Riciklimi i elektrodave – Shumë efikas me shtrembërim tejzanor

Shpërthimi tejzanor i elektrodave mundëson rikuperimin e materialeve aktive si litiumi, nikeli, mangani, kobalti etj. brenda sekondave. Në këtë mënyrë, shtrydhja e elektrodës tejzanor e bën rikuperimin e materialeve të ripërdorshme nga bateritë më të shpejtë, të gjelbër dhe dukshëm më pak me energji intensive. Hulumtimet kanë vërtetuar tashmë se delaminimi me ultratinguj mund të jetë 100 herë më i shpejtë se teknikat konvencionale të riciklimit.

Ultratingulli i fuqisë përmirëson rikuperimin e materialeve aktive nga elektrodat

Shpërndarja e elektrodave me ndihmën tejzanor ofron një qasje të shpejtë, efikase dhe të qëndrueshme për rikuperimin e materialeve aktive dhe fletës. Këto pjesë të elektrodës janë materiale të vlefshme, të cilat mund të ripërdoren për prodhimin e baterive të reja. Shpërthimi tejzanor jo vetëm që është dukshëm më efikas në energji sesa proceset e riciklimit hidrometalurgjik dhe pirometalurgjik, por ato prodhojnë gjithashtu materiale me pastërti më të lartë.

Avantazhet e shtrembërimit të elektrodës tejzanor

  • E shpejtë (përfunduar brenda sekondave)
  • Lehtë për t'u zbatuar
  • Përshtatshëm me madhësinë e elektrodave
  • Miqësore ndaj mjedisit
  • Ekonomik
  • i sigurt
“Ultrazanor

Delaminimi i elektrodës me ultratinguj për riciklimin e baterive

Kërkesë informacioni





Valët ultratinguj me fuqi të lartë përdoren për të rikuperuar materialet aktive nga elektrodat e baterisë. Shpërndarja e elektrodës tejzanor e bën rikuperimin e materialeve të ripërdorshme nga bateritë më të shpejtë, të gjelbër dhe dukshëm më pak me energji intensive.

Procesor tejzanor me sonotrode për delaminimin e elektrodës. Shpërndarja e elektrodës tejzanor e bën rikuperimin e materialeve të ripërdorshme nga bateritë më të shpejtë, të gjelbër dhe dukshëm më pak me energji intensive.

Riciklimi i baterive: Ndarja dhe shtrembërimi i elektrodave

Riciklimi i baterisë së joneve litium (LIB) synon të rikuperojë materiale të vlefshme. Elektrodat përmbajnë materiale të çmuara dhe të rralla si litium, nikel, mangan, kobalt etj., të cilat mund të rikuperohen në mënyrë efikase duke përdorur një proces të vazhdueshëm delamination tejzanor. Procesorët tejzanor të pajisur me një sondë (sonotrode) mund të krijojnë amplituda intensive. Amplituda transmeton valë ultratinguj në mjedisin e lëngshëm (p.sh., banjë tretës), ku për shkak të cikleve të alternuara të presionit të lartë / presionit të ulët lindin flluska të vogla vakumi. Këto flluska vakumi rriten gjatë disa cikleve, derisa të arrijnë një madhësi në të cilën nuk mund të thithin më shumë energji. Në këtë pikë, flluskat shpërthejnë me dhunë. Shpërthimi i flluskës gjeneron lokalisht një mjedis shumë të dendur me energji me avionë të lëngshëm me shpejtësi deri në 280 m/s, turbulenca të forta, temperatura shumë të larta (rreth 5,000 K), presione (afërsisht 2,000 atm) dhe në përputhje me rrethanat diferenca të temperaturës dhe presionit.
Ky fenomen i shpërthimit të flluskave të shkaktuara në mënyrë ultrasonike njihet si kavitacioni akustik. Efektet e kavitacionit akustik heqin filmin e përbërë të materialit aktiv nga kolektori aktual i fletëve, i cili është i veshur në të dy anët me filmin e përbërë. materiali aktiv përmban kryesisht një përzierje të oksidit të litium manganit (LMO) dhe oksidit të litium-nikel manganit të kobaltit (LiNiMnCoO2 ose NMC) pluhur, si dhe karbon të zi si shtesë përçuese.
Mekanizmi i delaminimit tejzanor bazohet në forcat fizike, të cilat janë të afta të thyejnë lidhjet molekulare. Për shkak të intensitetit të ultrazërit të fuqisë, shpesh mjaftojnë tretës më të butë për të hequr shtresat e materialit aktiv nga petë ose kolektori aktual. Kështu, ndarja tejzanor e elektrodës është më e shpejtë, miqësore me mjedisin dhe dukshëm më pak energji intensive.

Ultratingulli me intensitet të lartë përmirëson ndjeshëm procesin e delamination të elektrodave dhe jep materiale aktive me cilësi të lartë, të cilat mund të ripërdoren për prodhimin e baterive të reja.

Imazhet me mikroskop elektronik skanues (SEM) që tregojnë ndryshimet morfologjike në materialin aktiv të elektrodës pas delaminimit tejzanor. Të gjitha imazhet janë marrë me një zmadhim 5000x dhe energji ngacmimi 10 kV. a) parashtjellimi i materialit katodik, b) materiali aktiv i katodës së delaminuar, c) parashtjellimi i materialit anodë dhe d) materiali i anodës i delaminuar.
(studim dhe foto: Lei et al., 2021)

Thyerja e baterisë kundrejt ndarjes së elektrodave

Për rikuperimin e materialit aktiv përdoren tretës ujorë ose organikë për të tretur fletën metalike, lidhësin polimer dhe/ose materialin aktiv. Dizajni i procesit dhe rrjedha ndikojnë ndjeshëm në rezultatin përfundimtar të rikuperimit të materialit. Procesi tradicional i riciklimit të baterive përfshin copëtimin e moduleve të baterisë. Megjithatë, komponentët e copëtuar janë të vështira për t'u ndarë në komponentë individualë. Kërkon përpunim kompleks për të përftuar material aktiv/të vlefshëm nga masa e grirë. Për të ripërdorur materialet aktive të rikuperuara, kërkohet një shkallë e caktuar pastërtie. Marrja e materialeve shumë të pastra nga pjesa më e madhe e baterive të copëtuara përfshin procese komplekse, tretës të ashpër dhe për këtë arsye është e shtrenjtë. Shpëlarja me ultratinguj përdoret me sukses për të intensifikuar dhe përmirësuar rezultatet e rikuperimit të materialit aktiv nga bateritë e copëtuara të joneve të litiumit.
Si një proces alternativ ndaj copëtimit tradicional, ndarja e elektrodave është treguar si proces efikas i riciklimit të baterive që mund të përmirësojë ndjeshëm pastërtinë e materialeve të marra. Për procesin e ndarjes së elektrodës, bateria zbërthehet në përbërësit e saj kryesorë. Meqenëse elektrodat përmbajnë pjesën më të madhe të materialit të vlefshëm, elektroda ndahet dhe trajtohet kimikisht për të tretur materialet aktive (litium, nikel, mangan, kobalt…) nga folia e veshur ose kolektori aktual. Ultratingulli është i njohur mirë për efektet e tij intensive të shkaktuara nga kavitacioni akustik. Forcat sonomekanike aplikojnë mjaft lëkundje dhe prerje për të hequr materialet aktive, të cilat janë shtresuar në fletë metalike. (Struktura e një petë të veshur është e ngjashme me një sanduiç, petë në qendër dhe shtresa e materialit aktiv ka ndërtuar sipërfaqen e jashtme.)
ndarja e elektrodave do të bënte një opsion më të zbatueshëm sesa copëtimi, kur përdoret së bashku me çmontimin autonom, duke lejuar rrjedha më të pastra të mbetjeve dhe mbajtje më të madhe të vlerës në furnizim.

Procesor tejzanor UIP2000hdT (2000 watts) për delaminimin e elektrodave të baterisë. Delamination tejzanor është një metodë shumë efikase për rikuperimin e materialit aktiv.

Ultrasonicator UIP2000hdT është një procesor i fuqishëm 2000 vat për ndarjen e elektrodave dhe e bën riciklimin e baterive më të shpejtë, më efikas dhe më miqësor ndaj mjedisit.

Kërkesë informacioni





Sonotrodes tejzanor për Delaminimin e Elektrodave

Sonotroda speciale që ofrojnë amplituda e nevojshme për të hequr materialet aktive nga fleta e elektrodës janë lehtësisht të disponueshme. Ndërsa intensiteti i kavitacionit akustik zvogëlohet me rritjen e distancës midis sonotrodës dhe elektrodës, një distancë e vazhdueshme uniforme midis sonotrodës dhe elektrodës është e favorshme. Kjo do të thotë, fleta e elektrodës duhet të zhvendoset nga afër nën majën e sonotrodës, ku valët e presionit janë të forta dhe dendësia e kavitacionit është e lartë. Me sonotrode speciale që ofrojnë një gjerësi më të gjerë se sonda standarde cilindrike ultrasonike, Hielscher Ultrasonics ofron një zgjidhje efikase për shtrembërimin uniform të fletëve të elektrodës nga automjetet elektrike. Për shembull, elektrodat e përdorura në bateritë e automjeteve elektrike me qese (EV) kanë zakonisht një gjerësi prej përafërsisht. 20 cm. Një sonotrode me të njëjtën gjerësi transmeton kavitacionin akustik në mënyrë uniforme në të gjithë sipërfaqen e elektrodës. Në këtë mënyrë, brenda disa sekondash shtresat e materialit aktiv lëshohen në tretës dhe mund të nxirren dhe pastrohen në pluhur. Ky pluhur mund të ripërdoret për prodhimin e baterive të reja.
Ekipi hulumtues i Institutit Faraday në Mbretërinë e Bashkuar raporton se heqja e shtresave të materialit aktiv nga elektroda LIB mund të përfundojë në më pak se 10 s kur elektroda ndodhet direkt nën një sonotrode me fuqi të lartë (1000 deri në 2000 W, p.sh. UIP1000hdT ose UIP2000hdT). Gjatë trajtimit me ultratinguj, lidhjet ngjitëse midis materialeve aktive dhe kolektorëve të rrymës thyhen në mënyrë që në një hap pasues të pastrimit të mund të rikuperohet një kolektor i rrymës së paprekur dhe një material aktiv pluhur.

Ekspozimi me ultratinguj thyen lidhjet molekulare dhe lehtëson rikuperimin e materialeve ngjitëse gjatë riciklimit të baterive.

Imazhet që tregojnë efektin e ultrazërit në anën e pasme të: a) fletës së anodës së baterisë së litiumit dhe b) fletës katodë të baterisë me jon litium. Anoda u delaminua në një tretësirë prej 0,05 M acid citrik; katoda u delaminua në një tretësirë prej 0,1 M NaOH. Sonotrode ishte 20 mm në diametër, me intensitet të fuqisë 120 W/cm2 aplikuar për 3 sekonda, në 2.5 mm larg nga sonotrode. Madhësia e kampionit ishte 3 cm x 3 cm.
(studim dhe foto: Lei et al., 2021)

Ultrasonikë për shtrembërimin e elektrodës

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan procesorë ultrasonikë me performancë të lartë, të cilët punojnë në intervalin 20 kHz. Hielscher Ultrasonikë’ Ultrasonikët industrialë janë procesorë ultratinguj me fuqi të lartë, të cilët mund të japin amplituda shumë të larta për aplikacione kërkuese. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara. Për procesin e delaminimit të vazhdueshëm të elektrodave, Hielscher ofron një sërë sonotrode standarde si dhe të personalizuara. Madhësia sonotrode mund të përshtatet me madhësinë dhe gjerësinë e materialit të elektrodës, duke synuar kështu kushtet optimale të procesit për xhiro të lartë dhe rikuperim superior.

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin më poshtë për të kërkuar informacione shtesë në lidhje me procesorët tejzanor, aplikacionet dhe çmimin. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju dhe t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.




Literatura / Referencat

Delamination tejzanor rikuperon materialet aktive brenda sekondave nga elektrodat e shpenzuara.

Fotoja tregon një fletë bakri, nga e cila u hoqën shtresat e grafitit dhe materialit aktiv në një trajtim tejzanor prej disa sekondash. Komponentët e rikuperuar janë në një tretësirë me pastërti të lartë dhe kolektori aktual i marrë është bakër i pastër.
(Imazhi dhe studimi: Instituti Faraday, Universiteti i Birminghamit, Universiteti i Leicester)


Homogjenizuesit tejzanor me prerje të lartë përdoren në përpunim laboratorik, në tavolinë, pilot dhe në përpunim industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikacioneve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.


Ultrasonikë me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon spektrin e plotë nga ultrasonikatori kompakt laboratorik mbi njësitë e sipërme të stolit deri te sistemet tejzanor të plotë industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratormadhësia industriale.