개방 방법은 (건식 야금술, 습식 야금법 또는 이들의 조합을 통해) 재활용 또는 보관을 위해 전기 화학 생성기를 완전히 안전하게 절단할 수 있게 한다. 예를 들어, 개방 방법은 이러한 다양한 구성 요소를 회수하기 위해 재활용 공장으로 이동하기 위해 대기하는 동안 임시 저장소로 구성될 수 있다.
예를 들어, 재활용 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다:
이전에 설명한 방법(건식 야금, 습식 야금 등)에 따라 분류, 분해, 개봉, 기존 방법으로 재활용하는 단계.
그 후, 전기 화학 생성기의 회수 가능한 부분을 회수하여 재사용할 수 있다.
일 실시예의 예시적이고 비제한적인 예:
에탈린 배지에서 세라믹 블레이드로 셀 개방
이온성 액체 용액은 에탈린 타입의 이온성 액체 혼합물(염화콜린과 에틸렌 글리콜을 1:2 비율로 혼합한 혼합물)이다. 용액을 건조시켜 처음에 2 중량%로 존재하는 물을 제거한다.
26650 리튬 이온 타입 셀이 이온성 액체 용액에 침전된다. 지르코니아 타입의 세라믹 블레이드를 사용하여 개방 동작이 수행된다. 개방은 8mm/s의 제어된 충격으로 이온성 액체 용액에 담긴 배터리에 블레이드를 침투시켜 이루어진다. 전체 개방 장치는 실온 및 대기 환경에 있다. 비전도성 블레이드에 의한 절단 작업으로 폭발 없이 셀을 개방할 수 있다. 개방 후, 리튬과 이온성 액체 용액 사이의 반응은 방전 작용과 셀 고정을 모두 보장한다. 셀이 분명하게 개방되었으며(도 1) 위험 없이 처리될 수 있다.

Claims (10)

  1. 리튬 또는 나트륨을 함유하고 있는 음극(20) 및 가능하게는 리튬 또는 나트륨을 함유하고 있는 양극(30)을 포함하는 전기 화학 생성기(10)를 개방하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 상기 전기 화학 생성기를 방전시키기 위해, 상기 전기 화학 생성기(10)를 용매 이온성 액체 및 가능하게는 상기 음극 상에서 환원될 수 있는 소위 산화제 레독스 종(redox species)을 포함하는 이온성 액체 용액(100) 내에 침전시키는 단계,
    b) 전기 절연 요소로 상기 전기 화학 생성기를 개방-여기서 개방은 상기 이온성 액체 용액 내에서 수행됨-하는 단계;
    를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이온성 액체 용액(100)은 상기 소위 산화제 레독스 종 및 상기 양극 상에서 산화될 수 있는 제2 소위 환원제 레독스 종을 포함하며, 상기 소위 산화제 레독스 종과 상기 제2 소위 환원제 레독스 종은 레독스 종의 쌍을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레독스 종의 쌍은 금속성 쌍이며, 바람직하게는 Mn2+/Mn3+, Co2+/Co3+, Cr2+/Cr3+, Cr3+/Cr6+, V2+/V3+, V4+/V5+, Sn2+/Sn4+, Ag+/Ag2+, Cu+/Cu2+, Ru4+/Ru8+ 또는 Fe2+/Fe3+, 유기 분자의 쌍, Fc/Fc+와 같은 메탈로센(metallocenes)의 쌍, 또는 Cl2/Cl- 또는 Cl-/Cl3 -와 같은 할로겐화 분자의 쌍 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온성 액체 용액(100)은 추가적인 이온성 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온성 액체 용액은 깊은 공융 용매(deep eutectic solvent)를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 절연 요소는, 예를 들어, 세라믹으로 이루어진 블레이드인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 절연 요소는 가능하게는 전기 절연 연마 입자를 포함하는 이온성 액체 제트인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)는 공기 또는 불활성 대기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 전에, 상기 생성기를 해체하는 단계 및/또는 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b) 이후에, 저장 단계 및/또는 고온 야금 및/또는 습식 야금 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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