Ultraljud Gör litium-ion batteri Återvinning effektivare

Litium är ett knappt och mycket värdefullt material som finns i högpresterande batterier, såsom Li-ion batterier. Litium är det mest värdefulla material som återvinns i Li-jon batteri återvinning, men även andra mineraler och metaller såsom kobolt, mangan, nickel, koppar och aluminium är värdefulla metaller för återvinning. Högintensiv ultraljud används som hög-skjuvning agitation och urlakning teknik för att extrahera, ta bort, och lösa upp värdefulla mineraler och metaller från förbrukade batterier. Ultraljudsbehandling metoden är mycket effektiv, energieffektiva, och är lätt tillgänglig för installation i full-kommersiella återvinningsanläggningar.

Översikt: Återvinningsprocessen för Li-Ion-Battery

Återvinningsprocesserna kan variera i och med att företag som specialiserat sig på återvinning av Li-jonbatterier utvecklar och ändrar sina processer till högsta effektivitet. För att återvinna värdefulla material som litium från batterierna krävs dock följande steg:
Först bryts och tas batteriets plastskydd upp och tas bort. Efteråt sätts det nakna batteriet i flytande kväve för att neutralisera reaktiva, explosiva ämnen. Detta steg ser till att en plötslig frisättning av all lagrad energi och den efterföljande tändning och explosion som är associerade med förhindras.
Efter dessa preparativa steg placeras sedan batteriet på en svarv, där batteriet öppnas med en såg, så att det yttre skalet kan tas bort. Avskalad till batteriets kärna, katoden, anoden, och avskiljaren extraheras och placeras i en ugn, där de torkas i 24 h vid ca. 60-120°C. Före metallutsugsbehandlingen måste de isolerade elektroderna, dvs katod och anod, tas isär ytterligare. Eftersom katodmaterialet i allmänhet följs till aluminiumfolie av en bindemedel, vanligen polyvinylidenfluorid (PVDF) eller polytetrafluoreten (PTFE), är det en svår uppgift att ta bort katod- och aluminiumfolie från varandra. För att korrekt separera katodmaterialet från folien har ultraljudssepareringen visat sig vara en mycket effektiv, snabb och ekonomisk behandling. Men ultraljudsprocessen intensifiering slutar inte här. Ultraljudslakning av metaller och mineraler som kobolt, mangan, nickel, koppar och aluminium främjar metallutvinningen och ökar utbytet av återvunna metaller.

Ultraljud kavitation för Katod separation

Ultraljud separerar katodmaterial från aluminiumfolie genom effekterna av akustisk kavitation. Akustisk eller ultraljud kavitation bestäms av lokalt förekommande höga tryck, höga temperaturer och deras efterföljande droppar vilket resulterar i respektive tryck och temperatur skillnader samt intensiv mikro-turbulenser och hög-skjuvning mikro-jets. Dessa cavitational krafter påverkar ytan gränser, främja massöverföring och orsaka erosion. Generera sådana intensiva krafter av kemisk, fysisk, termisk och mekanisk natur, ultraljud kavitation skapar den nödvändiga agitation och massöverföring för att bryta den organiska bindemedel struktur som används i litium-jon-batterier för att fixera katoden till kollektor / aluminiumfolie.
Medan mekanisk agitation som omrörning ensam är otillräcklig för att lossa katodmaterialet effektivt från aluminiumfolie, högintensiv ultraljud ger den nödvändiga sonochemical och sonomekaniska energi för att ta bort katodmaterialet helt från samlare. I motsats till mekanisk omrörning, ultraljud kavitation genererar intensiva turbulenser, lokalt höga temperaturer och tryck samt agitation, strömmande och flytande jets, som bryter upp bindemedlet, t ex PVDF eller PTFE, som ansluter katoden till Al folie, och urholkar ytan av båda, katod och Al folie. Därigenom är bindemedlet mellan båda materialen korrekt förstörd och katod och aluminiumfolie är effektivt åtskilda.
Till exempel, ultraljud separation resulterar i hög effektivitet av katod avlägsnande av 99% med N-metyl-2-pyrrolidon (NMP) som lösningsmedel vid 70 ° C (240 W ultraljud makt, och 90 min ultraljud bearbetning tid). Eftersom ultraljudkatodseparation sprider materialet jämnt och förhindrar större agglomerat, underlättas den efterföljande metallavlakningsprocessen.
Läs mer om ultraljud elektrod delaminering för att återvinna aktiva material och nuvarande kollektor folier!

Ultraljudslakning av mineraler

Ultraljud kavitationella effekter som beskrivs ovan främja utlakning av metaller från förbrukade batterier, för. Högintensiv ultraljud används inte bara för att återvinna mineral i batteriåtervinning, men används också ofta i hydrometallurgi och urlakning av värdefulla malmer (t.ex. gruvavfall). De höga lokaliserade temperaturerna, trycken och skjuvkrafterna intensifierar metallutlakningen och ökar lakningseffektiviteten avsevärt. Medan i kavitationella hot-spots förekommer lokaliserade mycket extrema temperaturer på upp till 1000 K, kräver de totala utlakningsförhållandena endast mild temperatur på ca 50-60 °C. Detta gör ultraljud metallåtervinning energieffektiv och ekonomisk.
Ultraljudslakning av mineraler från förbrukade Li-jon-batterier kännetecknas av hög återvinningsgrad och effektivitet. Till exempel, svavelsyra (H2SO4) användes framgångsrikt som urlakning agent i närvaro av väteperoxid (H2O2) under ultraljud mineral återvinning från katod. Ultraljud lakning med svavelsyra resulterade i återvinningsgraden på 94,63% för kobolt, och 98,62% för litium, respektive.
Ultraljudslakning med organisk citronsyra (C6H8O7· H2O) resulterar i mycket höga återvinningar av koppar och litium, erhålla 96% koppar och nästan 100% litium från de förbrukade Li-jon-batterier.

Enkel och säker: Ultraljud Skala upp från genomförbarhetstester till industriell återvinning

Högpresterande ultraljud utrustning för Li-ion batteri återvinning är lätt tillgänglig för bänk-top, pilot och industriell installation. Eftersom ultraljud katod separation och ultraljud urlakning av mineraler från förbrukade batterier redan är etablerade processer, processen från första försök, optimering till din specifika processkrav och installation av en helt-industriell ultraljudsseparation och / eller urlakning system är snabb och enkel.

Högpresterande Ultrasonicators För BatteriÅtervinning

Hielscher Ultrasonics levererar högpresterande ultrasonicators i valfri storlek och kapacitet. Med UIP16000 (16kW) tillverkar Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsprocessorn i hela världen. Den UIP16000 samt alla andra industriella ultraljud system kan lätt kluster till erforderlig bearbetningskapacitet. Alla Hielscher ultrasonicators är byggda för 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer.
Hielscher Ultrasonics’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotrodes.

Ultraljud Sonder och Sono-Reaktorer för valfri volym

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutrustningen för din applikation, processkapacitet och produktionsmål.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultraljud processorer är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i R&D och produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten hos sonochemically och sonomekaniskt inducerade reaktioner. Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att separera katod från aluminiumfolien samt att laka mineraler och metaller från förbrukade Li-jon-batterier under de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för mest effektiva Li-ion batteri återvinning!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina krav på återvinningsprocess.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultrasonicators är designade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet hielschers ultraljud utrustning gör det ett arbete häst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande ultraljud sonder och reaktorer.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: