Ultrasonics padara litija jonu akumulatoru pārstrādi efektīvāku

Litijs ir ierobežots un ļoti vērtīgs materiāls, kas atrodas augstas veiktspējas akumulatoros, piemēram, litija jonu akumulatoros. Litijs ir visvērtīgākais materiāls, kas tiek atgūts litija jonu akumulatoru pārstrādē, bet arī citi minerāli un metāli, piemēram, kobalts, mangāns, niķelis, varš un alumīnijs, ir vērtīgi metāli reģenerācijai. Augstas intensitātes ultrasonication tiek izmantota kā augstas bīdes uzbudinājuma un izskalošanās tehnika, lai iegūtu, noņemtu un izšķīdinātu vērtīgus minerālus un metālus no izlietotajām baterijām. Ultraskaņas metode ir ļoti efektīva, energoefektīva un ir viegli pieejama uzstādīšanai pilnībā komerciālās pārstrādes iekārtās.

Pārskats: Li-Ion akumulatoru pārstrādes process

Dārgmetālu un izlietoto litija jonu bateriju materiālu pārstrādes process parasti ietver vairākus posmus. Tālāk ir sniegts vispārīgs pārskats.

1. Savākšana un šķirošana: Izlietotās litija jonu baterijas tiek savāktas un šķirotas, pamatojoties uz to veidiem un ķīmiju.
2. Demontāžu: Pirmkārt, akumulatora plastmasas vāks tiek sadalīts un noņemts. Pēc tam kails akumulators tiek ievietots šķidrā slāpeklī, lai neitralizētu reaktīvas, sprādzienbīstamas vielas. Šis solis nodrošina, ka tiek novērsta pēkšņa visas uzkrātās enerģijas izdalīšanās un ar to saistītā aizdegšanās un eksplozija. Pēc tam baterijas tiek izjauktas, lai atdalītu dažādas sastāvdaļas, piemēram, katodu, anodu, elektrolītu un korpusu.
3. Sasmalcināšanas: Izjauktās baterijas tiek sasmalcinātas mazākos gabalos, lai palielinātu virsmas laukumu turpmākajiem procesiem.
4. Elektrodu atslāņošanās: Pirms metāla ekstrakcijas apstrādes izolētie elektrodi, t.i., katods un anods, ir jāturpina izjaukt. Tā kā katoda materiāls parasti tiek piestiprināts pie alumīnija folijas ar saistvielu, parasti polivinilidēnfluorīdu (PVDF) vai politetrafluoretilēnu (PTFE), ir grūts uzdevums noņemt katodu un alumīnija foliju viens no otra.
5. Ķīmiskā apstrāde: Sasmalcinātie akumulatora komponenti tiek pakļauti dažādām ķīmiskām apstrādēm, lai izšķīdinātu un atdalītu dažādus materiālus. Tas var ietvert izskalošanos ar skābi vai citiem šķīdinātājiem, lai iegūtu vērtīgus metālus, piemēram, litiju, kobaltu, niķeli un varu.
6. Reģenerācija un attīrīšana: Pēc tam izšķīdušos metālus atgūst no šķīduma, izmantojot tādus procesus kā nogulsnēšana, ekstrakcija ar šķīdinātāju vai elektroķīmiskās metodes. Šie soļi palīdz attīrīt un koncentrēt dārgmetālus.

Dārgmetālu atgūšana uzlabota ar ultraskaņu

Jaudas ultraskaņa var uzlabot elektrodu delaminācijas un dārgmetālu un materiālu izskalošanās soļus, pastiprinot reakcijas, tādējādi padarot reģenerācijas procesu ievērojami efektīvāku. Ultrasonication, tā ir tehnika, kas izmanto augstas intensitātes ultraskaņas viļņus, lai radītu mehāniskas vibrācijas un akustisko kavitāciju šķidrā vidē. Spēcīgie ultrasonikācijas spēki tiek izmantoti, lai uzlabotu dārgmetālu pārstrādes procesu no izlietotām litija jonu baterijām vairākos veidos:
 

1. Sabrukumu: Ultrasonication noārda sasmalcinātos akumulatora materiālus tā, lai tiktu radītas mazākas daļiņas. Mazākām daļiņām ir lielāks virsmas laukums, kas padara ķīmisko izskalošanos efektīvāku, palīdzot atbrīvot vērtīgos metālus.
2. Uzlabota izskalošanās: Ultrasonication pielietošana izskalošanās procesu laikā var uzlabot kontaktu starp cieto materiālu un izskalošanās šķīdumu, palielinot metāla ekstrakcijas efektivitāti. Ultraskaņas izskalošanās veicina metāla ekstrakciju un palielina metālu un minerālu, piemēram, kobalta, mangāna, niķeļa, vara un alumīnija, reģenerēto ražu.
3. Uzlabota elektrodu atslāņošanās: Elektrodu atslāņošanās mērķis akumulatora pārstrādes laikā ir atdalīt dažādus komponentus, piemēram, elektrodus, elektrolītus un separatorus, lai tos varētu tālāk apstrādāt vai pārstrādāt atsevišķi. Ultrasonication palīdz atdalīt un noņemt pārklājumus no elektroda. Sonomehāniskie spēki veicina elektrodu slāņu efektīvu atdalīšanu.
4. Paātrinātas reakcijas: Ultrasonication veicina ātrāku un rūpīgāku sajaukšanu, kas var paātrināt ķīmiskās reakcijas metāla atgūšanas un attīrīšanas laikā.
5. Samazināts enerģijas patēriņš: Ultrasonication var uzlabot procesa efektivitāti, samazinot laiku un enerģiju, kas nepieciešama metāla atgūšanai no izlietotajām baterijām.

 
Ultrasonication var būt labvēlīga loma, lai uzlabotu dārgmetālu un materiālu pārstrādes procesu no izlietotām litija jonu baterijām, palielinot dažādu pārstrādes procesā iesaistīto posmu efektivitāti un lietderību.
Ultraskaņas metāla izskalošanās un elektrodu atslāņošanās procesa soļus var pielāgot individuāliem pārstrādes procesiem, kas var atšķirties, jo uzņēmumi, kas specializējas Li-ion akumulatoru pārstrādē, izstrādā un modificē savus procesus ar visaugstāko efektivitāti.

Ultraskaņas kavitācija katoda atdalīšanai

Ultrasonication atdala katoda materiālus no alumīnija folijas ar akustiskās kavitācijas iedarbību. Akustisko vai ultraskaņas kavitāciju nosaka vietēji sastopams augsts spiediens, augsta temperatūra un to turpmākie kritumi, kas izraisa attiecīgas spiediena un temperatūras atšķirības, kā arī intensīvas mikroturbulences un augstas bīdes mikrostrūklas. Šie kavitācijas spēki ietekmē virsmas robežas, veicina masas pārnesi un izraisa eroziju. Radot šādus intensīvus ķīmiskās, fizikālās, termiskās un mehāniskās dabas spēkus, ultraskaņas kavitācija rada nepieciešamo uzbudinājumu un masas pārnesi, lai izjauktu organisko saistvielu struktūru, ko izmanto litija jonu akumulatoros, lai piestiprinātu katodu pie kolektora / alumīnija folijas.
Lai gan mehāniskā uzbudinājums, piemēram, tikai maisīšana, ir nepietiekama, lai efektīvi atdalītu katoda materiālu no alumīnija folijas, augstas intensitātes ultrasonication nodrošina nepieciešamo sonoķīmisko un sonomehānisko enerģiju, lai pilnībā noņemtu katoda materiālu no kolektoriem. Atšķirībā no mehāniskās maisīšanas, ultraskaņas kavitācija rada intensīvas turbulences, lokāli augstas temperatūras un spiedienus, kā arī uzbudinājumu, straumēšanas un šķidruma strūklas, kas sadala saistvielu, piemēram, PVDF vai PTFE, kas savieno katodu ar Al foliju un mazina abu, katoda un Al folijas virsmu. Tādējādi saistviela starp abiem materiāliem tiek pareizi iznīcināta, un katods un alumīnija folija tiek efektīvi atdalīti.
Piemēram, ultraskaņas atdalīšana rada augstu katoda noņemšanas efektivitāti 99%, izmantojot N-metil-2-pirolidonu (NMP) kā šķīdinātāju 70 ° C temperatūrā (240 W ultraskaņas jauda un 90 min ultraskaņas apstrādes laiks). Tā kā ultraskaņas katoda atdalīšana vienmērīgi izkliedē materiālu un novērš lielākus aglomerātus, tiek atvieglots turpmākais metāla izskalošanās process.
Lasiet vairāk par ultraskaņas elektrodu atslāņošanos, lai atgūtu aktīvos materiālus un strāvas kolektora folijas!

Minerālu ultraskaņas izskalošanās

Iepriekš aprakstītie ultraskaņas kavitācijas efekti veicina metālu izskalošanos arī no izlietotām baterijām. Augstas intensitātes ultrasonication tiek izmantota ne tikai, lai atgūtu minerālus akumulatoru pārstrādē, bet arī bieži tiek izmantota hidrometalurģijā un dārgo rūdu izskalošanā (piemēram, kalnrūpniecības sārņos). Augstā lokalizētā temperatūra, spiediens un bīdes spēki pastiprina metāla izskalošanos un ievērojami palielina izskalošanās efektivitāti. Lai gan kavitācijas karstajos punktos notiek lokalizēta ļoti ekstremāla temperatūra līdz 1000 K, kopējie izskalošanās apstākļi prasa tikai vieglu temperatūru aptuveni 50-60 ° C. Tas padara ultraskaņas metāla reģenerāciju energoefektīvu un ekonomisku.
Minerālu ultraskaņas izskalošanos no izlietotām litija jonu baterijām raksturo augsts reģenerācijas līmenis un efektivitāte. Piemēram, sērskābe (H2SO4) tika veiksmīgi izmantota kā izskalošanās līdzeklis ūdeņraža peroksīda (H2O2) klātbūtnē ultraskaņas minerālu atgūšanas laikā no katoda. Ultraskaņas izskalošanās ar sērskābi izraisīja attiecīgi 94,63% kobalta un 98,62% litija reģenerācijas līmeni.
Ultraskaņas izskalošanās ar organisko citronskābi (C6H8O7· H2O) rada ļoti augstu vara un litija atgūšanu, iegūstot 96% vara un gandrīz 100% litija no izlietotajām litija jonu baterijām.

Vienkārši un droši: ultraskaņas mērogošana no priekšizpētes līdz rūpnieciskai pārstrādei

Augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtas Li-ion akumulatoru pārstrādei ir viegli pieejamas stenda, izmēģinājuma un rūpnieciskai uzstādīšanai. Tā kā ultraskaņas katoda atdalīšana un minerālu ultraskaņas izskalošanās no izlietotajām baterijām jau ir izveidoti procesi, process no pirmajiem izmēģinājumiem, optimizācija līdz jūsu īpašajām procesa prasībām un pilnībā rūpnieciskas ultraskaņas atdalīšanas un / vai izskalošanās sistēmas uzstādīšana ir ātra un vienkārša.
Lasiet vairāk par ultraskaņas izskalošanās priekšrocībām ilgtspējīgai akumulatoru pārstrādei un pilsētvides ieguvei!

Augstas veiktspējas ultrasonikatori akumulatoru pārstrādei

Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultrasonikatorus jebkurā izmērā un jaudā. Ar UIP16000 (16kW) Hielscher ražo visspēcīgāko ultraskaņas procesoru visā pasaulē. UIP16000, kā arī visas citas rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas var viegli klasterizēt līdz vajadzīgajai apstrādes jaudai. Visi Hielscher ultrasonikatori ir būvēti 24/7 darbībai ar pilnu slodzi un prasīgā vidē.
Hielscher Ultrasonics’ Rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.

Ultraskaņas zondes un sono-reaktori jebkuram tilpumam

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem virs galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas aprīkojumu jūsu lietojumam, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.

Precīzi kontrolējamas amplitūdas optimālam rezultātam

Visi Hielscher ultraskaņas procesori ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi R&D un ražošana. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē sonoķīmiski un sonomehāniski izraisītu reakciju efektivitāti un efektivitāti. Visi Hielscher Ultrasonics’ Procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātāja ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju atdalīt katodu no alumīnija folijas, kā arī izskalot minerālus un metālus no izlietotām litija jonu baterijām visefektīvākajos ultraskaņas apstākļos. Optimāla ultraskaņas apstrāde visefektīvākajai litija jonu akumulatoru pārstrādei!
Hielscher ultrssonicators izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher sonikatorus par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu pārstrādes procesa prasībām.

Augstākā kvalitāte – Projektēts un ražots Vācijā

Kā ģimenes un ģimenes uzņēmums, Hielscher piešķir prioritāti augstākajiem kvalitātes standartiem ultraskaņas procesoriem. Visi ultrasonikatori ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība ar pilnu slodzi un prasīgā vidē ir dabiska Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas zondes un reaktoru īpašība.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Fakti, kurus ir vērts zināt

Kas ir litija jonu baterijas?

Litija jonu akumulators, arī Li-ion akumulators, ir uzlādējama akumulatora veids. Salīdzinot ar baterijām, kuru pamatā ir svins un niķelis, litija jonu ierīcēs kā vadītājs tiek izmantots katods, anods un elektrolīts.
Tāpat kā visas baterijas, litija jonu akumulatori uzglabā ķīmisko enerģiju, kas pēc tam tiek pārveidota elektriskajā enerģijā, lai nodrošinātu statisku elektrisko lādiņu jaudai.
Litija jonu akumulatorus parasti izmanto pārnēsājamai elektronikai, piemēram, klēpjdatoriem, viedtālruņiem, kā arī elektriskajiem transportlīdzekļiem. Li-ion bateriju izmantošana izraisa arī pieaugošu interesi no militārajiem un kosmiskās aviācijas uzņēmumiem.