A tecnologia de reciclagem de baterias de lítio segue esta ordem: primeiro, os resíduos de produção e os produtos defeituosos são reciclados. Em seguida, vêm as baterias de lítio descontinuadas. Portanto, a tecnologia de linha de eletrodos veio primeiro, seguida pela tecnologia de linha de baterias.
Triturador de baixa velocidade com eixo duplo
Trituradores de baixa velocidade e eixo duplo são uma característica típica da tecnologia de linha de eletrodos. O processo geralmente envia o material catódico residual por uma correia transportadora. Ele segue para um triturador de eixo duplo para britagem primária. Isso resulta em um tamanho de partícula de cerca de 100 mm. O material então entra no britador de impacto na extremidade inferior para britagem secundária. O tamanho de partícula varia de 10 mm a 30 mm. Isso depende das necessidades do equipamento a jusante. O uso de um triturador para britagem primária evita o entupimento do britador de impacto. Isso ocorre porque há menos material emaranhado. O triturador e o triturador são empilhados um sobre o outro.
Por que não é recomendado usar um triturador lento de eixo duplo?
Muitas empresas e instituições expandem suas linhas de baterias utilizando tecnologia de eletrodos. Muitas vezes, ignoram inovações projetadas para baterias de lítio descontinuadas.
Baterias de lítio descontinuadas não se assemelham a longas tiras de eletrodos descartados. Elas não possuem uma camada externa resistente. As baterias de lítio geralmente vêm em três formatos: cilíndrica, flexível e quadrada. O material da camada externa é resistente. O material interno é firmemente enrolado em um formato de disco ou enrolado. Isso é muito diferente das longas tiras soltas de eletrodos descartados.
Em segundo lugar, as baterias de lítio desativadas são carregadas. Qualquer quebra danificará primeiro o diafragma. Isso inclui penetração, extrusão, perfuração do dendrito de lítio, encolhimento, derretimento e colapso. Como resultado, ocorrerá um curto-circuito interno. Se o método de quebra e as condições de trabalho estiverem incorretos, isso pode levar a um rápido aumento de temperatura e acúmulo de calor. Se a temperatura subir um pouco, o filme SEI na bateria se romperá. Isso permitirá que o eletrólito toque o metal de lítio no grafite do eletrodo negativo. Os eletrodos positivo e negativo entrarão em diafonia. O material do eletrodo positivo mudará de fase, liberando oxigênio. Esse oxigênio reagirá com o carboneto de lítio reduzido do eletrodo negativo. Ocorrerá fuga térmica, levando a acidentes como fumaça, fogo e explosões.
Problemas de segurança durante o uso do triturador lento de eixo duplo
O fluxo de nitrogênio ajuda a controlar os níveis de oxigênio. Isso evita a liberação de solventes carbonáticos do eletrólito durante a trituração. Esses solventes podem inflamar em temperaturas de ponto de fulgor. Se o aumento temporário da temperatura fizer com que o material do cátodo mude de fase e libere oxigênio, o efeito protetor do controle de nitrogênio diminuirá significativamente. O uso de um processo de trituração de baixa velocidade e eixo duplo provavelmente causará incêndios em baterias ternárias desativadas e carregadas. Baterias de íons de lítio desativadas e carregadas são mais estáveis e raramente pegam fogo. No entanto, ainda podem liberar vapores e fumaça nocivos.
O processo de trituração precisa controlar eficazmente o aumento da temperatura de curto-circuito da bateria. O triturador de baixa velocidade de eixo duplo opera a uma velocidade de 5 a 70 rpm. Essa velocidade permite muito tempo para o aumento da temperatura de curto-circuito. Como resultado, pode causar fuga térmica. O tempo é a única variável chave controlável.
Causas de problemas de segurança
Para evitar fumaça, incêndio e explosões, as empresas que fabricam esse tipo de equipamento frequentemente exigem que as células da bateria sejam descarregadas. Isso é especialmente verdadeiro para baterias ternárias carregadas. Mas, seja por descarga de carga física, descarga química de salmoura ou outros métodos, há efeitos colaterais importantes. Você pode conferir o artigo sobre os efeitos colaterais da descarga de células individuais na conta oficial do WeChat. Por que é importante descarregar células de bateria no projeto de norma nacional para "Especificações Técnicas de Segurança para Desmontagem e Esmagamento de Baterias Automotivas"? Isso não corresponde à tecnologia atual para esmagamento direto de baterias carregadas que os proprietários da indústria precisam.
Em seguida, ocorre o processo de pirólise, que ocorre após a etapa de britagem. Esta etapa requer a maior área de superfície de aquecimento para o material britado. O triturador de baixa velocidade e eixo duplo não tritura bem o material da bateria. Isso leva à falta de expansão na área de superfície aquecida. Se um triturador de martelo for usado logo em seguida, a folha de cobre e alumínio envolve o pó preto. Isso enfraquece o efeito de britagem e reduz ainda mais a área de superfície de aquecimento da pirólise.
Existem várias pequenas inovações de engenharia:
- Controle o nível de oxigênio para converter mais flúor em gás fluoreto de hidrogênio. Isso ajuda a evitar a formação de fluoreto de lítio no pó preto, auxiliando na extração úmida.
- Lidar com o aumento de temperatura causado por microcurto-circuito e evitar choques elétricos em materiais triturados.
- Maximize a área de superfície aquecida dos materiais triturados para melhorar o processo de pirólise.
- Mantenha as folhas de cobre e alumínio intactas. Isso evita a formação de pó de alumínio durante a trituração. Assim, fica mais fácil separar e remover o cobre e o alumínio posteriormente.
A melhor escolha após a iteração tecnológica – equipamento de corte de alta velocidade
No final, abandonamos a tecnologia de linha de eletrodos. Em vez disso, focamos em matérias-primas de baterias descontinuadas. Mudamos a tecnologia de trituração lenta de eixo duplo com base na pesquisa e no trabalho prático da nossa equipe de engenharia. Agora, utilizamos a tecnologia de cisalhamento e trituração de alta velocidade. Aplicamos essa tecnologia no Projeto Tianneng Huzhou, em Zhejiang, e no Projeto Wei Fu Lishui, em Ningbo, entre outros. Os resultados foram positivos e iterativos.
Equipamento de corte de alta velocidade recomendado
Tecnologia de moinho ciclone: um avanço revolucionário na decapagem a seco
Os moinhos ciclônicos utilizam pulverização por fluxo de ar de alta velocidade. O fluxo de ar de alta velocidade na câmara de moagem especial faz com que os materiais colidam e se esfreguem. Este processo remove os materiais dos eletrodos com eficiência. Esta tecnologia resolve os problemas da pulverização mecânica tradicional. Também evita a poluição dos processos úmidos. Além disso, abre um novo caminho para a reciclagem de baterias de lítio.
O moinho ciclone possui um design modular. Ele inclui principalmente:
- um sistema de alimentação,
- um sistema de pulverização,
- um sistema de classificação,
- um sistema de coleta.
Suas peças centrais são feitas de cerâmica resistente. Isso aumenta a durabilidade do equipamento. O design especial do campo de fluxo distribui os materiais uniformemente na câmara de moagem, aumentando a eficiência da decapagem.
Em comparação com os processos tradicionais de moagem úmida, a tecnologia de moinho ciclone oferece vantagens significativas. O consumo de energia é reduzido em mais de 40%. A eficiência do processamento aumenta em 50%. Além disso, a descarga de águas residuais é totalmente eliminada. Esses benefícios a tornam uma tecnologia líder na reciclagem de baterias de lítio.