Ultrazvuk dělá lithium-iontové baterie recyklace účinnější

Lithium je vzácný a velmi cenný materiál přítomný ve vysoce výkonných bateriích, jako jsou Li-ion baterie. Lithium je nejcennější materiál, který je získán v Li-ion baterie recyklace, ale také jiné minerály a kovy, jako je kobalt, mangan, nikl, měď a hliník jsou cenné kovy pro využití. Vysoce intenzivní ultrazvuku se používá jako vysoce smykové míchání a vyplavování technika extrahovat, odstranit, a rozpustit cenné minerály a kovy z vyhořelých baterií. Metoda použití ultrazvuku je vysoce účinný, energeticky efektivní, a je snadno dostupné pro instalaci v plně komerčních recyklačních zařízení.

Přehled: Proces recyklace li-ion-baterie

Recyklační procesy se mohou lišit v závislosti na tom, že společnosti specializující se na recyklaci Li-ion baterií vyvíjejí a upravují své procesy na nejvyšší účinnost. Aby však bylo možné z baterií získat cenné materiály, jako je lithium, jsou zapotřebí následující kroky:
Nejprve se plastový kryt baterie rozbije a vyjme. Poté se nahá baterie vloží do tekutého dusíku, aby se neutralizovaly reaktivní výbušné látky. Tento krok zajišťuje, že je zabráněno náhlému uvolnění veškeré akumulované energie a následnému vznícení a výbuchu spojenému s nimi.
Po těchto přípravných krocích je baterie umístěna na soustruh, kde je baterie otevřena pilou, takže vnější plášť může být odstraněn. Katoda, anoda a separátor se odtáhnou do jádra baterie a odsouvají se do trouby, kde se suší 24 hodin při teplotě přibližně 60-120 °C. Před odsáváním kovů musí být izolované elektrody, tj. Vzhledem k tomu, že materiál katody je obecně přilepený k hliníkové fólii pojivem, běžně polyvinylidenovým fluoridem (PVDF) nebo polytetrafluorethylenem (PTFE), je obtížné odstranit katodu a hliníkovou fólii od sebe navzájem. Chcete-li správně oddělit katodový materiál od fólie, ultrazvukové oddělení bylo prokázáno, že je vysoce efektivní, rychlé a ekonomické ošetření. Ale intenzifikace ultrazvukového procesu se nezastaví. Ultrazvukové vyplavování kovů a minerálů, jako je kobalt, mangan, nikl, měď a hliník, podporuje extrakci kovů a zvyšuje výtěžnost recyklovaných kovů.

Ultrazvuková kavitace pro separaci katod

Ultrazvuku odděluje katodové materiály z hliníkové fólie účinky akustické kavitace. Akustická nebo ultrazvuková kavitace je určena lokálně se vyskytujícími vysokými tlaky, vysokými teplotami a jejich následnými poklesy, které vedou k příslušným tlakovým a teplotním diferenciálům, stejně jako intenzivním mikrorubulencím a vysoce smykovým mikrosekům. Tyto kavitační síly ovlivňují hranice povrchu, podporují přenos hmoty a způsobují erozi. Generování takové intenzivní síly chemické, fyzikální, tepelné a mechanické povahy, ultrazvukové kavitace vytváří požadované míchání a přenos hmoty rozbít organické pojivo strukturu používanou v lithium-iontové baterie fixovat katodu na kolektoru / hliníkové fólie.
Zatímco mechanické míchání, jako je míchání samo o sobě, nestačí k účinnému oddělení materiálu katody od hliníkové fólie, vysoce intenzivní ultrazvuku poskytuje požadovanou sonochemickou a sonomechanickou energii k úplnému odstranění materiálu katody z kolektorů. Na rozdíl od mechanického míchání, ultrazvuková kavitace vytváří intenzivní turbulence, lokálně vysoké teploty a tlaky, stejně jako míchání, streamování a kapalné trysky, které rozkládají pojivo, například PVDF nebo PTFE, které spojují katodu s Al fólií a erodují povrch obou, katody a Al fólie. Tím je pojivo mezi oběma materiály správně zničeno a katoda a hliníková fólie jsou účinně odděleny.
Například, ultrazvukové separace má za následek vysokou účinnost katody odstranění 99% pomocí N-methyl-2-pyrrolidon (NMP) jako rozpouštědlo při 70 ° C (240 W ultrazvukový výkon, a 90 min doba zpracování). Vzhledem k tomu, že ultrazvuková separace katody rovnoměrně rozptýlí materiál a zabraňuje větším aglomerátům, je usnadněn následný proces vyluhování kovů.
Přečtěte si více o ultrazvukové delaminaci elektrod za účelem obnovení aktivních materiálů a proudových kolektorových fólií!

Ultrazvukové vyplavování minerálů

Ultrazvukové kavitační účinky popsané výše podporují vyluhování kovů z použitých baterií. Ultrazvuku s vysokou intenzitou se používá nejen k regeneraci minerálů při recyklaci baterií, ale také často se používá v hydrometalurgii a vyluhování drahých rud (např. Důlní hlušina). Vysoké lokalizované teploty, tlaky a smykové síly zesilují vyluhování kovů a výrazně zvyšují účinnost loužení. Zatímco v kavitačních horkých místech se vyskytují lokalizované velmi extrémní teploty až 1000 K, celkové podmínky loužení vyžadují pouze mírnou teplotu cca 50-60 °C. Díky tomu je ultrazvukové zotavení kovů energeticky efektivní a ekonomické.
Ultrazvukové vyplavování minerálů z vyhořelých Li-ion baterií se vyznačuje vysokou mírou využití a účinností. Například kyselina sírová (H2SO4) byla úspěšně použita jako vyplavovací činidlo za přítomnosti peroxidu vodíku (H2O2) během ultrazvukové regenerace minerálů z katody. Ultrazvukové vyplavování kyselinou sírovou vedlo k výtěžnosti 94,63% pro kobalt a 98,62% pro lithium.
Ultrazvukové vyplavování s organickou kyselinou citronovou (C6H8O7· H2O) má za následek velmi vysoké výtěžky mědi a lithia, získání 96% mědi a téměř 100% lithia z vyhořelých Li-ion baterií.

Jednoduché a bezpečné: Ultrazvukové scale-up od testů proveditelnosti na průmyslové recyklace

Vysoce výkonné ultrazvukové zařízení pro recyklaci Li-ion baterií je snadno dostupné pro stolní, pilotní a průmyslové instalace. Vzhledem k tomu, ultrazvukové katody separace a ultrazvukové vyplavování minerálů z vyhořelých baterií jsou již zavedené procesy, proces od prvních zkoušek, optimalizace na vaše specifické požadavky na proces a instalace plně průmyslové ultrazvukové separace a / nebo vyplavování systém je rychlý a jednoduchý.

Vysoce výkonné ultrasonicators pro recyklaci baterií

Hielscher Ultrazvuk dodává vysoce výkonné ultrasonicators v libovolné velikosti a kapacity. S UIP16000 (16kW), Hielscher vyrábí nejsilnější ultrazvukový procesor po celém světě. UIP16000, stejně jako všechny ostatní průmyslové ultrazvukové systémy mohou být snadno klastry na požadovanou kapacitu zpracování. Všechny Hielscher ultrasonicators jsou postaveny pro 24/7 provoz při plném zatížení a v náročných prostředích.
Hielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody.

Ultrazvukové sondy a sono-reaktory pro jakýkoli objem

Hielscher Ultrazvuk sortiment pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů z kompaktních laboratorních ultrasonicators přes bench-top a pilotní systémy plně-průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou pro zpracování kamionů za hodinu. Kompletní sortiment nám umožňuje nabídnout vám nejvhodnější ultrazvukové zařízení pro vaši aplikaci, procesní kapacitu a výrobní cíle.

Přesně řiditelných amplitud pro optimální výsledky

Všechny hielscherské ultrazvukové procesory jsou přesně kontrolovatelné a tím spolehlivé pracovní koně v R&D a výroba. Amplituda je jedním z klíčových procesních parametrů, které ovlivňují účinnost a účinnost sonochemicky a sonomechanicky vyvolaných reakcí. Všechny Hielscher Ultrazvuk’ procesory umožňují přesné nastavení amplitudy. Sonotrody a posilovací rohy jsou doplňky, které umožňují modifikovat amplitudu v ještě širším rozsahu. Hielscher průmyslové ultrazvukové procesory mohou poskytovat velmi vysoké amplitudy a poskytovat požadovanou ultrazvukovou intenzitu pro náročné aplikace. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu.
Přesné nastavení amplitudy a trvalé sledování parametrů ultrazvukového procesu pomocí inteligentního softwaru vám dávají možnost oddělit katoda od hliníkové fólie, stejně jako vyluhovat minerály a kovy z vyhořelých Li-ion baterií za nejúčinnějších ultrazvukových podmínek. Optimální použití ultrazvuku pro nejefektivnější Li-ion baterie recyklace!
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje nepřetržitý provoz v náročných a náročných prostředích. Díky tomu je hielscherova ultrazvuková zařízení spolehlivým pracovním nástrojem, který splňuje vaše požadavky na recyklační proces.

Nejvyšší kvalita – Navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinný a rodinný podnik Hielscher upřednostňuje nejvyšší standardy kvality pro své ultrazvukové procesory. Všechny ultrasonicators jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v naší centrále v Teltow u Berlína, Německo. Robustnost a spolehlivost ultrazvukového zařízení Hielscher je, aby to pracovní kůň ve vaší výrobě. Nepřetržitý provoz při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou vlastností hielscherových vysoce výkonných ultrazvukových sond a reaktorů.

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators: