بررسی تاثیر اعمال فرکانس صوتی بر کاهش مدت زمان تخلیه ولتاژ باتری¬های لیتیوم - یون

Abstract

استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی در سال‌های اخیر رشد کرده است و به دلیل ترکیب غنی از مواد ارزشمند مانند کبالت و نیکل، آن¬ها را به منبعی امیدوارکننده برای استفاده مجدد از این مواد ثانویه تبدیل کرده است. بازیافت باتری¬ها می¬تواند به کاهش مصرف انرژی فسیلی، انتشار گاز کربن دی اکسید، آلودگی محیط زیستی و مصرف مواد با ارزش با منابع محدود کمک کند. از سوی دیگر، خطرات مرتبط با بازیافت باتری¬های مصرف شده عمدتاً ناشی از آتش¬سوزی و انفجار ناشی از اتصال¬کوتاه ناخواسته است. تخلیه الکتروشیمیایی با استفاده از محلول¬های نمکی یک راه ساده، سریع و ارزان برای از بین بردن این مشکل است. در این مقاله اثر چهار نوع نمک طبیعی مختلف، سه نمونه از دریاچه¬های نمک (خوروبیابانک(A)، آران و بیدگل(B)، ارومیه(C)) و یک نمونه از کوه نمکی گرمسار- سمنان(D)، در غلظت 20% بر فرآیند تخلیه باتری های لیتیوم یونی بررسی گردید. سپس فرکانس های صوتی به¬منظور بررسی تاثیر بر فرآیند تخلیه اضافه گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که اعمال فرکانس¬ها صوتی با وجود ناخالصی نمک¬ها، تاثیر خوبی بر فرآیند تخلیه باتری‌ها دارند. طبق نتایج مشاهده شد که محلول شامل نمک C پس از گذشت 90 دقیقه، برای دسترسی به حد ولتاژ 1 ولت و پس از گذشت 210 دقیقه، برای دسترسی به حد ولتاژ 5/0 ولت عملکرد بهتری را از خود نسبت به سایر نمک¬ها نشان داد. در فرآیند اعمال فرکانس¬های صوتی 28 کیلوهرتز محلول شامل نمک D پس از گذشت 110 دقیقه، حد ولتاژ آن¬ها از ولتاژ ابتدایی به 1 ولت رسید و پس از گذشت 180 دقیقه به حد ولتاژ 5/0 ولت رسید. در مقایسه آزمایش دسته دوم و آزمایش دسته اول می¬توان به این نتیجه رسید که طبق نتایج بدست آمده، درکل محلول شامل نمک (D) پس از اعمال فرکانس¬های صوتی 28 کیلوهرتز نتایج مطلوب¬تری از خود نشان داد. بهترین حالت ممکن برای استفاده از نمک¬های طبیعی برای تخلیه باتری¬های لیتیوم یون استفاده از نمک D به همراه استفاده از امواج فراصوت می¬باشد.