מיחזור אלקטרודות – יעיל מאוד עם Delamination אולטרה סאונד

delamination אולטרה סאונד של אלקטרודות מאפשר לשחזר חומרים פעילים כגון ליתיום, ניקל, מנגן, קובלט וכו 'בתוך שניות. ובכך, delamination אלקטרודה קולית עושה את ההתאוששות של חומרים לשימוש חוזר מסוללות מהר יותר, ירוק, באופן משמעותי פחות אנרגיה אינטנסיבית. מחקרים כבר הוכיחו כי delamination קולי יכול להיות 100 פעמים מהר יותר מאשר טכניקות מיחזור קונבנציונליות.

אולטרסאונד כוח משפר את ההתאוששות של חומרים פעילים מאלקטרודות

Delamination של אלקטרודות באולטרסאונד מציע גישה מהירה, יעילה ובת קיימא שחזור חומרים פעילים ואת רדיד הכסף. חלקים אלה של האלקטרודה הם חומרים יקרי ערך, אשר ניתן להשתמש בהם שוב לייצור סוללות חדשות. Delamination אולטרה סאונד הוא לא רק באופן משמעותי יותר חסכוני באנרגיה מאשר תהליכי מיחזור הידרומטלורגיים ו pyrometallurgical, הם גם להניב חומרים של טוהר גבוה יותר.

היתרונות של Delamination אלקטרודה אולטרה סאונד

  • מהיר (הושלם תוך שניות)
  • קל ליישום
  • ניתן להתאמה לגדלי אלקטרודה
  • ידידותי לסביבה
  • חסכוני
  • בטוח
"Ultrasonicator

אולטרסאונד אלקטרודה Delamination עבור מיחזור סוללה

בקשת מידע





גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה משמשים לשחזור חומרים פעילים מאלקטרודות סוללה. דלה אלקטרודה אולטרה סאונד עושה את ההתאוששות של חומרים לשימוש חוזר מסוללות מהר יותר, ירוק, באופן משמעותי פחות אנרגיה אינטנסיבית.

מעבד אולטרה סאונד עם sonotrode עבור delamination אלקטרודה. דלה אלקטרודה אולטרה סאונד עושה את ההתאוששות של חומרים לשימוש חוזר מסוללות מהר יותר, ירוק, באופן משמעותי פחות אנרגיה אינטנסיבית.

מיחזור סוללות: הפרדת אלקטרודות וזיהוי

מיחזור סוללת ליתיום יון (LIB) נועד לשחזר חומרים יקרי ערך. האלקטרודות מכילות חומרים יקרים ונדירים כגון ליתיום, ניקל, מנגן, קובלט וכו ', אשר ניתן לשחזר ביעילות באמצעות תהליך delamination קולי רציף. מעבדי אולטרה סאונד מצוידים בדיקה (sonotrode) יכול ליצור משרעת אינטנסיבית. המשרעת משדרת גלי אולטרסאונד לתוך המדיום הנוזלי (למשל, אמבט ממס), שם בשל לסירוגין מחזורים בלחץ גבוה / בלחץ נמוך בועות ואקום דקות להתעורר. בועות ואקום אלה לגדול על פני כמה מחזורים, עד שהם מגיעים לגודל שבו הם לא יכולים לספוג כל אנרגיה נוספת. בשלב זה, הבועות קורסות באלימות. קריסת הבועה מייצרת באופן מקומי סביבה עתירת אנרגיה עם סילוני נוזלים במהירות של עד 280 מ'/ש', מערבולות עזות, טמפרטורות גבוהות מאוד (כ- 5,000K), לחצים (כ- 2,000atm) ובהתאם הפרשי טמפרטורה ולחץ.
תופעה זו של קריסת בועה המושרה באולטרסאונד ידועה cavitation אקוסטי. ההשפעות של cavitation אקוסטי להסיר את הסרט המורכב של חומר פעיל מן האספן הנוכחי רדיד, אשר מצופה משני הצדדים עם הסרט המורכב. חומר פעיל מכיל בעיקר תערובת של תחמוצת ליתיום מנגן (LMO) ו תחמוצת קובלט מנגן ליתיום ניקל (LiNiMnCoO2 או NMC) אבקת, כמו גם פחמן שחור כתוסף מוליך.
המנגנון של delamination קולי מבוסס על כוחות פיזיים, אשר מסוגלים לשבור קשרים מולקולריים. בשל העוצמה של כוח-אולטרסאונד לעתים קרובות ממסים מתונים יותר מספיקים כדי להסיר את השכבות של חומר פעיל מן נייר הכסף או האספן הנוכחי. ובכך, delamination הקולי של אלקטרודה הוא מהיר יותר, ידידותי לסביבה, באופן משמעותי פחות אנרגיה אינטנסיבית.

ultrasonication בעוצמה גבוהה משפר את תהליך delamination של אלקטרודות באופן משמעותי ומניב חומרים פעילים באיכות גבוהה, אשר ניתן להשתמש שוב לייצור של סוללות חדשות.

סריקת תמונות מיקרוסקופיה אלקטרונים (SEM) המציגות את השינויים המורפולוגיים בחומר הפעיל האלקטרודה על delamination קולי. כל התמונות צולמו בהגדלה של 5000x ואנרגיית עירור של 10 kV. א) חומר קתודה טרום delamination, ב) חומר פעיל קתודה delaminated, ג) חומר אנודה טרום delamination ו ד) חומר אנודה delaminated.
(מחקר ותמונות: ליי ואח', 2021)

גריסת סוללה לעומת הפרדת אלקטרודה

לשחזור החומר הפעיל ממסים מימיים או אורגניים משמשים להמסת רדיד המתכת, קלסר הפולימר ו/או החומר הפעיל. עיצוב התהליך והזרימה משפיעים על התוצאה הסופית של התאוששות החומר באופן משמעותי. תהליך מיחזור הסוללה המסורתי כרוך בגריסה של מודולי הסוללה. עם זאת, קשה להפריד רכיבים מגוררים לרכיבים בודדים. זה דורש עיבוד מורכב על מנת להשיג חומר פעיל / בעל ערך מן המסה מגוררת. על מנת לעשות שימוש חוזר בחומרים פעילים משוחזרים, נדרשת מידה מסוימת של טוהר. אחזור חומרים טהורים מאוד מתפזרת סוללה מגוררת כרוך בתהליכים מורכבים, ממיסים קשים ולכן הוא יקר. שטיפה אולטרה סאונד משמש בהצלחה כדי להגביר ולשפר את התוצאות של התאוששות חומר פעיל מסוללות ליתיום יון מגורר.
כתהליך חלופי לגריסה המסורתית, הפרדת אלקטרודה הוכח כתהליך מיחזור סוללה יעיל שיכול לשפר באופן משמעותי את טוהר החומרים המתקבלים. עבור תהליך הפרדת האלקטרודה, הסוללה מפורקת לרכיביה העיקריים. מאז האלקטרודות מכילות נתח גדול ביותר של חומר בעל ערך, האלקטרודה מופרדת ומטופלת כימית כדי להמיס את החומרים הפעילים (ליתיום, ניקל, מנגן, קובלט ...) מן נייר הכסף מצופה או אספן הנוכחי. Ultrasonication ידועה בהשפעותיה האינטנסיביות הנגרמות על ידי cavitation אקוסטי. הכוחות הסונומכניים מפעילים מספיק תנודה וגזירה כדי להסיר את החומרים הפעילים, אשר שכבות על נייר הכסף. (המבנה של נייר כסף מצופה דומה לכריך, נייר הכסף במרכז ושכבת החומר הפעילה בנו את המשטח החיצוני.)
הפרדת אלקטרודה תהיה אפשרות מעשית יותר מאשר גריסה, כאשר נעשה שימוש בשילוב עם פירוק אוטונומי, המאפשר זרמי פסולת טהורים יותר ושמירת ערך גדול יותר באספקה

מעבד אולטרה סאונד UIP2000hdT (2000 וואט) עבור delamination של אלקטרודות הסוללה. Delamination אולטרה סאונד היא שיטה יעילה מאוד להתאוששות של חומר פעיל.

ultrasonicator UIP2000hdT הוא מעבד רב עוצמה של 2,000 וואט לזיהום אלקטרודות והופך את מיחזור הסוללות למהיר יותר, יעיל יותר וידידותי לסביבה.

בקשת מידע





אולטרה סאונד Sonotrodes עבור דלה אלקטרודה

sonotrodes מיוחד המספק את המשרעת הנדרשת כדי להסיר את החומרים הפעילים מן רדיד אלקטרודה זמינים בקלות. ככל שהעוצמת של cavitation אקוסטי פוחתת עם הגדלת המרחק בין sonotrode ואלקטרודה, מרחק אחיד ברציפות בין sonotrode ואלקטרודה הוא חיובי. משמעות הדבר היא, יריעת האלקטרודה צריכה להיות מועברת מקרוב מתחת לקצה sonotrode, שבו גלי לחץ חזקים וצפיפות cavitation גבוהה. עם sonotrodes מיוחד המציע רוחב רחב יותר מאשר בדיקה קולי גלילי סטנדרטי, Hielscher אולטרסוניקה מציעה פתרון יעיל עבור delamination אחיד של יריעות אלקטרודה מכלי רכב חשמליים. לדוגמה, אלקטרודות המשמשות סוללות רכב חשמלי תא פאוץ ' (EV) יש בדרך כלל רוחב של כ. 20 ס"מ. סונוטרולדה באותו רוחב משדרת cavitation אקוסטי באופן אחיד על פני השטח האלקטרודה כולה. ובכך, בתוך שניות את השכבות של חומר פעיל משתחרר לתוך הממס והוא יכול להיות מופק ומטוהר לאבקה. אבקה זו ניתן לעשות שימוש חוזר לייצור של סוללות חדשות.
צוות המחקר של מכון פאראדיי בבריטניה מדווח כי הסרת שכבות החומר הפעיל מאלקטרודה LIB ניתן להשלים בפחות מ 10 שניות כאשר האלקטרודה ממוקמת ישירות מתחת sonotrode כוח גבוה (1000 עד 2000 W, למשל. UIP1000hdT אוֹ UIP2000hdT). במהלך הטיפול הקולי הקשרים דבק בין החומרים הפעילים ואספנים הנוכחי נשברים, כך בשלב טיהור הבא אספן זרם שלם חומר פעיל אבקת ניתן לשחזר.

Ultrasonication שובר קשרים מולקולריים ומאפשר את ההתאוששות של חומרים sctive במהלך מיחזור הסוללה.

תמונות המציגות את ההשפעה של אולטרסאונד בצד האחורי של: א) גיליון אנודה סוללת ליתיום יון, ו- b) גיליון קתודה סוללת ליתיום יון. האנודה הייתה delaminated בתמיסה של 0.05 M חומצת לימון; הקתודה הופחתה בפתרון של 0.1 M NaOH. ה-sonotrode היה בקוטר 20 מ"מ, עם עוצמת הספק של 120 W/cm2 שהוחלה במשך 3 שניות, במרחק של 2.5 מ"מ מהסונוטרוד. גודל המדגם היה 3 ס"מ על 3 ס"מ.
(מחקר ותמונות: ליי ואח', 2021)

Ultrasonicators עבור אלקטרודה Delamination

Hielscher אולטרסוניקה עיצובים, מייצרת ומפיצה מעבדי קולי ביצועים גבוהים, אשר עובדים בטווח 20kHz. הירושר אולטרסוניקה’ ultrasonicators תעשייתי הם מעבדי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה אשר יכול לספק משרעת גבוהה מאוד עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתן להפעיל בקלות ברציפות בפעולה 24/7. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. עבור תהליך delamination מתמשך של אלקטרודות, Hielscher מציע מגוון של sonotrodes סטנדרטי, כמו גם מותאם אישית. גודל sonotrode ניתן להתאים לגודל ורוחב של חומר אלקטרודה, ובכך מיקוד תנאי תהליך אופטימליים עבור תפוקה גבוהה והתאוששות מעולה.

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.




ספרות/הפניות

Delamination אולטרה סאונד משחזר חומרים פעילים בתוך שניות אלקטרודות בילה.

התמונה מראה רדיד נחושת, שממנו שכבות של גרפיט וחומר פעיל הוסרו בטיפול קולי של כמה שניות. הרכיבים התאוששו נמצאים בפתרון של טוהר גבוה האספן הנוכחי המתקבל הוא נחושת טהורה.
(תמונה ולימוד: מכון פאראדיי, אוניברסיטת ברמינגהאם, אוניברסיטת לסטר)


homogenizers גבוה גזרה גבוהה אולטרה סאונד משמשים במעבדה, ספסל העליון, פיילוט ועיבוד תעשייתי.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.