Ultralyd gør lithium-ion batteri genbrug mere effektiv

Lithium er et sjældent og meget værdifuldt materiale, der findes i højtydende batterier, såsom Li-ion-batterier. Lithium er det mest værdifulde materiale, der inddrives i Li-ion batteri genanvendelse, men også andre mineraler og metaller såsom kobolt, mangan, nikkel, kobber og aluminium er værdifulde metaller til nyttiggørelse. Høj intensitet ultralydbehandling bruges som høj-shear agitation og udvaskning teknik til at udtrække, fjerne og opløse værdifulde mineraler og metaller fra brugte batterier. Sonikeringsmetoden er meget effektiv, energieffektiv og er let tilgængelig for installation i fuld-kommercielle genbrugsanlæg.

Oversigt: Li-ion-batteri genbrugsproces

Genanvendelsesprocessen af ædle metaller og materialer fra brugte Li-ion-batterier involverer typisk flere trin. Her er en generel oversigt:

  1. Indsamling og sortering: Brugte Li-ion-batterier indsamles og sorteres baseret på deres typer og kemikalier.
  2. Demontering: Først brydes batteriets plastikdæksel op og fjernes. Derefter sættes det nøgne batteri i flydende nitrogen for at neutralisere reaktive, eksplosive stoffer. Dette trin sikrer, at en pludselig frigivelse af al lagret energi og den efterfølgende antændelse og eksplosion i forbindelse hermed forhindres. Derefter adskilles batterierne for at adskille de forskellige komponenter, såsom katode, anode, elektrolyt og hus.
  3. Makulering: De adskilte batterier makuleres i mindre stykker for at øge overfladearealet til efterfølgende processer.
  4. Delaminering af elektroder: Før metalekstraktionsbehandlingen skal de isolerede elektroder, dvs. katode og anode, adskilles yderligere. Da katodematerialet generelt klæbes til aluminiumsfolie af et bindemiddel, almindeligvis polyvinylidenfluorid (PVDF) eller polytetrafluorethylen (PTFE), er det en vanskelig opgave at fjerne katode og aluminiumsfolie fra hinanden.
  5. Kemisk behandling: De makulerede batterikomponenter gennemgår forskellige kemiske behandlinger for at opløse og adskille de forskellige materialer. Dette kan indebære udvaskning med syre eller andre opløsningsmidler for at ekstrahere værdifulde metaller som lithium, kobolt, nikkel og kobber.
  6. Genvinding og rensning: De opløste metaller genvindes derefter fra opløsningen gennem processer som udfældning, opløsningsmiddelekstraktion eller elektrokemiske metoder. Disse trin hjælper med at rense og koncentrere ædle metaller.

Ædelmetal opsving forbedret ved sonikering

Power ultralyd kan forbedre trinene i elektrode delaminering og udvaskning af ædle metaller og materialer ved at intensivere reaktionerne og derved gøre genvindingsprocessen betydeligt mere effektiv. Ultralydbehandling, det er en teknik, der udnytter ultralydbølger med høj intensitet til at skabe mekaniske vibrationer og akustisk kavitation i et flydende medium. De stærke kræfter i ultralydbehandling bruges til at forbedre genbrugsprocessen af ædle metaller fra brugte Li-ion-batterier på flere måder:
 

  1. Opløsning: Ultralydbehandling nedbryder de makulerede batterimaterialer, så der skabes mindre partikler. Mindre partikler tilbyder et højere overfladeareal, hvilket gør den kemiske udvaskning mere effektiv og hjælper med frigørelsen af værdifulde metaller.
  2. Forbedret udvaskning: Anvendelsen af ultralydbehandling under udvaskningsprocesser kan forbedre kontakten mellem det faste materiale og udvaskningsopløsningen, hvilket øger effektiviteten af metalekstraktion. Ultralydudvaskning fremmer metaludvinding og øger udbyttet af genvundet af metaller og mineraler som kobolt, mangan, nikkel, kobber og aluminium.
  3. Forbedret elektrodelaminering: Målet med elektrodelaminering under genbrug af batterier er at adskille de forskellige komponenter, såsom elektroder, elektrolytter og separatorer, så de kan behandles yderligere eller genbruges individuelt. Ultralydbehandling hjælper frigørelse og fjernelse af belægninger fra elektroden. Sonomekaniske kræfter fremmer effektiv adskillelse af lagene af elektroderne.
  4. Accelererede reaktioner: Ultralydbehandling fremmer hurtigere og mere grundig blanding, hvilket kan fremskynde kemiske reaktioner under metalgenvinding og rensningstrin.
  5. Reduceret energiforbrug: Ultralydbehandling kan forbedre proceseffektiviteten, hvilket reducerer den tid og energi, der kræves til metalgenvinding fra brugte batterier.

 
Ultralydbehandling kan spille en gavnlig rolle i forbedringen af genbrugsprocessen for ædle metaller og materialer fra brugte Li-ion-batterier ved at øge effektiviteten og effektiviteten af forskellige trin involveret i genbrugsprocessen.
Procestrinnene ved ultralydsmetaludvaskning og elektrodelaminering kan tilpasses individuelle genbrugsprocesser, som kan variere, efterhånden som virksomheder med speciale i genbrug af Li-ion-batterier udvikler og ændrer deres processer til højeste effektivitet.

UIP4000hdT - 4000 watt kraftig ultralydsprocessor til katodeadskillelse og metaludvaskning under genanvendelse af brugte Li-ion-batterier.

UIP4000hdT – 4kW ultralydsprocessor til genbrug af Li-ion-batteri

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd til meget effektiv genopretning af
 

  • Lithium
  • kobolt
  • mangan
  • Nikkel
  • kobber
  • aluminium
  • LiCoO2
  • Grafit

Ultralydkavitation til katodeseparation

Ultralydbehandling adskiller katodematerialer fra aluminiumsfolie ved hjælp af virkningerne af akustisk kavitation. Akustisk eller ultralydkavitation bestemmes af lokalt forekommende højt tryk, høje temperaturer og deres efterfølgende fald, hvilket resulterer i respektive tryk- og temperaturforskelle samt intense mikroturbulenser og mikro-jetfly med høj forskydning. Disse kavitationskræfter påvirker overfladegrænser, fremmer masseoverførsel og forårsager erosion. Generering af sådanne intense kræfter af kemisk, fysisk, termisk og mekanisk karakter, ultralyd kavitation skaber den nødvendige agitation og masseoverførsel til at bryde den organiske bindemiddel struktur, der anvendes i lithium-ion-batterier til at fiksere katoden til opkøber / aluminiumsfolie.
Mens mekanisk omrøring såsom omrøring alene er utilstrækkelig til at frigøre katoden materiale effektivt fra aluminiumsfolie, høj intensitet ultralydbehandling giver den nødvendige sonochemical og sonomekansk energi til at fjerne katode materiale helt fra samlere. I modsætning til mekanisk omrøring, ultralyd kavitation genererer intens turbulens, lokalt høje temperaturer og tryk samt agitation, streaming og flydende jetfly, som bryder op bindemidlet, fx PVDF eller PTFE, som forbinder katoden til Al folie, og eroderer overfladen af både katode og Al folie. Derved bindemidlet mellem begge materialer er korrekt destrueret og katode og aluminiumsfolie er effektivt adskilt.
For eksempel resulterer ultralydsadskillelse i høj effektivitet af katodefjernelsen af 99% ved hjælp af N-methyl-2-pyrrolidon (NMP) som opløsningsmiddel ved 70 °C (240 W ultralydseffekt og 90 min ultralydsbehandlingstid). Da ultralyd katodeseparation spreder materialet jævnt og forhindrer større agglomerater, lettes den efterfølgende metaludvaskningsproces.
Læs mere om ultralydelektrode delaminering for at genvinde aktive materialer og nuværende kollektorfolier!

"Ultralydsapparat

Ultralydelektrode delaminering til genbrug af batterier

Videominiaturebillede

 

Ultralydudvaskning af mineraler

De ultralydkavitationelle virkninger beskrevet ovenfor fremmer også udvaskning af metaller fra brugte batterier. Højintensiv ultralydbehandling bruges ikke kun til at genvinde mineral i batterigenbrug, men bruges også ofte i hydrometallurgi og udvaskning af dyrebare malme (f.eks. Minedrift tailings). De høje lokaliserede temperaturer, tryk og forskydningskræfter intensiverer metaludvaskningen og øger udvaskningseffektiviteten betydeligt. Mens der i kavitationshot-spots forekommer lokaliserede meget ekstreme temperaturer på op til 1000 K, kræver de samlede udvaskningsforhold kun milde temperaturer på ca. 50-60 °C. Dette gør ultralydmetalgenvinding energieffektiv og økonomisk.
Ultralydudvaskning af mineraler fra brugte Li-ion-batterier er kendetegnet ved høje restitutionsrater og effektivitet. For eksempel blev svovlsyre (H2SO4) med succes anvendt som udvaskningsmiddel ved tilstedeværelse af hydrogenperoxid (H2O2) under ultralydmineralgenvinding fra katoden. Ultralydudvaskning med svovlsyre resulterede i restitutionsrater på henholdsvis 94,63% for kobolt og 98,62% for lithium.
Ultralydudvaskning med organisk citronsyre (C6H8O7· H2O) resulterer i meget høje genindvindinger af kobber og lithium, opnå 96% kobber og næsten 100% lithium fra de brugte Li-ion batterier.

Industriel multi-probe ultralydreaktor til metalgenvinding fra brugte Li-ion-batterier. Ultarsonisk udvaskning giver høje genvindingsudbytter af lithium, kobolt, kobber, aluminium og nikkel.

MultiSonoReactor med op til 5 ultralydssonder: Højintensiv ultralyd industriel højforskydningsblander til inline-behandling, fx udvaskning af metaller, katode- og aluminiumsfolieseparation samt udvinding af mineraler fra brugte lithium-ion-batterier.


UIP16000 er en 16kW kraftig ultralyd højforskydningsblander, der anvendes til krævende applikationer såsom metaludvaskning, mineraldispersioner og homogenisering af højviskøse og slibende opslæmninger.

UIP16000, en 16.000 watt kraftig ultralydhomogenisator til mineraludvinding, metaludvaskning og katodeseparation ved genbrug af batterier

Fordele ved ultralydsbatterigenbrugsteknologi
 

  • høj effektivitet
  • Etableret teknik
  • Enkel betjening
  • Brug af lav/ ikke-giftig opløsningsmiddel
  • Næsten ingen udstødningsemission / CO2-fodaftryk
  • sikker
  • miljøvenligt

Enkel og sikker: Ultralydskalering fra gennemførlighedstest til industriel genbrug

Højtydende ultralydsudstyr til genbrug af Li-ion-batteri er let tilgængeligt til bench-top, pilot og industriel installation. Da ultralyd katodeseparation og ultralydudvaskning af mineraler fra brugte batterier allerede er etablerede processer, er processen fra første forsøg, optimering til dine specifikke proceskrav og installation af et fuldt industrielt ultralydsadskillelses- og/eller udvaskningssystem hurtig og enkel.

Højtydende ultralydsenheder til genbrug af batterier

UIP4000hdT flowcelle til inline sonikering på industriel skalaHielscher Ultrasonics leverer højtydende ultralydsenheder i enhver størrelse og kapacitet. Med UIP16000 (16kW) fremstiller Hielscher den mest kraftfulde ultralydsprocessor på verdensplan. UIP16000 samt alle andre industrielle ultralydsystemer kan nemt klynger til den ønskede behandlingskapacitet. Alle Hielscher ultralydsenheder er bygget til 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer.
Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralydssonotroder er tilgængelige.

Ultralydsonder og Sono-reaktorer for enhver volumen

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte lab ultrasonicators over bench-top og pilot systemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle truckloads i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig det mest egnede ultralydsudstyr til din applikation, proceskapacitet og produktionsmål.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Hielscher ultralydapparater kan fjernstyres via browserkontrol. Sonikeringsparametre kan overvåges og justeres præcist til proceskravene.Alle Hielscher ultralydsprocessorer er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i R&D og produktion. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten af sonokemiske og sonomekanisk inducerede reaktioner. Alle Hielscher Ultralyd’ processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og booster horn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i en endnu bredere vifte. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den nødvendige ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at adskille katode fra aluminiumsfolien samt til udvaskning af mineraler og metaller fra brugte Li-ion-batterier under de mest effektive ultralydsforhold. Optimal sonikering til mest effektive Genbrug af Li-ion-batteri!
Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsværktøj, der opfylder dine krav til genbrugsprocessen.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydsenheder er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er et naturligt kendetegn ved Hielschers højtydende ultralydssonder og reaktorer.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch VolumenStrømningshastighedAnbefalede enheder
10 til 2000 ml20 til 400 ml / minUf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L0.2 til 4L / minUIP2000hdT
10 til 100 l2 til 10 l / minUIP4000hdT
na10 til 100 l / minUIP16000
nastørreklynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.



Fakta Værd at vide

Lithium-ion batterier

Et lithium-ion batteri, også Li-ion batteri, er en type genopladeligt batteri. Sammenlignet med bly- og nikkelbaserede batterier bruger lithium-ion-enheder en katode, en anode og elektrolyt som leder.
Som alle batterier lagrer Li-ion-batterier kemisk energi, som derefter omdannes til elektrisk energi for at give en statisk elektrisk ladning til strøm.
Lithium-ion batterier er almindeligt anvendt til bærbare elektronik såsom bærbare computere, smartphones samt elektriske køretøjer. Anvendelsen af Li-ion-batterier vækker også stigende interesse fra de militære virksomheder og luft- og rumfartsvirksomheder.

Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.

Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.