超音波は、リチウムイオン電池のリサイクルをより効率的にします

リチウムはリチウム電池など高性能電池に存在する希少で価値の高い材料です。リチウムはリチウムイオン電池リサイクルで回収される最も貴重な材料ですが、コバルト、マンガン、ニッケル、銅、アルミニウムなどの鉱物や金属も回収に貴重な金属です。高強度超音波は、使用済み電池から貴重な鉱物や金属を抽出、除去、溶解するために、高剪断攪拌および浸出技術として使用されます。超音波処理方法は、非常に効果的で、エネルギー効率が良く、フルコマーシャルリサイクル施設での設置に容易に利用できます。

概要:リチウムイオン電池のリサイクルプロセス

使用済みリチウムイオン電池からの貴金属および材料のリサイクルプロセスには、通常、いくつかのステップが含まれます。一般的な概要は次のとおりです。

  1. 収集と並べ替え: 使用済みのリチウムイオン電池は、その種類と化学的性質に基づいて収集および分類されます。
  2. 分解:まず、バッテリーのプラスチックカバーを分解して取り外します。その後、裸のバッテリーを液体窒素に入れて、反応性の爆発性物質を中和します。このステップにより、蓄積されたすべてのエネルギーの突然の放出と、それに関連するその後の発火と爆発が防止されます。次に、バッテリーを分解して、カソード、アノード、電解質、ケーシングなどのさまざまなコンポーネントを分離します。
  3. 破砕: 分解されたバッテリーは、後続のプロセスのために表面積を増やすために、より小さな断片に細断されます。
  4. 電極の層間剥離: 金属抽出処理の前に、絶縁された電極、すなわちカソードとアノードをさらに分解する必要があります。正極材料は一般にバインダーによってアルミニウム箔に接着されるため、一般にポリフッ化ビニリデン(PVDF)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)では、陰極とアルミニウム箔を互いに除去することは困難な作業である。
  5. 化学処理: 細断されたバッテリーコンポーネントは、さまざまな材料を溶解および分離するためにさまざまな化学処理を受けます。これには、リチウム、コバルト、ニッケル、銅などの貴重な金属を抽出するための酸または他の溶媒による浸出が含まれる場合があります。
  6. 回収と精製: 溶解した金属は、沈殿、溶媒抽出、電気化学的方法などのプロセスを通じて溶液から回収されます。これらのステップは、貴金属の精製と濃縮に役立ちます。

超音波処理によって改善された貴金属回収

パワー超音波は、反応を強化することにより、貴金属および材料の電極層間剥離および浸出のステップを強化することができ、それによって回収プロセスを大幅に効率化する。超音波は、高強度超音波を利用して、液体媒体中に機械的振動と音響キャビテーションを作成する技術です。超音波の強い力は、いくつかの方法で使用済みリチウムイオン電池からの貴金属のリサイクルプロセスを強化するために使用されます。
 

  1. 崩壊: 超音波は、より小さな粒子が作成されるように細断された電池材料を分解します。粒子が小さいほど表面積が高くなり、化学物質の浸出がより効果的になり、貴重な金属の遊離に役立ちます。
  2. 浸出の改善: 浸出プロセス中の超音波の適用は、金属抽出の効率を高め、固体材料と浸出溶液との間の接触を高めることができます。超音波浸出は、金属抽出を促進し、コバルト、マンガン、ニッケル、銅、アルミニウムなどの金属や鉱物の回収率を増加させます。
  3. 電極層間剥離の改善: バッテリーのリサイクル中の電極層間剥離の目標は、電極、電解質、セパレーターなどのさまざまなコンポーネントを分離して、個別にさらに処理またはリサイクルできるようにすることです。超音波は、電極からのコーティングの剥離と除去を支援します。ソノメカニカル力は、電極の層の効率的な分離を促進する。
  4. 反応の加速: 超音波は、金属の回収および精製ステップ中に化学反応を加速することができる、より速く、より徹底的な混合を促進します。
  5. エネルギー消費量の削減: 超音波は、使用済み電池からの金属回収に必要な時間とエネルギーを削減し、プロセス効率を高めることができます。

 
超音波は、リサイクルプロセスに関与する様々なステップの有効性と効率を高めることにより、使用済みリチウムイオン電池からの貴金属および材料のリサイクルプロセスを改善する上で有益な役割を果たすことができます。
超音波金属浸出および電極層間剥離のプロセスステップは、リチウムイオン電池のリサイクルを専門とする企業が開発し、最高の効率にプロセスを変更するにつれて変化する可能性のある個々のリサイクルプロセスに適合させることができます。

UIP4000hdT - 4000ワットの強力な超音波プロセッサは、使用済みリチウムイオン電池のリサイクル中に陰極分離と金属浸出。

UIP4000hdT – リチウムイオン電池リサイクル用4kW超音波プロセッサ

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非常に効率的な回復のための超音波
 

  • リチウム
  • コバルト
  • マンガン
  • ニッケル
  • アルミニウム
  • リクー2
  • 黒鉛

陰極分離のための超音波キャビテーション

超音波は、音響キャビテーションの効果によってアルミニウム箔からカソード材料を分離します。音響または超音波キャビテーションは、局所的に発生する高圧、高温およびその後の低下によって決定され、それぞれの圧力と温度差の結果、激しいマイクロ乱流および高剪断マイクロジェットが発生します。これらのキャビテーション力は、表面境界に影響を与え、物質移動を促進し、浸食を引き起こします。化学的、物理的、熱的、機械的性質のこのような強烈な力を発生させる超音波キャビテーションは、リチウムイオン電池に使用される有機結合剤構造を破壊してカソードをコレクタ/アルミ箔に固定するために必要な攪拌および大量移送を作成します。
単独で攪拌するなどの機械的撹拌は、アルミ箔からカソード材料を効果的に取り外すには不十分であるが、高強度超音波は、収集物からカソード材料を完全に除去するために必要なソノケミカルおよびソノメカニカルエネルギーを提供する。機械的な攪拌とは対照的に、超音波キャビテーションは激しい乱流、局所的に高温および圧力だけでなく、破壊剤を分解する攪拌、ストリーミングおよび液体ジェット、例えば、AL箔にカソードを接続し、両方の表面、陰極とAl箔を侵食する。それにより、両材料間のバインダーが適切に破壊され、カソードとアルミ箔が効果的に分離される。
例えば、超音波分離は、70°C(240W超音波パワー、90分超音波処理時間)で溶媒としてN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を使用して99%のカソード除去の高効率をもたらす。超音波カソード分離は物質を均一に分散し、より大きな凝集を防止するので、その後の金属浸出プロセスが容易となる。
活物質と集電箔を回復するために超音波電極層間剥離についてもっと読む!

"超音波装置

バッテリーリサイクルのための超音波電極層間剥離

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ミネラルの超音波浸出

上記の超音波キャビテーション効果は、使用済み電池からの金属の浸出も促進します。高強度超音波は、バッテリーリサイクルで鉱物を回収するために使用されるだけでなく、湿式製錬や貴重な鉱石(鉱業尾鉱など)の浸出にも使用されます。高い局所的な温度、圧力、およびせん断力は、金属の浸出を強め、浸出効率を大幅に向上させます。キャビテーションホットスポットでは、最大1000 Kの局所的な非常に極端な温度が発生しますが、全体的な浸出条件では、約50〜60°Cの穏やかな温度しか必要としません。 これにより、超音波金属回収のエネルギー効率と経済性が向上します。
使用済みリチウムイオン電池からの鉱物の超音波浸出は、高い回収率と効率によって特徴付けられる。例えば、硫酸(H2SO4)は、陰極からの超音波鉱物回収中に過酸化水素(H2O2)の存在下で浸出剤として使用することに成功した。硫酸による超音波浸出は、コバルトの回収率94.63%、リチウムの回収率98.62%をもたらした。
有機クエン酸を用いた超音波浸出(C6H8O7·H2O)は、銅とリチウムの回収率が非常に高く、使用済みのリチウムイオン電池から96%の銅とほぼ100%のリチウムを得る。

使用済みリチウムイオン電池からの金属回収のための産業用マルチプローブ超音波反応器。ウルタルソン浸出は、リチウム、コバルト、銅、アルミニウム、ニッケルの高い回収率をもたらします。

最大5つの超音波プローブを備えたMultiSonoReactor:インライン処理用の高強度超音波産業用高剪断ミキサー、例えば金属の浸出、陰極とアルミ箔の分離、使用済みリチウムイオン電池からの鉱物の抽出。


UIP16000は金属浸出、鉱物分散、高粘性および研磨スラリーの均質化のような要求の適用のために使用される16kW強力な超音波高剪断ミキサーである。

UIP16000、16,000ワットの強力な超音波ホモジナイザー バッテリーリサイクルにおける鉱物抽出、金属浸出、カソード分離用

超音波電池リサイクル技術の利点
 

  • 高効率
  • 確立された技術
  • 簡単な操作
  • 低/非毒性の溶媒使用
  • 排気ガスがほとんどない/CO2フットプリント
  • 安全
  • 環境にやさしい

シンプルで安全:実現可能性試験から産業リサイクルまでの超音波スケールアップ

Li-イオン電池のリサイクルのための高性能超音波装置はベンチトップ、パイロットおよび産業設備のために容易に利用できる。使用済み電池からの鉱物の超音波カソード分離および超音波浸出は既に確立されたプロセスであるため、最初の試験、特定のプロセス要件への最適化、および完全工業的超音波分離および/または浸出システムの設置のプロセスは迅速かつ簡単です。

バッテリーリサイクルのための高性能超音波装置

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセルヒールシャー超音波は、任意のサイズと容量で高性能超音波装置を供給します。UIP16000(16kW)を使用して、ヒールシャーは、世界中で最も強力な超音波プロセッサを製造しています。UIP16000だけでなく、他のすべての産業用超音波システムは、必要な処理能力に容易にクラスタすることができます。すべてのヒールシャー超音波処理器は、全負荷下で24時間365日動作し、厳しい環境で構築されています。
ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。

あらゆる容積のための超音波プローブとソノ反応器

ヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたのアプリケーション、プロセス容量と生産目標に最適な超音波機器を提供することができます。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

ヒールシャー超音波処理器は、ブラウザコントロールを介してリモート制御することができます。超音波処理パラメータを監視し、プロセス要件に正確に調整することができます。すべてのヒールシャー超音波プロセッサは、正確に制御可能であり、それによってRで信頼性の高い作業馬&Dと生産。振幅は、ソノ化学的およびソノメカニカルに誘発された反応の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
スマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの正確な振幅設定と恒久的な監視は、最も効果的な超音波条件下で使用済みのリチウムイオン電池から塩分や金属を浸出するだけでなく、アルミ箔からカソードを分離する可能性を与えます。最も効率的なリチウムイオン電池リサイクルのための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたのリサイクルプロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作と厳しい環境では、ヒールシャーの高性能超音波プローブと反応器の自然な特性です。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量流量推奨デバイス
2000mlの10〜20 400mLの/分Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ04L /分の0.2UIP2000hdT
100Lへ1010L /分で2UIP4000hdT
N.A。10 100L /分UIP16000
N.A。大きなのクラスタ UIP16000

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知る価値のある事実

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池、リチウムイオン電池もリチウムイオン電池は、充電式電池の一種です。鉛系およびニッケルベースの電池と比較して、リチウムイオンデバイスは導体としてカソード、アノードおよび電解質を使用します。
すべての電池として、リチウムイオン電池は化学エネルギーを貯蔵し、電気エネルギーに変換して電力の静電気電荷を供給します。
リチウムイオン電池は、ノートパソコン、スマートフォン、電気自動車などのポータブルエレクトロニクスに一般的に使用されています。リチウムイオン電池の応用は、軍事および航空宇宙企業からの関心の高まりも呼び起こします。

超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロット、産業加工で使用されます。

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

私たちはあなたのプロセスを議論して喜んでいるでしょう。

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