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锂离子电池: 回收有价值的材料

如今,无论在哪里开发锂离子电池,高效回收问题都起着决定性作用。关键在于使用寿命结束时的良好可分离性。所有有价值的材料都应以高纯度回收。

在新开发阶段,高效回收已经成为首要任务。只有高效的循环经济才能应对原材料短缺问题。制造、使用和回收过程都必须具备良好的碳排放平衡。

最初,电池活性材料的原材料提取和回收的工艺路线是相似的,通常依次采用多种热冶金和湿法冶金工艺。这些技术正在全球范围内被紧急研究。

根据最新的科学研究,许多基于湿法冶金的提纯工艺似乎更高效。这在能源消耗方面具有优势,且伴随的工艺污染物排放显著减少。

 

工业规模的试点测试

amixon® 为工业规模的测试提供了可能性,远超实验室规模。在 amixon® 技术中心,可以完成100升、200升、400升到3000升的批量规模测试,因此 amixon® 有能力进行贴近实际的试点测试。

  • amixon® 真空干燥器可用作真空蒸馏装置。通过精确的温度和压力控制,可以实现高效的分离,从而以高纯度回收液体。例如,可以在低温下将破碎的锂离子电池中的电解质蒸发并重新冷凝。

  • amixon® 试验装置在真空运行时,最高可达到350°C的工作温度。因此,可以考虑在 amixon® 干燥器中分离高沸点的聚偏二氟乙烯(其熔点为175°C,沸点从300°C开始)。聚偏二氟乙烯作为锂离子电池中的粘合剂使用。

  • 经协商后,所有与产品接触的部件都可以涂覆超硬高性能陶瓷。

  • 另一台用于200升批次的 amixon® 试验反应器可用于高压反应。在250°C时,允许的工作压力可达25 巴。

amixon® 技术中心新增了三台合成反应器/真空混合干燥器。

amixon® 技术中心新增了三台合成反应器/真空混合干燥器。

热固液分离是许多工艺步骤的最后一个环节。

液态电解质的溶剂可在 amixon® 真空干燥器中低温蒸发。该真空混合干燥器能够在最高5 毫巴 的真空条件下运行,冷凝过程可在-20°C 进行。

通过这种方式,可以分别回收溶剂碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯和碳酸二乙酯等溶剂。

处理活性电极材料最好在低温湿法条件下进行。分离后,锂、钴、锰、镍和石墨等有价值的材料需要进行干燥。干燥过程通常采用不同的干燥方法,且通常是分批进行。

amixon® 的真空接触干燥设备,通过无死角的混合所有组分,实现了在封闭系统中高纯度、卓越的干燥效率。

只有在物料均匀的情况下,才能实现高效的回收。

锂离子电池将在汽车领域发挥越来越重要的作用。为了处理原材料以及回收正极和负极活性材料,规模越来越大的设备正在建造中。根据不同类型的锂离子电池,将建立不同的工艺路线。材料越均匀,这些工艺路线就能越精确地实施。大规模的均质化是其中的重要前提条件。

amixon® 为此提供了卓越的解决方案—— Gyraton® 混合机,它能够技术上最优地均质化大批量散装物料,并且同一台设备可以选择连续或间歇式工作。Gyraton® 混合机只需非常小的驱动电机。

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