(57)【要約】  （ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスが提供され、本プロセスは、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含む液体とを得ることと、液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウムそれぞれに、変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含む液体を提供することと、電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩および／または金属水酸化物と反応させるために再利用することと、を含む。【選択図】図２７
2021504885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、前記硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項２】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項３】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび任意に前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび任意に水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項４】
ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項５】
ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって電解セルから取り出される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項６】
ＬｉＯＨをＮａＯＨ上で実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項７】
蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項８】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約８〜約１４のｐＨで得られる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１３、または約１０〜約１２のｐＨで得られる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
固相の前記沈殿物を乾燥させることが、少なくとも８０℃の温度で、約１〜約４時間の期間乾燥させることを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
キレート剤が存在する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記キレート剤がアンモニアである、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
【請求項１６】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸ナトリウムおよび前記硫酸リチウムを水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記水酸化リチウムおよび前記水酸化ナトリウムを互いに分離することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
【請求項１７】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１４のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０〜約１３のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５〜約１２．５のｐＨで得られる、請求項１５または１６に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記金属硫酸塩が、水酸化リチウム、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも４時間の期間焙煎することを含む、請求項１５〜２２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも４００℃の第１の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することを含む、請求項１５〜２２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも６００℃の第２の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項２３または２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも７００℃の第２の温度で、少なくとも８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項２３または２４に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項２８に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流が、前記陽極液区画に導入され、前記第１のリチウム低減水性流が、前記陽極液区画から除去され、前記第１の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項２９または３０に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４〜約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５〜約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項３１〜３４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項３１〜３４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約２０℃〜約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４０℃〜約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３９】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４５℃〜約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約５０℃〜約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５５℃〜約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３１〜４２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約８５℃の値に維持される、請求項２８〜４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項２８〜４４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項２８〜４４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ〜約８Ｖの値に維持される、請求項２８〜４４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約１０Ｖの値に維持される、請求項２８〜４４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４９】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項２８〜４８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５０】
前記第２の電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項２８〜４８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５１】
前記第２の電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項２８〜４８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５２】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項２８〜４８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５３】
前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５４】
前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項５４に記載のプロセス。
【請求項５６】
前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項５５に記載のプロセス。
【請求項５７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、前記中央区画に導入され、前記第２のリチウム低減水性流が、前記中央区画から除去され、前記第２の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項５５または５６に記載のプロセス。
【請求項５８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で生成することと、硫酸含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項５７に記載のプロセス。
【請求項５９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項５８に記載のプロセス。
【請求項６０】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ〜約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５７〜５９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６１】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下〜約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５７〜５９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６２】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項５７〜６１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６３】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項５７〜６１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約４０℃〜約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項５７〜６３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水性流が、約４０℃〜約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項５７〜６３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約７０℃の値に維持される、請求項５７〜６３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項５７〜６６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ２〜約１０ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項５７〜６６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約９Ｖの値に維持される、請求項５７〜６６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７０】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項５７〜６９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７１】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項５７〜６９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７２】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項５７〜６９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７３】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項５７〜６９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項５７に記載のプロセス。
【請求項７５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項７４に記載のプロセス。
【請求項７６】
前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ  ＡＨＡ膜である、請求項７５に記載のプロセス。
【請求項７７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ〜約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７４〜７６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７４〜７６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項７４〜７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８０】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項７４〜７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８１】
前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８２】
前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１〜２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８３】
前記キレート剤が、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、アセチルアセトン、５−スルホサリチル酸、シュウ酸から選択される、請求項１〜８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８４】
前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン−トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸）から選択される、請求項１〜８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８５】
前記キレート剤が存在する、請求項８４に記載のプロセス。
【請求項８６】
前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）２またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）２である、請求項１〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８７】
前記金属水酸化物が、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択される、請求項１〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８８】
前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１−ｘ）Ｏ２、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ（１−ｚ）Ｍ（１＋ｚ）Ｏ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８９】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２から選択される、請求項１〜７７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９０】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９１】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９２】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９３】
前記プロセスが、前記硫酸塩を含む前記液体を、前記硫酸塩を前記水酸化物に変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１〜９２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９４】
前記電気膜プロセスの陽極液が、そこから硫酸塩を実質的に選択的に沈殿させることによって処理され、それによってＨ２ＳＯ４濃度を増加させる、請求項９３に記載のプロセス。
【請求項９５】
ＬｉＯＨが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項９２、９３、または９４に記載のプロセス。
【請求項９６】
前記硫酸を回収することを含む、請求項９２、９３、９４、または９５に記載のプロセス。
【請求項９７】
前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項９２、９３、９４、９５、または９６に記載のプロセス。
【請求項９８】
前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１〜９７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９９】
前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１〜９８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１００】
前記金属源が、遷移金属源である、請求項９９に記載のプロセス。
【請求項１０１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９〜１００のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０２】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９〜１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０３】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９〜１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０４】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９〜１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０５】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ２Ｏ２の存在下で、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９９〜１０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０６】
前記金属源が、その金属形態の金属である、請求項９９〜１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０７】
前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項９９〜１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０８】
前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項１０７に記載のプロセス。
【請求項１０９】
前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項９９〜１０８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１０】
前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項１０９に記載のプロセス。
【請求項１１１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項９９〜１１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１２】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ２Ｏ２の存在下で、硫酸で浸出させることによって得られる、請求項１１１に記載のプロセス。
【請求項１１３】
前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項９９〜１０５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１４】
前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項１１３に記載のプロセス。
【請求項１１５】
前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項１１３〜１１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１６】
前記金属硫酸塩が、異なる金属の精鉱を有機相および水相で処理して、前記異なる金属を互いに分離することによって得られ、次いで前記金属が、硫酸塩の形態で結晶化する、請求項１〜１１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１７】
水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１〜１１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１８】
水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１〜１１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１９】
水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項１１８に記載のプロセス。
【請求項１２０】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１〜１１９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２１】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１〜１１９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２２】
前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項１２１に記載のプロセス。
【請求項１２３】
水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２２に記載のプロセス。
【請求項１２４】
水酸化リチウムが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２２に記載のプロセス。
【請求項１２５】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの前記少なくとも１種を含む液体を、前記硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項１２６】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を、前記硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項１２７】
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、ＭｇＮＯ３、ＣａＮＯ３、ＳｒＮＯ３、およびＢａＮＯ３のうちの少なくとも１種を含む液体を、前記Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、Ｋ２ＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種をＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの前記少なくとも１種を、前記金属硫酸塩および／または前記金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項１２８】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１４のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
【請求項１２９】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０〜約１３のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
【請求項１３０】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５〜約１２．５のｐＨで得られる、請求項１２５、１２６、または１２７に記載のプロセス。
【請求項１３１】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１２５〜１３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３２】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１３１に記載のプロセス。
【請求項１３３】
前記金属硫酸塩が、水酸化リチウム、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１２５〜１３２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３４】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、Ｋ２ＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体を、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種をＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの前記少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの前記少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の前記混合物を焙煎して、前記金属酸化物を得ることと、を含む、プロセス。
【請求項１３５】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１４のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
【請求項１３６】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０〜約１３のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
【請求項１３７】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５〜約１２．５のｐＨで得られる、請求項１３４に記載のプロセス。
【請求項１３８】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１３４〜１３７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３９】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１３８に記載のプロセス。
【請求項１４０】
前記金属硫酸塩が、前記水酸化物、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１３４〜１３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４１】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約３５０℃の第１の温度で、少なくとも約４時間の期間焙煎することを含む、請求項１３４〜１４０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４２】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約４００℃の第１の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む、請求項１３４〜１４０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４３】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約６００℃の第２の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
【請求項１４４】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約７００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
【請求項１４５】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約５００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを、さらに含む、請求項１４１または１４２に記載のプロセス。
【請求項１４６】
前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１２５〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４７】
前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２５〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項１４７に記載のプロセス。
【請求項１４９】
前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項１４７に記載のプロセス。
【請求項１５０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸塩を含む水性流が、前記陽極液区画に導入され、前記第１のリチウム低減水性流が、前記陽極液区画から除去され、前記第１の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１４８または１４９に記載のプロセス。
【請求項１５１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸塩の水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
【請求項１５２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４〜約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
【請求項１５３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５〜約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１５０に記載のプロセス。
【請求項１５４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項１５０〜１５３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１５０〜１５３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約２０℃〜約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４０℃〜約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約４５℃〜約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５９】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約５０℃〜約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む前記水性流が、約５５℃〜約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約８５℃の値に維持される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ〜約８Ｖの値に維持される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約１０Ｖの値に維持される、請求項１５０〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６８】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項１５０〜１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６９】
前記第２の電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項１５０〜１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７０】
前記第２の電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項１５０〜１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項１５０〜１６７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７２】
前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１２５〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７３】
前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２５〜１５５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項１７３に記載のプロセス。
【請求項１７５】
前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１７４に記載のプロセス。
【請求項１７６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、前記中央区画に導入され、前記第２のリチウム低減水性流が、前記中央区画から除去され、前記第２の水酸化リチウム富化水性流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１７４または１７５に記載のプロセス。
【請求項１７７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で生成することと、硫酸含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項１７６に記載のプロセス。
【請求項１７８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項１７７に記載のプロセス。
【請求項１７９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ〜約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１７６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８０】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下〜約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１７６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８１】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項１７６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８２】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１７６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水性流が、約４０℃〜約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項１７６〜１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水性流が、約４０℃〜約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１７６〜１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約７０℃の値に維持される、請求項１７６〜１８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１７６〜１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ２〜約１０ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１７６〜１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約９Ｖの値に維持される、請求項１７６〜１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８９】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項１７６〜１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９０】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項１７６〜１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項１７６〜１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９２】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項１７６〜１８８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流を前記陽極液区画から除去することとを、さらに含む、請求項１７６に記載のプロセス。
【請求項１９４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項１９３に記載のプロセス。
【請求項１９５】
前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ  ＡＨＡ膜である、請求項１９４に記載のプロセス。
【請求項１９６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ〜約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１９３〜１９５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１９３〜１９５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１９３〜１９７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項１９３〜１９７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２００】
前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１２５〜１９３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０１】
前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１２５〜１９３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０２】
前記キレート剤が、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、アセチルアセトン、５−スルホサリチル酸、シュウ酸から選択される、請求項１２５〜２０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０３】
前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン−トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸）から選択される、請求項１２５〜２０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０４】
前記キレート剤が存在する、請求項２０３に記載のプロセス。
【請求項２０５】
前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）２またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）２である、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０６】
前記金属水酸化物が、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択される、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０７】
前記金属酸化物が、式ＬｉＭＯ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０８】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２から選択される、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０９】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１０】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１１】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１２】
前記プロセスが、前記硫酸リチウムを含む液体を、硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１２５〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１３】
前記硫酸を回収することを含む、請求項２１２に記載のプロセス。
【請求項２１４】
前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項２１２に記載のプロセス。
【請求項２１５】
前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１２５〜２１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１６】
前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１２５〜２１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１７】
前記金属源が、遷移金属源である、請求項２１６に記載のプロセス。
【請求項２１８】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６〜２１７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１９】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６〜２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２０】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６〜２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的発生硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２１６〜２１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２２】
前記金属源が、その金属形態の金属である、請求項２１６〜２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２３】
前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項２１６〜２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２４】
前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項２２３に記載のプロセス。
【請求項２２５】
前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項２１６〜２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２６】
前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項２２５に記載のプロセス。
【請求項２２７】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項２１６〜２２６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２８】
前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項２１６〜２２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２９】
前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項２２８に記載のプロセス。
【請求項２３０】
前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項２２８〜２２９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３１】
水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３２】
水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３３】
水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項２３２に記載のプロセス。
【請求項２３４】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１２５〜２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３５】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１２５〜２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３６】
前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項２３５に記載のプロセス。
【請求項２３７】
水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２３６に記載のプロセス。
【請求項２３８】
水酸化リチウムが、結晶化蒸発によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２３６に記載のプロセス。
【請求項２３９】
前記得られた金属水酸化物が、水酸化リチウムを含む水性組成物と反応して、水酸化物組成物を得、次いで前記水酸化物組成物が乾燥されて、水酸化物の前記混合物を得る、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項２４０】
前記水酸化物組成物が、噴霧乾燥機を用いて乾燥される、請求項１〜１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４１】
前記硫酸塩または水酸化物が、溶媒抽出によって精製され、前記溶媒が、亜リン酸（Ｃｙａｎｅｘ  ２７２、Ｃｙａｎｅｘ  ３０１、Ｃｙａｎｅｘ  ３０２、ジ−（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、ＤＥＨＴＰＡ、Ｂａｙｓｏｌｖｅｘ  ＤＥＤＰ、Ｉｏｎｑｕｅｓｔ  ８０１、Ｈｏｅ  Ｆ  ３７８７、ＭＥＨＰＡ、Ｐ２０４、ＰＣ８８Ａ、Ｐ５０７として）、またはヒドロキシ−オキシム抽出剤（例えば、Ａｃｏｒｇａ  Ｐ５０、Ａｃｏｒｇａ  Ｋ２０００、ＬＩＸ  ８４−Ｉ、ＳＭＥ  ５２９、ＬＩＸ  ６５Ｎ、ＬＩＸ  ６４、ＬＩＸ  ７０、ＬＩＸ  ８６０、ＬＩＸ  ６２２）、またはβ−ジケトン金属カチオン抽出剤（例えば、ＬＩＸ  ５４、ＸＩ−Ｎ５４、ＸＩ−５５、ＸＩ−５７）から選択される、請求項１〜１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４２】
水酸化物の前記沈殿物が、例えばＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ４ＯＨの中から選択される化合物の添加によって得られる、請求項１〜１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４３】
前記使用済み電池の浸出溶液が、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルコースのうちの少なくとも１種から選択される、請求項１〜１３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４４】
ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項１〜２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４５】
ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって電解セルから取り出される、請求項１〜２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４６】
蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項１〜２４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４７】
前記焙煎が、撹拌しながら実行されて、前記金属酸化物への前記変換の完了を確実にする、請求項１５〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４８】
前記水酸化物の前記共沈後の濾過された硫酸塩溶液が、前記電気膜プロセスに入る前に、任意に精製および／または濃縮される、請求項１５〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４９】
浸出された溶液が、前記水酸化物の前記共沈の前に精製される、請求項１５〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５０】
前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、金属の選択的分離、水酸化物の沈殿、不溶性塩の沈殿、酸化沈殿、イオン交換、溶媒抽出、電気化学めっき、および／または結晶化によって実行される、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５１】
前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、Ｏ２、ＳＯ２、またはＨ２ＳＯ５、過硫酸塩（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、シュウ酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｃ２Ｏ４）、塩素、塩素化合物（ＨＣｌ、ＣｌＯ２、ＨＣｌＯ３）、Ｏ３、ＮａＯＣｌ、ＣｏＳ、Ｎａ２Ｓ、ＮａＨＳ、ＣａＣＯ３、またはＮａ３ＰＯ４の添加による選択的沈殿によって実行される、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５２】
前記水酸化物の精製が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、およびＮＨ４ＯＨのうちのいずれか１種の添加による水酸化物の沈殿によって実行される、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５３】
前記水酸化物および／または硫酸塩の精製が、ジメチルグリオキシムの添加によって実行される、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５４】
前記浸出工程のｇ／Ｌでの前記固体／液体（材料のグラム／液体の体積）比が、１／５〜１：１００の間で構成され得る、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５５】
前記浸出が、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、およびグルコースのうちの少なくとも１種で実行され得る、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５６】
前記金属硫酸塩Ｍ（ＳＯ４）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎである）および／またはＡｌ２（ＳＯ４）３が、前記水酸化物の前記合成における前駆体として使用される前に、任意に結晶化し得る、請求項１〜２４９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５７】
ＬｉＰＦ６電解質が回収される、請求項１０９に記載のプロセス。
【請求項２５８】
前記金属酸化物が、［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルのような、前記異なる金属について前記コアから前記表面への勾配濃度を有するコア−シェル材料であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘであり、前記金属酸化物内の前記濃度勾配をもたらす、請求項１６〜５２および１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５９】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、または［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルで、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１から選択される、請求項１６〜５２および１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６０】
前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２、またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１−ｘ）Ｏ２、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ（１−ｚ）Ｍ（１＋ｚ）Ｏ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属であり得る、請求項１６〜５２および１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６１】
前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって浸出された少なくとも実質的に純粋な金属である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６２】
前記金属源が、任意にコバルト、場合によっては他の元素を含み、任意に前記電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケル精鉱である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６３】
前記金属源が、ニッケル含有材料またはコバルト含有材料である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６４】
前記金属源が、酸化ニッケル鉱石、ニッケルマット、硫化ニッケル、ニッケルとコバルトとの混合硫化物、粗硫酸ニッケル（例えば、銅製錬プロセスから生成される）、および酸化ニッケル（例えば、前記電気化学的発生硫酸によって浸出される）から選択される、請求項２６３に記載のプロセス。
【請求項２６５】
前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって浸出された、図３１、図３２、および図３３のＣまたはＤと称される溶液などのニッケル−コバルト水溶液である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６６】
前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって任意にストリッピングされ得るニッケル（および任意にコバルト、場合によっては他の元素）を含有する有機溶液である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６７】
前記金属源が、前記電気化学的発生硫酸によって、浸出された使用済み電池または浸出されたその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、前記カソードのみ、または前記アノードおよび前記カソードの両方もしくはブラックマスなど）である、請求項２１６〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６８】
前記金属酸化物が、コア［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、およびシェル［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、から作製される、式Ｌｉ［ＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ］Ｏ２、ｄ＋ｅ＋ｆ＝１で、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃのものである、請求項１６〜５２および１２５〜２３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６９】
前記水酸化物が、ニッケル−コバルト−マンガン水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム水酸化物、リチウム−コバルト水酸化物、水酸化ニッケル、ニッケル−コバルト−マンガンオキシ水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウムオキシ水酸化物、オキシ水酸化ニッケル、およびリチウム−コバルトオキシ水酸化物から選択される、請求項１〜２６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７０】
前記酸化物が、ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、リチウム−ニッケル酸化物、およびリチウム−コバルト酸化物から選択され得る、請求項１〜２６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７１】
前記金属硫酸塩が、購入される、金属または金属の混合物をＨ２ＳＯ４で浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を粉砕した後に得られた残留物を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池の処理後に残留物を浸出させることによって得られる、浸出された遷移金属の混合物から取り出される、鉱業会社によって取り出された精鉱である、またはコバルトを含有するニッケル鉱石を浸出させることによって得られる、請求項１〜２７０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７２】
前記電気膜プロセス中に発生した陽極液が処理されて、硫酸塩を回収し、前記硫酸塩が、水酸化物沈殿から回収された硫酸塩と混合され、前記硫酸塩が一緒に混合され、前記電気膜プロセスにリサイクルされる、請求項１〜２７１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７３】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１〜２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７４】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、蒸発結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１〜２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７５】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、硫酸塩１水和物の選択的結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１〜２７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７６】
カソードの製造における、請求項１〜２７５のいずれか１項に記載のプロセスから得られる前記金属水酸化物または金属酸化物の使用。
【請求項２７７】
請求項１〜２７５のいずれか１項に記載のプロセスから得られる前記金属水酸化物または金属酸化物の使用方法であって、前記金属酸化物または金属水酸化物をカソードの前記製造に組み込むことを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本開示は、２０１７年１１月２２日に出願された米国特許出願第６２／５９０，２６０号、および２０１８年９月２１日に出願された米国特許出願第６２／７３５，０１３号の優先権を主張する。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含有する金属水酸化物および金属酸化物の調製プロセスの分野における改善に関する。例えば、このような材料は、イオン電池用のカソード材料の製造に有用であり得る。
【背景技術】
【０００３】
ニッケル−コバルト−マンガン水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム水酸化物、リチウム−コバルト水酸化物、ニッケル−コバルト−マンガンオキシ水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウムオキシ水酸化物、リチウム−コバルトオキシ水酸化物、ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、およびリチウム−コバルト酸化物の調製プロセスは、既知である。しかしながら、例えば既知のプロセスは、このような水酸化物および酸化物の生成ならびに様々な化学物質の消費に高いコストをもたらす。
【０００４】
したがって、このような水酸化物または酸化物の少なくとも代替の調製プロセスの必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【０００６】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【０００７】
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属硫酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【０００８】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属硫酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【０００９】
本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１０】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００１１】
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１２】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００１３】
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１４】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００１５】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１６】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および硫酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１７】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００１８】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの該少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの該少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００１９】
本開示の一態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および／または炭酸カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２０】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および／または炭酸カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属炭酸塩を含む固体と、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムのうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸カリウム、および硝酸カリウムのうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
炭酸化プロセスによって得られた炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、得られた金属炭酸塩と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００２１】
本開示の別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、第２の金属水酸化物を、少なくとも１種の炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムである第２の金属炭酸塩に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２２】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属炭酸塩を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属炭酸塩を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、第２の金属水酸化物を、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムのうちの少なくとも１種である第２の金属炭酸塩に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
炭酸化プロセスによって得られた第２の金属炭酸塩の少なくとも第２の部分を、得られた金属水酸化物と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００２３】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２４】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを互いに分離することと、
該硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２５】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
該硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２６】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属炭酸塩の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３から選択される塩基、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種を、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３に変換することと、
炭酸化プロセスによって得られたＬｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３のうちの少なくとも１種を、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００２７】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３から選択される塩基、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属炭酸塩を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属炭酸塩を得ることと、
Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む該液体を提供することと、
炭酸化プロセスによって、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種を、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３に変換することと、
該炭酸化プロセスによって得られたＬｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３のうちの該少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該炭酸化プロセスによって得られたＬｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３のうちの該少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、該得られた金属炭酸塩と反応させて、金属炭酸塩の混合物を得ることと、
金属炭酸塩の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００２８】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該水酸化リチウムおよび該水酸化ナトリウムを互いに分離することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００２９】
別の態様によれば、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩を、第２の金属を含む塩基および任意にキレート剤と反応させて、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む金属水酸化物を含む固体と、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を、第２の金属水酸化物に変換するための電気膜プロセスに、第２の金属硫酸塩および第２の金属硝酸塩のうちの少なくとも１種を含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた第２の金属水酸化物の少なくとも第１の部分を、第１の金属硫酸塩および／または第１の金属硝酸塩と反応させるために再利用することと、
第３の金属水酸化物を、得られた金属水酸化物と混合して、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００３０】
本開示の別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（Ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００３１】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための電気膜プロセスに、硫酸ナトリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
別の金属水酸化物を、得られた金属水酸化物と混合して、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の混合物を焙煎して、金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【００３２】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、該金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび任意に硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび任意に水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび任意に該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムを、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００３３】
別の態様によれば、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウム、ならびに任意にキレート剤と反応させて、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウム含む液体と、を得ることと、
液体および固体を互いに分離して、金属水酸化物を得ることと、
硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、および／または水酸化カリウムそれぞれに変換するための電気膜プロセスに、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含む液体を提供することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化ナトリウムを、金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムを、金属硫酸塩および／または金属水酸化物と反応させるために再利用することと、を含む、プロセスが提供される。
【００３４】
別の態様によれば、カソードの製造において、本開示に記載されるプロセスから得られる金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属酸化物の使用が提供される。
【００３５】
別の態様によれば、本開示に記載されるプロセスから得られる金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属酸化物を使用する方法が提供され、この方法は、金属水酸化物、金属炭酸塩、および／または金属水酸化物をカソードの製造に組み込むことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本開示の様々な実施形態を、単に例として表す以下の図面において、
【００３７】
【図１】本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２】ＬｉＯＨを塩基源として使用して得られた水酸化コバルトＣｏ（ＯＨ）２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図３】ＮａＯＨを塩基源として使用して得られた水酸化コバルトＣｏ（ＯＨ）２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図４】図２のＣｏ（ＯＨ）２を使用することによって得られたＬｉＣｏＯ２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図５】図３のＣｏ（ＯＨ）２を使用することによって得られたＬｉＣｏＯ２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図６】ＬｉＣｏＯ２の充放電曲線を表すグラフである。
【図７】ニッケル−コバルト−アルミニウム水酸化物Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２（ＯＨ）２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図８】リチウム化ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図９】ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２の充放電曲線のグラフである。
【図１０】ニッケル−マンガン−コバルト水酸化物Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図１１】リチウム化ニッケル−マンガン−コバルト酸化物ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図１２】ニッケル−マンガン−コバルト水酸化物Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図１３】リチウム化ニッケル−マンガン−コバルト酸化物ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２のＸ線回折パターン（黒）、およびこの化合物の理論上の回折ピーク（垂直バー）である。
【図１４】ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の充放電曲線を表すグラフである。
【図１５】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、時間の関数としての２区画セルの陽極液中のＨ２ＳＯ４の濃度を示すプロットである。
【図１６】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の陽極液および陰極液の導電性を示すプロットである。
【図１７】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の陽極液および陰極液の温度を示すプロットである。
【図１８】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、時間の関数としての２区画セル内の電圧を示すプロットである。
【図１９】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、２区画セル内のＨ２ＳＯ４の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏの流量を示すプロットである。
【図２０】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、２区画セル内のＨ２ＳＯ４の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏの流量を示す別のプロットである。
【図２１】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、２区画セル内のＨ２ＳＯ４の濃度の関数としての電流効率を示すプロットである。
【図２２】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、２区画セル内のＨ２ＳＯ４の濃度の関数としてのＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏの生産性を示すプロットである。
【図２３】Ｌｉ２ＳＯ４の電解の例において、２区画セル内のＨ２ＳＯ４の濃度の関数としてのエネルギー消費量を示すプロットである。
【図２４】ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２５】ｐＨ向上剤としてＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２６】ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨおよび／またはＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２７】リチウムイオンを含有する金属硫酸塩溶液のためのｐＨ向上剤としてＮａＯＨを使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２８】電気膜プロセスの前に回収された硫酸塩溶液の精製および／または濃縮を伴う、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図２９】電気膜プロセス、および陽極液溶液の濃縮、およびＨ２Ｏ２の添加前に回収された硫酸塩溶液の精製および／または濃縮を伴う、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図３０】ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨおよび／またはＮａＯＨを使用する、コア−シェル合成のための本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図３１】金属炭酸塩の沈殿のためのｐＨ向上剤としてＬｉ２ＣＯ３を使用する、リチウム化金属酸化物の合成のための本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図３２】遷移金属源の浸出のために硝酸使用する、本開示の実施形態によるプロセスの概略図である。
【図３３】ニッケルコバルト精鉱を浸出させるためにＨ２ＳＯ４を使用する、高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。
【図３４】高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。
【図３５】高純度硫酸塩の生成プロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
別段の指示がない限り、この項および他の項で記載される定義および実施形態は、当業者によって理解されるように、それらが好適である本明細書で記載される本出願のすべての実施形態および態様に適用可能であるように意図される。
【００３９】
本開示で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の参照を含む。
【００４０】
本開示の範囲の理解において、本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語およびその派生語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を指定する非制限的用語であることが意図され、他の述べられていない特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を除外しない。上記は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語およびそれらの派生語など、同様の意味を持つ単語にも適用される。本明細書で使用される場合、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」という用語およびその派生語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を指定する制限的用語であることが意図され、他の述べられていない特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在を除外する。本明細書で使用される場合、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語は、述べられた特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の存在、ならびに特徴、要素、成分、群、整数、および／または工程の基本的で新規な特性（複数可）に重大な影響を与えないものを指定することが意図される。
【００４１】
本明細書で使用される場合、「約」および「およそ」などの程度の用語は、最終結果に有意な変化がないように修飾された用語の妥当な量の偏差を意味する。この偏差が、それが修飾する単語の意味を否定しない場合、これらの程度の用語は、修飾された用語の±１０％の偏差を含むと解釈されるべきである。
【００４２】
本明細書で使用される場合、「好適な」という用語は、特定の条件の選択が、実行される具体的な操作または動作に依存するが、選択は、当業者の技能の範囲内であることを意味する。本明細書に記載されるすべてのプロセスは、所望の生成物を提供するのに十分な条件下で行われるべきである。当業者は、適用可能な場合、例えば、反応時間、反応温度、反応圧力、反応物比、流量、反応物純度、電流密度、電圧、濃度、ｐＨ、酸化還元電位、セル面積、使用される膜の種類、およびリサイクル率を含む、すべての反応条件が、変更されて、所望の生成物の収量を最適化し得、そうすることは当業者の技能の範囲内であることを理解するであろう。
【００４３】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持されるｐＨ値またはｐＨ範囲を指す場合、ｐＨ値またはｐＨ範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４４】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される濃度値または濃度範囲を指す場合、濃度値または濃度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４５】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される温度値または温度範囲を指す場合、温度値または温度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４６】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電流密度値または電流密度範囲を指す場合、電流密度値または電流密度範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４７】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電流効率値または電流効率範囲を指す場合、電流効率値または電流効率範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４８】
本明細書で使用される場合、「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロセスまたはその一部分（例えば、電解など）の間に維持される電圧値または電圧範囲を指す場合、電圧値または電圧範囲を、プロセスまたはその一部分の間の時間の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８または９９％で維持することを指す。
【００４９】
本明細書で使用される場合、「電気膜プロセス」という用語は、例えば、イオン種の推進力としてイオン交換膜（複数可）および電位差を使用するプロセスを指す。電気膜プロセスは、例えば、（膜）電気透析または（膜）電解であり得る。例えば、電気膜プロセスは、膜電解であり得る。
【００５０】
本明細書で使用される場合、「炭酸化プロセス」という用語は、例えば、金属水酸化物が金属炭酸塩に変換されるプロセスを指す。例えば、このようなプロセスは、気体ＣＯ２の使用を含み得る。例えば、このようなプロセスは、ＣＯ２の気泡を含み得る。
【００５１】
以下に提示される例は非限定的であり、本開示のプロセスをよりよく例示するために使用される。
【００５２】
例えば、水酸化物は、ニッケル−コバルト−マンガン水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム水酸化物、リチウム−コバルト水酸化物、水酸化ニッケル、ニッケル−コバルト−マンガンオキシ水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウムオキシ水酸化物、オキシ水酸化ニッケル、およびリチウム−コバルトオキシ水酸化物から選択され得る。
【００５３】
例えば、酸化物は、ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、リチウム−ニッケル酸化物、およびリチウム−コバルト酸化物から選択され得る。
【００５４】
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約８〜約１４のｐＨで得られる。
【００５５】
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約９〜約１３のｐＨで得られる。
【００５６】
例えば、固体は、金属水酸化物を含む沈殿物であり、沈殿物は、約１０〜約１２のｐＨで得られる。
【００５７】
例えば、プロセスは、金属水酸化物を洗浄することをさらに含む。
【００５８】
例えば、プロセスは、約８０℃〜約１３０℃または９０℃〜約１２０℃の温度で金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む。
【００５９】
例えば、金属硫酸塩は、水酸化リチウムおよびアンモニアであるキレート剤と反応する。
【００６０】
例えば、金属硫酸塩は、炭酸リチウムおよびアンモニアであるキレート剤と反応する。
【００６１】
例えば、金属硫酸塩は、炭酸リチウムおよびアンモニア炭酸水素であるキレート剤と反応する。
【００６２】
例えば、第１の金属は、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択され得る。
【００６３】
例えば、塩基は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種を含み得る。
【００６４】
例えば、塩基は、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、およびＢａＣＯ３のうちの少なくとも１種を含み得る。
【００６５】
例えば、塩基は、ＬｉＨＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＫＨＣＯ３、ＲｂＨＣＯ３、ＣｓＨＣＯ３、Ｍｇ（ＨＣＯ３）２、Ｃａ（ＨＣＯ３）２、Ｓｒ（ＨＣＯ３）２、およびＢａ（ＨＣＯ３）２のうちの少なくとも１種を含み得る。
【００６６】
例えば、金属水酸化物は、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、およびＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種を含み得る。
【００６７】
例えば、第２の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
【００６８】
例えば、第３の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
【００６９】
例えば、第３の金属水酸化物は、ＬｉＯＨであり得る。
【００７０】
例えば、別の金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａであり得る。
【００７１】
例えば、別の金属水酸化物は、ＬｉＯＨであり得る。
【００７２】
例えば、塩基は、金属硫酸塩と反応する前に精製され得る。例えば、塩基は、結晶化し得る。
【００７３】
例えば、電気膜プロセスによって生成される金属水酸化物は、金属硫酸塩と反応する前に精製され得る。例えば、金属水酸化物は、結晶化し得る。
【００７４】
例えば、硫酸塩を含む液体を電気膜に提供して、水酸化物を得る前に、硫酸塩は、精製および／または濃縮され得る。
【００７５】
例えば、キレート剤は、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、アセチルアセトン、５−スルホサリチル酸、シュウ酸から選択され得る。
【００７６】
例えば、キレート剤は、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレン−トリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸）から選択され得る。
【００７７】
例えば、キレート剤は存在し得る。
【００７８】
例えば、電気膜プロセスが、Ｎａ系プロセスである場合、（硫酸リチウムとしての溶液中の）リチウムを、硫酸ナトリウム溶液から分離するための精製工程が実行され得る。
【００７９】
例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムは、互いに分離され得る。
【００８０】
例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムは、結晶化によって互いに分離され得る。
【００８１】
例えば、金属水酸化物は、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）２またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）２であり得る。
【００８２】
例えば、金属水酸化物は、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択され得る。
【００８３】
例えば、金属酸化物は、式ＬｉＭＯ２のものであり得、式中Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である。
【００８４】
例えば、金属酸化物は、式ＬｉＭ２Ｏ４のものであり得、式中Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である。
【００８５】
例えば、金属水酸化物または金属酸化物は、コア−シェル型のものであり得る。
【００８６】
例えば、金属酸化物は、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、または［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルから選択され得、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１である。
【００８７】
例えば、金属酸化物は、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２、またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１−ｘ）Ｏ２、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ（１−ｚ）Ｍ（１＋ｚ）Ｏ２のものであり得、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属であり得る。
【００８８】
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、そのまま水性組成物中で使用され得、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る。
【００８９】
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し得る。
【００９０】
例えば、電気膜プロセスによって得られた水酸化リチウムは、得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し得、次いで溶解し得る。
【００９１】
例えば、金属水酸化物の混合物の焙煎は、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも約４時間の期間焙煎することを含む。
【００９２】
例えば、金属水酸化物の混合物の焙煎は、少なくとも約４００℃の第１の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む。
【００９３】
例えば、本プロセスは、少なくとも約６００℃の第２の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
【００９４】
例えば、本プロセスは、少なくとも約７００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
【００９５】
例えば、本プロセスは、少なくとも約５００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することを含む、金属水酸化物の混合物を焙煎することをさらに含み得る。
【００９６】
例えば、ＮＨ３は、混合物形成中に、インサイチュで回収され得る。
【００９７】
例えば、Ｌｉ２ＳＯ４をＬｉＯＨに変換するための電気膜プロセスは、ＷＯ２０１３／１５９１９４、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２０１４／１３８９３３、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／０５８２８８、ＷＯ２０１５／１２３７６２、およびＷＯ２０１７／０３１５９５のうちのいずれか１つに記載されているような電気膜プロセスから選択され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００９８】
例えば、炭酸化は、ＷＯ２０１３／１７７６８０またはＷＯ２０１５／０５８２８７に記載されているように実施され得、それらは参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００９９】
本開示のプロセスは、例えばバッチプロセスとして動作され得る。あるいは、本開示のプロセスは、半連続プロセスまたは連続プロセスとして動作され得る。
【０１００】
これらに限定されないが、ｐＨ、温度、電流密度、電圧、電流効率、および濃度などの本開示のプロセスの１つ以上のパラメータが、例えば当該技術分野において既知の手段によって監視され得ることは、当業者には理解される。本開示のプロセスにおける特定のパラメータを監視するための好適な手段の選択は、当業者によって行われ得る。このようなパラメータはまた、例えば、当業者の一般的な知識に照らして、かつ本開示を参照して、当業者によって維持および／または変更され得る。
【０１０１】
当業者は、様々な異なる供給源が、金属硫酸塩に使用され得ることを理解するであろう。金属硫酸塩（複数可）は、購入され得る。金属硫酸塩は、金属または金属の混合物をＨ２ＳＯ４で浸出させることによっても得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池の浸出によって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池を粉砕した後に得られた残留物を浸出させることによって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、使用済みリチウムイオン電池の処理後に残留物を浸出させることによって得られ得る。金属硫酸塩（複数可）は、例えば、浸出された遷移金属の混合物から取り出され得る。金属硫酸塩（複数可）は、鉱業会社から取り出された精鉱から提供され得る。金属硫酸塩は（複数可）、コバルトを含有するニッケル鉱石の浸出によって得られ得る。
【０１０２】
例えば、電気膜プロセス中に、水酸化リチウムを調製するための硫酸リチウムの消費量は、所定の程度まで進行し得る。
【０１０３】
例えば、硫酸リチウムを含む組成物は、Ｈ２ＳＯ４も含み得る。
【０１０４】
例えば、本開示のプロセスにおいて、硫酸リチウムを含む水性組成物は、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの所定の程度まで進行する変換のための好適な条件下で、電気膜プロセスに提供される。本開示の特定のプロセスのための好適な所定の程度の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、硫酸リチウムを含む水性組成物は、水酸化リチウムを調製するための硫酸リチウムの消費のための好適な条件下で、１つ以上の競合する副反応が所定の程度、例えば、水酸化リチウムの調製が、もはや効率的ではない程度まで進行するまで、電気膜プロセスに提供される。
【０１０５】
例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、水酸化物電流効率が、もはや効率的でなくなるまで、例えば、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、進行し得る。例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、陽極液区画内のｐＨが、約０．３〜約１．４、約０．４〜約１．２、約０．４〜約１．２、約０．５〜約０．８、約０．５〜約０．７または約０．６の値になるまで、進行し得る。
【０１０６】
例えば、電気膜プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行される２区画単極または双極膜電解プロセスであり、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの特定量が消費されるまで、進行し得る。
【０１０７】
例えば、所定の程度は、水性組成物中に含まれる硫酸リチウムの全量に基づいて、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの約３０〜約６０重量％または約３０〜約５０重量％の消費量を含み得る。例えば、所定の程度は、水性組成物内に含まれる硫酸リチウムの約３５〜約４５重量％の消費量を含み得る。
【０１０８】
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１０９】
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１１０】
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１１１】
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１１２】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスなどの２区画膜電解プロセスは、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む電気化学セル内で実行され得る。
【０１１３】
例えば、陽イオン交換膜は、Ｎａｆｉｏｎ（商標）３２４（または過フッ素化スルホン酸）、ＦｕＭＡ−Ｔｅｃｈ  ＦＫＢまたはＡｓｔｏｍ  ＣＭＢ陽イオン交換膜などの苛性アルカリ濃縮に使用される陽イオン交換膜または他の膜、などのパーフルオロスルホン酸を含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。本開示の特定のプロセスのための好適な陽イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。
【０１１４】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスなどの２区画膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、陽極液区画に導入され得、第１のリチウム低減水性流は、陽極液区画から除去され得、第１の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
【０１１５】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ〜約４Ｍ、約２Ｍ〜約４Ｍ、約２Ｍ〜約３Ｍ、約２．５〜約３．５Ｍ、約２．８〜約３．２Ｍまたは約３Ｍの濃度に維持され得る。
【０１１６】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、約１０℃〜約１００℃、約１０℃〜約１００℃、約１０℃〜約９０℃、約２０℃〜約８５℃、約４０℃〜約８０℃、約４０℃〜約７０℃、約４５℃〜約６０℃、約４５℃〜約５５℃または約５０℃の温度で陽極液区画に導入され得る。
【０１１７】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、約２０℃〜約１００℃、約２０℃〜約８５℃、約５０℃〜約８５℃、約５５℃〜約６５℃、約４５℃〜約６０℃、約６０℃〜約８５℃、約７０℃〜約８５℃または約８０℃の温度で陽極液区画から除去され得る。
【０１１８】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度は、少なくとも実質的に、約６０℃〜約１１０℃、約６０℃〜約１００℃、約６０℃〜約９０℃、約６０℃〜約８５℃、約５０℃〜約８５℃、約５０℃〜約７０℃、約５５℃〜約６５℃、約７５℃〜約８５℃または約８０℃の値に維持され得る。
【０１１９】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度は、少なくとも実質的に、約０．１ｋＡ／ｍ２〜約８０００ｋＡ／ｍ２、０．５ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２、約１ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２、約２ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２、または約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持され得る。例えば、電流密度は、少なくとも実質的に、約３ｋＡ／ｍ２、約４ｋＡ／ｍ２、および約５ｋＡ／ｍ２から選択される値に維持され得る。例えば、電流密度は、少なくとも実質的に、約４ｋＡ／ｍ２の値に維持され得る。
【０１２０】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧は、少なくとも実質的に、約３Ｖ〜約８Ｖ、約５Ｖ〜約１０Ｖ、約４Ｖ〜約６Ｖ、約４〜約５または約４．５の値に維持され得る。
【０１２１】
例えば、電気化学セルは、約０．２ｍ２〜約４ｍ２、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２、約１ｍ２〜約３ｍ２、または約１ｍ２〜約２ｍ２の表面積を有し得る。
【０１２２】
例えば、電気膜プロセスは、２区画膜電解プロセス、例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１２３】
例えば、電気膜プロセスは、３区画膜電解プロセス、例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスを含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。
【０１２４】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセスは、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、電気化学セル内で実行され得る。
【０１２５】
例えば、陽イオン交換膜は、Ｎａｆｉｏｎ（商標）３２４陽イオン交換膜、またはＦｕＭＡ−Ｔｅｃｈ  ＦＫＢまたはＡｓｔｏｍ  ＣＭＢ陽イオン交換膜などの苛性アルカリ濃縮に使用される他の膜、などのパーフルオロスルホン酸を含み得る、それから本質的になり得る、またはそれからなり得る。本開示の特定のプロセスのための好適な陽イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。
【０１２６】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、中央区画に導入され得、第２のリチウム低減水性流は、中央区画から除去され得、第２の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
【０１２７】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスなどの３区画膜電解プロセスは、陽極液区画内で硫酸などの酸を生成すること、硫酸含有水性流などの酸含有水性流を陽極液区画から除去することと、をさらに含み得る。
【０１２８】
本開示の特定のプロセスのための好適な陰イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、プロトン遮断膜が、例えば、硫酸などの酸を併産するプロセスにおいて有用であり得ることは、当業者には理解される。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、陰イオン交換膜は、プロトン遮断膜であり得る。例えば、プロトン遮断膜は、Ｆｕｍａｔｅｃｈ  ＦＡＢ、Ａｓｔｏｍ  ＡＣＭ、またはＡｓａｈｉ  ＡＡＶ陰イオン交換膜などであり得る。
【０１２９】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸などの酸は、少なくとも実質的に、約０．１Ｍ〜約２Ｍの硫酸などの酸の濃度に維持され得る。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸は、少なくとも実質的に、約０．５Ｍ〜約１．５Ｍ、約０．７Ｍ〜約１．２Ｍまたは約０．８Ｍであり得る硫酸の濃度に維持され得る。
【０１３０】
例えば、３区画膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ〜約５．０Ｍ、約１Ｍ〜約４．０Ｍ、約１Ｍ〜約３．０Ｍ、約２Ｍ〜約３．０Ｍ、約１．５Ｍ〜約２．５Ｍ、約１．８Ｍ〜約２．２Ｍまたは約２Ｍの濃度に維持され得る。
【０１３１】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、約２０℃〜約８５℃、約４０℃〜約８５℃、約４０℃〜約７５℃、約５０℃〜約７０℃、約５０℃〜約６５℃または約６０℃の温度で中央区画に導入され得る。
【０１３２】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第２のリチウム低減水性流は、約２０℃〜約８０℃、約３０℃〜約７０℃、約４０℃〜約８０℃または約６０℃の温度で陽極液区画から除去され得る。
【０１３３】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第２の電気化学セル内の温度は、少なくとも実質的に、約３０℃〜約９０℃、約４０℃〜約８５℃、約５０℃〜約８０℃、約５０℃〜約７０℃、約５０℃〜約６５℃、約５０℃〜約７０℃、約５５℃〜約６５℃または約６０℃の値に維持され得る。
【０１３４】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度は、少なくとも実質的に、約０．５ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２、約１ｋＡ／ｍ２〜約２ｋＡ／ｍ２、約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２、約４ｋＡ／ｍ２または約１．５ｋＡ／ｍ２の値に維持され得る。
【０１３５】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧は、少なくとも実質的に、約５Ｖ〜約９Ｖ、約６Ｖ〜約８Ｖ、約６．５Ｖ〜約７．５Ｖまたは約７Ｖの値に維持され得る。
【０１３６】
例えば、電気化学セルは、約０．２ｍ２〜約４ｍ２、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２、約１ｍ２〜約３ｍ２、または約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有し得る。
【０１３７】
あるいは、例えば、本開示のプロセスにおいて、３区画単極または双極膜電解プロセスは、アンモニアを陽極液区画に導入することと、陽極液区画内で硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物を生成することと、硫酸アンモニウム含有水性流などのアンモニウム化合物含有水性流を陽極液区画から除去することとを、さらに含み得る。
【０１３８】
本開示の特定のプロセスのための好適な陰イオン交換膜の選択は、当業者によって行われ得る。例えば、硫酸などの酸を併産しないプロセスにおいて、プロトン遮断膜ではない陰イオン交換膜が、例えば、プロトン遮断膜よりも高い温度に耐え、かつ／または低い抵抗を有し得るので有用であり得ることは、当業者には理解される。例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、陰イオン交換膜は、プロトン遮断膜でなくてもよい。例えば、陰イオン交換膜は、Ａｓｔｏｍ  ＡＨＡ陰イオン交換膜またはＦｕＭＡ−Ｔｅｃｈ  ＦＡＰなどであり得る。
【０１３９】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画において、硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物は、少なくとも実質的に、約０．５Ｍ〜約５Ｍ、約１Ｍ〜約４Ｍまたは約３Ｍの硫酸アンモニウムなどのアンモニウム化合物の濃度に維持され得る。
【０１４０】
例えば、３区画単極または双極膜電解プロセスの陰極液区画において、水酸化リチウムは、少なくとも実質的に、約１Ｍ〜約４．０Ｍ、約１．５Ｍ〜約２．５Ｍまたは約２Ｍの濃度に維持され得る。
【０１４１】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極または双極膜電解プロセスの中央区画内のｐＨは、少なくとも実質的に維持され得る。例えば、ｐＨは、２区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、３区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、第１のリチウム低減水性流の流量、および第２のリチウム低減水性流の流量のうちの少なくとも１つを調整することによって、少なくとも実質的に維持され得る。
【０１４２】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換は、所定の程度まで進行し得る。
【０１４３】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水性流は、陽極液区画に導入され得、第１のリチウム低減水性流は、陽極液区画から除去され得、第１の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得、３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水性流は、中央区画に導入され得、第２のリチウム低減水性流は、中央区画から除去され得、第２の水酸化リチウム富化水性流は、陰極液区画から除去され得る。
【０１４４】
例えば、本プロセスは、第２のリチウム低減水性流の少なくとも一部分を、２区画単極または双極膜電解プロセスにリサイクルすることをさらに含み得る。
【０１４５】
本明細書で考察される例を使用して、プロセスが必要に応じて変更され得ることも、当業者には理解される。
【０１４６】
例えば、本開示のプロセスの少なくとも一部分は、バッチプロセスとして動作され得る。あるいは、例えば、本プロセスは、連続プロセスまたは半連続プロセスとして動作され得る。例えば、２区画単極もしくは双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極もしくは双極膜電解セルの中央区画内のｐＨが、例えば、本明細書に記載されるような、２区画単極もしくは双極膜電解プロセス、および／もしくは３区画単極もしくは双極膜電解プロセスの電流密度、ならびに／またはプロセス間を流れる流れの流量を調整することによって、少なくとも実質的に維持され得ることは、当業者には理解される。
【０１４７】
例えば、２区画単極または双極膜電解プロセスの陽極液区画、および／または３区画単極または双極膜電解プロセスの中央区画内のｐＨは、少なくとも実質的に維持され得る。
【０１４８】
例えば、ｐＨは、２区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、３区画単極または双極膜電解プロセスの電流密度、第１のリチウム低減水性流の流量、および第２のリチウム低減水性流の流量のうちの少なくとも１つを調整することによって、少なくとも実質的に維持され得る。
【０１４９】
ｐＨの測定および／または監視のための好適な手段の選択は、当業者によって行われ得る。好適な電流密度および／または好適な流量の選択は、当業者によって行われ得る。
【０１５０】
例えば、本プロセスは、第１の水素含有流を電気化学セルの陰極液区画から除去することをさらに含み得る。例えば、本プロセスは、酸素含有流を電気化学セルの陽極液区画から除去することをさらに含み得る。
【０１５１】
例えば、電気化学セルは、陽極液区画内のｐＨを測定する手段をさらに含み得、システムは、陽極液区画内のｐＨが所定の値を下回る場合、第１のリチウム低減水性流を運ぶように構成されている。
【０１５２】
例えば、電気化学セルは、中央区画内のｐＨを測定する手段をさらに含み得、システムは、中央区画内のｐＨが所定の値を超える場合、未変換の硫酸リチウムを電気化学セルの中央区画から運ぶように構成されている。
【０１５３】
例えば、電気化学セルは、第２の電気化学セルの陰極液区画内の水酸化リチウムの濃度を測定する手段をさらに含み得る。
【０１５４】
例えば、水酸化リチウムは、水酸化リチウム１水和物として結晶化し、任意に乾燥され、得られた金属水酸化物と固体状態で反応して、金属水酸化物の混合物を得ることができる。
【０１５５】
例えば、金属硫酸塩は、電池を浸出させることによって得られ得る。
【０１５６】
例えば、電池は、ＬＦＰ（ＬｉＦｅＰＯ４）を含み得る。
【０１５７】
例えば、水酸化リチウムは、それを金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を形成する前に、濃縮され得る。
【０１５８】
例えば、濃縮は、逆浸透を使用することによって、または加熱することによって実行され得る。
【０１５９】
例えば、水酸化リチウムは、それを金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を形成する前に、結晶化し得る。
【０１６０】
例えば、金属酸化物は、ラメラ構造Ｌｉ（Ｍ２＋）Ｏ２を有し得る。
【０１６１】
例えば、金属酸化物は、スピネル構造Ｌｉ（Ｍｘ＋）２Ｏ４、ａｖｅｃ  ３＜Ｘ＜４を有し得る。
【０１６２】
例えば、水酸化リチウム組成物は、金属硫酸塩と反応する前に濃縮され得る。
【０１６３】
例えば、濃縮は、逆浸透を使用することによって、または加熱することによって実行され得る。
【０１６４】
例えば、キレート剤は、ＮＨ３であり得る。
【０１６５】
例えば、ＬｉＯＨは濃縮され、次いで結晶化せずに金属水酸化物と直接反応し得る。例えば、ＬｉＯＨは濃縮され、結晶化し、任意に乾燥され、次いで金属水酸化物と直接反応し得る。
【０１６６】
例えば、ＬｉＯＨは、気流乾燥機で処理され得る。
【０１６７】
例えば、ＬｉＯＨおよび金属水酸化物は、一緒に反応して、混合物を得ることができ、次いで一緒に加熱される。
【０１６８】
例えば、ＬｉＯＨおよび金属水酸化物は、一緒に反応して、混合物を得ることができ、次いで噴霧乾燥機で一緒に加熱される。
【０１６９】
例えば、硫酸リチウム１水和物の結晶は、セルに挿入されて、Ｌｉ２ＳＯ４濃度を増加させ得る。
【０１７０】
例えば、硫酸塩または水酸化物は、溶媒抽出法によって精製され得る。例えば、溶媒抽出に使用される溶媒は、亜リン酸をベースにすることができ、例えば、Ｃｙａｎｅｘ  ２７２、Ｃｙａｎｅｘ  ３０１、Ｃｙａｎｅｘ  ３０２、ジ−（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、ＤＥＨＴＰＡ、Ｂａｙｓｏｌｖｅｘ  ＤＥＤＰ、Ｉｏｎｑｕｅｓｔ  ８０１、Ｈｏｅ  Ｆ  ３７８７、ＭＥＨＰＡ、Ｐ２０４、ＰＣ８８Ａ、Ｐ５０７、またはヒドロキシ−オキシム抽出剤（例えば、Ａｃｏｒｇａ  Ｐ５０、Ａｃｏｒｇａ  Ｋ２０００、ＬＩＸ  ８４−Ｉ、ＳＭＥ  ５２９、ＬＩＸ  ６５Ｎ、ＬＩＸ  ６４、ＬＩＸ  ７０、ＬＩＸ  ８６０、ＬＩＸ  ６２２）、またはβ−ジケトン金属カチオン抽出剤（例えば、ＬＩＸ  ５４、ＸＩ−Ｎ５４、ＸＩ−５５、ＸＩ−５７）である［出典：溶媒抽出（Ｓｏｌｖｅｎｔ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）：抽出冶金の背後にある配位化学（ｔｈｅ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｂｅｈｉｎｄ  ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ  ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，２０１４，４３，１２３］。
【０１７１】
例えば、水酸化物の共沈後の濾過された硫酸塩溶液は、膜電解に入る前に、任意に精製および／または濃縮され得る。
【０１７２】
例えば、浸出された溶液は、水酸化物の共沈前に精製され得る。精製の例は、金属の選択的分離、例えば水酸化物の沈殿、不溶性塩の沈殿、酸化沈殿、イオン交換、溶媒抽出、電気化学めっき、結晶化に関連し得る。
【０１７３】
例えば、選択的沈殿は、例えば、Ｏ２、ＳＯ２またはＨ２ＳＯ５、過硫酸塩（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、シュウ酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｃ２Ｏ４、塩素、塩素化合物（ＨＣｌ、ＣｌＯ２、ＨＣｌＯ３）、Ｏ３、ＮａＯＣｌ、ＣｏＳ、Ｎａ２Ｓ、ＮａＨＳ、ＣａＣＯ３、Ｎａ３ＰＯ４の添加によって実行され得る。
【０１７４】
例えば、水酸化物の沈殿は、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ４ＯＨの添加によって得られ得る。
【０１７５】
例えば、不溶性塩の沈殿は、ジメチルグリオキシムの添加によって得られ得る。
【０１７６】
例えば、ＬｉＰＦ６電解質は、回収され得る。
【０１７７】
例えば、浸出工程のｇ／Ｌでの固体／液体（材料のグラム／液体の体積）比は、１／５〜１：１００の間で構成され得る。
【０１７８】
例えば、浸出溶液は、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルコースのうちの少なくとも１種の混合物であり得る。
【０１７９】
例えば、金属硫酸塩Ｍ（ＳＯ４）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎである）および／またはＡｌ２（ＳＯ４）３は、水酸化物の合成における前駆体として使用される前に、任意に結晶化し得る。
【０１８０】
例えば、ここで最終材料が共沈法を使用して得られたとしても、リチウム含有硫酸塩溶液のリサイクルを伴う層状酸化物材料の合成につながる任意の他の種類の合成方法は、本開示の範囲内に包含される。
【０１８１】
一例によれば、本開示によるプロセスは、図１に提示される。図１から分かるように、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、および硫酸マンガンは、一緒に混合されて、様々な金属硫酸塩を含む組成物を得ることができる。このような組成物は、水性組成物、例えば、酸性水性組成物であり得る。例えば、少なくとも１種の金属を含む材料が、Ｈ２ＳＯ４で浸出され、それによって、所望の金属硫酸塩組成物を得ることができる。あるいは、様々な金属硫酸塩は、水性酸性組成物と反応して、所望の金属硫酸塩組成物を得ることができる。次いで、ＬｉＯＨおよびキレート剤（例えば、ＮＨ３）が、この混合物に添加されて、混合物を形成し、最終的に所望の金属水酸化物を沈殿させる。ＬｉＯＨは、硫酸金属反応が高ｐＨで開始するため、ｐＨ向上剤であり、ＮＨ３は、キレート剤として作用し得る。反応が開始すると、固相が沈殿し（すなわち水酸化物化合物となり）、高ｐＨ、例えば、１０≦ｐＨ≦１３で液相から分離され得る。この固相沈殿物は、さらに水で洗浄され、空気中、１２０℃で８時間乾燥される。次いで、水酸化物相ＮＭＣ（ＯＨ）２が得られる。先に集められた液相は、溶解したＬｉ２ＳＯ４を含有し、それは、液相濾過後に回収され得る。このＬｉ２ＳＯ４硫酸リチウムは、膜電解槽で水酸化リチウムＬｉＯＨに電解され得、これは、別の混合物を形成するためのｐＨ向上剤として使用され得る。
【０１８２】
当業者は、電気膜プロセスが、多くの異なる様式で、かつ様々な異なるパラメータに従って実行され得ることを理解するであろう。例えば、このような電気膜プロセスは、以下の参考文献、ＷＯ２０１３／１５９１９４、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２０１４／１３８９３３、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／０５８２８７、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つに定義されているように実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０１８３】
水酸化物相ＮＭＣ（ＯＨ）２は、さらに使用されて、Ｌｉ２ＳＯ４の電解から得られたＬｉＯＨと混合されて、金属水酸化物の混合物を得ることができる。例えば、金属水酸化物のこの混合物は、異なる温度で焙煎され得る。例えば、それは、空気中、４５０℃の第１の温度で約８時間、焙煎され得、次いで、空気中、８００℃で１２時間、焙煎され得る。次いで、それは、粉砕、篩い分け、水で洗浄され、最終的に、空気中、６００℃で約８時間乾燥される。次いで、ニッケル−マンガン−コバルトリチウム酸化物Ｌｉ−（ＮｉｘＭｎｙＣｏｚ）Ｏ２、式中、０＜ｘ、ｙ、ｚ＜１およびｘ＋ｙ＋ｚ＝１が得られる。［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルのような、異なる金属についてコアから表面への勾配濃度を有するコア−シェル材料、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘ、も得られ、最終材料中に濃度勾配をもたらし得る。
【０１８４】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された少なくとも実質的に純粋な金属であり得る。
【０１８５】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケル精鉱（コバルト、場合によっては他の元素も含有）であり得る。
【０１８６】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出されたニッケルコバルト含有材料（例えば、酸化ニッケル鉱石、ニッケルマット、硫化ニッケル、ニッケルとコバルトとの混合硫化物、銅製錬プロセスから生成される粗硫酸ニッケル、および酸化ニッケル）であり得る。
【０１８７】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された、図３１、図３２、および図３３のＣまたはＤと称される溶液などのニッケル−コバルト水溶液であり得る。
【０１８８】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によってストリッピングされ得るニッケル（およびコバルト、場合によっては他の元素）を含有する有機溶液であり得る。
【０１８９】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された使用済み電池またはその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）であり得る。
【０１９０】
当業者は、図１に示されるプロセスが、出発物質として使用される少なくとも１種の金属硫酸塩の性質に従って変化し得ることを理解するであろう。したがって、様々な金属およびその様々な混合物は、出発物質として使用され得る。
【実施例】
【０１９１】
リチウムイオン電池のカソード材料のための高電位での酸化物の合成
【０１９２】
カソード材料を合成して、特定の式、ＬｉｐＮｉｘＭｎｙＣｏｚＡｌｑＯ２を有するリチウム遷移金属酸化物を生成した。式は、業界の特定の種類の材料に到達するための具体的な割合を有する。得られたカソード材料は、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２である。
【０１９３】
実施例１  Ｃｏ（ＯＨ）２の合成
２８．１１ｇのＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）を、１００ｍＬの蒸留水中に溶解して、１Ｍの溶液（ｐＨ約４〜５）を生成した。１０．４９ｇのＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を、２５０ｍＬの蒸留水中に溶解して、１Ｍの溶液（ｐＨ１２超）を得た。２８〜３０体積％のアンモニア（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の溶液から５．８４１ｍＬを採取して、２Ｍの溶液（ｐＨ＞１２）を得た。
【０１９４】
モンタージュを、４つ口丸底フラスコ（Ｄｉｍａ  ｇｌａｓｓ  ｉｎｃ）で作成した。フラスコ内を不活性雰囲気にするために、口のうちの１つを窒素流に使用した。他の２つの開口部を、ＬｉＯＨおよびＮＨ３を注ぐために使用し、第４の開口部を、冷却器を通してＮＨ３の回収専用とした。
【０１９５】
モンタージュを、フラスコの底にあるＣｏＳＯ４の溶液で設定した。１ＭのＣｏＳＯ４溶液１０ｍＬを、最初に窒素流によってすべて脱気し、システムを窒素流下で１５分間維持した。温度を、６０℃に調節した。２０ｍＬのＮＨ３および２５ｍＬのＬｉＯＨを、一滴ずつ導入し、溶液を、常に撹拌しながらフラスコ内に保持した。反応を、溶液のｐＨが１０に達したときに開始した。生成物が反応すると（すなわち、１０分後）、溶液をさらに２０分間撹拌した。基質を濾過し、蒸留水で３回洗浄した。
【０１９６】
濾過後、試料を１２０℃で８時間加熱した。次いで、１ｇのＣｏ（ＯＨ）２を回収した（ピンク色）。全体的な反応は、式１で与えられる。
ＣｏＳＯ４＋２ＬｉＯＨ＋ＮＨ３→Ｃｏ（ＯＨ）２＋Ｌｉ２ＳＯ４＋ＮＨ３
式１
【０１９７】
この式では、すべての試薬は、水溶液である。式１の反応の生成物である水酸化コバルトは、酸化コバルトの合成の前駆体として使用される（例２を参照）。母液中で、Ｌｉ２ＳＯ４の水溶液を、ＬｉＯＨの残りと、反応中過剰に混合した。すべてのＬｉＯＨを硫酸リチウムに変換するために、式２に示されるように、Ｈ２ＳＯ４を使用して溶液を中和した。
２ＬｉＯＨ＋Ｈ２ＳＯ４→Ｌｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ
式２
【０１９８】
濾過されたＬｉ２ＳＯ４は電解され、ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏに変換され得る。Ｘ線回折を、化合物に対して、その高純度を強調するために実行した。
【０１９９】
図２は、Ｃｏ（ＯＨ）２のＸ線回折パターンを表す。それは、水酸化コバルトの理論上の回折ピークで指数化方式にされ得る。加えて、２０°で小さな強度ピークが観察されるため、不純物に気づき得る。水酸化物の合成反応では、高ｐＨで水酸化物の形成反応が開始するため、ＬｉＯＨがｐＨ向上剤源として使用される。例えば、ＬｉＯＨは、ＮａＯＨで置き換えられ得、Ｘ線回折を、化合物に対して、その高純度を強調するために実行した。このような場合、電気膜プロセスは、Ｎａ２ＳＯ４をＮａＯＨに変換するために使用され得る。
【０２００】
図３は、ｐＨ向上剤源としてＮａＯＨでのＣｏ（ＯＨ）２合成のＸ線回折パターンを表す。この化合物のＸ線回折パターンは、水酸化コバルトの理論上の回折ピークで指数化方式にされ得る。加えて、ＬｉＯＨ回折図で観察されたように、２０°で小さな強度ピークが観察されるため、不純物に気づき得る。
【０２０１】
ｐＨ向上剤源としてのＮａＯＨまたはＬｉＯＨに基づくこのＣｏ（ＯＨ）２材料は、様々な潜在的な生成物（以下を参照）の前駆体であった。
【０２０２】
実施例２  ＬｉＣｏＯ２の合成
以前に得られた水酸化コバルトを、リチウムコバルト酸化物、ＬｉＣｏＯ２の合成のための前駆体として使用した。ここで、最初の工程は、ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏを、Ｃｏ（ＯＨ）２と混合することであった。式３に示されるように、これは化学量論的反応であった。
Ｃｏ（ＯＨ）２＋ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ＋０．２５Ｏ２→ＬｉＣｏＯ２＋２．５Ｈ２Ｏ
式３
【０２０３】
前駆体を混合し、粉砕し、ペレット化を熱処理前に行った。これらのペレットを、空気中、４５０℃で８時間炉に入れた。この工程後、ペレットを粉砕し、ペレットに戻した。炉を、空気中、８００℃で１２時間設定した。ペレットを再度粉砕し、次いで水で洗浄した。懸濁液を濾過し、粉末を回収し、再びペレットに圧縮した。最後の工程は、空気中、６００℃で８時間の別の熱処理で構成された。
【０２０４】
Ｘ線回折パターンによって、リチウムコバルト酸化物の高純度が確認された。
【０２０５】
図４は、リチウムコバルト酸化物のＸ線回折パターンを提示する。水酸化コバルトの残留物であり得る不純物が、２０°で確認され得る（同じ不純物が観察された）。この不純物は、既に文献で何度か報告されている。
【０２０６】
リチウム化コバルト酸化物は、ＮａＯＨで得られた水酸化コバルトからも生成され得る。このような化合物のＸ線回折は、図５に見られ得、水酸化物合成中の塩基源の性質に応じて差異が観察されないことが指摘されている。
【０２０７】
次の工程は、電気化学でＬｉＣｏＯ２の特性を決定することであった。カソード電極を、ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒中で、８３重量％のＬｉＣｏＯ２、９重量％のカーボンブラックＴｉｍｃａｌ  Ｃ６５、および８重量％のポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）を混合することによって調製して、スラリーを形成した。スラリーを、数時間混合して均質にし、ドクターブレード法を使用して、炭素被覆アルミニウム箔上に広げた。真空オーブンで７０℃で一晩乾燥させた後、０．５±０．１ｍｇ／ｃｍ２の活物質を装填した電極ディスクを切断し、カレンダー処理した。標準のコインセル（２０３２）を、Ａｒが充填されたグローブボックス内で組み立てた。電極を調製すると、リチウム箔をアノードとして使用し、１ＭのＬｉＰＦ６をエチレンカーボネート中に溶解し、ジエチルカーボネート（１：２の体積比）溶媒を液体電解質として使用した。セパレーターとしてポリプロピレン膜（Ｃｅｌｇａｒｄ  ｉｎｃ．）を使用した。電気化学試験を、３０℃のセルで、ＶＭＰ電気化学ステーション（Ｂｉｏ−Ｌｏｇｉｃ、フランス）で、定電流サイクルの０．１ＣレートでＬｉ／Ｌｉ＋に対して、３および４．３Ｖのカットオフ電圧で、実行した。結果の再現性を確保するために、試料ごとに３つのコインセルを調製した。標準偏差を、±１ｍＡｈ／ｇと決定した。
【０２０８】
図６は、ＬｉＣｏＯ２の５回の最初の充電および放電を示した。容量は、１７５ｍＡｈｇ−１に達したが、サイクルに伴って減少した。ＬｉＣｏＯ２の容量は、電位範囲に応じて変化するが、電位が高くなると、不可逆的な反応が発生し得る。しかしながら、４．３Ｖでは、化合物は安定しているはずである。ＬｉＣｏＯ２の容量および安定性を最適化するには、いくつかの最適化を行う必要がある。
【０２０９】
実施例３  Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２の合成
２．３１２１ｇのＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．４６２８ｇのＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．０９４４ｇのＡｌ２（ＳＯ４）３・Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
【０２１０】
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。最終生成物は、緑色に着色した、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２を示した。Ｘ線回折パターンは、図７に提示される回折パターンが、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２の理論上の回折パターン（垂直バー）に適合し得るため、水酸化物の形成を確認した。
【０２１１】
実施例４  ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２の合成
次の実験は、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２の形成であった。実験手順は、実施例１と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
【０２１２】
図８は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。最後の特性評価は、化合物の電気化学であった。
【０２１３】
図９は、０．１ＣレートでのＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２の充電および放電を示した。電気化学手順を、実施例２で詳述した。この化合物の理論上の容量は、２７９ｍＡｈ／ｇで、実験的に得られた比容量は、１８０ｍＡｈ／ｇであった。図９では、放電曲線に２つの勾配が見られ得る。この挙動は、活物質の粒子サイズによって説明することができ、幅が広く、電気化学の目的に最適化されていない。
【０２１４】
実施例５  Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２の合成
２．３１３１ｇのＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．３０９２ｇのＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．１８５９ｇのＭｎＳＯ４・Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
【０２１５】
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。
【０２１６】
図１０は、化合物の回折パターンが、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
【０２１７】
実施例６  ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２の合成
次の工程は、酸化物ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２の形成であった。実験装置は、実施例２と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
【０２１８】
図１１は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
【０２１９】
容量は、１７５ｍＡｈｇ−１に達したが、サイクルに伴って減少した。ＬｉＣｏＯ２の容量は、電位範囲に応じて変化するが、電位が高くなると、不可逆的な反応が発生し得る。
【０２２０】
実施例７  Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２の合成
１．７３４８ｇのＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、０．６１８４ｇのＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｉｎｃ）、および０．３６７４ｇのＭｎＳＯ４・Ｈ２Ｏ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を、１０ｍＬの水中に溶解した。
【０２２１】
モンタージュおよび反応条件は、実施例１に記載された通りであった。
【０２２２】
図１２は、化合物の回折パターンが、Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２の理論上の回折ピークに適合し得ることの強調を示している。
【０２２３】
実施例８  ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の合成
次の工程は、酸化物ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の形成であった。実験工程は、実施例２と同じであった。Ｘ線回折を、酸化物形成の特性を決定するために使用した。
【０２２４】
図１３は、化合物の回折パターンが、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の理論上の回折ピークに適合し得ることを強調している。
【０２２５】
図１４は、０．１ＣレートでのＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２の充電／放電曲線を表す。電気化学測定器および方法は、実施例２に記載された通りであった。この化合物の理論上の容量は、２７５ｍＡｈ／ｇで、実験的に得られた比容量は、１７０ｍＡｈ／ｇであった。図１４では、放電曲線に２つの勾配が見られ得る。この挙動は、活物質の粒子サイズによって説明することができ、幅が広く、電気化学の目的に最適化されていない。
【０２２６】
実施例９  硫酸リチウムの電解および水酸化リチウムへの変換
硫酸リチウムの電解を、ＷＯ２０１５／０５８２８７の実施例１に記載されている一般的な手順に従って、２区画セルＩＣＩ  ＦＭ−２１内で（ＷＯ２０１５／０５８２８７の図２のセルと同様に）実行した。実験条件は、以下の通りであった。
セル：ＦＭ−２１  ２４００ｃｍ２
電流密度：４．０ｋＡ／ｍ２
温度：６０℃
Ｌｉ２ＳＯ４：３００ｇ／Ｌ（バッチ）
ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ：２Ｍ
【０２２７】
得られた結果は、以下の通りであった。
変換率：４０％
Ｈ２ＳＯ４：１０．２％
電流効率：７６．９％
ＬｉＯＨ流量：１４．４Ｌ／時
生産性：４．７５ｋｇのＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ／ｈ／ｍ２
（セルでの）電圧：４．３９Ｖ
エネルギー：３６７８ｋＷｈ／ＴＭ  ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ
【０２２８】
図１５〜２２は、Ｌｉ２ＳＯ４の電解中に得られた結果を示す。
【０２２９】
図１５は、陽極液流中の硫酸濃度を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１６は、陽極液および陰極液の導電性を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１７は、陽極液および陰極液の温度を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１８は、セルおよび電流発生器での電圧を、バッチ時間の関数として示すプロットである。図１９は、１分当たりの水酸化リチウム１水和物当量のミリリットルでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２０は、１時間当たりの水酸化リチウム１水和物当量のリットルでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２１は、電流効率を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２２は、電気活性領域の１平方メートル当たり１時間当たりの水酸化リチウム１水和物当量のキログラムでの生産性を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。図２３は、水酸化リチウム１水和物当量の１メートルトン当たりキロワット時での電気化学的変換に関連する電気エネルギー消費量を、陽極液中の硫酸濃度の関数として示すプロットである。
【０２３０】
図２４に示されるように、ＬｉＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ２ＳＯ４は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、ＬｉＯＨに変換され得、任意に蒸発、結晶化、乾燥させてから、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成する。硫酸は、遷移金属源の浸出に使用され、硫酸塩の形態で溶解した種として金属を発生させる。
【０２３１】
図２５に示されるように、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｎａ２ＳＯ４は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得る。ＬｉＯＨは、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。遷移金属源にリチウムが存在する場合、それは金属硫酸塩溶液中で実行され、得られたＬｉ２ＳＯ４は、Ｎａ２ＳＯ４から分離されて、膜電解槽に挿入される前に、Ｎａ２ＳＯ４溶液を精製し得る。リチウム化金属酸化物との反応に使用されるＬｉＯＨは、別の電気膜プロセスに由来する場合と、市販のＬｉＯＨの場合がある。
【０２３２】
図２６に示されるように、ＮａＯＨとＬｉＯＨとの混合物は、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として使用される。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ２ＳＯ４とＮａ２ＳＯ４との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ２ＳＯ４は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。ＬｉＯＨは、ＮａＯＨから分離され得る。例えば、ＬｉＯＨは、ＮａＯＨ上で（例えば、蒸発、結晶化、および乾燥工程を介して）実質的に選択的に沈殿し得、したがってそれから分離される。また、Ｌｉ２ＳＯ４は、電気膜プロセスにおいて反応する前に、任意にＮａ２ＳＯ４から分離され得る。得られたＬｉＯＨは、反応して、最終的に使用されて、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成することによって、金属酸化物（複数可）を発生させ得る。
【０２３３】
図２７に示されるように、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。例えば、ＮａＯＨは、経済的理由から、ｐＨ向上剤としてＬｉＯＨの代わりに使用され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ２ＳＯ４とＮａ２ＳＯ４との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ２ＳＯ４は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。ＬｉＯＨは、ＮａＯＨ上で（例えば、蒸発、結晶化、および乾燥工程を介して）実質的に選択的に沈殿し得る。得られたＬｉＯＨは、反応して、最終的に使用されて、金属水酸化物（複数可）と反応させて、金属酸化物（複数可）を形成することによって、金属酸化物（複数可）を発生させ得る。当業者は、例えば遷移金属源が使用済み電池である場合、その中に含まれるリチウムの１００％が、必ずしも電解されない可能性があるため、Ｌｉ２ＳＯ４の外部源が、電気膜プロセスに提供されて、ＬｉＯＨに変換され得ることを理解するであろう。
【０２３４】
図２８に示されるように、水酸化物の沈殿に使用されるＬｉＯＨは、任意に結晶化し得る。さらに、硫酸リチウム溶液は、電気膜プロセスに挿入される前に、精製および濃縮され得る。例えば、この場合、Ｌｉ２ＳＯ４の外部源が提供され得る。実際、発生したＬｉＯＨは、（ｉ）金属硫酸塩との反応、および（ｉｉ）得られた金属水酸化物（複数可）との混合に使用されるので、Ｌｉ２ＳＯ４の外部源が提供され得る。
【０２３５】
図２９に示されるように、陽極液溶液と呼ばれる電気化学的発生硫酸溶液は、濃縮されて、遷移金属源、例えば、電池活物質を浸出させ得る。
【０２３６】
図２９に記載される陽極液濃縮プロセスは、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つにおいて記載されているような方法またはプロセスによって実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。当業者は、図２９の陽極液濃縮が、したがって、図２４〜図２８のうちのいずれにも応用され得ることを理解するであろう。濃縮後の陽極液溶液は、リチウムが欠乏し、Ｌｉ２ＳＯ４豊富の溶液が、処理される電気膜システムに再度挿入される。陽極液濃縮後に得られた硫酸リチウム溶液は、図２９に記載されるように、水酸化物沈殿後に回収されたＬｉ２ＳＯ４溶液と混合され得る。Ｌｉ２ＳＯ４溶液のこのような混合物は、電気膜プロセスに戻され得る。
【０２３７】
図３０は、コア−シェル設計材料の合成を説明する。コア−シェル設計を有する金属水酸化物は、図２４〜図２９に記載されるように沈殿し得、リチウム化材料のコア−シェル酸化物は、ＬｉＯＨの添加後に得られ得る。
【０２３８】
図２８〜図２９、当業者は、任意に結晶化したＬｉＯＨが、ＮａＯＨまたは両方の混合物によって置き換えられて、ｐＨを高め得ることを理解し得る。Ｎａ２ＳＯ４または両方の混合物で置き換えられ得るＬｉ２ＳＯ４にも同じことが当てはまる。当業者はまた、図２９に記載されるような硫酸塩溶液の濃縮および精製が、図２４〜図３０の任意のプロセスに応用され得ることも理解し得る。
【０２３９】
図３１は、金属水酸化物の代わりに金属炭酸塩の沈殿を説明する。そうするために、膜電解から発生したＬｉＯＨは、炭酸化されて、Ｌｉ２ＣＯ３を形成し得る。例えば、炭酸化は、ＷＯ２０１３／１７７６８０、ＷＯ２００６／１０４３６７、ＷＯ２０１８／１３４５３６、またはＷＯ２０１５／０５８２８７に記載されているように実施され得、それらは参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。この炭酸リチウムは、金属硫酸塩と反応して、金属炭酸塩を形成し得る。硫酸リチウム溶液は、図２４〜３０に記載されるように回収され得る。
【０２４０】
当業者は、図２４〜図３１に記載されるすべての可能な実施形態が、硫酸塩を硝酸塩に置き換えて、図３２にも応用され得る（例えば、Ｌｉ２ＳＯ４溶液の濃縮、および／またはＬｉ２ＳＯ４、およびＮａ２ＳＯ４との混合物）ことを理解するであろう。
【０２４１】
加えて、当業者は、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨまたは図２４〜３１のいずれかにおける両方の混合物によって置き換えられることを理解し得る。Ｎａ２ＳＯ４または両方の混合物で置き換えられ得るＬｉ２ＳＯ４にも同じことが当てはまる。
【０２４２】
図２４〜図３１、様々な酸溶液源が、遷移金属源との反応に使用され得る、例えば、それは、硫酸溶液（図２４）、硫酸リチウム溶液（図２９）、および陽極液溶液であり得る。例えば、浸出溶液用のこれらの様々な酸溶液源は、（Ａ）陽極液溶液と呼ばれる、電気化学的発生硫酸溶液、（Ｂ）（希釈）硫酸リチウム溶液と呼ばれる、膜電解によって発生する部分的に濃縮された硫酸溶液、または（Ｃ）硫酸であり得る。（ａ）陽極液溶液は、表１に提示されるような化学組成物を有する、膜電解からの電気化学的発生硫酸溶液に関する。この溶液の濃度は、≒１．５Ｍ  Ｈ２ＳＯ４である。
【表１】
2021504885.tif 000003
【０２４３】
（ｂ）（希釈）硫酸リチウム溶液と呼ばれる、膜電解によって発生する部分的に濃縮された硫酸溶液は、リチウムが欠乏した以前の陽極液溶液からなり、濃縮され、次いで水で希釈されて、≒１Ｍ  Ｈ２ＳＯ４の濃度に到達する。
【０２４４】
図３２より、硝酸は、Ｌｉ２ＳＯ４の代わりに使用されるＬｉＮＯ３の塩分解から発生し得る。遷移金属源の硝酸での浸出によって、溶液に溶解した金属硝酸塩の生成がもたらされる。次いで、水酸化物の沈殿のために、ＬｉＯＨが添加され、硝酸リチウム化溶液が濾過され得る。このＬｉＮＯ３溶液は、電気膜プロセスに入り、ＬｉＯＨおよびＨＮＯ３に変換され得る。図３２によって硫酸塩を置き換える場合、図２４〜図３１のすべての実施形態が本明細書に応用される。
【０２４５】
ＮｉおよびＣｏ精鉱から開始する全体的なプロトコルは、図３３、図３４、図３５に例示され、高純度のＣｏおよびＮｉ水相（図３３、図３４、図３５では溶液ＡおよびＢと呼ばれる）の生成、高純度のＣｏもしくはＮｉ水相（ＣおよびＤと呼ばれる）の生成、または硫酸コバルトもしくは硫酸ニッケル結晶塩（ＥおよびＦと呼ばれる）をもたらし得る。例えば、ｐＨは、溶液ＡからＢに増加して、有機相中でのコバルトの回収の最大化を確実にする。例えば、硫酸リチウム溶液は、電気膜プロセスによって発生する陽極液溶液によって提供され得、図２９に記載されるように濃縮され得る。
【０２４６】
図３３〜図３５、様々な酸溶液源が、Ｌｉ−Ｃｏ精鉱の浸出に使用され得る、例えば、それは、硫酸溶液（図３３）、硫酸リチウム溶液（図３４）、および陽極液溶液（図３５）であり得る。
【０２４７】
当業者は、例えば、図３３〜図３５で提供される実施形態が、図２４〜図３１に示されるプロセスに応用され得、図３３〜図３５で得られる金属硫酸塩は、図２４〜図３１の遷移金属源ボックスであり得ることを理解するであろう。加えて、図３３〜図３５の浸出に使用される硫酸源は、図３２に記載される硝酸塩の形態の遷移金属源を得るために硝酸で置き換えられ得る。
【０２４８】
当業者は、図２４〜図３０および図３４において、金属水酸化物／炭酸塩と反応して、リチウム化金属酸化物（複数可）を形成するために使用されるＬｉＯＨが、炭酸化されて、金属水酸化物／炭酸塩と反応して、リチウム化金属酸化物（複数可）を形成するＬｉ２ＣＯ３を発生させ得ることを理解するであろう。本開示に記載される他の炭酸塩、例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｒｂ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、またはＢａＣＯ３も使用され得る。
【０２４９】
当業者は、図３５で使用される硝酸塩が、図２４〜図３４に提示されるような硫酸塩の代替物であり得、図２４〜図３４に提示されるすべてのプロセスが、硫酸塩を硝酸塩に置き換えて使用され得ることを理解するであろう。
【０２５０】
例えば、金属炭酸塩から酸化リチウムへの変換は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、ＷＯ２００６／１０４３６７に記載されている。
【０２５１】
例えば、図２４〜２８で発生した電気化学的発生硫酸（Ｈ２ＳＯ４溶液）は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムを含有し得る。Ｈ２ＳＯ４は、図２９に示されるように、陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る。例えば、このような分離は、硫酸塩１水和物の選択的結晶化によって達成され得る。例えば、陽極液濃縮は、ＷＯ２０１５／１２３７６２、ＷＯ２０１７／０３１５９５、およびＷＯ２０１８／０３５６１８のうちのいずれか１つに記載されているような、選択的硫酸塩沈殿によって実行され得る。これらの文献は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０２５２】
さらに、当業者は、図２４〜図３５の電気膜プロセスによって発生する酸性溶液が、図２９に提示されるように、陽極液溶液および濃縮工程によって置き換えられ得ることを理解し得る。
【０２５３】
当業者は、図２４〜図３４に記載されるすべての可能な実施形態が、図３５にも応用され得る（例えば、Ｌｉ２ＳＯ４溶液の濃縮、および／またはＬｉ２ＳＯ４、およびＮａ２ＳＯ４との混合物）ことを理解するであろう。
【０２５４】
実施例１０  コア−シェル合成
コア［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、およびシェル［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］、ａ＋ｂ＋ｃ＝１から作製される、組成物Ｌｉ［ＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ］Ｏ２、ｄ＋ｅ＋ｆ＝１であり、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃを有する勾配濃度材料の合成について。
このような球状のコア−シェル材料を調製するためには、水酸化物前駆体を最初に得る必要があり、共沈を介して合成し得る。このような合成法において、一定量のＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ（ならびに任意に、所与の濃度のＭ１、および異なる濃度のＭ２）、水溶液を、コア組成物ＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚ（ＯＨ）２用の出発材料として使用した。金属水溶液を、一定量の脱イオン水、ｐＨ向上剤としてのＮａＯＨ（水溶液）、およびキレート剤としてのＮＨ４ＯＨ（水溶液）が既に充填されたバッチ反応器に、窒素雰囲気下で連続的に供給した。同時に、所定の濃度のＮａＯＨおよび適切な量のＮＨ４ＯＨ（水溶液）を、ポンプで反応器に注入した。前駆体ＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚ（ＯＨ）２が、溶液中で形成されると、第２の溶液、所望の金属ＮｉａＭ１ｂＭ２ｃ（ＯＨ）２（例えば、Ｍ１およびＭ２＝Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ａｌ）の水溶液を、反応器に導入した。得られたＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ（ＯＨ）２（ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃ）粉末を濾過し、洗浄し、真空下、１１０℃で１２時間乾燥させた。Ｌｉ［ＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ］Ｏ２を調製するために、前駆体ＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ（ＯＨ）２をＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏと混合し、酸素雰囲気下、７００℃で１０時間か焼した。
【０２５５】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって、浸出された使用済み電池または浸出されたその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）であり得る。
【０２５６】
浸出金属硫酸塩溶液は、使用済みバッテリーから回収された金属（例えば、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、および／またはＡｌ、および／またはＭｎ）を含有し得る。例えば、ＮａＯＨは、金属水酸化物（複数可）の沈殿のために、金属硫酸塩（複数可）の混合物にｐＨ向上剤源として添加され得る。金属水酸化物（複数可）の沈殿後、Ｌｉ２ＳＯ４とＮａ２ＳＯ４との混合物は、水溶液中に溶解した種として回収されて、膜電解槽に挿入され得、Ｌｉ２ＳＯ４は、ＬｉＯＨに変換され、金属水酸化物（複数可）と反応して、金属酸化物（複数可）を形成し得る。
【０２５７】
当業者は、別の塩基が、ＮａＯＨの代わりに使用され得ることを理解するであろう。例えば、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２が使用され得る。
【０２５８】
本開示の項［００３６］〜［００２９１］の実施形態は、応用が行われ得る場合、実施形態のあらゆる組み合わせを実証するために、本開示において、このような様式で提示される。したがって、これらの実施形態は、（前に提示された実施形態を包含する）先行する請求項のいずれかに従属するすべての実施形態の従属請求項を作成することと同等の様式で説明に提示され、それによって、それらがすべて可能な様式で一緒に組み合わされ得ることを実証する。例えば、応用可能な場合、項［００３６］〜［００２９１］の実施形態、および項［０００５］〜［００３５］のプロセスの間のすべての可能な組み合わせは、本開示によってここに包含される。
【０２５９】
本開示は、具体例に関して説明されてきた。説明は、その範囲を限定するためではなく、本開示の理解に役立てることを意図された。本明細書に記載される開示の範囲から逸脱することなく、本開示に様々な変更を加えることができ、そのような変更は本文書に包含されることが意図されていることは、当業者には明らかであろう。
【０２６０】
すべての出版物、特許、および特許出願は、個々の出版物、特許、または特許出願の各々が、参照によりその全体が組み込まれることが具体的かつ個別に示されているのと同じ程度に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本開示における用語が、参照により本明細書に組み込まれる文書において異なるように定義されていることが判明した場合、本明細書に提供される定義は、その用語の定義として機能するものである。
【図１】
2021504885.tif 000004
【図２】
2021504885.tif 000005
【図３】
2021504885.tif 000006
【図４】
2021504885.tif 000007
【図５】
2021504885.tif 000008
【図６】
2021504885.tif 000009
【図７】
2021504885.tif 000010
【図８】
2021504885.tif 000011
【図９】
2021504885.tif 000012
【図１０】
2021504885.tif 000013
【図１１】
2021504885.tif 000014
【図１２】
2021504885.tif 000015
【図１３】
2021504885.tif 000016
【図１４】
2021504885.tif 000017
【図１５】
2021504885.tif 000018
【図１６】
2021504885.tif 000019
【図１７】
2021504885.tif 000020
【図１８】
2021504885.tif 000021
【図１９】
2021504885.tif 000022
【図２０】
2021504885.tif 000023
【図２１】
2021504885.tif 000024
【図２２】
2021504885.tif 000025
【図２３】
2021504885.tif 000026
【図２４】
2021504885.tif 000027
【図２５】
2021504885.tif 000028
【図２６】
2021504885.tif 000029
【図２７】
2021504885.tif 000030
【図２８】
2021504885.tif 000031
【図２９】
2021504885.tif 000032
【図３０】
2021504885.tif 000033
【図３１】
2021504885.tif 000034
【図３２】
2021504885.tif 000035
【図３３】
2021504885.tif 000036
【図３４】
2021504885.tif 000037
【図３５】
2021504885.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月12日(2019.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、リチウムイオン電池用の陰極材料の製造に使用するための金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、前記硫酸リチウムを含む液体を提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項２】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化ナトリウムを、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、を含む、プロセス。
【請求項３】
ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって前記電気膜プロセスから除去される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項５】
ＬｉＯＨをＮａＯＨ上で実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項６】
蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項２に記載のプロセス。
【請求項７】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約８〜約１４のｐＨで得られる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１３、または約１０〜約１２のｐＨで得られる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
乾燥させることが、少なくとも８０℃の温度で、約１〜約４時間の期間乾燥させることを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記キレート剤が存在する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記キレート剤がアンモニアである、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化リチウムおよび任意にキレート剤と反応させて、（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属水酸化物を含む固体と、硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムの少なくとも第２の部分を、前記得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【請求項１５】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
（ｉ）リチウムと、（ｉｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉｉ）マンガンおよびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属硫酸塩を、水酸化ナトリウムおよび任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを含む液体と、を得ることと、
該液体および該固体を互いに分離して、該金属水酸化物を得ることと、
硫酸ナトリウムおよび硫酸リチウムを、水酸化ナトリウムおよび水酸化リチウムに変換するための電気膜プロセスに、該硫酸ナトリウムおよび該硫酸リチウムを含む該液体を提供することと、
該水酸化リチウムおよび該水酸化ナトリウムを互いに分離することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化ナトリウムの少なくとも第１の部分を、該金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られた該水酸化リチウムの少なくとも第１の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【請求項１６】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１４のｐＨで得られる、請求項１４または１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０〜約１３のｐＨで得られる、請求項１４または１５に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５〜約１２．５のｐＨで得られる、請求項１４または１５に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記金属硫酸塩が、水酸化リチウム、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも４時間の期間焙煎することを含む、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも３５０℃の第１の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することを含む、請求項１４〜２１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記金属水酸化物の混合物を焙煎することが、少なくとも６００℃の第２の温度で、少なくとも６時間の期間焙煎することをさらに含む、請求項２２または２３に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記金属水酸化物の混合物を焙煎することが、少なくとも７００℃の第２の温度で、少なくとも８時間の期間焙煎することをさらに含む、請求項２２または２３に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項２８に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、硫酸リチウムを含む水流が、前記陽極液区画に導入され、第１のリチウム低減水流が、前記陽極液区画から除去され、第１の水酸化リチウム富化水流が、前記陰極液区画から除去される、請求項２８または２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４〜約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５〜約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項３０〜３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項３０〜３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約２０℃〜約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約４０℃〜約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約４５℃〜約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項３９】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約５０℃〜約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約５５℃〜約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項３０〜４１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約８５℃の値に維持される、請求項２７〜４２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項２７〜４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項２７〜４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ〜約８Ｖの値に維持される、請求項２７〜４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約１０Ｖの値に維持される、請求項２７〜４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４８】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項２７〜４７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４９】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項２７〜４７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５０】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項２７〜４７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項２７〜４７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５２】
前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５３】
前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項５３に記載のプロセス。
【請求項５５】
前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項５４に記載のプロセス。
【請求項５６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水流が、前記中央区画に導入され、第２のリチウム低減水流が、前記中央区画から除去され、第２の水酸化リチウム富化水流が、前記陰極液区画から除去される、請求項５４または５５に記載のプロセス。
【請求項５７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で発生させることと、硫酸含有水流を前記陽極液区画から除去することと、をさらに含む、請求項５６に記載のプロセス。
【請求項５８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項５７に記載のプロセス。
【請求項５９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ〜約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５６〜５８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６０】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下〜約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項５６〜５８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６１】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項５６〜６０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６２】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項５６〜６０のいずれか２項に記載のプロセス。
【請求項６３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約４０℃〜約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項５６〜６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水流が、約４０℃〜約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項５６〜６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約７０℃の値に維持される、請求項５６〜６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項５６〜６５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ２〜約１０ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項５６〜６５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約９Ｖの値に維持される、請求項５６〜６５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６９】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項５６〜６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７０】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項５６〜６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項５６〜６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７２】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項５６〜６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で発生させることと、硫酸アンモニウム含有水流を前記陽極液区画から除去することと、をさらに含む、請求項５６に記載のプロセス。
【請求項７４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項７３に記載のプロセス。
【請求項７５】
前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ  ＡＨＡ膜である、請求項７４に記載のプロセス。
【請求項７６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ〜約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７３〜７５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項７３〜７５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項７３〜７７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項７３〜７７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８０】
前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８１】
前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１〜２５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８２】
前記キレート剤が、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、アセチルアセトン、５−スルホサリチル酸、およびシュウ酸から選択される、請求項１〜８２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８３】
前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸）から選択される、請求項１〜８１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８４】
前記キレート剤が存在する、請求項８３に記載のプロセス。
【請求項８５】
前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）２またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）２である、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８６】
前記金属水酸化物が、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択される、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８７】
前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１−ｘ）Ｏ２、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ（１−ｚ）Ｍ（１＋ｚ）Ｏ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１〜８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８８】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２から選択される、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８９】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９０】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９１】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９２】
前記プロセスが、前記硫酸塩を含む前記液体を、前記硫酸塩を前記水酸化物に変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１〜９１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９３】
前記電気膜プロセスの陽極液が、そこから硫酸塩を実質的に選択的に沈殿させることによって処理され、それによってＨ２ＳＯ４濃度を増加させる、請求項９２に記載のプロセス。
【請求項９４】
ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項９１、９２、または９３に記載のプロセス。
【請求項９５】
前記硫酸を回収することを含む、請求項９１、９２、９３、または９４に記載のプロセス。
【請求項９６】
前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項９１、９２、９３、９４、または９５に記載のプロセス。
【請求項９７】
前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１〜９６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９８】
前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１〜９７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９９】
前記金属源が、遷移金属源である、請求項９８に記載のプロセス。
【請求項１００】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９８または９９に記載のプロセス。
【請求項１０１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９８〜１００のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０２】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生した硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９８〜１００のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０３】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的に発生した硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９８〜１００のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０４】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ２Ｏ２の存在下で、電気化学的に発生した硫酸塩で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項９８〜１００のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０５】
前記金属源が、金属形態の金属である、請求項９８〜１０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０６】
前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項９８〜１０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０７】
前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項１０６に記載のプロセス。
【請求項１０８】
前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項９８〜１０７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０９】
前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項１０８に記載のプロセス。
【請求項１１０】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項９９〜１０９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、Ｈ２Ｏ２の存在下で、硫酸で浸出させることによって得られる、請求項１１０に記載のプロセス。
【請求項１１２】
前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項９８〜１０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１３】
前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項１１２に記載のプロセス。
【請求項１１４】
前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項１１２または１１３に記載のプロセス。
【請求項１１５】
前記金属硫酸塩が、異なる金属の精鉱を有機相および水相で処理して、前記異なる金属を互いに分離させ、次いで前記金属が、硫酸塩の形態で結晶化することにより得られる、請求項１〜１１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１６】
水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１〜１１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１７】
水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１〜１１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１８】
水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項１１７に記載のプロセス。
【請求項１１９】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１〜１１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２０】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１〜１１８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２１】
前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項１２０に記載のプロセス。
【請求項１２２】
前記水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２１に記載のプロセス。
【請求項１２３】
前記水酸化リチウムが、蒸発結晶化により水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項１２１に記載のプロセス。
【請求項１２４】
（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも１種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属と、を含む、金属酸化物の調製プロセスであって、
ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属を含む、金属硫酸塩および／または金属硝酸塩を、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２から選択される塩基、および任意にキレート剤と反応させて、前記金属水酸化物を含む固体と、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体と、を得ることと、
前記液体および前記固体を互いに分離して、前記金属水酸化物を得ることと、
前記Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、Ｋ２ＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種を含む液体を、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｒｂ２ＳＯ４、Ｃｓ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＢａＳＯ４、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＫＮＯ３、ＲｂＮＯ３、ＣｓＮＯ３、Ｍｇ（ＮＯ３）２、Ｃａ（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、およびＢａ（ＮＯ３）２のうちの少なくとも１種をＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの少なくとも１種に変換するための電気膜プロセスに提供することと、
前記電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの前記少なくとも１種の少なくとも第１の部分を、前記金属硫酸塩と反応させるために再利用することと、
該電気膜プロセスによって得られたＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｓｒ（ＯＨ）２、またはＢａ（ＯＨ）２のうちの該少なくとも１種の少なくとも第２の部分を、該得られた金属水酸化物と反応させて、金属水酸化物の混合物を得ることと、
金属水酸化物の該混合物を焙煎して、該金属酸化物を得ることと、を含む、プロセスが提供される。
【請求項１２５】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約９〜約１４のｐＨで得られる、請求項１２４に記載のプロセス。
【請求項１２６】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０〜約１３のｐＨで得られる、請求項１２４に記載のプロセス。
【請求項１２７】
前記固体が、前記金属水酸化物を含む沈殿物であり、前記沈殿物が、約１０．５〜約１２．５のｐＨで得られる、請求項１２４に記載のプロセス。
【請求項１２８】
前記金属水酸化物を洗浄することをさらに含む、請求項１２４〜１２７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２９】
前記金属水酸化物を乾燥させることをさらに含む、請求項１２８に記載のプロセス。
【請求項１３０】
前記金属硫酸塩が、前記水酸化物、およびアンモニアであるキレート剤と反応する、請求項１２４〜１２９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３１】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約３５０℃の第１の温度で、少なくとも約４時間の期間焙煎することを含む、請求項１２４〜１３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３２】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約４００℃の第１の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することを含む、請求項１２４〜１３０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３３】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約６００℃の第２の温度で、少なくとも約６時間の期間焙煎することをさらに含む、請求項１３１または１３２に記載のプロセス。
【請求項１３４】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約７００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することをさらに含む、請求項１３１または１３２に記載のプロセス。
【請求項１３５】
金属水酸化物の前記混合物を焙煎することが、少なくとも約５００℃の第２の温度で、少なくとも約８時間の期間焙煎することをさらに含む、請求項１３１または１３２に記載のプロセス。
【請求項１３６】
前記電気膜プロセスが、電解膜プロセスを含む、請求項１２４〜１３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３７】
前記電気膜プロセスが、２区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２４〜１３５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスが、陽イオン交換膜によって陰極液区画から分離された陽極液区画を含む第１の電気化学セル内で実行される、請求項１３７に記載のプロセス。
【請求項１３９】
前記陽イオン交換膜が、過フッ素化スルホン酸を含む、請求項１３８に記載のプロセス。
【請求項１４０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸塩を含む水流が、前記陽極液区画に導入され、第１のリチウム低減水流が、前記陽極液区画から除去され、第１の水酸化リチウム富化水流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１３８または１３９に記載のプロセス。
【請求項１４１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、水酸化物電流効率が、少なくとも実質的に維持されなくなって低下するまで、前記硫酸塩の水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１４０に記載のプロセス。
【請求項１４２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．４〜約１．０の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１４０に記載のプロセス。
【請求項１４３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記陽極液区画のｐＨが、約０．５〜約０．７の値になるまで、前記硫酸リチウムの水酸化リチウムへの変換が進行する、請求項１４０に記載のプロセス。
【請求項１４４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項１４０〜１４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１４０〜１４３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約２０℃〜約１００℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約４０℃〜約７０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４８】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約４５℃〜約５５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４９】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約５０℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５０】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約５０℃〜約８５℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５１】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記硫酸リチウムを含む水流が、約５５℃〜約６５℃の温度で前記陽極液区画に導入される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５２】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約６０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５３】
前記２区画単極または双極膜電解プロセス中に、電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約８５℃の値に維持される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５４】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約６ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５５】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約３ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５６】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約３Ｖ〜約８Ｖの値に維持される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５７】
前記２区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約１０Ｖの値に維持される、請求項１４０〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５８】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項１４０〜１５７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５９】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項１４０〜１５７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６０】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項１４０〜１５７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項１４０〜１５７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６２】
前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスを含む、請求項１２４〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６３】
前記電気膜プロセスが、３区画単極または双極膜電解プロセスを含む、請求項１２４〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、陰イオン交換膜によって中央区画から分離された陽極液区画と、陽イオン交換膜によって前記中央区画から分離された陰極液区画と、を含む、第２の電気化学セル内で実行される、請求項１６３に記載のプロセス。
【請求項１６５】
前記陽イオン交換膜が、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１６４に記載のプロセス。
【請求項１６６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、第１のリチウム低減水流が、前記中央区画に導入され、第２のリチウム低減水流が、前記中央区画から除去され、第２の水酸化リチウム富化水流が、前記陰極液区画から除去される、請求項１６４または１６５に記載のプロセス。
【請求項１６７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、硫酸を前記陽極液区画内で発生させることと、硫酸含有水流を前記陽極液区画から除去することと、をさらに含む、請求項１６６に記載のプロセス。
【請求項１６８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜である、請求項１６７に記載のプロセス。
【請求項１６９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．１Ｍ〜約２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１６６〜１６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７０】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸が、少なくとも実質的に約０．７Ｍ以下〜約１．２Ｍの硫酸濃度に維持される、請求項１６６〜１６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７１】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約４Ｍの濃度に維持される、請求項１６６〜１６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７２】
前記３区画膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１６６〜１６８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第１のリチウム低減水流が、約４０℃〜約８５℃の温度で前記中央区画に導入される、請求項１６６〜１７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２のリチウム低減水流が、約４０℃〜約８０℃の温度で前記陽極液区画から除去される、請求項１６６〜１７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７５】
前記３区画単極または双極膜電解プロセス中に、前記第２の電気化学セル内の温度が、少なくとも実質的に約５０℃〜約７０℃の値に維持される、請求項１６６〜１７２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約０．５ｋＡ／ｍ２〜約５ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１６６〜１７５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電流密度が、少なくとも実質的に約１ｋＡ／ｍ２〜約１０ｋＡ／ｍ２の値に維持される、請求項１６６〜１７５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、電圧が、少なくとも実質的に約５Ｖ〜約９Ｖの値に維持される、請求項１６６〜１７５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７９】
前記電気化学セルが、約０．２ｍ２〜約４ｍ２のセル面積を有する、請求項１６６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８０】
前記電気化学セルが、約０．５ｍ２〜約３．５ｍ２のセル面積を有する、請求項１６６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８１】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約３ｍ２のセル面積を有する、請求項１６６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８２】
前記電気化学セルが、約１ｍ２〜約２ｍ２のセル面積を有する、請求項１６６〜１７８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８３】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスが、アンモニアを前記陽極液区画に導入することと、硫酸アンモニウムを前記陽極液区画内で発生させることと、硫酸アンモニウム含有水流を前記陽極液区画から除去することと、をさらに含む、請求項１６６に記載のプロセス。
【請求項１８４】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスにおいて、前記陰イオン交換膜が、プロトン遮断膜ではない、請求項１８３に記載のプロセス。
【請求項１８５】
前記陰イオン交換膜が、Ａｓｔｏｍ  ＡＨＡ膜である、請求項１８４に記載のプロセス。
【請求項１８６】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約０．５Ｍ〜約４Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１８３〜１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８７】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陽極液区画において、前記硫酸アンモニウムが、少なくとも実質的に約３Ｍの硫酸アンモニウム濃度に維持される、請求項１８３〜１８５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８８】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約１Ｍ〜約３Ｍの濃度に維持される、請求項１８３〜１８７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８９】
前記３区画単極または双極膜電解プロセスの前記陰極液区画において、前記水酸化リチウムが、少なくとも実質的に約２Ｍの濃度に維持される、請求項１８３〜１８７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９０】
前記電気膜プロセスが、電解である、請求項１２４〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９１】
前記電気膜プロセスが、電気透析である、請求項１２４〜１４５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９２】
前記キレート剤が、ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ、アセチルアセトン、５−スルホサリチル酸、およびシュウ酸から選択される、請求項１２４〜１９１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９３】
前記キレート剤が、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）、ＤＣＴＡ（トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢酸）、およびＥＧＴＡ（エチレングリコールビス（２−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸）から選択される、請求項１２４〜１９１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９４】
前記キレート剤が存在する、請求項１９３に記載のプロセス。
【請求項１９５】
前記金属水酸化物が、ＮｉＣｏＡｌ（ＯＨ）２またはＮｉＭｎＣｏ（ＯＨ）２である、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９６】
前記金属水酸化物が、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択される、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９７】
前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９８】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２から選択される、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１９９】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、そのまま水性組成物中で使用され、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２００】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化する、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０１】
前記電気膜プロセスによって得られた前記水酸化リチウムが、前記得られた金属水酸化物と反応して、金属水酸化物の混合物を得る前に、結晶化し、次いで溶解する、請求項１２４〜１９４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０２】
前記プロセスが、前記硫酸リチウムを含む液体を、前記硫酸リチウムを水酸化リチウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供して、硫酸を発生させることを含む、請求項１２４〜２０１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０３】
前記硫酸を回収することを含む、請求項２０２に記載のプロセス。
【請求項２０４】
前記硫酸を回収および濃縮することを含む、請求項２０２に記載のプロセス。
【請求項２０５】
前記金属硫酸塩が、遷移金属硫酸塩である、請求項１２４〜２０４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０６】
前記金属硫酸塩が、金属源から得られる、請求項１２４〜２０５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２０７】
前記金属源が、遷移金属源である、請求項２０６に記載のプロセス。
【請求項２０８】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２０６または２０７に記載のプロセス。
【請求項２０９】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２０６〜２０８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１０】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、前記発生した硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２０６〜２０８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１１】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を、電気化学的に発生した硫酸で浸出またはストリッピングすることによって得られる、請求項２０６〜２０８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１２】
前記金属源が、金属形態の金属である、請求項２０６〜２１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１３】
前記金属源が、ニッケル精鉱である、請求項２０６〜２１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１４】
前記ニッケル精鉱が、コバルトをさらに含む、請求項２１３に記載のプロセス。
【請求項２１５】
前記金属源が、使用済み電池またはその構成要素である、請求項２０６〜２１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１６】
前記構成要素が、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、およびこれらの混合物から選択される、請求項２１５に記載のプロセス。
【請求項２１７】
前記金属硫酸塩が、前記金属源を浸出させることによって得られる、請求項２０６〜２１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１８】
前記金属源が、ニッケルを含む有機組成物である、請求項２０６〜２１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２１９】
前記有機組成物が、コバルトをさらに含む、請求項２１８に記載のプロセス。
【請求項２２０】
前記金属硫酸塩が、前記金属源をストリッピングすることによって得られる、請求項２１８または２１９に記載のプロセス。
【請求項２２１】
水酸化ナトリウムが、ｐＨを上げるために使用され、（ａ）（ｉ）ニッケルおよびコバルトから選択される前記少なくとも１２４種の金属と、任意に（ｉｉ）マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される前記少なくとも１種の金属と、を含む前記金属硫酸塩と、（ｂ）前記水酸化リチウムと反応して、前記金属水酸化物を得る、請求項１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２２】
水酸化ナトリウムが、前記金属硫酸塩および水酸化リチウムと反応する、請求項１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２３】
水酸化ナトリウムが、ｐＨ向上剤として使用されて、前記金属水酸化物の沈殿を引き起こす、請求項２２２に記載のプロセス。
【請求項２２４】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含む、請求項１２４〜２２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２５】
前記液体が、硫酸ナトリウムをさらに含み、前記液体が、前記硫酸リチウムを前記水酸化リチウムに変換するため、かつ前記硫酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに変換するための前記電気膜プロセスに提供される、請求項１２４〜２２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２２６】
前記得られた水酸化リチウムが、前記水酸化ナトリウムから分離される、請求項２２５に記載のプロセス。
【請求項２２７】
前記水酸化リチウムが、水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２２６に記載のプロセス。
【請求項２２８】
前記水酸化リチウムが、蒸発結晶化により水酸化ナトリウム上で実質的に選択的に沈殿する、請求項２２６に記載のプロセス。
【請求項２２９】
前記得られた金属水酸化物が、水酸化リチウムを含む水性組成物と反応して、水酸化物組成物を得、次いで前記水酸化物組成物が乾燥されて、水酸化物の前記混合物を得る、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項２３０】
前記水酸化物組成物が、噴霧乾燥機を用いて乾燥される、請求項１〜１２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３１】
前記硫酸塩または水酸化物が、溶媒抽出によって精製され、前記溶媒が、亜リン酸（Ｃｙａｎｅｘ  ２７２、Ｃｙａｎｅｘ  ３０１、Ｃｙａｎｅｘ  ３０２、ジ−（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、ＤＥＨＴＰＡ、Ｂａｙｓｏｌｖｅｘ  ＤＥＤＰ、Ｉｏｎｑｕｅｓｔ  ８０１、Ｈｏｅ  Ｆ  ３７８７、ＭＥＨＰＡ、Ｐ２０４、ＰＣ８８Ａ、Ｐ５０７として）、またはヒドロキシ−オキシム抽出剤（例えば、Ａｃｏｒｇａ  Ｐ５０、Ａｃｏｒｇａ  Ｋ２０００、ＬＩＸ  ８４−Ｉ、ＳＭＥ  ５２９、ＬＩＸ  ６５Ｎ、ＬＩＸ  ６４、ＬＩＸ  ７０、ＬＩＸ  ８６０、ＬＩＸ  ６２２）、またはβ−ジケトン金属カチオン抽出剤（例えば、ＬＩＸ  ５４、ＸＩ−Ｎ５４、ＸＩ−５５、ＸＩ−５７）から選択される、請求項１〜１２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３２】
水酸化物の前記沈殿物が、例えばＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＮＨ４ＯＨの中から選択される化合物の添加によって得られる、請求項１〜１２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３３】
前記使用済み電池の浸出溶液が、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルコースのうちの少なくとも１種から選択される、請求項１〜１２３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３４】
ＬｉＯＨが、蒸発結晶化によって実質的に選択的に結晶化する、請求項１〜２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３５】
ＬｉＯＨが、実質的に選択的に結晶化し、蒸発結晶化によって前記電気膜プロセスから除去される、請求項１〜２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３６】
蒸発結晶化によりＬｉＯＨを実質的に選択的に結晶化させることによって、ＬｉＯＨが、ＮａＯＨから分離される、請求項１〜２３３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３７】
前記焙煎が、撹拌しながら実行されて、前記金属酸化物への前記変換の完了を確実にする、請求項１４〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３８】
前記水酸化物の前記共沈後の濾過された硫酸塩溶液が、前記電気膜プロセスに入る前に、任意に精製および／または濃縮される、請求項１４〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２３９】
浸出された溶液が、前記水酸化物の前記共沈の前に精製される、請求項１４〜８４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４０】
前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、金属の選択的分離、水酸化物の沈殿、不溶性塩の沈殿、酸化沈殿、イオン交換、溶媒抽出、電気化学めっき、および／または結晶化によって実行される、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４１】
前記硫酸塩および／または前記水酸化物の精製が、Ｏ２、ＳＯ２、またはＨ２ＳＯ５、過硫酸塩（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、シュウ酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｃ２Ｏ４、塩素、塩素化合物（ＨＣｌ、ＣｌＯ２、ＨＣｌＯ３）、Ｏ３、ＮａＯＣｌ、ＣｏＳ、Ｎａ２Ｓ、ＮａＨＳ、ＣａＣＯ３、またはＮａ３ＰＯ４の添加による選択的沈殿によって実行される、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４２】
前記水酸化物の精製が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、およびＮＨ４ＯＨのうちのいずれか１種の添加による水酸化物の沈殿によって実行される、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４３】
前記水酸化物および／または硫酸塩の精製が、ジメチルグリオキシムの添加によって実行される、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４４】
前記浸出ステップのｇ／Ｌでの前記固体／液体（材料のグラム／液体の体積）比が、１／５〜１：１００の間で構成され得る、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４５】
前記浸出が、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ２Ｏ２、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、およびグルコースのうちの少なくとも１種で実行される、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４６】
前記金属硫酸塩Ｍ（ＳＯ４）（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎである）および／またはＡｌ２（ＳＯ４）３が、前記水酸化物の前記合成における前駆体として使用される前に、任意に結晶化する、請求項１〜２３９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４７】
ＬｉＰＦ６電解質が回収される、請求項１０８に記載のプロセス。
【請求項２４８】
前記金属酸化物が、［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルのような、前記異なる金属について前記コアから前記表面への勾配濃度を有するコア−シェル材料であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、Ｍ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘであり、前記金属酸化物内の前記濃度勾配をもたらす、請求項１５〜５１および１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２４９】
前記金属酸化物が、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２、およびＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、または［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルから選択され、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、およびＭ２＝Ｍｎ、ＣｏまたはＡｌであり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１である、請求項１５〜５１および１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５０】
前記金属酸化物が、リチウム豊富の場合、式ＬｉＭＯ２またはＬｉ（１＋ｘ）Ｍ（１−ｘ）Ｏ２、Ｌｉ不足の場合、Ｌｉ（１−ｚ）Ｍ（１＋ｚ）Ｏ２のものであり、式中、Ｍは、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウム、およびアルミニウムから選択される少なくとも１種の金属である、請求項１５〜５１および１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５１】
前記金属源が、前記電気化学的に発生した硫酸によって浸出された少なくとも実質的に純粋な金属である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５２】
前記金属源が、任意にコバルト、場合によっては他の元素を含み、任意に前記電気化学的に発生した硫酸によって浸出されたニッケル精鉱である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５３】
前記金属源が、ニッケル含有材料またはコバルト含有材料である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５４】
前記金属源が、酸化ニッケル鉱石、ニッケルマット、硫化ニッケル、ニッケルとコバルトとの混合硫化物、粗硫酸ニッケル（例えば、銅製錬プロセスから生成される）、および酸化ニッケル（例えば、前記電気化学的に発生した硫酸によって浸出される）から選択される、請求項２５３に記載のプロセス。
【請求項２５５】
前記金属源が、前記電気化学的に発生した硫酸によって浸出されたニッケル−コバルト水溶液である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５６】
前記金属源が、前記電気化学的に発生した硫酸によって任意にストリッピングされ得るニッケル（および任意にコバルト、場合によっては他の元素）を含有する有機溶液である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５７】
前記金属源が、電気化学的に発生した硫酸によって浸出された使用済み電池またはその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）である、請求項２０６〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５８】
前記金属酸化物が、コア［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、およびシェル［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、から作製される、式Ｌｉ［ＮｉｄＭ１ｅＭ２ｆ］Ｏ２、ｄ＋ｅ＋ｆ＝１で、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、およびＭ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌで、ｘ＜ｄ＜ａ、ｙ＜ｅ＜ｂ、ｚ＜ｆ＜ｃのものである、請求項１５〜５１および１２４〜２２０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２５９】
前記水酸化物が、ニッケル−コバルト−マンガン水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム水酸化物、リチウム−コバルト水酸化物、水酸化ニッケル、ニッケル−コバルト−マンガンオキシ水酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウムオキシ水酸化物、オキシ水酸化ニッケル、およびリチウム−コバルトオキシ水酸化物から選択される、請求項１〜２５８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６０】
前記酸化物が、ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、酸化ニッケル、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム酸化物、リチウム−ニッケル酸化物、およびリチウム−コバルト酸化物から選択される、請求項１〜２５８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６１】
前記金属硫酸塩が、購入される、金属または金属の混合物をＨ２ＳＯ４で浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池を粉砕した後に得られた残留物を浸出させることによって得られる、使用済みリチウムイオン電池の処理後に残留物を浸出させることによって得られる、浸出された遷移金属の混合物から取り出される、鉱業会社によって取り出された精鉱である、またはコバルトを含有するニッケル鉱石を浸出させることによって得られる、請求項１〜２６０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６２】
前記電気膜プロセス中に発生した陽極液が処理されて、硫酸塩を回収し、前記硫酸塩が、水酸化物沈殿から回収された硫酸塩と混合され、前記硫酸塩が一緒に混合され、前記電気膜プロセスにリサイクルされる、請求項１〜２６１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６３】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離される、請求項１〜２６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６４】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、蒸発結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離される、請求項１〜２６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項２６５】
前記電気膜プロセス中に発生したＨ２ＳＯ４が、硫酸塩一水和物の選択的結晶化による陽極液濃縮を通して、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、および／または硫酸カリウムから分離され得る、請求項１〜２６２のいずれか１項に記載のプロセス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
例えば、電気膜プロセスによって生成される金属水酸化物は、金属硫酸塩と反応する前に精製され得る。例えば、金属水酸化物は、結晶化され得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
例えば、硫酸塩を含む液体を電気膜プロセスに提供して、水酸化物を得る前に、硫酸塩は、精製および／または濃縮され得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
例えば、金属水酸化物は、Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５（ＯＨ）２、Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１（ＯＨ）２、およびＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２（ＯＨ）２から選択され得る。
異なる温度。例えば、これは、空気中、４５０℃の第１の温度で約８時間、焙煎され得、次いで、空気中、８００℃で１２時間、焙煎され得る。次いで、これは、粉砕され、篩い分けされ、水で洗浄され、最後に、空気中、６００℃で約８時間乾燥される。次いで、ニッケル−マンガン−コバルトリチウム酸化物Ｌｉ−（ＮｉｘＭｎｙＣｏｚ）Ｏ２が得られ、式中、０＜ｘ、ｙ、ｚ＜１、およびｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。［ＬｉＮｉｘＭ１ｙＭ２ｚＯ２］コア／［ＬｉＮｉａＭ１ｂＭ２ｃＯ２］シェルのような、異なる金属についてコアから表面への勾配濃度を有するコア−シェル材料、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍ１＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、およびＭ２＝Ｍｎ、Ｃｏ、またはＡｌ、例えば、Ｎｉが異なる場合はａ≠ｘ、も得られ、最終材料中に濃度勾配をもたらし得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２１】
例えば、金属源は、電気化学的に発生した硫酸によって浸出された、図３３ではＡもしくはＢ、または図３４および図３５ではＣもしくはＤと称される溶液などのニッケル−コバルト水溶液であり得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２３】
例えば、金属源は、電気化学的発生硫酸によって浸出された使用済み電池またはその構成要素（例えば、カソード、アノード、ブラックマス、スラグ、またはこれらの混合物）（例えば、カソードのみ、またはアノードおよびカソードの両方もしくはブラックマスなど）であり得る。
図２４〜図３１に示されるプロセス、および図３３〜図３５で得られる金属硫酸塩は、図２４〜図３１の遷移金属源ボックスであり得る。加えて、図３３〜図３５の浸出に使用される硫酸源は、図３２に記載される硝酸塩の形態の遷移金属源を得るために硝酸で置き換えられ得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2021504885.tif 000039
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３３】
2021504885.tif 000040
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３４】
2021504885.tif 000041
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３５】
2021504885.tif 000042
【国際調査報告】
2021504885.tif 000043
2021504885.tif 000044
2021504885.tif 000045
2021504885.tif 000046
2021504885.tif 000047
2021504885.tif 000048
2021504885.tif 000049