A empresa norte-americana LithiBatt criou uma solução inovadora de trituração para fornecer tratamento de fim de vida útil para o crescente número de veículos elétricos maiores que estão entrando no mercado automotivo.
Para atingir uma potência de saída de 170 kWh a 215 kWh, os conjuntos de baterias normalmente contêm mais de 1 000 células individuais, frequentemente agrupadas em dezenas de módulos. 'Os maiores conjuntos de baterias comerciais para veículos elétricos são tão grandes quanto um colchão king-size e podem pesar mais de 900 kg', de acordo com a LithiBatt.
Sem descarga ou desmontagem
A empresa, sediada em Milwaukee, observa que os recicladores são obrigados a quebrar pacotes grandes em componentes menores. No entanto, é difícil cortar, dissolver ou separar o pacote sem causar danos.
'Tentativas de fazer isso correm o risco de perfurar ou danificar as células, potencialmente levando a incêndio ou até mesmo fugas térmicas que não podem ser extintas. Apenas o ato de destruir baterias que não foram totalmente descarregadas pode introduzir joules de energia no sistema.'
Os produtos LithiBatt são projetados para serem integrados no front-end dos processos existentes para lidar com grandes conjuntos de baterias sem desmontagem ou descarga.
Energia de hidro-nitrogênio
Os sistemas inovadores já estão em funcionamento nos principais fabricantes de EV. Os sistemas agora estão em produção na Alemanha, Reino Unido e EUA.
Por meio de extensa pesquisa, design e testes de produção, a LithiBatt projetou um sistema selado que incorpora uma manta de água e nitrogênio, mecânica de elevação e despejo, trituração progressiva em três partes e um sistema de tratamento de ar e água, além de outros recursos de design exclusivos.
O sistema de redução de íons de lítio em larga escala regula a atividade térmica durante todo o processo de trituração. Os pacotes de baterias EV são mantidos submersos para suprimir ou reduzir significativamente a liberação de energia com a maioria dos compostos orgânicos voláteis permanecendo na solução aquosa.
Um ambiente de nitrogênio inerte interrompe a fuga térmica reduzindo substancialmente a concentração de oxigênio disponível. Isso pode efetivamente abafar a reação e evitar que ela se intensifique.
À prova d'água
'Como o material de massa preta da bateria de íons de lítio reciclável não absorve água prontamente, ele pode ser usado para resfriar os materiais e extinguir os incêndios', diz o engenheiro da LithBatt, John Neuens. 'Combinado com nitrogênio, podemos controlar e eliminar eventos térmicos com um processo úmido.
'Baterias estilo bolsa têm materiais absorventes de água que podem ser processados em nosso sistema. Este método também acelera o processamento da bateria em um sistema seco, com todos os seus problemas de segurança e qualidade do ar.'
Para conseguir isso, a LithiBatt criou um sistema que é à prova d'água e hermético para gerenciar baterias de lítio desse tamanho, densidade e produção de energia.
Neuens explica que o desafio é que os trituradores normalmente não são projetados para serem totalmente submersos em água e não são construídos para serem estanques. Selos especializados e revestimentos de câmara de aço inoxidável foram instalados no triturador primário para permitir a submersão completa das baterias ou um sistema de pulverização robusto.
Trituração em três estágios
A quebra de grandes conjuntos de baterias envolve um processo de três etapas que reduz as células individuais da bateria a 12-20 cm de material descarregado, ao mesmo tempo em que dispersa com segurança a energia armazenada no sistema sem um efluente. Este método de trituração gradual garante que as células da bateria sejam cortadas total e efetivamente.
Após o processo inicial de trituração, os materiais de VE são transferidos para trituradores secundários e terciários equipados com câmaras de ar e brocas cheias de água especialmente projetadas.
Em seguida, facas Triplus progressivamente mais finas podem ser usadas para atingir a saída de material final especificada e a separação de metais, plásticos e massa preta. Esta tecnologia de faca patenteada é projetada especificamente para reciclagem de bateria úmida, garantindo que os materiais sejam reduzidos a um tamanho consistente e uniforme em uma única passagem sem a necessidade de triagem, eliminando preocupações sobre entupimento.
O rendimento é maximizado porque o sistema de trituração pode ser ajustado por carga.
Até 95% de massa negra
A solução da LithiBatt separa materiais pretos e ferrosos, bem como metais não ferrosos, como cobre e alumínio. De acordo com Neuens, o sistema normalmente recupera cerca de 60% da massa preta. No entanto, equipamentos adicionais podem ser incorporados para atingir uma taxa de separação de até 95%.
'Todas as outras partículas além da massa preta são muito grandes, então é relativamente fácil filtrar e pressionar, desidratar e secar', diz Neuens. 'O resultado é uma massa preta muito limpa e vendável.'
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