อัลตราโซนิกทําให้การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ลิเธียมเป็นวัสดุที่หายากและมีคุณค่าสูงที่มีอยู่ในแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ลิเธียมเป็นวัสดุที่มีค่าที่สุดที่นํากลับมาใช้ใหม่ในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ยังรวมถึงแร่ธาตุและโลหะอื่นๆ เช่น โคบอลต์ แมงกานีส นิกเกิล ทองแดง และอลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีคุณค่าสําหรับการกู้คืน อัลตราโซนิกความเข้มสูงใช้เป็นเทคนิคการกวนและการชะล้างแรงเฉือนสูงเพื่อสกัดกําจัดและละลายแร่ธาตุและโลหะที่มีคุณค่าจากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว วิธีการ sonication มีประสิทธิภาพสูงประหยัดพลังงานและพร้อมสําหรับการติดตั้งในโรงงานรีไซเคิลเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบ

ภาพรวม: กระบวนการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

กระบวนการรีไซเคิลโลหะมีค่าและวัสดุจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้แล้วมักมีหลายขั้นตอน นี่คือภาพรวมทั่วไป:

1. การรวบรวมและการคัดแยก: แบตเตอรี่ Li-ion ที่ใช้แล้วจะถูกรวบรวมและจัดเรียงตามประเภทและสารเคมี
2. ถอดประกอบ: ขั้นแรก ให้ถอดฝาครอบพลาสติกของแบตเตอรี่ออกและถอดออก หลังจากนั้นแบตเตอรี่เปล่าจะถูกใส่ในไนโตรเจนเหลวเพื่อต่อต้านสารที่เกิดปฏิกิริยาและระเบิดได้ ขั้นตอนนี้ทําให้แน่ใจว่ามีการปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ทั้งหมดอย่างกะทันหันและการจุดระเบิดและการระเบิดที่เกี่ยวข้องในภายหลัง จากนั้นแบตเตอรี่จะถูกถอดประกอบเพื่อแยกส่วนประกอบต่างๆ เช่น แคโทด ขั้วบวก อิเล็กโทรไลต์ และปลอก
3. การหั่นย่อย: แบตเตอรี่ที่ถอดประกอบจะถูกหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสําหรับกระบวนการต่อๆ ไป
4. การหลุดลอกอิเล็กโทรด: ก่อนการบําบัดการสกัดโลหะ จะต้องถอดอิเล็กโทรดที่แยกได้ เช่น แคโทดและแอโนด เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ววัสดุแคโทดจะยึดติดกับอลูมิเนียมฟอยล์โดยสารยึดเกาะ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) หรือโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) จึงเป็นเรื่องยากที่จะขจัดแคโทดและอลูมิเนียมฟอยล์ออกจากกัน
5. การบําบัดทางเคมี: ส่วนประกอบแบตเตอรี่ที่หั่นย่อยผ่านการบําบัดทางเคมีต่างๆ เพื่อละลายและแยกวัสดุต่างๆ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการชะล้างด้วยกรดหรือตัวทําละลายอื่นๆ เพื่อสกัดโลหะที่มีคุณค่า เช่น ลิเธียม โคบอลต์ นิกเกิล และทองแดง
6. การฟื้นฟูและการทําให้บริสุทธิ์: โลหะที่ละลายน้ําจะถูกนํากลับมาใช้ใหม่จากสารละลายผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การตกตะกอน การสกัดด้วยตัวทําละลาย หรือวิธีการทางเคมีไฟฟ้า ขั้นตอนเหล่านี้ช่วยทําให้โลหะมีค่าบริสุทธิ์และเข้มข้น

การกู้คืนโลหะมีค่าได้รับการปรับปรุงโดย Sonication

อัลตราซาวนด์กําลังสามารถเพิ่มขั้นตอนของการหลุดลอกอิเล็กโทรดและการชะล้างโลหะมีค่าและวัสดุโดยการเพิ่มปฏิกิริยา ซึ่งจะทําให้กระบวนการกู้คืนมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ อัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงเพื่อสร้างการสั่นสะเทือนทางกลและการเกิดโพรงอากาศอะคูสติกในตัวกลางที่เป็นของเหลว แรงที่แข็งแกร่งของอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้เพื่อปรับปรุงกระบวนการรีไซเคิลโลหะมีค่าจากแบตเตอรี่ Li-ion ที่ใช้แล้วได้หลายวิธี:
 

1. บูรณภาพ: อัลตราโซนิกจะสลายวัสดุแบตเตอรี่ที่หั่นย่อยเพื่อให้อนุภาคขนาดเล็กขึ้น อนุภาคขนาดเล็กมีพื้นที่ผิวที่สูงขึ้นซึ่งทําให้การชะล้างสารเคมีมีประสิทธิภาพมากขึ้นช่วยในการปลดปล่อยโลหะที่มีคุณค่า
2. ปรับปรุงการชะล้าง: การประยุกต์ใช้อัลตราโซนิกในระหว่างกระบวนการชะล้างสามารถเพิ่มการติดต่อระหว่างวัสดุที่เป็นของแข็งและสารละลายชะล้างเพิ่มประสิทธิภาพในการสกัดโลหะ การชะล้างอัลตราโซนิกส่งเสริมการสกัดโลหะและเพิ่มผลผลิตของโลหะและแร่ธาตุที่นํากลับมาใช้ใหม่เช่นโคบอลต์แมงกานีสนิกเกิลทองแดงและอลูมิเนียม
3. ปรับปรุงการหลุดลอกอิเล็กโทรด: เป้าหมายของการหลุดลอกอิเล็กโทรดระหว่างการรีไซเคิลแบตเตอรี่คือการแยกส่วนประกอบต่างๆ เช่น อิเล็กโทรด อิเล็กโทรไลต์ และตัวคั่น เพื่อให้สามารถแปรรูปหรือรีไซเคิลแยกกันต่อไปได้ อัลตราโซนิกช่วยในการถอดและลอกสารเคลือบออกจากอิเล็กโทรด แรง Sonomechanical ส่งเสริมการแยกชั้นของอิเล็กโทรดอย่างมีประสิทธิภาพ
4. ปฏิกิริยาเร่ง: อัลตราโซนิกส่งเสริมการผสมที่รวดเร็วและทั่วถึงมากขึ้นซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาทางเคมีในระหว่างขั้นตอนการกู้คืนและการทําให้บริสุทธิ์ของโลหะ
5. ลดการใช้พลังงาน: อัลตราโซนิกสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการลดเวลาและพลังงานที่ต้องใช้ในการนําโลหะกลับมาใช้ใหม่จากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว

 
อัลตราโซนิกสามารถมีบทบาทที่เป็นประโยชน์ในการปรับปรุงกระบวนการรีไซเคิลโลหะมีค่าและวัสดุจากแบตเตอรี่ Li-ion ที่ใช้แล้วโดยเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลของขั้นตอนต่างๆที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรีไซเคิล
ขั้นตอนกระบวนการของการชะล้างโลหะอัลตราโซนิกและการหลุดลอกอิเล็กโทรดสามารถปรับให้เข้ากับกระบวนการรีไซเคิลแต่ละกระบวนการซึ่งอาจแตกต่างกันไปตาม บริษัท ที่เชี่ยวชาญด้านการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพัฒนาและปรับเปลี่ยนกระบวนการของตนให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

Ultrasonic Cavitation สําหรับการแยกแคโทด

อัลตราโซนิกแยกวัสดุแคโทดออกจากอลูมิเนียมฟอยล์โดยผลกระทบของโพรงอากาศอะคูสติก โพรงอากาศแบบอะคูสติกหรืออัลตราโซนิกถูกกําหนดโดยความดันสูงที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นอุณหภูมิสูงและการลดลงที่ตามมาส่งผลให้เกิดความแตกต่างของความดันและอุณหภูมิตามลําดับตลอดจนความปั่นป่วนขนาดเล็กที่รุนแรงและไมโครเจ็ทที่มีแรงเฉือนสูง แรงโพรงอากาศเหล่านี้ส่งผลต่อขอบเขตพื้นผิวส่งเสริมการถ่ายโอนมวลและทําให้เกิดการกัดเซาะ การสร้างแรงที่รุนแรงของธรรมชาติทางเคมีทางกายภาพความร้อนและกลไกโพรงอากาศอัลตราโซนิกสร้างการปั่นป่วนที่จําเป็นและการถ่ายเทมวลเพื่อทําลายโครงสร้างสารยึดเกาะอินทรีย์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพื่อตรึงแคโทดเข้ากับตัวสะสม? อลูมิเนียมฟอยล์
ในขณะที่การกวนเชิงกลเช่นการกวนเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะถอดวัสดุแคโทดออกจากอลูมิเนียมฟอยล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพอัลตราโซนิกความเข้มสูงให้พลังงานโซโนเคมีและโซโนแมกนิกที่จําเป็นเพื่อกําจัดวัสดุแคโทดออกจากตัวสะสมอย่างสมบูรณ์ ในทางตรงกันข้ามกับการกวนเชิงกลโพรงอากาศอัลตราโซนิกทําให้เกิดความปั่นป่วนที่รุนแรงอุณหภูมิและความดันสูงในท้องถิ่นตลอดจนการปั่นป่วนการสตรีมและไอพ่นของเหลวซึ่งสลายสารยึดเกาะเช่น PVDF หรือ PTFE ซึ่งเชื่อมต่อแคโทดกับฟอยล์อัลและกัดเซาะพื้นผิวของทั้งแคโทดและฟอยล์อัล ด้วยเหตุนี้สารยึดเกาะระหว่างวัสดุทั้งสองจึงถูกทําลายอย่างเหมาะสมและแคโทดและอลูมิเนียมฟอยล์จะถูกแยกออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพ
ตัวอย่างเช่นการแยกอัลตราโซนิกส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงในการกําจัดแคโทด 99% โดยใช้ N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) เป็นตัวทําละลายที่ 70 °C (พลังงานอัลตราโซนิก 240 W และเวลาประมวลผลอัลตราโซนิก 90 นาที) เนื่องจากการแยกแคโทดอัลตราโซนิกกระจายวัสดุอย่างสม่ําเสมอและป้องกันการจับตัวเป็นก้อนที่ใหญ่ขึ้นกระบวนการชะล้างโลหะที่ตามมาจึงสะดวกขึ้น
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการหลุดลอกอิเล็กโทรดอัลตราโซนิกเพื่อกู้คืนวัสดุที่ใช้งานและฟอยล์สะสมกระแสไฟฟ้า!

การชะล้างแร่ธาตุอัลตราโซนิก

เอฟเฟกต์โพรงอากาศอัลตราโซนิกที่อธิบายไว้ข้างต้นส่งเสริมการชะล้างโลหะจากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วด้วย อัลตราโซนิกความเข้มสูงไม่เพียง แต่ใช้เพื่อกู้คืนแร่ธาตุในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ แต่ยังมักใช้ในไฮโดรโลหะและการชะล้างแร่ล้ําค่า (เช่นหางแร่) อุณหภูมิ ความดัน และแรงเฉือนเฉพาะที่สูงทําให้การชะล้างโลหะรุนแรงขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการชะล้างอย่างมีนัยสําคัญ ในขณะที่ในจุดร้อนของโพรงอากาศเกิดขึ้นในอุณหภูมิที่สูงมากถึง 1,000 K สภาวะการชะล้างโดยรวมต้องการอุณหภูมิที่ไม่รุนแรงเพียงประมาณ 50-60 องศาเซลเซียส ทําให้การกู้คืนโลหะอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพและประหยัด
การชะล้างแร่ธาตุด้วยอัลตราโซนิกจากแบตเตอรี่ Li-ion ที่ใช้แล้วมีอัตราการกู้คืนและประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่นกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ถูกนํามาใช้เป็นสารชะล้างได้สําเร็จเมื่อมีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) ในระหว่างการกู้คืนแร่อัลตราโซนิกจากแคโทด การชะล้างอัลตราโซนิกด้วยกรดซัลฟิวริกส่งผลให้มีอัตราการฟื้นตัว 94.63% สําหรับโคบอลต์ และ 98.62% สําหรับลิเธียมตามลําดับ
การชะล้างอัลตราโซนิกด้วยกรดซิตริกอินทรีย์ (C6H8O7· H2O) ส่งผลให้ทองแดงและลิเธียมกลับมาใช้ใหม่ได้สูงมาก โดยได้ทองแดง 96% และลิเธียมเกือบ 100% จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้แล้ว

ง่ายและปลอดภัย: การขยายขนาดอัลตราโซนิกตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้ไปจนถึงการรีไซเคิลทางอุตสาหกรรม

อุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพร้อมใช้งานสําหรับการติดตั้งแบบตั้งโต๊ะนําร่องและอุตสาหกรรม เนื่องจากการแยกแคโทดอัลตราโซนิกและการชะล้างแร่ธาตุด้วยอัลตราโซนิกจากแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วเป็นกระบวนการที่จัดตั้งขึ้นแล้วกระบวนการตั้งแต่การทดลองครั้งแรกการเพิ่มประสิทธิภาพตามความต้องการของกระบวนการเฉพาะของคุณและการติดตั้งระบบแยกอัลตราโซนิกและ? หรือการชะล้างทางอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบนั้นรวดเร็วและง่ายดาย
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อดีของการชะล้างอัลตราโซนิกสําหรับการรีไซเคิลแบตเตอรี่อย่างยั่งยืนและการขุดในเมือง!

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการรีไซเคิลแบตเตอรี่

Hielscher Ultrasonics จัดหาเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงในทุกขนาดและความจุ ด้วย UIP16000 (16kW) Hielscher ผลิตโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกที่ทรงพลังที่สุดทั่วโลก UIP16000 เช่นเดียวกับระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมอื่น ๆ ทั้งหมดสามารถรวมกลุ่มได้อย่างง่ายดายเพื่อความสามารถในการประมวลผลที่ต้องการ เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดสร้างขึ้นสําหรับการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระเต็มที่และในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง

โพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์โซโนสําหรับทุกปริมาตร

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมสเปกตรัมทั้งหมดของโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดบนโต๊ะและระบบนําร่องไปจนถึงโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบที่มีความสามารถในการประมวลผลรถบรรทุกต่อชั่วโมง กลุ่มผลิตภัณฑ์เต็มรูปแบบช่วยให้เราสามารถนําเสนออุปกรณ์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานกําลังการผลิตและเป้าหมายการผลิตของคุณ

แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและด้วยเหตุนี้ม้าทํางานที่เชื่อถือได้ใน R&D และการผลิต แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของปฏิกิริยาที่เกิดจากโซโนเคมีและโซโนแมคคานิกส์ อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมด’ โปรเซสเซอร์ช่วยให้สามารถตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยํา Sonotrodes และแตรบูสเตอร์เป็นอุปกรณ์เสริมที่ช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดได้ในช่วงที่กว้างยิ่งขึ้น โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและให้ความเข้มของอัลตราโซนิกที่จําเป็นสําหรับการใช้งานที่ต้องการ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
การตั้งค่าแอมพลิจูดที่แม่นยําและการตรวจสอบพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกอย่างถาวรผ่านซอฟต์แวร์อัจฉริยะช่วยให้คุณสามารถแยกแคโทดออกจากอลูมิเนียมฟอยล์ตลอดจนชะล้างแร่ธาตุและโลหะจากแบตเตอรี่ Li-ion ที่ใช้แล้วภายใต้สภาวะอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสุด sonication ที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการรีไซเคิลแบตเตอรี่ Li-ion ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด!
ความทนทานของเครื่องอัลเตอร์ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง สิ่งนี้ทําให้เครื่องสะท้อนเสียงของ Hielscher เป็นเครื่องมือการทํางานที่เชื่อถือได้ซึ่งตอบสนองความต้องการของกระบวนการรีไซเคิลของคุณ

คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี

ในฐานะธุรกิจที่ดําเนินกิจการโดยครอบครัวและดําเนินกิจการโดยครอบครัว Hielscher ให้ความสําคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสําหรับโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกทั้งหมดได้รับการออกแบบผลิตและทดสอบอย่างละเอียดในสํานักงานใหญ่ของเราใน Teltow ใกล้กับเบอร์ลินประเทศเยอรมนี ความทนทานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ทําให้เป็นม้าทํางานในการผลิตของคุณ การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระเต็มที่และในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการเป็นลักษณะตามธรรมชาติของโพรบและเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน หรือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดหนึ่ง เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วและนิกเกิลอุปกรณ์ลิเธียมไอออนจะใช้แคโทดขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนํา
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเก็บพลังงานเคมี ซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้ประจุไฟฟ้าสถิตเป็นพลังงาน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักใช้สําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา เช่น แล็ปท็อป สมาร์ทโฟน และรถยนต์ไฟฟ้า การประยุกต์ใช้แบตเตอรี่ Li-ion ยังกระตุ้นความสนใจที่เพิ่มขึ้นจากบริษัททางทหารและการบินและอวกาศ