Переробка електродів – Високоефективний з ультразвуковим розшаруванням

Ультразвукове розшарування електродів дозволяє відновити активні матеріали, такі як літій, нікель, марганець, кобальт і т.д. протягом декількох секунд. Таким чином, ультразвукове розшарування електродів робить відновлення багаторазових матеріалів з батарей швидшим, зеленим і значно менш енергоємним. Дослідження вже довели, що ультразвукове розшарування може бути в 100 разів швидше, ніж звичайні методи переробки.

Power Ultrasound Improves Recovery of Active Materials from Electrodes

Ultrasonically-assited delamination of electrodes offers a rapid, efficient, and sustainable approach recovering active materials and the foil. These parts of the electrode are valuable materials, which can be reused for the manufacturing of new batteries. Ultrasonic delamination is not only significantly more energy-efficient than hydrometallurgical and pyrometallurgical recycling processes, they also yield in materials of higher purity.

Переваги ультразвукової розшарування електродів

  • Швидкий (завершено за лічені секунди)
  • Простота в реалізації
  • Адаптовано до розмірів електродів
  • Навколишнє середовище, дружнє до навколишнього середовища
  • Економічний
  • Безпечний
"Ультразвук

Ультразвукове розшарування електродів для переробки акумуляторів

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Високопотужні ультразвукові хвилі використовуються для відновлення активних матеріалів з акумуляторних електродів. Ультразвукове розшарування електродів робить відновлення багаторазових матеріалів з батарей швидшим, зеленим і значно менш енергоємним.

Ультразвуковий процесор з сонотродом для розшарування електродів. Ультразвукове розшарування електродів робить відновлення багаторазових матеріалів з батарей швидшим, зеленим і значно менш енергоємним.

Battery Recycling: Electrode Separation and Delamination

Переробка літій-іонної батареї (LIB) спрямована на відновлення цінних матеріалів. Електроди містять дорогоцінні та рідкісні матеріали, такі як літій, нікель, марганець, кобальт тощо, які можна ефективно відновити за допомогою безперервного ультразвукового процесу розшарування. Ультразвукові процесори, оснащені зондом (сонотродом), можуть створювати інтенсивні амплітуди. Амплітуда передає ультразвукові хвилі в рідке середовище (наприклад, розчинну ванну), де через чергування циклів високого тиску / низького тиску виникають хвилинні бульбашки вакууму. Ці вакуумні бульбашки ростуть протягом декількох циклів, поки вони не досягнуть розміру, при якому вони не можуть поглинати будь-яку подальшу енергію. У цей момент бульбашки вибухають бурхливо. Імплозія міхура генерує локально високоенергетичний середовище з рідкими струменями до швидкості до 280 м / с, інтенсивними турбулентністю, дуже високими температурами (близько 5000K), тиском (близько 2000atm) і, відповідно, температурними і перепадами температури і тиску.
Це явище ультразвукової індукованої бульбашкової імплозії відоме акустичною кавітацією. Ефекти акустичної кавітації видаляють композитну плівку активного матеріалу з колектора струму фольги, яка покрита з обох сторін композитною плівкою. активний матеріал містить в основному суміш оксиду літієвого марганцю (LMO) і оксиду кобальту літію нікелю марганцю (LiNiMnCoO2 або NMC), а також вуглець чорний як провідна добавка.
Механізм ультразвукової розшарування заснований на фізичних силах, які здатні розірвати молекулярні зв'язки. Завдяки інтенсивності ультразвуку часто досить м'яких розчинників для видалення шарів активного матеріалу з фольги або колектора струму. Таким чином, ультразвукове розшарування електрода відбувається швидше, екологічно чистіше і значно менш енергоємне.

Високоінтенсивна ультразвук значно покращує процес розшарування електродів і дає можливість високоякісних активних матеріалів, які можуть бути повторно використані для виробництва нових батарей.

Сканування зображень електронної мікроскопії (SEM), що показують морфологічні зміни активного матеріалу електрода при ультразвуковому розшаруванні. Всі знімки були зроблені при збільшенні в 5000 разів і енергії збудження 10 кВ. а) переддержавний матеріал, б) розшарування катодного активного матеріалу, в) переддержавний матеріал анодного матеріалу і г) розшарування анодного матеріалу.
(дослідження та фотографії: Лей та ін., 2021)

Подрібнення акумулятора проти поділу електродів

Для відновлення активного матеріалу використовуються водні або органічні розчинники для розчинення металевої фольги, полімерного в'яжучого та/або активного матеріалу. Проектування і потік процесу значно впливають на кінцевий результат відновлення матеріалу. Традиційний процес переробки акумуляторів передбачає подрібнення модулів акумулятора. Однак подрібнені компоненти важко розділити на окремі компоненти. Вона вимагає комплексної обробки для отримання активного / цінного матеріалу з подрібненої маси. Для того щоб повторно використовувати відновлені активні матеріали, потрібна певна ступінь чистоти. Отримання високо чистих матеріалів з подрібненої батареї включає в себе складні процеси, жорсткі розчинники і, отже, дорого. Ультразвукове вимивання успішно використовується для інтенсифікації та посилення результатів активного відновлення матеріалу від подрібнених літій-іонних батарей.
Як альтернативний процес традиційного подрібнення, поділ електродів був показаний як ефективний процес переробки акумуляторів, який може значно підвищити чистоту отриманих матеріалів. Для процесу поділу електродів акумулятор розбирається на його основні компоненти. Оскільки електроди містять найбільшу частку цінного матеріалу, електрод відокремлюється і обробляється хімічним шляхом для розчинення активних матеріалів (літію, нікелю, марганцю, кобальту ...) з покритої фольги або колектора струму. Ультразвук добре відомий своїми інтенсивними ефектами, викликаними акустичною кавітацією. Сономеханічні сили застосовують достатню кількість коливань і зсуву, щоб видалити активні матеріали, які нашаровуються на фольгу. (Структура фольги з покриттям схожа на бутерброд, фольгу в центрі і шар активного матеріалу, побудований зовнішньою поверхнею.)
поділ електродів зробить більш життєздатним варіантом, ніж подрібнення, при використанні в поєднанні з автономним розбиранням, що дозволяє чистіші потоки відходів і більшу цінність утримання в постачанні

Ультразвуковий процесор UIP2000hdT (2000 Вт) для розшарування акумуляторних електродів. Ультразвукова розшарування є високоефективним методом відновлення активного матеріалу.

Ультразвуковий пристрій UIP2000hdT є потужним процесором потужністю 2000 Вт для розшарування електродів ANS, що робить переробку акумуляторів швидшою, ефективнішою та екологічнішою.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові сонотроди для розшарування електродів

Special sonotrodes delivering the required amplitude to remove the active materials from the electrode foil are readily available. As the intensity of acoustic cavitation decreases with increasing distance between sonotrode and electrode, a continuously uniform distance between sonotrode and electrode is favourable. This means, the electrode sheet should be moved closely beneath the sonotrode tip, where pressure waves are strong and cavitation density is high. With special sonotrodes offering a broader width than the standard cylindrical ultrasonic probe, Hielscher Ultrasonics offers an efficient solution for uniform delamination of electrode sheets from electric vehicles. For instance, electrodes used in pouch cell electric vehicle (EV) batteries have typically a width of approx. 20 cm. A sonotrode of the same width transmits acoustic cavitation uniformly at the whole electrode surface. Thereby, within seconds the layers of active material is released into the solvent and can be extracted and purified into powder. This powder can be reused for the production of new batteries.
Дослідницька група Інституту Фарадея у Великобританії повідомляє, що видалення шарів активного матеріалу з електрода LIB може бути завершено менш ніж за 10 с, коли електрод розташований безпосередньо під сонотрейдом високої потужності (від 1000 до 2000 Вт, наприклад. UIP1000hdT або UIP2000hdT). Під час ультразвукової обробки клейові зв'язки між активними матеріалами та колекторами струму розриваються так, що на наступному етапі очищення можна відновити неушкоджений колектор струму та порошкоподібний активний матеріал.

Ультразвук розриває молекулярні зв'язки і полегшує відновлення стікальних матеріалів під час переробки акумулятора.

Зображення, що показують вплив ультразвуку на зворотному боці: а) анодного листа літій-іонної батареї та б) катодного листа літій-іонної батареї. Анода розводили в розчині лимонної кислоти 0,05 М; катод був розшаруваний в розчині 0,1 м NaOH. Сонотрод був діаметром 20 мм, інтенсивність потужності 120 Вт/см2 застосовувалася протягом 3 секунд, на відстані 2,5 мм від сонотрода. Розмір зразка становив 3 см х 3 см.
(дослідження та фотографії: Лей та ін., 2021)

Ультраакукатори для розшарування електродів

Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та поширює високопродуктивні ультразвукові процесори, які працюють у діапазоні 20 кГц. Hielscher Ультразвук’ промислові ультраакукатори - це високопотужні ультразвукові процесори, які можуть доставляти дуже високі амплітуди для вимогливих застосувань. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно запускати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Для безперервного процесу розшарування електродів Hielscher пропонує ряд стандартних, а також індивідуальних сонотродів. Розмір сонотрода можна адаптувати до розмірів і ширини електродного матеріалу, тим самим орієнтуючись на оптимальні умови процесу для високої пропускної здатності і чудового відновлення.

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Література/довідники

Ultrasonic delamination recovers active materials within seconds from spent electrodes.

The picture shows a copper foil, from which layers of graphite and active material was removed in an ultrasonic treatment of a few seconds. The recovered components are in a solution of high purity and the current collector obtained is pure copper.
(Image and study: Faraday Institution, University of Birmingham, University of Leicester)


Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, лавці, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.


Високопродуктивний ультразвук! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактного лабораторного ультраакукатора над блоками лави до повних промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.