Elektrot Geri Dönüşümü – Ultrasonik Delaminasyon ile Yüksek Verimli

Elektrotların ultrasonik delaminasyonu, saniyeler içinde lityum, nikel, manganez, kobalt vb. Aktif malzemelerin geri kazanılmasını sağlar. Böylece, ultrasonik elektrot delaminasyonu, yeniden kullanılabilir malzemelerin pillerden daha hızlı, yeşil ve önemli ölçüde daha az enerji yoğun olmasını sağlar. Araştırmalar, ultrasonik delaminasyonun geleneksel geri dönüşüm tekniklerinden 100 kat daha hızlı olabileceğini zaten kanıtlamıştır.

Güç Ultrasonu, Aktif Malzemelerin Elektrotlardan Geri Kazanımını İyileştirir

Elektrotların ultrasonik olarak asimile delaminasyonu, aktif malzemeleri ve folyoları geri kazanarak hızlı, verimli ve sürdürülebilir bir yaklaşım sunar. Elektrotun bu parçaları, yeni pillerin üretimi için yeniden kullanılabilecek değerli malzemelerdir. Ultrasonik delaminasyon sadece hidrometalurjik ve pirometalurjik geri dönüşüm işlemlerinden önemli ölçüde daha fazla enerji verimli değil, aynı zamanda daha yüksek saflıkta malzemelerde de verim sağlar.

Ultrasonik Elektrot Delaminasyonunun Avantajları

  • Hızlı (saniyeler içinde tamamlanır)
  • Uygulaması kolay
  • Elektrot boyutlarına uyarlanabilir
  • Çevre dostu
  • Ekonomik
  • kasa
"Ultrasonikatör

Pil Geri Dönüşümü için Ultrason Elektrot Delaminasyonu

Bilgi talebi





Yüksek güçlü ultrason dalgaları, aktif malzemeleri pil elektrotlarından geri kazanmak için kullanılır. Ultrasonik elektrot delaminasyonu, yeniden kullanılabilir malzemelerin pillerden daha hızlı, yeşil ve önemli ölçüde daha az enerji yoğun bir şekilde geri kazanılmasını sağlar.

Elektrot delaminasyonu için sonotrode ile ultrasonik işlemci. Ultrasonik elektrot delaminasyonu, yeniden kullanılabilir malzemelerin pillerden daha hızlı, yeşil ve önemli ölçüde daha az enerji yoğun bir şekilde geri kazanılmasını sağlar.

Akü Geri Dönüşümü: Elektrot Ayırma ve Delaminasyon

Lityum iyon pil (LIB) geri dönüşümü, değerli malzemelerin geri kazanılmasını amaçlamaktadır. Elektrotlar, sürekli bir ultrasonik delaminasyon işlemi kullanılarak verimli bir şekilde geri kazanılabilen lityum, nikel, manganez, kobalt vb. Gibi değerli ve nadir malzemeler içerir. Bir prob (sonotrode) ile donatılmış ultrasonik işlemciler yoğun genlikler oluşturabilir. Genlik, ultrason dalgalarını sıvı ortama (örneğin, çözücü banyosu) iletir, burada alternatif yüksek basınç / düşük basınç döngüleri nedeniyle dakika vakum kabarcıkları ortaya çıkar. Bu vakum kabarcıkları, daha fazla enerji ememeyecekleri bir boyuta ulaşana kadar birkaç döngü boyunca büyürler. Bu noktada, kabarcıklar şiddetle patlar. Kabarcık patlaması, yerel olarak 280m / s hıza kadar sıvı jetleri, yoğun türbülanslar, çok yüksek sıcaklıklar (yaklaşık 5.000K), basınçlar (yaklaşık 2.000atm) ve buna bağlı olarak sıcaklık ve basınç farkları ile oldukça enerji yoğun bir ortam oluşturur.
Ultrasonik olarak indüklenen kabarcık patlamasının bu fenomeni akustik kavitasyon olarak bilinir. Akustik kavitasyonun etkileri, aktif malzemenin kompozit filmini, her iki tarafta kompozit film ile kaplanmış olan folyo akımı toplayıcısından uzaklaştırır. aktif madde çoğunlukla lityum manganez oksit (LMO) ve lityum nikel manganez kobalt oksit (LiNiMnCoO2 veya NMC) tozunun yanı sıra iletken katkı maddesi olarak karbon siyahı karışımı içerir.
Ultrasonik delaminasyon mekanizması, moleküler bağları kırabilen fiziksel kuvvetlere dayanmaktadır. Güç ultrasonunun yoğunluğu nedeniyle, aktif madde katmanlarını folyodan veya akım toplayıcıdan çıkarmak için genellikle daha hafif çözücüler yeterlidir. Böylece, elektrotun ultrasonik delaminasyonu daha hızlı, çevre dostu ve önemli ölçüde daha az enerji yoğundur.

Yüksek yoğunluklu ultrasonikasyon, elektrotların delaminasyon işlemini önemli ölçüde geliştirir ve yeni pillerin üretimi için yeniden kullanılabilen yüksek kaliteli aktif malzemelerde verim sağlar.

Ultrasonik delaminasyon üzerine elektrot aktif materyalindeki morfolojik değişiklikleri gösteren taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri. Tüm görüntüler 5000x büyütme ve 10 kV uyarma enerjisinde çekildi. a) katot malzemesi ön delaminasyon, b) delamine katot aktif malzeme, c) anot malzemesi ön delaminasyon ve d) delamine anot malzemesi.
(çalışma ve resimler: Lei ve ark., 2021)

Pil Parçalama ve Elektrot Ayırma

Aktif malzemenin geri kazanımı için, metal folyoyu, polimer bağlayıcıyı ve / veya aktif malzemeyi çözmek için sulu veya organik çözücüler kullanılır. Proses tasarımı ve akışı, malzeme geri kazanımının nihai sonucunu önemli ölçüde etkiler. Geleneksel pil geri dönüşüm süreci, pil modüllerinin parçalanmasını içerir. Bununla birlikte, parçalanmış bileşenlerin tek tek bileşenlere ayrılması zordur. Parçalanmış kütleden aktif/değerli malzeme elde etmek için karmaşık işleme gerektirir. Geri kazanılan aktif malzemeleri yeniden kullanmak için, belirli bir saflık derecesi gereklidir. Parçalanmış pil kütlesinden son derece saf malzemelerin alınması karmaşık işlemler, sert çözücüler içerir ve bu nedenle pahalıdır. Ultrasonik liç, parçalanmış lityum iyon pillerden aktif malzeme geri kazanımının sonuçlarını yoğunlaştırmak ve geliştirmek için başarıyla kullanılır.
Geleneksel parçalamaya alternatif bir işlem olarak, elektrot ayırma, elde edilen malzemelerin saflığını önemli ölçüde artırabilen etkili pil geri dönüşüm işlemi olarak gösterilmiştir. Elektrot ayırma işlemi için, pil ana bileşenlerine demonte edilir. Elektrotlar değerli malzemenin en büyük payını içerdiğinden, elektrot, aktif malzemeleri (lityum, nikel, manganez, kobalt ...) kaplanmış folyodan veya akım toplayıcıdan çözmek için kimyasal olarak ayrılır ve işlenir. Ultrasonication akustik kavitasyonun neden olduğu yoğun etkileri ile iyi bilinir. Sonomekanik kuvvetler, folyo üzerine katmanlanmış aktif malzemeleri çıkarmak için yeterli salınım ve kesme uygular. (Kaplamalı bir folyonun yapısı sandviçin, ortadaki folyoya ve dış yüzeyi oluşturan aktif malzeme tabakasına benzer.)
elektrot ayırma, otonom sökme ile birlikte kullanıldığında, parçalamadan daha uygun bir seçenek haline getirecek ve daha saf atık akışlarına ve tedarikte daha fazla değer tutulmasına izin verecektir.

Ultrasonik işlemci UIP2000hdT (2000 watt) pil elektrotların delaminasyonu için. Ultrasonik delaminasyon, aktif malzemenin geri kazanımı için oldukça verimli bir yöntemdir.

ultrasonikatör UIP2000hdT elektrotların delaminasyonu için 2000 watt'lık güçlü bir işlemcidir ve pil geri dönüşümünü daha hızlı, daha verimli ve çevre dostu hale getirir.

Bilgi talebi





Elektrot Delaminasyonu için Ultrasonik Sonotrodlar

Aktif malzemeleri elektrot folyosundan çıkarmak için gerekli genliği sağlayan özel sonotrodlar kolayca temin edilebilir. Sonotrode ve elektrot arasındaki mesafenin artmasıyla akustik kavitasyonun yoğunluğu azaldıkça, sonotrode ve elektrot arasında sürekli olarak eşit bir mesafe uygundur. Bu, elektrot tabakasının, basınç dalgalarının güçlü olduğu ve kavitasyon yoğunluğunun yüksek olduğu sonotrode ucunun altına yakın bir şekilde hareket ettirilmesi gerektiği anlamına gelir. Standart silindirik ultrasonik probdan daha geniş bir genişlik sunan özel sonotrodlar ile Hielscher Ultrasonics, elektrikli araçlardan elektrot tabakalarının düzgün delaminasyonu için etkili bir çözüm sunar. Örneğin, kese hücreli elektrikli araç (EV) akülerinde kullanılan elektrotlar tipik olarak yaklaşık 20 cm genişliğe sahiptir. Aynı genişlikte bir sonotrode, akustik kavitasyonu tüm elektrot yüzeyinde eşit olarak iletir. Böylece, saniyeler içinde aktif madde katmanları çözücüye salınır ve ekstrakte edilebilir ve toz haline getirilebilir. Bu toz, yeni pillerin üretimi için tekrar kullanılabilir.
İngiltere'nin Faraday Enstitüsü'nün araştırma ekibi, aktif malzeme katmanlarının LIB elektrodundan uzaklaştırılmasının, elektrot doğrudan yüksek güçlü bir sonotrode (1000 ila 2000 W, örneğin. UIP1000hdT veya UIP2000hdT). Ultrasonik tedavi sırasında aktif malzemeler ve akım toplayıcılar arasındaki yapışkan bağlar kırılır, böylece sonraki bir saflaştırma adımında bozulmamış bir akım toplayıcı ve toz haline getirilmiş aktif malzeme geri kazanılabilir.

Ultrasonication moleküler bağları koparır ve pil geri dönüşümü sırasında sctive malzemelerin geri kazanılmasını kolaylaştırır.

Ultrasonun arka tarafındaki etkisini gösteren görüntüler: a) lityum iyon pil anot sayfası ve b) lityum iyon pil katot tabakası. Anot, 0.05 M sitrik asit çözeltisi içinde delamine edildi; katot 0.1 M NaOH'luk bir çözelti içinde delamine edildi. Sonotrode 20 mm çapındaydı ve sonotrode'dan 2,5 mm uzakta 3 saniye boyunca 120 W / cm2 güç yoğunluğu uygulandı. Örneklem büyüklüğü 3 cm x 3 cm idi.
(çalışma ve resimler: Lei ve ark., 2021)

Elektrot Delaminasyonu için Ultrasonikatörler

Hielscher Ultrasonics, 20kHz aralığında çalışan yüksek performanslı ultrasonik işlemcileri tasarlar, üretir ve dağıtır. Hielscher Ultrasonik’ endüstriyel ultrasonicators zorlu uygulamalar için çok yüksek genlikler sunabilir yüksek güçlü ultrason işlemcileri vardır. 200μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur. Elektrotların sürekli delaminasyon işlemi için, Hielscher standart yanı sıra özelleştirilmiş sonotrodlar bir dizi sunuyor. Sonotrode boyutu, elektrot malzemesinin boyutuna ve genişliğine uyarlanabilir, böylece yüksek verim ve üstün geri kazanım için optimum proses koşulları hedeflenir.

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik işlemciler, uygulamalar ve fiyat hakkında ek bilgi istemek için lütfen aşağıdaki formu kullanın. Biz sizinle süreci tartışmak ve size gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmak için mutlu olacak!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.




Edebiyat / Referanslar

Ultrasonik delaminasyon, harcanan elektrotlardan saniyeler içinde aktif malzemeleri geri kazanır.

Resimde, grafit ve aktif malzeme katmanlarının birkaç saniyelik ultrasonik bir işlemle çıkarıldığı bakır bir folyo gösterilmektedir. Geri kazanılan bileşenler yüksek saflıkta bir çözelti içindedir ve elde edilen akım toplayıcı saf bakırdır.
(Resim ve çalışma: Faraday Enstitüsü, Birmingham Üniversitesi, Leicester Üniversitesi)


Ultrasonik yüksek kesme homojenizatörleri laboratuvar, tezgah üstü, pilot ve endüstriyel işlemede kullanılır.

Hielscher Ultrasonik uygulamaları karıştırma, dağılım, emülsifikasyon ve laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homojenler üretmektedir.


Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher ürün yelpazesi, tezgah üstü üniteler üzerindeki kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.