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Baterías de iones de litio: Reciclaje de materiales reutilizables

 

Dondequiera que se desarrollen baterías de iones de litio hoy en día, la cuestión del reciclaje eficiente desempeña un papel decisivo. Se trata de conseguir una buena separabilidad al final de la vida útil. Todos los materiales reciclables deben recuperarse con un alto grado de pureza.

El reciclaje eficiente es una prioridad absoluta desde la fase de desarrollo. Sólo una economía circular eficiente puede contrarrestar la escasez de materias primas. Los procesos de producción, utilización y reciclaje deben tener un buen equilibrio de CO2.

Las rutas de proceso para la extracción de materias primas primarias y el reciclaje de materiales activos para baterías eran inicialmente similares. Se utilizan sucesivamente procesos piro e hidrometalúrgicos. Estos temas se están investigando a toda velocidad en todo el mundo.

Según los últimos descubrimientos científicos, muchos procesos de purificación basados en la hidrometalurgia parecen ser más eficaces. Esto tiene ventajas en términos de consumo de energía. La producción de contaminantes relacionados con el proceso también es significativamente menor.

 

Pruebas a escala industrial

 

amixon® ofrece posibilidades de ensayo a escala industrial y va mucho más allá de la escala de laboratorio. En la planta piloto de amixon® se pueden realizar lotes de 100, 200, 400 y hasta 3.000 litros. Esto permite a amixon® llevar a cabo pruebas piloto prácticas.

  • El secador al vacío amixon® puede utilizarse como un destilador al vacío. El control preciso de la temperatura y la presión permite un alto grado de selectividad. Esto significa que se pueden recuperar fluidos de gran pureza. Por ejemplo, los electrolitos de baterías de iones de litio trituradas pueden vaporizarse y recondensarse a bajas temperaturas.
     
  • Un aparato de ensayo amixon® puede utilizarse incluso en vacío hasta una temperatura de funcionamiento de 350°C. A este respecto, debería examinarse si el fluoruro de polivinilideno de alto punto de ebullición (punto de fusión 175°C, punto de ebullición a partir de 300°C) también puede aislarse en el secador amixon®. El fluoruro de polivinilideno sirve como aglutinante en la batería de iones de litio.
     
  • A petición del cliente, es posible recubrir todas las piezas en contacto con el producto con cerámica de alto rendimiento extremadamente dura.
     
  • Para las reacciones a alta presión puede utilizarse otro reactor de ensayo amixon® para lotes de 200 litros. A una temperatura de 250°C, la sobrepresión de funcionamiento admisible es de 25 bares.

centro técnico amixon®. Tres nuevos reactores de síntesis/secadores de mezcla al vacío.

La separación térmica sólido-líquido se encuentra al final de muchos pasos del proceso

 

Los disolventes del electrolito líquido pueden vaporizarse en el secador de vacío amixon® a bajas temperaturas. En el secador de mezcla al vacío puede alcanzarse un vacío de hasta 5 mbar. La condensación puede tener lugar a -20 °C.

De este modo, los disolventes como el dimetilcarbonato, el etilmetilcarbonato y el dietilcarbonato pueden recuperarse por separado.

Los materiales del electrodo activo deben procesarse preferentemente en un proceso húmedo a bajas temperaturas.  Tras la separación, los materiales valiosos litio, cobalto, manganeso, níquel y grafito deben secarse. Se utilizan diversos procesos de secado, que suelen llevarse a cabo por lotes.

El secado por contacto al vacío de amixon® con mezcla sin espacios muertos de todos los componentes permite el secado en un sistema cerrado de gran pureza y extraordinaria eficacia de secado.

El reciclado eficaz sólo es posible con masas homogéneas

 

Las baterías de iones de litio desempeñarán un papel cada vez más importante en el sector del automóvil. Se están construyendo plantas cada vez más grandes para procesar las materias primas y reciclar los materiales activos del cátodo y el ánodo. En función del tipo de batería de iones de litio se establecerán diferentes rutas de proceso. Cuanto más homogéneos sean los materiales de partida, más precisa será su realización. La homogeneización de grandes volúmenes es un requisito previo importante.

amixon® ofrece excelentes soluciones para ello. Un ejemplo es el mezclador Gyraton®, que puede homogeneizar grandes cantidades de material a granel de forma técnicamente óptima. Y todo ello con una misma máquina, ya sea de forma continua o discontinua. Los mezcladores Gyraton® sólo requieren motores de accionamiento muy pequeños.

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