[go: up one dir, main page]

WO1993014246A1 - Method for producing an intermetallic lithium compound - Google Patents

Method for producing an intermetallic lithium compound Download PDF

Info

Publication number
WO1993014246A1
WO1993014246A1 PCT/EP1993/000076 EP9300076W WO9314246A1 WO 1993014246 A1 WO1993014246 A1 WO 1993014246A1 EP 9300076 W EP9300076 W EP 9300076W WO 9314246 A1 WO9314246 A1 WO 9314246A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lithium
cathode
electrolyte
anode
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1993/000076
Other languages
French (fr)
Inventor
Philippe Decornet
Luc Froment
André VAN LIERDE
Thierry Stefaan André DE NYS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Umicore NV SA
Original Assignee
Union Miniere NV SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Miniere NV SA filed Critical Union Miniere NV SA
Publication of WO1993014246A1 publication Critical patent/WO1993014246A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/02Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of light metals

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing an intermetallic lithium compound, according to which a solution of a lithium halide in an organic solvent is electrolysed between an anode and a cathode, the cathode being made of a material capable of forming a compound. intermetallic with lithium, thereby producing an intermetallic lithium compound at the cathode.
  • Such a method is known from document JA-A-63218158.
  • This document relates essentially to an electric cell with organic electrolyte, the cathode of which is made of an Al-Li alloy and the anode of organic matter, and it mentions the possibility of manufacturing the Li-Al alloy for the cathode electrochemically, in particular by electrolysis of a solution of a Li compound such as Lil, LiClO
  • aprotic solvent such as propylene carbonate between an aluminum cathode and a lithium anode.
  • This known method has the disadvantage of using a very expensive material, namely a lithium anode, to supply the electrolyte with lithium ions during the electrolysis.
  • the object of the present invention is to provide a process as defined above, which avoids the drawback of the known process and which therefore makes it possible to produce lithium intermetallic compounds industrially in a particularly economical manner.
  • An insoluble anode is used as the anode, thereby producing a halogen at the anode;
  • the used electrolyte is regenerated using as halogenide the halogen produced at the anode and as source of Uthium ions either a lithium compound chosen from the group comprising L_2C ⁇ 3, LiOH.I ⁇ O and L_2 ⁇ , or possibly oxidized lithium waste;
  • insoluble anode is meant here an anode made of a material which does not react chemically with the electrolyte and which does not oxidize under the effect of the electrolysis current.
  • a halogenation-resistant solvent under the conditions of electrolysis or, in other words, a solvent which, charged with a given quantity of lithium halide, does not react appreciably with the halogen produced at the anode is essential for the economy of the process, which is based on the reuse of this halogen.
  • the solvent must also have a higher electrochemical decomposition voltage than that of lithium halide. It is obvious that a person skilled in the art is capable of finding a solvent having such properties experimentally, when he knows that the electrolysis can be carried out at room temperature and on solutions having a concentration of lithium halide. of the order of 1 M.
  • Electrolyzing until a used electrolyte is obtained is also essential for the economy of the process, as does the choice of the source of lithium ions. It goes without saying that, when using the aforementioned sources to regenerate the electrolyte, materials which hinder electrolysis, such as for example water, are introduced into the electrolyte, these materials must be separated from the electrolyte before recycling it.
  • JA-A-63218158 teaches, insofar as the contents of its examples can be disregarded, electrolysis in an organic medium of a lithium halide, electrolysis which does not produce halogen and which does not require a supply of lithium halide since the anode is made of lithium.
  • JP-A-01148708 it relates to the preparation in an aqueous medium of a lithium halide, preparation which requires a contribution of the corresponding halogen.
  • lithium bromide or iodide is advantageously used as the lithium halogen and as the organic solvent a solvent which, when it contains the lithium halide in solution, dissolves the halogen produced at the anode.
  • the solvent advantageously contains at least one compound chosen from the group comprising esters, preferably cyclic esters, and nitroalkanes such as nitromethane (CH3NO2).
  • Cyclic esters which are very suitable, are the alkylene carbonates, more particularly propylene carbonate and ethylene carbonate, as well as gamma-butyrolactone.
  • the solvent can consist of said compound alone, for example propylene carbonate. It is however desirable that the solvent also contains at least one ether, preferably an ether chosen from the group comprising furan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxalane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether * and tetraethylene glycol dimethyl ether.
  • an ether lowers the viscosity of the solvent, delays its degradation and can increase its conductivity.
  • a solvent which is particularly suitable, consists of 40-80% by volume, preferably 50%, of alkylene carbonate and 20-60% by volume, preferably 50%, of ether.
  • propylene carbonate (40-80%) and tetrahydrofuran (20-60%) allows the electrodeposition of lithium at 25 ° C with excellent current yields for a voltage significantly lower than that required by the propylene carbonate alone. Indeed, maintaining a current density close to 250 A / m 2 requires only about 5 volts whereas with propylene carbonate alone it takes at least 5.8 to 6 volts for the same spacing of the electrodes of 8 mm .
  • the above-mentioned esters and ethers have the following formulas: - Propylene carbonate
  • the concentration of the lithium halide in the solvent is advantageously 0.7-1.7M.
  • the solution to be electrolyzed already contains 0.35-0.85 gram atom / l of halogen, which will be produced at the anode, because the conductivity of the electrolyte increases with its halogen content.
  • anode made of a material which resists halogenation under the conditions of electrolysis will be used, for example a graphite, vitreous carbon, tantalum or niobium anode.
  • Composite anodes can also be used, for example an anode consisting of a metal plate which is covered with a thin layer of inert conductive plastic.
  • the cathode can be made of any material forming intermetallic compounds with lithium, such as As, Sb, Bi, In, Sn and Pb. It is preferably made of aluminum or aluminum-based alloy such as for example types 5005 and 5052 from the firm SA Sidal (Industrial Aluminum Co.), because this produces an Al-Li master alloy which can be used in particular to manufacture aerospace alloys of Al at 2-3% Li.
  • SA Sidal Industry Standard Aluminum Co.
  • the rate of absorption of lithium by the cathode can be maintained at a desired level by regularly renewing the cathode, for example by using a ribbon-shaped cathode and a pair of anodes and by continuously scrolling the cathode under tension between the anodes.
  • the cathode is in aluminum, it is desirable to operate so that the average lithium content of the cathode remains less than 15%, preferably 7-10%, by weight, this in order to maintain optimal conditions to the diffusion of lithium in the cathode. It should be noted that homogeneous alloys are not obtained. This is how the outer layers of the cathode titrate 18-19% of lithium, whatever the average lithium content of the cathode.
  • the electrolysis can be carried out at room temperature, but it can also be carried out at higher temperatures, of course provided that it remains below the boiling point of the electrolyte. This is how tests were carried out with electrolytes of the propylene carbonate-tetrahydrofuran type at around 42 ° C., at a current density of 400, 500 and 600 A / m 2 and with current yields greater than 90 %. Similar tests were carried out with electrolytes of the propylene carbonate-ethylene glycol dimethyl ether type at 60-70 ° C.
  • the spent electrolyte can be regenerated by carrying out the following operations: a) the source of the above-mentioned lithium ions is suspended in the spent electrolyte, the quantity in suspension being in excess compared to the quantity of halogen which will be transformed into halide in the following stage (b); b) the suspension is treated with a reducing agent capable of transforming the halogen into hydrogen halide, thereby enriching the suspension in lithium halide; c) separating the filterable solids from the suspension resulting from (b), thereby producing an electrolyte enriched in lithium halide and optionally containing water; and d) the electrolyte is dried, when it contains water.
  • the source of lithium ions must be in excess relative to the quantity of halogen which it is desired to transform into halide. Said excess preferably amounts to at least 1%.
  • step (c) the electrolyte resulting from step (c) will be free of water only when non-oxidized lithium waste has been used as a source of lithium ions.
  • electrolyte reserve It is particularly advantageous to carry out electrolysis continuously, for this purpose using an electrolyte reserve.
  • the electrolyte is circulated continuously through an electrolysis cell having an inlet and an outlet for the electrolyte: the flow of electrolyte entering the cell comes from the reserve and the flow leaving the cell goes partially to the reserve and partially for regeneration; the regenerated electrolyte also joins the reserve.
  • the ratio between the reserve and the quantity of electrolyte circulating in the cell is such that the composition of the reserve remains substantially constant as a function of time.
  • electrolysis is carried out continuously, using as a reserve a solution of 1.4 mol / l of LiBr and 30 g 1 of bromine in a solvent consisting of 50% by volume of propylene carbonate (PC) and 50% by volume of tetrahydrofuran (THF).
  • the cathode consists of a 1mm thick aluminum strip, which is scrolled at a speed of 63 m / h between two glassy carbon anodes 2 cm apart from the aluminum strip.
  • the electrolysis is carried out at room temperature and protected from air humidity in a closed cell free from diaphragms, this cell being provided with an inlet and an outlet for the electrolyte as well as d 'an input and an output for the cathode tape.
  • the speed of circulation of the electrolyte through the cell is such that the duration of stay of the electrolyte in the cell is 50 seconds.
  • a current density of 500 A / m 2 is imposed, thus transforming the alu-unium into an Al-Li alloy, having an average Li content of 7%.
  • the flow of electrolyte leaving the cell has a LiBr content of 1.15 mol / l.
  • On this flow we practice continuously a 10% bleeding, the rest being directed towards the reserve.
  • the bleeding is regenerated as follows: r is suspended therein 22 g l of L-2CO3 and bubbled through this suspension 6.3 1 of H2S per liter of suspension, thus producing LiBr according to the reaction
  • the colloidal sulfur present in the regenerated electrolyte does not interfere in any way, no trace of sulfur being detected in the cathode.
  • the degradation of the electrolyte is less than 1 kg per kg of lithium produced.
  • the Al-Li alloy produced can be ground and incorporated into conventional lithium-free aluminum alloys by the powder metallurgy technique.
  • the alloy can also be destroyed by vacuum distillation of Uthium, the lithium vapor then being condensed in pure form.
  • This example relates to a series of electrolysis tests.
  • electrolysis is carried out without diaphragms, at room temperature, protected from air humidity, with a pair of glassy carbon anodes of type V25 (trade name of the company Le Carbone Lorraine ) and with an aluminum cathode one millimeter thick in a fixed position, the anodes being 1.8 cm apart from the cathode.
  • the electrolyte is a roughly molar solution of LiBr in a solvent consisting of half and half of PC and THF in tests I-IV and half and half of PC and diethylene glycol dimethyl ether in tests V-VII.
  • This example describes the regeneration of a used electrolyte.
  • the spent electrolyte contains 7.9 g / l of Li (1.14 M) and 27.4 g / l of bromine (Br °).
  • the electrolyte is filtered to remove excess.
  • the filtered electrolyte contains 9.32 g / l of Li (1.34 M), 1.28 g / l of colloidal S °, 12.4 g / l of residual Br ° and 0.32% of water. This water is removed by passing the electrolyte through molecular sieves, after which the electrolyte is regenerated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

A lithium halide solution is electrolyzed in an organic solvent between an insoluble anode and a cathode made of a material which is capable of forming an intermetallic compound with lithium. The used electrolyte is regenerated by means of the halogen produced at the anode as the halide source, and a low-cost lithium compound such as Li2CO3 or lithium waste as the lithium ion source.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION D'UN COMPOSE INTERMETALLIQUE PROCESS FOR PRODUCING AN INTERMETALLIC COMPOUND

DE LITHIUMLITHIUM

La présente invention se rapporte à un procédé pour produire un composé intermétallique de lithium, suivant lequel on électrolyse une solution d'un halogénure de lithium dans un solvant organique entre une anode et une cathode, la cathode étant en un matériau susceptible de former un composé intermétallique avec le lithium, en produisant ainsi un composé intermétallique de lithium à la cathode.The present invention relates to a process for producing an intermetallic lithium compound, according to which a solution of a lithium halide in an organic solvent is electrolysed between an anode and a cathode, the cathode being made of a material capable of forming a compound. intermetallic with lithium, thereby producing an intermetallic lithium compound at the cathode.

Un tel procédé est connu par le document JA-A-63218158. Ce document porte essentiellement sur une cellule électrique à électrolyte organique, dont la cathode est constituée d'un alliage Al-Li et l'anode d'une matière organique, et il mentionne la possibilité de fabriquer l'alliage Li-Al pour la cathode par voie électrochimique, notamment par électrolyse d'une solution d'un composé de Li tel que Lil, LiClOSuch a method is known from document JA-A-63218158. This document relates essentially to an electric cell with organic electrolyte, the cathode of which is made of an Al-Li alloy and the anode of organic matter, and it mentions the possibility of manufacturing the Li-Al alloy for the cathode electrochemically, in particular by electrolysis of a solution of a Li compound such as Lil, LiClO

LiAsFg, LiBF4 et LiHF2 dans un solvant aprotique tel que le propylène carbonate entre une cathode d'aluminium et une anode de lithium.LiAsFg, LiBF4 and LiHF2 in an aprotic solvent such as propylene carbonate between an aluminum cathode and a lithium anode.

Ce procédé connu présente l'inconvénient de faire appel à un matériau très coûteux, à savoir une anode de lithium, pour approvisionner l'électrolyte en ions de lithium au cours de l'électrolyse.This known method has the disadvantage of using a very expensive material, namely a lithium anode, to supply the electrolyte with lithium ions during the electrolysis.

Le but de la présente invention est de procurer un procédé tel que défini ci-dessus, qui évite l'inconvénient du procédé connu et qui permet donc de produire industriellement des composés intermétalliques de lithium d'une façon particulièrement économique.The object of the present invention is to provide a process as defined above, which avoids the drawback of the known process and which therefore makes it possible to produce lithium intermetallic compounds industrially in a particularly economical manner.

A cet effet, suivant l'inventionTo this end, according to the invention

- on utilise en tant qu'anode une anode insoluble, en produisant ainsi un halogène à l'anode ;- An insoluble anode is used as the anode, thereby producing a halogen at the anode;

- on utilise en tant que solvant organique un solvant résistant à l'halogénation dans les conditions d'électrolyse ;- Is used as organic solvent a solvent resistant to halogenation under electrolysis conditions;

- on électrolyse la solution jusqu'à ce que sa teneur en halogénure de lithium soit sensiblement réduite, en produisant ainsi un électrolyte usé ;- The solution is electrolyzed until its lithium halide content is significantly reduced, thereby producing a spent electrolyte;

- on régénère l'électrolyte usé en utilisant comme source d'halogenure l'halogène produit à l'anode et comme source d'ions de Uthium soit un composé de lithium choisi dans le groupe comprenant le L_2Cθ3, le LiOH.I^O et le L_2θ, soit des déchets de lithium éventuellement oxydés ;- the used electrolyte is regenerated using as halogenide the halogen produced at the anode and as source of Uthium ions either a lithium compound chosen from the group comprising L_2Cθ3, LiOH.I ^ O and L_2θ, or possibly oxidized lithium waste;

- et on recycle l'électrolyte ainsi régénéré. Par l'expression "anode insoluble" on entend ici une anode faite d'un matériau qui ne réagit pas chimiquement avec l'électrolyte et qui ne s'oxyde pas sous l'effet du courant d'électrolyse.- And the electrolyte thus regenerated is recycled. By the expression "insoluble anode" is meant here an anode made of a material which does not react chemically with the electrolyte and which does not oxidize under the effect of the electrolysis current.

La mise en oeuvre d'un solvant résistant à l'halogénation dans les conditions d'électrolyse ou, en d'autres termes, un solvant qui, chargé d'une quantité donnée d'halogenure de lithium, ne réagit pas sensiblement avec l'halogène produit à l'anode, est essentielle pour l'économie du procédé, celle-ci étant basée sur la réutilisation de cet halogène. Inutile de dire que le solvant doit en outre présenter une tension de décomposition électrochimique supérieure à celle de rhalogénure de lithium. D est évident que l'homme du métier est capable de trouver par voie expérimentale un solvant ayant de telles propriétés, lorsqu'il sait que l'électrolyse peut être effectuée à la température ambiante et sur des solutions ayant une concentration d'halogenure de lithium de l'ordre de 1 M. Electrolyser jusqu'à l'obtention d'un électrolyte usé, comme cela se fait également dans la production électrolytique (electrowinning) de métaux de base tels que le zinc et le cuivre, est également essentiel pour l'économie du procédé, tout comme d'ailleurs le choix de la source d'ions de lithium. D va de soi que, lorsqu'en utilisant les sources susdites pour régénérer l'électrolyte, on introduit dans l'électrolyte des matières qui gênent l'électrolyse, telles que par exemple l'eau, il faut séparer ces matières de l'électrolyte avant de le recycler.The use of a halogenation-resistant solvent under the conditions of electrolysis or, in other words, a solvent which, charged with a given quantity of lithium halide, does not react appreciably with the halogen produced at the anode is essential for the economy of the process, which is based on the reuse of this halogen. Needless to say, the solvent must also have a higher electrochemical decomposition voltage than that of lithium halide. It is obvious that a person skilled in the art is capable of finding a solvent having such properties experimentally, when he knows that the electrolysis can be carried out at room temperature and on solutions having a concentration of lithium halide. of the order of 1 M. Electrolyzing until a used electrolyte is obtained, as is also the case in the electrolytic production (electrowinning) of base metals such as zinc and copper, is also essential for the economy of the process, as does the choice of the source of lithium ions. It goes without saying that, when using the aforementioned sources to regenerate the electrolyte, materials which hinder electrolysis, such as for example water, are introduced into the electrolyte, these materials must be separated from the electrolyte before recycling it.

Il est a noter ici que le document JA-A-63218158, discuté plus haut, décrit deux exemples relatifs à la préparation de composés Al-Li et que ces deux exemples portent uniquement sur l'électrolyse d'une solution organique de L1CIO4. Ce document milite donc en faveur de l'utilisation du LiClθ4- Or, la demanderesse a trouvé que l'électrolyse d'une solution organique de LiClθ4 entre une cathode d'aluminium et une anode insoluble présente des inconvénients sérieux : le rendement de courant est faible (43%), lorsque l'électrolyse est effectuée sans diaphragme, et il y a formation à l'anode d'un produit particulièrement corrosif qui attaque par exemple très vite une anode en carbone vitreux. En utilisant un halogénure de lithium conformément au procédé de la présente invention, on peut obtenir des rendements de courant supérieur à 90% dans des cellules non-compartimentées, c'est- à-dire dans des cellules sans diaphragme, et on ne risque nullement de voir les anodes se corroder désastreusement, lorsque celles-ci sont en carbone vitreux. Il convient également de noter qu'il est déjà connu de préparer une solution aqueuse concentrée de Lil par ajout de H2S et d'une solution aqueuse de Lil contenant de l'I dissous à une solution ou suspension aqueuse de L_2CÛ3 ou LiOH (Chemical Abstracts, vol. 111, n° 22, 27 novembre 1989, Columbus. Ohio, US, abstractn° 198031 et Database WPAT, Week 8929, Derwent Publications Ltd., London, GB, AN 89-210857, qui tous les deux concernent JP-A-01148708).It should be noted here that the document JA-A-63218158, discussed above, describes two examples relating to the preparation of Al-Li compounds and that these two examples relate only to the electrolysis of an organic solution of L1CIO4. This document therefore militates in favor of the use of LiClθ4- However, the Applicant has found that the electrolysis of an organic solution of LiClθ4 between an aluminum cathode and an insoluble anode has serious drawbacks: the current efficiency is low (43%), when the electrolysis is carried out without a diaphragm, and there is formation at the anode of a particularly corrosive product which for example attacks very quickly a glassy carbon anode. By using a lithium halide according to the process of the present invention, current efficiencies greater than 90% can be obtained in non-compartmentalized cells, i.e. in cells without diaphragm, and there is no risk whatsoever to see the anodes corrode disastrously, when they are made of glassy carbon. It should also be noted that it is already known to prepare a concentrated aqueous solution of Lil by adding H2S and an aqueous solution of Lil containing I dissolved in an aqueous solution or suspension of L_2CÛ3 or LiOH (Chemical Abstracts , vol. 111, no 22, November 27, 1989, Columbus, Ohio, US, abstract no 198031 and Database WPAT, Week 8929, Derwent Publications Ltd., London, GB, AN 89-210857, both of which relate to JP-A-01148708).

En bref, JA-A-63218158 enseigne, pour autant qu'on puisse faire abstraction du contenu de ses exemples, une électrolyse en milieu organique d'un halogénure de lithium, électrolyse qui ne produit pas d'halogène et qui ne requiert pas un apport d'halogenure de lithium puisque l'anode est en lithium. Quant au document JP-A-01148708 précité, il porte sur la préparation en milieu aqueux d'un halogénure de lithium, préparation qui requiert un apport de l'halogène correspondant.In short, JA-A-63218158 teaches, insofar as the contents of its examples can be disregarded, electrolysis in an organic medium of a lithium halide, electrolysis which does not produce halogen and which does not require a supply of lithium halide since the anode is made of lithium. As for the aforementioned document JP-A-01148708, it relates to the preparation in an aqueous medium of a lithium halide, preparation which requires a contribution of the corresponding halogen.

Dans le procédé de l'invention on utilise avantageusement en tant qu'halogène de lithium le bromure ou l'iodure de lithium et en tant que solvant organique un solvant qui, lorsqu'il contient l'halogénure de lithium en solution, dissout l'halogène produit à l'anode. Le solvant contient avantageusement au moins un composé choisi dans le groupe comprenant les esters, de préférence les esters cycliques, et les nitroalkanes tels que le nitrométhane (CH3NO2).In the process of the invention, lithium bromide or iodide is advantageously used as the lithium halogen and as the organic solvent a solvent which, when it contains the lithium halide in solution, dissolves the halogen produced at the anode. The solvent advantageously contains at least one compound chosen from the group comprising esters, preferably cyclic esters, and nitroalkanes such as nitromethane (CH3NO2).

Des esters cycliques, qui conviennent très bien, sont les alkylènes carbonates, plus particulièrement le propylène carbonate et l'éthylène carbonate, ainsi que le gamma- butyrolactone.Cyclic esters, which are very suitable, are the alkylene carbonates, more particularly propylene carbonate and ethylene carbonate, as well as gamma-butyrolactone.

Le solvant peut être constitué dudit composé seul, par exemple de propylène carbonate. II est toutefois souhaitable que le solvant contienne en outre au moins un éther, de préférence un éther choisi dans le groupe comprenant le furanne, le tétrahydrofuranne, le 2-méthyltétrahydrofuranne, le tétrahydropyranne, le 1,3-dioxalane, l'éthylène glycol diméthyl éther, le diéthylène glycol diméthyl éthei* et le tétraéthylène glycol diméthyl éther. En effet, l'addition d'un éther abaisse la viscosité du solvant, retarde sa dégradation et peut augmenter sa conductivité.The solvent can consist of said compound alone, for example propylene carbonate. It is however desirable that the solvent also contains at least one ether, preferably an ether chosen from the group comprising furan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxalane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether * and tetraethylene glycol dimethyl ether. Indeed, the addition of an ether lowers the viscosity of the solvent, delays its degradation and can increase its conductivity.

Un solvant, qui convient particulièrement, est constitué de 40-80% en volume, de préférence 50%, d'alkylène carbonate et de 20-60% en volume, de préférence 50%, d'éther. C'est ainsi que la combinaison propylène carbonate (40-80%) et tétrahydrofuranne (20-60%) permet l'électrodéposition du lithium à 25 °C avec d'excellents rendements de courant pour une tension sensiblement inférieure à celle requise par le propylène carbonate seul. En effet, le maintien d'une densité de courant proche de 250 A/m2 requiert seulement 5 volts environ alors qu'avec le propylène carbonate seul il faut au moins 5,8 à 6 volts pour un même écartement des électrodes de 8 mm. Les esters et éthers mentionnés ci-dessus ont les formules suivantes : - Propylène carbonateA solvent, which is particularly suitable, consists of 40-80% by volume, preferably 50%, of alkylene carbonate and 20-60% by volume, preferably 50%, of ether. Thus the combination of propylene carbonate (40-80%) and tetrahydrofuran (20-60%) allows the electrodeposition of lithium at 25 ° C with excellent current yields for a voltage significantly lower than that required by the propylene carbonate alone. Indeed, maintaining a current density close to 250 A / m 2 requires only about 5 volts whereas with propylene carbonate alone it takes at least 5.8 to 6 volts for the same spacing of the electrodes of 8 mm . The above-mentioned esters and ethers have the following formulas: - Propylene carbonate

- éthylène carbonate- ethylene carbonate

• gamma-butyrolactone• gamma-butyrolactone

• furanne

Figure imgf000006_0001
• furan
Figure imgf000006_0001

• tétrahydrofuranne• tetrahydrofuran

XXXX

- 2-mé-thyltétrahydrofiιra_ιne

Figure imgf000006_0002
- 2-me-thyltetrahydrofiιra_ιne
Figure imgf000006_0002

- tétrahydropyranne- tetrahydropyran

XXXX

-1,3-dioxalane

Figure imgf000006_0003
-1,3-dioxalane
Figure imgf000006_0003

- éthylène glycol diméthyl éther CH3OCH2CH2OCH3- ethylene glycol dimethyl ether CH3OCH2CH2OCH3

- diéthylène glycol diméthyl éther CH3(OCH2CH2)2θCH3 - tétraéthylène glycol diméthyl éther CK^OCP^CH^OCI^- diethylene glycol dimethyl ether CH 3 (OCH 2 CH2) 2θCH 3 - tetraethylene glycol dimethyl ether CK ^ OCP ^ CH ^ OCI ^

La concentration de l'halogénure de lithium dans le solvant est avantageusement de 0,7- 1,7M.The concentration of the lithium halide in the solvent is advantageously 0.7-1.7M.

Il est souhaitable que la solution à électrolyser contienne déjà 0,35-0,85 atome-gramme/ 1 de l'halogène, qui sera produit à l'anode, parce que la conductivité de l'électrolyte augmente avec sa teneur en halogène.It is desirable that the solution to be electrolyzed already contains 0.35-0.85 gram atom / l of halogen, which will be produced at the anode, because the conductivity of the electrolyte increases with its halogen content.

Il est évident qu'on utilisera une anode en un matériau qui résiste à l'halogénation dans les conditions d'électrolyse, par exemple une anode en graphite, carbone vitreux, tantale ou niobium. On peut également utiliser des anodes composites, par exemple une anode constituée d'une plaque de métal qui est recouverte d'une mince couche de plastique inerte conducteur.It is obvious that an anode made of a material which resists halogenation under the conditions of electrolysis will be used, for example a graphite, vitreous carbon, tantalum or niobium anode. Composite anodes can also be used, for example an anode consisting of a metal plate which is covered with a thin layer of inert conductive plastic.

La cathode peut être constituée de n'importe quel matériau formant des composés intermétalliques avec le lithium, tels que As, Sb, Bi, In, Sn et Pb. Elle est constituée de préférence d'aluminium ou d'alliage à base d'aluminium tel que par exemple les types 5005 et 5052 de la firme S.A. Sidal (Sté Industrielle de l'Aluminium), parce qu'on produit ainsi un alliage-mère d'Al-Li qui peut être utilisé notamment pour fabriquer des alliages aérospaciaux d'Al à 2-3 % de Li.The cathode can be made of any material forming intermetallic compounds with lithium, such as As, Sb, Bi, In, Sn and Pb. It is preferably made of aluminum or aluminum-based alloy such as for example types 5005 and 5052 from the firm SA Sidal (Industrial Aluminum Co.), because this produces an Al-Li master alloy which can be used in particular to manufacture aerospace alloys of Al at 2-3% Li.

Il est particulièrement avantageux d'effectuer l'électrolyse à une densité de courant telle que la vitesse de déposition du lithium à la cathode soit tout au plus égale à la vitesse à laquelle le lithium déposé est absorbé par la cathode, cette dernière vitesse étant déterminée par la vitesse de diffusion du lithium à travers la cathode. En effet, lorsque la vitesse de déposition dépasse la vitesse d'absorption, la dégradation du solvant devient substantielle et le rendement de courant diminue sensiblement. La dégradation accrue d'un solvant contenant un alkylène carbonate se manifeste par la formation sur la cathode d'un dépôt constitué de lithium, de carbonate de lithium et de polymère. On peut maintenir la vitesse d'absorption du lithium par la cathode à un niveau souhaité en renouvelant régulièrement la cathode, par exemple en utilisant une cathode en forme de ruban et une paire d'anodes et en faisant défiler la cathode sous traction en continu entre les anodes. Lorsque la cathode est en alumïnum, il est souhaitable d'opérer de manière à ce que la teneur moyenne en lithium de la cathode reste inférieure à 15%, de préférence 7-10%, en poids, ceci en vue de maintenir des conditions optimales à la diffusion du lithium dans la cathode. II est à noter que l'on n'obtient pas des alliages homogènes. C'est ainsi que les couches externes de la cathode titrent 18-19 % en lithium, quelle que soit la teneur moyenne en lithium de la cathode.It is particularly advantageous to carry out the electrolysis at a current density such that the rate of deposition of lithium at the cathode is at most equal to the speed at which the deposited lithium is absorbed by the cathode, this latter speed being determined by the rate of diffusion of lithium through the cathode. In fact, when the deposition rate exceeds the absorption rate, the degradation of the solvent becomes substantial and the current yield decreases appreciably. The increased degradation of a solvent containing an alkylene carbonate is manifested by the formation on the cathode of a deposit consisting of lithium, lithium carbonate and polymer. The rate of absorption of lithium by the cathode can be maintained at a desired level by regularly renewing the cathode, for example by using a ribbon-shaped cathode and a pair of anodes and by continuously scrolling the cathode under tension between the anodes. When the cathode is in aluminum, it is desirable to operate so that the average lithium content of the cathode remains less than 15%, preferably 7-10%, by weight, this in order to maintain optimal conditions to the diffusion of lithium in the cathode. It should be noted that homogeneous alloys are not obtained. This is how the outer layers of the cathode titrate 18-19% of lithium, whatever the average lithium content of the cathode.

D est évident que l'homme du métier est capable de déterminer par voie expérimentale la densité de courant optimale à imposer dans chaque cas particulier, c'est-à-dire le compromis idéal entre une vitesse de production maximale et une vitesse de dégradation minimale, comme il est d'ailleurs également capable de déterminer l'épaisseur optimale de la cathode.It is obvious that a person skilled in the art is capable of determining experimentally the optimal current density to be imposed in each particular case, that is to say the ideal compromise between a maximum production speed and a minimum degradation speed. , as it is also capable of determining the optimal thickness of the cathode.

L'électrolyse peut être effectuée à la température ambiante, mais elle peut également être réalisée à des températures supérieures, bien entendu à condition de rester au-dessous du point d'ébullition de l'électrolyte. C'est ainsi que des essais ont été effectués avec des électrolytes du type propylène carbonate-tétrahydrofuranne aux alentours de 42°C, à une densité de courant de 400, 500 et 600 A/m2 et avec des rendements de courant supérieurs à 90 %. Des essais similaires ont été réalisés avec des électrolytes du type propylène carbonate-éthylène glycol diméthyl éther à 60-70°C.The electrolysis can be carried out at room temperature, but it can also be carried out at higher temperatures, of course provided that it remains below the boiling point of the electrolyte. This is how tests were carried out with electrolytes of the propylene carbonate-tetrahydrofuran type at around 42 ° C., at a current density of 400, 500 and 600 A / m 2 and with current yields greater than 90 %. Similar tests were carried out with electrolytes of the propylene carbonate-ethylene glycol dimethyl ether type at 60-70 ° C.

Lorsqu'on utilise un solvant qui dissout l'halogène (Ha°) produit à l'anode, il est particulièrement souhaitable de veiller à ce que le rapport atomaire entre le lithium en solution et la totalité de l'halogène en solution (Ha°+Ha~ ) reste à tout moment supérieur àWhen using a solvent which dissolves the halogen (Ha °) produced at the anode, it is particularly desirable to ensure that the atomic ratio between the lithium in solution and all of the halogen in solution (Ha ° + Ha ~) remains at all times greater than

1:3. Autrement, on risque que l'halogène produit à l'anode s'échappe de la solution et/ou réagisse avec le solvant. Il est donc particulièrement indiqué de régénérer l'électrolyte avant que ledit rapport ne soit atteint.1: 3. Otherwise, there is a risk that the halogen produced at the anode will escape from the solution and / or react with the solvent. It is therefore particularly recommended to regenerate the electrolyte before said ratio is reached.

Toujours dans le cas où l'on utihse un solvant qui dissout l'halogène produit à l'anode, on peut régénérer l'électrolyte usé en effectuant les opérations suivantes : a) on met la source d'ions de lithium susdite en suspension dans l'électrolyte usé, la quantité mise en suspension étant en excès par rapport à la quantité d'halogène qui sera transformée en halogénure dans l'étape suivante (b) ; b) on traite la suspension par un agent réducteur capable de transformer l'halogène en halogénure d'hydrogène, en enrichissant ainsi la suspension en halogénure de lithium; c) on sépare les solides filtrables de la suspension résultant de (b) en produisant ainsi un électrolyte enrichi en halogénure de lithium et contenant éventuellement de l'eau ; et d) on sèche l'électrolyte, lorsqu'il contient de l'eau.Still in the case where a solvent is used which dissolves the halogen produced at the anode, the spent electrolyte can be regenerated by carrying out the following operations: a) the source of the above-mentioned lithium ions is suspended in the spent electrolyte, the quantity in suspension being in excess compared to the quantity of halogen which will be transformed into halide in the following stage (b); b) the suspension is treated with a reducing agent capable of transforming the halogen into hydrogen halide, thereby enriching the suspension in lithium halide; c) separating the filterable solids from the suspension resulting from (b), thereby producing an electrolyte enriched in lithium halide and optionally containing water; and d) the electrolyte is dried, when it contains water.

Il importe de mettre en oeuvre l'agent réducteur en présence de la source d'ions de lithium; autrement, on risque d'halogéner le solvant, notamment lorsque celui-ci contient un éther.It is important to use the reducing agent in the presence of the source of lithium ions; otherwise, there is a risk of halogenating the solvent, in particular when the latter contains an ether.

Pour la même raison, il faut que la source d'ions de lithium soit en excès par rapport à la quantité d'halogène qu'on désire transformer en halogénure. Ledit excès s'élève de préférence à au moins 1%.For the same reason, the source of lithium ions must be in excess relative to the quantity of halogen which it is desired to transform into halide. Said excess preferably amounts to at least 1%.

Il est avantageux d'utiliser une quantité d'agent réducteur telle que l'électrolyte régénéré contienne encore suffisamment d'halogène pour que l'électrolyse puisse être reprise ou continuée avec un électrolyte à 0,35-0,85 atome-gramme/1 d'halogène.It is advantageous to use a quantity of reducing agent such that the regenerated electrolyte still contains sufficient halogen so that the electrolysis can be resumed or continued with an electrolyte at 0.35-0.85 atom-gram / 1 halogen.

Il est évident que l'électrolyte résultant de l'étape (c) ne sera exempt d'eau que lorsqu'on aura utilisé des déchets de lithium non-oxydés comme source d'ions de lithium.It is obvious that the electrolyte resulting from step (c) will be free of water only when non-oxidized lithium waste has been used as a source of lithium ions.

II est particulièrement avantageux d'effectuer l'électrolyse en continu, en utilisant à cet effet une réserve d'électrolyte. On fait circuler l'électrolyte en continu à travers une cellule d'électrolyse ayant une entrée et une sortie pour l'électrolyte : le flux d'électrolyte entrant dans la cellule vient de la réserve et le flux sortant de la cellule va partiellement à la réserve et partiellement à la régénération ; l'électrolyte régénéré rejoint également la réserve. Le rapport entre la réserve et la quantité d'électrolyte circulant dans la cellule est tel que la composition de la réserve reste substantiellement constante en fonction du temps.It is particularly advantageous to carry out electrolysis continuously, for this purpose using an electrolyte reserve. The electrolyte is circulated continuously through an electrolysis cell having an inlet and an outlet for the electrolyte: the flow of electrolyte entering the cell comes from the reserve and the flow leaving the cell goes partially to the reserve and partially for regeneration; the regenerated electrolyte also joins the reserve. The ratio between the reserve and the quantity of electrolyte circulating in the cell is such that the composition of the reserve remains substantially constant as a function of time.

Dans un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention on effectue l'électrolyse en continu en utilisant comme réserve une solution de 1,4 mole/1 de LiBr et 30 g 1 de brome dans un solvant constitué de 50% en volume de propylène carbonate (PC) et 50% en volume de tétrahydrofuranne (THF). La cathode est constituée d'un ruban d'aluminium d'une épaisseur de 1mm, qu'on fait défiler à une vitesse de 63 m/h entre deux anodes en carbone vitreux distantes de 2 cm du ruban d'aluminium.In a particular embodiment of the process of the invention, electrolysis is carried out continuously, using as a reserve a solution of 1.4 mol / l of LiBr and 30 g 1 of bromine in a solvent consisting of 50% by volume of propylene carbonate (PC) and 50% by volume of tetrahydrofuran (THF). The cathode consists of a 1mm thick aluminum strip, which is scrolled at a speed of 63 m / h between two glassy carbon anodes 2 cm apart from the aluminum strip.

L'électrolyse est effectuée à la température ambiante et à l'abri de l'humidité de l'air dans une cellule fermée exempte de diaphragmes, cette cellule étant munie d'une entrée et d'une sortie pour l'électrolyte ainsi que d'une entrée et d'une sortie pour le ruban cathodique. La vitesse de circulation de l'électrolyte à travers la cellule est telle que la durée de séjour de l'électrolyte dans la cellule est de 50 secondes. On impose une densité de courant de 500 A/m2 en transformant ainsi l'alui-unium en un alliage Al-Li, ayant une teneur moyenne de Li de 7%.The electrolysis is carried out at room temperature and protected from air humidity in a closed cell free from diaphragms, this cell being provided with an inlet and an outlet for the electrolyte as well as d 'an input and an output for the cathode tape. The speed of circulation of the electrolyte through the cell is such that the duration of stay of the electrolyte in the cell is 50 seconds. A current density of 500 A / m 2 is imposed, thus transforming the alu-unium into an Al-Li alloy, having an average Li content of 7%.

Le flux d'électrolyte sortant de la cellule a une teneur en LiBr de 1, 15mole/l. Sur ce flux on pratique en continu une saignée de 10%, le reste étant dirigé vers la réserve. On régénère la saignée comme suit r on y met en suspension 22g l de L-2CO3 et on fait barboter à travers cette suspension 6,3 1 de H2S par litre de suspension, en produisant ainsi du LiBr selon la réactionThe flow of electrolyte leaving the cell has a LiBr content of 1.15 mol / l. On this flow we practice continuously a 10% bleeding, the rest being directed towards the reserve. The bleeding is regenerated as follows: r is suspended therein 22 g l of L-2CO3 and bubbled through this suspension 6.3 1 of H2S per liter of suspension, thus producing LiBr according to the reaction

Br2 + Li2C03 + H2S -> S° + 2LiBr + H2O + CO2 On filtre la suspension pour éliminer l'excès de L_2C03 et le S ° formé et on obtient ainsi une solution contenant 1,7 mole/1 de LiBr, 3 g 1 de S° colloïdal, 5 g/1 de brome et 0,5 % de H2O. On élimine l'eau de cette solution en la faisant passer sur un tamis moléculaire et on obtient ainsi un électrolyte régénéré, que l'on ajoute à la réserve.On peut également sécher la solution par pervaporation à travers une membrane permsélective. En laissant subsister 5 g/1 de brome dans l'électrolyte régénéré, on maintient la concentration du brome dans la réserve à 30 g 1.Br 2 + Li 2 C0 3 + H 2 S -> S ° + 2 LiBr + H 2 O + CO 2 The suspension is filtered to remove excess L_2C03 and the S ° formed and a solution containing 1.7 is thus obtained mole / 1 of LiBr, 3 g 1 of colloidal S °, 5 g / 1 of bromine and 0.5% of H2O. Water is removed from this solution by passing it through a molecular sieve to obtain a regenerated electrolyte, which is added to the reserve. The solution can also be dried by pervaporation through a permselective membrane. By leaving 5 g / l of bromine in the regenerated electrolyte, the bromine concentration in the reserve is maintained at 30 g 1.

Le soufre colloïdal présent dans l'électrolyte régénéré ne gêne nullement, aucune trace de soufre n'étant décelée dans la cathode. La dégradation de l'électrolyte est inférieure à 1 kg par kg de lithium produit.The colloidal sulfur present in the regenerated electrolyte does not interfere in any way, no trace of sulfur being detected in the cathode. The degradation of the electrolyte is less than 1 kg per kg of lithium produced.

L'alliage Al-Li produit peut être broyé et incorporé à des alliages d'aluminium classiques exempt de lithium par la technique de la métallurgie des poudres. L'alliage peut également être détruit par distillation sous vide du Uthium, le lithium vapeur étant condensé ensuite sous forme pure. The Al-Li alloy produced can be ground and incorporated into conventional lithium-free aluminum alloys by the powder metallurgy technique. The alloy can also be destroyed by vacuum distillation of Uthium, the lithium vapor then being condensed in pure form.

Exemple 1Example 1

Cet exemple se rapporte à une série d'essais d'électrolyse. Dans tous les essais, l'électrolyse est effectuée sans diaphragmes, à la température ambiante, à l'abri de humidité de l'air, avec une paire d'anodes en carbone vitreux de type V25 (dénomination commerciale de la société Le Carbone Lorraine) et avec une cathode d'aluminium d'un millimètre d'épaisseur en position fixe, les anodes étant distantes de 1,8 cm de la cathode. L'électrolyte est une solution à peu près molaire de LiBr dans un solvant constitué moitié- moitié de PC et de THF dans les essais I-IV et moitié-moitié de PC et de diéthylène glycol diméthyl éther dans les essais V-VII.This example relates to a series of electrolysis tests. In all the tests, electrolysis is carried out without diaphragms, at room temperature, protected from air humidity, with a pair of glassy carbon anodes of type V25 (trade name of the company Le Carbone Lorraine ) and with an aluminum cathode one millimeter thick in a fixed position, the anodes being 1.8 cm apart from the cathode. The electrolyte is a roughly molar solution of LiBr in a solvent consisting of half and half of PC and THF in tests I-IV and half and half of PC and diethylene glycol dimethyl ether in tests V-VII.

Une agitation de l'électrolyte est assurée en le faisant circuler dans la cellule d'électrolyse, sauf dans l'essai II où l'on opère avec 200 ml d'électrolyte contre 3 litres dans les autres essais. Les autres paramètres et les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous. Stirring of the electrolyte is ensured by circulating it in the electrolysis cell, except in test II where one operates with 200 ml of electrolyte against 3 liters in the other tests. The other parameters and the results are listed in the table below.

Essais π m IV VI VIITests π m IV VI VII

a) Conductivité initiale 4,8 3,4 3,4 3,4 8,5 de l'électolyte, en mS/cm b) Forme de la cathode :a) Initial conductivity 4.8 3.4 3.4 3.4 8.5 of the electolyte, in mS / cm b) Form of the cathode:

P = pleine et G≈grille c) Surface de la cathode, 172 40 172 232 172P = full and G≈grid c) Cathode surface, 172 40 172 232 172

d) Densité de courant, 400 120 450 375 400 en A/m2

Figure imgf000012_0001
d) Current density, 400 120 450 375 400 in A / m 2
Figure imgf000012_0001

e) Durée de l'électrolyse, 45 380* 30 20 30 31 en minutes f) Composition cathode finalee) Duration of electrolysis, 45,380 * 30 20 30 31 in minutes f) Final cathode composition

% en poids de Li 6,92 11,54 5,31 2,49 3,9 5,34 4,45 % en poids d'Al 87,4 78,43 91,9 97,1 96,1 94 94,45 g) Rendement de courant, 96,6 90 95 93 90,8 94,8 89,8 en % h) Dégradation de l'élec¬ <0,5 <0,6 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 trolyte, en kg/kg Li% by weight of Li 6.92 11.54 5.31 2.49 3.9 3.9 5.34 4.45% by weight of Al 87.4 78.43 91.9 97.1 96.1 94 94, 45 g) Current efficiency, 96.6 90 95 93 90.8 94.8 89.8 in% h) Degradation of the elec¬ <0.5 <0.6 <0.5 <0.5 <0 , 5 <0.5 <0.5 trolyte, in kg / kg Li

Exemple2Example2

Cet exemple décrit la régénération d'un électrolyte usé.This example describes the regeneration of a used electrolyte.

L'électrolyte usé contient 7,9 g/l de Li (1,14 M) et 27,4 g/l de brome (Br°).The spent electrolyte contains 7.9 g / l of Li (1.14 M) and 27.4 g / l of bromine (Br °).

On met 25,5 g de L-2CO3 en suspension dans deux Utres de l'électrolyte et ensuite on y introduit par barbotage 3,8 1 d"H2S en 50 minutes.25.5 g of L-2CO3 are put in suspension in two others of the electrolyte and then they are introduced by bubbling 3.8 l of H2S in 50 minutes.

Après le barbotage du sulfure d'hydrogène, l'électrolyte est filtré pour éliminer l'excès de .After bubbling the hydrogen sulfide, the electrolyte is filtered to remove excess.

L_2Cθ3 et le soufre élémentaire (S°) formé. La matière solide se compose de 74% deL_2Cθ3 and the elemental sulfur (S °) formed. Solid matter consists of 74% of

L_2Cθ3 et 17,2 % de S° représentant 52% du S° total produit lors de l'étape de réduction. L'électrolyte filtré contient 9,32 g/l de Li (1,34 M), 1,28 g/l de S° colloïdal, 12,4 g/l de Br° résiduel et 0,32 % d'eau. Cette eau est éliminée par un passage de l'électrolyte sur des tamis moléculaires, après quoi l'électrolyte est régénéré. L_2Cθ3 and 17.2% of S ° representing 52% of the total S ° produced during the reduction step. The filtered electrolyte contains 9.32 g / l of Li (1.34 M), 1.28 g / l of colloidal S °, 12.4 g / l of residual Br ° and 0.32% of water. This water is removed by passing the electrolyte through molecular sieves, after which the electrolyte is regenerated.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire un composé intermétallique de lithium, suivant lequel on électrolyse une solution d'un halogénure de lithium dans un solvant organique entre une anode et une cathode, la cathode étant en un matériau susceptible dé former un composé intermétallique avec le lithium, en produisant ainsi un composé intermétallique de lithium à la cathode, ce procédé étant caractérisé en ce que on utilise en tant qu'anode une anode insoluble, en produisant ainsi un halogène à l'anode ; on utilise en tant que solvant organique un solvant résistant à l'halogénation dans les conditions d'électrolyse ; on électrolyse la solution jusqu'à ce que sa teneur en halogénure de lithium soit sensiblement réduite, en produisant ainsi un électrolyte usé ; - on régénère l'électrolyte usé en utilisant comme source d'halogenure l'halogène produit à l'anode et comme source d'ions de lithium soit un composé de lithium choisi dans le groupe comprenant le L_2C03, le LiOH.H2θ et le L_2θ, soit des déchets de lithium éventuellement oxydés ; et on recycle l'électrolyte régénéré.1. Method for producing a lithium intermetallic compound, according to which a solution of a lithium halide in an organic solvent is electrolysed between an anode and a cathode, the cathode being made of a material capable of forming an intermetallic compound with lithium, thereby producing a lithium intermetallic compound at the cathode, this method being characterized in that an insoluble anode is used as the anode, thereby producing halogen at the anode; an organic solvent which is resistant to halogenation under the conditions of electrolysis is used; the solution is electrolyzed until its lithium halide content is significantly reduced, thereby producing a spent electrolyte; - the used electrolyte is regenerated using as halogenide the halogen produced at the anode and as lithium ion source either a lithium compound chosen from the group comprising L_2C03, LiOH.H2θ and L_2θ , or possibly oxidized lithium waste; and the regenerated electrolyte is recycled. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que solvant organique un solvant qui, lorsqu'il contient Haalogénure de lithium en solution, dissout l'halogène produit à l'anode.2. Method according to claim 1, characterized in that an organic solvent is used as a solvent which, when it contains lithium halide in solution, dissolves the halogen produced at the anode. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qulialogénure de lithium le bromure ou l'iodure de lithium.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that lithium lithium bromide or iodide is used as the lithium halide. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-3, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que solvant organique un solvant contenant au moins un composé choisi dans le groupe comprenant les esters et les nitroalkanes.4. Method according to any one of claims 1-3, characterized in that an organic solvent is used which contains at least one compound chosen from the group comprising esters and nitroalkanes. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les esters sont des esters cycliques.5. Method according to claim 4, characterized in that the esters are cyclic esters. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les esters sont des alkylènes carbonates. 6. Method according to claim 5, characterized in that the esters are alkylene carbonates. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le solvant contient le propylène carbonate et/ou l'éthylène carbonate.7. Method according to claim 6, characterized in that the solvent contains propylene carbonate and / or ethylene carbonate. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le solvant contient le gamma- butyrolactone.8. Method according to claim 5, characterized in that the solvent contains gamma-butyrolactone. 9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le solvant contient le nitrométhane.9. Method according to claim 4, characterized in that the solvent contains nitromethane. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4-9, caractérisé en ce que le solvant contient en outre au moins un éther.10. Method according to any one of claims 4-9, characterized in that the solvent also contains at least one ether. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'éther est choisi dans le groupe comprenant le furanne, le tétrahydrofuranne, le 2-méthyltétrahydrofuranne, le tétrahydropyranne, le 1,3-dioxolane, l'éthylène glycol diméthyl éther, le diéthylène glycol diméthyl éther et le tétraéthylène glycol diméthyl éther.11. Method according to claim 10, characterized in that the ether is chosen from the group comprising furan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and tetraethylene glycol dimethyl ether. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4-11, caractérisé en ce que le solvant est constitué de 40-80 % en volume d'alkylène carbonate et de 20-60 % en volume d'éther.12. Method according to any one of claims 4-11, characterized in that the solvent consists of 40-80% by volume of alkylene carbonate and 20-60% by volume of ether. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le solvant est constitué de 50 % en volume d'alkylène carbonate et 50 % en volume d'éther.13. Method according to claim 12, characterized in that the solvent consists of 50% by volume of alkylene carbonate and 50% by volume of ether. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le solvant est constitué de 50 % en volume de propylène carbonate et de 50 % en volume de tétrahydrofuranne et/ou de diéthylène glycol diméthyl éther.14. The method of claim 13, characterized in that the solvent consists of 50% by volume of propylene carbonate and 50% by volume of tetrahydrofuran and / or diethylene glycol dimethyl ether. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-14, caractérisé en ce que la concentration de l'halogénure de lithium dans le solvant est de 0,7-1,7 M.15. Method according to any one of claims 1-14, characterized in that the concentration of lithium halide in the solvent is 0.7-1.7 M. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2-15, caractérisé en ce que la solution à électrolyser contient déjà 0,35-0,85 atome-gramme/1 de l'halogène, qui sera produite à l'anode pendant l'électrolyse. 16. Method according to any one of claims 2-15, characterized in that the solution to be electrolyzed already contains 0.35-0.85 gram atom / 1 of halogen, which will be produced at the anode during l 'electrolysis. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-16, caractérisé en ce qu'on utilise une anode en graphite, carbone vitreux, tantale ou niobium, ou une anode composite ayant une peau en plastique conducteur.17. Method according to any one of claims 1-16, characterized in that a graphite, vitreous carbon, tantalum or niobium anode is used, or a composite anode having a conductive plastic skin. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-17, caractérisé en ce qu'on utilise une cathode d'aluminium ou d'un alliage à base d'aluminium..18. Method according to any one of claims 1-17, characterized in that an aluminum cathode or an aluminum-based alloy is used. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-18, caractérisé en ce qu'on électrolyse à une densité de courant telle que la vitesse de déposition du lithium à la cathode soit inférieure ou substantiellement égale à la vitesse à laquelle le lithium déposé est absorbé par la cathode.19. Method according to any one of claims 1-18, characterized in that electrolysis at a current density such that the rate of deposition of lithium at the cathode is less than or substantially equal to the speed at which the lithium deposited is absorbed by the cathode. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'on maintient la vitesse d'absorption du hthium par la cathode à un niveau souhaité en renouvelant régulièrement la cathode.20. The method of claim 19, characterized in that the rate of absorption of hthium by the cathode is maintained at a desired level by regularly renewing the cathode. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'on utilise une cathode en forme de ruban et une paire d'anodes et on fait défiler la cathode en continu entre les anodes.21. The method of claim 20, characterized in that a ribbon-shaped cathode and a pair of anodes are used and the cathode is passed continuously between the anodes. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19-21, caractérisé en ce qu'on utilise une cathode d'aluminium et on veille à ce que la teneur moyenne en lithium de la cathode reste infërieure à 15% et de préférence à 10% en poids.22. Method according to any one of claims 19-21, characterized in that an aluminum cathode is used and care is taken that the average lithium content of the cathode remains below 15% and preferably 10 % in weight. 23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la teneur moyenne en hthium de la cathode reste inférieure à 7 % en poids.23. The method of claim 22, characterized in that the average content of hthium in the cathode remains less than 7% by weight. 24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2-27, caractérisé en ce qu'on veille à ce que le rapport atomaire entre le lithium en solution et la totalité de l'halogène en solution (Ha°+Ha") reste à tout moment supérieur à 1:3. 24. Method according to any one of claims 2-27, characterized in that one ensures that the atomic ratio between the lithium in solution and the totality of the halogen in solution (Ha ° + Ha ") remains at any time greater than 1: 3. 25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2-24, caractérisé en ce qu'on régénère l'électrolyte usé en effectuant les opérations suivantes :25. Method according to any one of claims 2-24, characterized in that the spent electrolyte is regenerated by carrying out the following operations: (a) on met la source d'ions de lithium susdite en suspension dans l'électrolyte usé, la quantité mise en suspension étant en excès par rapport à la quantité d'halogène, qui sera transformée en halogénure dans l'étape suivante (b) ;(a) the above-mentioned lithium ion source is suspended in the spent electrolyte, the quantity suspended being in excess relative to the quantity of halogen, which will be transformed into halide in the following stage (b ); (b) on traite la suspension par un agent réducteur capable de transformer l'halogène en halogénure d'hydrogène, en enrichissant ainsi la suspension en halogénure de lithium ;(b) the suspension is treated with a reducing agent capable of transforming the halogen into hydrogen halide, thereby enriching the suspension in lithium halide; (c) on sépare les solides filtrables de la suspension résultant de (b), en produisant ainsi un électrolyte enrichi en halogénure de lithium et contenant éventuellement de l'eau ; et(c) separating the filterable solids from the suspension resulting from (b), thereby producing an electrolyte enriched in lithium halide and optionally containing water; and (d) on sèche l'électrolyte, lorsqu'il contient de l'eau.(d) the electrolyte is dried, when it contains water. 26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que ledit excès s'élève à au moins 1 %.26. The method of claim 25, characterized in that said excess amounts to at least 1%. 27. Procédé selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce que la quantité d'agent réducteur mise en oeuvre est telle que l'électrolyte régénéré contienne encore suffisamment d'halogène pour que l'électrolyse puisse être reprise ou continuée avec un électrolyte à 0,35-0,85 atome-gramme/1 d'halogène.27. The method of claim 25 or 26, characterized in that the amount of reducing agent used is such that the regenerated electrolyte still contains sufficient halogen so that the electrolysis can be resumed or continued with an electrolyte to 0.35-0.85 gram atom / 1 of halogen. 28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25-27, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'agent réducteur le H2S.28. Method according to any one of claims 25-27, characterized in that H2S is used as a reducing agent. 29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25-28, caractérisé en ce qu'on sèche l'électrolyte en le faisant passer sur un tamis moléculaire ou par pervaporation à travers une membrane permsélective..29. Method according to any one of claims 25-28, characterized in that the electrolyte is dried by passing it over a molecular sieve or by pervaporation through a permselective membrane. 30. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on électrolyse la solution à la température ambiante. 30. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solution is electrolysed at room temperature. 31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-29, caractérisé en ce qu'on électrolyse la solution à une température située entre la température ambiante et le point d'ébullition de l'électrolyte. 31. A method according to any one of claims 1-29, characterized in that the solution is electrolyzed at a temperature between room temperature and the boiling point of the electrolyte.
PCT/EP1993/000076 1992-01-20 1993-01-13 Method for producing an intermetallic lithium compound Ceased WO1993014246A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9200055 1992-01-20
BE9200055A BE1006650A3 (en) 1992-01-20 1992-01-20 METHOD FOR PRODUCING LITHIUM COMPOUND an intermetallic.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1993014246A1 true WO1993014246A1 (en) 1993-07-22

Family

ID=3886100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1993/000076 Ceased WO1993014246A1 (en) 1992-01-20 1993-01-13 Method for producing an intermetallic lithium compound

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3350093A (en)
BE (1) BE1006650A3 (en)
WO (1) WO1993014246A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6984367B2 (en) * 2002-06-24 2006-01-10 Chemetall Gmbh Process for the preparation of lithium iodide solutions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1045228A (en) * 1964-10-13 1966-10-12 American Cyanamid Co Non-aqueous solvents, electrodeposition and electrodissolution of metals therein andelectrochemical cells containing solutions of salts in non-aqueous solvents as electrolyte
DE2834485A1 (en) * 1978-08-07 1980-02-14 Rhein Westfael Elect Werk Ag Rechargeable cell with light metal anode alloyed with lithium - and anhydrous electrolyte contg. corrosion inhibitor forming insol. lithium cpd.
WO1982001701A1 (en) * 1980-11-21 1982-05-27 Kodak Co Eastman Preparation of substantially anhydrous iodine compounds

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63218158A (en) * 1987-03-06 1988-09-12 Kanebo Ltd Organic electrolyte battery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1045228A (en) * 1964-10-13 1966-10-12 American Cyanamid Co Non-aqueous solvents, electrodeposition and electrodissolution of metals therein andelectrochemical cells containing solutions of salts in non-aqueous solvents as electrolyte
DE2834485A1 (en) * 1978-08-07 1980-02-14 Rhein Westfael Elect Werk Ag Rechargeable cell with light metal anode alloyed with lithium - and anhydrous electrolyte contg. corrosion inhibitor forming insol. lithium cpd.
WO1982001701A1 (en) * 1980-11-21 1982-05-27 Kodak Co Eastman Preparation of substantially anhydrous iodine compounds

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 111, no. 22, 27 Novembre 1989, Columbus, Ohio, US; abstract no. 198031, OKAMOTO TSUTOMO 'PREPARATION OF LITHIUM IODIDE SOLUTION USING HYDROGEN SULFIDE' page 191 ; cité dans la demande *
DATABASE WPIL Week 8842, Derwent Publications Ltd., London, GB; AN 88-297099 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6984367B2 (en) * 2002-06-24 2006-01-10 Chemetall Gmbh Process for the preparation of lithium iodide solutions

Also Published As

Publication number Publication date
BE1006650A3 (en) 1994-11-08
AU3350093A (en) 1993-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2807072A1 (en) Production of alkaline metal by low temperature electrolysis of the metal halogen in the presence of a co-electrolyte
CA1247047A (en) Electrolytic production of hydrogen on a cathode
JP6775006B2 (en) Closed-loop systems and methods for recycling lead-acid batteries
FR2479271A1 (en) ELECTROLYTIC CELL WITH SOLID POLYMER ELECTROLYTE COMPRISING A PERMIONIC MEMBRANE AND ELECTROLYSIS METHOD
EP3178576B1 (en) Method for recycling the silver contained in a photovoltaic cell
FR2499594A1 (en) PROCESS FOR THE ELECTROLYSIS OF WATER
CN107923057B (en) Electrodeposited lead compositions, methods of production and uses
CA1229573A (en) Process for manufacturing an electrochemical process electrode; cathode for the production of electrolytic hydrogen
EP0034544B1 (en) Process for the preparation of methionine
BE1006650A3 (en) METHOD FOR PRODUCING LITHIUM COMPOUND an intermetallic.
EP0430830A1 (en) Manufacture of alkalimetal chlorate or perchlorate
FR2494307A1 (en) PROCESS FOR THE ELECTROLYSIS OF A BRINE OF AN ALKALI METAL CHLORIDE IN A PERMIONIC MEMBRANE TANK
FR2723107A1 (en) PROCESS FOR THE ELECTROLYTIC REDUCTION OF A DISULFIDE AND A PRODUCT THUS OBTAINED
FR2519030A1 (en) METHOD FOR PRODUCING CAUSTIC PRODUCT, MEMBRANE-ELECTRODE UNIT ASSEMBLY, AND MULTILAYER ELECTRODE STRUCTURE
EP0094308B1 (en) Process and apparatus for the electrolytic preparation of metal, especially lead
CH621583A5 (en)
EP0903425B1 (en) Process for the electrolysis of brine
CN116856010A (en) Electrochemical recovery method for waste beryllium
Sanders et al. Characterization of Cadmium Selenide Electrodeposited from Diethylene Glycol Solution Containing Tri‐n‐Butylphosphine Selenide
EP0007674A1 (en) Method of elektrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution in a diaphragm cell
EP0221790A1 (en) Process for the production of glyoxylic acid by the electrochemical reduction of oxalic acid
EP0370920B1 (en) Process for the production of quinone from hydroquinone by electrolysis
BE891862A (en) CATION EXCHANGE RESINS AND THEIR USE AS MEMBRANES IN ELECTROLYTIC CELLS
FR2510143A1 (en) ION-EXCHANGING MEMBRANE ELECTROLYTIC DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
FR2486106A1 (en) METHOD OF ELECTROLYSIS OF ALKALINE METAL CHLORIDE BRINE USING A CATHODE BASED ON A TRANSITION-GRAPHITE METAL INTERCALIATION COMPOUND, ELECTROLYTIC CELL AND ELECTROLYTE FOR ITS IMPLEMENTATION

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU BB BG BR CA FI HU JP KP KR LK MG MN MW NO NZ PL RO RU SD UA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA