Elektrodu pārstrāde – Ļoti efektīvs ar ultraskaņas atslāņošanos

Elektrodu ultraskaņas atslāņošanās ļauj dažu sekunžu laikā atgūt aktīvos materiālus, piemēram, litiju, niķeli, mangānu, kobaltu utt. Tādējādi ultraskaņas elektrodu atslāņošanās padara atkārtoti lietojamu materiālu atgūšanu no baterijām ātrāku, zaļu un ievērojami mazāk energoietilpīgu. Pētījumi jau ir pierādījuši, ka ultraskaņas atslāņošanās var būt 100 reizes ātrāka nekā parastās pārstrādes metodes.

Power Ultraskaņa uzlabo aktīvo materiālu atgūšanu no elektrodiem

Ultrasoniski atbalstītā elektrodu atslāņošanās piedāvā ātru, efektīvu un ilgtspējīgu pieeju, atjaunojot aktīvos materiālus un foliju. Šīs elektroda daļas ir vērtīgi materiāli, kurus var atkārtoti izmantot jaunu bateriju ražošanai. Ultraskaņas atslāņošanās ir ne tikai ievērojami energoefektīvāka par hidrometalurģiskās un pirometalurģiskās pārstrādes procesiem, bet arī augstākas tīrības materiālos.

Ultraskaņas elektrodu atslāņošanās priekšrocības

  • Rapid (pabeigts dažu sekunžu laikā)
  • Viegli īstenojams
  • Pielāgojams elektrodu izmēriem
  • Videi draudzīgs
  • Ekonomisko
  • Droši
"Ultrasonicator

Ultraskaņas elektrodu atslāņošanās akumulatoru pārstrādei

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Lieljaudas ultraskaņas viļņi tiek izmantoti, lai atgūtu aktīvos materiālus no akumulatora elektrodiem. Ultraskaņas elektrodu atslāņošanās padara atkārtoti lietojamu materiālu atgūšanu no baterijām ātrāku, zaļu un ievērojami mazāk energoietilpīgu.

Ultraskaņas procesors ar sonotrode elektrodu atslāņošanai. Ultraskaņas elektrodu atslāņošanās padara atkārtoti lietojamu materiālu atgūšanu no baterijām ātrāku, zaļu un ievērojami mazāk energoietilpīgu.

Akumulatoru pārstrāde: elektrodu atdalīšana un atslāņošanās

Litija jonu akumulatoru (LIB) pārstrādes mērķis ir atgūt vērtīgus materiālus. Elektrodi satur vērtīgus un retus materiālus, piemēram, litiju, niķeli, mangānu, kobaltu utt., Kurus var efektīvi atgūt, izmantojot nepārtrauktu ultraskaņas atslāņošanās procesu. Ultraskaņas procesori, kas aprīkoti ar zondi (sonotrode), var radīt intensīvas amplitūdas. Amplitūda pārraida ultraskaņas viļņus šķidrā vidē (piemēram, šķīdinātāja vannā), kur mainīgu augstspiediena / zema spiediena ciklu dēļ rodas minūtes vakuuma burbuļi. Šie vakuuma burbuļi aug dažu ciklu laikā, līdz tie sasniedz izmēru, kurā tie nevar absorbēt papildu enerģiju. Šajā brīdī burbuļi spēcīgi izplūst. Burbuļu sabrukums lokāli rada ļoti enerģētiski blīvu vidi ar šķidruma strūklām līdz 280 m/s ātrumu, intensīvām turbulencēm, ļoti augstu temperatūru (apm. 5000K), spiedienu (apm. 2000 vatm) un attiecīgi temperatūras un spiediena diferenciālēm.
Šī ultraskaņas izraisītās burbuļu sabrukšanas parādība ir zināma akustiskā kavitācija. Akustiskās kavitācijas ietekme noņem aktīvā materiāla kompozītmateriālu plēvi no folijas strāvas kolektora, kas abās pusēs ir pārklāts ar kompozītmateriālu plēvi. aktīvais materiāls satur galvenokārt litija mangāna oksīda (LMO) un litija niķeļa mangāna kobalta oksīda (LiNiMnCoO2 vai NMC) pulvera maisījumu, kā arī melno oglekli kā vadošo piedevu.
Ultraskaņas atslāņošanās mehānisms ir balstīts uz fiziskiem spēkiem, kas spēj salauzt molekulārās saites. Jaudas ultraskaņas intensitātes dēļ bieži vien pietiek ar vieglākiem šķīdinātājiem, lai noņemtu aktīvā materiāla slāņus no folijas vai strāvas kolektora. Tādējādi elektroda ultraskaņas atslāņošanās ir ātrāka, videi draudzīga un ievērojami mazāk energoietilpīga.

Augstas intensitātes ultrasonication ievērojami uzlabo elektrodu atslāņošanās procesu un dod augstas kvalitātes aktīvos materiālus, kurus var atkārtoti izmantot jaunu bateriju ražošanai.

Skenēšanas elektronu mikroskopijas (SEM) attēlus, kas parāda morfoloģiskas izmaiņas elektrodu aktīvajā materiālā pēc ultraskaņas atslāņošanās. Visi attēli tika uzņemti ar 5000x palielinājumu un 10 kV ierosmes enerģiju. a) katodmateriāla iepriekšēja atslāņošanās, b) atslāņots katoda aktīvais materiāls, c) anoda materiāls pirms atslāņošanās un d) atslāņots anoda materiāls.
(pētījums un attēli: Lei et al., 2021)

Akumulatora smalcināšana pret elektrodu atdalīšanu

Aktīvā materiāla atgūšanai metāla folijas, polimēra saistvielas un/vai aktīvā materiāla izšķīdināšanai izmanto ūdens vai organiskos šķīdinātājus. Procesa dizains un plūsma būtiski ietekmē materiāla atgūšanas gala rezultātu. Tradicionālais akumulatora pārstrādes process ietver akumulatora moduļu sasmalcināšanu. Tomēr sasmalcinātus komponentus ir grūti atdalīt atsevišķās sastāvdaļās. Tam nepieciešama sarežģīta apstrāde, lai no sasmalcinātās masas iegūtu aktīvu/vērtīgu materiālu. Lai atkārtoti izmantotu reģenerētos aktīvos materiālus, ir nepieciešama noteikta tīrības pakāpe. Ļoti tīru materiālu izgūšana no sasmalcinātas akumulatora masas ietver sarežģītus procesus, skarbus šķīdinātājus un tāpēc ir dārga. Ultraskaņas izskalošanās tiek veiksmīgi izmantota, lai pastiprinātu un uzlabotu aktīvās materiāla atgūšanas rezultātus no sasmalcinātām litija jonu baterijām.
Kā alternatīvs process tradicionālajai smalcināšanai ir pierādīts, ka elektrodu atdalīšana ir efektīvs bateriju pārstrādes process, kas var ievērojami uzlabot iegūto materiālu tīrību. Elektrodu atdalīšanas procesam akumulators tiek izjaukts tā galvenajās sastāvdaļās. Tā kā elektrodi satur lielāko daļu vērtīgā materiāla, elektrods tiek atdalīts un apstrādāts ķīmiski, lai izšķīdinātu aktīvos materiālus (litiju, niķeli, mangānu, kobaltu ...) no pārklātās folijas vai strāvas kolektora. Ultrasonication ir labi pazīstams ar savu intensīvo iedarbību, ko izraisa akustiskā kavitācija. Sonomehāniskie spēki pielieto pietiekami daudz svārstību un bīdes, lai noņemtu aktīvos materiālus, kas ir slāņoti uz folijas. (Pārklātas folijas struktūra ir līdzīga sviestmaizei, folija centrā un aktīvais materiāla slānis veidoja ārējo virsmu.)
elektrodu atdalīšana padarītu dzīvotspējīgāku iespēju nekā sasmalcināšana, ja to izmantotu kopā ar autonomu demontāžu, kas ļautu attīrīt atkritumu plūsmas un lielāku vērtības saglabāšanu padevē

Ultraskaņas procesors UIP2000hdT (2000 vati) akumulatora elektrodu atslāņošanai. Ultraskaņas atslāņošanās ir ļoti efektīva metode aktīvā materiāla atgūšanai.

Ultrasonikators UIP2000hdT ir 2000 vatu jaudīgs procesors elektrodu atslāņošanai, kas padara akumulatoru pārstrādi ātrāku, efektīvāku un videi draudzīgāku.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas sonotrodes elektrodu atslāņošanai

Ir viegli pieejami īpaši sonotrodi, kas nodrošina nepieciešamo amplitūdu, lai izņemtu aktīvos materiālus no elektrodu folijas. Samazinoties akustiskās kavitācijas intensitātei, palielinoties attālumam starp sonotrodu un elektrodu, ir labvēlīgs nepārtraukti vienmērīgs attālums starp sonotrodu un elektrodu. Tas nozīmē, ka elektrodu loksne ir jāpārvieto cieši zem sonotrode gala, kur spiediena viļņi ir spēcīgi un kavitācijas blīvums ir augsts. Ar īpašiem sonotrodiem, kas piedāvā plašāku platumu nekā standarta cilindriskā ultraskaņas zonde, Hielscher Ultrasonics piedāvā efektīvu risinājumu vienmērīgai elektrodu lokšņu atslāņošanai no elektriskajiem transportlīdzekļiem. Piemēram, elektrodu, ko izmanto maisiņa šūnu elektrotransportlīdzekļu (EV) baterijās, parasti platums ir aptuveni 20 cm. Vienāda platuma sonotrode vienmērīgi pārraida akustisko kavitāciju visā elektrodu virsmā. Tādējādi dažu sekunžu laikā aktīvā materiāla slāņi izdalās šķīdinātājā, un tos var ekstrahēt un attīrīt pulverī. Šo pulveri var atkārtoti izmantot jaunu bateriju ražošanai.
Lielbritānijas Faradeja institūcijas pētnieku grupa ziņo, ka aktīvo materiālu slāņu noņemšanu no LIB elektroda var pabeigt mazāk nekā 10 sekundēs, kad elektrods atrodas tieši zem lieljaudas sonotrodes (1000 līdz 2000 W, piemēram, UIP1000hdT vai UIP2000hdT). Ultraskaņas apstrādes laikā līmes saites starp aktīvajiem materiāliem un pašreizējiem kolektoriem tiek salauztas tā, lai nākamajā attīrīšanas posmā varētu atgūt neskartu strāvas kolektoru un pulverveida aktīvo materiālu.

Ultrasonication pārtrauc molekulārās saites un atvieglo sctive materiālu atgūšanu akumulatora pārstrādes laikā.

Attēli, kuros redzama ultraskaņas ietekme: a) litija jonu akumulatora anoda loksnes un b) litija jonu akumulatora katodloksnes aizmugurē. Anods tika atslāņots 0,05 M citronskābes šķīdumā; katods tika atslāņots 0,1 M NaOH šķīdumā. Sonotrode diametrs bija 20 mm, un 3 sekundes, 2,5 mm attālumā no sonotrodes, tika pielietota 120 W/cm2 jaudas intensitāte. Parauga izmērs bija 3 cm x 3 cm.
(pētījums un attēli: Lei et al., 2021)

Elektrodu atslāņošanās ultrasonikatori

Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas ultraskaņas procesorus, kas darbojas 20kHz diapazonā. Hielscher Ultrasonics’ rūpnieciskie ultrasonikatori ir lieljaudas ultraskaņas procesori, kas var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 operācijās. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejamas pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Nepārtrauktam elektrodu atslāņošanas procesam Hielscher piedāvā virkni standarta, kā arī pielāgotu sonotrodes. Sonotrode izmēru var pielāgot elektroda materiāla izmēram un platumam, tādējādi orientējoties uz optimāliem procesa apstākļiem, lai nodrošinātu augstu caurlaidspēju un izcilu atveseļošanos.

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas procesoriem, lietojumprogrammām un cenu. Mēs labprāt apspriedīsim jūsu procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.




Literatūra/atsauces

Ultraskaņas atslāņošanās dažu sekunžu laikā atgūst aktīvos materiālus no izlietotajiem elektrodiem.

Attēlā redzama vara folija, no kuras dažu sekunžu ultraskaņas apstrādē tika noņemti grafīta un aktīvā materiāla slāņi. Atgūtās sastāvdaļas ir augstas tīrības pakāpes šķīdumā, un pašreizējais iegūtais kolektors ir tīrs varš.
(Attēls un pētījums: Faradeja institūcija, Birmingemas Universitāte, Lesteras Universitāte)


Ultraskaņas augstas bīdes homogenizatori tiek izmantoti laboratorijā, stendā, izmēģinājuma un rūpnieciskajā apstrādē.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.


Augstas veiktspējas ultrasonics! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru no kompaktā laboratorijas ultrasonikatora virs stenda vienībām līdz pilnas rūpniecības ultraskaņas sistēmām.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai rūpnieciskais izmērs.