La tecnología de reciclaje de baterías de litio sigue este orden: primero se reciclan los residuos de producción y los productos defectuosos. A continuación, se reciclan las baterías de litio desechadas. Por lo tanto, la tecnología de línea de electrodos se introdujo primero, seguida de la tecnología de línea de baterías.
Trituradora de baja velocidad de doble eje
Las trituradoras de doble eje de baja velocidad son una característica típica de la tecnología de líneas de electrodos. El proceso generalmente envía el material catódico residual a una cinta transportadora. Este se dirige a una trituradora de doble eje para su trituración primaria, lo que da como resultado un tamaño de partícula de aproximadamente 100 mm. Posteriormente, el material ingresa a la trituradora de impacto por el extremo inferior para su trituración secundaria. El tamaño de partícula varía de 10 mm a 30 mm, dependiendo de las necesidades del equipo aguas abajo. El uso de una trituradora para la trituración primaria evita que la trituradora de impacto se obstruya, ya que hay menos material enredado. La trituradora y la trituradora están apiladas una sobre la otra.
¿Por qué no se recomienda utilizar una trituradora lenta de doble eje?
Muchas empresas e instituciones amplían sus líneas de baterías utilizando tecnología de electrodos. A menudo pasan por alto las innovaciones diseñadas para baterías de litio obsoletas.
Las baterías de litio desechadas no se parecen a largas tiras de electrodos de desecho. Carecen de una cubierta exterior resistente. Las baterías de litio suelen tener tres formas: cilíndricas, de paquete blando y cuadradas. El material de la cubierta es resistente. El material interno está firmemente envuelto en forma de disco. Esto es muy diferente de las largas y sueltas tiras de electrodos de desecho.
En segundo lugar, las baterías de litio retiradas se cargan. Cualquier rotura dañará primero el diafragma. Esto incluye penetración, extrusión, perforación de dendritas de litio, contracción, fusión y colapso. Como resultado, se producirá un cortocircuito interno. Si el método de rotura y las condiciones de trabajo son incorrectos, puede provocar un aumento repentino de la temperatura y la acumulación de calor. Si la temperatura sube un poco, la película SEI de la batería se romperá. Esto permitirá que el electrolito entre en contacto con el metal de litio en el grafito del electrodo negativo. Los electrodos positivo y negativo se cruzarán. El material del electrodo positivo cambiará de fase, liberando oxígeno. Este oxígeno reaccionará con el carburo de litio reducido del electrodo negativo. Se producirá una fuga térmica, lo que provocará accidentes como humo, incendios y explosiones.
Problemas de seguridad durante el uso de trituradoras lentas de doble eje
El flujo de nitrógeno ayuda a controlar los niveles de oxígeno. Esto evita que los disolventes de carbonato del electrolito se liberen durante la trituración. Estos disolventes pueden inflamarse a temperaturas de punto de inflamación. Si el aumento temporal de temperatura provoca un cambio de fase en el material del cátodo y la liberación de oxígeno, el efecto protector del control del nitrógeno disminuirá considerablemente. El uso de un proceso de trituración de doble eje a baja velocidad probablemente provocará incendios en baterías ternarias cargadas y fuera de servicio. Las baterías de iones de litio cargadas y fuera de servicio son más estables y rara vez se incendian. Sin embargo, aún pueden liberar humo y gases nocivos.
El proceso de trituración debe controlar eficazmente el aumento de temperatura de cortocircuito de la batería. La trituradora de doble eje de baja velocidad funciona a 5-70 rpm. Esta velocidad permite que la temperatura de cortocircuito aumente demasiado tiempo. Como resultado, puede causar una fuga térmica. El tiempo es la única variable clave controlable.
Causas de los problemas de seguridad
Para evitar humo, incendios y explosiones, las empresas que fabrican este tipo de equipos suelen exigir la descarga de las celdas de las baterías. Esto es especialmente cierto en el caso de las baterías ternarias cargadas. Sin embargo, ya sea mediante descarga de carga física, descarga de salmuera química u otros métodos, existen importantes efectos secundarios. Puede consultar el artículo sobre los efectos secundarios de la descarga de celdas individuales en la cuenta oficial de WeChat. ¿Por qué es importante descargar las celdas de las baterías en el proyecto de norma nacional para las "Especificaciones técnicas de seguridad para el desmontaje y trituración de baterías de energía automotriz"? Esto no se ajusta a la tecnología actual para la trituración directa de baterías cargadas que necesitan los propietarios de la industria.
A continuación, se lleva a cabo el proceso de pirólisis tras la etapa de trituración. Esta etapa requiere la mayor superficie de calentamiento para el material triturado. La trituradora de doble eje de baja velocidad no tritura adecuadamente el material de la batería. Esto provoca una falta de expansión en la superficie calentada. Si se utiliza una trituradora de martillos inmediatamente después, la lámina de cobre y aluminio envuelve la pólvora negra. Esto debilita el efecto de trituración y reduce aún más la superficie de calentamiento de la pirólisis.
Hay varias innovaciones de ingeniería menores:
- Controlar el nivel de oxígeno para convertir más flúor en fluoruro de hidrógeno gaseoso. Esto ayuda a prevenir la formación de fluoruro de litio en la pólvora negra, lo que facilita la extracción húmeda.
- Aborda el aumento de temperatura por microcortocircuito y previene descargas eléctricas en materiales aplastados.
- Maximizar la superficie calentada de los materiales triturados para mejorar el proceso de pirólisis.
- Mantenga intactas las láminas de cobre y aluminio. Esto evita la formación de polvo de aluminio al triturarlas, lo que facilita su clasificación y posterior eliminación.
La mejor opción tras la iteración tecnológica: equipos de corte de alta velocidad
Finalmente, abandonamos la tecnología de línea de electrodos. En su lugar, nos centramos en las materias primas de baterías desechadas. Modificamos la tecnología de trituración lenta de doble eje basándonos en la investigación y el trabajo práctico de nuestro equipo de ingeniería. Ahora, utilizamos tecnología de corte y trituración de alta velocidad. La aplicamos en el Proyecto Zhejiang Tianneng Huzhou y el Proyecto Ningbo Wei Fu Lishui, entre otros. Los resultados fueron positivos y reiterativos.
Equipo de corte de alta velocidad recomendado
Tecnología de molino ciclónico: un avance revolucionario en el desbroce en seco
Los molinos ciclónicos utilizan pulverización por flujo de aire a alta velocidad. El flujo de aire a alta velocidad en la cámara de molienda especial provoca la colisión y fricción de los materiales. Este proceso elimina eficazmente los materiales de los electrodos. Esta tecnología soluciona los problemas de la pulverización mecánica tradicional. También evita la contaminación de los procesos húmedos. Además, abre una nueva vía para el reciclaje de baterías de litio.
El molino ciclónico tiene un diseño modular. Incluye principalmente:
- un sistema de alimentación,
- un sistema de pulverización,
- un sistema de calificación,
- un sistema de recolección.
Sus componentes principales están fabricados con cerámica resistente, lo que prolonga la vida útil del equipo. El diseño especial del campo de flujo distribuye los materiales uniformemente en la cámara de molienda, lo que aumenta la eficiencia del desbaste.
En comparación con los procesos húmedos tradicionales, la tecnología de molino ciclónico ofrece ventajas significativas. El consumo de energía se reduce en más de 401 TP³T. La eficiencia de procesamiento aumenta en 501 TP³T. Además, se elimina por completo el vertido de aguas residuales. Estas ventajas la convierten en una tecnología líder en el reciclaje de baterías de litio.