초음파로 리튬 이온 배터리 재활용이 보다 효율적입니다.

리튬은 리튬 배터리와 같은 고성능 배터리에 존재하는 부족하고 매우 가치있는 재료입니다. 리튬은 리튬 배터리 재활용에서 회수되는 가장 귀중한 재료이지만 코발트, 망간, 니켈, 구리 및 알루미늄과 같은 다른 광물 및 금속은 회수를위한 귀중한 금속입니다. 고강도 초음파는 고단 교반 및 침출 기술로 사용되어 소비된 배터리에서 귀중한 미네랄과 금속을 추출, 제거 및 용해합니다. 초음파 처리 방법은 매우 효과적이고 에너지 효율적이며 전체 상업 재활용 시설에 쉽게 설치할 수 있습니다.

개요: 리튬 이온 배터리 재활용 프로세스

리튬 이온 배터리 재활용을 전문으로 하는 기업이 공정을 최고 효율로 개발하고 수정함에 따라 재활용 프로세스가 다를 수 있습니다. 그러나 배터리에서 리튬과 같은 귀중한 재료를 회수하려면 다음 단계가 필요합니다.
첫째, 배터리의 플라스틱 덮개가 부서지고 제거됩니다. 그 후, 벌거 벗은 배터리는 반응성 폭발성 물질을 중화시키기 위해 액체 질소에 넣습니다. 이 단계는 저장된 모든 에너지와 관련된 후속 점화 및 폭발의 갑작스런 방출을 방지합니다.
이러한 사전 처리 단계 후 배터리는 톱으로 배터리를 열어 외부 쉘을 제거할 수 있도록 선반에 놓습니다. 배터리의 코어로 제거된 음극, 양극 및 분리기는 추출되어 오븐에 배치되어 약 60-120°C에서 24시간 동안 건조됩니다. 금속 추출 처리 전에, 격리된 전극, 즉 음극 및 양극은, 더 분해되어야 합니다. 음극 물질은 일반적으로 바인더, 일반적으로 폴리 비닐리덴 불소 (PVDF) 또는 폴리테트라플루오로티엔렌 (PTFE)에 의해 알루미늄 호일에 부착되기 때문에, 양극과 알루미늄 호일을 서로 제거하는 것은 어려운 작업입니다. 음극 물질을 호일에서 적절히 분리하기 위해 초음파 분리는 매우 효율적이고 신속하고 경제적인 치료법으로 입증되었습니다. 그러나 초음파 공정 강화는 여기서 멈추지 않습니다. 코발트, 망간, 니켈, 구리 및 알루미늄과 같은 금속 및 광물의 초음파 침출은 금속 추출을 촉진하고 회수 된 금속의 수율을 증가시킵니다.

음극 분리를 위한 초음파 캐비테이션

초음파는 음향 캐비테이션의 효과로 음극 재료와 알루미늄 호일의 구분을 구분합니다. 음향 또는 초음파 캐비테이션은 로컬로 발생하는 고압, 고온 및 후속 낙하로 인해 각각의 압력 및 온도 차압뿐만 아니라 강렬한 미세 난기류 및 고전소 마이크로 제트에 의해 결정됩니다. 이러한 캐비테이션 힘은 표면 경계에 영향을 미치고 질량 전달을 촉진하고 침식을 일으킵니다. 화학적, 물리적, 열 및 기계적 특성의 강렬한 힘을 생성하는 초음파 캐비테이션은 리튬 이온 배터리에 사용되는 유기 바인더 구조를 파괴하여 수집기 / 알루미늄 호일에 음극을 고정하기 위해 필요한 동요 및 질량 전달을 생성합니다.
교반만으로는 음극 물질을 알루미늄 호일로부터 효과적으로 분리하기에 충분하지 않지만, 고강도 초음파는 수집가로부터 음극 물질을 완전히 제거하는 데 필요한 초음파 및 초음파 에너지를 제공합니다. 기계적 교반과는 달리, 초음파 캐비테이션은 강렬한 난기류, 국소 고온 및 압력뿐만 아니라 동요, 스트리밍 및 액체 제트를 생성하며, 이는 배음선을 알 호일에 연결하는 PVDF 또는 PTFE와 같은 바인더를 분해하고 음극과 알 호일의 표면을 침식시합니다. 따라서 두 재료 사이의 바인더가 제대로 파괴되고 음극및 알루미늄 호일을 효과적으로 분리한다.
예를 들어, 초음파 분리는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 70°C(240W 초음파 전력 및 90분 초음파 처리 시간)에서 용매로 사용하여 음극 제거의 고효율을 초래한다. 초음파 음극 분리가 물질을 균등하게 분산시키고 더 큰 응집체를 방지하기 때문에 후속 금속 침출 공정이 촉진됩니다.

미네랄의 초음파 침출

위에서 설명한 초음파 캐비테이션 효과는 소비 된 배터리에서 금속침출을 촉진합니다. 고강도 초음파는 배터리 재활용에서 광물을 회수하는 데 사용될 뿐만 아니라 하이드로메갈루기및 귀중한 광석침(예: 채굴 테일링)에도 자주 사용됩니다. 높은 지역화된 온도, 압력 및 전단 력은 금속 침출을 강화하고 침출 효율을 크게 향상시시다. 캐비테이션 핫스팟에서 최대 1000K의 매우 극한의 온도를 국소화하여 발생하지만, 전체 침출 조건은 약 50-60°C의 온화한 온도만 필요합니다. 이것은 초음파 금속 회수 에너지 효율적이고 경제적입니다.
소비된 리튬 이온 배터리의 미네랄의 초음파 침출은 높은 회수율과 효율성을 특징으로 합니다. 예를 들어, 황산(H2SO4)은 음극으로부터 초음파 미네랄 회수 시 과산화수소(H2O2)의 존재 속에서 침출제로 성공적으로 사용되었다. 황산을 가진 초음파 침출은 코발트에 대한 94.63 %, 리튬의 경우 98.62 %의 회복률을 초래했습니다.
유기 구연산을 가진 초음파 침출 (C6H8O7· H2O)는 구리와 리튬을 매우 많이 회수하여 구리와 리튬을 96% 획득하고 소비된 리튬 배터리에서 거의 100% 리튬을 얻습니다.

간단하고 안전한: 타당성 테스트에서 산업 재활용에 이르는 초음파 확장

리튬 이온 배터리 재활용을 위한 고성능 초음파 장비는 벤치탑, 파일럿 및 산업 설치에 쉽게 사용할 수 있습니다. 소비된 배터리에서 광물의 초음파 음극 분리 및 초음파 침출은 이미 확립된 과정이기 때문에, 첫 번째 시험부터 특정 공정 요구 사항에 최적화하고 완전 산업용 초음파 분리 및/또는 침출 시스템의 설치는 빠르고 간단합니다.

배터리 재활용을 위한 고성능 초음파 공급

Hielscher 초음파는 모든 크기와 용량에 고성능 초음파 를 공급합니다. UIP16000(16kW)을 통해 Hielscher는 전 세계에서 가장 강력한 초음파 프로세서를 제조하고 있습니다. UIP16000뿐만 아니라 다른 모든 산업용 초음파 시스템은 필요한 처리 용량에 쉽게 클러스터될 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파 는 전체 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 위해 제작됩니다.
Hielscher 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 사용자 정의 초음파 sonotrodes를 사용할 수 있습니다.

모든 볼륨을 위한 초음파 프로브 및 소노 반응기

Hielscher 초음파 제품 제품군은 벤치탑 과 파일럿 시스템을 통해 소형 실험실 초음파 에서 부터 시간당 트럭 부하를 처리할 수 있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 모든 스펙트럼의 초음파 프로세서를 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 응용 프로그램, 공정 용량 및 생산 목표에 가장 적합한 초음파 장비를 제공할 수 있습니다.

최적의 결과를 위한 정밀하게 제어 가능한 진폭

모든 Hielscher 초음파 프로세서는 정밀하게 제어 할 수 있으며, 따라서 R에서 신뢰할 수있는 작업 말&D 및 생산. 진폭은 화학적으로 화학적으로 유도 된 반응의 효율성과 효과에 영향을 미치는 중요한 공정 매개 변수 중 하나입니다. 모든 힐셔 초음파’ 프로세서는 진폭의 정확한 설정을 허용합니다. Sonotrodes 및 부스터 혼은 더 넓은 범위에서 진폭을 수정 할 수있는 액세서리입니다. Hielscher의 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공하고 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다.
정밀한 진폭 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 파라미터의 영구 모니터링을 통해 가장 효과적인 초음파 조건하에서 알루미늄 호일에서 음극을 분리하고 광물과 금속을 소비한 리튬 이온 배터리로부터 침출할 수 있습니다. 가장 효율적인 리튬 이온 배터리 재활용을위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 중장비와 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다. 이를 통해 Hielscher의 초음파 장비는 재활용 공정 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있는 작업 도구로 만듭니다.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족이 운영하는 비즈니스인 Hielscher는 초음파 프로세서의 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파 는 독일 베를린 근처 텔토우에 있는 본사에서 설계, 제조 및 철저하게 테스트됩니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고성과 신뢰성은 생산에서 일하는 말입니다. 24/7 전체 부하 및 까다로운 환경에서작동은 Hielscher의 고성능 초음파 프로브 및 원자로의 자연스러운 특징입니다.

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.