Ultrasonics Padara litija jonu akumulatoru pārstrādi efektīvāku

Litijs ir nepietiekams un ļoti vērtīgs materiāls augstas veiktspējas akumulatoros, piemēram, litija baterijās. Litijs ir visvērtīgākais materiāls, kas tiek reģenerēts Li-ion bateriju pārstrādē, bet arī citas minerālvielas un metāli, piemēram, kobalts, mangāns, niķelis, varš un alumīnijs, ir vērtīgi metāli reģenerācijai. Augstas intensitātes ultrasonikācija tiek izmantota kā augstas bīdes uzbudinājums un izskalošanās tehnika, lai iegūtu, noņemtu un izšķīdinātu vērtīgus minerālus un metālus no izlietotām baterijām. Ultraskaņas apstrādes metode ir ļoti efektīva, energoefektīva un ir viegli pieejama uzstādīšanai pilna komerciālās pārstrādes iekārtās.

Pārskats: Li-Ion-Battery Recycling process

Otrreizējās pārstrādes procesi var atšķirties, jo uzņēmumi, kas specializējas litija jonu bateriju pārstrādē, izstrādā un pārveido savus procesus ar visaugstāko efektivitāti. Tomēr, lai atgūtu vērtīgus materiālus, piemēram, litiju no baterijām, ir jāveic šādas darbības:
Pirmkārt, akumulatora plastmasas vāciņš ir salauzts un noņemts. Pēc tam kails akumulators tiek ievietots šķidrajā slāpeklī, lai neitralizētu reaktīvas, sprādzienbīstamas vielas. Šis solis nodrošina, ka tiek novērsta pēkšņa visas uzglabātās enerģijas izdalīšanās un ar to saistītā aizdegšanās un eksplozija.
Pēc šiem preparatīvas soļiem, akumulators tiek likts uz virpas, kur akumulators ir atvērts ar zāģi, lai ārējā apvalka var noņemt. Noņēma līdz akumulatora serdei, katodu, anodu un atdalītāju ekstrahē un ievieto krāsnī, kur tos žāvē 24 stundas aptuveni 60-120 °C temperatūrā. Pirms metāla ekstrakcijas izolētie elektrodi, t. i., katods un anods, ir vēl vairāk jāizjauc. Tā kā katod materiāls parasti tiek ievērots alumīnija folijā ar saistvielu, parasti polivinilidēnfluorīds (PVDF) vai politetrafluoretilēns (PTFE), tas ir grūts uzdevums, lai novērstu katoda un alumīnija foliju viens no otra. Lai pareizi atdalītu katoda materiālu no folijas, ir pierādīts, ka ultraskaņas atdalīšana ir ļoti efektīva, ātra un ekonomiska ārstēšana. Bet ultraskaņas procesa intensifikācija šeit neapstājas. Metālu un minerālvielu, piemēram, kobalta, mangāna, niķeļa, niķeļa un alumīnija, ultraskaņas izskalošana veicina metāla ekstrakciju un palielina reģenerētu metālu ražu.

Ultraskaņas kavitācija katodu atdalīšanai

Ultrasonication atdala katoda materiālus no alumīnija folijas ar akustiskās kavitācijas ietekmi. Akustisko vai ultraskaņas kavitāciju nosaka vietēji sastopams augsts spiediens, augsta temperatūra un to turpmākie pilieni, kas izraisa attiecīgos spiediena un temperatūras diferenciālie, kā arī intensīvas mikroturbulences un augstas bīdes mikro strūklas. Šie kavitācijas spēki ietekmē virsmas robežas, veicina masveida pārnesi un izraisa eroziju. Radot tik intensīvu spēku ķīmisko, fizisko, termisko un mehānisko raksturu, ultraskaņas kavitācija rada nepieciešamo uzbudinājumu un masu nodošanu, lai izjauktu organisko saistvielas struktūru, ko izmanto litija jonu baterijas, lai noteiktu katodu uz kolektora / alumīnija foliju.
Kaut arī mehāniskā uzbudinājums, piemēram, maisot vien ir nepietiekams, lai atdalītu katoda materiālu efektīvi no alumīnija folijas, augstas intensitātes ultrasonikācija nodrošina nepieciešamo sonochemical 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 sašķeļ saistvielu, piemēram, PVDF vai PTFE, kas savieno katodu ar Al foliju, un samazina gan katoda, gan Al folijas virsmu. Tādējādi saistviela starp abiem materiāliem ir pareizi destructed un katods un alumīnija folija ir efektīvi atdalītas.
Piemēram, ultraskaņas atdalīšana nodrošina augstu katoda atdalīšanas efektivitāti par 99%, izmantojot N-metil-2-pirolidonu (NMP) kā šķīdinātāju 70 °C temperatūrā (240 W ultraskaņas jauda, un 90 min ultraskaņas apstrādes laiku). Tā kā ultraskaņas katoda atdalīšana vienmērīgi izkliedē materiālu un novērš lielākus aglomerātus, tiek atvieglots turpmākais metāla izskalošanas process.
Lasiet vairāk par ultraskaņas elektrodu atslāņošanos, lai atgūtu aktīvos materiālus un pašreizējās kolektora folijas!

Minerālu ultraskaņas izskalošana

Iepriekš aprakstītie ultraskaņas kavitācijas efekti veicina metālu izskalošanos arī no izlietotajām baterijām. Augstas intensitātes ultrasonikācija tiek izmantota ne tikai, lai atgūtu minerālus akumulatoru pārstrādē, bet arī bieži tiek izmantota hidrometalurģijā un dārgakmeņu izskalošanā (piemēram, kalnrūpniecības sārņos). Augstās lokalizētās temperatūras, spiedieni 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 izskalošana no izlietotām li-jonu baterijām ir raksturīga ar augstu reģenerācijas ātrumu un efektivitāti. Piemēram, sērskābe (H2SO4) tika veiksmīgi izmantota kā izskalošanas līdzeklis ūdeņraža peroksīda (H2O2) klātbūtnē ultraskaņas minerālu atgūšanas laikā no katoda. Ultraskaņas izskalošana ar sērskābi izraisīja atgūšanas ātrumu 94,63% kobaltam un 98,62% litijam.
Ultraskaņas izskalošana ar organisko citronskābi (C6H8O7· H2O) rada ļoti augstu vara un litija atgūstamību, iegūstot 96% vara un gandrīz 100% litija no izlietotajām li-ion baterijām.

Vienkāršs un drošs: Ultraskaņas mērogot no priekšizpētes līdz rūpnieciskajai pārstrādei

Augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtas Li-ion bateriju pārstrādei ir viegli pieejama stenda, pilota un rūpnieciskās uzstādīšanas. Tā kā ultraskaņas katoda atdalīšana un minerālu ultraskaņas izskalošanās no izlietotām baterijām jau ir izveidoti procesi, process no pirmajiem izmēģinājumiem, optimizācija līdz jūsu konkrētajām procesa prasībām un pilnībā rūpnieciskās ultraskaņas atdalīšanas un/vai izskalošanās sistēmas uzstādīšana ir ātra un vienkārša.

Augstas veiktspējas ultrasonikatori bateriju pārstrādei

Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas aparātus jebkurā izmērā un spējā. Ar UIP16000 (16kW) Hielscher ražo visspēcīgāko ultraskaņas procesoru visā pasaulē. UIP16000, kā arī visas citas rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas var viegli klasterus ar nepieciešamo apstrādes jaudu. Visi Hielscher ultrasonicators ir būvēti 24 /7 darbībai pilnā slodzē un prasīgā vidē.
Hielscher Ultraskaņas’ 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 sonotrodi.

Ultraskaņas zondes un Sono reaktori jebkuram apjomam

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem pār 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 pieteikumam, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.

Precīzi kontrolējama amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visi Hielscher ultraskaņas procesori ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi R&D un ražošanu. Amplitūda ir viens no būtiskiem procesa parametriem, kas ietekmē sonochemical un sonomechanically izraisītu reakciju efektivitāti un lietderību. Visi Hielscher Ultrasonics’ procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātājs 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 iespēju atdalīt katodu no alumīnija folijas, kā arī izskaloties minerālus un metālus no izlietotām li-jonu baterijām visefektīvākajās ultraskaņas apstākļos. Optimāla ultraskaņas apstrāde visefektīvākai litija jonu akumulatoru otrreizējai pārstrādei!
Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu pārstrādes procesa prasībām.

Augstākā kvalitāte – Projektē un ražo Vācijā

Hielscher kā ģimenei piederošs un ģimenes uzņēmums nosaka visaugstākos kvalitātes standartus saviem ultraskaņas procesoriem. Visi ultraskaņas aparāti ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācija. Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība pilnā slodzē un prasīgā vidē ir Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas zonžu un reaktoru dabiska īpašība.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: