Ultrasonics Làm cho pin Lithium-Ion tái chế hiệu quả hơn

Lithium là một vật liệu khan hiếm và có giá trị cao có trong pin hiệu suất cao, chẳng hạn như pin Li-ion. Lithium là vật liệu có giá trị nhất được thu hồi trong tái chế pin Li-ion, nhưng cũng có các khoáng chất và kim loại khác như coban, mangan, niken, đồng và nhôm là kim loại có giá trị để phục hồi. Ultrasonication cường độ cao được sử dụng như kích động cắt cao và kỹ thuật lọc để trích xuất, loại bỏ, và hòa tan các khoáng chất có giá trị và kim loại từ pin đã qua sử dụng. Phương pháp sonication là rất hiệu quả, năng lượng hiệu quả, và có sẵn để cài đặt tại các cơ sở tái chế thương mại đầy đủ.

Tổng quan: Quy trình tái chế pin Li-Ion

Các quy trình tái chế có thể khác nhau khi các công ty chuyên về tái chế pin Li-ion phát triển và sửa đổi quy trình của họ với hiệu quả cao nhất. Tuy nhiên, để phục hồi các vật liệu có giá trị như lithium từ pin, các bước sau đây là bắt buộc:
Đầu tiên, nắp nhựa của pin được chia nhỏ và loại bỏ. Sau đó, pin trần truồng được đưa vào nitơ lỏng để trung hòa các chất phản ứng, nổ. Bước này đảm bảo rằng một bản phát hành đột ngột của tất cả các năng lượng được lưu trữ và đánh lửa tiếp theo và nổ liên quan đến được ngăn chặn.
Sau các bước chuẩn bị này, pin sau đó được đặt trên máy tiện, nơi pin được mở bằng cưa, để vỏ bên ngoài có thể được loại bỏ. Tước xuống lõi của pin, cực âm, cực dương, và tách được chiết xuất và đặt trong lò nướng, nơi chúng được sấy khô trong 24 h ở khoảng 60-120 ° C. Trước khi xử lý khai thác kim loại, các điện cực bị cô lập, tức là cực âm và cực dương, phải được tháo rời thêm. Kể từ khi vật liệu cathode thường được tôn trọng để lá nhôm bởi một chất kết dính, thường polyvinylidene florua (PVDF) hoặc polytetrafluoroethylene (PTFE), nó là một nhiệm vụ khó khăn để loại bỏ cathode và lá nhôm từ mỗi khác. Để tách đúng vật liệu cực âm khỏi lá, việc tách siêu âm đã được chứng minh là một điều trị hiệu quả cao, nhanh chóng và tiết kiệm. Nhưng quá trình tăng cường siêu âm không dừng lại ở đây. Siêu âm lọc kim loại và khoáng chất như coban, mangan, niken, đồng và nhôm thúc đẩy khai thác kim loại và làm tăng năng suất của kim loại phục hồi.

Siêu âm Cavitation cho Cathode Separation

Ultrasonication tách vật liệu cathode từ lá nhôm bởi những ảnh hưởng của cavitation âm thanh. Cavitation âm thanh hoặc siêu âm được xác định bởi áp suất cao xảy ra tại địa phương, nhiệt độ cao và giọt tiếp theo của họ dẫn đến sự khác biệt áp suất và nhiệt độ tương ứng cũng như vi nhiễu loạn dữ dội và máy bay phản lực vi cắt cao. Những lực lượng cavitational ảnh hưởng đến ranh giới bề mặt, thúc đẩy chuyển khối lượng và gây xói mòn. Tạo ra các lực mạnh mẽ như vậy có tính chất hóa học, vật lý, nhiệt và cơ học, siêu âm cavitation tạo ra sự kích động và chuyển khối lượng cần thiết để phá vỡ cấu trúc chất kết dính hữu cơ được sử dụng trong pin lithium-ion để cố định cực âm cho bộ thu / lá nhôm.
Trong khi kích động cơ học như khuấy một mình là không đủ để tách vật liệu cathode có hiệu quả từ lá nhôm, ultrasonication cường độ cao cung cấp năng lượng sonochemical và sonomechanical cần thiết để loại bỏ các vật liệu cực âm hoàn toàn từ các nhà sưu tập. Trái ngược với khuấy cơ học, siêu âm cavitation tạo ra nhiễu loạn dữ dội, nhiệt độ và áp suất cao tại địa phương cũng như kích động, streaming và máy bay phản lực chất lỏng, mà phá vỡ các chất kết dính, ví dụ như PVDF hoặc PTFE, kết nối cực âm với lá Al, và xói mòn bề mặt của cả hai, cathode và Al lá. Qua đó, chất kết dính giữa cả hai vật liệu được phá hủy đúng cách và cực âm và lá nhôm được tách ra một cách hiệu quả.
Ví dụ: tách siêu âm dẫn đến hiệu quả cao của việc loại bỏ cực âm 99% bằng cách sử dụng N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) làm dung môi ở 70 ° C (sức mạnh siêu âm 240 W và thời gian xử lý siêu âm 90 phút). Kể từ khi tách cathode siêu âm phân tán vật liệu đồng đều và ngăn chặn agglomerates lớn hơn, quá trình lọc kim loại tiếp theo được tạo điều kiện.
Đọc thêm về khử nhiễm điện cực siêu âm để phục hồi các vật liệu hoạt động và lá thu hiện tại!

Siêu âm lọc khoáng sản

Các hiệu ứng cavitational siêu âm được mô tả ở trên thúc đẩy sự rò rỉ của kim loại từ pin chi tiêu, quá. Ultrasonication cường độ cao không chỉ được sử dụng để phục hồi khoáng chất trong tái chế pin, mà còn thường được sử dụng trong hydrometallurgy và lọc quặng quý (ví dụ như khai thác đuôi). Nhiệt độ cục bộ cao, áp suất và lực cắt làm tăng cường lọc kim loại và tăng hiệu quả lọc đáng kể. Trong khi trong các điểm nóng xâm thực xảy ra nhiệt độ rất khắc nghiệt cục bộ lên đến 1000 K, các điều kiện lọc tổng thể chỉ yêu cầu nhiệt độ nhẹ khoảng 50-60 °C. Điều này làm cho kim loại siêu âm phục hồi năng lượng hiệu quả và kinh tế.
Siêu âm lọc khoáng chất từ pin Li-ion đã qua sử dụng được đặc trưng bởi tỷ lệ phục hồi cao và hiệu quả. Ví dụ: axit sulfuric (H2SO4) đã được sử dụng thành công làm chất lọc với sự hiện diện của hydrogen peroxide (H2O2) trong quá trình phục hồi khoáng chất siêu âm từ cực âm. Siêu âm lọc với axit sulfuric dẫn đến tỷ lệ phục hồi 94,63% cho coban, và 98,62% cho lithium, tương ứng.
Siêu âm lọc bằng axit citric hữu cơ (C6H8O7· H2O) dẫn đến sự phục hồi rất cao của đồng và lithium, thu được 96% đồng và gần như 100% lithium từ pin Li-ion đã qua sử dụng.

Đơn giản và an toàn: Siêu âm quy mô-up Từ thử nghiệm khả thi để tái chế công nghiệp

Thiết bị siêu âm hiệu suất cao để tái chế pin Li-ion có sẵn để lắp đặt băng ghế dự bị, thí điểm và công nghiệp. Kể từ khi tách cathode siêu âm và lọc siêu âm các khoáng chất từ pin đã qua sử dụng đã được thiết lập quá trình, quá trình từ thử nghiệm đầu tiên, tối ưu hóa các yêu cầu quá trình cụ thể của bạn và cài đặt một tách siêu âm hoàn toàn công nghiệp và / hoặc hệ thống lọc là nhanh chóng và đơn giản.

Ultrasonicators hiệu suất cao để tái chế pin

Hielscher Ultrasonics cung cấp ultrasonicators hiệu suất cao ở bất kỳ kích thước và công suất. Với UIP16000 (16kW), Hielscher sản xuất bộ xử lý siêu âm mạnh nhất trên toàn thế giới. UIP16000 cũng như tất cả các hệ thống siêu âm công nghiệp khác có thể dễ dàng cụm đến công suất xử lý cần thiết. Tất cả các ultrasonicators Hielscher được xây dựng cho hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Hielscher Ultrasonics’ bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn.

Đầu dò siêu âm và lò phản ứng Sono cho bất kỳ thể tích nào

Hielscher Ultrasonics phạm vi sản phẩm bao gồm đầy đủ các bộ vi xử lý siêu âm từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên băng ghế dự bị và hệ thống thí điểm để bộ vi xử lý siêu âm hoàn toàn công nghiệp với khả năng xử lý xe tải mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn các thiết bị siêu âm phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn, năng lực quá trình và mục tiêu sản xuất.

Chính xác điều khiển amplitudes cho kết quả tối ưu

Tất cả các bộ vi xử lý siêu âm Hielscher được kiểm soát chính xác và do đó ngựa làm việc đáng tin cậy trong R&D và sản xuất. Biên độ là một trong những thông số quá trình quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu quả của sonochemically và sonomechanically gây ra phản ứng. Tất cả Hielscher Ultrasonics’ bộ xử lý cho phép thiết lập chính xác của biên độ. Sonotrodes và sừng tăng cường là những phụ kiện cho phép sửa đổi biên độ trong một phạm vi rộng hơn. Bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể cung cấp biên độ rất cao và cung cấp cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động.
Cài đặt biên độ chính xác và giám sát vĩnh viễn các thông số quá trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cung cấp cho bạn khả năng tách cực âm khỏi lá nhôm cũng như lọc khoáng chất và kim loại từ pin Li-ion đã qua sử dụng trong điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Sonication tối ưu để tái chế pin Li-ion hiệu quả nhất!
Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 tại nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe. Điều này làm cho thiết bị siêu âm của Hielscher trở thành một công cụ làm việc đáng tin cậy đáp ứng các yêu cầu quá trình tái chế của bạn.

Chất lượng cao nhất – Thiết kế và sản xuất tại Đức

Là một doanh nghiệp gia đình và gia đình, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho bộ vi xử lý siêu âm của nó. Tất cả ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Độ bền và độ tin cậy của thiết bị siêu âm của Hielscher làm cho nó trở thành một con ngựa làm việc trong sản xuất của bạn. Hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi khắt khe là một đặc điểm tự nhiên của đầu dò siêu âm hiệu suất cao và lò phản ứng của Hielscher.

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: