Imọ-ẹrọ olutirasandi Hielscher

Awọn Ultrasonics fun atunṣe Awọn batiri Batiri Lithium

  • Awọn batiri batiri Lithium-ion ti a lo ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti wa ni bayi n wa si ọja-itaja ati pẹlu rẹ, awọn agbara atunṣe gbọdọ wa ni idagbasoke.
  • Igbẹhin ultrasonic jẹ iṣẹ ti o dara, ilana imudaniloju-ayika lati ṣe igbasilẹ awọn irin gẹgẹbi Li, Mg, Co, Ni ati be be lo. Lati awọn batiri batiri Li-ion.
  • Awọn ẹrọ ultrasonic ti Hielscher fun awọn ohun elo leaching jẹ otitọ ati ki o logan ati ki o le wa ni rọọrun sinu awọn eweko ti o tunṣe atunṣe.

Atunṣe Awọn batiri Batiri Lithium-ion

Awọn batiri Batiri Lithium-ion ni a lo ni lilo ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti ina (EV), laptops ati awọn foonu alagbeka. Eyi tumọ si pe lilo awọn batiri lithium-ion jẹ idija lọwọlọwọ nipa isakoso egbin ati atunlo. Batiri naa jẹ olutọju iye owo pataki fun EV, ati imukuro wọn jẹ gbowolori, ju. Awọn eto ayika ati ti ọrọ-aje ti n ṣako fun iṣoju atunṣe titiipa lẹhin ti idoti batiri jẹ awọn ohun elo ti o niyelori ati iranlọwọ lati dinku ẹsẹ igbasilẹ ti awọn batiri batiri ti Lithium-ion.
Atunjade awọn batiri Li-ion n dagba si ile-iṣẹ alakoso ti o ni igbaniloju lati rii daju pe wiwa iwaju ti awọn ọja ti kii ṣe ayẹyẹ ati awọn ohun elo batiri miiran ati lati dinku owo ayika ti iwakusa.

Iṣẹ ti Ultrasonic Leaching

A le lo ifọjade ultrasonic ati irin isediwọn si awọn ilana atunṣe ti awọn batiri afẹfẹ ti awọn cobalt lithium (eg lati awọn kọǹpútà alágbèéká, awọn fonutologbolori, ati bẹbẹ lọ) ati awọn batiri lithium-nickel-manganese-cobalt complexi (fun apẹẹrẹ lati awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti ina).
Cavitation produced by Hielscher's UIP1000hdT with cascatrode Agbara olutirasandi giga ni a mọ fun agbara rẹ lati ṣakoso awọn kemikali kemikali ati awọn slurries lati ṣe igbaradi gbigbe ibi-gbigbe ati lati bẹrẹ awọn ikolu ti kemikali.
Awọn ipa ti o lagbara ti ultrasonication agbara jẹ lori orisun ti cavitation accoustic. Nipa pipọ agbara-agbara olutirasandi sinu olomi / slurries, awọn iyipo-kekere ati awọn titẹ igbi-omi-gami nfa awọn igbesẹ kekere. Awọn ohun elo fifun kekere n dagba sii lori awọn iṣoro kekere-titẹ / giga-titẹ titi ti o fi fi agbara han. Awọn ohun ti a fi n ṣan ti n ṣubu ni a le kà bi microreactors ninu eyiti awọn iwọn otutu ti o to 5000K, awọn igara ti o to 1000atm, ati awọn igbona ati awọn itutu afẹfẹ loke 10-10 waye. Pẹlupẹlu, awọn ogun-agbara-omi-agbara ati awọn omi jeti ti o lagbara si iwọn 280m / s ti wa ni ipilẹṣẹ. Awọn ipo ti o ga julọ ti cavitation accoustic ṣe awọn ipo ti ara ati kemikali ti o ṣe pataki si awọn olomi tutu tutu ti o si ṣẹda aaye ti o ni anfani fun awọn aati kemikali (Sonochemistry).

Hielscher's ultrasonicators are reliable and robust systems for the leaching of metals.

48kW ultrasonic profaili
fun awọn ohun elo ti o nbere bi laaching awọn irin

Ibere ​​Alaye




Akiyesi wa Ìpamọ Afihan.


Agbejade Ultrasonic ninu atunṣe Awọn batiri Batiri Li-Ion. (Tẹ lati tobi!)

Awọn ohun elo fifọ ti awọn irin lati ti ipalara batiri jẹ.

Awọn iṣelọpọ ti iṣelọpọ ti epo-okun ti o ga julọ ti o le jẹ ki o le ṣe itọju thermolysis ti awọn solutes ati awọn iṣeduro ti awọn apani ti o ga julọ ati awọn reagents, gẹgẹbi awọn radicals free, awọn ions hydroxide (• OH,) hydronium (H3O +) ati bẹbẹ lọ, eyi ti o pese awọn ipo ifaseyin iyasọtọ ninu omi ki oṣuwọn iṣeduro ti wa ni alekun. Awọn ipilẹ pataki gẹgẹbi awọn patikulu ni a nyara nipasẹ awọn ọkọ ofurufu ti omi ati ti a ti mu nipasẹ ijigọpọ interparticular ati abrasion ti npọ si ibiti o ti nṣiṣe lọwọ ati nitorina gbigbe iṣipopada.
Awọn anfani nla ti leaching ultrasonic ati imularada imularada ni iṣakoso to ni pato lori awọn ilana ilana gẹgẹbi titobi, titẹ ati otutu. Awọn ifilelẹ wọnyi gba ọ laaye lati ṣatunṣe awọn ipo imudara gangan si ọna alabọde ati iṣẹ ti a pinnu. Pẹlupẹlu, gbigbọn ultrasonic n yọ awọn ohun elo ti o kere julo lati inu sobusitireti paapaa, lakoko ti o tọju awọn microstructures. Imudara ti a ti mu dara si ni nitori imudaniloju ultrasonic ti awọn ipele ti o gaju, awọn nọmba ti o pọ sii, ati iṣeduro irin-ajo. Awọn ilana lakọkọ fun Sonication le wa ni iṣapeye nipasẹ titẹ si awọn olubasoro kọọkan ati nitori naa ko jẹ ki o wulo gan sugbon tun lagbara-agbara.
Itoju iṣakoso gangan rẹ ati ṣiṣe agbara jẹ ki ultrasonic leaching ọran ti o dara ati imọran – paapaa nigbati o ba ṣe afiwe awọn ilana imudaniloju acid ati ilana imupalẹ.

Imularada Ultrasonic ti LiCoO2 lati Awọn batiri Batiri Lithium-Ion

Ultrasonication ṣe iranlọwọ fun ikorita idẹkuro ati ojutu omi kemikali, eyi ti a nlo lati gba Li gẹgẹbi Li2CO3 ati Co bi Co (OH)2 lati awọn batiri litiumu-doti.
Zhang et al. (2014) ṣe ijabọ LiCoO aṣeyọri imularada2 lilo ohun ultrasonic riakito. ni ibere lati ṣeto ipilẹ ojutu ti 600mL, nwọn gbe 10g ti LiCoO alailẹgbẹ2 lulú ninu beaker kan ati ki o fi kun 2.0mol / L ti ipilẹ LiOH, eyiti a ṣe idapo.
A ti dà adalu naa sinu irradiation ultrasonic ati ẹrọ ti o nroro bẹrẹ, ẹrọ ti o nmu irora ni a gbe sinu inu ti idena inu. O mu ki o gbona si 120DC, lẹhinna ultrasonic ẹrọ ti ṣeto si 800W ati ipo ti ultrasonic ti igbese ti ṣeto si sisẹ awọn iṣẹ-ṣiṣe ti 5 iṣẹju-aaya. ON / 2sec. PA. Imudarasi ultrasonic ti a lo fun 6h, lẹhinna ikunra itọpa tutu si otutu otutu. A ti wẹ omi ti o ni agbara to ni igba pupọ pẹlu omi ti a fi sinu omi ati sisun ni 80 ° C titi di igba ti o jẹ deede. Awọn ayẹwo ti o gba ni a gba fun awọn idanwo ti o tẹle ati ṣiṣe batiri. Igbara agbara ni akọkọ akoko ni 134.2mAh / g ati agbara idasilẹ jẹ 133.5mAh / g. Iṣeduro akọkọ ati idasilẹ deede jẹ 99.5%. Lẹhin 40 iṣẹju, agbara idasilẹ jẹ ṣi 132.9mAh / g. (Zhang et al. 2014)

Awọn awọ kirisita LiCoO2 ti dagbasoke lẹsẹkẹsẹ. (Tẹ lati tobi!)

Awọn awọ kirisita LiCoO2 lo ṣaaju (a) ati lẹhin (b) itọju olutirasandi ni 120DC fun 6h. orisun: Zhang et al. 2014

Agbejade ti ultrasonic pẹlu awọn acids acids bi citric acid kii ṣe itọju nikan sugbon tun jẹ ore ayika. Iwadi ri pe aiṣedede Co ati Li jẹ daradara pẹlu acid citric ju pẹlu awọn ohun elo ti ko ni apoti H2Nitorina4 ati HCl. Die e sii ju 96% Co ati fere 100% Li ti wa pada lati awọn batiri litiumu-dẹlẹ lo. Awọn o daju pe awọn acids acids bi citric acid ati acetic acid jẹ ilamẹjọ ati biodegradable, ṣe alabapin si siwaju sii aje ati awọn ayika ayika anfani ti sonication.

Ga-agbara Industrial Ultrasonics

UIP4000hdT - Hielscher's 4kW high-performance ultrasonic system Hielscher Ultrasonics jẹ olupese ti o ni imọran pupọ fun awọn ọna šiše ultrasonic ti o dara daradara ati ti o gbẹkẹle, eyiti o fi agbara ti a beere fun lati ṣe awakọ awọn irin lati awọn ohun elo egbin. Lati ṣe atunṣe awọn batiri lili-ion nipa fifun awọn irin gẹgẹbi awọn iṣelọpọ, lithium, nickel, ati manganese, awọn alagbara ati awọn alagbara lagbara awọn ọna šiše ultrasonic. Hielscher Ultrasonics’ awọn iṣiro ise gẹgẹbi awọn UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) ati UIP16000 (16kW) ni awọn alagbara julọ ati agbara julọ-ṣiṣe olutirasandi awọn ọna šiše lori oja. Gbogbo awọn ile-iṣẹ ile-iṣẹ wa le wa ni ṣiṣe pẹlu awọn giga ti o ga julọ to 200μm ni iṣẹ 24/7. Fun paapa awọn amplitudes ti o ga, awọn ultrasonic sonotrodes ti wa ni ti o wa. Imọlẹ ti ẹrọ Hielscher ti ultrasonic ngbanilaaye fun isẹ 24/7 ni ojuse ojuse ati ni awọn agbegbe ti o nbeere. Hielscher pese awọn sonotrodes pataki ati awọn reactors fun awọn iwọn otutu giga, awọn igara ati awọn olomi-ara, ju. Eyi mu ki awọn ultrasonicators wa ti o dara julọ fun awọn itọnisọna metallurgy ohun-elo, fun apẹẹrẹ awọn itọju hydrometallurgical.

Awọn tabili ni isalẹ yoo fun ọ ni itọkasi ti agbara gbigbe agbara ti wa ultrasonicators:

ipele iwọn didun Oṣuwọn Tisan Niyanju awọn ẹrọ
0.1 si 20L 0.2 si 4L / min UIP2000hdT
10 si 100L 2 si 10L / min UIP4000
na 10 si 100L / min UIP16000
na tobi oloro ti UIP16000

Pe wa! / Beere Wa!

Jowo lo awọn fọọmu isalẹ, ti o ba fẹ lati beere afikun alaye nipa homogenization ultrasonic. A yoo dun lati fun ọ ni eto ultrasonic kan ti n ṣe awọn ibeere rẹ.









Jọwọ ṣe akiyesi wa Ìpamọ Afihan.


Iwe-iwe / Awọn itọkasi

  • Golmohammadzadeh R., Rashchi F., Vahidi E. (2017): Gbigba lithium ati cobalt lati lo awọn batiri ti lithium-ion lo pẹlu awọn ohun elo ti o ni imọran: Ilana ti o dara julọ ati awọn ẹya ara ẹni. Isakoso Egbin 64, 2017. 244-254.
  • Shin S.-M .; Lee D.-W .; Wang J.-P. (2018): Ṣiṣẹ ti Nickel Nanosized Powder lati LiNiO2 lati Asẹnti Lithium-Ion Batiri. Awọn irin 8, 2018.
  • Zhang Z., O W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J. (2014): Olutirasandi-iranlọwọ Hydrothermal Renovation ti LiCoO2 lati Awọn Cathode ti Awọn Iwọn Litiu-ion Batiri. Int. J. Electrochem. Sci., 9 (2014). 3691-3700.
  • Zhang Z., W. W., Li G., Xia J., Hu H., Huang J., Shengbo Z. (2014): Gbigba awọn akọsilẹ Lithuum ti epo ohun elo lati Cathode ti Awọn Litiu Litiumu-Ion. Awọn lẹta lẹta ECS Electrochemistry, 3 (6), 2014. A58-A61.


Awọn Otitọ Tita Mọ

Lithium-Ion Awọn batiri

Awọn batiri batiri Lithium-ion (LIB) jẹ àkópọ apapọ fun awọn batiri (ti o gba agbara) ti o funni ni iwọn agbara ti o lagbara pupọ ati pe a maa n wọpọ ni awọn ohun elo eleto gẹgẹbi awọn ọkọ ayọkẹlẹ paati, awọn ọkọ ayọkẹlẹ, awọn kọǹpútà alágbèéká, awọn foonu alagbeka, iPods, ati bẹbẹ lọ. awọn abawọn miiran ti awọn batiri gbigba agbara pẹlu iwọn ati agbara ti o pọju, Awọn LIBs jẹ iwọnẹrẹ fẹẹrẹfẹ.
Yato si batiri batiri akọkọ ti o ni nkan, ibiti Oba lo nlo simẹnti lithium ti o ni itọpọ dipo ti litiumu metalliki bi elediriti rẹ. Awọn agbegbe pataki ti batiri batiri lithium-ion jẹ awọn ọna amọna rẹ – anode ati cathode – ati electrolyte.
Ọpọlọpọ awọn sẹẹli pin awọn ohun elo wọpọ ni awọn ọna ti electrolyte, separator, awọn wiwa ati awọn casing. Iyatọ nla laarin awọn eroja alagbeka jẹ awọn ohun elo ti a lo bi “ohun elo ti nṣiṣe lọwọ” gẹgẹbi cathode ati anode. Aworan jẹ ohun elo ti a nlo nigbagbogbo bi apẹrẹ, nigbati a ṣe pe cathode ti LiMO2 ti o nilaye (M = Mn, Co, ati Ni), spinel LiMn2O4, tabi Olivine LiFePO4. Awọn iyọọda ti omi-amọlu-olomi electrolyte (fun apẹẹrẹ, iyọ LiPF6 wa ninu adalu awọn nkan ti o wa ninu eroja, bi ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), etc.) ionic movement.
Ti o da lori awọn ohun elo amọdaju (cathode) ati odi (oju) ohun elo, eleyi agbara ati foliteji ti LIB yatọ yatọ.
Nigbati o ba lo ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti nlo ina mọnamọna (EVB) tabi batiri iyọkulo ti lo. Awọn batiri atẹgun bẹ ni a lo ninu awọn irin-iṣẹ-ọkọ, awọn ọkọ ayọkẹlẹ itanna eletẹẹta, awọn apoti ti ile-ilẹ, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti ina, awọn ọkọ ayọkẹlẹ paati, awọn oko nla, awọn paati, ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ miiran.

Atunṣe ti irin lati Awọn batiri Batiri Li-Ion

Ni afiwe si awọn oriṣiriṣi awọn batiri miiran ti o ni awọn olori tabi cadmium nigbagbogbo, awọn batiri Li-ion ni awọn ọja ti ko toi ti o si ni a kà gẹgẹ bi abo-ayika. Sibẹsibẹ, iye ti o lo awọn batiri Li-ion ti o pọju, eyi ti yoo jẹ lati sọnu bi o ti lo awọn batiri lati awọn ọkọ ayọkẹlẹ paati, mu isoro iṣoro kan. Nitorina, iṣọ atunṣe iṣeduro ti awọn batiri Li-ion jẹ pataki. Lati ori ero ọrọ-ọrọ, awọn ohun elo irin bi irin, ejò, nickel, cobalt, ati litiumu le ṣee pada ati ki o tun lo ninu iṣẹ awọn batiri titun. Atunṣe le ṣe idiwọ ojo iwaju, ju.
Biotilejepe awọn batiri ti o ni awọn fifun nickel ti o ga julọ n bọ si ọjà, kii ṣe ṣee ṣe lati ṣe awọn batiri lai si iṣelọpọ. Awọn akoonu nickel ti o ga julọ wa ni iye owo: Pẹlu akoonu ti nickel pọ sii, iduroṣinṣin ti batiri naa dinku ati nitorina igbesi aye ọmọ rẹ ati agbara gbigba agbara lo dinku.

Ṣiṣe idagba fun awọn batiri Li-ion. Orisun: Deutsche Bank

Idagba fun idiwọn batiri batiri Li-ion nbeere agbara agbara tunlo fun awọn batiri apani.

Ilana atunṣe

Awọn batiri ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ irin-ajo gẹgẹbi Tesla Roadster ni iye akoko ti ọdun 10.
Awọn atunṣe ti awọn batiri Li-ion ti o dinku jẹ ilana ti o banilori lati inu giga ti awọn kemikali ipalara ti o ni ewu, eyiti o wa pẹlu awọn ewu ti aifikita gbona, itanna ohun-mọnamọna ati awọn gbigbejade awọn nkan oloro.
Lati le ṣe atunse iṣeduro titiipa, gbogbo iyasọtọ kemikali ati gbogbo awọn eroja gbọdọ wa ni pinpin si awọn ẹya ara wọn. Sibẹsibẹ, agbara ti a beere fun iru iṣeduro ti iṣọpọ bẹ bẹ jẹ gidigidi gbowolori. Awọn ohun elo ti o niyelori fun imularada ni awọn irin gẹgẹbi Ni, Co, Cu, Li, ati bẹbẹ lọ. Niwon awọn iwakusa ti o niyelori ati awọn ọja ti o ga julọ ti awọn ohun elo irin ṣe atunṣe nipa iṣowo ọrọ-aje.
Ilana atunṣe ti awọn batiri Li-ion bẹrẹ pẹlu ipilẹ ati fifa awọn batiri naa. Šaaju šiši batiri naa, a nilo passivation lati pa awọn kemikali ti o wa ninu batiri kuro. O le gba iṣelọpọ nipasẹ didibi tabi didiṣedẹ agbara. Ti o da lori iwọn batiri, awọn batiri naa le wa ni ipilẹ ati ki o ṣajọpọ si alagbeka. Lẹhin iyọda ati fifun ni, awọn irinše ti ya sọtọ nipasẹ awọn ọna pupọ (fun apẹẹrẹ awọn iṣiro, sieving, pinking hand, magnetic, wet, and divisionistic separation) lati le yọ awọn casings alagbeka, aluminiomu, epo ati awọn plastik lati inu erupẹ electrode. Iyapa awọn ohun elo elerọ jẹ pataki fun awọn ilana igbasilẹ, fun apẹẹrẹ itọju hydrometallurgical.
Pyrolysis
Fun iṣeduro pyrolytic, awọn batiri ti a ti sọ ni sisun ninu ileru nibi ti a ti fi okuta alamu kun bi oluranlowo slag.

Awọn Ilana hydrothermal
Iṣẹ processing hydrometallurgical da lori awọn aati ti aisan lati le ṣaakari awọn iyọ bi awọn irin. Awọn ọna itọju hydrometallurgical ti o niiṣe pẹlu sisọ, iṣan omi, iyipada ion, isediwon epo ati imọ-ẹrọ ti awọn solusan olomi.
Awọn anfani ti processing hydrothermal jẹ ikore ti o ga ti + 95% ti Ni ati Co bi iyọ, + 90% Li le wa ni precipitated, ati awọn iyokù le ti wa ni pada soke to + 80%.

Cobalt paapaa jẹ ẹya-ara pataki ninu awọn batiri batiri ti lithium-ion fun agbara to ga ati awọn ohun elo agbara.
Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o wa lọwọlọwọ bi Toyota Prius, lo batiri batiri ti nickel irin, eyiti a yọ, ti a fi agbara pa ati tunlo ni ọna kanna bi awọn batiri Li-ion.

Hielscher Ultrasonics ṣe awọn iṣẹ ultrasonic-giga.

Ọmọ sonication ti o lagbara lati laabu ati ibujoko-oke si iṣelọpọ iṣẹ.