La tecnologia di riciclo delle batterie al litio segue questo ordine: prima vengono riciclati gli scarti di produzione e i prodotti difettosi. Poi vengono riciclate le batterie al litio dismesse. Pertanto, la tecnologia delle linee di elettrodi è arrivata prima, seguita da quella delle batterie.
Trituratore a doppio albero a bassa velocità
I trituratori a doppio albero a bassa velocità sono una caratteristica tipica della tecnologia di linea degli elettrodi. Il processo solitamente invia il materiale catodico di scarto su un nastro trasportatore. Viene quindi inviato a un trituratore a doppio albero per la frantumazione primaria. Ciò si traduce in una granulometria di circa 100 mm. Il materiale entra quindi nel frantoio a impatto dall'estremità inferiore per la frantumazione secondaria. La granulometria varia da 10 mm a 30 mm. Questo dipende dalle esigenze dell'apparecchiatura a valle. L'utilizzo di un trituratore per la frantumazione primaria impedisce l'intasamento del frantoio a impatto. Questo accade perché c'è meno materiale aggrovigliato. Il trituratore e il frantoio sono impilati uno sopra l'altro.
Perché non è consigliabile utilizzare un trituratore lento a doppio albero?
Molte aziende e istituzioni sviluppano le proprie linee di batterie utilizzando la tecnologia degli elettrodi. Spesso trascurano le innovazioni progettate per le batterie al litio dismesse.
Le batterie al litio dismesse non assomigliano a lunghe strisce di elettrodi di scarto. Non hanno un involucro esterno resistente. Le batterie al litio sono solitamente disponibili in tre forme: cilindrica, soft-pack e quadrata. Il materiale dell'involucro è resistente. Il materiale interno è avvolto strettamente in una spirale o a forma di disco. Questo è molto diverso dalle lunghe strisce di elettrodi di scarto, larghe e sciolte.
In secondo luogo, le batterie al litio dismesse vengono caricate. Qualsiasi rottura danneggerà innanzitutto il diaframma. Questo include penetrazione, estrusione, perforazione dei dendriti di litio, restringimento, fusione e collasso. Di conseguenza, si verificherà un cortocircuito interno. Se il metodo di rottura e le condizioni di lavoro sono errati, ciò può portare a un rapido aumento della temperatura e a un accumulo di calore. Se la temperatura aumenta leggermente, il film SEI nella batteria si romperà. Questo permetterà all'elettrolita di entrare in contatto con il litio metallico nella grafite dell'elettrodo negativo. Gli elettrodi positivo e negativo diafoniano. Il materiale dell'elettrodo positivo cambierà fase, rilasciando ossigeno. Questo ossigeno reagirà con il carburo di litio ridotto dell'elettrodo negativo. Si verificherà una fuga termica, che causerà incidenti come fumo, incendi ed esplosioni.
Problemi di sicurezza durante l'uso del trituratore lento a doppio albero
Il flusso di azoto aiuta a controllare i livelli di ossigeno. Questo impedisce il rilascio di solventi carbonatici dall'elettrolita durante la triturazione. Questi solventi possono incendiarsi alle temperature del punto di infiammabilità. Se il temporaneo aumento di temperatura provoca un cambiamento di fase del materiale catodico e il rilascio di ossigeno, l'effetto protettivo del controllo dell'azoto diminuirà notevolmente. L'utilizzo di un processo di triturazione a bassa velocità a doppio asse causerà probabilmente incendi nelle batterie ternarie cariche e dismesse. Le batterie agli ioni di litio dismesse e cariche sono più stabili e raramente prendono fuoco. Tuttavia, possono comunque rilasciare fumi e fumi nocivi.
Il processo di triturazione deve controllare efficacemente l'aumento della temperatura di cortocircuito della batteria. Il trituratore a doppio asse a bassa velocità funziona a 5-70 giri al minuto. Questa velocità lascia troppo tempo per l'aumento della temperatura di cortocircuito. Di conseguenza, può causare una fuga termica. Il tempo è l'unica variabile chiave controllabile.
Cause dei problemi di sicurezza
Per prevenire fumo, incendi ed esplosioni, le aziende che producono questo tipo di apparecchiature spesso richiedono che le celle delle batterie vengano scaricate. Questo vale soprattutto per le batterie ternarie cariche. Tuttavia, che si tratti di scarica fisica del carico, scarica chimica con salamoia o altri metodi, gli effetti collaterali sono importanti. Potete consultare l'articolo sugli effetti collaterali della scarica di una singola cella sull'account WeChat ufficiale. Perché è importante scaricare le celle delle batterie nel progetto di standard nazionale per le "Specifiche tecniche di sicurezza per lo smontaggio e la frantumazione delle batterie per autoveicoli"? Questa non corrisponde all'attuale tecnologia per la frantumazione diretta delle batterie cariche di cui hanno bisogno i proprietari del settore.
Successivamente, il processo di pirolisi avviene dopo la fase di frantumazione. Questa fase richiede la maggiore superficie riscaldante per il materiale frantumato. Il trituratore a doppio albero a bassa velocità non sminuzza bene il materiale della batteria. Questo porta a una mancanza di espansione nella superficie riscaldata. Se si utilizza subito dopo un frantoio a martelli, il foglio di rame e alluminio si avvolge attorno alla polvere nera. Questo indebolisce l'effetto di sminuzzamento e riduce ulteriormente la superficie riscaldante della pirolisi.
Ci sono diverse piccole innovazioni ingegneristiche:
- Controllare il livello di ossigeno per convertire più fluoro in gas di fluoruro di idrogeno. Questo aiuta a prevenire la formazione di fluoruro di litio nella polvere nera, facilitando l'estrazione a umido.
- Risolve l'aumento di temperatura dovuto a micro-cortocircuiti e previene le scosse elettriche nei materiali schiacciati.
- Massimizzare la superficie riscaldata dei materiali frantumati per migliorare il processo di pirolisi.
- Mantenere intatti i fogli di rame e alluminio. Questo impedisce la formazione di polvere di alluminio durante la frantumazione. Quindi, semplifica la selezione e la rimozione di rame e alluminio in seguito.
La scelta migliore dopo l'iterazione tecnologica: attrezzatura di taglio ad alta velocità
Alla fine, abbiamo abbandonato la tecnologia della linea di elettrodi. Ci siamo invece concentrati sulle materie prime delle batterie dismesse. Abbiamo modificato la tecnologia di triturazione lenta a doppio asse basandoci sulla ricerca e sul lavoro pratico del nostro team di ingegneri. Ora utilizziamo la tecnologia di taglio e frantumazione ad alta velocità. L'abbiamo applicata, tra gli altri, al progetto Zhejiang Tianneng Huzhou e al progetto Ningbo Wei Fu Lishui. I risultati sono stati positivi e iterativi.
Attrezzatura di taglio ad alta velocità consigliata
Tecnologia del mulino a ciclone: una svolta rivoluzionaria nello strippaggio a secco
I mulini a ciclone sfruttano la polverizzazione ad alta velocità. Il flusso d'aria ad alta velocità nella speciale camera di macinazione provoca la collisione e lo sfregamento dei materiali. Questo processo rimuove efficacemente i materiali degli elettrodi. Questa tecnologia risolve i problemi della tradizionale polverizzazione meccanica. Evita inoltre l'inquinamento dovuto ai processi a umido. Inoltre, apre una nuova strada al riciclaggio delle batterie al litio.
Il mulino a ciclone ha un design modulare. Comprende principalmente:
- un sistema di alimentazione,
- un sistema di polverizzazione,
- un sistema di classificazione,
- un sistema di raccolta.
I suoi componenti principali sono realizzati in ceramica resistente, che contribuisce a una maggiore durata dell'attrezzatura. Lo speciale design del campo di flusso distribuisce uniformemente i materiali nella camera di macinazione, aumentando l'efficienza di strippaggio.
Rispetto ai tradizionali processi a umido, la tecnologia del mulino a ciclone offre vantaggi significativi. Il consumo energetico diminuisce di oltre 401 TP3T. L'efficienza di processo aumenta di 501 TP3T. Inoltre, lo scarico delle acque reflue viene completamente eliminato. Questi vantaggi la rendono una tecnologia leader nel riciclo delle batterie al litio.