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Batteries lithium-ion : Recyclage de matériaux précieux

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Partout où des batteries lithium-ion sont développées aujourd'hui, la question d'un recyclage efficace joue un rôle décisif. Il s'agit d'assurer une bonne séparabilité à la fin de la durée de vie. Tous les matériaux recyclables doivent être récupérés avec une grande pureté.

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Les procédés d'extraction des matières premières primaires et de recyclage des matériaux actifs des batteries étaient initialement similaires. Les procédés pyro- et hydrométallurgiques sont utilisés successivement. Ces sujets font l'objet de recherches intensives dans le monde entier.
Selon les dernières découvertes scientifiques, de nombreux procédés de purification basés sur l'hydrométallurgie semblent plus efficaces. Cela présente des avantages en termes de consommation d'énergie. La production de polluants liés au processus est également nettement plus faible.

Piloter à l'échelle industrielle

amixon® offre des possibilités de test à l'échelle industrielle et va bien au-delà de l'échelle du laboratoire. Des lots de 100 litres, 200 litres, 400 litres et jusqu'à 3000 litres peuvent être réalisés dans l'installation pilote amixon®. Cela permet à amixon® de réaliser des essais pilotes pratiques.

- Le sécheur sous vide amixon® peut être utilisé comme un alambic sous vide. Le contrôle précis de la température et de la pression permet d'obtenir un haut degré de sélectivité. Cela signifie que les fluides peuvent être récupérés avec une grande pureté. Par exemple, les électrolytes des batteries lithium-ion broyées peuvent être vaporisés et recondensés à basse température.

- Un appareil d'essai amixon® peut même être utilisé sous vide jusqu'à une température de fonctionnement de 350°C. A cet égard, il convient d'examiner si le fluorure de polyvinylidène à point d'ébullition élevé (point de fusion 175°C, point d'ébullition à partir de 300°C) peut également être isolé dans le séchoir amixon®. Le fluorure de polyvinylidène sert de liant dans les batteries lithium-ion.

- Le revêtement de toutes les pièces en contact avec le produit avec des céramiques hautes performances extrêmement dures est possible sur demande.

- Un autre réacteur d'essai amixon® pour des lots de 200 litres peut être utilisé pour des réactions à haute pression. A une température de 250°C, la surpression de fonctionnement admissible est de 25 bars.

La séparation thermique solide-liquide se trouve à la fin de nombreuses étapes du processus

Les solvants de l'électrolyte liquide peuvent être vaporisés à basse température dans le sécheur sous vide amixon®. Un vide allant jusqu'à 5 mbar peut être atteint dans le sécheur-mélangeur sous vide. La condensation peut avoir lieu à -20 °C.
De cette manière, les solvants tels que le carbonate de diméthyle, le carbonate d'éthyle et de méthyle et le carbonate de diéthyle peuvent être récupérés séparément.
Les matériaux d'électrodes actives doivent de préférence être traités par voie humide à basse température. Après séparation, les matériaux précieux que sont le lithium, le cobalt, le manganèse, le nickel et le graphite doivent être séchés. Différents procédés de séchage sont utilisés, généralement par lots.
Le séchage par contact sous vide d'amixon®, avec un mélange sans espace mort de tous les composants, permet un séchage dans un système fermé avec une grande pureté et une efficacité de séchage exceptionnelle.

Un recyclage efficace n'est possible qu'avec des masses homogènes

Les batteries lithium-ion sont appelées à jouer un rôle de plus en plus important dans le secteur automobile. Des usines de plus en plus grandes sont construites pour traiter les matières premières et recycler les matériaux actifs de la cathode et de l'anode. Différents procédés seront mis en place en fonction du type de batterie lithium-ion. Plus les matériaux de départ sont homogènes, plus ils peuvent être fabriqués avec précision. L'homogénéisation de grands volumes est une condition préalable importante.
amixon® offre d'excellentes solutions à cet égard. Le mélangeur Gyraton® en est un exemple. Il permet d'homogénéiser de grandes quantités de matériaux en vrac de manière optimale sur le plan technique. Et tout cela avec une seule et même machine, que ce soit en continu ou en discontinu. Les mélangeurs Gyraton® ne nécessitent que de très petits moteurs d'entraînement.