Hielscher Хэт авианы технологи

Lithium Ion Batteries дахин боловсруулалт хийх Ultrasonics

  • Цахилгаан машинд ашигласан лити-ион батерей нь одоогоор масс зах зээлд ирж байгаа бөгөөд дахин боловсруулах чадавхийг хөгжүүлэх ёстой.
  • Хэт авианы уусалт нь Li-ion зайг зарцуулсан Li, Mg, Co, Ni гэх мэт металлыг нөхөн сэргээх үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй арга юм.
  • Хайлт хийхэд зориулсан Hielscher-ийн үйлдвэрлэлийн хэт авианы систем найдвартай, найдвартай, одоо байгаа дахин боловсруулах үйлдвэрүүдэд амархан нэгтгэх боломжтой.

Литиум-ион батерейг дахин боловсруулах нь

Lithium-ion batteries нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV), зөөврийн компьютер, гар утаснуудад өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь литиум-ион батерейг зарцуулсан нь хог хаягдлын менежмент, дахин боловсруулалтын талаархи одоогийн сорилт юм. Батерейнууд нь EV-ийн гол зардлын драйвер бөгөөд тэдгээрийг зайлуулах нь үнэтэй байдаг. Зайны хаягдал нь үнэ цэнэтэй материалыг агуулдаг учир Lithium-ион батерейг үйлдвэрлэх нүүрстөрөгчийн ул мөрийг багасгахад тусалдаг тул байгаль орчин, эдийн засгийн асуудлууд нь дахин дахин давтагдах давтамжтай.
Ли-ион батерейг дахин боловсруулах нь ховор металлын болон бусад батарейн ирээдүйг хангах, олборлолтын байгаль орчны өртөгийг бууруулахын тулд үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх салбарт өргөжиж байна.

Аж үйлдвэрийн Хэт авианы Leaching

Хэт авианы боловсруулалт ба металл олборлолтыг лити кобальт оксидын батерейнууд (жишээ нь зөөврийн компьютерууд, ухаалаг гар утас гэх мэт) -ийг дахин боловсруулахад хэрэглэж болох ба мөн лити-никель-манганы кобальтийн батерейнууд (жишээ нь, цахилгаан машинуудаас).
Cavitation produced by Hielscher's UIP1000hdT with cascatrode Өндөр хүчин чадлын хэт авиан нь масс шилжүүлгийг сайжруулах, химийн урвалыг эхлүүлэхийн тулд химийн шингэн, хольцыг боловсруулах чадвараараа танигдсан.
Эрчим хүчний ultrasonication нь хүчтэй нөлөө нь акустик х ндий үзэгдэл дээр суурилсан юм. Хэт авианы өндөр хүчдэлийг шингэн / хольц болгон холбосноор шингэний бага даралттай, өндөр даралтын долгион нь жижиг вакуум бөмбөлгийг үүсгэдэг. Бага оврын вакуум хоосон зай нь янз бүрийн нам даралтын / өндөр даралтын цикл дээр ургадаг. Вакуум бөмбөлгийн нуранги нь 5000 км хүртэлх температур, 1000км-ийн даралт, 10-аас дээш температурт халаах, хөргөх зэрэг микронаторт тооцогддог.-10 тохиолддог. Цаашлаад 280м / с хурдтай урсацтай гидродинамик хүчдэл, шингэн турбинууд бий болно. Дуу авианы хөндийн эдгээр онцгой нөхцөлүүд нь хүйтэн шингэний шингэнд онцгой физик, химийн нөхцлийг бий болгож, химийн урвалын ашигтай орчинг бий болгодог (Sonochemistry).

Hielscher's ultrasonicators are reliable and robust systems for the leaching of metals.

48kW хэт авианы процессор
металл хайлуулах гэх мэт хэрэглээг шаардана

Мэдээллийн хүсэлт




Бидний анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Li-Ion Batteries нь дахин боловсруулалтад Хэт авианы Leaching. (Дарна уу!)

Металлын хэт авианы шүүрэл нь батарейн хаягдалаас үүдэлтэй.

Ultrasonically үүсгэсэн х ндий нь уусгагч термолизд нөлөөлөх ба чөлөөт радикалууд, гидроксид ион (• OH,) гидронид (H гэх мэт өндөр реактив радикалууд ба урвалжууд3O +) г.м. нь урвалын хурд нэмэгдэхийн тулд шингэн дэх онцгой реактив нөхцлийг бүрдүүлдэг. Бетон зэрэг хатуу бодисыг шингэн тийрэлтэтээр хурдасгаж, харилцан үйлчлэл бүхий гадаргууг ихэсгэх болон гадаргууг ихэсгэх замаар гадаргууг мөргөх, элэгдэлд оруулна.
Хэт авианы уусгалт ба метал сэргээх гайхалтай давуу тал нь далайц, даралт, температур гэх мэт процессийн параметрүүдийн нарийн хяналт юм. Эдгээр параметрүүд нь урвалын нөхцлийг процессын дунд болон зорилтот гарцад яг тохируулах боломжийг олгодог. Цаашилбал, хэт авианы leaching нь субстратаас хамгийн жижиг металл хэсгүүдийг арилгаж, бичил биетийг хадгалах. Сайжруулсан металлыг сэргээх нь өндөр реактив гадаргуутай хэт авианы бүтцийг бий болгож, урвалын хурд нэмэгдэж, массын тээвэр сайжирсантай холбоотой. Sonication процессыг параметр бүрт нөлөөлж, зөвхөн үр дүнтэй төдийгүй эрчим хүч хэмнэлттэй байдаг.
Түүний яг нарийн параметрийн хяналт, эрчим хүчний үр ашиг нь хэт авианы таатай, дэвшилтэт техникийг түрхэхэд хүргэдэг – ялангуяа хэцүү хүчилтэй уусмал, chelation аргатай харьцуулахад.

LiCoO-ийн хэт авианы нөхөн сэргээлт2 Lithium-Ion Batteries-аас зарагдсан

Ultrasonication нь Li шиг Ли нөхөн сэргээхэд ашиглагддаг reductive leaching болон химийн хур тунадасжилтыг дэмждэг2CO3 болон Co as Co (OH)2 хаягдал лити-ион батерейгаас авдаг.
Zhang et al. (2014) LiCoO-ийн амжилттай сэргээлтийг тайлагнав2 хэт авианы реактор ашиглаж байна. 600мл-ийн эх уусмалыг бэлтгэхийн тулд 10кг хүчингүй LiCoO-г байрлуулсан2 шилэн саванд хийж, холимог хольцын уусмалыг 2.0 моль / л л нэмнэ.
Холимог хэт авианы цацрагаар цутгаж, хутгах төхөөрөмжийг эхлүүлсэн бөгөөд хутгах төхөөрөмжийг урвалын савны дотор талд байрлуулсан. Энэ нь 120 хэм хүртэл дулаарсан, дараа нь Хэт авианы төхөөрөмж 800W хүртэл тохируулсан бөгөөд хэт авианы горимыг 5 секундын турш тасралтгүй ажиллах циклт тавьсан. ON / 2sec. OFF. Хэт авианы цацрагийг 6 цаг хэрэглэсэн бөгөөд дараа нь урвалын холимог тасалгааны температурт хөргөнө. Хатуу үлдэгдэл ионгүйжүүлсэн усаар хэдэн удаа угааж, тогтмол жин хүртэл 80 0С-т хатаана. Дараачийн туршилт, батерейны үйлдвэрлэлд авсан дээжийг цуглуулсан. Эхний мөчлөг дэх цэнэгийн хүчин чадал нь 134.2мАг / гр бөгөөд гоожих хүчин чадал 133.5мАг / г байна. Эхний удаагийн төлбөр, үр ашгийн хувь 99.5% байв. 40 мөчлөгт орсны дараа хүчин чадал нь 132.9мАг / гр байна. (Zhang et al. 2014)

Ultrasonically сэргээгдсэн LiCoO2 талстууд. (Дарна уу!)

Өмнө нь (а) ба дараа нь (b) 6 цагт хэт авиан аппаратад 120 хэмээс Ашигласан LiCoO2 талстууд. Эх сурвалж: Zhang et al. 2014

Нимбэгийн хүчил зэрэг органик хүчлүүдтэй хэт авианы уусалт нь зөвхөн үр дүнтэй төдийгүй байгаль орчинд ээлтэй. Судалгаа нь Co, Li-ийн уусмал нь органик биш хүчилтэй харьцуулахад исэлдсэн хүчилтэй илүү үр дүнтэй байдаг гэж үздэг2SO4 ба HCl. Литиум-ион батерейгаас 96% -иас дээш, 100% -иас Ли-г нөхөн сэргээсэн байна. Ийнхүү нимбэгийн хүчил, цууны хүчил зэрэг органик хүчлүүд нь хямдхан, задралд ордог бөгөөд энэ нь sonication-ийн эдийн засаг, байгаль орчны давуу талыг нэмэгдүүлдэг.

Өндөр хүчин чадалтай аж үйлдвэрийн хэт ачаалал

UIP4000hdT - Hielscher's 4kW high-performance ultrasonic system Hielscher Ultrasonics нь хаягдал материалын металлыг зайлуулах шаардлагатай хүчийг хүргэдэг өндөр үр ашигтай, найдвартай хэт авианы системд зориулсан таны урт туршлагатай нийлүүлэгч юм. Хүчитгэсэн, хүчирхэг, хүчирхэг хэт авианы систем зэрэг кобальт, литийн, никель, манган зэрэг металлыг олборлох замаар лити ион батерейг дахин боловсруулахын тулд маш чухал юм. Hielscher Ultrasonics’ зэрэг үйлдвэрлэлийн нэгжүүд UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10кВ) болон UIP16000 (16kW) зах зээл дээр хамгийн хүчирхэг, хүчирхэг өндөр үзүүлэлттэй хэт авианы систем юм. Бидний үйлдвэрлэлийн бүх нэгжүүд нь 24/7 цагийн турш 200μm хүртэлх маш өндөр давтамжтайгаар тасралтгүй ажиллаж чаддаг. Бүр илүү их далайцтай, өөрчилсөн хэт авианы sonotrodes боломжтой байдаг. Hielscher-ийн хэт авианы тоног төхөөрөмжүүдийн найдвартай байдлыг 24 цагийн турш ажиллуулах боломжийг олгодог. Hielscher нь өндөр температур, даралт, идэмхий шингэнтэй тусгай sonotrodes болон реакторуудыг нийлүүлдэг. Энэ нь бидний үйлдвэрлэдэг ultrasonicators нь олборлолын металлургийн техникт хамгийн тохиромжтой байдаг, тухайлбал гидрометаллургийн эмчилгээ.

Доорхи хүснэгтэд манай хэт авианы аппаратуудын ойролцоо хүчин чадлын процессыг харуулж байна:

багц-р боть урсгалын хэмжээ Зөвлөмж болгож буй төхөөрөмжүүд
0.1-20L байна 0.2-4L / мин UIP2000hdT
10-100л 2-10л / мин UIP4000
na 10-100л / мин UIP16000
na том нь кластер UIP16000

Холбоо барих! / АНУ-ын асуу!

Та хэт авианы нэгэн төрлийн талаар нэмэлт мэдээлэл шаардах хүсвэл доорх маягтыг ашиглана уу. Бид танд таны хайсан үгийн хангасан нь хэт авианы системийг санал болгож баяртай байх болно.









Биднийг анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Уран зохиол / Ашигласан материал

  • Golmohammadzadeh R., Rashchi F., Vahidi E. (2017): Лити болон кобальтыг зарцуулсан лити-ион батерейг органик хүчлүүдээр баяжуулах үйл явцыг оновчтой болгох, кинетик шинж чанарыг ашиглана. Хог хаягдлын менежмент 64, 2017. 244-254.
  • Shin S.-M .; Ли Д.-В .; Ван Ж.-П. (2018): Никель Наносжуулсан Нунтагыг LiNiO-аас гарган авах2 Lithium-Ion Зай хэмнэлээс авсан. Метал 8, 2018 он.
  • Жан З., Тэр W., Ли Г., Ся Ж., Ху Х., Хуанг Ж. (2014): Хэт авианы туслалцаатай Гидротермаль шинэчлэлийн LiCoO2 Lithium-ion battery-ийн катодын катодын Int. J. Electrochem. Шинжлэх ухаан, 9 (2014). 3691-3700.
  • Жан З., Тэр В., Ли Г., Ся Ж., Ху Х., Хуанг Ж., Доншебо З. (2014): Литиум-ионы цахилгааны катодоос лити кобальт оксидыг сэргээх. ECS Electrochemistry Letters, 3 (6), 2014. A58-A61.


Баримтууд үнэ мэдэх

Lithium-Ion батерейнууд

Lithium-ion batteries (LIB) нь эрчим хүчний өндөр нягтралыг санал болгодог (rechargeable) батерейн нэр томьёо бөгөөд цахим машин, гибрид машин, зөөврийн компьютер, гар утас, iPod гэх мэт хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэлд байнга хэрэглэгддэг. ижил хэмжээтэй, цэнэглэдэг батерейны бусад хувилбарууд LIBs нь нэлээн хөнгөн байна.
ЛИАИ лити анхдагч зайг бодвол либлийн нэгдэл нь метал литийн оронд электродын оронд интегралчилсан лити хэрэглэдэг. Литиум-ионы батерейны гол бүрэлдэхүүнүүд нь түүний электродууд юм – анод ба катод – ба электролит.
Ихэнх эсүүд нь электролит, тусгаарлагч, тугалган цаас ба савны хувьд нийтлэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хуваана. Эсийн технологийн хоорондын гол ялгаа нь ашиглагдах материал юм “идэвхтэй материал” катод ба анод зэрэг. Графит нь хамгийн их ашиглагддаг материал болох анод, харин катодын давхарга нь LiMO2 (M = Mn, Co, ба Ni), LiMn2The4, эсвэл LiFePO оливин4. Электролитийн карбонат (EC), диметил карбонат (DMC), диэтил карбонат (DEC), этил метилийн карбонат (EMC) гэх мэт органик уусгагчаар уусгасан электролит органик шингэн электролит (жишээ нь, ионы хөдөлгөөн.
Эерэг (катод) ба сөрөг (анод) электродоос хамаарч эрчим хүчний нягтрал ба LIB-ийн хүчдэл тус тус өөрчлөгдөнө.
Цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ихэвчлэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн зай (EVB) эсвэл зүтгүүрийн зай ашигладаг. Ийм зүтгүүрийн батарейг нь сэрээт ачаа, цахилгаан гольфын тэрэг, шал цэвэрлэх, цахилгаан мотор, цахилгаан машин, ачааны машин, ван болон бусад цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашиглагддаг.

Li-Ion Batteries хэмээх металыг дахин боловсруулах

Бусад төрлийн батерейнууд нь хар тугалга, кадмий агуулсан байдаг тул Ли-ион батерейнууд нь хортой металлыг бага агуулагатай тул байгаль орчинд ээлтэй гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч асар их хэмжээний Li-ion зайг зарцуулсан бөгөөд энэ нь цахилгаан автомашинаас зайг хэмнэх, хаягдлын асуудал үүсгэх болно. Тиймээс Li-ion батерейг дахин ашиглах давтамж шаардлагатай байна. Эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл төмрийн, зэс, никель, кобальт, литум зэрэг металлын элементүүдийг шинэ батерейнууд үйлдвэрлэж, дахин ашигладаг. Дахин боловсруулах нь ирээдүйн хомсдолоос сэргийлэх болно.
Өндөр үнэтэй никель бүхий батерейнууд зах зээлд орж ирдэг ч кобальтгүйгээр зай үйлдвэрлэх боломжгүй юм. Никелийн агууламж өндөр байна: Никелийн агууламж нэмэгдсэнээр батерейны тогтвортой байдал буурч улмаар түүний мөчлөгийн хугацаа, хурдан цэнэг цэнэглэх чадвар буурч байна.

Li-ion батерейны эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэнэ. Эх сурвалж: Deutsche Bank

Ли-ион батерейны эрэлт өсөх хүсэлт нь хаягдал батерейн дахин боловсруулах хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх хүсэлт гаргахыг шаарддаг.

Дахин боловсруулах үйл явц

Tesla Roadster гэх мэт цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейнууд нь ойролцоогоор 10 жил амьдардаг.
Хүчтэй Li-ion зайг дахин боловсруулах нь өндөр хүчдэлийн болон аюултай бодисуудаас шалтгаалан шаарддаг тул дулааны алдагдал, цахилгаан цочрол болон хорт бодисын ялгарал зэрэг эрсдэлтэй байдаг.
Хаалттай гогцоо дахин боловсруулахын тулд химийн бонд, бүх элементүүдийг тус тусад нь хуваана. Гэхдээ хаалттай давталт хийхэд шаардагдах энерги маш үнэтэй байдаг. Сэргээхэд хамгийн үнэтэй материал болох Ni, Co, Cu, Li гэх мэт металлууд өндөр үнэтэй уул уурхай, металлын зах зээлийн үнэ өндөр байгаа тул эдийн засгийн хувьд илүү сонирхолтой болгодог.
Li-ion батерейг дахин боловсруулах үйл ажиллагаа нь батарейг буулгах, цэнэггүй болгох ажил эхэлдэг. Зайг нээхээсээ өмнө зай дахь химийн бодисуудыг идэвхигүй болгох шаардлагатай. Хагшаасыг креоген хөлдөөх, эсвэл исэлдүүлэх чадвараар гүйцэтгэж болно. Зайны хэмжээнээс хамааран зайг задалж задлах боломжтой болно. Буулгах, бутлах аргыг хэрэглэсний дараа элементүүд нь электродын нунтаглалтын эсүүд, хөнгөн цагаан, зэс, хуванцар зэргийг зайлуулахын тулд хэд хэдэн аргуудаар тусгаарлана (ж.нь: тор, шигших, гар сонгох, соронзон, нойтон, баллистик тусгаарлалт). Электродын материалыг тусгаарлах нь доод шатны процессуудад, тухайлбал гидрометаллургийн эмчилгээ хийхэд зайлшгүй шаардлагатай.
Полиолиз
Пиролизийн боловсруулалт хийхэд шохойн чулуу нь шагшин үүсгэгч бодисоор нэмэгддэг зууханд хэрчиж буй зайг зууханд хайлуулна.

Гидротермаль процессууд
Гидрометаллургийн боловсруулалт нь металлын хувьд давс үүсгэхийн тулд хүчиллэг урвал дээр суурилдаг. Гидрометаллургийн процессууд нь уусгах, хур тунадас, ионы солилцоо, усан уусгагч уусмал, усан уусмал электролиз зэрэг орно.
Гидротермаль процессын давуу тал нь Ni болон Co-ийн 95% -ийн сэргээгдэх гарц бөгөөд давсны хүчлийн давс, Лигийн 90% -ийг хуримтлуулж болох ба бусад нь 80% -р хүртэл нөхөн сэргээгддэг.

Ялангуяа кобальт бол өндөр энерги болон эрчим хүчний хэрэглээнд зориулан лити-ионы батарейн катодын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Toyota Prius зэрэг одоогийн эрлийз машинууд нь никель метал гидрид зайг ашигладаг. Энэ нь Li-ion батерейтай ижил төстэйгээр дахин боловсруулж, дахин боловсруулдаг.

Hielscher Ultrasonics нь өндөр үзүүлэлттэй ultrasonicators үйлдвэрлэдэг.

Лаборатори, вандан дээрээс үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд хүчтэй sonication.