Hielscher Ultrasound Technology

Ultrasonics foar it recycling fan lithium-Ion-batterijen

  • Lithium-ion-batterijen dy't brûkt wurde yn elektryske auto's binne krekt no kommen nei de massermerk en dêr moatte recyclingspeallen ûntwikkele wurde.
  • Utwreiding fan in ultrasone is in effisjinte, miljeusfreonlike technyk om metalen lykas Li, Mg, Co, Ni ensfile te rekkenjen fan útlutsen Li-ion batterijen.
  • Hielker Yndustriële ultrasone-systemen foar leachjen fan tapassingen binne betrouber en robúste en kinne maklik yntegrearre wurde yn besteande recycling-planten.

Recycling fan lithium-ion-batterijen

Lithium-ion-batterijen binne breedte brûkt yn elektryske apparaten (EV), laptops en tillefoans. Dit betsjut dat ferplichte lithium-ion-batterijen in hjoeddeistige útdaging foar ôffalbehear en recycling binne. De batterijen binne in wichtige kostenstruktuer foar EVs, en har beskikking is djoer, ek. Omjouwings- en ekonomysk aspekten drukke foar in sletten recycling-loop omdat de batterij-ôffal weardefolle materiaal en helpt om de koöperôfspanning fan 'e fabrikaasje fan lithium-ion-batterijen te ferleegjen.
Recycling fan li-ion-batterijen groeit nei in bloeiende brancheektor om te soargjen foar de takomstige beskikberens fan seldsume ierdmetalen en oare batterielomponinten en om de omjouwingskosten fan mining te ferleegjen.

Industrial Ultrasone Leaching

Utwreiding fan metalen en metaalferwikkeling kin tapast wurde foar recycling fan prosessen fan lithium cobaltoxide batterijen (bgl. Fan laptops, smartphones, ensfh.) En ek fan komplekse lithium-nekkel-manganese-kobalt-batterijen (bgl. Fan elektryske apparaten).
Cavitation produced by Hielscher's UIP1000hdT with cascatrode Hoare-krêftige ultraschall is bekend om syn fermogen om chemical chips en slurries te ferwurkjen om de massa transfer te ferbetterjen en inisjoneel chimene reaksjes te begjinnen.
De yntensive effekten fan krêft-ultrasonication binne basearre op it fenomeen fan akoestyske kavitation. Troch de heule krêft fan ultrasound yn floeistoffen / slûzen te kombinearjen, ûntsteane de ôfwikende leechdruk en hege drukwellen yn floeiende lytse fûgelbollen. De lytse fakmuorrefeart groeit oer ferskate leechdruk / hege drukklokten oant de implode geweldich. De opfallende fakuümbollen kinne beskôge wurde as mikroreactors wêrby temperatueren fan oant 5000 k, druk fan oant 1000atm, en waarmte en koelingsraten boppe 10-10 foarkomme. Fierder wurde sterke hydrodynamyske skearkrêften en floeistofjets mei oant 280m / s snel makke. Dizze ekstreme omstannichheden fan akoestyske kavitation meitsje ekstraordinêre fysike en gemyske betingsten yn oare kjeldige flakten en meitsje in foardielige omjouwing foar gemyske reaksjes (Sonochemistry).

Hielscher's ultrasonicators are reliable and robust systems for the leaching of metals.

48kW ultrasone prosessor
foar ferplichte applikaasjes lykas oplossing fan metalen

Fersyk om ynformaasje




Notysje by ús Privacy Policy.


Ultrasonic Leaching yn 'e Recycling fan Li-Ion Batterijen. (Klik om te fergrutsjen!)

Ultrasonyske lieding fan metalen út 'e útfiere batterij ôffal.

Ultrasonysk generearre kavitaasje kin de thermolyse fan sûne en de formaasje fan heul reaktive radikalen en reagenzjes, lykas frije radikalen, hydroxide-ionen (• OH,) hydronium (H3O +) ensfh., Dy't bûtengewoane reaktive betingsten leverje yn 'e floeistof, sadat de reaksjekering signifikant grutter wurdt. Feiligens lykas dieltsjes wurde troch de floeiende jassen begeliede en wurde troch interpartikulêre kolling en abrasion ferfrisele en it aktive oerflak en fergrutting fan 'e massaazje te fergrutsjen.
De grutte foardiel fan ultrasoan-leaching en metalenwinning is de krekte kontrôle oer de prosessenparameters lykas amplitude, druk en temperatuer. Dizze parameters kinne de reaksje-omstannigens krekt oanpasse oan it prosesmedium en de doelstellige útfier. Fierder ferwytte de ultraschrift sels de lytste metalen dieltsjes fan 'e substrat, wylst de mikrostruktuer behâlde. De ferhege metalewinning is fanwege de ultrasoanlike skepping fan heul reaktive oerienkomsten, ferhege reaksjes, en ferbettere massa transport. Sonicationprosessen kinne optimisearre wurde troch ynfloed op elke parameter en binne dus net allinich effektyf, mar ek tige enerzjysunich.
Syn krekte parameterkontrôle en enerzjy-effisjinsje meitsje ultrasoan leugen de favorabele en útwurkingstechniken – benammen as ferliking mei komplikte sike útlizzende en chelaasjetechniken.

Ultrasjonele werhelling fan LiCoO2 fan Lithium-Ion Batterijen ôfbrutsen

Ultrasonication helpt de reduktive leaching en gemyske ôffal, dy't brûkt wurde om Li as Li te ferwiderjen2co3 en Co as Co (OH)2 fan ôffal lithium-ion-batterijen.
Zhang et al. (2014) rapportearje de suksesfolle herstel fan LiCoO2 mei in ultrasoanreaktor. Om de startlieding fan 600mL te bereiden, setten se 10g fan ûnjildich LiCoO2 Pulver yn in beaker en tafoege 2.0 mol / L fan LiOH-oplossing, dy't mingd binne.
It miks waard yngie yn de ultrasoanbestriding en it rommende apparaat begon, it rûpende apparaat waard yn it ynterieur fan de reaksjecontainer pleatst. It waard beheind oant 120 ° C en dan de Ultrasone appartemint waard op 800W setten en de ultrasjonele modus fan aksje waard ynsteld op pulsed duty cycles fan 5 sek. ON / 2sec. ÚT. De ultrasoanlike bestraffing wie foar 6 oeren oanwêzich, en doe rekke de reaksje ming nei kochttemperatuer. De fêste reziduze waard ferskate kearen mei deionisearre wetter wosken en droegen oan 80 ° C oant konstant gewicht. De bekende foarbyld is sammele foar de folgjende testen en batterijproduksje. De ladingskapasiteit yn 'e earste fyts is 134,2mAh / g en de ûntlizzende kapasiteit is 133,5mAh / g. De earste kear oplieding en effisjinteffekt wie 99,5%. Nei 40 cycles is de ûntlizzende kapasiteit noch 132,9 mAh / g. (Zhang et al., 2014)

Ultrasonically weromlutsen LiCoO2 kristallen. (Klik om te fergrutsjen!)

Used LiCoO2 kristallen foar (a) en nei (b) ultrasound-behanneling op 120◦C foar 6 oere. Boarne: Zhang et al. 2014

Ultrasjonele leagen mei organyske soarten lykas citrusoer is net allinnich effektyf, mar ek miljeufreonlik. Undersyk fûn dat it lûkjen fan Co en Li effisjinter is mei siedsoer as mei de ynorganyske sûen H2SA4 en HCl. Mear as 96% Co en sawat 100% Li waarden werom fertsjinne fan ôfrûne lithium-ion-batterijen. It feit dat organyske soarten lykas citrusoer en acetic acid binne goedkeap en biologisch ôfbrutsen, drage bydrage oan fierdere ekonomyske en miljeu-foardielen fan sonication.

Heavy Power Industrial Ultrasonics

UIP4000hdT - Hielscher's 4kW high-performance ultrasonic system Hielscher Ultrasonics is jo lange erfarne leveransier foar heul effisjint en betroubere ultrasonsystemen, dy't de fereaske macht leverje om metalen fan ôffalmateriaal te leagen. Om li-ion-batterijen te fertsjinjen troch metalen lykas kobalt, lithium, nekkelje en manganese te meitsjen, krêftige en robúste ultrasonsystemen binne essinsjeel. Hielscher Ultrasonics’ bedriuwsuniverseiten lykas de UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10kW) en UIP16000 (16kW) binne de sterkste en robúste heechfunksjonearjende ultraschallsystemen op 'e merk. Alle yndustrialike ienheden kinne trochgean mei hiel hege amplituden fan oant 200 μm yn 24/7 operaasje. Foar noch hegere amplituden binne oanpast oandwaanlike sonotroden beskikber. De robustheid fan Hielscher's ultrasone apparatuur jout foar 24/7 operaasje op hege plicht en yn fûleindige omjouwing. Hielscher leveret spesjale sonotroden en reactoaren foar hege temperatueren, drugs en korrosive flakten, ek. Dêrmei meitsje ús yndustriële ultraslagers meast geskikt foar ekstraktive metallurgytechniken, lykas hydrometallurgyske behannelingen.

De tabel hjirûnder jouwt jo in yndikaasje fan 'e ungewoane ferwurkingskapasiteit fan ús ultrasoanen:

batch Volume Floeit Oanrikkemandearre apparaten
0.1 oant 20L 0.2 oant 4L / min UIP2000hdT
10 oant 100L 2 oant 10 l / min UIP4000
na 10 oant 100 l / min UIP16000
na grutter kluster fan UIP16000

Kontakt mei ús opnimme! / Freegje ús!

Brûk asjebleaft it formulier hjirûnder, as jo freegje om ekstra ynformaasje oer ultrasoan-homogenisaasje te freegjen. Wy sille bliid wêze dat jo in ultrasone systeem biede oan jo easken.









Besykje ús Privacy Policy.


Literatuer / Referinsjes

  • Golmohammadzadeh R., Rashchi F., Vahidi E. (2017): Recovery fan lithium en cobalt fan spesjale lithium-ion-batterijen mei organike sûen: Process-optimisaasje en kinetyske aspekten. Wastebehear 64, 2017. 244-254.
  • Shin S.-M .; Lee D.-W .; Wang J.-P. (2018): Fabrication of Nickel Nanosized Powder fan LiNiO2 fan Lithium-Ion Battery. Metalen 8, 2018.
  • Zhang Z., Hy W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J. (2014): Ultrasound-assistearre Hydrothermal Renovaasje fan LiCoO2 fan de Cathode fan ôfbrutsen lithium-ion-batterijen. Int. J. Electrochem. Sci., 9 (2014). 3691-3700.
  • Zhang Z., Hy W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J., Shengbo Z. (2014): Recovery fan Lithium Cobalt Oxide Material fan 'e Cathode fan ferslaving Lithium-Ion Batterijen. ECS Electrochemistry Letters, 3 (6), 2014. A58-A61.


Facts Worth Knowing

Lithium-Ion-batterijen

Lithium-ion-batterijen (LIB) binne de kollektive termen foar (opladbare) batterijen dy't in hege enerzjysumensheid oanbiede en wurde faak ynset yn konsumintelektronika lykas elektroanyske auto's, hybride auto's, laptops, tillefoansjes, iPods, etc. Oare farianten fan opladbare batterijen mei lykwike grutte en kapasiteit, LIB's binne folle lichter.
Oars as de ienige lithium primêre batterij brûkt in LIB ynterkalearde lithium-ferbining ynstee fan metallic lithium as syn elektro-modus. De haadbestanders fan in lithium-ion-batterij binne syn elektroaden – anode en kathode – en de elektrolyt.
De measte sellen ferlykme mienskiplike komponinten yn termyn fan 'e elektrolyt, skieding, foils en hals. It wichtichste ferskil tusken sellentechnologyen is it materiaal dat brûkt wurdt “aktive materialen” lykas kato's en anode. Grafite is it meast brûkte materiaal as anode, wylst de kathod is makke fan lizze LiMO2 (M = Mn, Co, Ni), spinel LiMn2de4, of olivine LiFePO4. De elektryljitske organyske flechtelektrololyten (bygelyks, LiPF6-sâlt oplost yn in mingde fan organyske solvents, lykas ethylene carbonate (EC), dimethylcarbonat (DMC), diethylkarbonat (DEC), ethylmethylcarbonat (EMC), ensfh.) ionyske beweging.
Ofhinklik fan 'e positive (kadode) en negative (anode) elektro-materiaal materiaal, feroarje de enerzjydichte en spanning fan LIB's respektivelik.
Wannear't brûkt wurdt yn elektryske apparaten, wurdt faak elektryske auto-batterij (EVB) of traktearbeter brûkt. Sokke trekbatterijen wurde brûkt yn gabelstikken, elektryske golfkartijen, ferdjippers, elektryske motorriders, elektryske auto's, frachtweinen, fûgels en oare elektryske apparaten.

Metal Recycling fan ôfbrânen Li-Ion Batterijen

Yn ferliking mei oare soarten batterijen dy't faak of lead en Cadmium befetsje, li-ion-batterijen befetsje minder toxikmetallen en wurde dêrom beskôge as miljeufreonlik. It grutte bedrach fan Li-ion-batterijen, dy't lykwols as brûkte batterijen fan elektryske auto's ôfstutsen wurde moatte foarkomme. Dêrom is in sletten recycling-loop fan Li-ion-batterijen nedich. Fanút in ekonomysk sintsje kinne metaal-eleminten lykas izer, koper, nikkel, kobalt, en lithium weromfûn wurde en opnij brûkt wurde yn 'e produksje fan nije batterijen. Recycling koe ek in takomstige tekoart oanhâlde.
Hoewol batterijen mei hegere nikkelingen yn 't merk komme, is it net mooglik om batterijen sûnder kobalt te meitsjen. De hegere nikkelynhâld komt op in kosten: Mei in ferhege nikkele ynhâld, wurdt de stabiliteit fan 'e batterij fermindere en dêrtroch is it fytselibben en de fermogen fan' e snelle opladen.

Wachtwurde fraach nei Li-ion-batterijen. Boarne: Deutsche Bank

De groeiende fraach nei Li-ion-batterijen freget oan hegere recyclingfermogen foar ôffalbatterijen.

Recycling Process

Batterijen fan elektryske apparaten lykas de Tesla Roadster hawwe in ûngefear libben fan 10 jier.
It opwekjen fan ôffierbere li-ion-batterijen is in fûleproses, om't hege spanning en gefaarlike chemiken oanbean wurde, wat komt mei de risiko's fan thermal oerlêst, elektryske skeakel en emisjearjen fan gefaarlike stoffen.
Om in sletten looprecycling te fêstlizzen, moatte elke gemyske bonding en alle eleminten apart wurde yn har yndividuele fraksjes. De enerzjy dy't nedich is foar sa'n sluten loopwinning binne tige djoer. De meast weardefolle materiaal foar opnimming binne metalen lykas Ni, Co, Cu, Li, ensfh. Om't djoere mining en hege merkprizen fan metaal-komponinten meitsje fan 'e recycling ekonomysk oantreklik oantreklik.
It recyclingsproses fan Li-ion-batterijen begjint mei it ôfbrekken en it ûntlitten fan de batterijen. Foar it iepenjen fan 'e batterij is in passive ferplicht nedich om de chemiken yn' e batterij te ynaktivearjen. Passivaasje kin berikt wurde troch kryogenyske frije of kontrole oksidaasje. Ofhinklik fan de batterijgrutte kinne de batterijen ôfmakke wurde en ôfnakke nei de sel. Nei it ôfbaarjen en teplakjen wurde de komponenten isolearre troch ferskillende metoaden (bygelyks skreearjen, siedingen, hânpunten, magnetyske, wiete en balistyske ôfsûndering) om selders, aluminium, koper en plastyk út it electrodepulver te ferwiderjen. De skieding fan 'e elektroartmateriaal is needsaaklik foar de downstream prosessen, bygelyks hydrometalurgyske behanneling.
Pyrolysis
Foar pyrolytyske ferwurking wurde ferdearde batterijen yn in oven felle, wêrtroch kalkstien wurde as slag-forming agent tafoege.

Hydrothermalprosessen
Hydrometalurgyske ferwurking is basearre op siedende reakten om de sellen as metalen te fertsjinjen. Typyske hydrometallurgyske prosessen binne ûnder oaren útlizzende, ôfwikseling, Ionenaustine, lûstenferwinning en elektrolysis fan wiskundige oplossingen.
It foardiel fan hydrothermare ferwurking is de hege ferliesdingsrendite fan 95% fan Ni en Co as sâlt, 90% fan Li kin ferdwûn wurde, en de rest kin oant 80% weromfûn wurde.

Benammen kobalt is in kritysk komponint yn lithium-ion-batterijskatoden foar hege enerzjy- en machtapplikaasjes.
Hjoeddeiske hybride auto's lykas de Toyota Prius, brûke nicel metalhydride batterijen, dy't ôfbrutsen, ôfbrutsen en opnijreke wurde op fergelykbere manier lykas Li-ion-batterijen.

Hielscher Ultrasonics fertelt heechlevere ultrasonicators.

Krêftige sonication fan laboratoarium en bank-top foar yndustryke produksje.