Переработка электродов – Высокая эффективность с ультразвуковым расслоением

Ультразвуковое расслоение электродов позволяет в течение нескольких секунд восстанавливать активные вещества, такие как литий, никель, марганец, кобальт и т.д. Таким образом, расслоение ультразвукового электрода делает восстановление многоразовых материалов из батарей более быстрым, зеленым и значительно менее энергоемким. Исследования уже доказали, что ультразвуковое расслоение может быть в 100 раз быстрее, чем обычные методы переработки.

Силовой ультразвук улучшает извлечение активных материалов из электродов

Ультразвуковое расслоение электродов обеспечивает быстрый, эффективный и устойчивый подход к извлечению активных материалов и фольги. Эти части электрода являются ценными материалами, которые могут быть повторно использованы для изготовления новых батарей. Ультразвуковое расслоение не только значительно более энергоэффективно, чем гидрометаллургические и пирометаллургические процессы рециркуляции, но и дает материалы более высокой чистоты.

Преимущества расслоения ультразвукового электрода

  • Быстрый (выполняется в течение нескольких секунд)
  • Простота внедрения
  • Возможность адаптации к размерам электродов
  • Экология-дружественный
  • Экономный
  • безопасно
"Ультразвуковой аппарат

Расслоение ультразвукового электрода для переработки аккумуляторов

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Мощные ультразвуковые волны используются для извлечения активных материалов из аккумуляторных электродов. Расслоение ультразвукового электрода делает извлечение многоразовых материалов из батарей более быстрым, зеленым и значительно менее энергоемким.

Ультразвуковой процессор с сонотродом для расслоения электродов. Расслоение ультразвукового электрода делает извлечение многоразовых материалов из батарей более быстрым, зеленым и значительно менее энергоемким.

Переработка батарей: разделение и расслоение электродов

Переработка литий-ионных аккумуляторов (LIB) направлена на извлечение ценных материалов. Электроды содержат драгоценные и редкие материалы, такие как литий, никель, марганец, кобальт и т. Д., Которые могут быть эффективно извлечены с использованием непрерывного процесса ультразвукового расслоения. Ультразвуковые процессоры, оснащенные зондом (сонотродом), могут создавать интенсивные амплитуды. Амплитуда передает ультразвуковые волны в жидкую среду (например, растворительную ванну), где из-за чередующихся циклов высокого давления / низкого давления возникают мельчайшие вакуумные пузырьки. Эти вакуумные пузырьки растут в течение нескольких циклов, пока не достигнут размера, при котором они не могут поглощать дальнейшую энергию. В этот момент пузырьки взрываются яростно. Пузырьковая имплозия локально создает высокоэнергетическую среду со струями жидкости со скоростью до 280 м / с, интенсивными турбулентностями, очень высокими температурами (около 5000 К), давлениями (около 2000 атм) и, соответственно, перепадами температур и давлений.
Это явление ультразвуковой индуцированной пузырьковой имплозии известно акустической кавитацией. Эффекты акустической кавитации удаляют композитную пленку активного материала из фольгированного токосъемника, который с обеих сторон покрыт композитной пленкой. активный материал содержит в основном смесь оксида литий-марганца (LMO) и порошка оксида кобальта литий-никелевого марганца (LiNiMnCoO2 или NMC), а также технического углерода в качестве проводящей добавки.
Механизм ультразвукового расслоения основан на физических силах, которые способны разрывать молекулярные связи. Из-за интенсивности силового ультразвука часто более мягких растворителей достаточно для удаления слоев активного материала из фольги или токосъемника. Таким образом, ультразвуковое расслоение электрода происходит быстрее, экологичнее и значительно менее энергоемко.

Высокоинтенсивная ультразвуковая обработка значительно улучшает процесс расслоения электродов и дает высококачественные активные материалы, которые могут быть повторно использованы для производства новых батарей.

Изображения сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), показывающие морфологические изменения активного материала электрода при ультразвуковом расслоении. Все снимки были сделаны при 5000-кратном увеличении и энергии возбуждения 10 кВ. а) предварительное расслоение катодного материала, б) расслоенный активный материал катода, в) предрасслоение анодного материала и г) расслоение анодного материала.
(исследование и фотографии: Lei et al., 2021)

Измельчение батареи против разделения электродов

Для восстановления активного материала используют либо водные, либо органические растворители для растворения металлической фольги, полимерного связующего и/или активного материала. Конструкция процесса и поток значительно влияют на конечный результат извлечения материала. Традиционный процесс утилизации батарей включает в себя измельчение аккумуляторных модулей. Однако измельченные компоненты трудно разделить на отдельные компоненты. Он требует комплексной обработки с целью получения активного/ценного материала из измельченной массы. Для повторного использования восстановленных активных материалов требуется определенная степень чистоты. Извлечение высокочистых материалов из измельченной батареи включает в себя сложные процессы, агрессивные растворители и поэтому является дорогостоящим. Ультразвуковое выщелачивание успешно применяется для интенсификации и улучшения результатов извлечения активного материала из измельченных литий-ионных аккумуляторов.
В качестве альтернативы традиционному измельчению было показано, что разделение электродов является эффективным процессом переработки батарей, который может значительно улучшить чистоту получаемых материалов. Для процесса разделения электродов батарея разбирается на основные компоненты. Поскольку электроды содержат наибольшую долю ценного материала, электрод отделяется и обрабатывается химически для растворения активных материалов (лития, никеля, марганца, кобальта ...) из покрытой фольги или токосъемника. Ультразвук хорошо известен своими интенсивными эффектами, вызванными акустической кавитацией. Сономеханические силы прикладывают достаточно колебаний и сдвига, чтобы удалить активные материалы, которые наслаиваются на фольгу. (Структура фольги с покрытием похожа на сэндвич, фольга в центре и слой активного материала построены на внешней поверхности.)
разделение электродов сделало бы более жизнеспособным вариантом, чем измельчение, при использовании в сочетании с автономной разборкой, что позволило бы получить более чистые потоки отходов и большее удержание стоимости в подаче

Ультразвуковой процессор UIP2000hdT (2000 Вт) для расслоения аккумуляторных электродов. Ультразвуковое расслоение является высокоэффективным методом восстановления активного материала.

ультразвуковой дезинтегратор UIP2000hdT это мощный процессор мощностью 2000 Вт для расслоения электродов и делает переработку батарей более быстрой, эффективной и экологически чистой.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковые сонотроды для расслоения электродов

Специальные сонотроды, обеспечивающие необходимую амплитуду для удаления активных материалов из электродной фольги, легко доступны. Поскольку интенсивность акустической кавитации уменьшается с увеличением расстояния между сонотродом и электродом, непрерывно равномерное расстояние между сонотродом и электродом является благоприятным. Это означает, что электродный лист должен быть перемещен близко под кончиком сонотрода, где волны давления сильны, а плотность кавитации высока. Благодаря специальным сонотродам, предлагающим более широкую ширину, чем стандартный цилиндрический ультразвуковой зонд, Hielscher Ultrasonics предлагает эффективное решение для равномерного расслоения электродных листов от электромобилей. Например, электроды, используемые в батареях электромобилей (EV), обычно имеют ширину около 20 см. Сонотрод одинаковой ширины равномерно передает акустическую кавитацию по всей поверхности электрода. Таким образом, в течение нескольких секунд слои активного материала высвобождаются в растворитель и могут быть экстрагированы и очищены в порошок. Этот порошок может быть повторно использован для производства новых батарей.
Исследовательская группа Института Фарадея в Великобритании сообщает, что удаление слоев активного материала с электрода LIB может быть завершено менее чем за 10 с, когда электрод расположен непосредственно под сонотродом высокой мощности (от 1000 до 2000 Вт, например, UIP1000hdT или UIP2000hdT). Во время ультразвуковой обработки адгезионные связи между активными материалами и токосъемниками разрываются, так что на последующей стадии очистки может быть восстановлен неповрежденный токосъемник и порошкообразный активный материал.

Ультразвук разрушает молекулярные связи и облегчает восстановление сктивных материалов во время переработки батарей.

Изображения, показывающие влияние ультразвука на тыльную сторону: а) лист анодного литий-ионного аккумулятора и б) катодного листа литий-ионного аккумулятора. Анод расслаивали в растворе 0,05 М лимонной кислоты; катод расслаивали в растворе 0,1 М NaOH. Сонород был 20 мм в диаметре, с интенсивностью мощности 120 Вт / см2, применяемой в течение 3 секунд, на расстоянии 2,5 мм от сонотрода. Размер выборки был 3 см х 3 см.
(исследование и фотографии: Lei et al., 2021)

Ультразвуковые аппараты для расслоения электродов

Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и распространяет высокопроизводительные ультразвуковые процессоры, которые работают в диапазоне 20 кГц. Ультразвук Hielscher’ Промышленные ультразвуковые аппараты - это мощные ультразвуковые процессоры, которые могут обеспечивать очень высокие амплитуды для требовательных применений. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Для непрерывного процесса расслоения электродов Hielscher предлагает ряд стандартных, а также индивидуальных сонотродов. Размер сонотрода может быть адаптирован к размеру и ширине электродного материала, тем самым нацеливаясь на оптимальные условия процесса для высокой пропускной способности и превосходного извлечения.

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, приложениях и цене. Мы будем рады обсудить ваш процесс с Вами и предложить вам ультразвуковую систему, отвечая вашим требованиям!









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,




Литература / Ссылки

Ультразвуковое расслоение восстанавливает активные материалы в течение нескольких секунд из отработанных электродов.

На снимке показана медная фольга, из которой слои графита и активного материала были удалены в результате ультразвуковой обработки за несколько секунд. Восстановленные компоненты находятся в растворе высокой чистоты, а полученный токосъемник представляет собой чистую медь.
(Изображение и исследование: Институт Фарадея, Университет Бирмингема, Университет Лестера)


Ультразвуковые высокопоточные гомогенизаторы используются в лабораторной, настольной, пилотной и промышленной обработке.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов для смешивания приложений, дисперсии, эмульгации и экстракции в лабораторных, пилотных и промышленных масштабах.


Высокоэффективный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактного лабораторного ультразвукового аппарата до полностью промышленных ультразвуковых систем.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.