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

リチウムイオン電池のリサイクルを専門とする企業が、プロセスを開発し、そのプロセスを最高の効率に変更する際に、リサイクルプロセスは異なる場合があります。ただし、リチウムなどの貴重な材料を電池から回収するには、以下の手順が必要です。
まず、バッテリーのプラスチックカバーが分解され、取り外されます。その後、裸のバッテリーは、反応性、爆発性物質を中和するために液体窒素に入れられます。このステップは、すべての貯蔵されたエネルギーの突然の放出とそれに関連するその後の点火および爆発が防止されることを確認する。
これらの準備段階の後、バッテリーは旋旋アの上に置かれ、そこでバッテリーは鋸で開かれ、外殻を取り外すことができます。電池の中心まで取り除かれ、カソード、アノード、セパレータを取り出してオーブンに入れ、約60~120°Cで24時間乾燥します。 金属抽出処理の前に、単離された電極、すなわちカソードとアノードは、さらに分解されなければならない。カソード材料は、一般に、バインダーによってアルミニウム箔に付着しているため、フッ化ポリビニリデン(PVDF)またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が一般的に、カソードとアルミニウム箔を互いに除去することは困難である。正しくホイルからカソード材料を分離するために、超音波分離は、非常に効率的で、迅速かつ経済的な治療であることが証明されています。しかし、超音波プロセスの激化はここで停止しません。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超音波浸出は、金属抽出を促進し、回収された金属の収率を増加させます。

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。
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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。

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

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

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

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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：