Ultrazvuk čini reciklažu litijum-jonskih baterija efikasnijim

Litijum je oskudan i veoma vredan materijal prisutan u baterijama visokih performansi, kao što su Li-jonske baterije. Litijum je najvredniji materijal koji se nalazi u reciklaži Li-jonskih baterija, ali i drugi minerali i metali kao što su kobalt, mangan, nikl, bakar i aluminijum su dragoceni metali za oporavak. Ultrazvučnost visokog intenziteta se koristi kao tehnika agitacije i lišća visokog intenziteta za vađenje, uklanjanje i rastvaranje vrednih minerala i metala iz potrošenih baterija. Metod sonifikacije je veoma efikasan, energetski efikasan i lako je dostupan za instalaciju u objektima za reciklažu u punoj reklami.

Pregled: Proces reciklaže li-jonskih baterija

Procesi reciklaže mogu da se razlikuju jer kompanije specijalizovane za reciklažu li-jonskih baterija razvijaju i modifikuju svoje procese do najveće efikasnosti. Međutim, da bi se iz baterija povratili vredni materijali kao što je litijum, potrebni su sledeći koraci:
Prvo se plastični poklopac baterije razbije i ukloni. Nakon toga, gola baterija se stavlja u tečni azot kako bi se neutralisale reaktivne, eksplozivne supstance. Ovim korakom se uverite da je sprečeno iznenadno oslobađanje sve uskladištene energije i naknadno paljenje i eksplozija povezana sa tim.
Nakon ovih pripremnih koraka, baterija se zatim smešta na letva, gde se baterija otvara testerom, tako da se može ukloniti vanseri ljuska. Skinute do jezgra baterije, katoda, anoda i separatora se izdvajaju i vode u rernu, gde se suše za 24 h na oko 60-120°C. Pre tretmana za vađenje metala, izolovane elektrode, ili katode i anode, moraju biti dodatno rastavete. S obzirom na to da se katodni materijal uglavnom pridržava aluminijumske folije od strane poveznika, najčešće polivinilidenskog fluora (PVDF) ili politetrafluoroetilena (PTFE), težak je zadatak ukloniti katodnu i aluminijumsku foliju jedni sa drugih. Da bi se katodni materijal pravilno odvojio od folije, ultrazvučno odvajanje je dokazano kao veoma efikasan, brz i ekonomičan tretman. Ali ultrazvučno intenziju procesa ovde ne prestaje. Ultrazvučno lišavanje metala i minerala kao što su kobalt, mangan, nikl, bakar i aluminijum promoviše vađenje metala i povećava prinos oporavljenih metala.

Ultrazvučna kavitacija za razdvajanje katoda

Ultrazvučnost odvaja katodne materijale od aluminijumske folije po dejstvu akustične kavitacije. Akustična ili ultrazvučna kavitacija određena je lokalnim visokim pritiscima, visokim temperaturama i njihovim naknadnim padovima što rezultira odgovarajućim razlikovanjem pritiska i temperature, kao i intenzivnim mikro turbulencijama i visokim mikro-mlazovima. Ove kavitacione sile utiču na površinske granice, promovišu masovni prenos i izazivaju eroziju. Generisanje tako intenzivnih sila hemijske, fizičke, termičke i mehaničke prirode, ultrazvučna kavitacija stvara potrebnu agitaciju i masovni transfer kako bi se prolomio organska struktura poveznika koja se koristi u litijum-jonskim baterijama za fiksaciju katode na kolektor / aluminijumsku foliju.
Dok je mehanička agitacija kao što je samo mešanje nedovoljna da se katodni materijal efikasno odvoji od aluminijumske folije, ultrazvuka visokog intenziteta obezbeđuje potrebnu sonohemijsku i sonomehaničku energiju za potpuno uklanjanje katodnog materijala iz kolektora. Za razliku od mehaničkog komešanja, ultrazvučna kavitacija generiše intenzivne turbulencije, lokalno visoke temperature i pritiske kao i agitaciju, striming i tečne mlazeve, koji razbijaju povez, npr. PVDF ili PTFE, koji povezuju katodu sa Al folijom, i nagrizaju površinu oba, katoda i Al folije. Samim ovim, povez između oba materijala je pravilno destruktisan i katodna i aluminijumska folija se efikasno odvajaju.
Na primer, ultrazvučno razdvajanje rezultira visokom efikasnošću uklanjanja katode od 99% koristeći N-metil-2-pirolidon (NMP) kao rastvarač na 70°C (240 W ultrazvučne snage i 90 min ultrazvučnog vremena obrade). S obzirom na to da ultrazvučna separacija katoda ravnomerno raspršuje materijal i sprečava veće aglomerate, olakšan je naknadni proces lišavanja metala.
Pročitaj više o Ultrazvučna elektrodna delaminacija u cilju oporavka aktivnih materijala i trenutnih kolekcionarskih folija!

Ultrazvučno lišavanje minerala

Ultrazvučni kavitacioni efekti opisani iznad promovišu i lišavanje metala iz potrošenih baterija. Ultrazvučnost visokog intenziteta ne koristi se samo za oporavak minerala u reciklaži baterija, već se koristi i u hidrometallurgiji i lišavanju dragocenih ruda (npr. rudarskih kroja). Visoke lokalizovane temperature, pritisci i šiške snage intenziviraju isparavanje metala i značajno povećavaju efikasnost lišavanja. Dok se u kavitacionim žarištima dešavaju lokalizovane veoma ekstremne temperature do 1000 K, ukupni uslovi lišća zahtevaju samo blagu temperaturu oko 50-60°C. To ultrazvučni oporavak metala čini energetski efikasnim i ekonomičnim.
Ultrazvučno iskakanje minerala iz potrošenih Li-jonskih baterija karakterišu visoke stope oporavka i efikasnost. Na primer, sumporna kiselina (H2SO4) je uspešno korišćena kao lizing agens u prisustvu vodonik peroksida (H2O2) tokom ultrazvučnog oporavka minerala od katode. Ultrazvučno lišavanje sumporne kiseline rezultiralo je stopom oporavka od 94,63 odsto za kobalt, odnosno 98,62 odsto za litijum.
Ultrazvučno lišavanje organskom citričnom kiselinom (C6H8O7· H2O) rezultira veoma visokim oporavkom bakra i litijuma, dobijanjem 96% bakra i skoro 100% litijuma iz potrošenih Li-jonskih baterija.

Jednostavno i bezbedno: Ultrazvučna skala od testova izvodljivosti do industrijske reciklaže

Ultrazvučna oprema visokih performansi za reciklažu li-jonskih baterija dostupna je za vrhunsku, pilotsku i industrijsku instalaciju. S obzirom na to da su ultrazvučno odvajanje katoda i ultrazvučno iskakanje minerala iz potrošenih baterija već uspostavljeni procesi, proces od prvih iskušenja, optimizacija do vaših specifičnih procesnih zahteva i ugradnja potpuno industrijskog ultrazvučnog razdvajanja i/ili sistema za lizanje je brz i jednostavan.

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za reciklažu baterije

Hielscher Ultrasonics snabdeva ultrazvučnike visokih performansi u bilo kojoj veličini i kapacitetu. Sa UIP16000 (16kW), Hielscher proizvodi najmoćniji ultrazvučni procesor širom sveta. UIP16000 kao i svi drugi industrijski ultrazvučni sistemi mogu lako da se grupišu do potrebnih kapaciteta obrade. Svi Hielscher ultrazvučnici su izgrađeni za 24/7 operaciju pod punim opterećenjem i u zahtevnim okruženjima.
Хиелсцхер Ултрасонична терапија’ industrijski ultrazvučni procesori mogu da isporuče veoma visoke amplitude. Amplitude do 200μm se mogu lako neprekidno pokrenuti u 24/7 operaciji. Za još veće amplitude dostupni su prilagođeni ultrazvučni sonotrodi.

Ultrazvučne sono-reaktore za bilo koji volumen

Hielscher Ultrasonics proizvodni asortiman pokriva pun spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnika preko klupa-top i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu tovara kamiona na sat. Kompletan asortiman proizvoda nam omogućava da Vam ponudimo najpogodniju ultrazvučnu opremu za Vašu primenu, kapacitet procesa i ciljeve proizvodnje.

Precizno kontrolisane amplitude za optimalne rezultate

Svi Hielscher ultrazvučni procesori su precizno pod kontrolom i time pouzdani radni konji u R&D i produkcija. Amplitude je jedan od ključnih processkih parametara koji utiču na efikasnost i efektivnost sonohemijski i sonomehanički izazvanih reakcija. Svi Hielscher ultrazvuci’ procesori omogućavaju preciznu postavku amplitule. Sonotrode i sirene za potisnik su dodaci koji omogućavaju modifikaciju amplitude u još širem opsegu. Hielscherovi industrijski ultrazvučni procesori mogu da isporuče veoma visoke amplitude i isporuče potreban ultrazvučni intenzitet za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200μm mogu se lako neprekidno voditi u 24/7 operaciji.
Precizna podešavanja amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost da odvojite katodu od aluminijumske folije kao i da ličete minerale i metale iz potrošenih Li-jonskih baterija u najefikasnijim ultrazvučnim uslovima. Optimalna sonication za najefikasniju Li-jonku reciklažu baterije!
Robustnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava non-stop rad na teškim dužnostima i u zahtevnim okruženjima. To čini Hielscherovu ultrazvučnu opremu pouzdanim sredstvom za rad koje ispunjava vaše zahteve procesa reciklaže.

Najviši kvalitet – Dizajnirani i proizvedeni u Nemačkoj

Kao porodični i porodični biznis, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrazvučnici su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sedištu u Teltowu blizu Berlina, Nemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine ga radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 operacija pod punim opterećenjem i u zahtevnim sredinama je prirodna karakteristika Hielscherorovih ultrazvučnih sondi i reaktora visokih performansi.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: