अल्ट्रासोनिक्स लिथियम-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग को अधिक कुशल बनाता है

लिथियम एक दुर्लभ और अत्यधिक मूल्यवान सामग्री है जो ली-आयन बैटरी जैसी उच्च प्रदर्शन वाली बैटरी में मौजूद है। लिथियम सबसे मूल्यवान सामग्री है जिसे ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग में बरामद किया जाता है, लेकिन अन्य खनिज और धातुएं जैसे कोबाल्ट, मैंगनीज, निकल, तांबा और एल्यूमीनियम भी वसूली के लिए मूल्यवान धातुएं हैं। उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग उच्च-कतरनी आंदोलन और लीचिंग तकनीक के रूप में किया जाता है ताकि खर्च की गई बैटरी से मूल्यवान खनिजों और धातुओं को निकालने, हटाने और भंग किया जा सके। सोनीशन विधि अत्यधिक प्रभावोत्पादक, ऊर्जा-कुशल है, और पूर्ण-वाणिज्यिक रीसाइक्लिंग सुविधाओं में स्थापना के लिए आसानी से उपलब्ध है।

अवलोकन: ली-आयन-बैटरी रीसाइक्लिंग प्रक्रिया

खर्च की गई ली-आयन बैटरी से कीमती धातुओं और सामग्रियों की रीसाइक्लिंग प्रक्रिया में आमतौर पर कई चरण शामिल होते हैं। यहाँ एक सामान्य अवलोकन है:

1. संग्रह और छँटाई: खर्च की गई ली-आयन बैटरियों को उनके प्रकार और केमिस्ट्री के आधार पर एकत्र और क्रमबद्ध किया जाता है।
2. जुदा करना: सबसे पहले, बैटरी के प्लास्टिक कवर को तोड़कर हटा दिया जाता है। बाद में, प्रतिक्रियाशील, विस्फोटक पदार्थों को बेअसर करने के लिए नग्न बैटरी को तरल नाइट्रोजन में डाल दिया जाता है। यह कदम सुनिश्चित करता है कि सभी संग्रहीत ऊर्जा की अचानक रिहाई और बाद में प्रज्वलन और विस्फोट से जुड़े को रोका जाए। फिर, कैथोड, एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और आवरण जैसे विभिन्न घटकों को अलग करने के लिए बैटरियों को अलग किया जाता है।
3. कतरन: बाद की प्रक्रियाओं के लिए सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए असंतुष्ट बैटरियों को छोटे टुकड़ों में काट दिया जाता है।
4. इलेक्ट्रोड प्रदूषण: धातु-निष्कर्षण उपचार से पहले, पृथक इलेक्ट्रोड, यानी कैथोड और एनोड को और अलग किया जाना चाहिए। चूंकि कैथोड सामग्री आमतौर पर एक बांधने की मशीन द्वारा एल्यूमीनियम पन्नी का पालन किया जाता है, आमतौर पर पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड (पीवीडीएफ) या पॉलीटेट्राफ्लोराइथिलीन (पीटीएफई), एक दूसरे से कैथोड और एल्यूमीनियम पन्नी को हटाना एक मुश्किल काम है।
5. रासायनिक उपचार: कटा हुआ बैटरी घटक विभिन्न सामग्रियों को भंग करने और अलग करने के लिए विभिन्न रासायनिक उपचारों से गुजरते हैं। इसमें लिथियम, कोबाल्ट, निकल और तांबा जैसी मूल्यवान धातुओं को निकालने के लिए एसिड या अन्य सॉल्वैंट्स के साथ लीचिंग शामिल हो सकती है।
6. वसूली और शुद्धिकरण: भंग धातुओं को तब वर्षा, विलायक निष्कर्षण, या विद्युत रासायनिक तरीकों जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से समाधान से पुनर्प्राप्त किया जाता है। ये कदम कीमती धातुओं को शुद्ध और केंद्रित करने में मदद करते हैं।

Sonication द्वारा कीमती धातु रिकवरी में सुधार हुआ

पावर अल्ट्रासाउंड प्रतिक्रियाओं को तेज करके इलेक्ट्रोड प्रदूषण और कीमती धातुओं और सामग्रियों के लीचिंग के चरणों को बढ़ा सकता है जिससे वसूली प्रक्रिया काफी अधिक कुशल हो जाती है। अल्ट्रासोनिकेशन, यह एक ऐसी तकनीक है जो तरल माध्यम में यांत्रिक कंपन और ध्वनिक गुहिकायन बनाने के लिए उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करती है। अल्ट्रासोनिकेशन की मजबूत ताकतों का उपयोग खर्च की गई ली-आयन बैटरी से कीमती धातुओं की रीसाइक्लिंग प्रक्रिया को कई तरीकों से बढ़ाने के लिए किया जाता है:
 

1. विघटन: अल्ट्रासोनिकेशन कटा हुआ बैटरी सामग्री को तोड़ देता है ताकि छोटे कण बनाए जा सकें। छोटे कण एक उच्च सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं जो रासायनिक लीचिंग को अधिक प्रभावी ढंग से बनाता है, मूल्यवान धातुओं की मुक्ति में सहायता करता है।
2. बेहतर लीचिंग: लीचिंग प्रक्रियाओं के दौरान अल्ट्रासोनिकेशन का अनुप्रयोग ठोस सामग्री और लीचिंग समाधान के बीच संपर्क को बढ़ा सकता है, जिससे धातु निष्कर्षण की दक्षता बढ़ जाती है। अल्ट्रासोनिक लीचिंग धातु निष्कर्षण को बढ़ावा देता है और धातुओं और खनिजों जैसे कोबाल्ट, मैंगनीज, निकल, तांबा और एल्यूमीनियम की वसूली की उपज को बढ़ाता है।
3. बेहतर इलेक्ट्रोड प्रदूषण: बैटरी रीसाइक्लिंग के दौरान इलेक्ट्रोड डिलेमिनेशन का लक्ष्य इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट्स और विभाजक जैसे विभिन्न घटकों को अलग करना है, इसलिए उन्हें व्यक्तिगत रूप से संसाधित या पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन इलेक्ट्रोड से कोटिंग्स की टुकड़ी और हटाने में सहायता करता है। सोनोमैकेनिकल बल इलेक्ट्रोड की परतों के कुशल पृथक्करण को बढ़ावा देते हैं।
4. त्वरित प्रतिक्रियाएं: अल्ट्रासोनिकेशन तेजी से और अधिक गहन मिश्रण को बढ़ावा देता है, जो धातु वसूली और शुद्धि चरणों के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकता है।
5. ऊर्जा की खपत में कमी: अल्ट्रासोनिकेशन प्रक्रिया दक्षता को बढ़ा सकता है, खर्च की गई बैटरी से धातु की वसूली के लिए आवश्यक समय और ऊर्जा को कम कर सकता है।

 
अल्ट्रासोनिकेशन रीसाइक्लिंग प्रक्रिया में शामिल विभिन्न चरणों की प्रभावशीलता और दक्षता को बढ़ाकर खर्च की गई ली-आयन बैटरी से कीमती धातुओं और सामग्रियों की रीसाइक्लिंग प्रक्रिया में सुधार करने में लाभकारी भूमिका निभा सकता है।
अल्ट्रासोनिक धातु लीचिंग और इलेक्ट्रोड प्रदूषण के प्रक्रिया चरणों को व्यक्तिगत रीसाइक्लिंग प्रक्रियाओं के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जो ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग में विशेषज्ञता वाली कंपनियों के रूप में भिन्न हो सकते हैं और अपनी प्रक्रियाओं को उच्चतम दक्षता में संशोधित कर सकते हैं।

कैथोड पृथक्करण के लिए अल्ट्रासोनिक Cavitation

अल्ट्रासोनिकेशन ध्वनिक कैविटेशन के प्रभाव से कैथोड सामग्री को एल्यूमीनियम पन्नी से अलग करता है। ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन स्थानीय रूप से होने वाले उच्च दबाव, उच्च तापमान और उनके बाद की बूंदों द्वारा निर्धारित किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप संबंधित दबाव और तापमान अंतर के साथ-साथ तीव्र सूक्ष्म-अशांति और उच्च-कतरनी माइक्रो-जेट होते हैं। ये गुहिकायन बल सतह की सीमाओं को प्रभावित करते हैं, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को बढ़ावा देते हैं और क्षरण का कारण बनते हैं। रासायनिक, भौतिक, थर्मल और यांत्रिक प्रकृति की ऐसी तीव्र ताकतों को उत्पन्न करना, अल्ट्रासोनिक कैविटेशन कैथोड को कलेक्टर / एल्यूमीनियम पन्नी को ठीक करने के लिए लिथियम-आयन बैटरी में उपयोग की जाने वाली कार्बनिक बांधने की मशीन संरचना को तोड़ने के लिए आवश्यक आंदोलन और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण बनाता है।
जबकि यांत्रिक आंदोलन जैसे कि अकेले सरगर्मी कैथोड सामग्री को एल्यूमीनियम पन्नी से प्रभावी ढंग से अलग करने के लिए अपर्याप्त है, उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिकेशन कलेक्टरों से कैथोड सामग्री को पूरी तरह से हटाने के लिए आवश्यक सोनोकेमिकल और सोनोमैकेनिकल ऊर्जा प्रदान करता है। यांत्रिक सरगर्मी के विपरीत, अल्ट्रासोनिक कैविटेशन तीव्र अशांति, स्थानीय रूप से उच्च तापमान और दबाव के साथ-साथ आंदोलन, स्ट्रीमिंग और तरल जेट उत्पन्न करता है, जो बांधने की मशीन को तोड़ता है, जैसे पीवीडीएफ या पीटीएफई, जो कैथोड को अल पन्नी से जोड़ता है, और कैथोड और अल पन्नी दोनों की सतह को मिटा देता है। इस प्रकार, दोनों सामग्रियों के बीच बांधने की मशीन ठीक से नष्ट हो जाती है और कैथोड और एल्यूमीनियम पन्नी प्रभावी रूप से अलग हो जाती है।
उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक पृथक्करण के परिणामस्वरूप 70 डिग्री सेल्सियस (240 डब्ल्यू अल्ट्रासोनिक पावर, और 90 मिनट अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण समय) पर विलायक के रूप में एन-मिथाइल-2-पाइरोलिडोन (एनएमपी) का उपयोग करके 99% कैथोड हटाने की उच्च दक्षता होती है। चूंकि अल्ट्रासोनिक कैथोड पृथक्करण सामग्री को समान रूप से फैलाता है और बड़े समूहों को रोकता है, बाद में धातु लीचिंग प्रक्रिया की सुविधा होती है।
अल्ट्रासोनिक इलेक्ट्रोड प्रदूषण के बारे में और अधिक पढ़ें क्रम में सक्रिय सामग्री और वर्तमान कलेक्टर पन्नी को ठीक करने के लिए!

खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग

ऊपर वर्णित अल्ट्रासोनिक कैविटेशनल प्रभाव खर्च की गई बैटरी से धातुओं के लीचिंग को भी बढ़ावा देते हैं। उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग न केवल बैटरी रीसाइक्लिंग में खनिज को पुनर्प्राप्त करने के लिए किया जाता है, बल्कि अक्सर हाइड्रोमेटेलर्जी और कीमती अयस्कों (जैसे खनन टेलिंग) के लीचिंग में भी उपयोग किया जाता है। उच्च स्थानीयकृत तापमान, दबाव और कतरनी बल धातु लीचिंग को तेज करते हैं और लीचिंग दक्षता में काफी वृद्धि करते हैं। जबकि कैविटेशनल हॉट-स्पॉट में 1000 K तक के स्थानीयकृत बहुत चरम तापमान होते हैं, समग्र लीचिंग स्थितियों में लगभग 50-60 डिग्री सेल्सियस के केवल हल्के तापमान की आवश्यकता होती है। यह अल्ट्रासोनिक धातु वसूली ऊर्जा कुशल और किफायती बनाता है।
खर्च किए गए ली-आयन बैटरी से खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग उच्च वसूली दर और दक्षता की विशेषता है। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) को कैथोड से अल्ट्रासोनिक खनिज वसूली के दौरान हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) की उपस्थिति में लीचिंग एजेंट के रूप में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अल्ट्रासोनिक लीचिंग के परिणामस्वरूप क्रमशः कोबाल्ट के लिए 94.63% और लिथियम के लिए 98.62% की वसूली दर हुई।
कार्बनिक साइट्रिक एसिड के साथ अल्ट्रासोनिक लीचिंग (C6H8O7· H2O) के परिणामस्वरूप तांबे और लिथियम की बहुत अधिक वसूली होती है, खर्च की गई ली-आयन बैटरी से 96% तांबा और लगभग 100% लिथियम प्राप्त होता है।

सरल और सुरक्षित: अल्ट्रासोनिक स्केल-अप व्यवहार्यता परीक्षण से औद्योगिक रीसाइक्लिंग तक

ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण बेंच-टॉप, पायलट और औद्योगिक स्थापना के लिए आसानी से उपलब्ध है। चूंकि अल्ट्रासोनिक कैथोड पृथक्करण और खर्च की गई बैटरी से खनिजों की अल्ट्रासोनिक लीचिंग पहले से ही स्थापित प्रक्रियाएं हैं, पहले परीक्षणों से प्रक्रिया, आपकी विशिष्ट प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुकूलन और पूरी तरह से औद्योगिक अल्ट्रासोनिक पृथक्करण और / या लीचिंग सिस्टम की स्थापना त्वरित और सरल है।
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बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

Hielscher Ultrasonics किसी भी आकार और क्षमता पर उच्च प्रदर्शन ultrasonicators की आपूर्ति करता है। UIP16000 (16kW) के साथ, Hielscher दुनिया भर में सबसे शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बनाती है। UIP16000 के साथ-साथ अन्य सभी औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम आसानी से आवश्यक प्रसंस्करण क्षमता के लिए क्लस्टर हो सकते हैं। सभी Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर पूर्ण भार के तहत और मांग वातावरण में 24/7 ऑपरेशन के लिए बनाए गए हैं।
Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयाम आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाए जा सकते हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं।

अल्ट्रासोनिक जांच और किसी भी मात्रा के लिए सोनो-रिएक्टर

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सटीक आयाम सेटिंग्स और स्मार्ट सॉफ्टवेयर के माध्यम से अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों की स्थायी निगरानी आपको एल्यूमीनियम पन्नी से कैथोड को अलग करने के साथ-साथ सबसे प्रभावी अल्ट्रासोनिक स्थितियों के तहत खर्च किए गए ली-आयन बैटरी से खनिजों और धातुओं को लीच करने की संभावना देती है। सबसे कुशल ली-आयन बैटरी रीसाइक्लिंग के लिए इष्टतम sonication!
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उच्चतम गुणवत्ता – डिजाइन और जर्मनी में निर्मित

एक परिवार के स्वामित्व वाली और परिवार द्वारा संचालित व्यवसाय के रूप में, Hielscher अपने अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर के लिए उच्चतम गुणवत्ता मानकों को प्राथमिकता देता है। सभी अल्ट्रासोनिकेटर बर्लिन, जर्मनी के पास टेल्टो में हमारे मुख्यालय में डिजाइन, निर्मित और अच्छी तरह से परीक्षण किए गए हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती और विश्वसनीयता इसे आपके उत्पादन में एक काम घोड़ा बनाती है। पूर्ण भार के तहत और मांग वाले वातावरण में 24/7 ऑपरेशन Hielscher के उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक जांच और रिएक्टरों की एक प्राकृतिक विशेषता है।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

जानने के योग्य तथ्य

लिथियम-आयन बैटरी क्या हैं?

लिथियम-आयन बैटरी, ली-आयन बैटरी भी, एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी है। सीसा- और निकल-आधारित बैटरी की तुलना में, लिथियम-आयन डिवाइस कंडक्टर के रूप में कैथोड, एक एनोड और इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं।
सभी बैटरियों की तरह, ली-आयन बैटरी रासायनिक ऊर्जा को संग्रहीत करती हैं, जिसे बाद में बिजली के लिए एक स्थिर विद्युत आवेश प्रदान करने के लिए विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग आमतौर पर पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे लैपटॉप, स्मार्ट फोन के साथ-साथ इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए किया जाता है। ली-आयन बैटरी का अनुप्रयोग सैन्य और एयरोस्पेस कंपनियों से भी बढ़ती रुचि को उजागर करता है।