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Batterie agli ioni di litio: Riciclaggio di materiali riutilizzabili

 

Ovunque vengano sviluppate oggi le batterie agli ioni di litio, la questione del riciclaggio efficiente gioca un ruolo decisivo. Si tratta di una buona separabilità alla fine del ciclo di vita. Tutti i materiali riciclabili devono essere recuperati in elevata purezza.

Il riciclaggio efficiente è una priorità assoluta fin dalla fase di sviluppo. Solo un'economia circolare efficiente può contrastare la scarsità di materie prime. I processi di produzione, utilizzo e riciclaggio devono avere un buon bilancio di CO2.

I percorsi di processo per l'estrazione delle materie prime primarie e il riciclaggio dei materiali attivi delle batterie erano inizialmente simili. Vengono utilizzati in successione processi piro- e idrometallurgici. Questi argomenti sono oggetto di ricerca a pieno ritmo in tutto il mondo.

Secondo le ultime scoperte scientifiche, molti processi di purificazione basati sull'idrometallurgia sembrano essere più efficienti. Ciò comporta vantaggi in termini di consumo energetico. Anche la produzione di sostanze inquinanti legate al processo è significativamente inferiore.

 

Pilotaggio su scala industriale

 

amixon® offre possibilità di test su scala industriale e va ben oltre la scala di laboratorio. Nell'impianto pilota amixon® si possono realizzare lotti da 100 litri, 200 litri, 400 litri fino a 3000 litri. Ciò consente ad amixon® di effettuare test pilota pratici.

  • L'essiccatore sottovuoto amixon® può essere utilizzato come un alambicco sottovuoto. Il controllo preciso della temperatura e della pressione consente un elevato grado di selettività. Ciò significa che i fluidi possono essere recuperati in elevata purezza. Ad esempio, gli elettroliti delle batterie al litio frantumate possono essere vaporizzati e ricondensati a basse temperature.
     
  • Un'apparecchiatura di prova amixon® può persino essere utilizzata nel funzionamento sottovuoto fino a una temperatura di esercizio di 350°C. A questo proposito, occorre verificare se anche il fluoruro di polivinilidene ad alto punto di ebollizione (punto di fusione 175°C, punto di ebollizione a partire da 300°C) possa essere isolato nell'essiccatore amixon®. Il fluoruro di polivinilidene funge da legante nella batteria agli ioni di litio.     
     
  • Su richiesta, è possibile rivestire tutte le parti a contatto con il prodotto con ceramiche ad alte prestazioni estremamente dure.     
     
  • Un altro reattore di prova amixon® per lotti da 200 litri può essere utilizzato per reazioni ad alta pressione. Alla temperatura di 250°C, la sovrapressione operativa ammessa è di 25 bar.

Centro tecnico amixon®. Tre nuovi reattori di sintesi/essiccatori a miscelazione sotto vuoto.

La separazione termica solido-liquido è alla fine di molte fasi del processo


 
I solventi dell'elettrolita liquido possono essere vaporizzati nell'essiccatore sotto vuoto amixon® a basse temperature. Nell'essiccatore a miscelazione sottovuoto è possibile ottenere un vuoto fino a 5 mbar. La condensazione può avvenire a -20 °C.

In questo modo, i solventi come il carbonato di dimetile, il carbonato di etile e il carbonato di dietile possono essere recuperati separatamente.

I materiali elettrodici attivi devono essere preferibilmente trattati con un processo a umido a basse temperature.  Dopo la separazione, i preziosi materiali litio, cobalto, manganese, nichel e grafite devono essere essiccati. Si utilizzano diversi processi di essiccazione, che di solito vengono eseguiti in lotti.

L'essiccazione a contatto sottovuoto di amixon® con miscelazione senza spazi morti di tutti i componenti consente l'essiccazione in un sistema chiuso con un'elevata purezza e un'eccezionale efficienza di essiccazione.

Un riciclaggio efficiente è possibile solo con masse omogenee

 

Le batterie agli ioni di litio avranno un ruolo sempre più importante nel settore automobilistico. Si stanno costruendo impianti sempre più grandi per trattare le materie prime e riciclare i materiali attivi del catodo e dell'anodo. A seconda del tipo di batteria agli ioni di litio, si stabiliranno percorsi di processo diversi. Quanto più omogenei sono i materiali di partenza, tanto più precisa è la loro realizzazione. L'omogeneizzazione di grandi volumi è un prerequisito importante.

amixon® offre soluzioni eccellenti per questo scopo. Un esempio è il miscelatore Gyraton®, che può omogeneizzare grandi quantità di materiale sfuso in modo tecnicamente ottimale. E tutto questo con una sola macchina, in modo continuo o discontinuo. I miscelatori Gyraton® richiedono solo motori di azionamento molto piccoli.

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